流動(dòng)沙丘塔郎Hedysarum leave造林后草本植物多樣性動(dòng)態(tài)分析

張朋 張書理 張慧艷等

2.2塔郎造林后不同年限沙地植物物種組成和優(yōu)勢(shì)度由表2可知，隨著造林年限的增加，人工塔郎群落中草本植物逐年增加，優(yōu)勢(shì)種更替明顯。在塔郎造林的當(dāng)年，除了人工栽種的塔郎得以成活并占據(jù)相對(duì)優(yōu)勢(shì)外，沙蓬、蟲(chóng)實(shí)和狗尾草依靠其特殊的適應(yīng)機(jī)制，成功入侵流動(dòng)沙地并定居，成為造林當(dāng)年的主要優(yōu)勢(shì)種，重要值分別為31.21、30.13和24.71，成為塔郎林地草本層的主要建群種。

造林后第2年，隨著塔郎的生長(zhǎng)，其優(yōu)勢(shì)度也明顯增加，此時(shí)蟲(chóng)實(shí)和狗尾草仍為草本植物群落的建群種，重要值分別為16.09和15.63，沙蓬退出建群種地位，其重要值僅為3.03，成為伴生種。黃蒿、沙蒿、蒺藜、紫翅豬毛菜、霧濱藜、地梢瓜、畫眉草等侵入沙地，也成為塔郎灌叢的重要伴生種。

造林后第3年，人工栽植的塔郎郁閉形成灌叢，在整個(gè)群落中的優(yōu)勢(shì)度占重要地位，重要值達(dá)21.85。在草本層中，1年生草本蟲(chóng)實(shí)、狗尾草等仍然為優(yōu)勢(shì)種，重要值分別為13.65和13.94。同時(shí)蒺藜、地錦、沙蒿、地梢瓜、黃柳等在塔郎林地中成為亞優(yōu)勢(shì)種，重要值分別為11.90、7.25、5.65、5.17、5.29。而黃蒿、霧濱藜、馬齒莧成為沙地的主要伴生種。偶見(jiàn)女婁菜、山韭、達(dá)烏里胡枝子等多年生草本也在塔郎林地中定居。

造林后的5、7和10a，人工塔郎的重要值分別達(dá)22.77、31.77和28.22，在整個(gè)灌木群落中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。蟲(chóng)實(shí)和狗尾草在草本層的優(yōu)勢(shì)度明顯降低，造林后第10a蟲(chóng)實(shí)的重要值為1.04，狗尾草的重要值為8.55，成為伴生種，沙蒿的重要值為18.05，成為草本層優(yōu)勢(shì)種。

多年生草本黃花苜蓿、賴草、糙隱子草、牻牛兒苗在造林后的5～10a均表現(xiàn)出較高的重要值，是草本群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。黃柳這種固有的灌木樹(shù)種靠自然的力量侵入，在3～10a重要值增加至15.26，成為與塔郎齊肩的灌木層優(yōu)勢(shì)種。

2.3塔郎造林后不同年限植物群落生活型比較由表2和表3可知，流動(dòng)沙地在人工種植塔郎造林的當(dāng)年，草本層僅有1年生的沙蓬、蟲(chóng)實(shí)等先鋒植物，1年生植物占樣地內(nèi)植物總種數(shù)的83.3%；造林后第2年，1年生植物占樣地內(nèi)植物總種數(shù)的64.7%，有地梢瓜、乳漿大戟、黃花苜蓿、田旋花、達(dá)烏里胡枝子、賴草等多年生草本和耐沙埋的半灌木沙蒿侵入；造林后第3年，1年生草本植物僅占樣地內(nèi)植物總數(shù)的27.6%，多年生草本達(dá)到樣地內(nèi)植物總數(shù)的55.2%，為所有觀測(cè)年份的最高值。

2.4塔郎造林后不同年限群落植物多樣性指數(shù)比較由表4可知，隨著流動(dòng)沙地塔郎造林后年限的增加，ShannonWiener、Simpson和Margalef等生物多樣性指數(shù)也增加，至造林后的第3年均增加到最高值，至第7年均表現(xiàn)在與第3年基本持平的數(shù)值范圍，至第10年又均明顯降低；而Pielou指數(shù)則與上述3個(gè)指數(shù)變化規(guī)律相反，隨著造林后年限的推移呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，同樣到造林第3年降到最低并在以后的年份保持平穩(wěn)，第10年又明顯增加。

2.5塔郎造林后不同年限群落相似性系數(shù)比較由表5可知，隨著造林后年限的推移，10a中每年總與下一年具有極高的相似性，相似性系數(shù)在0.75左右。從造林后2～7a的每年與造林第1年之間的相似性系數(shù)比較看，時(shí)間越長(zhǎng)，相似性系數(shù)越低，相似性系數(shù)從第2年與第1年的0.521 7降低到第7年與第1年的0.258 1，表明隨著造林后年限的增加，塔郎群落物種組成差異在不斷增加，不同年限群落之間的生態(tài)距離越來(lái)越遠(yuǎn)。相似性系數(shù)的上述變化表明了植被恢復(fù)和群落演替過(guò)程中物種組成結(jié)構(gòu)的遞進(jìn)性和漸變性[11]。

塔郎造林10a與1a的群落相似性系數(shù)又明顯升高，達(dá)到0.444 4。

3結(jié)論與討論

該研究表明，流動(dòng)沙地塔郎造林恢復(fù)植被過(guò)程中，草本植物種類逐漸增加，ShannonWiener、Simpson和Margalef等生物多樣性指數(shù)逐漸增加，Pielou指數(shù)逐漸降低；與治理當(dāng)年相比，隨著年限的推移，群落相似性系數(shù)逐漸降低；隨著年限的增加，群落優(yōu)勢(shì)種主要以塔郎、沙蓬、蟲(chóng)實(shí)、狗尾草和沙蒿為中心發(fā)生變化，它們的生態(tài)作用顯著；造林后的3～7a，植物群落趨于穩(wěn)定；造林10a后由于塔郎易衰弱死亡，從而導(dǎo)致物種多樣性指數(shù)逆轉(zhuǎn)，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)灌木林經(jīng)營(yíng)管理；蘿藦科、大戟科、馬齒莧科、蒺藜科植物以及阿爾泰狗哇花、達(dá)烏里胡枝子、黃花苜蓿、白草等植物可以作為沙地植被恢復(fù)不同階段的指示植物；隨著造林時(shí)間的推移，沙地植被有逐漸向雜草類草草原發(fā)展的趨勢(shì)。

3.1塔郎造林后不同年限草本植物科屬種變化流動(dòng)沙地在造林恢復(fù)過(guò)程中植物科屬種的變化反映了沙地恢復(fù)的群落結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)。造林后的第1年，禾本科和藜科中的1年生草本作為流動(dòng)沙地的先鋒物種居多，并對(duì)不利的自然條件表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)力。蘿藦科和大戟科植物在造林2a后出現(xiàn)，可作為半流動(dòng)沙地類型的指示性植物；馬齒莧科植物匍匐生長(zhǎng)的特殊生物學(xué)特性反映了造林后沙地土壤表層有結(jié)皮現(xiàn)象，可作為判斷沙地半固定的標(biāo)志性植物；阿爾泰狗哇花、達(dá)烏里胡枝子、黃花苜蓿等植物出現(xiàn)，說(shuō)明隨著造林時(shí)間的推移，流動(dòng)沙地被固定，土壤條件得到改善，多年生草本得以定居，它們可作為沙地被固定的指示性植物。

3.2塔郎造林后植物優(yōu)勢(shì)度變化塔郎造林后，植物優(yōu)勢(shì)度主要以塔郎、沙蓬、蟲(chóng)實(shí)、狗尾草和沙蒿為中心發(fā)生變化。塔郎作為人工選擇的沙地治理造林樹(shù)種，其優(yōu)勢(shì)度呈逐年增加趨勢(shì)。草本層的沙蓬、蟲(chóng)實(shí)和狗尾草等1年生草本在前3a為優(yōu)勢(shì)種，而后逐漸被沙蒿所取代，表明在流動(dòng)沙地塔郎造林后恢復(fù)過(guò)程中，上述5種植物具有重要作用。

3.3塔郎造林后植物生活型變化 隨著時(shí)間的推移，初期占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的1年生植物逐漸被多年生植物替代，如禾本科的狗尾草逐漸被賴草替代；菊科的蒼耳、黃蒿逐漸被沙蒿替代；豆科如黃花苜蓿、達(dá)烏里胡枝子等多年生草本不斷侵入，呈現(xiàn)出沙地植被有逐漸向雜草類草草原發(fā)展的趨勢(shì)。

3.4植物多樣性指數(shù)變化群落的生物多樣性指數(shù)變化說(shuō)明，在塔郎治理沙地造林后的3～7a，沙地植被群落結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，與張文軍等[5]在科爾沁沙地的研究結(jié)果一致，這與塔郎具有很強(qiáng)的耐貧瘠、耐沙埋、抗風(fēng)蝕和固沙能力強(qiáng)的特性有關(guān)[12]。在人工栽植塔郎治理沙地過(guò)程中，密集栽植的塔郎利用自身生物學(xué)優(yōu)勢(shì)，在沙地中定居并形成有影響力的植物種群，同時(shí)為沙地積累有機(jī)質(zhì)，改變土壤肥力，為其他物種的定居和繁殖創(chuàng)造了條件，從而使沙地植被迅速有序地恢復(fù)。

3.5塔郎造林10a后多樣性指數(shù)逆轉(zhuǎn)以及與造林當(dāng)年的群落相似性植物增大問(wèn)題該研究結(jié)果顯示，塔郎造林10a后多樣性指數(shù)逆轉(zhuǎn)以及與造林當(dāng)年的群落相似性植物增大，這與塔郎造林10a后長(zhǎng)勢(shì)衰弱、干枯死亡、植被退化有關(guān)，建議造林10a后采取平茬措施對(duì)塔郎進(jìn)行復(fù)壯，加強(qiáng)田間管理。

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