塔里木河河岸帶胡楊種群數(shù)量特征與空間分布格局

馬淑琴，楊麗麗，薛正偉，康佳鵬，馬盈盈，韓路

(塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

塔里木河河岸帶胡楊種群數(shù)量特征與空間分布格局

馬淑琴，楊麗麗，薛正偉，康佳鵬，馬盈盈，韓路

(塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

在塔里木河上游垂直河岸設(shè)置樣帶，研究胡楊種群數(shù)量特征與空間格局沿地下水位梯度的動(dòng)態(tài)及相互關(guān)系，探討其生存發(fā)展的合理生態(tài)地下水位及脅迫水位。結(jié)果表明:胡楊具有伴河生長的特性，在距河道100 m以內(nèi)胡楊以幼苗為主，種群屬進(jìn)展型；隨著離河道距離的增加，胡楊種群幼齡比例減少，胸徑逐漸增大，遠(yuǎn)離河道區(qū)老齡個(gè)體占優(yōu)勢，種群結(jié)構(gòu)呈倒金字塔形，趨向衰退。胡楊種群密度、幼苗比例、長勢與林分郁閉度隨離河道距離增加而降低，平均胸徑、最大胸徑與樹冠疏失度則增加；密度、郁閉度與離河道距離(地下水位)呈顯著負(fù)相關(guān)，平均胸徑與離河道距離呈正相關(guān)。河岸帶胡楊空間格局主要呈聚集分布，近河岸區(qū)則呈隨機(jī)分布，隨距離增加空間格局轉(zhuǎn)為聚集分布，這是種群集群抵御干旱環(huán)境而采取的生態(tài)適應(yīng)對策。地下水位是影響河岸帶胡楊種群生長與分布的主要因素，而維系河岸帶胡楊種群正常生長的合理地下水位應(yīng)<4.1 m,脅迫臨界地下水位為5.5 m。

河岸帶；胡楊種群；數(shù)量特征；空間分布格局；臨界地下水位

胡楊(Populuseuphratica)是我國干旱區(qū)內(nèi)陸河流域唯一的成林樹種，集中分布在塔里木河兩岸，占我國胡楊林總面積的90%以上[1]。它的存在與發(fā)展決定著整個(gè)塔里木荒漠生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與可持續(xù)發(fā)展。但近年來，人類過度開發(fā)利用塔里木河上中游的水土資源，直接導(dǎo)致大面積的天然胡楊林衰退、分布區(qū)面積縮小、種群數(shù)量銳減、結(jié)構(gòu)衰退、生長不良甚至死亡[2、3、4]，直接影響著該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)平衡。因此，研究塔里木河上游河岸帶胡楊種群數(shù)量與空間分布特征沿地下水位梯度的動(dòng)態(tài)格局及相互關(guān)系，揭示胡楊種群生態(tài)指標(biāo)的變化規(guī)律與生存發(fā)展的合理生態(tài)地下水位及脅迫水位，為流域天然胡楊林保護(hù)、植被恢復(fù)與生態(tài)輸水工程提供理論依據(jù)。許多學(xué)者針對塔里木河中、下游胡楊種群動(dòng)態(tài)與生理生態(tài)特性及荒漠河岸林植被生存的合理生態(tài)地下水位開展了廣泛研究，闡述了胡楊種群生理、生態(tài)指標(biāo)沿河流縱橫向的動(dòng)態(tài)變化，并根據(jù)植被生理響應(yīng)、生態(tài)指標(biāo)及生物多樣性指標(biāo)分析了荒漠植被與地下水位及其他環(huán)境因子的關(guān)系，得到了一些階段性研究成果[2-12]。眾多研究表明，地下水位是決定胡楊生長與生存的關(guān)鍵因素[2-12]。胡楊種群密度、蓋度、生長量、長勢、開花結(jié)實(shí)率、種子活力及更新比例等隨離河岸距離增加而降低，樹冠疏失度、枯枝比則增加；超過1 000 m時(shí)，胡楊種群整體衰退、長勢差[3，5-10]。學(xué)者通過對胡楊生理、生態(tài)指標(biāo)與地下水位的統(tǒng)計(jì)分析,提出了胡楊種群生存的合理生態(tài)水位與脅迫水位。但不同學(xué)者采用的研究指標(biāo)、時(shí)間、地點(diǎn)及分析方法不同，得出了不同的結(jié)論且有些結(jié)論之間相差較大[2，3,5-8,11，12]。因此，針對以上問題還須長期開展固定樣地連續(xù)監(jiān)測研究。目前關(guān)于胡楊種群生態(tài)學(xué)、群落演替及受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)研究主要集中在塔里木河中、下游[2-13]，而關(guān)于塔里木河上游河岸帶胡楊種群數(shù)量與空間分布特征的定量研究尚鮮見報(bào)道。通過野外調(diào)查與統(tǒng)計(jì)分析，揭示塔里木河上游胡楊種群結(jié)構(gòu)與空間分布特征沿地下水位的梯度變化規(guī)律與形成機(jī)制及地下水位閾值,以期為塔里木河流域生態(tài)恢復(fù)的定量評估和天然胡楊林保護(hù)及水資源合理利用提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

塔里木河上游指從阿克蘇河、葉爾羌河、和田河三河交匯的肖夾克至輪臺(tái)縣的英巴扎,全長495 km，分為上段(阿拉爾)、中段(新其滿)與下段(英巴扎) ，位于40°25′—41°10′ N，80°10′—84°36′ E。研究區(qū)地處歐亞大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，屬大陸性暖溫帶干旱氣候。平均日照時(shí)數(shù)2 729.0 h，太陽總輻射5 796 MJ·m-2·a-1，年平均氣溫10.4 ℃，≥10 ℃年積溫4 340 ℃，平均氣溫≥10 ℃的持續(xù)日數(shù)為201 d，極端最高溫度39.4 ℃，極端最低溫度-25.0 ℃。年平均降水量50.4 mm，年平均蒸發(fā)量1 880.0 mm，干燥度12～19。風(fēng)沙災(zāi)害頻繁，春、夏季多大風(fēng)天氣，是該地區(qū)風(fēng)沙危害的主要季節(jié)。該區(qū)植被組成簡單、稀疏，喬灌草三層結(jié)構(gòu)明顯。喬木主要有胡楊、灰胡楊(Populuspruinosa)；林下植物主要有多枝檉柳(Tamarixramosissima)、黑果枸杞(Lyciumruthenicum)、鈴鐺刺(Halimodendronhalodendron)、蘆葦(Phragmitesaustralis)、甘草(Glycyrrhizauralensis)、駱駝刺(Alhagisparsifolia)、西北天門冬(Asparaguspersicus)、小花棘豆(Oxytropisglabra)等植物。土壤類型為林灌草甸土。

2 研究方法

在塔里木河上游沙雅大橋─塔河以南沿河岸垂直設(shè)立3條樣帶，每條樣帶間隔100 m。同時(shí)在每條樣帶上離河岸50 m、100 m、200 m、500 m、1 000 m、1 500 m各設(shè)置一個(gè)30 m×30 m調(diào)查樣方。在樣地內(nèi)采用相鄰格子法(5 m×5 m)對所有胸徑(DBH)大于2.0 cm的活立木每木檢尺，記錄樣方內(nèi)喬木種類、胸徑、樹高、枝下高、冠幅。各樣地內(nèi)分別設(shè)4 m×4 m灌木、1 m×1 m 草本樣方各9個(gè)，調(diào)查灌木和草本種類、數(shù)量、高度、蓋度等。喬木幼苗、幼樹逐一記錄其高度、地徑。同時(shí),各樣方用GPS定位，記錄其經(jīng)度、緯度和海拔高度、郁閉度等生態(tài)因子。各樣地在對角線取3點(diǎn)用土鉆采土，深度100 cm，每層20 cm,土壤水分采用烘干法測定。地下水位采用土鉆法與人工挖掘相結(jié)合來確定。

2.1 胡楊種群結(jié)構(gòu)劃分

本文應(yīng)用生態(tài)學(xué)中大小結(jié)構(gòu)分析法[14]來研究。按照1960年森林專業(yè)調(diào)查辦法草案中的規(guī)定:林分平均直徑在12 cm以下時(shí)，以2 cm為一個(gè)徑級；平均直徑大于12 cm，以4 cm為一個(gè)徑級。為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)便于比較研究，本文規(guī)定12 cm以下，按2 cm劃分，12 cm以上按4 cm劃分。按以上標(biāo)準(zhǔn)分別統(tǒng)計(jì)各徑級株數(shù)，以胸徑為縱軸，個(gè)體數(shù)(株數(shù)·hm-2)為橫軸，繪制胡楊種群結(jié)構(gòu)圖。樹冠疏失度測定與評判標(biāo)準(zhǔn)見參考文獻(xiàn)[9]。

2.2 胡楊種群空間分布格局類型的確定

采用相鄰格子樣方法并運(yùn)用描述種群分布格局的聚集指數(shù)來判斷種群的空間格局，這種取樣方法已被大家所接受與廣泛使用[15,16]。尺度問題一直是格局分析中十分重要的方面，不同樣方大小可能得到不同的格局結(jié)果。但目前缺乏塔里木盆地胡楊種群空間格局分析的準(zhǔn)確資料，本文采用常用的5 m×5 m小樣方[15,17]探討群落中喬木種群分布格局。利用相鄰格子樣方數(shù)據(jù)以方差/均值比(C)、負(fù)二項(xiàng)指數(shù)(K)、擴(kuò)散型指數(shù)(Iδ)、Cassie指標(biāo)(Ca)、叢生指數(shù)(I)、平均擁擠度(m*)、聚塊性指數(shù)(m*/m)進(jìn)行種群空間格局的判定[16,17]。

3 結(jié)果與分析

3.1 胡楊種群結(jié)構(gòu)

種群結(jié)構(gòu)是揭示種群結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀和更新策略的重要途徑之一，是探索種群動(dòng)態(tài)的有效方法。由圖2可見，塔里木河上游河岸帶離河道不同距離的胡楊種群結(jié)構(gòu)差異明顯。距河道50 m、100 m胡楊種群所有個(gè)體胸徑均小于2 cm，處于幼苗階段，平均28 618株·hm-2。說明河漫灘土壤水分充足，幼苗更新良好，處于幼苗階段。隨距離增加，胡楊胸徑開始增大。200 m處胡楊種群幼苗(DBH<2 cm)顯著降低，僅占總數(shù)23.26%，4～10 cm個(gè)體顯著增多，占75.41%；DBH>10 cm個(gè)體占1.66%，最大胸徑為13 cm。表明胡楊徑級呈底寬上窄的金字塔形，屬于增長種群，處于幼齡階段。距河道500 m胡楊種群徑級結(jié)構(gòu)呈兩頭小、中間大的正態(tài)分布，更新幼苗僅占1.06%,DBH>10 cm個(gè)體顯著增加，達(dá)53.19%，最大胸徑為20.2 cm，胡楊種群整體處于中齡林階段。距河道1 000 m胡楊種群0～4 cm幼齡個(gè)體數(shù)占總體34.31%，8～12 cm個(gè)體數(shù)占16.11%，12～16 cm個(gè)體數(shù)占35.0%，DBH>16 cm個(gè)體占48.90%，最大胸徑為49.1 cm。胡楊種群徑級呈底寬上窄的金字塔形，但由于徑級結(jié)構(gòu)中明顯出現(xiàn)斷層，缺乏4～8 cm的個(gè)體，這將影響種群未來的發(fā)展。當(dāng)前林分正處于成熟林階段。距河道1 500 m外靠近沙漠，林下土壤明顯沙化，胡楊種群結(jié)構(gòu)呈明顯的倒金字塔形，幼齡個(gè)體少，占4.98%，且均為根蘗苗，生長不良。DBH>40 cm個(gè)體數(shù)為41株，占18.55%。胡楊最大胸徑達(dá)82 cm，表明此種群為衰退型，處于過熟林階段。

圖1 塔里木河上游離河道不同距離胡楊種群的徑級結(jié)構(gòu)

3.2 胡楊種群數(shù)量特征

塔里木河上游河岸帶胡楊種群從河道向兩邊呈階梯狀分布，500 m范圍內(nèi)胡楊胸徑分布主要集中在10 cm以下，所占比例最多；500 m以外胸徑分布主要集中在16～36 cm(圖1)。表明隨離河道距離增加，胡楊種群小徑級個(gè)體數(shù)與所占比例逐漸減少，大徑級個(gè)體數(shù)增加。平均胸徑從<2 cm增加到21.97 cm，最大胸徑增加到82 cm(表1)。距河道500 m以外，胡楊平均胸徑與最大胸徑增加顯著，分別增加了142.01%與224.51%。胡楊密度與林分郁閉度隨離河道距離增加呈階梯狀遞減。500～1 500 m胡楊密度比50～100 m、200 m處密度分別下降了97.59%、85.68%，尤其是500 m處密度下降幅度最大；郁閉度至1 500 m處降為0.23，比50 m處下降了72.94%，林分轉(zhuǎn)為稀林；林分沿河岸形成幼齡林—中齡林—成熟林—過熟林的分布格局。樹冠疏失度是評價(jià)胡楊長勢優(yōu)劣的直觀性指標(biāo)[9]。距河道0～500 m的范圍內(nèi),以疏失度<10%的長勢好的胡楊居多，占胡楊林的90%以上。在距河道1 000～1 500 m的范圍內(nèi)，疏失度為0～25%的長勢好的個(gè)體減少，疏失度為50%～75%的葉黃禿頂個(gè)體與枯死樹增多。同時(shí)，胡楊種群更新方式也從有性繁殖轉(zhuǎn)變?yōu)楦Y繁殖為主，直接影響到胡楊種群的持續(xù)發(fā)展，表明塔里木河上游河岸帶胡楊種群生長、分布與離河道距離之間存在著密切關(guān)系，<500 m內(nèi)胡楊種群生長與更新良好，林分年輕；>500 m其長勢減弱，死亡率增大、林分稀疏、更新困難。

表1 塔里木河上游離河道不同距離胡楊種群數(shù)量與長勢指標(biāo)

注：H為株高(m)

3.3 胡楊種群的空間分布格局

種群分布格局是物種與環(huán)境長期相互適應(yīng)、相互作用的結(jié)果,它不僅與物種的生物學(xué)特性和種群間的競爭排斥有關(guān)，而且與物種的生境有密切聯(lián)系[18]。由表2可見，離河道50 m胡楊個(gè)體在空間上呈隨機(jī)分布，隨距離與徑級的增加，胡楊種群個(gè)體在空間上呈聚集分布，且聚集強(qiáng)度逐漸降低，至1 500 m處聚集強(qiáng)度有所增強(qiáng)。近河岸區(qū)域(0～50 m)年年受洪水漫溢及滯留大量的胡楊種子，萌發(fā)后形成高密度群體導(dǎo)致個(gè)體在空間上形成隨機(jī)分布；而隨遠(yuǎn)離河道地下水位逐漸下降，尤其>1 000 m地勢較高且靠近沙漠，強(qiáng)烈蒸發(fā)致土壤干化，林下土壤已沙化明顯；胡楊個(gè)體為共同抵御逐漸惡化的環(huán)境而呈集群分布，這種斑塊聚集有利于個(gè)體生存, 發(fā)揮群體效應(yīng)來維持種群的穩(wěn)定和續(xù)存[19]，這是種群抵抗不良環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)對策。種群分布格局類型在幼樹時(shí)期主要由其本身的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性決定，成樹時(shí)期分布格局類型主要受環(huán)境條件的制約[16]。

表2 塔里木河上游離河道不同距離胡楊種群的空間分布格局

3.4 地下水埋深對胡楊種群的影響

地下水是多數(shù)荒漠區(qū)植被生存所依賴的最為重要的水分來源。地下水埋深的變化直接影響到荒漠植被的發(fā)展、組成及變化,尤其地下水是胡楊生存與生長的先決條件[20，21]。從圖2可見，塔里木河上游河岸帶地下水位隨離河道距離增加而降低，1 500 m處已降至5 m左右。對胡楊胸徑、密度與地下水位進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果顯示，胸徑與地下水位呈極顯著正相關(guān)(r=0.979 8**)，密度、林分郁閉度與地下水位呈顯著、極顯著的負(fù)相關(guān)(r=-0.761 2*；r=-0.953 7**)。表明地下水位直接參與調(diào)整胡楊種群結(jié)構(gòu)、密度、長勢與存亡動(dòng)態(tài)。地下水位越深，胡楊種群越稀疏、生長越差，種群向衰弱方向發(fā)展。徐海量等研究指出，塔里木河植被生存的合理生態(tài)水位以3.5～5.0 m為宜[22]，當(dāng)?shù)叵滤怀龃朔秶?胡楊生長將呈弱化趨勢并最終將轉(zhuǎn)化為枯死樹[22，23]。距河道1 500 m處胡楊種群結(jié)構(gòu)呈衰退型，大老樹比例高、密度極低，50%～75%的樹冠疏失度個(gè)體明顯增加，生長不良且部分個(gè)體出現(xiàn)禿頂、死亡個(gè)體增多(表1)。種群數(shù)量指標(biāo)與地下水位的統(tǒng)計(jì)分析表明，胡楊冠幅與地下水位呈開口向下的二次拋物線(r=0.997 2，P<0.01)，說明冠幅隨地下水位梯度變化有一個(gè)頂點(diǎn)(圖2)，通過對方程求一階導(dǎo)數(shù)，其頂點(diǎn)為4.1 m，即胡楊種群正常生長的地下水位應(yīng)<4.1 m，這一結(jié)果與徐海量等、陳亞寧等、安紅燕等研究結(jié)果基本一致[3,11，12]；當(dāng)?shù)叵滤?5.5 m，胡楊生長衰敗，林分郁閉度<20%，即塔里木河上游河岸帶胡楊種群正常生長受到抑制的臨界地下水位為5.5 m，此可作為流域植被恢復(fù)與生態(tài)輸水的理論依據(jù)。

圖2 離河道不同距離地下水位與胡楊數(shù)量指標(biāo)的關(guān)系

3.5 人類干擾對胡楊種群的影響

塔里木河是我國最長的內(nèi)陸河，洪水發(fā)生在每年的6—9月，且時(shí)間與徑流量不定。近河岸帶(河漫灘)由于受洪水的漫溢及洪水帶來的種子萌發(fā)，個(gè)體數(shù)量多、密度大、幼齡比例高。因此，河岸帶500 m范圍內(nèi)主要分布著幼齡個(gè)體、長勢好。但近幾十年來，塔里木河上游大規(guī)模的土地開墾與河水利用及地下水位超量開采，致使植被遭大面積破壞和地下水位的持續(xù)下降，導(dǎo)致沿河兩岸胡楊林面積日益縮小，林分斑塊化與生境破碎化明顯，胡楊長勢衰敗，更新困難，上游甚至出現(xiàn)了聞名的“魔鬼林”。尤其塔里木灌區(qū)的各團(tuán)場將大面積的河漫灘開墾成農(nóng)田，顯著降低了河岸帶的防洪導(dǎo)流與攔截凈化功能，且大量的農(nóng)業(yè)退水直接排放入塔里木河，造成河水礦化度不斷提高，影響到沿河兩岸植被的水分吸收與生長。同時(shí)，河岸邊高階臺(tái)地上稀疏林分與荒漠灌叢成片被開墾成農(nóng)田及胡楊林中較大林隙變?yōu)檗r(nóng)田，由于地下水的補(bǔ)給來源短缺，大量開采地下水灌溉，致使地下水埋深逐年增加、土壤次生鹽化加重，加速了河岸帶胡楊林及荒漠灌叢衰敗。因此，人類干擾是導(dǎo)致塔里木河沿岸植被衰退的主要原因。

4 結(jié)論

4.1 塔里木河上游河岸帶在距河道不同距離上胡楊種群結(jié)構(gòu)明顯不同。近河岸帶區(qū)域胡楊種群幼苗資源豐富，種群屬進(jìn)展型。隨離河道距離增加，種群幼齡數(shù)量減少，個(gè)體徑級增大。距離超過500 m胡楊種群幼苗數(shù)量驟減。胡楊以無性繁殖為主且生長不良，大老齡個(gè)體占優(yōu)勢，種群屬衰退型?？梢?，胡楊種群在垂直河岸方向上表現(xiàn)出幼齡林、中齡林、成熟林、過熟林的分布。

4.2 胡楊種群數(shù)量特征在距河道不同距離(地下水位)上差異明顯。胡楊種群密度、長勢與林分郁閉度隨離河道距離增加而下降,平均胸徑、最大胸徑、死亡率與樹冠疏失度則相反，呈增加趨勢。從密度、平均胸徑、疏失度與郁閉度與地下水位的統(tǒng)計(jì)分析看，塔里木河上游胡楊種群正常生長的地下水位應(yīng)<4.1 m，臨界地下水位為5.5 m，這為今后塔里木河生態(tài)輸水工程的科學(xué)調(diào)水與植被恢復(fù)提供了理論依據(jù)。

4.3 離河道不同距離的胡楊種群空間分布格局以聚集分布為主，近河岸區(qū)域胡楊呈隨機(jī)分布。這是因?yàn)榻影秴^(qū)域受洪水漫溢且洪水?dāng)y帶大量胡楊種子沉積萌發(fā)而形成；遠(yuǎn)離河岸區(qū)地下水位逐年下降、土壤水分匱乏，種子難以萌發(fā)，而是以無性繁殖去適應(yīng)惡劣的環(huán)境。因此，胡楊采取集群分布發(fā)揮群體效應(yīng)去共同抵御逐漸惡化的環(huán)境來維持種群的穩(wěn)定和續(xù)存，這是種群抵抗不良環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)對策。

4.4 塔里木河上游河岸帶植被生存受土壤水鹽及地下水位、人類干擾等因素影響，其中主要受地下水埋深的影響。隨著離河道距離增加，地下水埋深降低導(dǎo)致胡楊密度、長勢與林分郁閉度下降、個(gè)體數(shù)量減少；種群由進(jìn)展型轉(zhuǎn)變?yōu)樗ネ诵?，?yán)重影響了胡楊種群的未來發(fā)展。同時(shí)，人類不合理的水土資源利用是導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降的主要原因。因此，應(yīng)加強(qiáng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境建設(shè)和塔里木河流域水資源的管理,合理分配“三水”比例、推廣農(nóng)業(yè)退水在人工林與天然林上的灌溉技術(shù),提高水資源的利用率,改善胡楊林的生境條件,促進(jìn)種群繁榮與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。

[1] 王世績.全球胡楊林的現(xiàn)狀及保護(hù)和恢復(fù)對策[J].世界林業(yè)研究,1996(6):37-44

[2] Hao X M, Chen Y N, Li W H. Indicating appropriate groundwater tables for desert river-bank forest at the Tarim River，Xinjiang, China[J]. Environmental Monitoring and Assessment,2009,152(1) :167-177

[3] 徐海量,宋郁東,王強(qiáng),等.塔里木河中下游地區(qū)不同地下水位對植被的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2004,28(3):400-405

[4] 劉加珍,陳亞寧,李衛(wèi)紅,等.塔里木河下游植物群落分布與衰退演替趨勢分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2004,24(2):379-383

[5] 玉米提·哈力克,柴政,艾里西爾·庫爾班,等.胡楊部分生態(tài)指標(biāo)對塔里木河下游應(yīng)急輸水的響應(yīng)[J].資源科學(xué), 2009,31(8):1309-1314

[6] 王建剛,李霞,石瑞花,等.塔里木河下游胡楊對輸水的生態(tài)響應(yīng)[J].自然資源學(xué)報(bào), 2008，23(41):619-625

[7] 董道瑞,李霞,萬紅梅,等.胡楊年輪對非確定性輸水的響應(yīng)特征——以塔里木河下游喀爾達(dá)依斷面為例[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,49(9):1688-1694

[8] 牛婷,李霞,張繪芳,等.胡楊對非確定性輸水響應(yīng)的生態(tài)表征[J].資源科學(xué),2012,34(5):819-826

[9] 古麗加米拉木·買買提，玉米提·哈力克，塔依爾江·艾山，等.胡楊樹冠疏失度對塔里木河下游應(yīng)急生態(tài)輸水的響應(yīng)[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,47(2):241-245

[10] 張繪芳,李霞,高亞琪.基于Quick Bird數(shù)據(jù)的胡楊、檉柳種群格局分析[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,49(11):2029-2034

[11] 陳亞寧,王強(qiáng),李衛(wèi)紅,等.植被生理生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)表征的合理地下水位研究——以塔里木河下游生態(tài)恢復(fù)過程為例[J].科學(xué)通報(bào),2006,51(S1):7-13

[12] 安紅燕,徐海量,葉茂,等.塔里木河下游胡楊徑向生長與地下水的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2011,31(8):2053-2059

[13] Liu Y B, Chen Y N, Deng M J. Saving the “Green Corridor”: Recharging Groundwater to Restore Riparian Forest Along the Lower Tarim River, China [J].Ecological Restoration, 2007, 25(2):112-117

[14] 李先琨,蘇宗明,向悟生,等.瀕危植物元寶山冷杉種群結(jié)構(gòu)與分布格局[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2002,22(12):2246-2253

[15] 宋萍,洪偉,吳承禎.珍稀瀕危植物桫欏種群結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2005,16(3):413-418

[16] 李軍,張秋良,高潤宏,等.額濟(jì)納綠洲胡楊種群結(jié)構(gòu)與分布格局研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2008,22(2):187-190

[17] 韓路,王海珍,彭杰，等.不同生境胡楊種群徑級結(jié)構(gòu)與格局動(dòng)態(tài)研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,32(1):7-12

[18] 李景俠,張文輝.巴山冷杉種群結(jié)構(gòu)及空間分布格局的研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào),2001,29(5):115-118

[19] 蔡年輝,李根前,束傳林,等.云南松天然林區(qū)植物群落結(jié)構(gòu)的空間動(dòng)態(tài)研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2006,26(10):2119-2124

[20] Gries D, Zeng F, Foetzki A, et al. Growth and water relations ofTamarixramosissimaandPopuluseuphraticaon Taklamakan desert dunes in relation to depth to a permanent water table[J]. Plant Cell and Environment, 2003, 26: 725-736

[21] 曾凡江,張希明,李向義,等.塔克拉瑪干沙漠南緣檉柳和胡楊水勢季節(jié)變化研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2005,16(8):1389-1393

[22] 徐海亮,宋郁東,陳亞寧.生態(tài)輸水后塔里木河下游合理水位探討[J].水土保持通報(bào),2003,23(5):22-25

[23] 陳亞寧,李衛(wèi)紅,徐海量,等.塔里木河下游地下水位對植被的影響[J].地理學(xué)報(bào),2003,58(4):542-549

Quantitative Characteristics and Spatial Distribution ofPopuluseuphraticaPopulation in Riparian zone at the Upper Reaches of the River

Ma Shuqin，Yang Lili，Xue Zhengwei，Kang Jiapeng，Ma Yingying，Han Lu

(College of Plant Science, Tarim University, Alar 843300,China)

Our objectives are to clarify ecological responses ofPopuluseuphraticapopulation to change in the groundwater level and determine the groundwater level depth needed for the survival of riparian forest, in order to provide theoretical basis for vegetation restoration and ecological water conveyance project. This experiment was done by setting 30 m×30 m transect plots at different distance from the channel, and adopted the method of combining the field investigation and statistical analysis to study the dynamics quantitative characteristics and spatial distribution pattern ofP.euphraticapopulation along groundwater gradient and influence factors in riparian zone at the upper reaches of the Tarim River.Result shows thatP.euphraticahave a tendency to grow along the river bank. Within 100 m of the river bank, the proportion of seedlings is the greatest, it belongs to progressive population. With increasing distance from the river, the proportion of young trees gradually decrease and DBH increase, and adult, old individuals are the greatest, it belongs to declining population with far away from river bank. The density, the proportion of young individuals, quantity, growth and stand canopy closure decrease, and average DBH, maximum DBH, and crown loss increase with increasing distance. The density, canopy closure and distance away from river bank is significant negative correlation, average DBH and distance are significant positive correlation. Spatial distribution pattern ofP.euphraticapopulation conform to clumped distribution. Spatial pattern is random within 50 m and it turned to clumped distribution with increasing distance. This is the ecological adaptation strategy ofP.euphraticapopulation with aggregate distribution to resist drought environment and continue to live. Analysis based on above, groundwater depth (the distance from river bank) is the major influence factor forP.euphraticaforest growth and distribution in riparian zone. Thus, the optimum groundwater level forP.euphraticagrowth is<4.1 m and the threshold groundwater level is about 5.5 m. To maintain development ofP.euphraticapopulation at the upper reaches of the Tarim River, the groundwater depth must be kept at a minimum of 5.5 m.

riparian zone;P.euphraticapopulation; quantitative characteristics; spatial distribution pattern; threshold groundwater level

1005-5215(2017)05-0001-05

2017-03-16

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2015AG006); 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31560182、31060066);塔里木大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目(2016009)

馬淑琴(1996-),女(回族)，大學(xué)，從事植物群落生態(tài)學(xué)研究，Email: 2365053525@qq.com

S718.5

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.05.001