內(nèi)蒙古阿榮旗草地植物資源調(diào)查及分析

付佳琦， 崔國文，冀國旭， 孫 杰， 梁文學(xué)， 張亞玲， 尹 航， 周妍彤， 鞏 林

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 黑龍江 哈爾濱150030)

人類歷史文明發(fā)展至今，對植物資源有更為廣泛的需求，衣食住行、醫(yī)藥保健、能源供應(yīng)、農(nóng)業(yè)發(fā)展、工業(yè)原料、生態(tài)建設(shè)、文化生活、度假休閑等無不與植物密切相關(guān)。

我國植物資源豐富，從用途上講，有些植物是發(fā)展畜牧業(yè)不可代替的飼草資源，有些植物可以作為能源、醫(yī)藥和食品等工業(yè)原料，還有些植物可以作為農(nóng)作物育種的優(yōu)良基因資源。

草地蘊含豐富的植物資源，不僅可以為畜牧業(yè)發(fā)展提供不可替代的飼草資源，也可以為農(nóng)作物育種提供優(yōu)良的基因資源。然而，由于近些年自然氣候的改變和人為因素的影響，使草地受到不同程度的干擾，發(fā)生不同程度的退化，草地生態(tài)環(huán)境已經(jīng)受到了極其嚴重的威脅[1-2]，部分地區(qū)草原面積甚至銳減近50%[3]。因此，保護草地資源，已經(jīng)成為迫在眉睫的問題?；诖?，我們必須要全面掌握草原面積、植物種類等相關(guān)數(shù)據(jù)，為保護草原、合理利用草地資源提供可靠的科學(xué)數(shù)據(jù)。

很多國家已經(jīng)在生物資源和生態(tài)群落的調(diào)查上增加力度，將生物資源調(diào)查列為國家的發(fā)展戰(zhàn)略[4]，而上個世紀80年代的全國草地植物資源調(diào)查已經(jīng)很難滿足國家及政府對草地資源可持續(xù)發(fā)展的部署，因此開展植物資源調(diào)查就顯得尤為重要[5]。本文將基于2016年的調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)合第一次全國草地普查結(jié)果，從而掌握阿榮旗境內(nèi)草地32年的變化動態(tài)，了解現(xiàn)有草地基況，為草地實地考察工作、教學(xué)、科研工作提供一定的幫助。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)概況

阿榮旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市南部，地處47°56′54"～49°19′35″ N，122°2′30″～124°5′40″ E，背倚大興安嶺，面眺松嫩平原。氣候條件屬于典型的半旱、半濕潤大陸性氣候，具有寒冷、風(fēng)大、干旱等典型氣候特點，全年降水量450 mm左右，年平均氣溫3.4℃[6-7]。海拔由198 m逐漸過渡到1 149 m，土壤有暗棕壤、黑土、草甸土、沼澤土四種類型[8]。

1.2 研究方法

歷史資料和初步調(diào)查共同顯示阿榮旗草地共有4個類型。本次調(diào)查統(tǒng)計阿榮旗全境8個主要草原分布區(qū)域，并進行采樣分析，樣地信息如表1所示。在阿榮旗選取兩個草地樣線，樣線由東至西依次為山地草甸、低平地草甸、溫性草甸類、沼澤類，樣線交替草地類型之間距離為30 km。其中，溫性草甸類和低平地草甸類面積較大，地塊分布比較集中，故4種草地類型選取相同樣地數(shù)。

表1 觀測地基本情況Table 1 The basic situation of the observation sites

本研究于2016年6—10月對阿榮旗草地進行調(diào)查及采樣工作。在8個樣地，各設(shè)置6個1 m×1 m觀測樣方，相鄰樣方間隔不得少于25 m，詳細記錄每個物種的名稱、長勢、物候期、株叢數(shù)、高度、蓋度，并將地上植物齊地面刈割取樣，分種測量鮮重與干重，置于烘干箱內(nèi)105℃下殺青15 min，然后60℃烘干至恒重后測定每個物種的干重。

1.2.1α多樣性計算方法 本文采用以下幾種指數(shù)[9]：

(1)Margalef指數(shù)：

(2)Shannon-wiener指數(shù)：

(3)Simpson指數(shù)：

(4)Pielou指數(shù)：

1.2.2植物鑒定分類 參照書籍主要有《中國植物志》《中國草地資源》《內(nèi)蒙古植物志》《黑龍江植物志》等[10-13]植物分類工具書。

1.2.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 運用Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理，IBM SPSS Statistics 19進行單因素方差及相關(guān)性統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同草地類型群落數(shù)量特征的變化

由表2可知，阿榮旗2016年草地總面積及可利用面積較1985年分別降低了65.40%和64.25%。全旗載畜量2016年為405萬個羊單位，較1985年增加了780.43%。

表2 阿榮旗草地面積及載畜量變化Table 2 Grassland area and carrying capacity of Arong Qi

注：1985年數(shù)據(jù)來源：《中國呼倫貝爾草地》；2016年數(shù)據(jù)來源：由阿榮旗草原監(jiān)理站提供

Note:1985 data Source:China Hulunbeier Grassland;2016 Source:Arong Qi Prairie Supervision Station

由表3可知，阿榮旗草地種類沒有改變，依然包含4大類，分別是溫性草甸草原類、低平地草甸類、山地草甸類和沼澤類，分別占全旗草原總面積的32.03%，52.93%，13.81%和1.22%，占可利用總面積的32.16%，52.53%，14.21%和1.11%。但是四種草地類型的高度、蓋度和干草產(chǎn)量均表現(xiàn)出不同的變化。溫性草甸草原類、低平地草甸類、山地草甸類、沼澤類干草產(chǎn)量分別下降了42.81%，58.75%，67.22%，63.20%；草群高度分別下降了9.9 cm，17.0 cm，15.0 cm，9.5 cm；低平地草甸類、山地草甸類和沼澤類草群蓋度分別降低了4.76%，9.78%，10.64%，而溫性草甸草原類草群蓋度增加了21.33%。

表3 阿榮旗草群主要數(shù)量特征變化Table 3 Variation of main quantitative characteristics of grass populations

注：1985年數(shù)據(jù)來源：《中國呼倫貝爾草地》

Note:1985 data Source:China Hulunbeier Grassland

2.2 阿榮旗天然草地植物資源分析

經(jīng)過2016年對內(nèi)蒙古阿榮旗草地植物進行調(diào)查，對該地草地植物種類進行詳細的記錄。阿榮旗草地現(xiàn)有植物資源共35科120屬155種，其中菊科24屬35種；禾本科16屬17種；薔薇科7屬11種；豆科8屬9種；毛茛科6屬8種；傘形科5屬5種；百合科5屬7種；石竹科4屬5種；唇形科4屬5種；玄參科4屬4種；莎草科、景天科、紫草科3屬3種；十字花科、牻牛兒苗科、茜草科、桔?？?、敗醬科、鳶尾科2屬2種；蓼科1屬7種；報春花科1屬3種；堇菜科1屬3種；木賊科、車前科1屬2種；藜科、藤黃科、千屈菜科、遠志科、蕓香科、龍膽科、蘿藦科、川續(xù)斷科、鴨跖草科、燈心草科、蘭科只有1屬1種。

參照張碩[14]在《對遼西南草地植物資源調(diào)查》一文中將科分為大型科、中型科、小型科和單科進行分類，結(jié)果如表4所示。

表4 阿榮旗草地植物各類型科內(nèi)屬、種的組成Table 4 Composition of species and species of various types of grassland plants in Arong Qi

據(jù)統(tǒng)計，阿榮旗草地大型科只有菊科，含有35種植物，占阿榮旗草地植物總科、屬、種數(shù)的2.86%，20.00%，22.58%；中型科有禾本科和薔薇科，共含有28種植物，占阿榮旗草地植物總科、屬、種數(shù)的5.71%，19.17%，18.06%；小型科有木賊科、毛茛科、石竹科、蓼科、堇菜科、十字花科、報春花科、景天科、豆科、牻牛兒苗科、傘形科、紫草科、唇形科、車前科、玄參科、桔?？啤④绮菘?、敗醬科、莎草科、百合科和鳶尾科，共80種植物，占阿榮旗草地植物總科、屬、種數(shù)的60.00%，51.67%，52.26%；單科有藜科、藤黃科、千屈菜科、遠志科、蕓香科、龍膽科、蘿藦科、川續(xù)斷科、鴨跖草科、燈心草科和蘭科，共11種植物，占阿榮旗草地植物總科、屬、種數(shù)的31.43%，9.17%，7.10%。

2.3 阿榮旗不同草地類型植物多樣性分析

植物多樣性是研究草地群落結(jié)構(gòu)的一個重要指標，它可以綜合反應(yīng)出植物在群落中的地位，對草地學(xué)的研究意義深遠[15]。

表5 阿榮旗不同草地類型植物α多樣性Table 5 Different grassland type plants α diversity in Arong Qi

注：不同字母表示同一強度之間差異顯著(P<0.05)

Note：Different letters indicate significant difference between the same column at the 0.05 level

由表5可知，四種草地類型中山地草甸類含有植物種類最多，其Simpson-D，Margalef-Ms，Shannon-Wiener-H，Pielou-E最高，而沼澤類草甸Simpson-D，Margalef-Ms，Shannon-Wiener-H，Pielou-E均為最低。

2.4 阿榮旗草地植物資源分類及評價

關(guān)于植物資源的定義一直較多，吳征鎰將其定義為“一切有用植物的總和”[16]，對該地區(qū)植物資源進行分類，應(yīng)該根據(jù)本地區(qū)植物特點進行分類。本文參考《中國植物志》[10]，在吳征鎰植物資源分類系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將阿榮旗草地植物資源進行了系統(tǒng)歸類和分析，結(jié)果如表6所示。

經(jīng)本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，阿榮旗草地植物資源豐富，可用性價值高，其中飼用植物資源最豐富，占阿榮旗草地總資源的56.77%，其次為藥用植物資源，占總資源的51.61%，觀賞植物資源占總資源的23.87%，食用植物資源占總資源的18.71%，有毒有害野生植物較少，占總資源的9.03%，二級珍稀瀕危植物資源有3科3屬3種，分別是細葉百合(Liliumpumilum)、野大豆(GlycinesojaSieb. et Zucc)和桔梗[Platycodongrandiflorus(Jacq.) A. DC]，占總資源的1.94%。

飼用植物資源有24科71屬88種，優(yōu)等飼用植物有5科12屬13種，占飼用植物的14.94%，良等飼用植物有8科16屬16種，占飼用植物的18.39%。中低劣等飼用植物所占的比例最多，占飼用植物的66.67%；藥用植物資源有31科72屬80種，根據(jù)不同藥用部位分進行分類，分為全草、地上部分、地下部分、其它部分4類；飼用植物資源與藥用植物資源有交叉部分，由表7可知，優(yōu)質(zhì)野生飼用藥用植物共5科7屬7種，其中豆科數(shù)量最多；觀賞植物資源有20科34屬37種，依據(jù)觀賞部位的不同可以分為觀花、觀葉和觀果三類；食用植物資源有15科26屬29種，是人類得以生存的能量所在，與人類的生活息息相關(guān)；有毒有害植物有9科11屬14種，數(shù)量較少，但分布較廣，含毒烈危害大的植物是毒芹(CicutavirosaL)，分布最廣的是毛茛科毛茛(RanunculusjaponicusThunb)。

表6 阿榮旗草地植物資源分類及比例Table 6 Classification of grassland plant resources and proportion in Arong Qi

表7 阿榮旗草原優(yōu)質(zhì)野生飼用藥用植物名錄Table 7 High quality wild forage and medicinal plants list in Arong Qi

3 討論與結(jié)論

3.1 阿榮旗草地現(xiàn)狀

通過調(diào)查，30余年內(nèi)(1985—2016)阿榮旗草地類型沒有發(fā)生改變，但四種草地類型的草原總面積及可利用面積分別降低65.40%和64.25%，造成這種局面的原因既有不可抗拒的歷史因素[17]，也有干旱化趨勢導(dǎo)致降水減少的因素。2016年全旗載畜量達到405萬個羊單位，較1985年增加了780.43%。與1985年相比，溫性草甸草原類草群高度和干草產(chǎn)量下降，草群蓋度卻增加，可能是由于草地退化、低矮植物種類增加導(dǎo)致草群蓋度有所升高。阿榮旗草地低等以上牧草產(chǎn)量大于總產(chǎn)量的60%，可食牧草產(chǎn)量均在2 000～3 000 kg·hm-2，根據(jù)《天然草原等級評定技術(shù)規(guī)范》(NY/T1579-2007)可知，阿榮旗地區(qū)草地為IV等3級草地，綜合來看阿榮旗草地大部分屬于中度退化[18]。為了防止草地植被進一步退化，我們應(yīng)該采取合理的方法來保護草地資源[19]。

3.2 阿榮旗不同草地類型植物多樣性研究

阿榮旗的四種草地類型之間植物的多樣性存在差異，可能是由于不同草地類型之間立地條件、氣候差異和人為因素的干擾，對植物多樣性產(chǎn)生一定的影響[20]，其中，山地草甸類植物多樣性指數(shù)最高，可能是因為山地草甸類草地生境較其他草地類型復(fù)雜。而沼澤類草地則正好相反，物種數(shù)較少，多樣性指數(shù)偏低。分析其原因可能是沼澤類水分過量，易形成單一群落，增加在群落中的競爭力，這與王長庭等[21]研究結(jié)果一致。

3.3 阿榮旗草地植物資源分析

經(jīng)過本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，阿榮旗草地植物資源共有35科120屬155種，大型科較少，菊科、禾本科和薔薇科為優(yōu)勢科，小型科種類眾多，其中以飼用、藥用植物最為豐富。飼用植物資源88種，藥用植物資源有80種，野生觀賞植物37種，野生食用植物資源29種，有毒有害植物14種，二級珍稀瀕危植物資源3種。其中，優(yōu)質(zhì)野生飼用藥用植物共屬5科7屬7種，豆科數(shù)量最多。

隨著人們健康意識的提高和近年來中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，藥用植物資源的市場需求量也日益增大[22]，所以我們應(yīng)該從經(jīng)濟和生態(tài)效益兩方面進行合理的考慮，在充分保護資源的基礎(chǔ)上進行合理的開發(fā)，這樣既可以充分保護植物資源，也可以達到可持續(xù)發(fā)展的目的。

植物資源調(diào)查和收集是培育新品種的重要途徑，也是許多育種學(xué)家常用的手段[23]。因此，此次植物資源調(diào)查為阿榮旗草地培育優(yōu)良牧草、合理開發(fā)利用植物資源以及可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)，同時為進一步研究植物資源分布及變化提供數(shù)據(jù)支撐。