柴達(dá)木盆地東部荒漠植物生態(tài)位特征

?；刍?陳 輝,付 陽(yáng),楊 祎,張斯琦,張博雄

河北師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 石家莊 050024

植物生態(tài)位研究是近年生態(tài)學(xué)和地理學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一[1-5],生態(tài)位(ecological niche)不僅可以展現(xiàn)群落種間關(guān)系的現(xiàn)實(shí)結(jié)果,而且是群落特性的發(fā)生與發(fā)展、種間競(jìng)爭(zhēng)和進(jìn)化的動(dòng)力和原因[6],生態(tài)位測(cè)度包括生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊,它們是基于種群在一系列資源狀態(tài)下的分布數(shù)據(jù)[7]。生態(tài)位寬度是物種所能利用的各種資源的一個(gè)綜合指標(biāo)[8]。生態(tài)位重疊反映兩個(gè)物種對(duì)同一資源的利用效率及共享程度[9],其重疊值的大小與資源的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)弱呈正比。進(jìn)行生態(tài)位研究,定量化描述環(huán)境因子是首要一步,現(xiàn)階段常用的方法是劃分資源環(huán)境梯度[10],賦以等級(jí)值,由此入手計(jì)算并分析植物種群生態(tài)位,該方法便于探討不同植物對(duì)同種資源環(huán)境的利用效率、同一植物對(duì)不同資源的利用程度以及物種間的共存關(guān)系。目前資源環(huán)境因子的選擇主要有土壤因子[11- 17],地形因子[2,18- 20],氣候因子[21,22]等。生態(tài)位對(duì)于研究生物群落的種間關(guān)系具有普適性,但在現(xiàn)階段的研究中,研究角度多從不同群落類型或群落演替的不同階段展開(kāi)[23- 27],對(duì)干旱半干旱區(qū)研究主要集中在高寒草地、綠洲過(guò)渡帶等[28- 31],其中,對(duì)荒漠植物的研究主要集中在新疆[14,16,30,32-33]、甘肅等[31,34-35]地的草地或河岸綠洲等地,對(duì)青藏高原東北部的柴達(dá)木盆地研究較少。

柴達(dá)木盆地氣候寒冷干燥,人煙稀少,盆地內(nèi)植被覆蓋率小于5%[36],灌木是其主要的優(yōu)勢(shì)植物,其群落的穩(wěn)定性有益于荒漠生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建[37],因此以生態(tài)位入手準(zhǔn)確地評(píng)估該地區(qū)植物群落的內(nèi)部關(guān)系具有重要生態(tài)意義?，F(xiàn)階段針對(duì)柴達(dá)木盆地這一獨(dú)特生態(tài)地理單元的生態(tài)位研究較少,以紫花針茅為代表的天然草地退化方面的生態(tài)位研究,天然草地的退化嚴(yán)重影響生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊的指數(shù)[38],對(duì)柴達(dá)木盆地南緣巴隆地區(qū)11種典型植物的生態(tài)位研究的結(jié)果表明,鈍葉豬毛菜是此地區(qū)的優(yōu)勢(shì)種[39]。柴達(dá)木盆地內(nèi)缺乏植物生態(tài)位與生境關(guān)系的研究。分析盆地東部典型荒漠植被與土壤環(huán)境因子的生態(tài)位關(guān)系,有助于篩選影響盆地東部植被生長(zhǎng)分布的關(guān)鍵土壤環(huán)境因子,有助于確定自然條件下本地區(qū)的優(yōu)勢(shì)植物,使荒漠化防治工作做到有的放矢。故本文擬對(duì)柴達(dá)木盆地東部13種優(yōu)勢(shì)植物在6個(gè)土壤因子上的生態(tài)位特征進(jìn)行分析,以期為柴達(dá)木盆地的植被恢復(fù)和生態(tài)保護(hù)提供理論參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于柴達(dá)木盆地東部(圖1),95°02′—99°00′E,36°24′—37°37.80′N范圍內(nèi),海拔2694—4357 m,屬于典型的高原大陸性氣候,寒冷干旱,降水稀少且多集中在夏季[40],年均降水量從盆地西北部(<15 mm)—盆地中心—盆地東南部(150—200 mm)呈逐漸遞增狀態(tài),東部濕潤(rùn)程度大于西部[41],盆地內(nèi)年總輻射量160×4.186—175×4.186kJ/cm2,年均溫約在-1.4—5.1℃之間,年蒸發(fā)量2000—3000 mm[42]。整個(gè)區(qū)域風(fēng)蝕跡地、沙丘、沙漠、鹽湖和鹽土平原交替出現(xiàn)[43]。盆地東部水平地帶上荒漠灌木、小灌木半灌木為主要植被類型,植被相對(duì)較為密集的地區(qū)主要分布在由高山冰雪融水形成的內(nèi)流河附近及其派生的湖泊和沖洪擊扇等地[44]。在盆地東部邊緣有從上部的高寒草甸(小嵩草)過(guò)渡為荒漠-草原過(guò)渡帶(芨芨草)到下部典型荒漠類型的垂直分布[45]。研究區(qū)優(yōu)勢(shì)植物類型包括：白刺(Nitrariatangutorum)、麻黃(Ephedrasinica)、沙拐棗(Calligogumkozlovi)、檉柳(Tamarixramosissima)、梭梭(Haloxylonammodendron)、駝絨藜(Ceratoideslatens)、鹽爪爪(Kalidiumfoliatum)、琵琶柴(Reaumuriasongonica)、蒿葉豬毛菜(Salsolaabrotanoides)、蘆葦(Phragmitescommunis)、芨芨草(Achnatherumsplendens)、小嵩草(Kobresia)等13種。

圖1 研究區(qū)及典型樣地位置Fig.1 Research area and typical sample location

2 材料與方法

2.1 樣方設(shè)置及調(diào)查

植物樣品采自柴達(dá)木盆地東部27個(gè)樣地(圖1),每個(gè)樣地為同種植物群落,隨機(jī)調(diào)查5—10個(gè)樣方,不同生活型的植物設(shè)置的樣方大小亦不同：高寒草甸采用的是0.5 m×0.5 m,其他草本植物采用的都是2 m×2 m的樣方,植株較小的灌木群落采用2 m×2 m的樣方,植株較大的灌木采用5 m×5 m或10 m×10 m的樣方。群落調(diào)查內(nèi)容包括：群落總蓋度、種分蓋度,植物種類、株高、蓋度、頻度等。調(diào)查樣方的同時(shí)用GPS定位。

2.2 土樣分析

土壤樣品采集方法：每個(gè)植物樣地隨機(jī)調(diào)查3個(gè)土壤剖面,深度為0—30 cm,采用機(jī)械法每10 cm采集一個(gè)樣品,每個(gè)樣品約500 g。分析值為3個(gè)剖面所有土層的平均值。土壤含水量采用烘干法測(cè)定,土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定,土壤pH值采用pH試紙,土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法,土壤可溶性全鹽采用電導(dǎo)法,土壤全氮采用凱氏定氮法。

2.3 研究方法

2.3.1生態(tài)位寬度的測(cè)度方法

生態(tài)位寬度的測(cè)定,采用經(jīng)Corwdl修正的Levins公式,該公式被廣泛應(yīng)用于荒漠群落物種的生態(tài)位研究[13,31],生態(tài)學(xué)意義明確,能夠表達(dá)群落中優(yōu)勢(shì)種生態(tài)位寬度的對(duì)比關(guān)系[46]。

(1)

式中,Bi表示物種i的生態(tài)位寬度,代表第i個(gè)物種在第j個(gè)資源等級(jí)下的重要值占該種在所有資源等級(jí)中的重要值總和的比例,r表示資源梯度,式中：Pij=nij/Ni,它代表物種i在第j個(gè)資源狀態(tài)下的重要值占該種所有資源等級(jí)中的重要值總和的比例[47]。

2.3.2生態(tài)位重疊的測(cè)度方法

生態(tài)位重疊指數(shù)采用Pianka(1973)生態(tài)位重疊公式計(jì)算：

(2)

式中,Oik為物種i和物種k的生態(tài)位重疊指數(shù),Pij和Pkj分別為物種i和k在第j個(gè)資源等級(jí)下的重要值占該物種在所有資源等級(jí)上的重要值總和的比例。生態(tài)位重疊指數(shù)的取值范圍為[0,1],當(dāng)Oik=1時(shí),表示物種i和k在第j個(gè)資源等級(jí)下完全重疊,而Oik=0時(shí),則說(shuō)明兩個(gè)物種不具有共同利用某一資源的狀態(tài)[48]。本文中重要值的計(jì)算采用物種在樣方中出現(xiàn)的體積,體積=平均蓋度×平均高度,其中平均高度=平均高度和/物種頻度/10[49]。

2.3.3資源梯度劃分

分析27個(gè)樣地的土壤因子,結(jié)果表明：土壤含水量的變化范圍在0.70%—41.99%之間,均值為12.63%,極差高達(dá)41.29%；土壤容重變化范圍在0.86—1.76 g/cm3之間,均值為1.42 g/cm3,極差達(dá)0.90 g/cm3；土壤有機(jī)質(zhì)的變化范圍在0.14%—8.23%之間,均值為1.42%,極差達(dá)8.09%；土壤pH的變化范圍在7.87—9.40之間,均值為8.56,極差達(dá)1.53；土壤可溶性全鹽的變化范圍在155.06—3992.11 EC25μS/cm之間,均值為886.33 EC25μS/cm,極差高達(dá)3837.05 EC25μS/cm；土壤全氮的變化范圍在0.01%—0.40%之間,均值為0.11%,極差達(dá)0.39%。考慮到樣地在資源因子梯度上的間距問(wèn)題[50],為了更準(zhǔn)確地表達(dá)不同資源維下物種的生態(tài)特征,本文對(duì)每個(gè)土壤指標(biāo)進(jìn)行自然對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換[47],劃分12個(gè)等級(jí)資源梯度(表1)。

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2010和SPSS 19軟件。

3 結(jié)果與分析

3.1 植物群落調(diào)查結(jié)果

野外調(diào)查共獲得170個(gè)灌木樣方和60個(gè)草本樣方,累計(jì)出現(xiàn)3次以上的共計(jì)36種,分屬14科36屬。其中,以藜科(Chenopodiaceae)、蓼科(Polygonaceae)、檉柳科(Tamaricaceae)、蒺藜科(Zygophyllaceae)、麻黃科(Ephedraceae)、禾本科(Poaceae)、莎草科(Cyperaceae)植物種類居多,其他科僅一種且大都出現(xiàn)在草本樣方中。在這些植物中藜科植物占比最高,為20%,是優(yōu)勢(shì)科,其他物種分布稀疏且不均,剔除偶見(jiàn)種,本文共涉及7科13種,分別為駝絨藜、沙拐棗、琵琶柴、蒿葉豬毛菜、白刺、麻黃、檉柳、梭梭、合頭草、蘆葦、芨芨草、小嵩草。

表1 土壤因子資源等級(jí)劃分

3.2 13種優(yōu)勢(shì)植物在6個(gè)土壤因子上的分布特征

柴達(dá)木盆地生境惡劣,植被組成簡(jiǎn)單、類型單調(diào)、分布稀疏,選取13種出現(xiàn)頻率高的植物,分析其在土壤含水量、容重、有機(jī)質(zhì)、pH、可溶性全鹽和全氮因子上的生境范圍(圖2)。在土壤含水量、有機(jī)質(zhì)和全氮因子上,小嵩草皆占據(jù)最高值,最低值均出現(xiàn)在沙拐棗物種上,其中,小嵩草在含水量和有機(jī)質(zhì)因子上生境范圍最廣,蘆葦是全氮因子上生存范圍最大的物種。與之相反,小嵩草在土壤容重和全鹽因子上,均出現(xiàn)在最小值處,其次,在容重因子上占據(jù)最大值的是麻黃和沙拐棗,而白刺為容重因子上生存范圍最廣的物種。土壤含水量與容重呈顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)r高達(dá)-0.985。由此可見(jiàn),草本植物的土壤生境(較高含水量,較高有機(jī)質(zhì),較高全氮值)顯著優(yōu)于小灌木的土壤生境(低含水量,低有機(jī)質(zhì),低全氮)。

圖2 13種植物在土壤因子上的分布特征Fig.2 Distribution characteristics of 13 plants on soil factorsa.土壤含水量,soil moisture content；b.土壤容重,bulk density；c.土壤有機(jī)質(zhì),organic matter；d.土壤pH, soil pH；e.土壤全鹽,total salt；f.土壤全氮,total nitrogen; 橫坐標(biāo)X-axis: 1.駝絨藜,Ceratoides latens；2.沙拐棗,Calligogum kozlovi；3.琵琶柴,Reaumuria songonica；4.合頭草,Sympegma regelii；5.蒿葉豬毛菜,Salsola abrotanoides； 6.鹽爪爪,Kalidium foliatum； 7.麻黃,Ephedra sinica；8.白刺,Nitraria tangutorum；9.蘆葦,Phragmites communis；10.芨芨草,Achnatherumsplendens;11.小嵩草,Kobresia；12.檉柳,Tamarix ramosissima；13.梭梭,Sacsaoul

在全鹽因子上,蘆葦和白刺明顯高于其他物種,鹽爪爪、豬毛菜、琵琶柴和沙拐棗也具有較高的鹽分適應(yīng)性,而小嵩草、芨芨草這些草本植物普遍生長(zhǎng)在含鹽較低的地區(qū),但所有植物生長(zhǎng)地土壤鹽分含量值均大于150 EC25μS/cm。13種植物在土壤pH因子上的生境相對(duì)差異較小,但依然存在高低差值,芨芨草生長(zhǎng)在堿性較高(pH值8.6—9.4)的土地上,其他植物的生境地土壤pH也均大于7.9,說(shuō)明柴達(dá)木盆地東部高含鹽量土壤和偏堿性土壤廣泛分布。

3.3 13種優(yōu)勢(shì)植物在6維土壤因子上的生態(tài)位寬度

優(yōu)勢(shì)物種在6個(gè)土壤因子梯度上的生態(tài)位寬度計(jì)算結(jié)果(表2)表明,在土壤水分維度上,駝絨藜的生態(tài)位寬度值最大,為0.344,其他生態(tài)位寬度值相對(duì)較高的物種有琵琶柴、芨芨草、蘆葦和合頭草,說(shuō)明駝絨藜、琵琶柴等6種植物對(duì)水分的利用能力強(qiáng)。在土壤容重維上,駝絨藜(0.246)和芨芨草(0.222)的生態(tài)位寬度值顯著大于其他物種,物種鹽爪爪在該維上的生態(tài)位寬度值是6維中最小的,說(shuō)明鹽爪爪對(duì)土壤容重的要求較高。

駝絨藜、芨芨草和琵琶柴在土壤有機(jī)質(zhì)維上具有較高的生態(tài)位寬度值,這與其在土壤水分維度上占據(jù)較高的生態(tài)位寬度值相似。其次,白刺在土壤有機(jī)質(zhì)維上的生態(tài)位寬度值明顯高于其他5個(gè)土壤維度。琵琶柴、駝絨藜、蒿葉豬毛菜和合頭草皆具有較高的pH維生態(tài)位寬度值。小嵩草在土壤全鹽維上生態(tài)位寬度值為0.165,但在其他5維上的生態(tài)位寬度值均小于0.1,表明小嵩草在鹽分維度上與其他12種植物具有相似性。在土壤全氮維度上,琵琶柴的生態(tài)位寬度值最高,為0.328,顯著高于群落中綜合生態(tài)位寬度值最大的駝絨藜(0.276),說(shuō)明琵琶柴對(duì)土壤養(yǎng)分含量的要求比駝絨藜低?？偠灾?在不同土壤維度下,各物種的生態(tài)位寬度差異較大,如蘆葦在土壤含水量維上值為0.249,而在有機(jī)質(zhì)維上則較低0.161等。梭梭和檉柳的生態(tài)位寬度值比較單一,是因?yàn)闃臃匠霈F(xiàn)次數(shù)相對(duì)少?gòu)亩绊懮鷳B(tài)位寬度計(jì)算結(jié)果。

此外,計(jì)算13種植物在6個(gè)土壤因子梯度上的生態(tài)位寬度均值,得出物種生態(tài)位寬度值大小依次為：駝絨藜、琵琶柴、芨芨草、蘆葦、合頭草、蒿葉豬毛菜、白刺、鹽爪爪、小嵩草、麻黃、沙拐棗、檉柳和梭梭。此結(jié)果與這13種植物出現(xiàn)在樣方中的頻率(圖3)具有顯著的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)r為0.742。

3.4 13種優(yōu)勢(shì)植物在6維土壤因子上的生態(tài)位重疊

在土壤水分維度上,檉柳與梭梭的生態(tài)位重疊值為1,表明這兩個(gè)物種在土壤水分生境上完全重合,存在強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,也有可能是樣方截取的原因?qū)е逻@兩種植物完全重疊,暫不確定。其次,檉柳與梭梭除了與合頭草(0.797)、駝絨藜(0.600)具有生態(tài)位重疊關(guān)系外,與其他物種則表現(xiàn)為重疊值極小或完全不重疊的關(guān)系。此外,蒿葉豬毛菜與白刺、蒿葉豬毛菜與鹽爪爪、麻黃與白刺的生態(tài)位重疊值明顯高于其他種對(duì),分別為0.937、0.885和0.882。沙拐棗與麻黃的重疊值為0.166,與其他優(yōu)勢(shì)種之間的生態(tài)位重疊值則較低均小于0.1。在土壤容重維度上,蒿葉豬毛菜與鹽爪爪重疊值最大,高達(dá)0.994,駝絨藜與琵琶柴、蒿葉豬毛菜、鹽爪爪次之,重疊指數(shù)分別為0.861、0.741、0.772,這與駝絨藜在土壤水分和容重維上的生態(tài)位寬度值最大的結(jié)果相契合(表3)。

表2 13種優(yōu)勢(shì)植物的生態(tài)位寬度

物種編號(hào)：1.駝絨藜,Ceratoideslatens；2.沙拐棗,Calligogumkozlovi；3.琵琶柴,Reaumuriasongonica；4.合頭草,Sympegmaregelii；5.蒿葉豬毛菜,Salsolaabrotanoides； 6.鹽爪爪,Kalidiumfoliatum； 7.麻黃,Ephedrasinica；8.白刺,Nitrariatangutorum；9.蘆葦,Phragmitescommunis；10.芨芨草,Achnatherumsplendens;11.小嵩草,Kobresia；12.檉柳,Tamarixramosissima；13.梭梭,Sacsaoul

圖3 13種優(yōu)勢(shì)植物在樣方中出現(xiàn)的頻率Fig.3 The frequency of 13 dominant plants in the sample橫坐標(biāo)編號(hào)含義見(jiàn)圖2

在土壤有機(jī)質(zhì)維度上(表4),沙拐棗和檉柳的生態(tài)位重疊值高達(dá)0.989占據(jù)第一位,駝絨藜、琵琶柴與其他物種的生態(tài)重疊值相對(duì)較高,而麻黃、蘆葦與其他物種之間的生態(tài)位重疊值較低。合頭草與梭梭、白刺與檉柳、琵琶柴與鹽爪爪、駝絨藜與琵琶柴在土壤pH維度上的生態(tài)位重疊值均較高,分別為0.808、0.947、0.769、0.742。在土壤可溶性全鹽維度上重疊值較大的種對(duì)有(表5)：合頭草與麻黃(0.955)、駝絨藜與沙拐棗(0.843)、沙拐棗與芨芨草(0.792)、琵琶柴與鹽爪爪(0.779)。在土壤全氮維度上,駝絨藜、琵琶柴、合頭草與其他優(yōu)勢(shì)種之間的生態(tài)位重疊值較高,其中合頭草與蘆葦之間的重疊值達(dá)到0.861。

總的來(lái)說(shuō),物種生態(tài)位寬度越大與其他優(yōu)勢(shì)種之間具有重疊關(guān)系的可能性越高?？v觀物種在6個(gè)土壤因子上的生態(tài)位重疊值,生態(tài)位重疊值<0.1、<0.3和>0.5的物種占總對(duì)數(shù)的比例,分別表現(xiàn)為含水量維上58%、69%和23%,容重維上55%、73%和21%,有機(jī)質(zhì)維上56%、69%和27%,pH維上68%、86%和10%,全鹽維上67%、81%和15%,全氮維上58%、79%和13%,說(shuō)明物種整體生態(tài)位重疊度小,生態(tài)位分化顯著,尤其是在土壤pH、土壤全鹽和土壤全氮上。

表3 13種優(yōu)勢(shì)植物在土壤含水量和土壤容重維度上的重疊矩陣

左下角為13種優(yōu)勢(shì)植物在土壤水分維度上的生態(tài)位重疊矩陣,右上角為13種優(yōu)勢(shì)植物在土壤容重維度上的生態(tài)位重疊矩陣;物種編號(hào)含義見(jiàn)表2。表中“0”為待比較的兩種植物其中一種未出現(xiàn)；“0.000”為計(jì)算結(jié)果不足表中精度

左下角為13種優(yōu)勢(shì)植物在土壤有機(jī)質(zhì)維度上的生態(tài)位重疊矩陣,右上角為13種優(yōu)勢(shì)植物在土壤pH維度上的生態(tài)位重疊矩陣;物種編號(hào)含義見(jiàn)表2。表中“0”為待比較的兩種植物其中一種未出現(xiàn)；“0.000”為計(jì)算結(jié)果不足表中精度

表5 13種優(yōu)勢(shì)植物在土壤全鹽和土壤全氮維度上的重疊矩陣

左下角為物種在土壤可溶性全鹽維度上的生態(tài)位重疊矩陣,右上角為物種在土壤全氮維度上的生態(tài)位重疊矩陣。物種編號(hào)含義見(jiàn)表2;表中“0”為待比較的兩種植物其中一種未出現(xiàn)；“0.000”為計(jì)算結(jié)果不足表中精度

4 討論和結(jié)論

4.1 討論

生態(tài)位寬度是物種所能利用的各種資源的一個(gè)綜合指標(biāo),生態(tài)位寬度大,意味著物種在資源上利用不挑剔或者對(duì)某一資源有偏好,且在數(shù)量上要求不高；生態(tài)位寬度小,意味著該種對(duì)資源的質(zhì)和量要求嚴(yán)格或狹窄[8]。本文以修正的Levins生態(tài)位寬度公式計(jì)算柴達(dá)木盆地東部13種優(yōu)勢(shì)植物得出,在6種土壤資源因子上,駝絨藜和琵琶柴均占據(jù)較高的生態(tài)位寬度,說(shuō)明這兩種植物對(duì)土壤因子的質(zhì)和量要求均比其他植物低,對(duì)研究區(qū)的環(huán)境適應(yīng)性好,也反映該兩種植物在一定程度上地理分布比較均勻[51],傾向于發(fā)展為泛化物種。而檉柳、梭梭、麻黃和小嵩草在6個(gè)土壤資源上的生態(tài)位寬度都比較小,說(shuō)明這些物種對(duì)資源的利用具有局限性,僅能適應(yīng)獨(dú)特的生境,在研究區(qū)內(nèi)分布稀疏,以上結(jié)論與實(shí)際群落樣方調(diào)查結(jié)果吻合度較高[49]。

生態(tài)位重疊反映兩個(gè)物種對(duì)同一資源的利用效率及共享程度[9],其重疊值的大小與資源的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)弱呈正比。眾多研究結(jié)果表明,生態(tài)位寬度與生態(tài)位重疊具有正相關(guān)關(guān)系[18,29]。本文利用Pianka生態(tài)位重疊公式計(jì)測(cè)結(jié)果顯示,生態(tài)位寬度較大的物種與其他優(yōu)勢(shì)種之間的生態(tài)位重疊普遍較高,但其在每個(gè)土壤因子上并未占據(jù)最高值,而是介于中游位置,最高生態(tài)位重疊均出現(xiàn)在生態(tài)位寬度較小的物種上,如鹽爪爪和蘆葦在土壤有機(jī)質(zhì)因子上重疊值高達(dá)0.957,白刺和檉柳在土壤pH上重疊值達(dá)0.947,合頭草和麻黃在土壤可溶性全鹽因子上重疊值為0.955,麻黃和檉柳在土壤全氮維上重疊值高達(dá)0.984。這一現(xiàn)象與張偉等[32]對(duì)新疆伊犁荒漠草原生態(tài)位的研究,張繼義等[26]對(duì)科爾沁沙地的生態(tài)位重疊研究結(jié)果相似。究其原因,一方面是這些物種對(duì)資源汲取相似,對(duì)土壤生境要求接近。另一方面可能是研究區(qū)植物分布稀疏不均,小范圍采樣中優(yōu)勢(shì)種空間分布相近,使得結(jié)果出現(xiàn)某一資源維上高度重疊,該誤差是否會(huì)產(chǎn)生較大的影響還需進(jìn)一步研究。從競(jìng)爭(zhēng)的角度看,有的學(xué)者認(rèn)為重疊度高意味著競(jìng)爭(zhēng)激烈,也有研究表明,高重疊度并不一定會(huì)導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)。本文所有種對(duì)在每一個(gè)土壤因子上的生態(tài)位重疊值中<0.3的對(duì)數(shù)占總對(duì)數(shù)的比例高達(dá)76%,說(shuō)明物種之間生態(tài)位重疊總體較低,對(duì)資源利用的相似性較小,這表明柴達(dá)木盆地東部植物生態(tài)位分化顯著,整體競(jìng)爭(zhēng)較小,處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)[49]。

考慮到柴達(dá)木盆地地理位置的特殊性,對(duì)于植被的恢復(fù)和重建應(yīng)以自然恢復(fù)為主,人工輔導(dǎo)為輔的指導(dǎo)理念。盆地東部植被恢復(fù)中小灌木可選擇駝絨藜和琵琶柴,這兩種植物在研究區(qū)內(nèi)環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng),在土壤含鹽量高的區(qū)域可選耐鹽性高的白刺和蘆葦,選擇適宜生境的植物種類,可能省略不必要的人工的維護(hù),即可融入自然,而后繁衍形成群落。

4.2 結(jié)論

本文以柴達(dá)木盆地東部27個(gè)典型樣地所采集的植物和土壤為研究對(duì)象,利用Levins生態(tài)位寬度公式和Pianka生態(tài)位重疊公式計(jì)算了13種優(yōu)勢(shì)植物在土壤含水量、容重、有機(jī)質(zhì)、pH、全鹽以及全氮維上的生態(tài)位特征,結(jié)果表明：

(1)13種植物在6個(gè)土壤因子上平均生態(tài)位寬度從大到小依次是：駝絨藜、琵琶柴、芨芨草、蘆葦、合頭草、蒿葉豬毛菜、白刺、鹽爪爪、小嵩草,其中,駝絨藜在土壤含水量、容重和有機(jī)質(zhì)上占據(jù)最高值,琵琶柴在土壤pH、全鹽、全氮維上占據(jù)最高值。

(2)生態(tài)位寬度較大的物種在生態(tài)位重疊上并不占據(jù)最高重疊值,而是處于一個(gè)中游的位置。駝絨藜和琵琶柴在生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊上均占相對(duì)高的位置,對(duì)群落的建群起重要作用。

(3)78個(gè)種對(duì)在每一個(gè)土壤因子上的生態(tài)位重疊值<0.3的占總對(duì)數(shù)的比例為76%,柴達(dá)木盆地東部植物總體生態(tài)位重疊偏低,競(jìng)爭(zhēng)較小,群落處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

本研究從6個(gè)土壤因子的角度分析了柴達(dá)木盆地東部植物的生態(tài)特征,未考慮氣候因子以及小生境范圍內(nèi)地形等因素對(duì)植物生態(tài)分布的影響,同時(shí)荒漠區(qū)植物自身的生活型也未作深度分析,下一步計(jì)劃加入上述因子,進(jìn)一步深化柴達(dá)木盆地荒漠植物的研究。