包頭地區(qū)藍(lán)刺頭植物群落特征與物種多樣性分析

摘要藍(lán)刺頭具有較高的藥用價(jià)值和觀賞價(jià)值，為了解包頭地區(qū)藍(lán)刺頭植物群落物種現(xiàn)狀，對(duì)包頭地區(qū)藍(lán)刺頭群落的物種組成、數(shù)量特征以及多樣性特征等進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明：（1）包頭地區(qū)藍(lán)刺頭群落調(diào)查共獲得17科31屬41種植物。種數(shù)較多的是禾本科（Poaceae）、豆科（Fabaceae）、菊科（Asteraceae）和薔薇科（Rosaceae）。（2）水分生態(tài)型主要以旱生植物為主，其次是中旱生植物、中生植物、旱中生植物。（3）五當(dāng)召樣地優(yōu)勢(shì)種為大針茅（Stipa grandis）、針茅（Stipa capillata）、北蕓香（Haplophyllum dauricum），白彥溝樣地優(yōu)勢(shì)種為披堿草（Elymus dahuricus）、針茅、賴草（Leymus secalinus）、藍(lán)刺頭（Echinops davuricus），喜桂圖樣地優(yōu)勢(shì)種為針茅和長(zhǎng)蕊石頭花（Gypsophila oldhamiana）、藍(lán)刺頭等。（4）五當(dāng)召樣地的Shannon多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和Richness豐富度指數(shù)均顯著高于白彥溝樣地和喜桂圖樣地。

關(guān)鍵詞藍(lán)刺頭植物群落；物種多樣性；包頭

中圖分類號(hào)：Q948.15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2024.05.002

Analysis of the Plant Community Characteristics and Species Diversity of Echinops davuricus in Baotou

Saruna Suriguga Hairihan

（1. College of Life Sciences and Technology，Inner Mongolia Normal University，Hohhot 010022，China;2. Key Laboratory of Biodiversity Conservation and Sustainable Utilization for College and University of Inner Mongolia Autonomous Region，Hohhot 010022，China）

AbstractEchinops davuricus has high medicinal value and ornamental value. In order to understand the species status of Echinops davuricus plant community in Baotou area，the species composition，quantitative characteristics and diversity characteristics of Echinops davuricus community in Baotou area were investigated. The results showed as the following four aspects.（1）A total of 41 plant species of 31 genera of 17 families were obtained from the community survey of Echinops davuricus in Baotou area. The Poaceae，F(xiàn)abaceae，Asteraceae and Rosaceae had the largest number of species.（2）The water ecotypes were mainly xerophytes，followed by mesoxerophytes，mesophytes，xeromesophytes.（3）The dominant species in Wudangzhao plot were Stipa grandis，Stipa capillata and Haplophyllum dauricum;the dominant species in Baiyan’gou plot were Elymus dahuricus，Stipa capillata，Leymus secalinus and Echinops davuricus;the dominant species and in Xiguitu plot were Stipa capillata，Gypsophila oldhamiana and Echinops davuricus.（4）The Shannon diversity index，Simpson diversity index and Richness indexes in Wudangzhao plot were significantly higher than those of Baiyan’gou plot and Xiguitu plot.

Key wordsEchinops davuricus plant community;species diversity;Baotou

藍(lán)刺頭（Echinops davuricus）屬于菊科藍(lán)刺頭屬（Echinops）多年生草本，高30～70 cm，花期6月，果期7—8月，嗜礫質(zhì)的中旱生草本，生長(zhǎng)于海拔120～2 200 m山坡草地及山坡疏林下，是草原和森林地帶常見(jiàn)的雜草，多生長(zhǎng)在有豐富雜草的針茅草原和羊草草原群落中[1]，是重要的藥材。蒙藥中使用藍(lán)刺頭的花序可固骨質(zhì)、接骨愈傷、清熱止痛，用于治療骨折、骨熱、刺痛癥、瘡瘍等癥[2]，因此，

藍(lán)刺頭具有較高的藥用價(jià)值和觀賞價(jià)值。藍(lán)刺頭花呈藍(lán)紫色，花序別致，觀賞價(jià)值極高，是高海拔草原和山地特有的野生花卉。另外，它適應(yīng)能力強(qiáng)，耐干旱、瘠薄，管理粗放，觀賞期長(zhǎng)，作為新型的切花、干花和綠化品種深受中外消費(fèi)者的青睞，應(yīng)用前景較廣闊。但是由于人為開(kāi)發(fā)利用，野生的藍(lán)刺頭群落分布受到影響，因此研究?jī)?nèi)蒙古包頭地區(qū)藍(lán)刺頭群落特征及多樣性，可為植物資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用和有效保護(hù)提供理論依據(jù)，并為引種栽培藥用植物提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

包頭市地處內(nèi)蒙古西部，地理位置為109°15′—110°26′E、40°15′—42°43′N，平均海拔1 067.2 m，位于土默川平原和河套平原，陰山山脈橫貫中部，屬于半干旱中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，干旱少雨，全年風(fēng)沙較多，地貌地形復(fù)雜，土地類型多樣。本研究區(qū)域位于包頭市五當(dāng)召國(guó)家森林公園和白彥溝林場(chǎng)，屬于陰山山脈中部大青山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地段。五當(dāng)召國(guó)家森林公園位于包頭市石拐區(qū)，110°01′20″—110°02′27″E，40°40′48″—40°50′08″N，東西寬 6 km，南北長(zhǎng) 9 km，北高南低，坡度15～35°，海拔2 071 m，屬中低山及丘陵地形，山脈多呈東西走向[3]REF_Ref162250468＼r＼h。白彥溝林場(chǎng)位于包頭市固陽(yáng)縣西南，總面積6 398.6 hm2，地處內(nèi)蒙古大青山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)西北部，地形東高西低，山勢(shì)險(xiǎn)峻，起伏不平，地形地貌多為中山和山地河谷階地，海拔1 200～1 800 m[4]。

1.2研究方法

1.2.1樣地設(shè)置和調(diào)查方法

2023年7月22-24日，在內(nèi)蒙古包頭市選取了具有代表性的3個(gè)樣地（圖1）進(jìn)行藍(lán)刺頭群落調(diào)查，分別是石拐區(qū)五當(dāng)召國(guó)家森林公園、固陽(yáng)縣白彥溝林場(chǎng)和喜桂圖山丘，每個(gè)樣地設(shè)置6～8個(gè)1 m×1 m樣方進(jìn)行植物群落調(diào)查，記錄樣地內(nèi)植物的種名、高度、叢幅、蓋度、地理坐標(biāo)、坡度、坡向等環(huán)境因子信息。

1.2.2植物水分生態(tài)類型

根據(jù)《內(nèi)蒙古植物志》第一卷至第六卷（第3版）[1]中的描述，確定植物水分生態(tài)類型。

1.2.3數(shù)據(jù)處理

（1）重要值。

重要值（Important Value，IV）是反映某個(gè)物種在植物群落中作用和地位的綜合數(shù)量指標(biāo)，在植物群落學(xué)研究中常被用于優(yōu)勢(shì)種集中趨勢(shì)的分析和群落的數(shù)量分類等[5]，通過(guò)計(jì)算重要值篩選出植物群落的優(yōu)勢(shì)種，其公式如下：

重要值=（相對(duì)高度＋相對(duì)蓋度）/2[6]

相對(duì)高度=（樣方中某一物種的平均高度/樣方中所有物種平均高度之和）×100%

相對(duì)蓋度=（樣方中某一物種的平均蓋度/樣方中所有物種平均蓋度之和）×100%

（2）物種多樣性指數(shù)。

通過(guò)計(jì)算物種豐富度指數(shù)（S）、ShannonWiener多樣性指數(shù)（H）、Simpson多樣性指數(shù)（D）和Pielou均勻度指數(shù)（J）分析α多樣性，運(yùn)用RStudio的ggplot進(jìn)行α多樣性圖片繪制。公式如下：

2結(jié)果與分析

2.1藍(lán)刺頭群落物種組成分析

通過(guò)調(diào)查內(nèi)蒙古包頭地區(qū)藍(lán)刺頭群落，獲得41種植物，隸屬于17科31屬。在3個(gè)樣地中，禾本科（Gramineae）植物占據(jù)的種類最多，8屬11種，占全部種數(shù)的27%；其次是豆科

（Fabaceae），4屬7種，占全部種數(shù)的17%；薔薇科（Rosaceae），3屬5種，占全部種數(shù)的12%；菊科（Asteraceae），2屬4種，占全部種數(shù)的10%；莧科（Amaranthaceae）2屬2種，占全部種數(shù)的5%；紫葳科（Bignoniaceae）、蕓香科（Rutaceae）、遠(yuǎn)志科（Polygalaceae）、亞麻科（Linaceae）、旋花科（Convolvulaceae）、天門(mén)冬科（Asparagaceae）、石竹科（Caryophyllaceae）、石蒜科（Amaryllidaceae）、十字花科（Brassicaceae）、牻牛兒苗科（Geraniaceae）、蒺藜科（Zygophyllaceae）、傘形科（Apiaceae）均僅含1種，占全部種數(shù)的2%，見(jiàn)圖2。

從圖3可以看出，藍(lán)刺頭群落在五當(dāng)召樣地優(yōu)勢(shì)種為大針茅（Stipa grandis）、針茅（Stipa capillata）、北蕓香（Haplophyllum dauricum）等，白彥溝樣地優(yōu)勢(shì)種為披堿草（Elymus dahuricus）、針茅、賴草（Leymus secalinus）、藍(lán)刺頭等，喜桂圖樣地優(yōu)勢(shì)種為針茅和長(zhǎng)蕊石頭花（Gypsophila oldhamiana），菊科藍(lán)刺頭等為藍(lán)刺頭群落的優(yōu)勢(shì)物種，出現(xiàn)在8個(gè)及以上樣方的物種有針茅、蒙古韭（Allium mongolicum）、豬毛菜（Salsola collina）、黃芪（Astragalus membranaceus）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、長(zhǎng)蕊石頭花（Gypsophila oldhamiana）和西伯利亞遠(yuǎn)志（Polygala sibirica）。

2.2植物水分生態(tài)類型分析

根據(jù)《內(nèi)蒙古植物志》（第3版）[1]描述，本次調(diào)查植物水分生態(tài)類型分為旱生、中生兩大類。

2從表1可以看出，藍(lán)刺頭群落植物主要以旱生植物為主，有19種，占總種數(shù)的46%，中旱生植物有10種，占總種數(shù)的24%。中生植物有6種，占總種數(shù)的15%，旱中生植物有5種，占總種數(shù)的12%。濕中生植物有1種，占總種數(shù)的2%。

2.3藍(lán)刺頭群落物種多樣性分析

Alpha多樣性多用于評(píng)估群落內(nèi)的物種豐富度和多樣性。由圖4可知，包頭藍(lán)刺群落頭3個(gè)樣地的Shannon多樣性指數(shù)為1.46～2.32，平均值為1.92，樣地間Shannon指數(shù)差異較大，五當(dāng)召樣地Shannon指數(shù)顯著高于白彥溝和喜桂圖樣地，白彥溝與喜桂圖樣地之間無(wú)顯著差異，說(shuō)明五當(dāng)召國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)植物多樣性保護(hù)較好。樣地的Simpson指數(shù)變化趨勢(shì)和Shannon指數(shù)基本保持一致，Simpson生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)為0.66～0.90，平均值0.81，Simpson指數(shù)分析結(jié)果中，白彥溝與喜桂圖樣地Shannon指數(shù)顯著低于五當(dāng)召樣地，分析其原因?yàn)檫@2個(gè)樣地離居民點(diǎn)近，放牧壓力大，白彥溝與喜桂圖樣地之間無(wú)顯著差異。3個(gè)樣地的Pielou均勻度指數(shù)為0.75～0.10，平均值為0.90，無(wú)顯著差異。Richness豐富度指數(shù)為6～12，平均值8.6，五當(dāng)召與白彥溝之間差異顯著，五當(dāng)召與喜桂圖差異極顯著，白彥溝與喜桂圖之間無(wú)顯著差。

3討論

3.1藍(lán)刺頭群落物種組成

包頭藍(lán)刺頭群落41種植物中，旱生占70%，中生植物占30%，這與該地區(qū)所處的中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候的地域特征相符合[8]，但與五當(dāng)召地區(qū)1992年旱生、中生植物比例相反，說(shuō)明五當(dāng)召地區(qū)水分條件變差。本地區(qū)藍(lán)刺頭植物群落的組成反映出半干旱地區(qū)的特點(diǎn)，即植物集中于少數(shù)科屬中，占比最大的科是禾本科、豆科、薔薇科和菊科，最大屬為黃芪屬、蒿屬與委陵菜屬，這與李利平[3]的調(diào)查結(jié)果一致。

3.2藍(lán)刺頭群落的物種多樣性

ShannonWiener指數(shù)用來(lái)描述調(diào)查植物群落局域生境內(nèi)多樣性指數(shù)，對(duì)稀有種變化更敏感，Simpson指數(shù)對(duì)優(yōu)勢(shì)種變化更敏感；Pielou均勻度指數(shù)反映了各物種個(gè)體數(shù)目分配的均勻程度，樣地植物群落均勻度較低，通常群落物種豐富度越高，均勻度越低，說(shuō)明研究區(qū)內(nèi)物種的豐富度較高[9]。3個(gè)樣地的Shannon多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和Richness豐富度指數(shù)均以五當(dāng)召樣地最高，分析其原因與五當(dāng)召地區(qū)人類活動(dòng)區(qū)域的變化和當(dāng)?shù)卣畬?shí)施的大青山保護(hù)區(qū)的恢復(fù)工程[10]有著直接聯(lián)系。因五當(dāng)召樣地處于大青山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，該保護(hù)區(qū)自2008年1月經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)由自治區(qū)級(jí)保護(hù)區(qū)晉升為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)[11]后，采取了讓分布于山溝兩側(cè)的許多村落和居民向保護(hù)區(qū)外圍遷移，使原來(lái)的居民用地逐漸綠化為草地和林地，實(shí)施退耕還林使耕地面積逐年變少[12]。五當(dāng)召樣地的Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)、Richness指數(shù)均為最高，Pielou指數(shù)最小說(shuō)明該群落有較高的物種多樣性。3個(gè)樣地的Pielou均勻度指數(shù)、Richness豐富度指數(shù)變化趨勢(shì)相反，表明藍(lán)刺頭群落Alpha多樣性結(jié)果一致。白彥溝與喜桂圖樣地Alpha多樣性指數(shù)較低，分析其原因是人類活動(dòng)范圍、強(qiáng)度的增加，城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，過(guò)度放牧、盲目濫采和開(kāi)發(fā)等因素導(dǎo)致的干旱和植物資源的減少[13]。

4結(jié)論

包頭市五當(dāng)召、白彥溝、喜桂圖3個(gè)樣地藍(lán)刺頭群落24個(gè)樣方中共記錄到17科31屬41種植物，種數(shù)較多的是禾本科、豆科、菊科和薔薇科。在植物的水分類型調(diào)查中旱生植物種類最多，其次是中旱生植物、中生植物和濕中生植物。各樣地中重要值排前的優(yōu)勢(shì)種有針茅、披堿草、大針茅、長(zhǎng)蕊石頭花、賴草、藍(lán)刺頭等。3個(gè)樣地的Shannon多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和Richness豐富度指數(shù)均以五當(dāng)召樣地顯著高于白彥溝和喜桂圖樣地，說(shuō)明五當(dāng)召國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)植物多樣性修復(fù)保護(hù)效果較好。

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