科爾沁沙地植物群落研究

1、生態(tài)學雜志 2000 49(5) 3539chinese journal of ecology科爾沁沙地植物群落研究彳高科（內蒙古林學院，呼和浩特010019）王美云（內蒙古水利科學院，呼和浩特010020）高凌巖寶柱（內蒙古林學院，呼和浩特010019）study on plant commun ity in kerqin sandy land. gao ke , gao lingyan jbao zhu( inner mongolia forest ry col lege, hu hhot 010019) , wang meiyun ( inner mongolia a cade my o

2、f hydraulic s ci2 ence, huhhot 010020) chinese journal of ecology ,20()() ,19(5) :35 - 39.the paper analyzed the information from on - t he - jpot investigation by ecology met hods such aj importance value , species diversity index and similarity index ,and discussed t he characteristics of t he st

3、rucl ure , l he diversity and similarity of plant community in kerqin sandy land il will provide sci2 cntific basis for exploring and utilizing the sandy land.key wrds : kerqin sandy land 、 plant community , importance value1研究區(qū)自然概況3自治區(qū)內蒙古科學技術委員會資助課題。作者簡介:高 科，女，副教授982年1月畢業(yè)于科爾沁沙地是我國著名草原之一，地 位于我國東北西部地

4、區(qū)，主體部分位于穴 蒙古赤峰、哲里木盟境內。近兒十年來，住 于自然條件和人類活動的綜合影響，該辜 原退化、沙化日趨嚴重，導致生態(tài)系統(tǒng)本身 的破壞，生物資源銳減和環(huán)境的進一步惡 化6。而且，草原退化程度顯現(xiàn)出與某些 環(huán)境因子有著一定的相關關系，針對這些 問題本課題首先研究該沙地的植物群落， 根據(jù)實地調查，對沙區(qū)的植被結構、物種多 樣性等特征作了科學地分析和論述，為深 入研究牛態(tài)環(huán)境惡化屮的沙地植被演替， 以及規(guī)劃、整治、開發(fā)利用科爾沁沙地提供 一些科學依據(jù)。的巴林橋林場，東至哲里木盟科左后旗東 部，位于北緯42。20'44° 20，東經(jīng)118°43 50"1

5、23° 10' 30",海拔高度為8210 63119m o地形總特征是沙丘覆蓋的平原，以風 沙地貌為主,各種類型的沙丘與平沙地鑲 嵌分布，其間部分低洼地積水,構成坨、甸、 磊鑲嵌分布的特殊地貌類型，地下水埋深 35m。該區(qū)屬于溫帶大陸性半干旱季風 氣候，年平均氣溫610 °c,最冷月1月平均 氣溫-1319 °c。年平均降水量為338 483mm，年平均蒸發(fā)量達17412253mm。 風向以西北風為主，年平均風速313 415m -s' 1，每年起沙風日為200300天。 土壤類型主要有風沙土、沙質草甸土、沙質 栗鈣土、鹽堿土等。由于目

6、前人類活動幾 乎遍及科爾沁沙地，加之風大沙多干旱等 口然因素，導致生態(tài)系統(tǒng)及生態(tài)環(huán)境的進 一步惡化，沙地植物群落結構及植物組成 更趨簡單，高度和蓋度降低，生物量減少。2研究方法2.1樣帶的設置按照植物地理學、生態(tài)學的研究方法， 根據(jù)該區(qū)生態(tài)地理環(huán)境條件，同時也為了 便于分析比較，本研究首先以光熱相一致 原則，選擇科爾沁沙地從西向東的主線，久 致北緯43°線定為研究線，沿此線在南屮 擺動25km的范圍內擬設多條樣帶，研究 該沙地的植被特征、植被與環(huán)境因子的關 系、植被分布格局以及植被演替。最初是 每隔50 km設一條樣帶，經(jīng)資料分析，發(fā) 現(xiàn)已存在較明顯的景觀生態(tài)的環(huán)境梯度關 系,若將距

7、離拉大，相隔100km,這種現(xiàn)彖 更為明顯，尤其表現(xiàn)在植被與大氣降水白 關系方面，因此，沿北緯43。線，相隔 100km的距離共選擇5條樣帶。又根據(jù)地 貌柑一致、沙地基質柑一致原則，在每條料 帶的沙區(qū)，選取從北向南的一個完整的陽 坡一丘間低地一陰坡作為該樣帶的具體調 查范圍。每條樣帶寬20m，長度不完全相 等,依沙丘的規(guī)模（陽坡一丘間低地一陰 坡）而定。在樣帶內設草本和喬灌樣方，草 木樣方是沿樣帶的中線從北向南每隔10m 設1 m xi m的小樣方,5條樣帶上共設41 個小樣方。喬灌樣方是按陰坡、陽坡、丘間 低地設置,5條樣帶上共設15個樣方（表 1）。測定每個樣帶內所有植物的種類、株 數(shù)、高

8、度及生物量。同時調查記錄樣帶及 其周圍的微地貌狀況等。2.2數(shù)據(jù)處理根據(jù)實測數(shù)據(jù)，計算植物的相對密度、柑対頻度、相對重量和重要值;群落物種多樣性采用simpson指數(shù)d = i - x（ p,）2和< =13shannon - wiener 指數(shù) h = 27（ln pi）2 ;c = 1群落均勻度采用inp/,in53 ;/= 1群落樣地間種類柑似性采用sorensen指 數(shù) is=2c/ （a +1 0表1五條樣帶的基本情況tab 1 conditions of five sample slrip亡s樣帶號海鬻度孚萊¥抑礬i631.9368.693ii490.0338.98

9、3iii362.9364.093iv247.7451.283v99.3483.2733結果分析3.1群落結構特征在科爾沁沙地植物群落屮4，從植物 生態(tài)類型考慮，旱生植物占絕對優(yōu)勢。旱 生植物依耐旱程度可分為三個亞類，即牛 旱生植物、典型旱生植物、強旱生植物。男 屮，屮旱牛植物耐旱能力較弱；強旱牛植較 耐旱能力最強，一般是荒漠草原的基本成 分;典型旱生植物（簡稱旱生植物）的耐旱 能力居中，是典型草原的主耍成分。在科 爾沁沙地以中旱生、旱生植物種居多，強耳 生種類很少。乂結合植物的草地生活型另 析，該沙地多年生旱生草本植物占絕對優(yōu) 勢，占沙地植物總數(shù)的4912%,其次為一、 二年生旱生、中旱生草本

10、植物，占沙地植物 總數(shù)的4011%,第三為沙生、旱生沖旱生 小半灌木，占1017 % o用重要值這一綜臺 數(shù)量指標可以評價不同植物在群落中的竹 用，值越大在群落中的作用也大。重要值 >110的植物種見表2。多年生旱生草本植物主要有白草，其重要值為1012 %，屬隱芽植物，為多年生表2科爾沁沙地植物群落種類重要值tab. 2 importance value of dune planls in kerqin種類相對密度相對頻度相對重量直要值大針茅 slipa gran dis0. 10.50.51.1白草 pen nisei um flacci dum 糙隱子16.34. 110.330.

11、7半 cleistoenes squarrasa 烏電胡4.46.014.024.4枝子 lespedeza davurica3.74.34.512.5差不嘎蒿 a rtemisia halodendron1.25.711.017.9變蒿 a chillea com m utata0.62.43. 16. 1蟲實 corisperm u m piiheml um9.76.27.523.4升馬唐 ditaria monglicum9.45.53.218. 1豬毛菜 sal sol a colli na7.44.85.717.9尖頭口 魏 chenopodi um aci(m inat um3.0

12、4.31.99.2扁蓿豈 poc(k：ki a r ut henica0.31.91.63.8地錦 eu p horhi a h u m ifusa1.73.8().35.8冷蒿 a rlemisia frigid1.32.65. 19.0黃喪苔草 carex korshinskyi2.61.91.56.0寸草苔cdu ri use a i a1.01.00.32.3小糠草a gratis gigantea沙蘆2. 11.70. 13.9葦 agropyron mongolicum0.41.71.33.4a rtenisia sieversiana8.71.41.711.8草麻黃 ephedr

13、a sinica stapf0.30.70.91.9山韭 4 ilium senescens0.40.72.33.4軌牛兒苗 erodium stephanianum1.92.40.85. 1次穩(wěn)藜 chenopodi um album 沙0.21.20. 021.4生冰草 a gropyron deseriorum 狗5.84.35.215.3尾草 set aria viridis& 76.74.219.6沙蔥 ai hunt mongolicum 萎陵菜0.92.61.34.9potent ilia chi ne ns is 霧冰藜 echi0. 11.22.03.3nopsi i

14、on diva ricat urn0.21.40. 11.71田i丿自草erar(ktis pilosa地梢瓜0.61.40. 12. 1cynanchum thesioides 瑞香狼毒0.32.40.33.0stellera chamaejcisme0.41.00.62.0lt 半 glycyrrhiza uraletisis0.50.50.21.2茶草 koeleria cristata0.31.00.72.0唐松草 thalictrum aquileqifcf lium0. 11.00. 11.2羽茅 a ch nut heri( m sihiricum1.31.2().83.3砂藍刺

15、頭 echinops gmelini0.70.50. 11.3野艾蒿 a rlemisia lav an d id arolia0.40.70.3l4拂子茅 calamagrostis epigej(k 山竹，0.60.70.31.6巖黃英 hedysarum f rulicasum0. 10.20.91.2大油芒 podiopogon sibiricum0. 10.40.61. 1硬質早熟禾sphondylodes0.50.50. 11. 1細葉 胡枝子 lespedeza hedxsaroides var. subserice a0. 10.7().31.1根莖禾草。次為糙隱子草、沙生冰草

16、，重要 瓜、扁蓿豆、寸草苔疇草、羽茅、小糠草、大 值分別是811%和511 %，為地面芽植物 針茅、大油芒等，其重要值都低于5 %,均半干旱季風氣候和沙質地表條件密切相 關，這里夏季降水集中，水熱同期，有利于 植物繁茂生長。冬季嚴寒，而且沙質地表 也不易保護植物，因此許多植物的地上冑 分枯死，而以隱芽或淺地下芽作為繁殖體， 在來年的有利季節(jié)重新發(fā)育生長。一、二年生旱生、屮旱生草本植物主取 有蟲實、狗尾草、升馬唐 潴毛菜，其重要隹 分別為 718%、615%、610%、519%。還有 大籽蒿、嚨牛兒苗、霧冰藜、次穗藜、尖頭葉 藜、地錦、砂藍刺頭、細葉苦買菜、虎尾草、 畫眉草等。一、二年生植物在該

17、沙地也是 很重要的植物成分，人部分以種子越冬，它 們的生存發(fā)育充分反映了本地區(qū)風大沙多 的特點，同時也反映出典型草原的嚴重退 化現(xiàn)象。小半灌木種類不多，主要有差不嘎蒿、 冷蒿,重要值分別為519 %、310 %,此外還 有山竹巖黃英、細葉胡枝子、并頭黃英、沙 木蓼、歐李、小葉錦雞兒、小紅柳、小黃柳、 杠柳以及草本狀灌木麻黃等，為地上芽植 物或地面芽植物，而且是沙牛旱牛性植物， 反映出對沙地干燥條件的長期適應特征。另外，在沙丘的部分陰坡與低地有極 少數(shù)喬木和灌木種類，有榆樹、山杏、山楂、 白樺、大果榆、蒙古衛(wèi)茅、蒙古棟等,零星分 布或成小片狀，反映出旱中生喬木在沙地 干燥條件下的頑強適應能力，但

18、其數(shù)量很 少,重要值均很低。3.2物種多樣性分析物種多樣性是群落組織化水平的度 量，是物種豐富度和均一性的綜合指 標5，同時也可比較各地域的物種差異。 在科爾沁沙地樣帶內測到的植物有75種， 物種多樣性測疋結果（表3）。由表2可知,simpson指數(shù)平均為 018293, i樣帶和皿、v樣帶測值較高，但 實際上，1、ui樣帶植物種類并不多，只因表3各樣帶物種多樣性指標比較tab. 3 gomparision of species diversity index in different sample stripes種數(shù)si mpson 指數(shù)shannon- wiener 指數(shù)均勻度i290.8

19、7232.32720.6702n24().75711 7870().5871in310.85232.32360.7403iv320.76361 88740.5729v490.90142.83170.7675平均32.80.82932.23140.6676有些種類的株（叢）數(shù)多，如i樣帶的蟲實、 豬毛菜分別為368.322株，使其值較大。 而v樣帶不僅植物種多，而且各種的株 （叢）數(shù)差值也較小，其中最多者沙生冰阜 有179株，所以丫樣帶物種多樣性指數(shù)甥 高，也符合實際情況。ii樣帶物種多樣性 指數(shù)最低，這與降水較少、海拔較高的環(huán)境 條件一致。shannon - wiener指數(shù)測算隹 也有相同趨

20、勢。物種均勻度既反映出植牧 種類的多少，也反映出與各種類數(shù)量的關 系。總體上講，科爾沁沙地植物種類豐富， 但分布不均勻，隨降水量減少，simpson扌g 數(shù)和shannon - wiener指數(shù)均呈減小老 勢，說明植物種類越來越貧乏。3. 3樣地間種類的相似性分析物種的相 似性是指群落間和取樣間植物種類組成的和似程度和相異程度，也可適 用于同類群落不同樣地間植物種類的比較。 科爾沁沙地東西延伸約400km ,草原群落屮 有許多共有種，組成了較相似的斑塊群落o 根據(jù)sorensen指數(shù)進行分析（表4）。在5個樣帶中，u、m樣帶有較高的物種 相似性，1和v樣帶的物種相似性也較高 這說明在降水條件相

21、近悄況下，植物種類具 有較相似的組成成份。和聊羊帶、1w m v 樣帶的物種相似性較低，差異明顯。科爾沁沙地沙丘植被是科爾沁草原的表4群落各樣帶間物種相似性指數(shù)tab. 4 index of species similarity between sample stripes樣帶號12345t52.8356.6755.7341.03ii61.8242.8641.10in53.9752.50iv-56.79v重要組成部分，植物群落隨環(huán)境因子的變 化，表現(xiàn)出由周圍向沙地中心稍偏西地帶 的變化，物種多樣性降低，牛物量減少。植 物種類以多年生草本為主,一年生草木次 之，但優(yōu)勢種已不是該區(qū)原有的針茅類植

22、物，這是由于退化沙化嚴重而造成的后果o 為恢復草地原生植被，捉高草地生產力，建 議把植被的橫向變化看作該區(qū)中某一地區(qū) 退化沙化加重過程屮的植被變化類型，從 而提醉我們根據(jù)草地的實際情況盡早采取 整治、恢復草地生態(tài)系統(tǒng)的措施。參考文獻1 d.米勒-唐布依斯,11埃侖伯格.植被生態(tài)學的 目的和方法.科學出版社.1986,140- 141.2 姜恕等.草地生態(tài)研究方法.北京:農業(yè)岀版社. 1986.36 - 37.3 jhon .a.拉徳維格et al.(李育中等譯).統(tǒng)計生態(tài) 學呼和浩特:內蒙古大學出版社.1990.58 - 59. 4 玉明總編.內蒙古資源大詞典呼和浩特：內蒙古 人民出版社.19

23、97. 609 - 797.楊喜林等.沙漠化過程中植物群落組成分析中5 國沙漠3990 40(2) ,19- 27.胡智育等.科爾沁沙地草原沙漠化演變過程及其6 整治途徑.中國草原984 ,(2) :66 - 69.(收稿：1999年3月20日，改回:7月19日)(上接第24頁)減糧食耕種面積比例和增加草地畜牧業(yè)比 重的方法，尤其注重利用當?shù)夭萆讲萜沦Y 源，通過放牧和人工飼養(yǎng)草食性畜禽來增 加經(jīng)濟收入。這樣就能夠有效地保證山區(qū) 農民在當年或短期經(jīng)濟利益不受太大損矢 的前提下，使貧困山區(qū)土地退化的局面待 以遏制，生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟建設穩(wěn)步走上良 性循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展的軌道。參考文獻1 趙名茶.脆弱生境

24、與貧困桂西北喀斯特山 區(qū)研究.見:主態(tài)環(huán)境綜合桀治與恢復技術研 究.北京科學技術出版社-1995. 118134.2 張信寶等.中國西南地區(qū)脆弱環(huán)境初探.見:生 態(tài)環(huán)境綜合整治與恢復技術研究.北京科學技 術岀版社.1995.135 - 139.3 the wo rid bank. app raisal repo rt of china so ut hz west poverty reduction projeel document of th( world bank. report no. 13968 - cha 1996.4 looniis, r. s and d j. connor soil