尼勒克喀什河国家湿地公园植物组成结构及其与环境的关系
作者: 陈幻林 韩大勇 牛忠泽 高健
摘要 于2019和2020年对尼勒克喀什河国家湿地公园植物组成结构及其与环境的关系进行了调查,结果表明:共记录到高等维管植物180种,隶属53科140属。进一步分析不同生活型植物的生长型和水分生态类型组成发现,地面芽植物普遍具有分枝型、直根型和中生的生长和生态特征,是阳性草地的主要类群;地下芽植物则普遍具有直立型、根茎型和湿生的生长和生态特征,是湿草甸和沼泽的主要类群;一年生植物具有分枝型、刷状根和中、旱生的生长和生态特征,为沙地、干旱坡地等生境的主要类群;地上芽植物则以分枝型、直根型和旱生性为表征,是极旱生境的主要类群。尼勒克喀什河国家湿地公园植物群落组成具有典型的温带植被特征,但同时也叠加了土壤水分条件的作用,形成以温带地面芽植物为主、湿生成分和一年生荒漠成分并重的格局。未来应加强湿地生境管理,提升湿地属性,增强湿地功能。
关键词株生长型;根生长型;生活型;尼勒克
中图分类号X173文献标识码A
文章编号0517-6611(2023)08-0117-07
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.08.027开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Plant Composition and Structure and Its Relationship with Environment in Nilka Kashi River National Wetland ParkCHEN Huan-lin1,HAN Da-yong2,NIU Zhong-ze3 et al(1.Forestry and Grassland Bureau of Nilka County,Nilka,Xinjiang 835700;2.College of Biological and Geographical Sciences,Yili Normal University,Yining,Xinjiang 835000; 3.Desert Engineering Survey and Design Institute,Xinjiang Institute of Ecology and Geography,Chinese Academy of Sciences,Urumqi,Xinjiang 830011)
AbstractThe research conducted an investigation on the plant composition structure and its relationship with the environment in Nilka Kashi River National Wetland Park in 2019 and 2020,and the results showed that a total of 180 species of higher vascular plants belonging to 53 families and 140 genera were recorded in Nilka Kashi River National Wetland Park.By further analyzing the composition of growth and water ecological types of different life forms,it is found that ground bud plants generally have the growth and ecological characteristics of branching,taproot and mesophytic,and are the main groups of positive grassland; Underground bud plants generally have the growth and ecological characteristics of upright type,rhizome type and hygropy,and are the main groups of wet meadow and swamp; Annual plants have the growth and ecological characteristics of branching,brush roots,meso and xerophytes.They are the main groups in sandy land,arid slope land and other habitats; Aboveground bud plants are characterized by branching type,taproot type and xerophytes,which are the main groups in extremely arid habitats.The plant community composition of Nilka Kashi River National Wetland Park has the characteristics of typical temperate vegetation,but it also superimposes the effect of soil moisture conditions,forming a pattern dominated by temperate ground bud plants and paying equal attention to wet and annual desert components.In the future,we should strengthen wetland habitat management,improve wetland attributes and enhance wetland functions.
Key wordsStem form;Root form;Life form;Nilka
认识植物群落与环境的关系一直是植物群落生态学的基本科学问题。在19世纪初期学者就已经开始植物的地理成分分析,并利用外貌来划分群落。在这个领域的一个核心概念就是Raunkiaer提出的生活型,从休眠芽的角度阐释植物对环境的适应[1]。Gams进一步将同一生活型的植物联合为层片,作为群落结构的一个基本单元,此外,生活型还与植被的分类联系到一起,在我国植被分类中的高级单位都要考虑植物的生活型[2]。因此,生活型一直是群落结构分析的重点,学者或者直接应用Raunkiaer的生活型分类系统或者根据自身研究对象加以改进,用以描述群落与环境的关系[3-6]。但是,Raunkiaer生活型的划分依据是休眠芽所处的空间位置,往往反映生物气候的作用,体现植被的地带性特征,而植物的生长还受到局部环境的影响,如土壤水分,生活型并不能反映这些生态因子的特征,因此,单一使用生活型反映群落与环境的关系是不全面的。
事实上,在Raunkiaer生活型系统中,即使同一生活型,它们的茎和根系的生长形态也不同,因此要想全面反映出植物与环境的关系,势必要考虑其他方面的特征,包括生态因子的作用、营养生长和繁殖特点、地上和地下生长特征等。生态因子主要以土壤水分条件为代表,尤其对于荒漠植物和湿地植物,水分往往是主导因子。地上(植株)和地下(根系)的生长特征主要反映群落对光照、水分等资源的利用方式。关于这方面的综合性研究,李建东等[7-11]曾综合了植物生活型和生长型等特征提出东北草原植物生活型分类系统,并进一步研究了东北草原的植物组成结构。但是这些研究研究都有其地域性,不同气候区植物的生长特征千差万别,只有在深入了解该地区的植物生活型、生长型等特征,才能更好地认识植物群落与环境的关系。
尼勒克喀什河国家湿地公园分布于新疆伊犁喀什河流域,以湿地生态系统及珍稀濒危物种为保护目标,是伊犁河谷生物多样性的重要组成部分。湿地虽然是隐域植被,但是也具有地带性特征,这些特征都会在植物群落结构上体现出来。因此,为了了解湿地公园内植物群落结构的组成情况,为湿地保护提供指导,笔者在2019和2020年进行生物多样性本底调查的基础上,从生活型、生长型和水分生态类型等角度分析了尼勒克喀什河国家湿地公园的植物群落组成结构,以期为湿地生态建设工作提供理论依据。
1研究内容与方法
1.1研究区概况新疆尼勒克喀什河国家湿地公园位于尼勒克县西南部(81°54′23″~82°28′46″E,43°44′11″~43°51′19″N),为典型的大陆性北温带气候,年平均气温6.8 ℃,年降水量406.9 mm,年蒸发量1 377.0 mm,无霜期为110~120 d,年日照时数2 752.4 h。土壤类型以黑钙土、栗钙土和灰钙土为主。
植被分布的基本规律是河岸阶地分布阔叶林,乔木以密叶杨(Populus talassica)为主,灌木以伊犁柳(Salix iliensis)、柽柳(Tamarix sp.)、蔷薇(Rosus sp.)和绣线菊(Spiraea sp.)等为主;河流附近的低洼地、水浸滩、浅水区等集水地带分布草本沼泽、草甸等,常见芦苇(Phragmites australis)、矮蔺藨草(Trichophorum pumilum)、香蒲(Typha sp.);水生植被分布于流速较缓的河流与泡沼,常见沉水植物小眼子菜(Potamogeton pusillus)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)等,水面有漂浮植物品藻(Lemna trisulca)。
1.2野外调查方法于2019和2020年进行野外植物调查,按照样线进行。根据尼勒克喀什河国家湿地公园的典型植被类型布设调查线路,涉及的植被类型包括阔叶林、草本沼泽和水生植被。每种植被类型各布设调查线路3条,其中森林类型的调查线路每条长3 km,灌丛类型的调查线路每条长2 km,草地、沼泽类型的调查线路每条长1 km。沿调查线路,通过徒步行走开展调查,随时记录沿途观察到的植物种类、分布、生境等信息,采集植物标本,拍摄植物及其生境的照片,同时使用手机GPS软件记录调查线路轨迹。物种的中文名、拉丁学名参照《中国生物物种名录》(2021版)[12]。后期进行室内鉴定,参考书籍《新疆植物志》[13]和《新疆高等植物检索表》[14]。
1.3数据分析对获得的植物按照种类进行生态类型结构分析。参考李建东[7]的观点,并结合尼勒克喀什河国家湿地公园植物生长的特征进行划分。株生长型中的直立型、分枝型、莲座型和半莲座型的划分参考文献[7]。该调查中,不仅包括禾本科、莎草科的典型丛生植物,其他如唇形科的牛至、百里香等双子叶植物也具有丛生生长的特征,也归在这个类型中;根生长型参考文献[7];生活型采用Raunkiaer生活型分类系统[1];水分生态类型划分参考文献[8-11]。
在划分时,如遇到一种植物同属多个标准的情况,如拂子茅既是地下芽植物,又是地面芽植物,则选择其在研究地的主要生活型。按照以上标准分类后,分别统计各类型组成结构。
2结果与分析
2.1植物区系组成尼勒克喀什河国家湿地公园共记录到高等维管植物180种(表1),隶属54科140属。以菊科(Asteraceae)所含种类最多,为25种,占全部种数的13.89%,其次唇形科(Lamiaceae)含13种,占7.22%,禾本科(Poaceae)和蔷薇科(Rosaceae)均含11种,各占6.11%,豆科(Fabaceae)含10种,占5.55%,藜科(Chenopodiaceae)和十字花科(Brassicaceae)均含8种,各占4.44%,蓼科(Polygonaceae)含6种,占3.33%,杨柳科(Slicaceae)含5种,占2.78%,百合科(Liliaceae)、伞形科(Apiaceae)和玄参科(Scrophulariaceae)均含4种,各占2.22%,车前科(Plantaginaceae)、柽柳科(Tamaricaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、茜草科(Rubiaceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)、莎草科(Cyperaceae)、石竹科(Caryophyllaceae)和紫草科(Boraginaceae)均含3种,各占1.66%,木贼科(Equisetaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)、灯心草科(Juncaceae)、胡颓子科(Elaeagnaceae)、虎耳草科(Saxifragaceae)、锦葵科(Malvaceae)、桔梗科(Campanulaceae)、牻牛儿苗科(Geraniaceae)、水麦冬科(Juncaginaceae)、藤黄科(Clusiaceae)、小檗科(Berberidaceae)、旋花科(Convolvulaceae)和荨麻科(Urticaceae)均含2种,各占1.11%。败酱科(Valerianaceae)、半日花科(Cistaceae)、浮萍科(Lemnaceae)、桦木科(Betulaceae)、夹竹桃科(Apocynaceae)、金鱼藻科(Ceratophyllaceae)、堇菜科(Violaceae)、兰科(Orchidaceae)、麻黄科(Ephedraceae)、茄科(Solanaceae)、桑科(Moraceae)、香蒲科(Typhaceae)、小二仙草科(Haloragidaceae)、眼子菜科(Potamogetonaceae)、罂粟科(Papaveraceae)、榆科(Ulmaceae)、鸢尾科(Iridaceae)、远志科(Polygalaceae)、柳叶菜科(Onagraceae)、千屈菜科(Lythraceae)和泽泻科(Alismataceae)均仅含1种,各占0.56%。