科尔沁榆树疏林草原群落特征的生境分异性研究.pdf
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1、科尔沁榆树疏林草原群落特征的生境分异性研究谭国娟1,张淑艳1,刘殿鹏2,王亚娟1,张艺桐1,周佳铭1,尉洪梅3(1.内蒙古民族大学 农学院,内蒙古 通辽 028043;2.通辽市农牧科学研究所,内蒙古 通辽 028015;3.敖汉旗林业和草原局,内蒙古 赤峰 024300)摘要 为了探究科尔沁榆树疏林草原群落特征对生境的响应,在科尔沁草原采用典型样地样方法,研究了榆树疏林草原群落特征的生境分异性。结果表明,科尔沁榆树疏林草原聚合为2类,分别对应了典型沙地生境和平原生境,其群落特征具有显著的生境分异性。关键词 榆树疏林草原;群落特征;生境中图分类号 S812文献标志码 A文章编号 1671-01
2、85(2023)04-0347-06Habitat Heterogeneity of Grassland Community Characteristics inthe Horchin Elm Sparse ForestTAN Guo-juan1,ZHANG Shu-yan1,LIU Dian-peng2,WANG Ya-juan1,ZHANG Yi-tong1,ZHOU Jia-ming1,WEI Hong-mei3(1.College of Agriculture,Inner Mongolia Minzu University,Tongliao 028043,China;2.Tonglia
3、o Institute ofAgricultural and Animal Husbandry Science,Tongliao 028015,China;3.Aohan BannerForestry and Grassland Bureau,Chifeng 024300,China)Abstract:In order to explore the response of elm woodland steppe characteristics to habitat,the habitat diversityof the elm woodland steppe community charact
4、eristics in Horchin grassland was studied by using the typical sample plot method.The results showed that two types were aggregated by elm woodland steppe in Horchin grassland,corresponding to the typical sandy and plain habitats,and their community characteristics showed significant habitat differe
5、ntiation.Key words:Elm woodland steppe;Community characteristics;Habitat植物群落组成和特征对生态系统的稳定性具有深远影响1-2,多项研究证明,植物群落的物种组成、盖度、密度及生物量等对人为干扰、群落演替及环境的响应明显3-8。有关科尔沁沙地植被特征及其影响因素等方面的研究9-13已取得很多成果。相关研究表明,固定沙丘与沙质草地间的土壤资源差异会导致植物群落特征及功能性状的明显差异14-15;张世栋等16研究认为,草地生态系统提供的土壤保持服务和防风固沙服务高于耕地生态系统。榆树疏林草原是科尔沁沙地最稳定的植被类型,也是该区
6、植被演替的顶级群落17,具有很强的适应性、稳定性、抗干扰能力和恢复能力18。笔者通过分析科尔沁榆树疏林草原群落的物种组成、群落结构及其数量特征的差异性,探讨科尔沁榆树疏林草原群落特征与生境的关系。1材料与方法1.1研究区概况在科尔沁沙地核心区通辽市境内的榆树疏林草原共设置16个调查样地,分别标记为基金项目:内蒙古自治区自然科学基金项目(2019MS(LH)03016)作者简介:谭国娟,内蒙古民族大学农学院硕士研究生。通讯作者:张淑艳,内蒙古民族大学农学院教授,硕士,硕士研究生导师。DOI:10.14045/ki.15-1220.2023.04.010第38卷第4期内蒙古民族大学学报(自然科学版
7、)Vol.38No.42023年07月Journal of Inner Mongolia Minzu UniversityJuly 2023内蒙古民族大学学报2023年116号,其中,113号为沙地、1416号为平原,该区域位于半干旱区,年平均降水量300400 mm,年平均气温5.26.4,主要以风沙土为主。1.2调查方法在榆树疏林草原分布的地段共设置16个样地,每个样地再设置3个20 m100 m大样方,记录乔木层榆树的种类、冠幅、株高和胸径,采用五点法测量榆树密度;在大样方内等距离设置3个1 m1 m草本调查样方,每个样地计9个样方,分种测量样方内草本植物盖度、高度、密度和生物量。2结果
8、与分析2.1群落特征的变异性分析将所有调查样地的种数和群落的盖度、密度、高度、生物量分别进行统计,分析其数据的离散程度,结果见表1。各样地种数的变异系数达到41.4%;生物量变异系数高达62.3%;样地间生物量最大差值在3倍以上;其次是密度的变异系数,为46.5%;盖度的变异系数最低,为15.1%;其他均在36.0%以上,说明科尔沁榆树疏林草原的群落特征具有很强的分异性。表1植物群落特征变异性分析Tab.1 Analysis of plant community characteristic variability项目平均值标准差最大值最小值极差变异系数/%种数/种16.06.638.010.
9、028.041.4密度/(枝条 m-2)649.9301.91 390.8335.01 055.846.5高度/cm17.86.428.55.423.136.2生物量/(gm-2)80.750.3181.419.8161.662.3盖度/%38.15.849.128.520.615.22.2群落特征的聚类分析采用系统聚类分析方法,以草本层植物的种类数、密度、盖度、高度、生物量为变量,对16个样地进行聚类分析,分析结果见图1。当欧式距离为82.2时,样地分为3类,14和13号样地,群落盖度和生物量较高,但枝条密度较低;512号样地,群落盖度和生物量均居中,枝条密度高于上述样地;1416号样地,群
10、落盖度和生物量最低,枝条密度最高,群落高度极低。上述结果说明,植物群落密度与群落盖度、高度、生物量对聚类的结果同等重要,但密度与其他指标作用相反。当欧式距离为250.0时,所有样地聚为2类,113号样地为第1类,主要特征是枝条密度小,高度和生物量高,样地集中分布在通辽市的南部沙地,均属于典型沙地地貌和生境;1416号样地为第2类,枝条密度大,盖度、生物量和高度低,样地集中分布在通辽市北部的珠日河牧场和扎鲁特旗南部,均属于地形平坦的平原生境。聚类的结果表明,群落的立地生境条件对科尔沁榆树疏林草地的群落特征有明显影响,即表现出明显的生境分异性。12341356710912811141516样地号0
11、.082.2164.5246.7329.0411.2欧式距离图1样地的聚类分析Fig.1 Cluster analysis of sample plots3482.3物种组成的生境差异性本次调查共统计到34科89属125种植物,其中,南部沙地生境计有34科80属98种植物,北部平原生境计有30科60属71种植物,南部沙地生境种数比北部平原高38.0%(表2),其中,共有种有44种,北部特有种27种,南部特有种54种。2类生境物种构成均表现为禾本科菊科豆科其他科,禾本科、菊科和豆科合计占总种数的47.29%。禾本科植物属和种数均最多,占总种数的12%14%,北部平原多于南部沙地,其中,糙隐子草(
12、Cleistogenes squarrosa(Trin.)Keng)、羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)、扁穗冰草(Agropyron cristatum(L.)Gaertn)、狗尾草(Setaria viridis(L.)Beauv.)为2种生境共有种,糙隐子草是仅次于蒿属植物的优势种。菊科占总种类数的9.0%以上,南部沙地种类数比北部平原高40.0%;东北茵陈蒿(Artemisia scoparia Waldst.et Kit.)为南北共有植物,并且占有优势地位。排列第三的豆科植物占7.0%以上,南部沙地与北部平原物种数相同;其余各科植物均为南部沙地高于北部
13、平原,其中,蓼科、旋花科和唇形科的植物仅在南部沙地出现。在群落物种组成中,草本植物最丰富,占总种数的85.7%91.5%,南部沙地比北部平原多5.8%。建群种榆科植物有家榆(Ulmus pumila L.)、刺榆(Hemiptelea davidii(Hance)Planch.)、白皮榆(Ulmus davidiana Planch.var.japonica(Rehd.)Nakai)和大果榆(Ulmus macrocarpa Hance)4种,北部平原仅见家榆1种,南部种类比较丰富。灌木和半灌木种类数量少,计有15种,均为单科单种植物,南部沙地生境的种数是北部平原的2倍,北部平原缺少灌木植物。
14、半灌木中北部以兴安胡枝子(Lespedeza daurica(Laxm.)Schindl.)为主,南部则以差巴嘎蒿(Artemisia halodendronTurcz.et Bess.)为主。表2草地物种科属组成及比例Tab.2 Genus composition and proportion of grassland species植物类型乔木灌木半灌木多年生草本植物一年生草本植物科名榆科蔷薇科大戟科豆科麻黄科菊科豆科其他科禾本科菊科豆科其他科禾本科藜科菊科豆科其他科南部沙地种数/种41111114129725775111种数百分比/%4.11.01.01.01.01.01.04.112.
15、29.27.125.57.17.15.11.011.2属数2111111485720664111属数百分比/%2.51.31.31.31.31.31.35.010.06.38.825.07.57.55.01.313.8北部平原种数/种1111210872265214种数百分比/%1.41.41.41.42.814.111.39.931.08.57.02.81.45.6属数111129461954214属数百分比/%1.71.71.71.73.315.06.710.031.78.36.73.31.76.7注:表示没有出现。2.4群落物种生活型与垂直结构的差异性榆树疏林草原分为24个层次,南部沙地
16、植物生活型包括乔木、灌木、半灌木、多年生草本和一年生植物,而北部平原植物生活型构成中缺少灌木。因此,在垂直层次第4期谭国娟等:科尔沁榆树疏林草原群落特征的生境分异性研究349内蒙古民族大学学报2023年上,南部沙地层次更丰富,属于乔灌草型草地,垂直层次分34层,北部平原垂直结构简单,属于乔草型草地,垂直层次分23层(表3)。乔木层高度57 m,北部平原主要为家榆,散生,南部沙地榆树多呈斑块状分布;灌木层高度12 m,北部平原缺少灌木层;半灌木植物层高度2045 cm,其高度决定于半灌木植物的种类构成,南部沙地主要有差巴嘎蒿,高于草本植物,形成第3个层次,北部主要是兴安胡枝子,由于放牧利用,其数
17、量较少,高度与草本层相同;草本层高度820 cm,由多年生植物和高大的一年生植物构成,其中,直立型草本植物东北茵陈蒿起决定作用,北部平原高度低于南部沙地。一年生植物在草地中占有25.4%31.6%的比例,南部沙地比北部平原高 6.2%,南部沙地以虫实属(Corispermum L.)、蓝刺头属(Echinops L.)、蒺藜属(Tribulus L.)植物为主,北部平原中则以禾本科冠芒草(Enneapogon borealis(Griseb.)Honda.)、荩草(Arthraxon hispidus(Thunb.)Makino)为主,其中,蒺藜、冠芒草、荩草等低矮草本植物形成一个层次,种类数
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