紅松洼自然保護區(qū)草原植物群落特征對比分析

李慧+錢金平+陳輝

摘要：以紅松洼國家級自然保護區(qū)的兩個功能區(qū)草原植物群落為研究對象，采用樣方法進行野外實地調(diào)查，對比分析了紅松洼自然保護區(qū)核心區(qū)、實驗區(qū)植物群落的群落學(xué)特征。結(jié)果表明，在紅松洼自然保護區(qū)核心區(qū)、實驗區(qū)植物群落的組成上，核心區(qū)種數(shù)明顯多于實驗區(qū)。兩個功能區(qū)植物群落通過對比，垂直結(jié)構(gòu)分異較為明顯。核心區(qū)和實驗區(qū)植物群落均以多年生植物種類居多，在生活型譜上處于群落中優(yōu)勢地位。

關(guān)鍵詞：紅松洼自然保護區(qū)；群落特征；垂直結(jié)構(gòu)；生活型譜

中圖分類號：TB文獻標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.04.086

0引言

草原是中國重要的自然戰(zhàn)略資源，與森林、海洋、耕地等自然資源具有同等重要的地位。草地資源作為可再生自然資源，是畜牧業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，并具有氣候調(diào)節(jié)、空氣凈化、防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源、土壤改良和旅游觀賞等生態(tài)功能。紅松洼自然保護區(qū)是我國北方保存最好的原始自然草原之一，對于保護京津及華北地區(qū)免受北部風(fēng)沙侵入具有重要的生態(tài)意義。近年來，在氣候變化與超載放牧的共同影響下，草原生態(tài)環(huán)境惡化，草地嚴重退化，致使生態(tài)服務(wù)功能的難以正常發(fā)揮，生物多樣性面臨威脅，并阻礙了當(dāng)?shù)厣鐣?、?jīng)濟、生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

目前，國內(nèi)學(xué)者在草原植物群落特征的研究成果較多，主要集中在對不同地區(qū)的群落數(shù)量特征、結(jié)構(gòu)特征。作為我國草地資源重要組成部分的紅松洼自然保護區(qū)，近年來對于它的研究主要圍繞在不同保護措施響應(yīng)、短期圍欄封育影響等方面，但對于紅松洼草原功能區(qū)植物群落種類組成、垂直結(jié)構(gòu)、生活型譜方面涉及的研究并不多。本研究以核心區(qū)和實驗區(qū)草原植物群落為研究對象，將兩個功能區(qū)的群落基本特征進行比較，以期為紅松洼自然保護區(qū)植被恢復(fù)、可持續(xù)利用草地資源提供理論依據(jù)，同時為紅松洼自然保護區(qū)的合理規(guī)劃提供基礎(chǔ)資料。

1研究區(qū)概況

紅松洼國家級自然保護區(qū)，位于河北省圍場滿族蒙古族自治縣的最北端，是華北植物區(qū)系向蒙古植物區(qū)系過渡的區(qū)域，地理坐標(biāo)為N 42°10′～42°20′，E 117°18′～117°35′。該地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候，春季干燥多風(fēng)，夏季涼爽短促，秋季氣溫急降，冬季寒冷漫長。年均溫為-0.3℃，年均降水量450～500mm，屬半干旱地區(qū)。以山地為主，土壤以山地草甸土和山地黑土為主。植被類型為草甸化草原，植物種類多樣，群落以細葉苔草（Carex rigescens）、裂葉蒿（Polygonum）、地榆（Sanguisorba of ficinalis）等多年生中生雜類草為優(yōu)勢植物。

2研究方法

2.1樣地設(shè)置

在研究區(qū)內(nèi)選取有代表性的地段，設(shè)置2個100m×100m的植物固定大樣地，核心區(qū)與實驗區(qū)各設(shè)置1個。在樣地設(shè)置25個1m×1m的草本植物調(diào)查樣方，共設(shè)50個小樣方。

2.2群落調(diào)查

于2015年植物生長高峰期（8月），結(jié)合中國草地資源圖、該地地形圖和野外樣方考察數(shù)據(jù)，分別對紅松洼自然保護區(qū)核心區(qū)、實驗區(qū)的草地群落組成特征、生活型譜進行調(diào)查。在干擾方式上，核心區(qū)建立圍欄免干擾，實驗區(qū)常年放牧、人類活動自由。植被調(diào)查采用樣方法，記錄植物種名、株數(shù)、高度、密度、蓋度等。

2.3數(shù)據(jù)處理

運用Excel 2010進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。

3結(jié)果與分析

3.1草原植物群落種類組成

通過樣方調(diào)查，對研究區(qū)植物科、屬、種進行了統(tǒng)計。核心區(qū)試驗樣地共出現(xiàn)植物55種，隸屬23科，48屬。其中，菊科的屬數(shù)、種數(shù)最高，有8屬、12種，此外豆科（4屬5種）、禾本科（4屬4種）、毛茛科（4屬4種）、蓼科（3屬4種）、傘形科（3屬3種）的植物屬數(shù)、種數(shù)較多；2屬2種的植物有5科，包括薔薇科、百合科、敗醬科、龍膽科、石竹科，1屬2種的有茜草科，其余的11科植物為1屬1科。

實驗區(qū)試驗地共有植物22科，37屬，42種。菊科（7屬8種）、豆科（4屬4種）、薔薇科（2屬4種）、蓼科（2屬3種），其中該區(qū)植物物種數(shù)最多的是菊科，其次為豆科；2屬2種的有禾本科、毛茛科、百合科、玄參科這4科；1屬1種的有傘形科、敗醬科、龍膽科、石竹科、茜草科、車前科等共14科。由上可知，核心區(qū)和實驗區(qū)植物屬數(shù)、種數(shù)最多的均為菊科，核心區(qū)種數(shù)明顯多于實驗區(qū)。

3.2植物群落垂直結(jié)構(gòu)

本研究區(qū)內(nèi)兩個不同功能區(qū)的主要群種是由細葉苔草、裂葉蒿、地榆等為優(yōu)勢種組成的草原，將各功能區(qū)群落垂直結(jié)構(gòu)大體分為3層。

如圖1所示，在核心區(qū)，第一層為一些較低矮的雜類草植物，平均高度一般為1～10cm，包括的植物有6種。第二層主要植物有細葉苔草、裂葉蒿、柳葉絨背薊、野火球，平均高度一般為10～20cm，植物種數(shù)為18種。第三層以地榆、硬質(zhì)早熟禾、直穗鵝觀草、山巖黃芪、黑柴胡、小黃花菜等優(yōu)勢植物為主，包含的植物種數(shù)達31種，平均高度一般為20～30cm，有些植物高度在50cm以上，如山巖黃芪、秦艽（Gentiana macrophylla），酸模（Rumex acetosa）高度可達65cm。

實驗區(qū)內(nèi)，第一層平均高度范圍1～10cm，共有植物27種，如珠芽蓼、裂葉蒿、柳葉蒿、毛茛等。第二層平均高度一般為11～20cm，有植物12種，主要由細葉苔草、硬質(zhì)早熟禾、直穗鵝觀草、越桔柳等植物組成。第三層平均高度在20cm以上，該區(qū)僅有3種植物，分別是地榆、酸模、小黃花菜。

經(jīng)對比可知，在群落垂直結(jié)構(gòu)方面，核心區(qū)第三層（平均高度在20cm以上）的物種達31種，實驗區(qū)該層僅有3種；核心區(qū)第一層（平均高度1～10cm）的物種僅有6種，實驗區(qū)有27種。且核心區(qū)植物的平均高度為22.52cm，實驗區(qū)植物平均高度為10.45cm。由此表明，核心區(qū)對比于實驗區(qū)，植物平均高度明顯較高。

圖1核心區(qū)、實驗區(qū)草甸化草原群落植物平均高度3.3草原植物群落生活型譜

本文采用了Fensham和Skull對植物生活型的劃分方法，將其劃分為多年生禾草類、多年生非禾草類、一年生禾草類、一年生非禾草類等4種生活型。

在核心區(qū)，多年生非禾草類所占比例最大，占絕對優(yōu)勢，是該群落的主要生活型，共46種，占總種數(shù)的83.6%。多年生禾草類，所占比例較低，僅有4種，包括直穗鵝觀草、虉草、洽草、硬質(zhì)早熟禾，占總種數(shù)的73%。一年生禾草類并沒有出現(xiàn)，一年生非禾草類占較小比例，有5種，包括狗娃花、平車前、花錨、金蓮花、廣布野豌豆，占總種數(shù)的9.1%。該樣地多年生植物共有50種，占總種數(shù)的90.9%。

在實驗區(qū)，多年生非禾草類所占比例最高，與核心區(qū)一致，共有植物35種，占該區(qū)總種數(shù)的83.3%。其次是一年生非禾草類，占總種數(shù)的11.9%，有5種，數(shù)量上與核心區(qū)也一樣，分別是小米草、廣布野豌豆、平車前、花錨和金蓮花。多年生禾草類植物僅有硬質(zhì)早熟禾、直穗鵝觀草，只占總種數(shù)的4.8%。該區(qū)同樣沒有發(fā)現(xiàn)一年生禾草類植物，而多年生植物種類仍然最多，達37種，占總種數(shù)的88.1%。

由此可知，兩個試驗樣地均未發(fā)現(xiàn)一年生禾草類植物，多年生植物占總種數(shù)的比例高，反映了在研究區(qū)，多年生植物具有更好的生態(tài)環(huán)境適應(yīng)能力，處于優(yōu)勢生活型地位。

4討論與結(jié)論

4.1討論

植物群落的種類組成，既可以表現(xiàn)植物群落的基本特征，也反映出植物群落所在的生境狀況。兩個功能區(qū)的大科有菊科、豆科及禾本科等。

在群落的垂直結(jié)構(gòu)上，核心區(qū)植物平均高度明顯比實驗區(qū)。由于實驗區(qū)受人為活動相對較大，這很大程度上與實驗區(qū)的放牧行為如牦牛、羊?qū)χ参锏目惺?、踐踏，以及人類采挖藥材（如黑柴胡明顯較少）和車輪的碾壓等有關(guān)。

生活型是生物對綜合生態(tài)環(huán)境適應(yīng)的外部表現(xiàn)形式，是植物對相同環(huán)境條件進行趨同適應(yīng)的結(jié)果。同一生活型的植物表示它們對環(huán)境的適應(yīng)途徑和適應(yīng)方法相同或相似，表現(xiàn)出植物對環(huán)境具有相同的或相似的要求或適應(yīng)能力。本文中，兩個試驗樣地均未發(fā)現(xiàn)一年生禾草類植物，且一年生植物占總種數(shù)的比例低，多年生植物占總種數(shù)的比例高，反映了在紅松洼自然保護區(qū)草甸化草原，多年生植物具有更好的生態(tài)環(huán)境適應(yīng)能力，處于優(yōu)勢生活型地位。

4.2結(jié)論

（1）紅松洼自然保護區(qū)核心區(qū)有植物23科，48屬，55種，實驗區(qū)包括植物22科，37屬，42種，兩個功能區(qū)占各自總種數(shù)、總屬數(shù)最多的科均為菊科。

（2）在群落垂直結(jié)構(gòu)方面，核心區(qū)相較于實驗區(qū)，植物平均高度更高。

（3）植物群落由草本植物組成，核心區(qū)和實驗區(qū)都沒有發(fā)現(xiàn)一年生禾草類植物，多年生非禾草類所占比例最大，是該群落的主要生活型。

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