新疆那拉提山地草甸群落植物多樣性初探

葉爾卡提·米塔哈拖拉，胡安別克·迪汗拜，巴雅爾塔*

（1.新疆伊犁師范學院生物與地理科學學院，新疆 伊寧 835000；

2.新疆新源縣別斯托別鄉(xiāng)畜牧獸醫(yī)站，新疆 新源縣 835800）

1 引 言

生境破壞、氣候變化、物種入侵、破壞性資源開發(fā)和環(huán)境污染等自然和人為因素的共同作用使生態(tài)系統(tǒng)中物種陷入滅絕債務(wù)[1]，物種多樣性的喪失客觀上導致人類生態(tài)收益的削減[2]。草地生態(tài)系統(tǒng)的供給功能、支撐功能、調(diào)整和文化服務(wù)功能均依賴于植物種豐富度與多度[3]。根據(jù)質(zhì)量比率假說，針對即時控制效應(yīng)在初級生產(chǎn)量中所占比例而言，其效應(yīng)大小取決于優(yōu)勢植物種的功能性狀及功能多樣性，而對從屬種和短命植物種的豐富度的反應(yīng)卻不敏感。但是，即時控制效應(yīng)對優(yōu)勢種的依賴性并不排斥從屬種和短命植物種在生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性中所承擔的生態(tài)作用。根據(jù)在天然草地利用梯度150個樣點植物多樣性與草地生態(tài)系統(tǒng)功能的研究顯示植物多樣性增強草地生態(tài)系統(tǒng)多功能性，草地群落稀有植物種也同樣影響草地生態(tài)系統(tǒng)的多功能性[4]。故本文認為對草地系統(tǒng)植物多樣性的調(diào)查、采樣、分類是對草地生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性及其功能保護的基礎(chǔ)性工作[5]。

2 那拉提山地草甸群落物種組成調(diào)查采樣

本研究選擇位于伊犁新源縣那拉提的喀拉布拉克山地草甸類草原自然保護區(qū)管理站退化草地圍欄封育區(qū)（E82008′47″,N43004′57″，2 446 m）。該區(qū)氣候?qū)贉貨鰸駶櫋霛駶櫳降貧夂?，年平均積雪 450 mm，最大積雪900 mm，年降水量600～800 mm，無霜期為80～110 d，年日照時數(shù)在2 400～2 700 h之間,年均溫-2℃～2℃，≥10℃積溫低于1 000℃。實驗區(qū)草地類型為山地草甸,土壤類型為山地草甸土,植被類型為禾草+雜類草。1989年，在喀拉布拉克組建自治區(qū)山地草甸類草原自然保護區(qū)管理站。從2001年起，將已退化的400 hm2（2 500 m×1 600 m）開闊平坦草地草甸群落實施圍欄封育，作為伊犁河谷山地草甸草原生物多樣保護和野生牧草種質(zhì)庫基地，為當前伊犁河谷封育面積最大、封育保護措施完善的山地草甸保護基地。在封育區(qū)內(nèi)通常每年8月中旬進行刈割，其它時間均被禁牧，在封育區(qū)內(nèi)還專門圍欄設(shè)立2.4 hm2（140 m×170 m）草地永久觀測區(qū)，該永久觀測區(qū)內(nèi)除了各別年份進行刈割外，其它年份均被禁牧和刈割。近年來，該區(qū)統(tǒng)一實施退牧還草，恢復生態(tài)功能計劃，與圍欄封育區(qū)毗鄰的夏季放牧地中逐年增加退化草地圍欄封育區(qū)，以修復退化草地。因此，在該區(qū)能夠找到常年割草地、封育1年、封育2年和封育多年（近20年）的草群落作為植物多樣性調(diào)查采樣區(qū)。

在2017年4月下旬、7月下旬群落生長高峰期，對常年割草地、封育1年、封育2年、封育多年的草地群落中設(shè)置調(diào)查樣方。在草地群落中選擇4個20 m×20 m區(qū)組，各區(qū)組中隨機布置5個1 m×1 m樣方，即4個區(qū)組×5個樣方×4個封育梯度，總共80個樣方。在各樣方中對植物種多度、蓋度、高度、物候期進行觀測記錄，對禾本科和莎草科植物種的多度以叢為計數(shù)單位記錄，對雙子葉植物多度以根系為計數(shù)單位記錄，同時，用收獲法采集各種的地上生物量及其凋落物，要求留茬高度不能超過0.5 cm，分種裝入紙袋，記錄樣本，帶回試驗室進行分析。對所采集的植物標本按照《新疆高等植物檢索表》[6]進行分類和命名。

3 結(jié)果與討論

3.1 伊犁河谷植物多樣性組成概括

據(jù)徐遠杰“中國伊犁河谷植物群落物種多樣性研究”博士論文研究[7]，中國伊犁河谷共有野生種子植物 1655 種，歸屬于 486 屬 83 科；優(yōu)勢科為菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）、豆科（Fabaceae）等18科， 表征科為罌粟科 （Papaveraceae）、 藜科 （Chenopodiaceae）、 蓼科 （Polygonaceae）和石竹科（Caryophyllaceae）4 科；優(yōu)勢屬為苔草屬（Carex）、拉拉藤屬（Galium）、早熟禾屬（Poa）等 18 屬，表征屬為披堿草屬（Elymus）、鶴虱屬（Lappula）、錦雞兒屬（Caragana）和蒲公英屬（Taraxacum）4 屬；科和屬的地理成分主要為溫帶成分，分別占53.66%和65.65%（不包括廣布型），古地中海和泛地中海成分也極為顯著，中國特有和東亞特有成分極少甚至缺失，存在一個中亞特有科—鳶尾蒜科（Ixioliriaceae）。在調(diào)查的94個樣地中，共出現(xiàn)259種植物。其中，伊犁河谷北坡44個樣地出現(xiàn)143種，河谷南坡50個樣地出現(xiàn)196種，兩面山坡共有的植物種數(shù)為80種。草本植物的種類極其豐富，多達235種，木本植物的種類極其有限。植物群落所處南北坡的地理位置不同，其物種構(gòu)成與群落類型有較大的差異。

3.2 伊犁山地草甸群落分布格局

伊犁河谷天然草地總面積約3.42萬km2，占區(qū)域總面積61.42%，草地類型多樣：高寒草甸類、山地草甸類、山地草甸草原類、山地草原類、山地荒漠草原類、平原荒漠類、平原低地草甸類、平原沼澤類等8大類型[8]。在各草地類型中，山地草甸群落面積最大,占伊犁河谷草地可利用面積的27.91%，生物多樣性組成、產(chǎn)草量、載畜量和生態(tài)服務(wù)功能等諸多方面均代表新疆各草地類型中最高水平[9]。位于伊犁河谷東部的新源縣那拉提山地草甸群落為天山西部北坡山地草甸類草原的核心分布區(qū)和重要的草地畜牧業(yè)生產(chǎn)基地。

3.3 那拉提山地草甸群落植物組成

本文中對那拉提山地草甸群落實驗區(qū)樣方尺度植物種采樣和分類如表1所示。該實驗區(qū)草地群落植物種由66個物種組成，歸屬22科。其中，2個以上物種數(shù)的有13個科，依次是禾本科植物有11個種，莎草科有3個種，菊科有8個種，豆科有6個種，毛茛科有5個種，薔薇科有4個種，蓼科有3個種，傘形科有3個種，玄參科有3個種，桔?？?個種，罌粟科有2個種，車前科有2個種，其它9個種屬于9個科。在表1中顯示所采集物種及其分類學歸屬。

表1 伊犁那拉提山地草甸群落常見植物種組成

據(jù)研究野外調(diào)查采樣記錄，在4月下旬采樣區(qū)龍膽科的部分植物種類已完成開花結(jié)實，莎草科的矮藨草（Scirpus pumilus）和百合科的伊犁郁金香（Tulipa iliensis）進入盛花期。在7月下旬群落生長高峰期，罌粟科的黑環(huán)罌粟（Papaver pavoninum）、天山罌粟（Papaver tianschanicum）已進入結(jié)實和凋落期。毛茛科的準噶爾金蓮花（Trollius dschungaricus）、多花毛茛（Ranunculus polyanthemus）、伊犁崔雀花（Delphinium iliense）、白喉烏頭（Aconitum leucostomum）和鳶尾科的玉蟬花（Iris ensata）進入結(jié)實期。在群落生長高峰期禾本科植物種類，菊科的大葉橐吾 （Ligularia macrophylla）、優(yōu)雅風毛菊 （Sausurea elegans）、橙舌飛蓮（Erigeron aurantiacus），豆科的紫花苜蓿（Medicago falcate）、白三葉（Trifolium repens）、紅三葉（Trifolium pratense），薔薇科的水楊梅（Geum aleppicum），牻牛兒苗科的草原老鸛草（Geranium pretense），唇形科的草原糙蘇（Phlomis pratensis），傘形科的阿爾泰獨活（阿爾泰獨活）和蓼科的紅干酸模（Rumex rechingerianus）等種類進入開花期。

當前，草地系統(tǒng)物種多樣性銳減，功能退化，成為影響區(qū)域環(huán)境保護和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素[10,11]。因此，草地群落生物多樣性調(diào)查研究是認識草地生態(tài)結(jié)構(gòu)與生態(tài)功能的基礎(chǔ)，它為深入了解草地植物多樣性恢復，草地產(chǎn)草量增加和合理利用草地資源提供理論基礎(chǔ)。

參考文獻：

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