伊犁乌孙塔乌山不同海拔地段鸭茅群落种类组成及种群数量特征研究

伊犁乌孙塔乌山不同海拔地段鸭茅群落种类组成及种群数量特
征研究
李海琪;张鲜花;朱进忠
【摘要】[目的]了解伊犁昭苏不同海拔地段鸭茅在自然生长条件下群落特征的变化.[方法]利用群落植物重要值、高度、盖度、密度和地上生物产量指标,比较分析海拔1 800、2 000和2 200 m草地群落植物组成与群落数量特征的变化.[结果]研究区鸭茅群落的种类组成与鸭茅种群数量特征,在不同海拔地段呈现明显差异.在海拔2000m,草地群落植物组成的高度、盖度、密度和地上生物学产量的值都呈现最大,其中鸭茅种群的各项数量指标也达到最大.[结论]乌孙塔乌山山地,海拔2000 m区域是鸭茅最适宜生长地;海拔对鸭茅群落的分布、种类组成与数量特征影响具有重要的生态学意义.
【期刊名称】《新疆农业科学》
【年(卷),期】2015(052)005
【总页数】10页(P921-930)
【关键词】海拔;鸭茅;群落植物组成;数量特征
【作者】李海琪;张鲜花;朱进忠
【作者单位】新疆农业大学草业与环境科学学院,乌鲁木齐830052;新疆农业大学草业与环境科学学院,乌鲁木齐830052;新疆农业大学草业与环境科学学院,乌鲁木齐830052;新疆维吾尔自治区草地资源与生态重点实验室,乌鲁木齐830052
【正文语种】中文
【中图分类】S812.8
【研究意义】鸭茅(Dactylis glomerata)是世界著名的温带多年生禾本科牧草之一，具有叶量丰富，营养价值高，适应性强等特点，在畜牧业发达国家的饲草栽培中占有重要地位[1]。

我国野生鸭茅资源主要分布于西南地区、江西、湖南、大兴安岭
等地海拔1 000～3 000 m以上的森林边缘、灌丛及山坡草地[2]，新疆鸭茅主要
集中分布于天山和阿尔泰山海拔1 300～2 800 m山地，是山地草甸与草甸草原
植被的重要组成成分，而伊犁昭苏是鸭茅分布主要地段。

【前人研究进展】关于天然草地鸭茅的遗传特性、形态特征、解剖学、细胞学方面的研究均有不同程度涉及[3-8]，曾兵等[3]采用ISSR分子标记技术对来自国内及亚洲、欧洲、美洲9个国
家共50份鸭茅品种进行遗传多样性研究，结果12个引物共扩增出多态性带101条, 平均每个引物扩增的多态带数为8.41条, 多态性条带比率(PPB)为86.3%, 材料间遗传相似系数范围在 0.6116 到 0.9290 间。

富新年等[4]以84份国外引进鸭茅
种质为研究对象，对其11个形态学性状进行研究分析，结果表明：不同种质鸭茅的植物形态学特征存在广泛变异，其中以小穗数变异最大，小花数、茎粗次之，而叶宽变异最小。

小穗数、小花数、株高和内稃长4个性状是造成鸭茅表型差异的
主要因素。

Ashenden.W.[5](1978)的研究表明，鸭茅的生境分布与其构造有关，与生长于潮湿生境下的鸭茅相比，干旱生境下的鸭茅居群或者有更低的气孔频率，或者有更高的蜡密度以适应干旱环境条件。

Lindner.R.[6](1999)对二倍体和四倍
体染色体的研究发现，二倍体核型的中间着丝粒染色体配对比例高于四倍体，而且发现同源四倍体鸭茅亚种(Iz-coi)居群的染色体存在变异，一部份四倍体属于同源
四倍体，一部份四倍体是通过与其它亚种杂交而获得。

TosuN.M.[7](1999)研究了野生四倍体鸭茅的减数分裂行为，发现在分裂中期I,最优先配对的是二价体，然后是四价体，单价体和三价体，配对水平分别是8.31，2.81，0.04，0.015，大多数细胞在后期I染色体向两极分开的比例是14:14，然而一些细胞有落后染色体和染
色体桥出现，95.17%的四分体没有微核出现。

小虫素容等[8]采用细胞遗传学、生化遗传学的方法，对我国亚热带地区几个二倍体和四倍体野生鸭茅的核型、花粉母细胞减数分裂染色体配对行为、不同生育期的酯酶和过氧化物酶同功酶进行比较研究。

结果表明，供试野生二倍体鸭茅之间、各四倍体之间的同源性较高，遗传差异较小；二倍体与四倍体之间，在核型、花粉数量、种子千粒重、酯酶和过氧化物酶等方面都有很大差异；二倍体和四倍体野生鸭茅的花粉母细胞减数分裂虽然正常，但花粉育性和结实率不高。

【本研究切入点】对不同区域自然条件下鸭茅群落植物组成、数量特征报道相对较少。

研究不同区域鸭茅种群特征、群落植物组成及其数量特征变化。

【拟解决的关键问题】研究通过对研究区不同海拔地段以鸭茅为优势草地群落的调查和对比分析，揭示在乌孙塔乌山山地鸭茅群落植物组成及种群数量特征随海拔变化的分布规律。

1.1 材料
研究区位于新疆伊犁地区昭苏马场境内的乌孙塔乌山山地与特克斯河北岸，地理位置：43°03′～43°12′N、80°53′～80°59′E，，海拔1 600～2 400 m。

该区属温带山区半干旱、半湿润冷凉气候类型，年均温2.9℃，年降水量500 mm以上。

研究区分布草地类型为禾草+杂类草草甸。

1.2 方法
1.2.1 样地选择与调查时间
依山地的海拔变化，分别在海拔1 800、2 000与2 200 m鸭茅为优势的群落地段设立调查样地。

调查时间为2013年7月20～30日。

1.2.2 测定项目
采用样线和样方相结合的方法调查与测定。

样线共设置2条，长度20 m，两条样线相交呈十字形，每条样线上隔5 m设置一个1 m×1 m样方，共9个样方。

采用样地调查的方法统计每一样方内鸭茅及其他植物个体数[9-10]，测定各植物的高
度、盖度、密度及地上生物量，同时记载地理位置，地形、地貌及土壤状况。

植物高度：测定植株自然生长高度。

植物盖度：采用针刺法。

密度：测定群落分种密度。

地上生物量：采用样地实测法测定。

植物的重要值：
IV=(相对高度+相对密度+相对盖度+相对产量)/4。

2.1 不同海拔地段植物组成及重要值变化
草地群落植物组成是草地植被最直观的特征，决定群落外貌、结构和功能及演替方向[11]，而群落中的优势种和次优势种又是直接决定着群落的结构与方向。

实验调查样地内出现的植物种类显示。

在海拔1 800 m共出现14科29属29种，在海拔2 000 m减少为11科25属25种，到了海拔2 200 m，又增加为16科31属31种。

从组成群落科、属、种的比例来看，禾本科植物在不同海拔地段均占绝对优势，其次为菊科植物，可占到群落种类的7.06%，排第三位的是豆科植物，占5.88%，单科、单属、单种植物较多，可占到群落种类组成的11.76%，说明该地区以鸭茅为主组成群落物种多样性的丰富度。

表1
2.2 不同海拔地段鸭茅群落植物组成的重要值变化
植物种类组成的重要值显示，在海拔1 800 m，鸭茅和无芒雀麦的重要值最大，分别为0.19和0.11；海拔2 000 m，鸭茅和偃麦草的重要值较大，分别为0.34和0.17；到了海拔2 200 m，鸭茅和直立老鹳草的重要值较大，分别为0.14和0.07，在海拔2 000 m，鸭茅的重要值达到最大，说明海拔2 000 m区域鸭茅在群落中占据着绝对优势地位，是生长与分布最佳地段。

其他种类的重要值也随着海拔有着或大或小的变化。

表2
2.3 不同海拔地段鸭茅群落及种群高度的变化
草地群落植物的高度是反映草地群落数量特征的重要指标之一，高度的变化也就常常被作为草地群落动态研究的主要内容之一[12]。

随着海拔的升高，鸭茅群落及种群的高度呈有增高趋势，继续升高，其高度开始下降。

在海拔1 800 m地段，鸭
茅在群落中的平均高度为59.02 cm，与披碱草形成以禾草为主的群落顶层层片。

在海拔2 000 m，鸭茅的高度为84.96 cm、仅次于披碱草和偃麦草的高度
102.70和97.60 cm，到海拔2 200 m，鸭茅的高度为76.76 cm仅次于偃麦草81.93 cm，高度有所降低。

从以上鸭茅高度随海拔变化的规律来看，鸭茅的高度在海拔2 000 m时最高，比
海拔1 800 m要高出25.94 cm，较海拔2 200 m高8.2 cm。

表3
2.4 不同海拔地段鸭茅群落及种群盖度的变化
草地植物群落的盖度和高度一样均是表示群落的数量特征指标，反映群落经济性状的大小[13]。

无论是在低海拔还是高海拔地段，鸭茅在群落中的盖度均最大，并表现出与高度变化一样的规律，在海拔1 800 m盖度为18.50%，海拔升高至2 000 m，达到24.78%，海拔继续升高至2 200 m，鸭茅盖度下降为13.67%。

表4
2.5 不同海拔地段鸭茅群落及种群密度的变化
草地植物群落的密度是单位面积上的植株数，能够准确了解草地群落的生长情况，是调查草地群落结构的重要手段。

鸭茅在海拔1 800 m，密度为217.50枝/m2，高于无芒雀麦179.30枝/m2，成为群落中分布密度最大的种群。

在海拔2 000 m，鸭茅的密度达到调查区域中最大，为448.89枝/m2，远远高于为次优势种偃麦草184.22枝/m2的密度，到了海拔2 200 m，鸭茅的密度下降至129.33枝/m2。

与群落中密度较大的西伯利亚羽衣草、茜草和直立老鹳草68.11枝/m2、60.22枝/m2和57.89枝/m2相比，仍居群落之首。

表5
2.6 不同海拔地段鸭茅群落及种群地上生物学产量的变化
草地地上生物学产量是指草地植物群落在一定时期内地上部分光合物质的积累量
[14]。

从草地管理考虑，与草地牧草的经济产量有所区别，但它也是草地经济价值的直接体现形式。

从组成群落的植物类群来看，在海拔1 800 m，鸭茅的地上生物学产量为145.07 g/m2，可占到群落产量的21.53%，均高于其他植物。

在海拔2 000 m，鸭茅的地上生物学产量达到了650.77 g/m2，比偃麦草高435.72 g/m2，而大部分的伴生种产量低于10.00 g/m2。

在海拔2 200 m，鸭茅产量下降为171.98 g/m2，与海拔1 800 m地段产量相近。

其它植物也表现出类似的规律，只是变化幅度随着海拔的变化不大，在产量贡献值上，重要程度比鸭茅要低很多。

表6
在海拔1 800 m、2 000 m和2 200 m的高度内，即不同区域自然条件下，鸭茅群落植物组成不同，丰富程度也有差别，但群落盖度都超过90%，而且在不同地段每种植物数量特征不同。

研究区鸭茅的重要值、高度、盖度、密度和地上生物学产量，都是在海拔2 000 m时的值最大，海拔间最高值和最低值可相差1.44～4.48倍。

研究区草地属于天然草地，很少受到放牧活动的干扰，由此推断影响草地的演化与发展的主要因素是海拔的变化，从草地中鸭茅种群各项数量指标变化规律的分析表明，海拔2 000 m是鸭茅群落及种群生长发育最适宜的地段。

利用群落植物重要值、高度、盖度、密度和地上生物产量指标，比较海拔1 800 m、2 000 m和2 200 m草地群落植物组成与群落数量特征的变化，各项指标结果表明在乌孙塔乌山山地，海拔2 000 m区域是鸭茅最适宜生长地；海拔对鸭茅群落的分布、种类组成与数量特征影响具有重要的生态学意义。

【相关文献】
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