马丽亚,席琳乔,2,韩 路,马春晖
(1.塔里木大学动物科学学院,新疆 阿拉尔 843300; 2.新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室,新疆 阿拉尔 843300;3.塔里木大学植物科学学院,新疆 阿拉尔 843300; 4.石河子大学动物科技学院,新疆 石河子 832000)
新疆维吾尔自治区叶尔羌河胡杨(Populuseuphratica)林保护区总面积约9.43×104hm2[1],是沙漠与绿洲间的绿色屏障。胡杨林可以防风固沙,调节空气中的温度和湿度。因此,保护胡杨林是防治土地沙漠化的有效途径之一[1]。然而,叶尔羌河流域生态系统已经由天然生态系统向人工绿洲生态系统转变,同时也使生态系统进入生态失衡的阶段,导致荒漠植被逐年退化、面积减少,生态环境异常脆弱,失去了其维护生态平衡的功能。
近些年来,利益驱动导致水土资源滥采滥用、人工绿洲面积逐渐扩大,叶尔羌河生态环境恶化,河道断流、胡杨林枯死、沙漠扩大以及水资源的供需矛盾日益突出。为此,很多学者从不同角度研究和探讨了叶尔羌河流域的气候、水文特性以及胡杨林的演变规律[1-3],还有学者对塔里木河上游叶尔羌河胡杨林种群结构与空间分布格局以及土壤水分变化对植被的影响进行了研究[4-7],也对中国其它地区的植物资源做了调查[8-9],但对于叶尔羌河下游胡杨林中植物资源调查的报道较少。基于此,本研究通过调查叶尔羌河下游胡杨林中植物资源,并分析其物种组成和植物区系,以期为全面拯救和恢复保护叶尔羌河乃至塔里木河河岸的绿色走廊提供科学依据。
1.1研究区自然概况 叶尔羌河是塔里木河的源头,位于中国最西部的新疆维吾尔自治区内、塔里木盆地的西缘[3],74°28-80°54′ E,35°26′-40°31′ N,海拔992.62 m。调查的胡杨林位于叶尔羌河下游阿瓦提县境内,该区气温主要受地形的影响[10],流域内呈典型的暖温带干旱荒漠性气候,气温年、月间变化较大,空气干燥,日照长,蒸发强烈,降水量小[11]。年均气温为11.9~12.1 ℃,≥10 ℃的年积温4 245 ℃·d,极端最高温39.4 ℃,极端最低温-25 ℃。土壤主要以沙壤土、板结盐碱土为主,pH值为7.5~8.5,风沙灾害较频繁[12-13]。
1.2研究方法 在叶尔羌河下游的胡杨林内选取生境、林相一致,未受人类破坏的地段,设置6个50 m×50 m的样方,在样地内采用相邻格子法,每个样方划分为100个5 m×5 m的小样方进行植被调查,记录样方内乔木、灌木和草本的种类、数量,并采集植物标本,分别编号、填写学名、生长环境及习性等。室内整理:鉴定植物标本、编写植物名录、查阅相关文献[14]及对植物分布类型进行分析。
表1 叶尔羌河下游胡杨林植物资源初步调查结果Table1 Populus euphratica forest resources survey summary in the lower reaches of Yarkant River
续表1
2.1物种组成 叶尔羌河下游胡杨林中植物共有12科27属37种(表1),双子叶植物11科23属33种,单子叶植物1科4属4种,以双子叶植物类群占优势,物种比较匮乏,丰富度较低。胡杨与灰叶胡杨(P.pruinosa)为优势树种,林下灌木主要有柽柳(Tamarixchinensis)、黑果枸杞(Lyciumruthenicum)和铃铛刺(Halimodendronhalodendron),多年生植物主要以芦苇(Phragmitesaustralis)、甘草(Glycyrrhizauralensis)为主。
2.2生活型与叶形特征 根据Raunkiaer对植物休眠芽高低的划分(表1),地面芽植物占48.7%,其中盐穗木(Halostachyscaspica)数量最多;一年生植物占24.3%,其中盐生草(Halogetonglomeratus)和白茎盐生草(H.arachnoideus)的数量较多;高位芽植物占13.5%,为胡杨、灰叶胡杨、柽柳;地上芽植物占10.8%,主要有盐节木(Halocnemumstrobilaceum)、盐爪爪(Kalidiumfoliatum);地下芽植物占2.7%,如芦苇。可见,地面芽植物是胡杨林中主要的生活型,体现出胡杨林的植被具有温带荒漠的特征属性,并且这也与当地气候的冷热变化剧烈、干燥少雨、风沙多的特点相适应,这与潘晓玲[15]的研究结果一致。
2.3植物属的分布区类型 根据吴征镒[16]分布区类型划分方案,分析叶尔羌河下游胡杨林植物属和种的地理分布区类型(表2)。该区植物的地理成分有10个类型、2个亚类,说明该植物区系与世界其它地区的亲源关系[17],其中居首位的是地中海、西亚至中亚(类型8~9),占总属数的40.75%;其次,是温带(类型4~7),占总属数的25.92%;世界分布(类型1)占总属数的18.52%。
地中海区、西亚至中亚成分在该区系占优势,大多为古地中海的孑遗种[17],有骆驼刺属、盐豆木属、盐穗木属和盐生草属等共计6科11属14种,这些植物都是干旱区荒漠植物的代表,同时表明该植物区系具有明显的古地中海性质和亲缘关系。温带成分也占有一定的地位,有柽柳属、棘豆属和拂子茅属等5科7属10种,这与叶尔羌流域所处的暖温带气候带、塔克拉玛干沙漠西缘的地理位置及其地势变迁相一致[18]。
表2 新疆叶尔羌河下游胡杨林中植物地理分布区类型及变型Table 2 The arel type of the plant species in the lower reaches of Yarkant River in Xinjiang
受暖温带干旱荒漠性气候的影响,叶尔羌流域内的植被逐渐演变出抗旱耐盐的特性,但是能适应恶劣环境的种类逐渐减少,导致胡杨林区系物种组成极其单一。徐海量等[19]研究表明,地下水位的高低直接影响植被长势的好坏和现有植物种类的多少,随着水分条件的恶化,群落结构趋向单一。张贤芳等[20]对叶尔羌河近48年来年径流进行连续测定,在研究时段中,持续枯水时段明显长于丰水时段。通过对该区段的实地考察,发现其在夏末秋初有水,而在其它时间段则出现断流。叶尔羌河的长期断流,再加上人们对水土资源的过度利用,导致胡杨林地下水位逐年下降。胡杨林中的胡杨、灰叶胡杨为优势种,也是新疆极端干旱区仅有的成林乔木、喜阳树种,抗旱、耐盐且抵风沙,是干旱区的优良树种,但由于河道出现断流,其种群沿叶尔羌河呈阶梯式分布,同时还发现部分胡杨、灰叶胡杨枯死的现象,而且离河道越远这种现象越明显。
胡杨林中有些植被的叶面积很小,有些甚至退化成线性叶或鳞片状叶。优势种胡杨的叶形多变,幼苗、幼树和成年树下部萌生条上的叶片呈披针形或线状披针形等,形似柳树叶;成年树上的叶片呈肾形或卵圆形等,形似杨树叶;胡杨在不同发育阶段长出不同形状的叶片,因此又被称为异叶杨或变叶杨,在植物学上称“进化异叶型”[21],表明胡杨在个体发育过程中通过自身的变化来提高适应环境的能力。骆驼刺(Alhagisparsifolia)是沙漠-绿洲过渡带的主要建群种,具有抗逆性强、耐旱和耐盐碱等特性,对维护绿洲生态安全发挥着重要作用[22]。在极端干旱的环境条件下,骆驼刺在形态上具有较明显的旱生植物特征,如叶小、叶厚和肉质多浆[23],从而适应干旱荒漠性的气候和环境。柽柳具有抗旱、耐盐碱、耐水湿和耐贫瘠的特性,是干旱、半干旱地区常见的优势种和建群种[24]。王晓静等[25]对八种柽柳进行叶片特征的分析得知,柽柳叶细长,鳞片状,先端锐尖。通过对以上几种荒漠植物叶片叶形的分析,胡杨林内的植被为了适应干旱强盐碱荒漠性的环境,大多均具有抗旱耐盐的结构和特点。
该区所调查的植被中有药用植物、饲用植物等植物资源(表1),有价值的植物被人们广泛利用。甘草的根及根茎是重要的中药材[26],同时甘草是新疆荒漠区主要的植被物种之一,在干旱脆弱的生态环境中起着防风固沙、保持水土和调节气候等重要作用。然而在胡杨林中,仍然存在过度开采利用甘草的现象,导致甘草的数量急剧下降。如果人们无节制的开垦,不仅降低植被种类、数量以及植物区系物种的组成,还会影响生态系统的平衡。因此,我们不仅要采取相应的措施保护现有植被,同时还要合理的开发利用水土资源以及植物资源,以便提高叶尔羌流域植物物种的多样性,从而改善脆弱的生态环境。
新疆叶尔羌河下游胡杨林内植物有12科27属37种,以双子叶植物类群占优势;植物区系成分有10个类型、2个亚类,其中地中海成分占优势,其次为温带成分。植物具有抗旱耐盐的特性,种类单一,生物多样性低,因此,需要对胡杨林中的植被加强保护措施。
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