基于外来入侵植物光梗蒺藜草的发生分布特点的潜在入侵生境分析

贺俊英， 王志新， 哈斯巴根

(内蒙古师范大学生命科学与技术学院，内蒙古呼和浩特 010022)

光梗蒺藜草(CenchruscalyculatusCav.)属禾本科蒺藜草属，一年生草本植物[1-2]，起源于南美洲，在我国广州、海南和台湾等热带地区均有分布，近几年在内蒙古、辽宁、湖南、河北、北京等地陆续有发现记录[3-4]。光梗蒺藜草约于20世纪70年代传入内蒙古通辽市科左后旗[5]，由于人、畜、交通工具的传播，已遍布全旗道路两侧、村屯周围、田间地头。在大青沟国家级自然保护区也有大面积发生，分布于保护区主要道路两侧，并且已在主要旅游景点形成集中成片的单一群落，甚至在保护区的核心区也有分布，严重威胁着保护区的生物多样性和旅游业的发展。经调查，光梗蒺藜草目前已经在通辽市和赤峰市9个旗县109个乡镇均有分布，面积超过 6.67万hm2，并沿公路沿线迅速扩散，对入侵地的农林牧业、人民生产、经济发展以及生态系统的平衡造成严重威胁与破坏[3]。光梗蒺藜草既能在壤土又能在沙土上生存，在沙质土的长势更好，鉴于此，本研究选择光梗蒺藜草在内蒙古地区最早入侵的通辽市科左后期作为研究地点、不同沙地类型作为研究生境，以期揭示光梗蒺藜草在不同生境条件下的入侵状况，旨在为深入研究其入侵机制提供基础资料。

1 试验方法

研究地点为内蒙古通辽市科尔沁左翼后旗哈日乌苏，位于科尔沁沙地东南边陲，地处43°08′N、122°34′E，海拔216 m，地貌特点为固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘相结合[6]。在研究区内选择有光梗蒺藜草生长的地段，依据不同生长生境，各设置1块样地(表1)，每块样地设置1 m×1 m样方，进行编号与野外调查。

调查内容包括每个样方内的物种组成、植物盖度、密度。利用调查数据计算植物的相对密度、相对盖度、相对频度，然后计算植物的重要值[7]，计算方法如下：

相对密度=样方内某种植物的密度/群落所有植物密度总和；

相对盖度=样方内某种植物的盖度/所有植物种盖度总和；

相对频度=样方内某种植物的频度/所有植物种频度总和；

重要值=相对密度+相对盖度+相对频度。

不同样地类型中的植物多样性采用Shannon多样性指数(H′)和Shannon均衡度指数(E)[8]计算：

H′=-∑(Pi·lnPi)E=H′/lnS

式中：Pi=ni/N，ni为第i个种的个体数量，N为总个体数量，S为物种总数。

2 结果与分析

2.1 样地中植物种类分析

全部样方共统计到26种植物(表2)，它们分属于10科，23属：双子叶植物为藜科、豆科、菊科等，共16种，禾本科植物为9种，蕨类植物1种；其中一年生植物有18种，多年生植物有8种。

2.2 不同样地类型中光梗蒺藜草的地位

不同样地类型中，各物种的重要值见表2。分析可知，样地L优势种为沙蓬，伴生有狗尾草、差巴嘎蒿，光梗蒺藜草为偶见种之一；样地P优势种为止血马唐，伴生有狗尾草、华虫实、大麻、金色狗尾草，光梗蒺藜草为偶见种之一；样地S优势种为沙蓬，伴生有狗尾草、华虫实、光梗蒺藜草；样地J优势种为光梗蒺藜草，伴生有狗尾草、华虫实、止血马唐。光梗蒺藜草在半固定沙地上占主导地位。

表2 不同样地类型中植物种的重要值

2.3 不同样地类型中光梗蒺藜草的相对盖度及重要值

由图1可见，在样地类型L、S、P中光梗蒺藜草的相对盖度几乎为零，由重要值来看，作用都不大，仅在样地类型S中地位稍高，但也不起主导作用。而在类型J中其相对盖度很大，达到了0.9，且其重要值达到了1.9，成为样地中的绝对优势植物。即光梗蒺藜草在半固定沙地上的生长繁殖远高于其他几种沙质环境。

2.4 不同样地类型中的植物多样性分析

由表3可知，4种植物样地类型中，类型P(固定沙地)上的多样性指数显著高于其他类型，不论是多样性指数还是均衡度指数，类型J(即半固定沙地)均相对为小，可能光梗蒺藜草有导致半固定沙地植物多样性减弱的趋势。

表3 不同样地类型的植物多样性及均衡度

2.5 不同样地类型中共有种的分析

由表2可知，光梗蒺藜草、狗尾草、刺沙蓬3种植物为4种样地类型中共同分布的种类。狗尾草在4种样地类型中重要值均在0.2以上，在草本层中其作用较为重要。刺沙蓬虽同时存在于研究所及的不同样地类型中，但重要值均不高。光梗蒺藜草在样地类型J中其重要值极大，成为绝对优势植物，但在其他群落类型中的重要值则不高，对群落的作用和影响很小，说明光梗蒺藜草最适宜于半固定沙地的环境。

3 结论

光梗蒺藜草具有极强的生命力，耐寒、耐旱、耐贫瘠、抗病虫害，花期以后由于具有刺苞，牲畜不敢取食，几乎没有天敌，适合在多种类型的土壤上生存，尤其适于在沙质土壤上生长[9]。在本研究的4种沙地类型中，光梗蒺藜草最适宜生长于半固定沙地上，不仅是半固定沙地的优势种，而且导致半固定沙地植物多样性减弱。许多外来植物在其入侵生境中可以通过形成大面积单优群落，降低物种多样性[10-11]，主要是入侵植物生活力强，在入侵地发生了适应性变化，促使自身更好生长和繁殖[12-14]。本研究中可见，4种样地类型中，类型J(半固定沙地)的Shannon多样性指数最低，由于光梗蒺藜草具有较强的生态适应性和繁殖能力，在适宜生境中，它可通过竞争占据本地物种生态位，排斥本地物种使其失去生存空间，导致生态系统的物种组成和结构发生改变，破坏物种多样性，使分布物种趋向单一。今后进一步研究中，我们更应该注意光梗蒺藜草在内蒙古地区半固定沙地的入侵与防治。

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