山西荆条分布现状及其群落结构研究

曲 波，张谨华，陈永强，杨振荣

(1.晋中学院 生物科学与技术学院，山西 晋中 030600；2.山西省投资集团，山西 太原 030009)

山西荆条分布现状及其群落结构研究

曲 波1，张谨华1，陈永强1，杨振荣2

(1.晋中学院 生物科学与技术学院，山西 晋中 030600；2.山西省投资集团，山西 太原 030009)

荆条[Vitexnegundovar.heterophylla(Franch.) Rehd.] 是马鞭草科牡荆属落叶灌木，是重要的水土保持植物之一。在山西，荆条尤以中条山、吕梁山南端和太行山分布较为集中。以荆条为建群种形成的群落，是山西南部暖温带落叶阔叶林地带的低山丘陵区的代表植被类型之一。本文以山西荆条群落为研究对象，在2011年6—8月采取典型群落调查方法从山西南部垣曲开始往北对山西荆条群落进行调查取样，对其分布范围，群落结构进行研究。 主要研究结果如下：荆条群落主要分布在海拔600～800 m的低山丘陵地带，调查结果表明山西荆条群落内植物共148个种，隶属于46个科，109个属。荆条群落区系成分复杂，各类成分并存，其中以北温带成分占优势,表现出种子植物种的多样性和属的地理分布型多样性等特征。群落外貌以地面芽为主。

荆条；山西；群落分布；群落结构

荆条[Vitexnegundovar.heterophyiia(Franch.) Rehd.]是马鞭草科牡荆属落叶灌木，耐寒，耐旱、耐瘠薄，是森林植被遭受严重破坏后，生境干旱化的情况下形成的次生群落[1-2]。荆条作为山西主要灌木类型，分布范围广，生态适应性强，对山西植被修复和水土保持有非常重要的意义。科研工作者对荆条种子的萌发[3-4]，育苗[5]，抗旱机理[6-8]已经进行了大量的研究，而对较大尺度上荆条群落特征和物种多样性的研究还少见报道。本研究以山西荆条灌丛集中分布区为研究区域，目的：(1)运用样方调查的生态学方法揭示荆条群落在山西的分布情况及群落内物种的组成，旨在为山西林业生态工程建设，特别是该区退化植被的天然恢复和荆条灌丛的保护、经营管理等提供科学依据。

1 研究区概况及研究方法

1.1 研究区概况

山西位于黄土高原东部，华北大平原西侧，介于太行山与黄河中游峡谷之间,地理坐标110°14′6″～114°34′4″E，34°34′8″～40°43′4″N，最高海拔是五台山北台顶为3 058 m,最低海拔是山西南部垣曲县黄河谷地的西阳河口为167 m；地处温带与暖温带地区，属大陆性季风气候，四季分明。地理位置和地貌多样性，气候和土壤等自然条件的复杂性，及其明显的过渡性，对植被的分布产生了重要的影响。本研究选取的研究地区是中条山脉的历山、太岳山的霍山兴唐寺、吕梁山脉的五鹿山、太行山一部分。

1.2 研究方法

2011年6—8月，从山西由南向北选取历山、仙洞沟、人祖山、五鹿山、兴唐寺、天龙山、太行山为研究区域，以山西荆条群落为研究对象，采用样方法进行群落学调查。共设置21个样地，80个样方。灌木样方为5 m×5 m，每个灌木样方内再按对角线设置两个1 m×1 m的草本样方。灌木和草本进行实测并记录其种类、丛( 株) 数、高度、盖度等。 对各样地记载海拔高度、坡向、坡度(其中，海拔用GPS的定位数据；坡度、坡向、坡位用罗盘仪测定)。

2 结果与分析

2.1 山西荆条分布现状

根据本次调查，从水平分布情况来看，荆条群落主要分布在110°41′3 6.7″～113°41′06.4″E ， 35°13′19″～37°52′13″N之间，呈片状分布，分布区处于暖温带，稍呈由南向北逐渐减少的趋势，集中分布于中条山、吕梁山、太行山和太岳山及其余脉。分布于海拔404～1 350 m的低山丘陵地区。山西的分布北界在东部的灵丘、五台山中部、恒山山脉、西部的管芩山。此外，在晋西北的河曲、保德的黄河河谷有极少的分布。

2.2 荆条群落物种组成及数量特征

根据调查荆条群落包含植物共148个种，隶属于46个科，109个属。其中灌木层出共21个种，隶属于12个科，21个属。荆条在整个群落中处于绝对的优势，此外常见的物种还主要有蔷薇科的黄刺玫(RosaxanthinaLindl.)、 鼠李科的酸枣(ZiziphusjujubaMill.)、蔷薇科土庄绣线菊(SpiraeapubescensTurcz.)，它们在群落中重要值比较大。草本层总共有33科，其中菊科占到了18属28种，豆科植物也出现10属14种，禾本科占到了6属8种，蔷薇科占到了4属8种，它们在群落中占据明显优势。另外车前科、唇形科、堇菜科、毛茛科、茜草科、伞形科在群落中也有较高的比重(见表1)。

表1 荆条群落重要科属和种的组成

2.3 荆条群落区系组成

按照吴征镒 (2006)有关中国种子植物属地理成分划分方法[9]，对组成荆条群落的种子植物区系地理成分进行分析(见表2)，结果表明，荆条群落中植物属的分布类型为13种。在群落所有的108个属中，温带分布型属占66.66%，其中以北温带分布类型以及变型所占比例最大，共29属，占总属数的26.85%，蒿属(Artemisia)、委陵菜属(Potentilla)、蒲公英属(Taraxacum)、燕麦属(Avena)、葡萄属(Vitis)、蔷薇属(Rosa)、棘豆属属(Oxytropis)、胡颓子属(Elaeagnus)、松属(Pinus)、葎草属(Humulus)等都是典型的北温带分布类型;旧世界温带分布的有13属，如菊属(Dendranthema)、丁香属(Syringa)、藜属(Chenopodium)、香薷属 (Elsholtzia)、沙参属(Adenophora)、牛蒡属(Arctium)、草木犀属(Melilotus)、沙参属(Adenophora)等;东亚和北美洲间断分布的共有4属，占总属数的3.70%有两型豆属(Amphicarpaea)、胡枝子属(Lespedeza)、蛇葡萄属(Ampelopsis)、皂荚属(Gleditsia);温带亚洲分布的共有3属。米口袋属(Gueldenstaedtia)、马兰属(Kalimeris)、白鹃梅属(Exochorda)、防风属(Saposhnikovia);东亚分布的属6个，占总数的5.56%，泥胡菜属(Hemistepta)、狗娃花属(Heteropappus)、鸡眼草属(Kummerowia)、地黄属(Rehmannia)、败酱属(Patrinia)等;群落中热带分布性质的属比较少，占16.67%，其中以泛热带分布类型，为9属，占总属数的8.33%，泛热带分布类型的有鹅绒藤属(Cynanchum)、牵牛属(Pharbitis)、狗尾草属(Setaria)、牡荆属(Vitex)、薯蓣属(Dioscorea)、木蓝属(Indigofera);热带亚洲分布类型的有一个属占总属数的0.93%，是蛇莓属(Duchesnea);热带亚洲至热带大洋洲分布的有3属，占总属数的2.78%，为臭椿属(Ailanthus)、荛花属(Wikstroemia)、雀舌木属(Leptopus);旧世界热带分布类型有3属，各占总属数的2.78%，为天门冬属(Asparagus)、扁担杆属(Grewia)、白饭树属(Flueggea)。这些区系成分的存在，说明荆条群落以北温带成分占优势。由以上分析可以看出，荆条群落植物区系地理成分复杂，属的分布类型以北温带分布类型为主，这一特点同太行山、中条山的地理方位相吻合[10-11]。

2.4 荆条群落外貌特征

根据Raunkiaer的生活型系统编制了荆条梅群落中148种植物的生活型谱(见表3)。从表中可以看出，该群落中地面芽的种数最多，共91种，占总数的63.16 %；地上芽植物占18.92%；高位芽植物和一年生植物较少。不同的生活型是植物对不同环境条件，尤其是对气候条件长期适应的结果。由于地面芽植物是对冬季酷寒天气适应最成功的生活型，在四季分明的暖温带，地面芽植物在生活型谱中所占的比重可以看做是对当地气候条件的一种反映，这与山西处的地理位置相吻合。

表2 荆条群落种子植物属的分布区类型

表3 荆条群落植物生活型统计

3 结论与讨论

3.1 讨论

荆条群落在山西主要分布于海拔600～800 m的低山丘陵地带。因立地条件的不同和地域的不同，集中分布在中条山的北部、吕梁山南部、太行山大部。根据对荆条群落实地调查的80个样方，共调查种子植物148种，属于46个科，109个属。菊科是最大的科，共有19属29种，其次是豆科和蔷薇科，分别共有12属17种和11属14种。

山西荆条群落植物属的地理分布复杂，在群落所有的108个属中，温带分布型属占66.66%，在区系组成和植被构成中占主导地位，其中以北温带分布类型以及变型所占比例最大，共29属，占总属数的26.85%，表明山西的荆条群落具有温带性质。其次为世界分布，占该区域总属数的19.44%，最少植物属的分布类型是热带亚洲(印度-马来西亚)分布、中亚分布、中亚至喜马拉雅和我国西南部分布、中国特有种4个区系分布类型。这与本地区所处的气候带、地理位置及地史变迁相一致。菊科、豆科和蔷薇科是我国温带地区的主要植物，是植被的特征科，也是山西荆条植物群落组成中的主要科，是典型的温带分布科。

植物生活型特征主要与其地理位置和气候条件有关，山西荆条群落物种生活型特征，以地面芽植物和地上芽植物为主，各占所有植物总数的63.16%和18.92%，本区植物温带地区(地面芽植物)的特征非常明显，一年生植物全部为草本植物。由于本次荆条群落调查的海拔跨度较大，温度和气候随海拔变化也较大，所以从生活型上反映该地区植物组成受环境因子的影响较大。

3.2 结论

(1)通过样方调查并结合历史资料调查发现山西荆条主要分布在山西于海拔600～800 m的低山丘陵地带。集中分布在运城、临汾、晋中、太原、阳泉的山地丘陵河谷地带，土壤类型主要是砂石土和褐土性土。

(2)通过对山西荆条群落植物的区系分析可知温带分布型属占66.66%，表明山西的荆条群落植物具有温带分布的类型特征。山西荆条群落植物生活型特征以地面芽植物和地上芽植物为主，适应温带地区的特征非常明显。

[1] 李清河，江泽平，张景波，等．灌木的生态特性与生态效能的研究与进展[J].干旱区资源与环境，2006,20(2):159-164．

[2] 姜凤岐，曾德慧，于占源.从恢复生态学视角透析防护林衰退及其防治对策：以章古台地区樟子松林为例[J].应用生态学报，2006,17(12):2229-2235．

[3] 张春霞，赵方莹，张慧琴．水土保持灌木—荆条的种子萌发特性初步研究[J]．水土保持研究，2007,14(4):449-450．

[4] 孙秀琴，田树霞.荆条种子萌发生理条件的研究[J].林业科学研究，1988,1(6):688-690.

[5] 任宪威.树木学(北方本) [M].北京:中国林业出版社，2002:452-453.

[6] 石青，余新晓，李文宇．水源涵养林林木耗水称重法试验研究[J]．中国水土保持科学，2004，2(2):84-87．

[7] 严昌荣，韩兴国，陈灵芝.北京山区落叶阔叶林优势种叶片特点及其生理生态特性闭[J].生态学报，2000,l0(l):53-60.

[8] 杜宁，张秀茹，王炜，等.荆条叶性状对野外不同光环境的表型可塑性[J].生态学报，2011, 10(20): 6051-6059.

[9] 吴征镒.中国植被[M].北京: 北京科学技术出版社，1995：496.

[10] 茹文明，张峰.山西中条山东部种子植物区系分析[J]. 山西大学学报(自然科学版)，2000，23(1):82-87.

[11] 茹文明，张峰.太行山南部种子植物区系的初步分析闭[J].山西大学学报(自然科学版)，1993, 16(4):435-439.

DistributionandStructureofVitexnegundovar.heterophyllaCommunityinShanxi

Qu Bo1, Zhang Jinhua1, Chen Yongqiang1, Yang Zhenrong2

(1.College of Biology & Technology, Jinzhong University, Jinzhong 030600,China;2.Shanxi Investments Group Co., Ltd., Taiyuan 030009, China)

Vitexnegundovar.heterophyllais one of the deciduous shrubs ofVitexin Verbenaceae, and it is one of the most important soil and water conservation plants. The distribution ofVitexnegundovar.heterophyllais relatively concentrated in Zhongtiao Mountain,southern Lüliang Mountain and Taihang Mountain in Shanxi province. The community contributed withVitexnegundovar.heterophyllaas dominant species is one of the most representative plant types in broadleaved forest hills of the low mountainous area in the warm temperate zone in southern Shanxi province. This paper takes Shanxi province thorns community as the research object, by taking the typical community survey methods to survey sampling from Yuanqu county, the southern of Shanxi province to the north of Shanxi province in June to August in 2011, researching its distribution and the community characteristics. The main research results are as follows:Vitexnegundovar.heterophyllacommunity mainly distributed in about 600-800 m low hills area. Results of the survey show that there are 148 species in thorns community, which belong to 109 genera in 46 families. It has complex floras, all kinds of elements coexist, the north temperate elements predominate among them, which show the diversity of spermato phyte and the variety of the distribution types of genera. Ground bud is a major part of the physiognomy.

Vitexnegundovar.heterophylla(Franch.) Rehd.; Shanxi; community distribution;community structure

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.06.014

2017-03-12

山西省自然科学基金项目(2015011026)。

曲波(1984—)，男，硕士，研究方向：环境生态学、植被生态学。

Q948

A

1006-9690(2017)06-0065-03