新疆那拉提山地草甸群落植物多样性初探

叶尔卡提·米塔哈拖拉，胡安别克·迪汗拜，巴雅尔塔*

（1.新疆伊犁师范学院生物与地理科学学院，新疆 伊宁 835000；

2.新疆新源县别斯托别乡畜牧兽医站，新疆 新源县 835800）

1 引 言

生境破坏、气候变化、物种入侵、破坏性资源开发和环境污染等自然和人为因素的共同作用使生态系统中物种陷入灭绝债务[1]，物种多样性的丧失客观上导致人类生态收益的削减[2]。草地生态系统的供给功能、支撑功能、调整和文化服务功能均依赖于植物种丰富度与多度[3]。根据质量比率假说，针对即时控制效应在初级生产量中所占比例而言，其效应大小取决于优势植物种的功能性状及功能多样性，而对从属种和短命植物种的丰富度的反应却不敏感。但是，即时控制效应对优势种的依赖性并不排斥从属种和短命植物种在生态系统功能和稳定性中所承担的生态作用。根据在天然草地利用梯度150个样点植物多样性与草地生态系统功能的研究显示植物多样性增强草地生态系统多功能性，草地群落稀有植物种也同样影响草地生态系统的多功能性[4]。故本文认为对草地系统植物多样性的调查、采样、分类是对草地生态系统物种多样性及其功能保护的基础性工作[5]。

2 那拉提山地草甸群落物种组成调查采样

本研究选择位于伊犁新源县那拉提的喀拉布拉克山地草甸类草原自然保护区管理站退化草地围栏封育区（E82008′47″,N43004′57″，2 446 m）。该区气候属温凉湿润、半湿润山地气候，年平均积雪 450 mm，最大积雪900 mm，年降水量600～800 mm，无霜期为80～110 d，年日照时数在2 400～2 700 h之间,年均温-2℃～2℃，≥10℃积温低于1 000℃。实验区草地类型为山地草甸,土壤类型为山地草甸土,植被类型为禾草+杂类草。1989年，在喀拉布拉克组建自治区山地草甸类草原自然保护区管理站。从2001年起，将已退化的400 hm2（2 500 m×1 600 m）开阔平坦草地草甸群落实施围栏封育，作为伊犁河谷山地草甸草原生物多样保护和野生牧草种质库基地，为当前伊犁河谷封育面积最大、封育保护措施完善的山地草甸保护基地。在封育区内通常每年8月中旬进行刈割，其它时间均被禁牧，在封育区内还专门围栏设立2.4 hm2（140 m×170 m）草地永久观测区，该永久观测区内除了各别年份进行刈割外，其它年份均被禁牧和刈割。近年来，该区统一实施退牧还草，恢复生态功能计划，与围栏封育区毗邻的夏季放牧地中逐年增加退化草地围栏封育区，以修复退化草地。因此，在该区能够找到常年割草地、封育1年、封育2年和封育多年（近20年）的草群落作为植物多样性调查采样区。

在2017年4月下旬、7月下旬群落生长高峰期，对常年割草地、封育1年、封育2年、封育多年的草地群落中设置调查样方。在草地群落中选择4个20 m×20 m区组，各区组中随机布置5个1 m×1 m样方，即4个区组×5个样方×4个封育梯度，总共80个样方。在各样方中对植物种多度、盖度、高度、物候期进行观测记录，对禾本科和莎草科植物种的多度以丛为计数单位记录，对双子叶植物多度以根系为计数单位记录，同时，用收获法采集各种的地上生物量及其凋落物，要求留茬高度不能超过0.5 cm，分种装入纸袋，记录样本，带回试验室进行分析。对所采集的植物标本按照《新疆高等植物检索表》[6]进行分类和命名。

3 结果与讨论

3.1 伊犁河谷植物多样性组成概括

据徐远杰“中国伊犁河谷植物群落物种多样性研究”博士论文研究[7]，中国伊犁河谷共有野生种子植物 1655 种，归属于 486 属 83 科；优势科为菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）、豆科（Fabaceae）等18科， 表征科为罂粟科 （Papaveraceae）、 藜科 （Chenopodiaceae）、 蓼科 （Polygonaceae）和石竹科（Caryophyllaceae）4 科；优势属为苔草属（Carex）、拉拉藤属（Galium）、早熟禾属（Poa）等 18 属，表征属为披碱草属（Elymus）、鹤虱属（Lappula）、锦鸡儿属（Caragana）和蒲公英属（Taraxacum）4 属；科和属的地理成分主要为温带成分，分别占53.66%和65.65%（不包括广布型），古地中海和泛地中海成分也极为显著，中国特有和东亚特有成分极少甚至缺失，存在一个中亚特有科—鸢尾蒜科（Ixioliriaceae）。在调查的94个样地中，共出现259种植物。其中，伊犁河谷北坡44个样地出现143种，河谷南坡50个样地出现196种，两面山坡共有的植物种数为80种。草本植物的种类极其丰富，多达235种，木本植物的种类极其有限。植物群落所处南北坡的地理位置不同，其物种构成与群落类型有较大的差异。

3.2 伊犁山地草甸群落分布格局

伊犁河谷天然草地总面积约3.42万km2，占区域总面积61.42%，草地类型多样：高寒草甸类、山地草甸类、山地草甸草原类、山地草原类、山地荒漠草原类、平原荒漠类、平原低地草甸类、平原沼泽类等8大类型[8]。在各草地类型中，山地草甸群落面积最大,占伊犁河谷草地可利用面积的27.91%，生物多样性组成、产草量、载畜量和生态服务功能等诸多方面均代表新疆各草地类型中最高水平[9]。位于伊犁河谷东部的新源县那拉提山地草甸群落为天山西部北坡山地草甸类草原的核心分布区和重要的草地畜牧业生产基地。

3.3 那拉提山地草甸群落植物组成

本文中对那拉提山地草甸群落实验区样方尺度植物种采样和分类如表1所示。该实验区草地群落植物种由66个物种组成，归属22科。其中，2个以上物种数的有13个科，依次是禾本科植物有11个种，莎草科有3个种，菊科有8个种，豆科有6个种，毛茛科有5个种，蔷薇科有4个种，蓼科有3个种，伞形科有3个种，玄参科有3个种，桔梗科2个种，罂粟科有2个种，车前科有2个种，其它9个种属于9个科。在表1中显示所采集物种及其分类学归属。

表1 伊犁那拉提山地草甸群落常见植物种组成

据研究野外调查采样记录，在4月下旬采样区龙胆科的部分植物种类已完成开花结实，莎草科的矮藨草（Scirpus pumilus）和百合科的伊犁郁金香（Tulipa iliensis）进入盛花期。在7月下旬群落生长高峰期，罂粟科的黑环罂粟（Papaver pavoninum）、天山罂粟（Papaver tianschanicum）已进入结实和凋落期。毛茛科的准噶尔金莲花（Trollius dschungaricus）、多花毛茛（Ranunculus polyanthemus）、伊犁崔雀花（Delphinium iliense）、白喉乌头（Aconitum leucostomum）和鸢尾科的玉蝉花（Iris ensata）进入结实期。在群落生长高峰期禾本科植物种类，菊科的大叶橐吾 （Ligularia macrophylla）、优雅风毛菊 （Sausurea elegans）、橙舌飞莲（Erigeron aurantiacus），豆科的紫花苜蓿（Medicago falcate）、白三叶（Trifolium repens）、红三叶（Trifolium pratense），蔷薇科的水杨梅（Geum aleppicum），牻牛儿苗科的草原老鹳草（Geranium pretense），唇形科的草原糙苏（Phlomis pratensis），伞形科的阿尔泰独活（阿尔泰独活）和蓼科的红干酸模（Rumex rechingerianus）等种类进入开花期。

当前，草地系统物种多样性锐减，功能退化，成为影响区域环境保护和畜牧业可持续发展的制约因素[10,11]。因此，草地群落生物多样性调查研究是认识草地生态结构与生态功能的基础，它为深入了解草地植物多样性恢复，草地产草量增加和合理利用草地资源提供理论基础。

参考文献：

[1]Brummitt,N.,Bachman,S.P.Moat,J.,Applications of the IUCN Red List:towards a global barometer for plant diversity[J].Endangered Species Res.,2008，（6）:127-135.

[2]Isbell,F.,Tilman,D.and Polasky,S.et al.The biodiversity-dependent ecosystem service debt[J].Ecology Letters,2015，18（2）:119-134.

[3]Soliveres,S.,van der Plas,F.and Manning,P.et al.Biodiversity at multiple trophic levels is needed for ecosystem multifunctionality[J].Nature,2016，536（7617）:456-459.

[4]Soliveres,S.,Manning,P.and Prati,D.et al.Locally rare species influence grassland ecosystem multifunctionality[J].Phil.Trans.R.Soc.B,2016，371.

[5]Costello,M.J.,May,R.M.and N.E.Stork,Can we name earth's species before they go extinct[J]Science,2013，339（6118）:413-416.

[6]米吉提·胡达拜尔迪,徐建国.新疆高等植物检索表[M].乌鲁木齐:新疆大学出版社,2000.

[7]徐远杰,中国伊犁河谷植物群落物种多样性研究[D].乌鲁木齐：中国科学院新疆生态与地理研究所，2010.

[8]许鹏.新疆草地资源及其利用[M].乌鲁木齐:新疆科技卫生出版社,1993.

[9]孙慧兰,陈亚宁,李卫红.新疆伊犁河流域草地类型特征及其生态服务价值研究[J].中国沙漠,2011,31（5）:1273-1277.

[10]Willig,M.R.,Biodiversity and productivity[J].Science,2011，333（6050）:1709-1710.

[11]马文静,张庆,牛建明.物种多样性和功能群多样性与生态系统生产力的关系—以内蒙古短花针茅草原为例[J].Journal of Plant Ecology,2013，37（7）:620-630.