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植物學考察報告范文1

關鍵詞：蒙古櫟林；群落結構；自然演替；遼西

中圖分類號：S792.186

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）07-0014-02

1 研究區概況

遼西青龍河流域屬溫帶大陸性季風氣候，處在華北植物區系向長白和蒙古植物區系過渡地帶，降雨量468.5 mm，森林覆蓋率69.6%。自然植被以天然林為主，蒙古櫟以優勢種或主要伴生樹種的狀態生長，探索其生長更新及林分自然演替規律，具有重要意義。

2 林分的調查及結果

以蒙古櫟為優勢樹種的天然林，占遼西喬木天然林的主體，總面積超過2.5萬hm2。調查地點為三道河子鎮樺皮溝，小班面積33.8 hm2，調查林分為中齡林，海拔664 m，陰坡，土層厚度10～20 cm，中上坡位，坡向西北，坡度30°，立地條件中等。

喬灌木調查：蒙古櫟林調查選取標準地20 m×20 m的樣方，對喬木進行進行每木檢尺記錄；灌木層調查：在標準地內的四角和中心機械量取五塊5 m×5 m見方面積樣方，調查記錄灌木樹種、蓋度、高度等。喬灌層調查整理記錄結果見表1。

3 蒙古櫟群落的生態特征

蒙古櫟，殼斗科櫟屬喬木，喜光、耐寒、耐干旱、耐瘠薄、根系發達、對環境的適應性強，具有生態防護等多種作用。

3.1 先鋒樹種

遼西地區以干旱為主，經封山育林等措施，蒙古櫟成為原始建群種和先鋒樹種，逐步影響改善小區域環境，一些耐蔭喬木如糠椴（Tilia mandschurica Rupr.er Maxim.）、大葉白蠟（Fraxinus rhynchophylla）、核桃楸（Juglans mandshurica Maxim）等喬木逐漸成為優勢樹種或伴生樹種；一些耐蔭的灌木和草本適應溫濕條件，種群數量逐漸增加，如錦帶（Weigela florida（Bunge） A. DC.）、大葉白蠟幼樹、大花溲疏（Deutzia grandiflora Bge.）等。蒙古櫟先鋒樹種特性，在遼西具有不可替代的意義。

3.2 群落演替的關鍵階段

從調查結果看，喬木層中，蒙古櫟、大葉白蠟、紫椴（Tilia amurensis Rupr.）等三種喬木株數占居了喬木總數的90%；灌木層中，如大葉白蠟、蒙古櫟、大果榆（Ulmus macrocarpa Hance）、蒙椴（Tilia mongolica Maxim.）等，經多年自然演替后，都有極大的可能成為喬木樹種，調查群落的蒙古櫟林為中齡林，蒙古櫟群落在未來1～2個齡級期（10～20年）后，會進入到過熟林階段，林分結構中，喬木樹種組成會衍變為以大葉白蠟為主；調查地塊為山坡的中上腹，土層等生長條件貧瘠，林分在一定程度上表現出耐干旱的特性，如大果榆、螞蚱腿子（Myripnois dioica Bunge）、三裂繡線菊（Spiraea trilobata L.）等。

3.3 植物種類多樣性

蒙古櫟林下，更適應大葉白蠟等耐蔭樹種生長，優勢樹種的變化，帶來生態環境的變化，有利于更多品種的灌木和草本共同生長，種群數量更多，也適宜一些珍稀瀕危物種生長，如紫椴為國家Ⅱ級保護野生植物，在遼西地區，大葉白蠟、糠椴、色木槭（Acer mono Maxim.）等樹種能大面積天然生長更新，一些耐蔭的草本植物如穿龍薯蕷（Discorea nipponica Makino）、鹿藥（Smilacina japonica A. Gray）、玉竹（Polygonatum odoratum（Mill.）Druce）、糙蘇（Phlomis umbrosa Turcz）等生長良好，這在遼西其他地區并不多見，充分體現出建群種的重要性。

3.4 生態質量評價

天然蒙古櫟群落系統在遼西南部地區自然生長較多，林相穩定，灌木層中天然更新耐蔭幼樹種較多，具備穩定天然更新的基本條件。草本植物品種、種群數量屬于同類地區植物資源多樣性密集群落，草本群落同樣具有耐蔭的特性；天然蒙古櫟群系的水源涵養和水土保持作用發揮良好。可見，該植被群系不僅具有重要科研價值，對當地自然環境保護發揮不可替代的生態作用，也對動植物資源多樣性保護具有重要意義。

4 保護利用措施

4.1 封育措施

在遼西青龍河流域或自然環境相似地塊，采取封育措施，利用蒙古櫟先鋒樹種的特性，促進陰坡或半陰坡立地條件惡劣的地塊植被天然生長，促進植被自然演替進程。

4.2 群落自然演替進程與保護

蒙古櫟群落郁閉度在0.9以上，其自然演替的過程正在演繹，并且演替的過程是可逆的，一旦自然環境遭到破壞，演替將停滯或發生逆向演替，這是長期以來的封山育林保護所帶來的豐碩成果，應倍加珍惜。

4.3 生物多樣性保護

建立自然保護區，使植物資源多樣性得到大面積保護和恢復，2014年在遼西青龍河流域已批建了國家級自然保護^，紫椴等國家二級保護野生植物和一些珍稀瀕危野生植物生長條件得到保護有效和改善。

參考文獻：

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植物學考察報告范文2

關鍵詞：梭梭[Haloxylon ammodendron（C.A. Mey）Bunge]；植株形態參數；種子產量；生境異質性；準噶爾盆地

中圖分類號：S728.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）12-3128-06

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.12.031

Abstract： In order to study the seed production situations and predicating the seed yield of Haloxylon ammodendron （C.A. Mey） Bunge， the relationships between seed yield and plant growing parameters of 6 populations in different habitats were studied in Junggar basin. Correlation analysis indicated that seed yield（M） had high and positive correlations with crown （C），basal diameter （D） and height （H）. Path coefficient analysis showed that crown had the maximal and positive direct effect on seed yield， followed by height and diameter. Finally， established H. ammodendron seed yield prediction model is M=178.572+3.47×10-5 CH-1.106 H-0.007 C（R=0.830，P

Key words：Haloxylon ammodendron（C.A. Mey）Bunge；plant growing parameters；seed yield；habitat heterogeneity；Junggar basin

種子既是植物有性生殖的產物，又是有性生殖的開始，亦是植物進行散布和度過不良環境條件的主要載體，對植物種群更新及分布區擴展具有重要的影響，因而在植物生態學及進化生物學研究中具有重要意義[1-8]。植物在有性生殖過程中產生種子數量的多少（即種子產量）一方面反映了該物種的生物學特性，另一方面亦反映了其對環境的適應方式以及環境對植物有性生殖過程的影響[2，8，9]。種子產量對保證植物能否有足夠的種子經散布后形成土壤種子庫、避開不良環境、在適宜條件下達到新個體建成、為種群補充后代、對種群的穩定和發展具有強大支撐作用。同時，種子階段是有性繁殖的植物個體一生中惟一有移動性的階段，因此種子產量對于植物種群的分布格局、種群動態及種群的調控等方面均有重要作用[1，10，11]。植物產生種子數量多少除與植株營養狀況有關外，還和該種植物的生活史對策及其在演替中所處的狀態有關[1]，不同微生境間也常存在差異[2，3，12]。由于種子產量在生產上具有重要意義，因此，在農業及園藝產業中已對種子產量及其相關因素進行了深入的研究，但對野生植物種子產量的探討卻相對較少[13，14]，而針對干旱荒漠區優勢植物種子產量的研究更是鳳毛麟角。

梭梭屬（Haloxylon Bunge）是藜科（Chenopodiaceae）灌木或小喬木植物，主要分布在亞非大陸溫帶和亞熱帶的干旱地區，其主要分布范圍在北緯25°-48°，東經5°-110°地帶[15]。以梭梭屬植物為優勢的荒漠群系有“荒漠森林”之稱，是亞洲荒漠區分布最廣的荒漠植被類型[16]。世界上梭梭屬植物約有11種，中國僅有2個種，分別是梭梭[H. ammodendron（C.A. Mey）Bunge]和白梭梭（H. persicum Bunge.ex. Boiss.et. Buhse）[17]。梭梭又叫梭梭柴，其以極強的環境適應能力而廣泛分布于準噶爾盆地古爾班通古特沙漠邊緣固定、半固定沙丘的中下部、丘間地、鹽漬土以及礫石戈壁上。準噶爾盆地是中國梭梭集中分布的地區，約占全國梭梭總面積的68.2%[18]。半個世紀以來，隨著當地經濟的快速發展和人口的增加，梭梭作為優良的薪炭材和飼用植物被大量利用，造成梭梭種群在該地區退化明顯，梭梭已被列為國家漸危三級保護植物[19]。現有的研究對于梭梭種子產量基本沒有涉及，為此，試驗以北疆荒漠植被主要建群種梭梭為研究對象，探討梭梭種子產量與其植株易測形態參數之間的關系，進而建立梭梭單株種子產量預測模型，為梭梭種子產量的預測提供方法，從而為梭梭種群數量生態學研究奠定基礎，這對于推動荒漠植物種群數量生態學的基礎理論研究和荒漠生態系統的保育實踐均具有重要意義。

1 研究區域概況與方法

1.1 研究區概況

在廣泛踏查的基礎上，課題組于準噶爾盆地古爾班通古特沙漠邊緣選擇了6種典型生境，分別是山前戈壁樣地（Y-01）、干涸湖底樣地（Y-02）、黏質灰漠土樣地（Y-03）、鹽漬化沙地樣地（Y-04）、沙壤質灰棕色荒漠土樣地（Y-05）、沙土樣地（Y-06），對6種樣地上生長的梭梭種群進行種子產量研究；6個生境的氣候[20-22]、土壤情況、梭梭種群特征等信息分別見表1、表2和表3。

山前戈壁樣地（Y-01）位于準噶爾盆地西北緣哈拉阿拉特山前部低山丘陵斜坡地上，這一帶常年受西北風剝蝕，山丘、沙漠縱橫交錯，自然植被異常貧乏，山地內非常缺水，地下水埋藏深；干涸湖底樣地（Y-02）位于準噶爾盆地西北緣瑪納斯湖水體收縮后的古湖盆沉積區上，這一帶屬于烏爾禾盆地，地下水位較高。20世紀70年代以前，地深1 m左右可見水，現在地深2 m左右才見水[20]。黏質灰漠土樣地（Y-03）、鹽漬化沙地樣地（Y-04）、沙壤質灰棕色荒漠土樣地（Y-05）都位于準噶爾盆地西南緣新疆甘家湖梭梭林國家級自然保護區范圍內，這里有準原始狀態下世界上面積最大、保護最完整的荒漠梭梭天然次生灌木林區。該保護區內梭梭生境類型多樣，所以長勢差異明顯。其中Y-03樣地土壤黏重板結，透水透氣性較差，不利于梭梭生長，使得植株密度較大；Y-04樣地地表具有松脆的鹽殼，鹽殼下為潮濕松軟的沙壤土，表層積鹽層含鹽量很高，致使梭梭林天然更新不良，生長稀疏，高度較低；Y-05樣地地形平緩，土層厚，質地較細，土壤水分條件補給優越，梭梭密布，生長旺盛且高大[23]。沙土樣地（Y-06）位于古爾班通古特沙漠東南緣。該地區地下水位在3 m左右，且隨季節變化略有變動。冬季積雪厚度一般在20 cm以上，凍土層厚度多在1.5 m左右。區內主要為沙漠地貌，多由壟狀沙丘組成，呈東南-西北走向，沙壟高度多在5～20 m，為固定、半固定沙丘。土壤類型主要為風沙土，下有少量黏土層[22]。

1.2 方法

1.2.1 種子產量調查 在每一樣地根據植株個體差異，在大小范圍內盡可能選取大、小不同的個體8～12株（Y-01到Y-06分別取12、8、12、11、12、12株個體），分別測量每個植株的冠幅（C）、高度（H）、基徑（D）等形態參數，并進行種子產量（M）調查。為了對種子產量進行準確的統計，于2008年10月梭梭種子即將成熟但尚未脫落的時節，將所選植株用網目1 mm的尼龍網整體罩起來，并處理好與梭梭主干的結合處，防止梭梭種子散失。待梭梭種子成熟掉落后，于2009年3月，按單株進行種子收集，并帶回實驗室，手工去除同化枝等雜質（由于梭梭種子質量與干枯的同化枝質量相近，分離困難，所有種子要先經風力分離、簸箕篩分，最后通過人工揀選來得到純凈的種子），得到符合試驗要求的種子，并分別稱量，測定種子千粒重。

1.2.2 多元統計分析方法的選擇 定量研究植株形態參數與種子產量的關系是建立其關系模型的關鍵，鑒于植株形態參數之間具有很強的相關性、各參數不是獨立的、不滿足回歸分析的假設條件，在建立種子產量模型時必須要考慮自變量因子間的相關性問題。通徑分析是一種充分考慮自變量因子間相關性問題的分析方法[24]，在通徑分析中，通徑系數表示自變量對因變量的影響大小，可以有效地表示相關的自變量分別對因變量的直接或間接影響。在本研究中，以植株形態參數（冠幅、高度、基徑）為自變量，以種子產量為因變量，計算它們之間的通徑系數。利用通徑系數來定量地分析植株形態參數對種子產量的影響程度。

1.3 數據處理

通徑分析參考文獻[13]和[25]的方法進行。相關分析、通徑分析、回歸分析所用軟件均為SPSS 19.0。

2 結果與分析

2.1 梭梭植株形態參數與種子產量的相關分析

梭梭植株形態參數及種子產量間的簡單相關分析結果見表4。從表4的相關分析結果可見，梭梭植株的形態參數（冠幅、高度、基徑）之間或者與種子產量之間均具有較高的相關性。在Y-01樣地，參數之間相關系數由高到低依次為冠幅與基徑、冠幅與高度、高度與基徑，其中冠幅與種子產量的相關性達到了顯著水平（P

2.2 梭梭植株形態參數與種子產量的通徑分析

相關系數是表示相關變量間平行關系的一個統計量，相關程度的高低并不能說明變量間作用的方向和大小，而通徑分析是一種處理多元相關變量的統計方法，能有效直觀地表示變量間直接、間接作用與相互關系的大小，因此在生態學領域有較好的應用前景[26-28]。梭梭植株形態參數及種子產量間的通徑分析結果見表5。從表3可知，不同生境條件下，為了適應不同的生存環境，梭梭植株的形態特征存在較大的差異，進而從表5可見，與梭梭種子產量關系密切的形態參數也存在較大的差異。如在Y-01、Y-02樣地，冠幅對種子產量的貢獻最大，其作用方向為正向；其后依次為基徑和高度，但二者的作用方向為負向，它們主要通過冠幅間接影響種子產量；在Y-03樣地，高度對梭梭種子產量的貢獻最大，其作用方向為正向；其后依次為基徑和冠幅，但二者的作用方向為負向，它們主要通過高度間接影響種子產量；在Y-04樣地，基徑對梭梭種子產量的貢獻最大，其作用方向為正向；其后依次為冠幅和高度，但二者的作用方向為負向，它們主要通過基徑間接影響種子產量；在Y-05樣地，冠幅對種子產量的貢獻最大，其作用方向為正向；高度對種子產量的正向作用其次，基徑對種子產量的作用為負向。高度和基徑都主要通過冠幅對種子產量產生影響；在Y-06樣地，基徑對種子產量的貢獻最大，但其作用方向是負向的，其后依次為高度和冠幅，二者的作用方向均為正向，并且對種子產量的貢獻也較大。綜合6個樣地的數據進行通徑分析，結果表明，冠幅對種子產量的貢獻最大，其作用方向為正向；其后依次為高度和基徑，但二者的作用方向為負向，它們主要通過冠幅間接影響種子產量。

2.3 種子產量建模

綜合考慮6個樣地相關分析和通徑分析的結果，梭梭植株的形態參數對種子產量（M）的貢獻由大到小依次為冠幅（C）、高度（H）、基徑（D）。同時引入CH作為自變量，以C、H、D、CH為自變量，M為因變量進行多元逐步回歸分析，得到回歸方程：

M=178.572+3.47×10-5 CH-1.106 H-0.007 C。

顯著性檢驗表明：178.572、3.47×10-5、-1.106、 -0.007以及回歸方程均達到了極顯著水平（P

3 討論

種子是植物生活周期殊而重要的階段，它既是植物生活史的起點也是生活史的終點，對于種群的繁殖、擴展、遭破壞后的恢復和抵御不良環境均具有重要意義。它賦予植被在遭受自然或人為干擾后恢復與再生的基礎[29]。為了科學預測梭梭種子產量，課題組對梭梭植株形態參數與種子產量間的關系進行了分析；相關分析和通徑分析結果表明，冠幅、高度、基徑與種子產量間以及它們彼此之間均具有較強的相關性，其中冠幅對種子產量的貢獻最大，其后依次為高度、基徑。從植物生長的角度來看，冠幅越大，植株將具有更多的同化枝，光合作用的面積也越大，使物質和能量的積累更多，為種子產量的增加奠定了物質基礎。而高度越高，植株將占據更好的空間位置，有利于中下部的枝條更好地接收陽光，進而可提高光合效率。對于基徑而言，植株基徑越粗，會使植株高度增加，從而分枝數多，冠幅也隨之較大，基徑對種子產量的影響主要是通過高度和冠幅間接反映出來的。可以看出，梭梭的種子產量是一個數量性狀，與植株個體的營養狀況密切相關，營養狀況好的個體其體積較大，植株較易進行營養繁殖，進行有性生殖的分枝也較多，從而使植株產出較多的種子[30，31]。

在植物中，種子產量與植株大小呈正相關具有一定的普遍性。馬紹賓等[14]在對桃兒七種群、楊允菲等[32]在對星星草種群的研究中都得到了相同的結論。種子產量除和植物個體大小有關外，還和其他一系列因素（如海拔、土壤、光照、溫度、水分等）有關。影響植物種子產量的因素很多，過程也極其復雜，它是植物自身的生物學特性與環境長期選擇作用的綜合結果。同時，由于各樣地自然環境的差異，梭梭種群的密度、植株的長勢均存在較大差異，進而在不同生境條件下，同一形態參數對種子產量影響的大小也存在差異。

如在Y-01樣地，梭梭在水分稀缺、風多且大的惡劣環境下，水分吸收、運輸的困難造成植株過早地產生組織分化，高度生長受到抑制，表現出匍匐生長的特性，植株高度差小，高度與其他參數間的相關性也較小，說明高生長在受到強烈抑制后，變化趨向獨立于其他參數。植株在高生長受到抑制的情況下，被迫選擇橫向發展，以擴大光合面積，表現為冠幅的增大，而冠幅的大小明顯受分枝數制約。冠幅為植物暴露在空氣中頂部面積的大小，由多數稠密的分枝及枝上葉構成，分枝數愈多冠幅愈大；同時小分枝起源于基徑部位，由于生長的相關性，分枝數的多少也受基徑的影響；基徑越大，產生分枝的可能性就愈高[28]。因此，冠幅、基徑與種子產量的關系可以表示為：基徑冠幅種子產量。可見，該樣地的冠幅和基徑對種子產量的影響較大，而高度的作用弱化。

在Y-02樣地，該生境地下水位較高，水分條件優越，但該土壤表層聚鹽現象十分嚴重，并形成一層堅硬的鹽殼，不利于種群自然更新，種群密度較低，不過植株個體生長沒有受到明顯限制，植株形態參數對種子產量的貢獻由大到小依次為冠幅、高度、基徑。

在Y-03樣地，雖然生境土壤板結嚴重、透水透氣性較差，但該地區地下水位較高，水分供應充足，所以梭梭以高密度的小個體植株來適應立地的自然環境。但由于植株密度較高，冠幅的發展受到一定程度的抑制；所以植株選擇通過高度增長以求獲取更大的生存空間，表現為高度增加，同時基徑也增加，進而導致冠幅也有一定程度增加，最后使光合面積增加。因此在該生境下，高度對種子產量的影響最大，其次為基徑，最后為冠幅。

在Y-04樣地，由于土壤含鹽量較高，不利于梭梭對水分的吸收、運輸。因而該生境梭梭植株整體高度較低，這縮短了根部水分到達葉部的距離，有利于水分的有效輸送[33]。同山前戈壁樣地一樣，該地梭梭在高生長受到抑制的前提下，通過基徑的增加，進而增加冠幅，以獲得更好的生存環境。所以，該樣地基徑對梭梭種子產量的貢獻最大，其后依次為冠幅和高度。

在Y-05樣地，由于土層較厚，土壤水分條件優越，植株個體生長沒有受到明顯的限制，植株形態參數對種子產量的貢獻由大到小依次為冠幅、高度、基徑。

在Y-06樣地，由于該樣地水分條件較差，又位于古爾班通古特沙漠邊緣，蒸發強烈，植物為了減少蒸騰，葉面積較小，冠幅生長也受到一定的限制。因而該樣地高度對種子產量的貢獻最大，其后依次為冠幅和基徑。

由于生境差異，植株長勢差異明顯，進而對種子產量貢獻最大的形態參數也將產生差異；這種差異是植物對異質性生境的積極響應，是植物生存策略在植株形態上的反映。

植物在進化過程中，不斷與周圍環境發生選擇與被選擇，最終形成許多外在形態和內在生理上的適應策略。然而環境總是存在不同程度的異質性，植物在與環境相互作用的過程中，總會以“揚長避短”的方式向有利的方向發展，最大程度地削弱不利環境的影響[34]。具體表現為植株個體長勢、水分利用策略、繁殖策略、種群密度等個體和種群水平上的適應差異。梭梭是準噶爾盆地適應力極強的鄉土樹種，分布范圍較廣，生境類型多樣。不同生境條件下，梭梭植株長勢差異明顯。這也是不同的生境條件下，對種子產量貢獻最大的形態參數存在差異的主要原因。這種差異是植物與環境長期相互選擇的結果，其機理極其復雜，是今后科研探索的重要方向。

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