新疆巩乃斯河岛屿化生境中群落植物组分结构分析

贾风勤

（1.乌鲁木齐职业大学旅游学院，新疆乌鲁木齐830002；2.中国科学院新疆生态与地理研究所，新疆乌鲁木齐830011）

新疆巩乃斯河岛屿化生境中群落植物组分结构分析

贾风勤1，2

（1.乌鲁木齐职业大学旅游学院，新疆乌鲁木齐830002；2.中国科学院新疆生态与地理研究所，新疆乌鲁木齐830011）

在新疆伊犁巩乃斯河面积不等的3个岛屿上作群落植物组分结构调查，调查得出：3个岛屿共有植物63种，隶属于27科61属。其中小岛有植物8种，中岛为29种，大岛为52种；各岛屿间共有种数量存在一定差异，在大岛和中岛出现共有种数量最多，为19种；植物生态型主要以直立型、直根型、地面芽生活型和中生植物种最多。分析表明：植物数量多少与岛屿面积大小相关，植物种类数量随着岛屿面积增大而增加；岛屿植物种类呈“子集嵌套结构”的随机分布格局；生长型和生活型结构表明岛屿植物具有中温带草本群落植株和根系特点，也具有典型的地面芽植物气候特征和不耐水淹的特点。

岛屿化生境；植物组分结构；种-面积关系；子集嵌套结构

“岛屿”化景观可看作是由于自然或人为因素干扰所导致的景观由简单趋向于复杂的破碎化过程中形成的景观。岛屿化引起的生物生境消失或产生，对该景观生物多样性会产生多样化的影响［1-4］。河流景观中的岛屿由于与陆地隔离，常被用于研究进化论和生态学问题的天然实验室或微宇宙［5］。岛屿群落的物种丰度和多度是生态学家和生物地理学家关注的主要对象。比较而言，岛屿群落结构的3个基本特征中，群落组成一直未能引起重视［6］。群落的植物组分总是可以按生物学和生态学特性划分进化类群和某些趋同适应的生态类群［7］。无论是进化类群，还是生态类群，都是植物与环境长期相互作用的结果，不同类群的结构型谱既与现时的外界环境条件有密切联系，也可为深入了解植物的起源、动态、分布提供重要参考。长期以来不同学者根据植物在外貌结构和生理机能上的相似性，把生态特征划分出诸如生长型、生活型，以及以光、水、温、土壤等为主导因子的各生态类型，建立了诸多生态学分类系统［7-8］。植物的生态型结构和分布区型结构是植物组合、地理规律、区域分异、环境变化研究的重要内容。本文在实地调查的基础上，对巩乃斯河中岛屿植物组成，进行植株生长型、根系生长型、Raunkiaer生活型、水分生态类型等结构分析，为开展水体生境内植物组分结构及巩乃斯河流域生态旅游资源保护提供科学依据。

1　研究区概况

巩乃斯河位于新疆新源县境内，地处东经82°34′～84°44′，北纬43°24′～43°34′，海拔828～2 525 m。沿河形成较大的河漫滩，水流分散，岔道较多，在流域内形成多个破碎化的天然岛状地，在本研究中称之为河中 “岛屿”。巩乃斯河全长258 km，集水面积3 532 km2，属于季节性融雪型河流，径流量变化不大。巩乃斯河谷年均气温1.5℃，年降水量839.9 mm，高温期为7月，降水集中在夏季，5—8月降水量占全年降水量的50%以上，为中温带大陆性气候类型。巩乃斯河上游谷地分布有灰褐色森林土、亚高山草甸土，优势树种为雪岭云杉（Picea schrenkiana）；下游为冲积平原，广泛分布着灰钙土，栗钙土，黑钙土等，主要以农田为主。

2　调查方法

调查地位于巩乃斯河伊犁段，距离新源县城40 km，位于黑山头和新源县种羊场之间约5 km［9-10］。根据研究需要沿河水流动方向依次选择具有一定代表性的3个面积不等的河中岛屿作为调查样地。其中小岛面积不足200 m2，与中岛距离约1 km；中岛南北狭长，东西开阔，面积约2.4×104m2，与大岛间距离约为2 km；大岛面积约4×105m2，岛屿外缘约8 m的范围内均为草本植物，中部为草灌结合。各样地样方数量为：小岛12个，中岛17个，大岛28个。样方大小：草地群落为1 m×1 m，灌丛群落为5 m×5 m。分别对样方内每种植物作株生长型、根生长型、Raunkiaer生活型、水分生态类型和饲用价值类型分类［7-8］，统计各分类系统的数量及比率作为其结构分析的数量指标。

3　结果与分析

3.1河中岛屿植物种类及数量

对巩乃斯河中面积不等的3个岛屿57个样方的调查结果表明：共出现植物63种，隶属于27科，61属。其中，植物种类最多的为菊科 （Asteraceae），有植物10种，占植物总种数的15.9%；植物种类只有1种的共计15科，分别为大戟科（EuPhorbiaceae）、夹竹桃科（APocynaceae）、柳兰菜科 （Onagraceae）、车前科 （P1antaginaceae）、报春花科（Primu1aceae）、灯心草科（Juncaaeae）、桦木科（Betu1aceae）、柽柳科（Tamaricaceae）、木犀科（O1eaceae）、茜草科（Rubiaceae）、忍冬科（Ca-Prifo1iaeae）、旋花科 （Convo1vu1aceae）、蓼科 （Po-1ygonaceae）、水麦冬科 （Juncaginaceae）、杨柳科（Sa1icaceae）等，各占植物总种数的1.6%（表1）。

表1　巩乃斯河中岛屿植物种类及其类型组分Tab1e 1　P1ant sPecies and their comPonent tyPes in the is1and of Kunes River

3.2岛屿间共有植物种的数量关系

物种生存需要一定的适合生存的面积，破碎化程度越高，所形成岛屿或斑块内物种生存的可能性就越小［17］。巩乃斯河中小岛群落植物共计 8种，隶属于7科8属；中岛有29种植物，隶属于18科28属；27科51属中的52种植物出现在大岛中。从植物出现样地来看，有6种植物在大、中和小岛同时出现，占所有种数的9.5%；有19种植物在大、中岛同时出现，占30.2%；有6种植物在大、小岛同时出现；有7种植物在中、小岛中同时出现，结果见图1～2。

种-面积关系在传统理论中以S=CAz幂函数形式［18］拟合最好，本研究中植物种类和数量均表现为随岛屿面积增大而增加的趋势，但是否呈幂函数的增长格局还需进一步研究。同时，河中岛屿植物表现出小岛中物种多出现在物种相对丰富的大岛中的“子集嵌套结构”［19］的随机分布格局。

水体分割所形成的岛屿不同于陆地景观破碎化造成的隔离，它使不同岛屿间种群扩散受阻，隔离程度增加。但植物也可通过多种方式如产生便于风、水传播的种子等实现种群拓殖和延续。在3个岛屿中同时出现的植物小菖蒲、柽柳和红皮柳均可产生表面被毛的小种子，种子可漂浮于水面上或通过风进行散布；而芦苇和苔草具繁殖能力的根状茎片段，可借助水体冲刷、携带实现种群扩散，从而保证了即便有水体隔离植物种群也有侵入岛屿、定居和拓殖的可能。

图1　巩乃斯河中岛屿植物种分布特征Fig.1　The distribution characteristic of P1ants sPecies in the is1and of Kunes River

图2　巩乃斯河中岛屿植物组成的数量结构型谱Fig.2　The structures and sPectrums of P1ants sPecies in the is1and of Kunes River

3.3岛屿植物组成的生态学结构

随水中岛屿面积增大，群落植物组分生态学结构趋于复杂。各组分类型统计结果表明，小岛植物根生长型种类有2种，即根茎型和直根型，中岛和大岛分别为3和4种。株生长型、Raunkiaer生活型和水分生态型也表现为相近的增加趋势，但中岛和大岛间的变化趋势不明显或无变化，也表明当岛屿面积达到一定程度时植物组分达到分布的平衡状态。

岛屿群落组分数量统计结果表明，在大、中和小岛中均以直立型、直根型、地面芽植物和中生型植物数量最多，其中直立型、直根型和中生型植物数量超过50%，地面芽植物所占比例略低于前3者，所占比例分别为46.2%（大岛）、55.1%（中岛）和37.5%（小岛）。

植物在长期进化和发展过程中，逐渐在形态等方面形成对环境的适应对策，并以最大程度减少环境的不利影响，植物不同生态学特征的存在与否及其数量多少也客观地表达了植物对外部环境的适应性［20］。巩乃斯河中岛屿群落具有中温带草本群落植株的直立型和直根系的特点，也具有典型的地面芽植物气候特征。水生生态类型以中生型种类最多，表明巩乃斯河中岛屿与现实的土壤水分条件呈中生型。

4　结论与讨论

巩乃斯河中面积不等的3个岛屿中共出现植物63种，隶属于27科61属。其中小岛出现植物共计8种，隶属于7科8属；中岛为29种，隶属于18科28属；大岛有52种，隶属27科51属。表明岛屿面积大小与植物数量多少相关，植物种类的数量随着岛屿面积的增加而增加。

从植物出现样地来看，有6种植物在大、中和小岛同时出现，占所有种数的9.5%；有19种植物在大、中岛同时出现，占30.2%；有6种植物在大、小岛出现；有7种植物在中、小岛中出现，在一定程度上表现出“子集嵌套结构”的随机分布格局。

巩乃斯河中岛屿群落具有中温带草本群落植株和根系的特点，也具有典型的地面芽植物气候特征，水生生态类型以中生型种类最多，表明巩乃斯河中岛屿植物适合水淹生境。

巩乃斯河是伊犁河谷那拉提景区旅游中不可或缺的一部分，岛屿植物组分结构研究有利于当地生态旅游资源的保护与开发。同时，岛屿植物因被水分割而远离陆地，植物群落没有太多干扰和破坏，可作为研究岛屿植物群落结构最佳的天然实验室。

［1］Debinski D M，Ho1t R D.A survey and overview of habitat fragmentation exPeriments［J］.Conservation Bio1ogy，2000，14（2）：342-355.

［2］Fitzgibbon C D.Sma11 mamma1s in farm wood1ands：the effects of habitat，iso1ation and surrounding 1and-use Patterns［J］.Journa1 of APP1ied Eco1ogy，1997，34 （2）：530-539.

［3］刘金福，洪伟，李俊清，等.格氏栲群落林窗边缘效应研究 ［J］.应用生态学报，2003，14（9）：1421-1426.

［4］Lomo1ino，Weiser.Towards a more genera1 SPecies-area re1ationshiP：diversity of a11 is1ands，great and sma11 ［J］.Journa1 of BiogeograPhy，2001，28（4）：431-445.

［5］牛翠娟，娄安如，孙儒泳，等.基础生态学（第2版）［M］.北京：高等教育出版社，2014.

［6］Worthen W B.Community comPosition and nested-subset ana1yses：basic descriPtors for community eco1ogy［J］. Oikos，1996，76（3）：417-426.

［7］李建东，杨允菲.松嫩平原羊草草甸植物的生态及分布区型结构分析 ［J］.草业学报，2002，11（4）：10-20.

［8］李建东.东北草原草本植物基本生活型的探讨 ［J］.吉林师范大学学报（自然科学版），1979（2）：143-145.

［9］张军民.伊犁河流域气候资源特点及其时空分布规律研究 ［J］.干旱气象，2006，24（2）：1-4.

［10］范敏杰，袁玉江，魏文寿，等.新疆伊犁地区夏季平均最高气温的重建和分析 ［J］.干旱区研究，2008，25（1）：75-81.

［11］Wo1f A.Conservation of endemic P1ants in serPentine 1andscaPes［J］.Bio1ogica1 Conservation，2001，100 （1）：35-44.

［12］傅伯杰，陈利顶，马克明，等.景观生态学原理及应用 ［M］.北京：科学出版社，2011.

［13］杨允菲，祝庭成.植物生态学 （第2版）［M］.北京：高等教育出版社，2011.

［14］Metzger J P.Re1ationshiPs between 1andscaPe structure and tree sPecies diversity in troPica1 forests of South-East Brazi1.Landsc Urban P1an［J］.LandscaPe&Urban P1anning，1997，37（96）：29-35.

（责任编辑赵粉侠）

The P1ant ComPonent Structure Ana1ysis of Is1anding Habitat of Kunes River，Xinjiang

Jia Fengqin1，2

（1.Tourism Co11ege，Urumqi Vocationa1 University，Urumqi Xinjiang 830002，China；2.Xinjiang Institute of Eco1ogy and GeograPhy，Chinese Academy of Science，Urumqi Xinjiang 830011，China）

Investigation on P1ant comPonent structure in 3 different sizes is1ands of Kunes river in Xinjiang was carried out.The Investigation conc1uded that there were 63 sPecies of P1ants be1onging to 27 fami1ies and 61 genera，and there were 8，29 and 52 kinds of P1ants in sma11，medium and 1arge is1ands resPective1y.The number of common sPecies were different in the three is1ands，it has 19 common sPecies in 1arge and medium is1ands，it a1-so was the 1argest number.The maintyPes of P1ant ecotyPe were the erect growth forms，erect root forms，the gro-Phytes and the mesPhytes.These conc1usions revea1ed that the number of P1ant sPecies was re1ated to the size of is1ands，the number of P1ant sPecies increased with the increase of is1ands area.The distribution Pattern of P1ant sPecies in these is1ands were nested subset structure.The sturcture of P1ant growth forms and 1ife forms showed that the P1ant communities have the P1ant and root characteristics of herbaceous P1ant communities in themed-temPerate zone and a1so has the tyPica1 c1imatic characteristics of underground-bud P1ants，it cou1d not withstand f1ooding.

is1anding habitat，P1ant comPonent structure，sPecies-area re1ationshiP，nested subset structure

S718.54

A

2095-1914（2016）04-0025-05

10.11929/j.issn.2095-1914.2016.04.004

2015-10-12

新疆自然科学基金面上项目（2015211C292）资助。

贾风勤（1973—），女，博士生。研究方向：植物种群生态学。Emai1：jfqanan@sina.com。