红松洼自然保护区草原植物群落特征对比分析

摘要：以红松洼国家级自然保护区的两个功能区草原植物群落为研究对象，采用样方法进行野外实地调查，对比分析了红松洼自然保护区核心区、实验区植物群落的群落学特征。结果表明，在红松洼自然保护区核心区、实验区植物群落的组成上，核心区种数明显多于实验区。两个功能区植物群落通过对比，垂直结构分异较为明显。核心区和实验区植物群落均以多年生植物种类居多，在生活型谱上处于群落中优势地位。

关键词：红松洼自然保护区；群落特征；垂直结构；生活型谱

中图分类号：TB文献标识a：Adoi：10.19311/ki.16723198.2017.04.086

0引言

草原是中国重要的自然战略资源，与森林、海洋、耕地等自然资源具有同等重要的地位。草地资源作为可再生自然资源，是畜牧业赖以生存和发展的重要物质基础，并具有气候调节、空气净化、防风固沙、涵养水源、土壤改良和旅游观赏等生态功能。红松洼自然保护区是我国北方保存最好的原始自然草原之一，对于保护京津及华北地区免受北部风沙侵入具有重要的生态意义。近年来，在气候变化与超载放牧的共同影响下，草原生态环境恶化，草地严重退化，致使生态服务功能的难以正常发挥，生物多样性面临威胁，并阻碍了当地社会、经济、生态的可持续发展。

目前，国内学者在草原植物群落特征的研究成果较多，主要集中在对不同地区的群落数量特征、结构特征。作为我国草地资源重要组成部分的红松洼自然保护区，近年来对于它的研究主要围绕在不同保护措施响应、短期围栏封育影响等方面，但对于红松洼草原功能区植物群落种类组成、垂直结构、生活型谱方面涉及的研究并不多。本研究以核心区和实验区草原植物群落为研究对象，将两个功能区的群落基本特征进行比较，以期为红松洼自然保护区植被恢复、可持续利用草地资源提供理论依据，同时为红松洼自然保护区的合理规划提供基础资料。

1研究区概况

红松洼国家级自然保护区，位于河北省围场满族蒙古族自治县的最北端，是华北植物区系向蒙古植物区系过渡的区域，地理坐标为N 42°10′～42°20′，E 117°18′～117°35′。该地区属于温带大陆性气候，春季干燥多风，夏季凉爽短促，秋季气温急降，冬季寒冷漫长。年均温为-0.3℃，年均降水量450～500mm，属半干旱地区。以山地为主，土壤以山地草甸土和山地黑土为主。植被类型为草甸化草原，植物种类多样，群落以细叶苔草（Carex rigescens）、裂叶蒿（Polygonum）、地榆（Sanguisorba of ficinalis）等多年生中生杂类草为优势植物。

2研究方法

2.1样地设置

在研究区内选取有代表性的地段，设置2个100m×100m的植物固定大样地，核心区与实验区各设置1个。在样地设置25个1m×1m的草本植物调查样方，共设50个小样方。

2.2群落调查

于2015年植物生长高峰期（8月），结合中国草地资源图、该地地形图和野外样方考察数据，分别对红松洼自然保护区核心区、实验区的草地群落组成特征、生活型谱进行调查。在干扰方式上，核心区建立围栏免干扰，实验区常年放牧、人类活动自由。植被调查采用样方法，记录植物种名、株数、高度、密度、盖度等。

2.3数据处理

运用Excel 2010进行数据的统计分析。

3结果与分析

3.1草原植物群落种类组成

通过样方调查，对研究区植物科、属、种进行了统计。核心区试验样地共出现植物55种，隶属23科，48属。其中，菊科的属数、种数最高，有8属、12种，此外豆科（4属5种）、禾本科（4属4种）、毛茛科（4属4种）、蓼科（3属4种）、伞形科（3属3种）的植物属数、种数较多；2属2种的植物有5科，包括蔷薇科、百合科、败酱科、龙胆科、石竹科，1属2种的有茜草科，其余的11科植物为1属1科。

实验区试验地共有植物22科，37属，42种。菊科（7属8种）、豆科（4属4种）、蔷薇科（2属4种）、蓼科（2属3种），其中该区植物物种数最多的是菊科，其次为豆科；2属2种的有禾本科、毛茛科、百合科、玄参科这4科；1属1种的有伞形科、败酱科、龙胆科、石竹科、茜草科、车前科等共14科。由上可知，核心区和实验区植物属数、种数最多的均为菊科，核心区种数明显多于实验区。

3.2植物群落垂直结构

本研究区内两个不同功能区的主要群种是由细叶苔草、裂叶蒿、地榆等为优势种组成的草原，将各功能区群落垂直结构大体分为3层。

如图1所示，在核心区，第一层为一些较低矮的杂类草植物，平均高度一般为1～10cm，包括的植物有6种。第二层主要植物有细叶苔草、裂叶蒿、柳叶绒背蓟、野火球，平均高度一般为10～20cm，植物种数为18种。第三层以地榆、硬质早熟禾、直穗鹅观草、山岩黄芪、黑柴胡、小黄花菜等优势植物为主，包含的植物种数达31种，平均高度一般为20～30cm，有些植物高度在50cm以上，如山岩黄芪、秦艽（Gentiana macrophylla），酸模（Rumex acetosa）高度可达65cm。

实验区内，第一层平均高度范围1～10cm，共有植物27种，如珠芽蓼、裂叶蒿、柳叶蒿、毛茛等。第二层平均高度一般为11～20cm，有植物12种，主要由细叶苔草、硬质早熟禾、直穗鹅观草、越桔柳等植物组成。第三层平均高度在20cm以上，该区仅有3种植物，分别是地榆、酸模、小黄花菜。

经对比可知，在群落垂直结构方面，核心区第三层（平均高度在20cm以上）的物种达31种，实验区该层仅有3种；核心区第一层（平均高度1～10cm）的物种仅有6种，实验区有27种。且核心区植物的平均高度为22.52cm，实验区植物平均高度为10.45cm。由此表明，核心区对比于实验区，植物平均高度明显较高。

图1核心区、实验区草甸化草原群落植物平均高度3.3草原植物群落生活型谱

本文采用了Fensham和Skull对植物生活型的划分方法，将其划分为多年生禾草类、多年生非禾草类、一年生禾草类、一年生非禾草类等4种生活型。

在核心区，多年生非禾草类所占比例最大，占绝对优势，是该群落的主要生活型，共46种，占总种数的83.6%。多年生禾草类，所占比例较低，仅有4种，包括直穗鹅观草、草、洽草、硬质早熟禾，占总种数的73%。一年生禾草类并没有出现，一年生非禾草占较小比例，有5种，包括狗娃花、平车前、花锚、金莲花、广布野豌豆，占总种数的9.1%。该样地多年生植物共有50种，占总种数的90.9%。

在实验区，多年生非禾草类所占比例最高，与核心区一致，共有植物35种，占该区总种数的83.3%。其次是一年生非禾草类，占总种数的11.9%，有5种，数量上与核心区也一样，分别是小米草、广布野豌豆、平车前、花锚和金莲花。多年生禾草类植物仅有硬质早熟禾、直穗鹅观草，只占总种数的4.8%。该区同样没有发现一年生禾草类植物，而多年生植物种类仍然最多，达37种，占总种数的88.1%。

由此可知，两个试验样地均未发现一年生禾草类植物，多年生植物占总种数的比例高，反映了在研究区，多年生植物具有更好的生态环境适应能力，处于优势生活型地位。

4讨论与结论

4.1讨论

植物群落的种类组成，既可以表现植物群落的基本特征，也反映出植物群落所在的生境状况。两个功能区的大科有菊科、豆科及禾本科等。

在群落的垂直结构上，核心区植物平均高度明显比实验区。由于实验区受人为活动相对较大，这很大程度上与实验区的放牧行为如牦牛、羊对植物的啃食、践踏，以及人类采挖药材（如黑柴胡明显较少）和车轮的碾压等有关。

生活型是生物对综合生态环境适应的外部表现形式，是植物对相同环境条件进行趋同适应的结果。同一生活型的植物表示它们对环境的适应途径和适应方法相同或相似，表现出植物对环境具有相同的或相似的要求或适应能力。本文中，两个试验样地均未发现一年生禾草类植物，且一年生植物占总种数的比例低，多年生植物占总种数的比例高，反映了在红松洼自然保护区草甸化草原，多年生植物具有更好的生态环境适应能力，处于优势生活型地位。

4.2结论

（1）红松洼自然保护区核心区有植物23科，48属，55种，实验区包括植物22科，37属，42种，两个功能区占各自总种数、总属数最多的科均为菊科。

（2）在群落垂直结构方面，核心区相较于实验区，植物平均高度更高。

（3）植物群落由草本植物组成，核心区和实验区都没有发现一年生禾草类植物，多年生非禾草类所占比例最大，是该群落的主要生活型。

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