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植物学考察报告范文1
关键词：蒙古栎林；群落结构；自然演替；辽西
中图分类号：S792.186
文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）07-0014-02
1 研究区概况
辽西青龙河流域属温带大陆性季风气候，处在华北植物区系向长白和蒙古植物区系过渡地带，降雨量468.5 mm，森林覆盖率69.6%。自然植被以天然林为主，蒙古栎以优势种或主要伴生树种的状态生长，探索其生长更新及林分自然演替规律，具有重要意义。
2 林分的调查及结果
以蒙古栎为优势树种的天然林，占辽西乔木天然林的主体，总面积超过2.5万hm2。调查地点为三道河子镇桦皮沟，小班面积33.8 hm2，调查林分为中龄林，海拔664 m，阴坡，土层厚度10～20 cm，中上坡位，坡向西北，坡度30°，立地条件中等。
乔灌木调查：蒙古栎林调查选取标准地20 m×20 m的样方，对乔木进行进行每木检尺记录；灌木层调查：在标准地内的四角和中心机械量取五块5 m×5 m见方面积样方，调查记录灌木树种、盖度、高度等。乔灌层调查整理记录结果见表1。
3 蒙古栎群落的生态特征
蒙古栎，壳斗科栎属乔木，喜光、耐寒、耐干旱、耐瘠薄、根系发达、对环境的适应性强，具有生态防护等多种作用。
3.1 先锋树种
辽西地区以干旱为主，经封山育林等措施，蒙古栎成为原始建群种和先锋树种，逐步影响改善小区域环境，一些耐荫乔木如糠椴（Tilia mandschurica Rupr.er Maxim.）、大叶白蜡（Fraxinus rhynchophylla）、核桃楸（Juglans mandshurica Maxim）等乔木逐渐成为优势树种或伴生树种；一些耐荫的灌木和草本适应温湿条件，种群数量逐渐增加，如锦带（Weigela florida（Bunge） A. DC.）、大叶白蜡幼树、大花溲疏（Deutzia grandiflora Bge.）等。蒙古栎先锋树种特性，在辽西具有不可替代的意义。
3.2 群落演替的关键阶段
从调查结果看，乔木层中，蒙古栎、大叶白蜡、紫椴（Tilia amurensis Rupr.）等三种乔木株数占居了乔木总数的90%；灌木层中，如大叶白蜡、蒙古栎、大果榆（Ulmus macrocarpa Hance）、蒙椴（Tilia mongolica Maxim.）等，经多年自然演替后，都有极大的可能成为乔木树种，调查群落的蒙古栎林为中龄林，蒙古栎群落在未来1～2个龄级期（10～20年）后，会进入到过熟林阶段，林分结构中，乔木树种组成会衍变为以大叶白蜡为主；调查地块为山坡的中上腹，土层等生长条件贫瘠，林分在一定程度上表现出耐干旱的特性，如大果榆、蚂蚱腿子（Myripnois dioica Bunge）、三裂绣线菊（Spiraea trilobata L.）等。
3.3 植物种类多样性
蒙古栎林下，更适应大叶白蜡等耐荫树种生长，优势树种的变化，带来生态环境的变化，有利于更多品种的灌木和草本共同生长，种群数量更多，也适宜一些珍稀濒危物种生长，如紫椴为国家Ⅱ级保护野生植物，在辽西地区，大叶白蜡、糠椴、色木槭（Acer mono Maxim.）等树种能大面积天然生长更新，一些耐荫的草本植物如穿龙薯蓣（Discorea nipponica Makino）、鹿药（Smilacina japonica A. Gray）、玉竹（Polygonatum odoratum（Mill.）Druce）、糙苏（Phlomis umbrosa Turcz）等生长良好，这在辽西其他地区并不多见，充分体现出建群种的重要性。
3.4 生态质量评价
天然蒙古栎群落系统在辽西南部地区自然生长较多，林相稳定，灌木层中天然更新耐荫幼树种较多，具备稳定天然更新的基本条件。草本植物品种、种群数量属于同类地区植物资源多样性密集群落，草本群落同样具有耐荫的特性；天然蒙古栎群系的水源涵养和水土保持作用发挥良好。可见，该植被群系不仅具有重要科研价值，对当地自然环境保护发挥不可替代的生态作用，也对动植物资源多样性保护具有重要意义。
4 保护利用措施
4.1 封育措施
在辽西青龙河流域或自然环境相似地块，采取封育措施，利用蒙古栎先锋树种的特性，促进阴坡或半阴坡立地条件恶劣的地块植被天然生长，促进植被自然演替进程。
4.2 群落自然演替进程与保护
蒙古栎群落郁闭度在0.9以上，其自然演替的过程正在演绎，并且演替的过程是可逆的，一旦自然环境遭到破坏，演替将停滞或发生逆向演替，这是长期以来的封山育林保护所带来的丰硕成果，应倍加珍惜。
4.3 生物多样性保护
建立自然保护区，使植物资源多样性得到大面积保护和恢复，2014年在辽西青龙河流域已批建了国家级自然保护^，紫椴等国家二级保护野生植物和一些珍稀濒危野生植物生长条件得到保护有效和改善。
参考文献：
[1]罗菊春.辽宁青龙河自然保护区综合科学考察报告[M].北京：中国林业出版社，2013.
植物学考察报告范文2
关键词：梭梭[Haloxylon ammodendron（C.A. Mey）Bunge]；植株形态参数；种子产量；生境异质性；准噶尔盆地
中图分类号：S728.4 文献标识码：A 文章编号：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
种子既是植物有性生殖的产物，又是有性生殖的开始，亦是植物进行散布和度过不良环境条件的主要载体，对植物种群更新及分布区扩展具有重要的影响，因而在植物生态学及进化生物学研究中具有重要意义[1-8]。植物在有性生殖过程中产生种子数量的多少（即种子产量）一方面反映了该物种的生物学特性，另一方面亦反映了其对环境的适应方式以及环境对植物有性生殖过程的影响[2，8，9]。种子产量对保证植物能否有足够的种子经散布后形成土壤种子库、避开不良环境、在适宜条件下达到新个体建成、为种群补充后代、对种群的稳定和发展具有强大支撑作用。同时，种子阶段是有性繁殖的植物个体一生中惟一有移动性的阶段，因此种子产量对于植物种群的分布格局、种群动态及种群的调控等方面均有重要作用[1，10，11]。植物产生种子数量多少除与植株营养状况有关外，还和该种植物的生活史对策及其在演替中所处的状态有关[1]，不同微生境间也常存在差异[2，3，12]。由于种子产量在生产上具有重要意义，因此，在农业及园艺产业中已对种子产量及其相关因素进行了深入的研究，但对野生植物种子产量的探讨却相对较少[13，14]，而针对干旱荒漠区优势植物种子产量的研究更是凤毛麟角。
梭梭属（Haloxylon Bunge）是藜科（Chenopodiaceae）灌木或小乔木植物，主要分布在亚非大陆温带和亚热带的干旱地区，其主要分布范围在北纬25°-48°，东经5°-110°地带[15]。以梭梭属植物为优势的荒漠群系有“荒漠森林”之称，是亚洲荒漠区分布最广的荒漠植被类型[16]。世界上梭梭属植物约有11种，中国仅有2个种，分别是梭梭[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，其以极强的环境适应能力而广泛分布于准噶尔盆地古尔班通古特沙漠边缘固定、半固定沙丘的中下部、丘间地、盐渍土以及砾石戈壁上。准噶尔盆地是中国梭梭集中分布的地区，约占全国梭梭总面积的68.2%[18]。半个世纪以来，随着当地经济的快速发展和人口的增加，梭梭作为优良的薪炭材和饲用植物被大量利用，造成梭梭种群在该地区退化明显，梭梭已被列为国家渐危三级保护植物[19]。现有的研究对于梭梭种子产量基本没有涉及，为此，试验以北疆荒漠植被主要建群种梭梭为研究对象，探讨梭梭种子产量与其植株易测形态参数之间的关系，进而建立梭梭单株种子产量预测模型，为梭梭种子产量的预测提供方法，从而为梭梭种群数量生态学研究奠定基础，这对于推动荒漠植物种群数量生态学的基础理论研究和荒漠生态系统的保育实践均具有重要意义。
1 研究区域概况与方法
1.1 研究区概况
在广泛踏查的基础上，课题组于准噶尔盆地古尔班通古特沙漠边缘选择了6种典型生境，分别是山前戈壁样地（Y-01）、干涸湖底样地（Y-02）、黏质灰漠土样地（Y-03）、盐渍化沙地样地（Y-04）、沙壤质灰棕色荒漠土样地（Y-05）、沙土样地（Y-06），对6种样地上生长的梭梭种群进行种子产量研究；6个生境的气候[20-22]、土壤情况、梭梭种群特征等信息分别见表1、表2和表3。
山前戈壁样地（Y-01）位于准噶尔盆地西北缘哈拉阿拉特山前部低山丘陵斜坡地上，这一带常年受西北风剥蚀，山丘、沙漠纵横交错，自然植被异常贫乏，山地内非常缺水，地下水埋藏深；干涸湖底样地（Y-02）位于准噶尔盆地西北缘玛纳斯湖水体收缩后的古湖盆沉积区上，这一带属于乌尔禾盆地，地下水位较高。20世纪70年代以前，地深1 m左右可见水，现在地深2 m左右才见水[20]。黏质灰漠土样地（Y-03）、盐渍化沙地样地（Y-04）、沙壤质灰棕色荒漠土样地（Y-05）都位于准噶尔盆地西南缘新疆甘家湖梭梭林国家级自然保护区范围内，这里有准原始状态下世界上面积最大、保护最完整的荒漠梭梭天然次生灌木林区。该保护区内梭梭生境类型多样，所以长势差异明显。其中Y-03样地土壤黏重板结，透水透气性较差，不利于梭梭生长，使得植株密度较大；Y-04样地地表具有松脆的盐壳，盐壳下为潮湿松软的沙壤土，表层积盐层含盐量很高，致使梭梭林天然更新不良，生长稀疏，高度较低；Y-05样地地形平缓，土层厚，质地较细，土壤水分条件补给优越，梭梭密布，生长旺盛且高大[23]。沙土样地（Y-06）位于古尔班通古特沙漠东南缘。该地区地下水位在3 m左右，且随季节变化略有变动。冬季积雪厚度一般在20 cm以上，冻土层厚度多在1.5 m左右。区内主要为沙漠地貌，多由垄状沙丘组成，呈东南-西北走向，沙垄高度多在5～20 m，为固定、半固定沙丘。土壤类型主要为风沙土，下有少量黏土层[22]。
1.2 方法
1.2.1 种子产量调查 在每一样地根据植株个体差异，在大小范围内尽可能选取大、小不同的个体8～12株（Y-01到Y-06分别取12、8、12、11、12、12株个体），分别测量每个植株的冠幅（C）、高度（H）、基径（D）等形态参数，并进行种子产量（M）调查。为了对种子产量进行准确的统计，于2008年10月梭梭种子即将成熟但尚未脱落的时节，将所选植株用网目1 mm的尼龙网整体罩起来，并处理好与梭梭主干的结合处，防止梭梭种子散失。待梭梭种子成熟掉落后，于2009年3月，按单株进行种子收集，并带回实验室，手工去除同化枝等杂质（由于梭梭种子质量与干枯的同化枝质量相近，分离困难，所有种子要先经风力分离、簸箕筛分，最后通过人工拣选来得到纯净的种子），得到符合试验要求的种子，并分别称量，测定种子千粒重。
1.2.2 多元统计分析方法的选择 定量研究植株形态参数与种子产量的关系是建立其关系模型的关键，鉴于植株形态参数之间具有很强的相关性、各参数不是独立的、不满足回归分析的假设条件，在建立种子产量模型时必须要考虑自变量因子间的相关性问题。通径分析是一种充分考虑自变量因子间相关性问题的分析方法[24]，在通径分析中，通径系数表示自变量对因变量的影响大小，可以有效地表示相关的自变量分别对因变量的直接或间接影响。在本研究中，以植株形态参数（冠幅、高度、基径）为自变量，以种子产量为因变量，计算它们之间的通径系数。利用通径系数来定量地分析植株形态参数对种子产量的影响程度。
1.3 数据处理
通径分析参考文献[13]和[25]的方法进行。相关分析、通径分析、回归分析所用软件均为SPSS 19.0。
2 结果与分析
2.1 梭梭植株形态参数与种子产量的相关分析
梭梭植株形态参数及种子产量间的简单相关分析结果见表4。从表4的相关分析结果可见，梭梭植株的形态参数（冠幅、高度、基径）之间或者与种子产量之间均具有较高的相关性。在Y-01样地，参数之间相关系数由高到低依次为冠幅与基径、冠幅与高度、高度与基径，其中冠幅与种子产量的相关性达到了显著水平（P
2.2 梭梭植株形态参数与种子产量的通径分析
相关系数是表示相关变量间平行关系的一个统计量，相关程度的高低并不能说明变量间作用的方向和大小，而通径分析是一种处理多元相关变量的统计方法，能有效直观地表示变量间直接、间接作用与相互关系的大小，因此在生态学领域有较好的应用前景[26-28]。梭梭植株形态参数及种子产量间的通径分析结果见表5。从表3可知，不同生境条件下，为了适应不同的生存环境，梭梭植株的形态特征存在较大的差异，进而从表5可见，与梭梭种子产量关系密切的形态参数也存在较大的差异。如在Y-01、Y-02样地，冠幅对种子产量的贡献最大，其作用方向为正向；其后依次为基径和高度，但二者的作用方向为负向，它们主要通过冠幅间接影响种子产量；在Y-03样地，高度对梭梭种子产量的贡献最大，其作用方向为正向；其后依次为基径和冠幅，但二者的作用方向为负向，它们主要通过高度间接影响种子产量；在Y-04样地，基径对梭梭种子产量的贡献最大，其作用方向为正向；其后依次为冠幅和高度，但二者的作用方向为负向，它们主要通过基径间接影响种子产量；在Y-05样地，冠幅对种子产量的贡献最大，其作用方向为正向；高度对种子产量的正向作用其次，基径对种子产量的作用为负向。高度和基径都主要通过冠幅对种子产量产生影响；在Y-06样地，基径对种子产量的贡献最大，但其作用方向是负向的，其后依次为高度和冠幅，二者的作用方向均为正向，并且对种子产量的贡献也较大。综合6个样地的数据进行通径分析，结果表明，冠幅对种子产量的贡献最大，其作用方向为正向；其后依次为高度和基径，但二者的作用方向为负向，它们主要通过冠幅间接影响种子产量。
2.3 种子产量建模
综合考虑6个样地相关分析和通径分析的结果，梭梭植株的形态参数对种子产量（M）的贡献由大到小依次为冠幅（C）、高度（H）、基径（D）。同时引入CH作为自变量，以C、H、D、CH为自变量，M为因变量进行多元逐步回归分析，得到回归方程：
M=178.572+3.47×10-5 CH-1.106 H-0.007 C。
显著性检验表明：178.572、3.47×10-5、-1.106、 -0.007以及回归方程均达到了极显著水平（P
3 讨论
种子是植物生活周期殊而重要的阶段，它既是植物生活史的起点也是生活史的终点，对于种群的繁殖、扩展、遭破坏后的恢复和抵御不良环境均具有重要意义。它赋予植被在遭受自然或人为干扰后恢复与再生的基础[29]。为了科学预测梭梭种子产量，课题组对梭梭植株形态参数与种子产量间的关系进行了分析；相关分析和通径分析结果表明，冠幅、高度、基径与种子产量间以及它们彼此之间均具有较强的相关性，其中冠幅对种子产量的贡献最大，其后依次为高度、基径。从植物生长的角度来看，冠幅越大，植株将具有更多的同化枝，光合作用的面积也越大，使物质和能量的积累更多，为种子产量的增加奠定了物质基础。而高度越高，植株将占据更好的空间位置，有利于中下部的枝条更好地接收阳光，进而可提高光合效率。对于基径而言，植株基径越粗，会使植株高度增加，从而分枝数多，冠幅也随之较大，基径对种子产量的影响主要是通过高度和冠幅间接反映出来的。可以看出，梭梭的种子产量是一个数量性状，与植株个体的营养状况密切相关，营养状况好的个体其体积较大，植株较易进行营养繁殖，进行有性生殖的分枝也较多，从而使植株产出较多的种子[30，31]。
在植物中，种子产量与植株大小呈正相关具有一定的普遍性。马绍宾等[14]在对桃儿七种群、杨允菲等[32]在对星星草种群的研究中都得到了相同的结论。种子产量除和植物个体大小有关外，还和其他一系列因素（如海拔、土壤、光照、温度、水分等）有关。影响植物种子产量的因素很多，过程也极其复杂，它是植物自身的生物学特性与环境长期选择作用的综合结果。同时，由于各样地自然环境的差异，梭梭种群的密度、植株的长势均存在较大差异，进而在不同生境条件下，同一形态参数对种子产量影响的大小也存在差异。
如在Y-01样地，梭梭在水分稀缺、风多且大的恶劣环境下，水分吸收、运输的困难造成植株过早地产生组织分化，高度生长受到抑制，表现出匍匐生长的特性，植株高度差小，高度与其他参数间的相关性也较小，说明高生长在受到强烈抑制后，变化趋向独立于其他参数。植株在高生长受到抑制的情况下，被迫选择横向发展，以扩大光合面积，表现为冠幅的增大，而冠幅的大小明显受分枝数制约。冠幅为植物暴露在空气中顶部面积的大小，由多数稠密的分枝及枝上叶构成，分枝数愈多冠幅愈大；同时小分枝起源于基径部位，由于生长的相关性，分枝数的多少也受基径的影响；基径越大，产生分枝的可能性就愈高[28]。因此，冠幅、基径与种子产量的关系可以表示为：基径冠幅种子产量。可见，该样地的冠幅和基径对种子产量的影响较大，而高度的作用弱化。
在Y-02样地，该生境地下水位较高，水分条件优越，但该土壤表层聚盐现象十分严重，并形成一层坚硬的盐壳，不利于种群自然更新，种群密度较低，不过植株个体生长没有受到明显限制，植株形态参数对种子产量的贡献由大到小依次为冠幅、高度、基径。
在Y-03样地，虽然生境土壤板结严重、透水透气性较差，但该地区地下水位较高，水分供应充足，所以梭梭以高密度的小个体植株来适应立地的自然环境。但由于植株密度较高，冠幅的发展受到一定程度的抑制；所以植株选择通过高度增长以求获取更大的生存空间，表现为高度增加，同时基径也增加，进而导致冠幅也有一定程度增加，最后使光合面积增加。因此在该生境下，高度对种子产量的影响最大，其次为基径，最后为冠幅。
在Y-04样地，由于土壤含盐量较高，不利于梭梭对水分的吸收、运输。因而该生境梭梭植株整体高度较低，这缩短了根部水分到达叶部的距离，有利于水分的有效输送[33]。同山前戈壁样地一样，该地梭梭在高生长受到抑制的前提下，通过基径的增加，进而增加冠幅，以获得更好的生存环境。所以，该样地基径对梭梭种子产量的贡献最大，其后依次为冠幅和高度。
在Y-05样地，由于土层较厚，土壤水分条件优越，植株个体生长没有受到明显的限制，植株形态参数对种子产量的贡献由大到小依次为冠幅、高度、基径。
在Y-06样地，由于该样地水分条件较差，又位于古尔班通古特沙漠边缘，蒸发强烈，植物为了减少蒸腾，叶面积较小，冠幅生长也受到一定的限制。因而该样地高度对种子产量的贡献最大，其后依次为冠幅和基径。
由于生境差异，植株长势差异明显，进而对种子产量贡献最大的形态参数也将产生差异；这种差异是植物对异质性生境的积极响应，是植物生存策略在植株形态上的反映。
植物在进化过程中，不断与周围环境发生选择与被选择，最终形成许多外在形态和内在生理上的适应策略。然而环境总是存在不同程度的异质性，植物在与环境相互作用的过程中，总会以“扬长避短”的方式向有利的方向发展，最大程度地削弱不利环境的影响[34]。具体表现为植株个体长势、水分利用策略、繁殖策略、种群密度等个体和种群水平上的适应差异。梭梭是准噶尔盆地适应力极强的乡土树种，分布范围较广，生境类型多样。不同生境条件下，梭梭植株长势差异明显。这也是不同的生境条件下，对种子产量贡献最大的形态参数存在差异的主要原因。这种差异是植物与环境长期相互选择的结果，其机理极其复杂，是今后科研探索的重要方向。
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