贵州喀斯特石漠化区白刺花群落主要种群生态位分析

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摘要：通过对贵州喀斯特区白刺花（Sophora davidii）群落野外样地调查，分析其组成类型中12个优势种的生态位宽度、生态位相似性比例及生态位重叠。结果表明，生态位宽度排在前5位的分别是白刺花、粉枝莓、火棘、灰毛浆果楝、竹叶椒，白刺花利用资源的能力较强；白刺花在喀斯特石漠化生境中的适应能力较强，并且根系发达，具有较强的固土护坡能力；各种对的生态位相似比例在0～1之间不等，物种利用资源的相似程度差异较大； 12个种群间并未表现出显著的生态位完全重叠，各种群间利用资源的差异性显著，表明种群对资源的共享趋势并不明显，显示白刺花群落相对稳定。

关键词：贵州喀斯特石漠化区；白刺花（Sophora davidii）；群落；种群；生态位

中图分类号：Q145+.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）14-3286-04

生态位一词首先是由Grinnel于1917年引入到生态学领域中，并把其定义为物种在环境中的最后分布单位[1-3]。生态位与种间竞争有关，同资源的利用密不可分[4]。生态位研究是近代生态学理论的重要内容，种的生态位宽度和种间生态位重叠被认为是物种多样性及群落结构的决定因素，反映了种群对资源的利用能力[5，6]及其群落的稳定性。生态位宽度和生态位重叠的计算分析对不同植物环境适应性的比较具有重要作用[7]。

白刺花（Sophora davidii）属于豆科槐属旱生灌木，又称狼牙刺、铁马胡烧、苦刺[8-10]，除分布于河南、河北、山西、湖南、湖北、陕西、甘肃等地[9]外，还广泛分布于贵州、云南、四川等西南岩溶地区。该物种不仅具有突出的耐干旱、耐贫瘠、耐火烧、耐践踏、耐刈割等生态特性[10]，而且造林容易、成林时间短、根系发达（其主根发达，据测定地上部分的枝干高40 cm时，主根深入地下可达100 cm以下，侧根集中生长在30 cm土层[9]）、固土保水等优点，其花和种子中富含多种氨基酸（种子中必需氨基酸含量占总氨基酸的30.62%，花中必需氨基酸含量占总氨基酸的32.87%[11]）、维生素及矿质元素[12]。此外，其花是很好的蜜源，种子食药两用，是一个生态效益和经济效益均较好的优良树种，也是喀斯特石漠化区灌丛草地改良及石漠化早期恢复阶段的先锋树种。本研究通过对喀斯特地区白刺花群落组成类型中12个优势种进行研究，揭示白刺花在喀斯特石漠化区早期恢复阶段中的功能、生态适应性及生态相似性，探讨种群对资源的利用状况及发展趋势，从而为合理开发利用白刺花及有效治理石漠化提供科学依据。

1 研究区概况

研究区位于贵州省关岭县关镇冬足村，地处珠江流域的重要干流北盘江的东岸，是典型的喀斯特地貌，耕地多为陡坡地，距关岭县城43 km，海拔1 060～1 079 m。气候类型主要为半亚热带季风湿润气候，光热资源丰富，年均气温18.4 ℃，年均极端最高气温为32.4 ℃，年均极端最低气温为6.6 ℃，年降水量680～1 100 mm。年均积温达6 542.9 ℃，季节分配极为不均，冬春旱及伏旱严重，全年无霜期在337 d以上，土壤为石灰土，pH 7.1～7.6。

2 研究方法

2.1 取样及数据处理

3.1 物种重要值计算结果

对喀斯特石漠化区灌丛灌木群落演替阶段主要种群白刺花的群落进行调查研究，在5个样地中出现植物物种共35种，其中出现频率较高的是白刺花、粉枝莓、火棘、灰毛浆果楝、竹叶椒，其频率均大于60%。群落组成类型主要为“白刺花+灰毛浆果楝+火棘+粉枝莓+竹叶椒”，其伴生树种除了有云实、木通、异叶鼠李、马棘等外，还包括石岩枫、刺楸、荚蒾、梗花雀梅藤等多种。研究发现，在喀斯特石漠化区早期群落演替阶段，主要以藤刺灌丛为主，并有多个群落组成类型，而“白刺花+灰毛浆果楝+火棘+粉枝莓+竹叶椒”群落类型只是喀斯特峡谷石漠化区的一种，也是喀斯特石漠化区植物群落的典型代表（表1）。

3.2 生态位宽度

生态位宽度主要反映物种对资源利用的程度，树种生态位宽度越大，其生态适应能力赿强，生存机会越大，分布越广。从表2可知，在灌丛灌木阶段，白刺花群落组成类型中，生态位宽度排在前5位的分别是白刺花、灰毛浆果楝、竹叶椒、火棘、粉枝莓，在该群落组成类型中这5种生态位宽度较宽，说明在喀斯特地区特别是在石漠化地区早期恢复阶段，其分布较广、数量较多、利用资源充分，成为该群落类型的优势种。在喀斯特石漠化区灌丛灌木群落阶段有很多群落组成类型，但经过多年的研究发现，这些种都是这阶段的常见种、广泛种、优势种。白刺花根系发达，特别是在喀斯特石漠化区，岩石率高，土层浅薄、土壤总量少，白刺花在早期恢复阶段作为先锋种，很快适应恶劣环境，对治理石漠化有较好的效果。因为在恢复早期，其有利于遮阴，使一些相对耐阴植物侵入。各个种群的生态位宽度表明了它们在群落的地位与作用。

3.3 生态位相似性比例

从表3可知，各种对的生态位相似比例Cih在0～1之间不等，说明在“白刺花+灰毛浆果楝+火棘+粉枝莓+竹叶椒”群落组成类型中物种利用资源的相似程度差异较大。其可能的原因是在该群落组成类型中，优势种较为明显，而其他伴生种分布无规律，大多成集群分布，其物种利用资源的程度有较大差异；另一个方面是在早期阶段，大多物种为阳性树种，由于以白刺花为主的物种覆盖面积较广，一些喜阳物种无法与之共同生长，表明在灌丛灌木阶段，该群落组成类型相对稳定，但该类型一旦受到外界不利的干扰，随着演替的进行，其他喜阳植物占据优势地位，其群落类型将会发生改变。对于相似度较大的物种对，利用资源的相似程度较大，如异叶鼠李与构树（11-12）相似度为0.986 1，荚蒾与构树（9-12）相似度为0.985 1。

3.4 生态位重叠值

当两个物种利用同一资源或共同占有某一资源要素（食物、营养成分、空间等）时，会出现生态位重叠现象。生态位重叠较大的物种，或具有相近的生态特性，或对环境因子具有互补性要求，即生态位重叠是两个物种与生态因子联系上的相似性[15]。

12个优势种构成66个物种对，其中主要种群Lih生态位重叠值大于0.04，即0.04

4 结论与讨论

1）在喀斯特地区“白刺花+灰毛浆果楝+火棘+粉枝莓+竹叶椒”是喀斯特地区较典型群落组成类型。在该群落组成类型中，生态位宽度排在前5位的分别是白刺花、灰毛浆果楝、竹叶椒、火棘、粉枝莓，白刺花利用资源的能力较强，在喀斯特石漠化生境中的适应能力较强，并且根系发达，具有较强的固土护坡能力。

2）在喀斯特地区“白刺花+灰毛浆果楝+火棘+粉枝莓+竹叶椒”群落组成类型中，各种对的生态位相似比例Cih在0～1，物种利用资源的相似程度差异较大。在灌丛灌木群落演替阶段，该群落组成类型相对稳定。

3）种群间的生态位重叠除表征生态相似性外，还反映竞争关系，这与环境条件变化相关。在该群落组成类型中，群落主要树种生态位重叠基本上是种群的生态位宽度越大，与其他种群的生态位重叠的机会越大，反之则越小。通过对白刺花种群生态位研究发现，具有较大生态位宽度种群之间的生态位重叠值未必高，可能是物种本身生态学特性不同，对资源位要求不完全一致，从而导致生态位重叠值不高。12个种群间并未表现出显著的生态位完全重叠，各种群间利用资源的差异性显著，表明种群对资源的共享趋势并不明显，显示白刺花群落相对稳定。

4）在喀斯特石漠化区，白刺花具有较大利用前景，除作为植被恢复的先锋种外，也是很好的饲料及蜜源植物，合理开发利用白刺花资源，对于喀斯特石漠化地区生态恢复及增加农民经济收入有重要的现实意义。

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