黄河流域十大孔兑野生种子植物区系组成及特征研究

史世斌，李素文，李婉娇，钟鑫鑫，赵宏胜

(1.内蒙古自治区水利科学研究院，呼和浩特 010052；2.宁城县水利局，内蒙古 宁城 024299；3.国网内蒙古东部电力有限公司，呼和浩特 010010；4.内蒙古农业大学 沙漠治理学院，呼和浩特 010018)

1 概述

黄河流域安全发展作为21世纪重点生态治理工程，其关注度不断提升。其中在内蒙古鄂尔多斯地区黄河沿岸分布着10条支流——十大孔兑(孔兑为蒙语，意为季节性河流)。十大孔兑所处地理位置特殊，生态类型复杂多样，属于中国典型生态脆弱区，针对生态脆弱区开展相关研究的根本目的是为保证黄河流域安全发展及满足资源环境可持续发展[1-2]。

黄河流域的生态安全关乎沿岸民祉民生，近年来众多学者从不同方面对十大孔兑开展研究，顾畛逵[3]等人基于遥感影像解译对十大孔兑生态环境现状进行了客观评价，刘璐[4]等人利用RUSLE方程对十大孔兑上游水土流失量进行了定量评价，王普庆[5]等人通过对入河段泥沙粒径、土质的分析，得到孔兑不同区域对入黄泥沙的贡献率，郑艳爽[6]等人利用实测泥沙资料对近20 a孔兑输沙量进行对比分析发现，输沙量逐年呈减少趋势。

综合分析发现，对十大孔兑的研究多集中在风水复合侵蚀、水—沙调节关系、侵蚀特征等方面，关于十大孔兑野生植物资源进行本底调查研究甚少。基于此，本文以2021年7—9月和2022年7—9月数据为支撑，对十大孔兑区域野生植物资源进行调查分析，为客观评价十大孔兑区域植物资源现状提供数据支撑，同时也可以为定期评价区域生态状况提供资料基础。

2 研究区概况

十大孔兑从西向东依次为毛不拉孔兑、丁红沟、 黑赖沟、西柳沟、罕台川、壕庆河、哈什拉川、母花沟、东柳沟、呼斯太河，是黄河内蒙古河段的主要产沙支流。坐标为39°50′～40°30′N，108°06′～111°E，境内有10条一级支流，是黄河内蒙古段主要支流。十大孔兑所在行政区包括鄂尔多斯市达拉特旗全部，东胜区、杭锦旗和准格尔旗的小部分地区，面积共1.08万km2。研究区域属于典型大陆性气候，平均气温7℃左右；年平均降雨量为200～400 mm，蒸发量约为2 200 mm。研究区根据地貌特点可划分为3个区，分别为南部上游丘陵区、中部中游风沙区、北部下游平原区。流域内主要的土壤类型有风成土、栗钙土、盐碱土等；十大孔兑主要植被以丛生禾本科和沙生植物为主，南部主要为丘陵沟壑区，植被类型主要为耐贫瘠的旱生植被；中游分布大面积的沙地，植被类型主要为旱生、超旱生的荒漠植被；北部为平原区，以农田为主，植被类型主要为中生植被。因十大孔兑地区所处自然地理条件的特殊性，整个区内植被主要以旱生与中生植被为主[7](见图1)。

图1 研究区概况示意

3 研究方法

笔者分别于2021年7—9月和2022年7—9月对研究区开展植物群落调查。选择一个植物空间分布较均匀的调查点，使其具良好的代表性，在每个选定的调查点上，选定1个100 m×100 m的样地，利用五点法及对角线法布设5个灌木样方和9个草本样方(见图2)，清查样地内所有灌木、草本植物种类组成，并利用生态学“三度一量”法测定植株基本特征。

注：C1～C9：草本样方；G1～G5：灌木样方

水分生态及植物分布区类型划分：按照吴征镒等关于植物种的分布区划分原则和方法，对研究区植物“种”的分布区类型进行划分，并依据《中国珍稀濒危植物信息系统》和《内蒙古珍稀濒危保护植物名录》确定研究区植物区系的珍稀濒危物种。

4 结果与分析

4.1 种类组成

经调查统计，十大孔兑共有野生种子植物278种(含种下分类单位，下同)，分别隶属于55科，180属；占内蒙古自治区分布总科数的37.93%，总属数的23.14%，总种数的10.89%。其中，裸子植物3科，3属，4种；被子植物52科，177属，274种，各类群与内蒙古自治区种子植物区系数量比例见表1。

表1 十大孔兑不同种子植物各类群数量统计

由表2可知，按照不同科所含植物种数排序，植物种数大于20种的科有4个，分别为菊科(Asteraceae)、豆科(Leguminosae)、禾本科(Poaceae)和藜科(Chenopodiaceae)，这4科所含种数占总种数的46.04%，植物种数介于2～19种的科有28个，所含种数占总种数的45.69%，仅含1种植物的科有23个，所含种数占总种数的8.27%；按照不同科所含植物属数排序，植物种数大于20种的科有2个，分别为菊科和禾本科，这2科所含种数占总种数的26.11%，植物属数>20个的有2科，所含种数占总种数的26.11%，植物属数介于2～19属的科有22个，所含种数占总种数的56.67%，仅含1属植物的科有31个，所含种数占总种数的17.22%。

表2 十大孔兑不同科植物所含种、属数量特征

由图3可知，按照所含种数的多少进行排序，分析前n科所含种数的累积贡献率，前8位的科分别是菊科、豆科、禾本科、藜科、蔷薇科(Rosaceae)、百合科(Liliaceae)、唇形科(Labiatae)和紫草科(Boraginaceae)，这8个科所含种数占总数种的61.15%。排序前19科所含总种数达本区系总种数的80. 57%，说明这些科所包含的植物种在该种子植物区系的构成中占绝对优势。19科之后累计率曲线趋于平缓，说明这些科所含植物在研究区植物组成中处于从属地位。

图3 种子植物区系前n科所含种数累积贡献率示意

4.2 水分生态类型

按照植物生态学将植物划分为旱生植物、中生植物、湿生植物和水生植物等不同类群。根据植物对生境水分情况的适应程度，旱生植物可以进一步分为强旱生、典型旱生和中旱生几种类型；中生植物又可以分为旱中生、典型中生和湿中生几种类型[8]。

十大孔兑种子植物区系组成以中生植物为主，共150种(见图4)，占该区系总种数的53.96%；其次是旱生植物，共114种，占该区系总种数的41.01%；这二者共同占该区系总种数的94.97%，在区系组成中占绝对优势。湿生植物共7种，占该区系总种数的2.52%；水生植物共4种，占该区系总种数的1.44%；寄生植物共3种，占该区系总种数的1.08%。旱生植物中的强旱生植物主要分布于孔兑中游风沙区，如梭梭(Haloxylon ammodendron)、帚状鸦葱(Scorzonera pseudodivaricata)、灌木亚菊(Ajania fruticulosa)等；典型旱生植物有华北白前(Cynanchum komarovii)、砂蓝刺头(Echinops gmelini)、地梢瓜(C. thesioide)、等；中旱生的植物有甘草(Glycyrrhiza uralensis)、牛枝子(Lespedeza davurica)、知母(Anemarrhena asphodeloides)等；中生植物中，常见的旱中生植物有并头黄芩(S. scordifolia)、细叶益母草(Leonurus sibiricus)等；典型中生植物有大籽蒿(Artemisia sieversiana)、毛连菜(Picris davurica)等；湿中生植物有长芒棒头草(Polypogon monspeliensis)、水蓼(Polygonum hydropiper)和乌柳(Salix cheilophila)。湿生植物有芦苇(Phragmites australis)、小香蒲(Typha minima)和河柏(Myricaria alopecuroides)等。水生植物有眼子菜(Potamogeton distinctus)、大茨藻(Najas marina)、水烛(Typha angustifolia)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)。

图4 十大孔兑种子植物水分生态类型示意

4.3 植物生活型分析

植物的生活型分为乔木、小乔木、灌木、半灌木、木质藤本、多年生草本、一二年生草本和草质藤本[9]。

研究区只有2种草质藤本——黄花铁线莲和芹叶铁线莲(Clematis aethusifolia )，且2种皆为多年生植物，为便于统计，将草质藤本归为多年生草本。 在十大孔兑种子植物区系中，种子植物共278种，其中，草本植物234种，占区系总种数的84.17%，是该区系构成的主要类型，对区系植被类型起决定性作用；木本植物44种，占区系总种数的15.83%(见表3)。木本植物中，乔木6种，占区系总种数的2.16%，分别为旱柳(S.matsudana)、加拿大杨(PopulusConadensis)等；小乔木2种，占区系总种数的0.72%，分别为山杏(Prunus ansu)和梭梭。灌木18种，占区系总种数的6.47%，常见的有北沙柳(S.psammophyla)、乌柳、中国沙棘(Hippophae rhamnoides)等；小/半灌木18种，占区系总种数的6.47%，常见的有黑沙蒿(A. ordosiea)、蒙古莸、白沙蒿等。

4.4 区系特征分析

按照吴征镒、王荷生、赵一之关于植物种的分布区类型划分原则，将十大孔兑分布的278种种子植物划分为11个分布区类型及若干亚型、变型(见表4)[10]。

表4 十大孔兑种子植物区系种的分布区类型

种分布型中，植物种数高于50种的区系类型有东古北极分布种(71种)，亚洲中部分布种(57种)，东亚分布种(57种)，合计185种，超过十大孔兑区域植物总种数的65%。植物种数介于20～50种的区系类型有泛北极分布种(23种)、古北极分布种(30种)，合计53种，占总种数的19.06%；植物种数小于20种的区系类型有世界分布种(16种)、泛温带分布种(3种)、青藏高原分布种(1种)、古地中海分布种(18种)、中亚—亚洲中部分布种(1种)、中国特有种(1种)，合计40种，占总种数的14.39%。

4.5 植物资源分析

由图5可知，十大孔兑资源包括有：纤维植物资源、淀粉植物资源、植物蛋白和氨基酸植物资源、维生素类植物资源、油脂类植物资源、芳香油类植物资源、植物胶与果胶植物资源、鞣料植物资源、药用植物资源、防风固沙植物资源和园林观赏植物资源。其中药用植物资源较丰富，共有93种，其次是植物蛋白和氨基酸植物资源，共有84种，两者合计占研究区野生植物总种数的63.66%。

图5 十大孔兑不同种子植物资源占比统计示意

由表5可知，十大孔兑野生植物中分布的纤维植物共有9种，隶属于4科7属。主要包括芨芨草、芦苇、宿根亚麻等，主要利用植物的茎、叶部位。

表5 十大孔兑不同种子植物资源价值分析

淀粉植物共有2种，分别为榆和沙蓬，主要利用植物的树皮、种子部位。

植物蛋白和氨基酸资源植物共有84种，隶属于19科56属，主要包括蒙古韭(A. mongolicum)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)、灰绿藜等，主要利用植物的树茎、叶、种子部位。

维生素类植物共有4种，隶属于3科4属，主要包括黄花菜、沙枣、中国沙棘、酸枣(Ziziphus jujuba Mill. var. spinosa)，主要利用植物的果实、花部位。

油脂类植物共有8种，隶属于6科7属。主要包括黑沙蒿、华北白前、牻牛儿苗(Erodium stephanianum )等，主要利用植物的种子、种仁部位。

芳香油类植物共有11种，隶属于5科8属，主要包括香青兰(D. moldavica)、香薷(Eisholtzia eiliata)、艾(A. argyi)等，主要利用植物的叶、花部位。

植物胶类植物共有1种，隶属于1科1属，为硬阿魏(Ferula bungeana)主要利用植物的种子部位；蹂料类植物共有14种，隶属于3科8属，主要包括加杨、委陵菜、红柳等，主要利用植物的叶、根部位。

药用类植物共有93种，隶属于37科69属，主要包括红柴胡、石竹、沙芥(Pugionium cornutum)等，植物的叶、花、根、种子等所有部位均可入药。

防风固沙类植物共有27种，隶属于9科13属，主要包括梭梭、柠条锦鸡儿、塔落岩黄芪等，选取抗旱、耐风蚀等特性植物。

园林观赏类植物共有6种，隶属于5科5属，主要包括旱柳、油松、灰栒子(Cotoneaster acutifolius)，通常观赏植物的叶、花、果实等部位。

4.6 珍稀濒危植物分析

由表6可知，根据《国家重点保护野生植物名录(第一批)》和《内蒙古珍稀濒危植物保护名录(1989年)》整理出内蒙古干早区的珍稀濒危植物种。十大孔兑珍稀濒危植物共有5种，内蒙古Ⅰ级保护植物有2种，分别为梭梭和沙冬青；内蒙古Ⅱ级保护植物有3种，分别为草麻黄、甘草和针枝芸香；对于国家级保护植物，十大孔兑共有国家Ⅱ级保护植物3种，分别为草麻黄、沙冬青和甘草。

表6 十大孔兑珍稀濒危种子植物统计

5 结语

1)十大孔兑共有野生种子植物278种，分别隶属于51科，180属。其中，裸子植物3科，5属，11种；被子植物52科，177属，274种。所含种数排序前8位的科分别是菊科、豆科、禾本科、藜科、蔷薇科、百合科、唇形科和紫草科，这8个科所含种数占总种数的61.15%。

2)从水分生态类型分析：中生植物150种，达区系总种数的53.96%，在该区系组成中占绝对优势；旱生植物114种，占该区系总种数的41.09%。从生活型分析：草本植物是该区系主要构成部分，共234种，占区系总种数的84.17%。

3)区系地理成分类型较复杂，植物种数高于50种植物的区系类型有东古北极分布种(71种)，亚洲中部分布种(57种)，东亚分布种(57种)，三者合计185种，超过十大孔兑区域植物总种数的65%。既反映出研究区植物地域性强的特征，也反映出该区域生境类型多样，植物丰富度高的特征。

4)本区植物资源中，以药用植物资源、植物蛋白和氨基酸植物资源植物为主，其中药用植物资源93种，植物蛋白和氨基酸植物资源84种，两者总数合计占本区植物资源总种数的63.67%；珍稀濒危保护植物5种，分别为草麻黄、梭梭、甘草、沙冬青和针枝芸香。