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作者:烏日嘎瑪拉.田桂泉單位:內(nèi)蒙古師范大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
近10年來,通過對燕山北部山地、黃土丘陵區(qū)、沙地(沙漠)區(qū)系統(tǒng)標(biāo)本采集和對局部山地丘陵區(qū)的標(biāo)本補(bǔ)充采集以及???、專屬研究,又發(fā)現(xiàn)了大量中國和內(nèi)蒙古新記錄綱、科、屬和種[8-21].其中內(nèi)蒙古新記錄綱有角苔綱(Anthocerotae)、新記錄科有角苔科(Anthocerotaceae)、小葉苔科(Fossombroniaceae)、細(xì)葉蘚科(Seligeraceae)[8];中國新記錄屬有齒灰蘚屬(Podperaea)、矮蘚屬(Acaulon)、細(xì)叢蘚屬(Microbryum)[8-9];中國沙漠區(qū)新記錄屬有列胞蘚屬(Conar-dia)[10];中國新記錄種有疣磷苔(Cololejeuneamagillii)、刺毛錢苔(Ricciasetigera)、平葉扭口蘚(Barbu-laintegrifolia)、齒肋蘆薈蘚(Aloinahamulus)、齒灰蘚(Podperaeakrylovii)、幽美真蘚(Bryumelegans)、短絲流蘇蘚(Crossidiumaberrans)、閉蒴鹽土蘚(Ptergoneumkozlovii)、細(xì)叢蘚圓錐變種(Microbryumdavallianumvar.conicum)、條紋細(xì)叢蘚(Microbryumstarceamum)、齒肋赤蘚異葉變種(Syntrichiacam-inervisvar.spuria)等[8-9,11];中國沙漠區(qū)新記錄種列孢蘚(Conardiacompacta)[10].此外還有大量內(nèi)蒙古新記錄種發(fā)現(xiàn).這些發(fā)現(xiàn)豐富了內(nèi)蒙古苔蘚植物區(qū)系研究,反映了內(nèi)蒙古苔蘚植物區(qū)系組成的復(fù)雜性.
沙地(沙漠)與黃土丘陵區(qū)苔蘚植物群落物種組成近年來受到廣泛關(guān)注,初步確定了以風(fēng)蝕和水蝕為主要水土流失特點(diǎn)的荒漠化地區(qū)生物結(jié)皮層苔蘚植物區(qū)系組成.田桂泉[8]報(bào)道了燕山北部山地丘陵和沙地參與生物土壤結(jié)皮形成的苔蘚植物12科、35屬、73種,其中苔類4科、5屬、9種,蘚類8科、30屬、64種,包括真蘚(Bryumargenteum)、西伯利亞瘤冠苔(Manniasibirica)、土生對齒蘚(Didymodonvinealis)、雙色真蘚(Bryumbicolor)、缺齒小石蘚(Weissiaedentula)、刺毛錢苔等;荊慧敏等[12]報(bào)道了渾善達(dá)克沙地生物結(jié)皮層苔蘚植物14科、30屬、48種,常見種有真蘚、鹽土蘚(Pterygoneurumsubsessile)、厚角絹蘚(Entodonconcinnus)等;徐杰等[13]報(bào)道了騰格里沙漠南緣沙坡頭地區(qū)自然及人工固定沙丘結(jié)皮層蘚類植物3科、11屬、24種,常見種有真蘚、土生對齒蘚、蘆薈蘚(Aloinarigida)、雙齒赤蘚(Syntrichiabidentata)等.田桂泉等[22]報(bào)道了科爾沁沙地松樹山地區(qū)地面生苔蘚植物39種,常見種有雙色真蘚、土生對齒蘚、小瘤冠苔(Manniatriandra)、西伯利亞瘤冠苔、褶葉青蘚(Brachytheciumsalebrosum)等.組成內(nèi)蒙古不同地區(qū)生物結(jié)皮層苔蘚植物區(qū)系構(gòu)成有較強(qiáng)的相似性,但每個(gè)地區(qū)又體現(xiàn)出一定的地帶性特點(diǎn).
苔蘚植物群落的物種區(qū)系地理成分及優(yōu)勢種構(gòu)成
內(nèi)蒙古地區(qū)橫跨針葉林區(qū)、夏綠闊葉林區(qū)、草原區(qū)和荒漠區(qū),具有豐富的植物區(qū)系組成.苔蘚植物區(qū)系成分主要有泛北極成分、環(huán)北極成分、歐洲-亞洲成分、亞洲-北美成分、東亞成分、喜馬拉雅成分、溫帶亞洲成分、熱帶亞洲-非洲成分、泛熱帶成分、熱帶亞洲成分、中國特有成分、內(nèi)蒙古特有成分和世界廣布種.從1997年對內(nèi)蒙古全區(qū)苔蘚植物統(tǒng)計(jì)分析來看,泛北極成分在本區(qū)植物區(qū)系中占絕對優(yōu)勢,約占總數(shù)的54.9%.其次是東亞成分,約占總數(shù)的12.8%.中國特有成分約有30種,但內(nèi)蒙古特有成分很少,沒有特有科、屬,僅有3個(gè)特有種[1].此外,對燕山北部山地、賀蘭山地區(qū)、科爾沁沙地、渾善達(dá)克沙地等地區(qū)的研究都體現(xiàn)出上述特點(diǎn),北溫帶成分、東亞成分和世界廣布種為各地區(qū)主要區(qū)系地理成分類型[8-22].在北方溫帶地區(qū),各類植被中往往由1個(gè)或多個(gè)物種形成斑塊狀群落分布,發(fā)揮重要生態(tài)學(xué)功能.田桂泉[8]通過樣方調(diào)查分析了燕山北部山地丘陵和科爾沁沙地代表性旱生灌叢、旱中生喬木林、中生喬木林、溝谷草甸等10種植被類型地面生苔蘚植物群落特點(diǎn),報(bào)道了雙色真蘚、土生對齒蘚、硬葉對齒蘚(Didymodonrigidulus)、西伯利亞瘤冠苔、肥果錢苔(Ricciasorocarpa)、紫背苔(Plagiochasmarupestre)、地錢(March-antiapolymorpha)、鱗葉蘚(Taxiphyllumtaxirameum)、褶葉青蘚、密葉絹蘚(Entodoncompressus)、粗肋細(xì)濕蘚(Campyliumsquarrosulum)、尖葉匍燈蘚(Plagiomniumcuspidatum)、鼠尾蘚(Myurocladamaxi-mowiczii)、多姿柳葉蘚(Amblystegiumvarium)等優(yōu)勢種.王先道[11]報(bào)道了賀蘭山4個(gè)主要林型垂直帶苔蘚植物優(yōu)勢群落和優(yōu)勢種,油松林帶優(yōu)勢種是灰蘚(Hypnumvaucheri)、青蘚(Brachytheciumalbicans)、土生對齒蘚,青海云杉-山楊林帶以山羽蘚(Abieti-nellaabietina)、青蘚、美姿蘚(Timmaimegapolitana)為優(yōu)勢種;青海云杉林帶土生苔蘚群落優(yōu)勢種有山羽蘚、細(xì)牛毛蘚(Ditrihumpusillum)、灰蘚等;高山灌叢草甸帶以旱生蘚類劍葉對齒蘚(Didymodonrufid-ulus)、大對齒蘚(Didymodongiganteus)等為優(yōu)勢種.對于大青山屬山地森林-灌叢-草原生態(tài)系統(tǒng),賈曉敏[14]報(bào)道了大青山和南部山地及丘陵8種生境中苔蘚植物群落優(yōu)勢種,云杉林下為毛尖羽蘚(Thuidiumphilibertii)、羽枝青蘚(Brachytheciumplumosum)等;白樺林為灰蘚、金灰蘚(Pyliasiellapolyantha)等;干燥土生群落優(yōu)勢種有土生對齒蘚、凹葉柳葉蘚(Hilpertiascotteri)等;濕潤土生群落以紅葉蘚(Bryoerythrophyllumrecurvirostre)、土生對齒蘚等為優(yōu)勢種,其中白樺林苔蘚植物優(yōu)勢種最多.荊慧敏等[12]報(bào)道了渾善達(dá)克沙地10種生境優(yōu)勢種,包括真蘚、厚角絹蘚(Entodonconcinnus)、鼠尾蘚、紅葉蘚等,其中9種生境真蘚頻度最高.田桂泉等[22]對科爾沁沙地松樹山地區(qū)苔蘚植物多樣性研究表明,隨著水分條件由旱生至中生的變化,植被也由小葉錦雞兒灌草叢、山間開闊地疏林草地和陽坡山杏灌叢(旱生)→北坡下部耬斗葉繡線菊灌叢(旱中生)→北坡中部巖蒿灌叢(旱中生)→北坡上部油松林(中生),苔蘚植物群落優(yōu)勢種構(gòu)成發(fā)生的變化為:頂蒴蘚類→頂蒴蘚類+葉狀體苔類→葉狀體苔類+頂蒴蘚類→側(cè)蒴蘚類+葉狀體苔類+頂蒴蘚類,即雙色真蘚→土生對齒蘚+小瘤冠苔→西伯利亞瘤冠苔+土生對齒蘚→褶葉青蘚+西伯利亞瘤冠苔+土生對齒蘚.此外,對巖面生、樹干生苔蘚植物群落成員型特點(diǎn)也有一些報(bào)道.從已有的研究成果和野外調(diào)查來看,內(nèi)蒙古地區(qū)苔蘚植物群落優(yōu)勢種構(gòu)成反映了區(qū)系地理成分特點(diǎn),優(yōu)勢種以北溫帶、世界廣布種為主,并包含少量其他區(qū)系地理成分類型,在群落優(yōu)勢種隨水分條件的變化上,往往是由旱生的少數(shù)頂蒴蘚類真蘚、雙色真蘚、土生對齒蘚為優(yōu)勢種的群落發(fā)展到少數(shù)小型苔類出現(xiàn),進(jìn)一步發(fā)展為包含墊狀側(cè)蒴蘚類、大型苔類、對繁殖和種群擴(kuò)展水分要求更高的頂蒴蘚類的多個(gè)生活型層片的復(fù)雜群落類型.
苔蘚植物群落蘚類植物繁殖與生理生態(tài)學(xué)
苔蘚植物繁殖生態(tài)學(xué)與生理生態(tài)學(xué)研究是揭示苔蘚植物群落形成和維持的重要方面,近年來的研究多集中在參與生物結(jié)皮層苔蘚植物群落形成的少數(shù)蘚類植物.李琴琴等[23]研究了鄂爾多斯、渾善達(dá)克沙地、阿魯科爾沁等地區(qū)分布的12種蘚類植物成熟孢子和6種蘚類的莖葉碎片在室溫下的繁殖特點(diǎn),確定了孢子形態(tài)、萌發(fā)時(shí)間、萌發(fā)極向、萌發(fā)類型,探討了蘚類孢子萌發(fā)和原絲體的發(fā)育以及莖葉碎片的繁殖和傳播特性,并分析了無性繁殖對苔蘚植物個(gè)體建成的重要性.張萍等[24]對固定沙丘結(jié)皮層優(yōu)勢種土生對齒蘚進(jìn)行的研究表明,土生對齒蘚繁殖方式與真蘚不一樣,以連續(xù)分枝和芽孢及葉基部細(xì)胞產(chǎn)生原絲體的方式進(jìn)行繁殖,腋毛在適宜的條件下可產(chǎn)生芽孢和原絲體.白學(xué)良等[25]采用分株法和撒莖葉法兩種栽培法對真蘚進(jìn)行室內(nèi)人工培養(yǎng),結(jié)果表明,蘚類植物以3種方式繁殖產(chǎn)生新植物體,即原植物體頂端直接生長產(chǎn)生新的植物體,由原植物體碎片產(chǎn)生新生枝并生長為新植物,由植物體碎片產(chǎn)生原絲體,由原絲體產(chǎn)生新的植物體.田桂泉等[26]通過人工去除10cm×10cm蘚類結(jié)皮塊,連續(xù)3年觀測了對騰格里沙漠固定沙丘真蘚結(jié)皮層的物種繁殖、定居和結(jié)皮層的恢復(fù)進(jìn)展,表明該地區(qū)受干擾的真蘚結(jié)皮層樣方在3~4年內(nèi)達(dá)到70%的恢復(fù)率,通過莖、葉碎片和原植物體再生原絲體產(chǎn)生新個(gè)體是蘚結(jié)皮層快速恢復(fù)的根本原因.在生理生態(tài)適應(yīng)性研究方面,通過對群落優(yōu)勢種直葉灰蘚(Hypnumvaucheri)和褶葉青蘚失水與復(fù)水過程中的滲透調(diào)節(jié)性、活性氧代謝和光合特性比較研究,發(fā)現(xiàn)它們通過較完善的滲透和活性氧代謝調(diào)節(jié)系統(tǒng)、低的光飽和點(diǎn)和補(bǔ)償點(diǎn)適應(yīng)干旱和林下蔭蔽氣候條件[27-30].趙小艷等[31]測定了沙地與黃土丘陵區(qū)生物結(jié)皮層雙色真蘚、真蘚、土生對齒蘚、小扭口蘚(Barbulaindica)和小石蘚(Weissiacontroversa)葉綠素?zé)晒鈪?shù)日變化,發(fā)現(xiàn)土生對齒蘚和真蘚隨光照強(qiáng)度變化最大熒光(Fm)、#PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)、#PSⅡ有效量子產(chǎn)量(Yeild)值變化幅度明顯小于其他3種蘚類,其中土生對齒蘚自我保護(hù)熱耗散能力又明顯強(qiáng)于其他物種,小扭口蘚和雙色真蘚的#PSⅡ最大光化學(xué)效率和#PSⅡ有效量子產(chǎn)量值降低幅度明顯高于其他物種,這一比較研究為揭示結(jié)皮層苔蘚植物群落的形成提供了重要生理學(xué)證據(jù).綜上研究表明,苔蘚植物極強(qiáng)的無性繁殖能力對其在干旱氣候條件下繁殖與定居起著重要作用,不同物種繁殖生態(tài)和生理生態(tài)學(xué)適應(yīng)性差異可能對它們在群落中所起作用的差異起到了決定性作用.
苔蘚植物群落生態(tài)分布與環(huán)境的關(guān)系
苔蘚植物群落生態(tài)分布與環(huán)境的關(guān)系是生態(tài)學(xué)研究的重要內(nèi)容.田桂泉[8]用回歸分析法研究了燕山北部地區(qū)不同地貌、不同植被苔蘚植物物種多樣性與環(huán)境因子的關(guān)系,表明土壤濕度、喬冠郁閉度、空氣濕度是影響物種多樣性的重要因素,草本層蓋度阻礙了多年生側(cè)蒴蘚類和大型葉狀苔類的繁殖和生長.趙燕[14]用典范對應(yīng)性分析(CCA)對賽罕烏拉自然保護(hù)區(qū)苔蘚植物分布與主要環(huán)境因子的分析表明,濕度是主要因子,然后依次為干擾度、海拔、喬木郁閉度和草本郁閉度,基質(zhì)對苔蘚植物分布影響較?。畬︱v格里沙漠固定沙丘結(jié)皮層蘚類植物分布研究表明,沙丘的固定年限、固定程度和沙丘不同位置是影響蘚類植物物種數(shù)量和蓋度的重要因素[17].對準(zhǔn)格爾黃土丘陵區(qū)人工栽培林地和天然林地的研究表明,水分條件是制約苔蘚植物種類和分布的主要因子,自然林地苔蘚植物物種多樣性高與環(huán)境濕度大、空間異質(zhì)性高、植被類型多樣性高密切相關(guān)[32];苔蘚植物β多樣性變化與群落結(jié)構(gòu)關(guān)系密切,相似群落結(jié)構(gòu)間β多樣性相似系數(shù)明顯高于結(jié)構(gòu)存在差異的群落[20].對科爾沁沙地放牧后封育樣地和放牧樣地生物結(jié)皮生物量與土壤因子的相關(guān)性分析表明,蘚類植物生物量與結(jié)皮厚度、有機(jī)質(zhì)含量、粉黏粒呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與粗沙呈負(fù)相關(guān)[33].對賀蘭山苔蘚植物群落分布與環(huán)境關(guān)系的研究表明,光照、相對濕度、海拔高度和土壤pH值是影響苔蘚植物生長和分布的主要生態(tài)因子;油松林下光照強(qiáng)、草本植物和灌木生長茂盛,限制了苔蘚植物的生長;云杉林郁閉度高、陰暗潮濕、維管植物不能正常生長,提供了苔蘚植物良好的生存環(huán)境;鈣質(zhì)土壤分布廣是賀蘭山鈣土蘚類占優(yōu)勢的主要原因[34].苔蘚植物的物種組成也進(jìn)一步影響了野生動(dòng)物如馴鹿對苔蘚植物的選擇性食用[35].
結(jié)語
群落是自然界實(shí)實(shí)在在存在的重要功能單位,苔蘚植物群落區(qū)系特征、群落結(jié)構(gòu)、格局、種間關(guān)聯(lián)、生態(tài)位、群落形成與演替的繁殖和生理生態(tài)學(xué)研究歷來受到廣大學(xué)者的高度重視,開展的相關(guān)研究較多[36-53].與國內(nèi)其他地區(qū)相比較,內(nèi)蒙古苔蘚植物群落區(qū)系研究成果顯著,以揭示群落形成和演替為目標(biāo)的蘚類植物繁殖生態(tài)學(xué)研究走在前列,取得了豐富的成果,蘚類植物生理生態(tài)學(xué)研究初見成果.但是,在群落結(jié)構(gòu)、格局、生態(tài)位、不同生境群落及斑塊的發(fā)育速率等方面的研究還有一定差距,生理生態(tài)學(xué)研究還有待進(jìn)一步拓展,在繁殖生態(tài)學(xué)方面,缺少不同物種、不同生活型物種的種群定居與擴(kuò)展對環(huán)境的適應(yīng)性差異及不同環(huán)境下種間競爭的研究.