Plant diversity in different positions of gullies and valleys in the loess region of western Shanxi Province, northern China
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摘要:目的
为了对黄土丘陵沟壑区小流域沟谷进行更精准的保护和修复，从植物多样性和生态位宽度等方面，对沟谷不同地貌部位（沟底、沟阳坡和沟阴坡）的自然恢复能力进行了研究。
方法通过在山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站进行野外实地调查，分析不同部位植物的群落生长特征及其多样性，比较不同地貌部位植物群落间的相似性。
结果（1）研究区灌草植物共有40科76属98种，其中灌木17科27属34种，草本29科51属64种。灌木层科属种总数表现为沟阳坡 > 沟阴坡 > 沟底，草本层为沟底 > 沟阴坡 > 沟阳坡。（2）灌木层优势种为：黄刺玫、荆条、木蓝。草本层优势种为：芦苇、黄花蒿、披针薹草。在灌木层，沟底黄刺玫和杠柳的生态位宽度较大，沟阳坡和沟阴坡中荆条和木蓝的生态位宽度较大。在草本层，沟底芦苇和白莲蒿的生态位宽度较大，沟阳坡和沟阴坡中披针薹草的生态位宽度较大。（3）在沟底、沟阳坡和沟阴坡间Margalef 指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数并未表现出显著差异（P > 0.05）。各群落间Jaccard系数0.50 ≤ q < 0.75。Jaccard 系数在沟阳坡和沟阴坡间达到最大，为0.630。
结论整体来看，沟谷的自然恢复能力强，地貌部位中沟阳坡和沟阴坡自然植被恢复能力比沟底强。不同地貌部位的群落组成复杂度表现为沟阳坡 > 沟阴坡 > 沟底。沟谷不同地貌部位优势种不同，从沟阳坡到沟阴坡再到沟底，随着光照的减少和水分的增加，优势种由耐旱喜阳植物发展为耐阴植物。
Abstract:ObjectiveIn order to provide more precise protection and restoration of small watershed gullies in loess hills and gullies, the natural restoration capacity of different geomorphic parts of gullies (gully floor, gully sunny slope and gully shady slope) was investigated in terms of plant diversity and ecological niche width.
MethodThrough field investigation at the National Field Scientific Observatory of Forest Ecosystems in Jixian County, Shanxi Province of northern China, we analyzed the growth characteristics of plant communities and their diversity in different parts of the landscape, and compared the similarities between plant communities in different parts of the landscape.
Result(1) There were 98 species of shrub and grass in 40 families and 76 genera in the study area, including 34 species of shrub in 17 families and 27 genera, and 64 species of herb in 29 families and 51 genera. Total number of family species in the shrub layer was showed as gully sunny slope > gully shady slope > gully floor, while in the herb layer, it was showed as gully floor > gully shady slope > gully sunny slope. (2) The dominant species in shrub layer was Rosa xanthina, Vitex negundo var. heterophylla, and Indigofera tinctoria. The dominant species in the herbaceous layer were Phragmites australis, Artemisia annua, and Carex lancifolia. In the shrub layer, Rosa xanthina and Periploca sepium in the gully floor had larger width of ecological niches, and Vitex negundo var. heterophylla and Indigofera tinctoria in the gully sunny slope and gully shady slope had larger width of ecological niches. In the herb layer, Phragmites australis and Artemisia stechmanniana in the gully floor had larger width of ecological niches, and Carex lancifolia in the gully sunny slope and gully shady slope had larger width of ecological niches. (3) Margalef index, Shannon-Wiener index, Simpson index and Pielou index were not significantly different (P > 0.05) among varied geomorphological parts (gully floor, gully sunny slope, gully shady slope). Jaccard’s coefficient between communities was 0.50 ≤ q < 0.75. The Jaccard coefficient reached a maximum of 0.630 between gully sunny slope and gully shady slope.
ConclusionOverall, the gully is found to be naturally resilient, with the gully sunny slope and gully shady slope among the geomorphological sites being more resilient to natural vegetation than the gully floor. The complexity of community composition at different landscape sites is shown as gully sunny slope > gully shady slope > gully floor. The dominant species varies in different geomorphological parts of the gully, from gully sunny slope, gully shady slope to gully floor, and the dominant species evolved from drought-tolerant sun-loving plants to shade-tolerant plants as light decreases and water increases.
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Keywords:
- plant diversity /
- niche /
- soil and water conservation /
- gully and valley
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毛白杨（Populus tomentosa）是我国特有的白杨派乡土树种，不仅生长迅速、材质优良而且具有树形挺拔美观，适应性强等优点。在我国黄河流域及华北平原地区用材林、农田林网和城乡绿化中发挥了重要作用[1]。自毛白杨良种选育被列入国家科技攻关课题以来，共选育出毛白杨良种12个，为支撑我国生态文明建设以及林业产业发展提供了坚实的良种材料。然而，毛白杨难以通过硬枝扦插进行高质量的规模化繁育，是其良种推广过程中面临的主要技术难题[2]。目前，毛白杨良种推广及新品种繁育主要采用多圃配套系列育苗技术[3]，即通过采穗圃、砧木圃、繁殖圃、根繁圃四圃配套育苗，来解决毛白杨无性繁殖材料大规模扩繁的技术难题。但是，该繁殖策略依赖于成熟高效的嫁接技术，环节多且比较复杂[4-5]。随着我国农村经济的迅速发展，农村劳动力转移以及采穗圃占用土地成本逐年提升，导致熟练嫁接工人数量锐减以及采穗圃的大规模弃用[6]，从而使毛白杨良种快速繁育过程中显现劳动力匮乏的瓶颈效应，并且导致育苗质量参差不齐，出现位置效应、年龄效应等老态现象[7-8]。
在当前的社会经济条件下，占地面积较大、技术环节复杂、劳动力成本逐年攀升的嫁接育苗技术显然远不能满足生态与绿化工程对高品质种苗培育的需求。植物组织培养技术依据植物细胞全能性，在无菌条件下，将离体器官、组织或原生质体作为外植体培养在人工培养基上，在合适的培养条件下，可以诱导产生愈伤组织、分化形成不定芽、不定根，进而培育成完整植株[9-10]。与传统繁殖方法相比，组织培养繁育技术可以突破外界环境及传统繁殖难生根、年龄效应等限制因素，不仅能够保持品种的优良特性，缩短育种周期，还可以降低生产成本、提高成苗率，以满足林业生产中大批量、高标准的种苗生产要求[11-12]。尽管组织培养用于大规模造林育苗仍然具有较高的生产成本，但是利用组织培养技术生产的幼化种苗配套形成组培−硬枝扦插扩繁体系，不仅可以保持苗木繁育质量，还极大地提高了毛白杨良种扩繁系数，从而显著地削减育苗成本[6]。因此，建立毛白杨良种组织培养快繁体系将成为未来良种繁育及推广应用工作的核心步骤。
因此，本研究选用高产优质毛白杨良种‘毅杨1号’‘毅杨2号’和‘毅杨3号’为研究材料，建立了高效的毛白杨良种组培扩繁体系，并针对不同类型的培养基优化了激素配比，筛选出了分别适用于3个毛白杨良种快速增殖的培养基配方，为高产优质毛白杨良种的高效繁育以及示范化应用提供理论指导与技术支持。
1. 材料与方法
1.1 实验材料
‘毅杨 1 号’ ‘毅杨2号’和‘毅杨3号’是由母本毛新杨（P. tomentosa × P. bolleana）、父本‘截叶毛白杨’（P. tomentosa ‘Truncata’）杂交选育获得的良种。本研究以山东冠县国家毛白杨种质资源库中采集的‘毅杨 1 号’ ‘毅杨2号’ 和 ‘毅杨3号’一年生长势良好的枝条为试验材料，置于北京林业大学温室内水培，每3天换一次水，实验前选取生长良好的叶片及茎段作为外植体材料。
1.2 实验方法
1.2.1 外植体消毒处理时间
取外植体新鲜茎段，使用自来水冲洗3遍，冲洗完毕后除去叶片及部分叶柄，茎段按1腋芽/段，1.5 cm长剪开，使用75%酒精和2%次氯酸钠溶液进行不同时间的浸泡消毒灭菌（表1）。消毒完毕用无菌水冲洗3 ~ 5遍，无菌滤纸吸干茎段表面多余水分，剪去外植体暴露于消毒液的剪口面。最后，将消毒后的茎段接种在含0.3 mg/L 6-BA、0.1 mg/L NAA的MS培养基中，附加3%蔗糖、5 g琼脂，pH为5.8 ~ 6.2。培养15 d后统计各处理外植体污染率，选择外植体最适消毒处理时间。
表 1 外植体消毒处理Table 1. Sterilization treatment of explants编号
No.75%乙醇处理时间
Treating time of 75% ethanol/s2%次氯酸钠处理时间
Treating time of 2% sodium hypochlorite/min1 30 3 2 30 5 3 30 7 4 60 3 5 60 5 6 60 7 1.2.2 培养基设计
试验中全部均使用MS培养基，加入蔗糖30 g/L，琼脂4.5 g/L，调节pH至5.8 ~ 6.2之间，再通过设计不同质量浓度激素配成不同的不定芽诱导培养基、生根培养基以及叶片再生培养基。
1.2.3 不定芽诱导培养
剪取带1个腋芽的茎段，接入添加6-BA及NAA的MS培养基中。6-BA质量浓度为0.1、0.3、0.5、0.7 mg/L 4个梯度，NAA加入质量浓度为0.1 mg/L，共4个处理（表2），每个处理接种10瓶，每瓶茎段数为3。经30 d培养后统计不定芽增殖情况。
表 2 不定芽诱导培养基中激素水平Table 2. Hormone levels in adventitious bud induction mediummg·L− 1 编号 No. 6-BA NAA 1 0.1 0.1 2 0.3 0.1 3 0.5 0.1 4 0.7 0.1 1.2.4 生根诱导培养
剪取带腋芽的茎段，接种于含不同质量浓度IBA的MS培养基，IBA质量浓度设置为0.1、0.3、0.5、0.7 mg/L 4个梯度，4个处理组每组接种10瓶，每瓶3个茎段。在30 d培养时间内统计不同处理组的生根天数及生根率。
1.2.5 叶片再生分化培养
取无菌苗叶片，保留部分叶柄，将叶片剪为小叶片或沿垂直于叶片中脉方向剪至过中脉，每个叶片剪2 ~ 3个口，将叶片接入培养基中，使远轴面接触培养基，叶片正面朝上。叶片再生培养基为MS培养基中加入6-BA及IBA，按6-BA加入的质量浓度分为4个处理组，分别为0.1、0.5、0.7、1.0 mg/L，每个处理组的NAA加入量均为0.1 mg/L，每个处理接种10培养皿。30 d培养后观察记录各处理组中的叶片增殖情况。
1.2.6 统计结果与分析
接种30 d后观察与统计不定芽个数、生根率及叶片不定芽个数，使用Origin软件对结果进行统计分析。主要指标包括污染死亡率、增殖系数、生根率、叶片出芽率。污染死亡率：污染及死亡的外植体数与外植体总数的比值；增殖系数：一个培养周期后长出的有效芽数与外植体接种数的比值；生根率：诱导生根的外植体数与接种外植体数的比值；叶片出芽率：不定芽再生的叶片数与接种叶片数的比值。实验数据通过R3.4.2软件进行One-way ANOVA分析，利用Fisher’s Least Significant Difference（LSD）进行多重比较。根据分析结果，筛选出不定芽诱导、生根诱导以及叶片再生快速繁育体系中培养基适合的植物激素质量浓度。
2. 结果与分析
2.1 外植体最适消毒时间的选择
组织培养中的外植体消毒要杀死材料表面微生物且不伤及材料，在不同的处理时间后接入培养基中培养15 d后记录材料生长情况。通过对表3的统计数据分析发现，在6个试验处理组中，‘毅杨 1 号’ ‘毅杨2号’及‘毅杨3号’的最佳消毒方式组合均为75%乙醇处理30 s和2%次氯酸钠处理5 min，且污染死亡率均显著低于其他处理组，分别为20.7%、23.4%和18.8%。结果表明，75%乙醇处理时间的增加对外植体存在明显的伤害作用。
表 3 消毒处理时间对毛白杨良种外植体的影响Table 3. Effects of sterilization time treatment on explants of poplar编号
No.75%乙醇处理时间
Treating time of 75%
ethyl alcohol/s2%次氯酸钠处理时间
Treating time of 2% sodium
hypochlorite/min污染死亡率 Pollution mortality rate/% ‘毅杨1号’ ‘Yiyang 1’ ‘毅杨2号’ ‘Yiyang 2’ ‘毅杨3号’ ‘Yiyang 3’ 1 30 3 51.7ab 43.3bc 34.5bc 2 30 5 20.7c 23.4c 18.8d 3 30 7 46.7bc 49.1abc 32.6bc 4 60 3 58.3a 53.2ab 38.8b 5 60 5 50.4abc 48.8abc 22.6bc 6 60 7 53.3ab 60.1a 47.5a 注：同一列中不同字母表示差异显著（P < 0. 05）。下同。Notes: different letters indicate significant difference at P < 0. 05 level. The same below. 2.2 6-BA对不定芽诱导的影响
选择使用合适的培养基是组织培养中成功的关键环节。通过4个6-BA质量浓度水平的处理组中增殖系数的计算及对比分析结果（表4、图1）显示，‘毅杨 1 号’及‘毅杨2号’的激素最适质量浓度为0.3 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA，增殖系数分别达到83.3%和77.4%，而‘毅杨3号’的最适6-BA质量浓度为0.5 mg/L，增殖系数为80.6%。3个毛白杨良种的在6-BA质量浓度为最适质量浓度的培养条件下增殖系数均显著大于其他质量浓度的处理组。
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图 1 高产优质毛白杨良种茎段最适增殖培养基上的生长状况Figure 1. Optimum growth conditions of stem segments of high yield and quality elite of P. tomentosa and their performance表 4 激素质量浓度对毛白杨良种不定芽诱导的影响Table 4. Effects of mass concentrations of hormones on adventitious bud induction编号
No.6-BA/(mg·L− 1) NAA/(mg·L− 1) 增殖系数 Multiplication coefficient/% ‘毅杨1号’ ‘Yiyang 1’ ‘毅杨2号’ ‘Yiyang 2’ ‘毅杨3号’ ‘Yiyang 3’ 1 0.1 0.1 62.0bc 55.6bc 31.5c 2 0.3 0.1 83.3a 77.4a 40.2bc 3 0.5 0.1 79.1b 60.2b 80.6a 4 0.7 0.1 54.1c 44.8c 52.9b 2.3 IBA对生根诱导的影响
实验中使用不同IBA质量浓度配制的培养基对毅杨外植体进行生根诱导（图2），结果如表5。表5中数据显示，较低质量浓度的IBA有利于毅杨的生根诱导，‘毅杨 1 号’和3号的IBA最适质量浓度为0.5 mg/L，而‘毅杨2号’在IBA质量浓度为0.3 mg/L的条件下生根率更高，同时作者发现在试验中最适质量浓度的培养条件下，‘毅杨2号’和3号的生根情况要优于‘毅杨 1 号’。
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图 2 高产优质毛白杨树良种茎段在最适生根培养基上的生根状况Figure 2. Optimum growth conditions of rooting medium for high yield and quality elite of P. tomentosa and their performance表 5 激素质量浓度对毛白杨良种生根的影响Table 5. Effects of hormone mass concentration on rooting condition of high yield and quality elite of P. tomentosa编号
No.IBA/(mg·L− 1) 生根率 Rooting percentage/% ‘毅杨1号’ ‘Yiyang 1’ ‘毅杨2号’ ‘Yiyang 2’ ‘毅杨3号’ ‘Yiyang 3’ 1 0.1 21.67 ± 3.33b 23.33 ± 4.41d 31.67 ± 3.56c 2 0.3 36.67 ± 3.31b 98.33 ± 5.01a 91.67 ± 4.24a 3 0.5 85.12 ± 5.77a 86.67 ± 4.41b 97.02 ± 1.51a 4 0.7 68.33 ± 6.01a 55.00 ± 5.77c 66.67 ± 4.43b 2.4 6-BA对叶片再生分化的影响
实验以6-BA质量浓度为变量对叶片增殖培养基进行筛选（图3），在30 d培养后统计结果如表6所示。实验结果显示，较高质量浓度的6-BA有利于毅杨的叶片不定芽增殖，在最适的激素质量浓度培养条件下出芽率均可超过90%，但过高的质量浓度也会造成增殖率下降。‘毅杨 1 号’和‘毅杨3号’的最佳植物激素质量浓度组合为1.0 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA，‘毅杨2号’为0.7 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA。
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图 3 高产优质毛白杨树良种叶片最适分化培养基上的生长状况Figure 3. Optimum condition of leaf differentiation medium for high yield and quality elite of P. tomentosa and their performance表 6 激素质量浓度对毛白杨良种叶片增殖的影响Table 6. Effects of hormone mass concentration on leaf proliferation of P. tomentosa编号
No.6-BA/(mg·L− 1) NAA/(mg·L− 1) 出芽率 Budding rate/% ‘毅杨1号’ ‘Yiyang 1’ ‘毅杨2号’ ‘Yiyang 2’ ‘毅杨3号’ ‘Yiyang 3’ 1 0.3 0.1 20.10 ± 3.11d 18.65 ± 2.22d 26.15 ± 3.89d 2 0.5 0.1 55.45 ± 3.44c 60.23 ± 4.52bc 30.56 ± 6.41c 3 0.7 0.1 72.3 ± 4.21b 92.10 ± 4.65a 70.39 ± 5.21b 4 1.0 0.1 95.8 ± 1.02a 65.45 ± 3.78b 90.77 ± 6.12a 3. 讨论与结论
在毛白杨组培快繁研究与应用中，多种组织与器官可用作外植体来进行无性系扩繁，如茎尖、茎段、腋芽、叶片等。在实验及生产前应挑选再生能力强、操作相对简便的材料，一般认为通过茎段发育途径形成的植株遗传稳定性好，变异率相较于通过愈伤组织分化的要小[13]。本研究采用带腋芽的茎段，在培养基中均长势良好，而在以叶片为外植体的实验中多使用幼叶。幼叶的芽分化率高而老叶不易分化出芽。此外，接种时外植体的大小也是影响组织培养效果的因素之一，过小的外植体生存能力较弱，在组培工作中不易存活和诱导，且更易发生褐化[14]，而外植体过大时容易造成污染，因此实验中应采用中等长度和大小的茎段和叶片作为外植体材料。
3.1 外植体消毒时间对组培体系构建的影响
在本研究中，毛白杨良种的外植体消毒适宜使用5%乙醇30 s联合2%次氯酸钠5 min的消毒方法，结果显示乙醇和次氯酸钠的处理时间对外植体的污染和死亡率都有较大影响，而乙醇消毒处理的时间增加对外植体有更大的伤害。在进一步的研究中可以设置更小的时间梯度组合以获得更精确的处理时间组合，在有效降低污染率的同时减少消毒剂对外植体的伤害，达到更好的处理效果。在组织培养工作中，消毒方法的选择应根据具体的实验材料，对药剂的敏感程度及消毒效果来选择和设定消毒剂及处理时间。同样，同种材料不同部位的茎段也存在着一定差异。通常而言，消毒剂的种类及消毒时间被视为外植体褐化的重要原因，但仅以对消毒方法的控制不足以使褐化率显著下降，同时规范化培养条件、外植体的选择可有效减少材料的褐变，另外可加入抗坏血酸、PVP及抗氧化剂等减少外植体的褐化现象[15]。
3.2 外源生长调节剂对组培体系构建的影响
外源生长调节剂是组培实验中诱导植物形态建成的主要因素[16-17]，而细胞分裂素是植物不定芽分化和增殖不可缺少的调节物质，6-BA是实验中广泛应用且有效的细胞分裂素，常与低质量浓度NAA组合诱导不定芽产生[18]。实验结果显示，0.3 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA为‘毅杨 1 号’和‘毅杨2号’不定芽诱导培养基中加入的植物激素最佳质量浓度，‘毅杨3号’则在0.3 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA的条件下增殖系数最高，且均显著高于其他质量浓度水平，可在进一步的实验中缩小质量浓度梯度范围，获得更高效的培养基配方。增殖率在一定质量浓度范围内的6-BA条件下呈上升趋势，较低质量浓度的6-BA促进茎段不定芽的增殖，而达到最佳的质量浓度后再增加6-BA的质量浓度则表现为抑制不定芽的诱导，同时外植体玻璃化的趋势加重。通常认为高质量浓度的6-BA有利于外植体芽的分化，且在细胞分裂素与生长素比值较大的条件下诱导芽的分化，但在实际操作中质量浓度不宜过高，否则抑制外植体的整体生长[19]。
相反，在细胞分裂素较高的条件下根的分化和生长则受到抑制，因外植体内源植物激素的存在，在诱导生根的实验中应排除细胞分裂素的使用，使用生长素以便诱导生根。IBA及NAA在组培的生根诱导实验中广泛使用，一般认为较低的生长素质量浓度有利于外植体生根，NAA除了促进生根外还能促进发芽，而IBA多用于诱导生根，作用较强且发根数量较大。实验结果显示，生根诱导中‘毅杨 1 号’与‘毅杨3号’的IBA最适质量浓度为0.5 mg/L，‘毅杨2号’则为0.3 mg/L；随着IBA质量浓度的变化，外植体的生根率也有显著变化，高质量浓度的IBA不利于毅杨良种的生根。
现有的研究提及在叶片分化培养中，多种激素的混合使用相较于单一激素的使用有更好的效果[20-22]。在实验中较高质量浓度的6-BA配合0.1 mg/L的NAA对叶片增殖的促进效果较好，在‘毅杨2号’中6-BA的质量浓度提升到1.0 mg/L后叶片的出芽率开始下降，说明过高的6-BA质量浓度同样不利于叶片的分化，而在‘毅杨 1 号’与‘毅杨3号’的实验中，叶片的出芽率随6-BA质量浓度的提升而逐步增大，因此可继续增加6-BA的使用量来确定其最适的质量浓度范围。
本文首次报道了高产优质毛白杨良种‘毅杨 1 号’ ‘毅杨2号’与‘毅杨3号’的高效组织培养体系，对外植体消毒时间、外源植物生长调节剂质量浓度进行优化，最终建立了高效的毛白杨良种组培再生体系。本试验的研究方法可用于毛白杨良种的快速繁殖以及遗传转化研究，并将为毛白杨良种推广应用以及进一步利用基因工程技术在分子水平对现有良种开展精准改良奠定了基础。
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图 1 不同部位灌草植物群落生长特征
不同字母表示不同位置差异显著（P < 0.05）。Different letters indicate significant differences among varied positions (P < 0.05).
Figure 1. Growth characteristics of shrub and grass communities in different positions
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图 2 不同部位灌草植物群落物种多样性指数
相同字母表示差异不显著（P > 0.05）。The same letter indicates that there is no significant difference (P > 0.05).
Figure 2. Species diversity index of shrub and grass communities in different positions
表 1 样地基本信息
Table 1 Basic information of sample plots
沟样地号
Gully sample plot No.部位
Position经度
Longitude纬度
Latitude海拔
Elevation/m坡向
Aspect/（°）坡度
Slope/（°）1 沟底 Gully floor 110°46′40″E 36°16′24″N 898.4 沟阳坡 Gully sunny slope 110°46′25″E 36°16′13″N 891.1 140 14 沟阴坡 Gully shady slope 110°46′44″E 36°16′30″N 905.2 320 30 2 沟底 Gully floor 110°46′15″E 36°16′08″N 914.0 沟阴坡 Gully shady slope 110°46′14″E 36°16′07″N 917.0 70 35 沟阳坡 Gully sunny slope 110°46′15″E 36°16′08″N 918.0 250 36 3 沟底 Gully floor 110°44′34″E 36°16′42″N 920.0 沟阳坡 Gully sunny slope 110°44′34″E 36°16′42″N 928.0 210 40 沟阴坡 Gully shady slope 110°44′34″E 36°16′42″N 925.0 40 39 注：坡向以正北为0°，顺指针方向旋转。Note: aspect is measured with north as 0 degrees, turning clockwise. 
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表 2 不同地貌部位灌草植物群落前5位物种重要值
Table 2 Top five species importance values of shrub and grass communities in different geomorphological positions
层次
Level部位
Position主要物种
Major species灌木
Shrub沟底
Gully floor黄刺玫（14.78%） + 荆条（11.59%） + 尖叶铁扫帚（10.57%） + 杠柳（10.38%） + 萝藦（5.56%） Rosa xanthina (14.78%) + Vitex negundo var. heterophylla (11.59%) + Lespedeza juncea (10.57%) + Periploca sepium(10.38%) + Cynanchum rostellatum (5.56%) 沟阳坡
Gully sunny slope荆条（16.40%） + 黄刺玫（12.17%） + 木蓝（8.46%） + 杠柳（8.15%） + 油松（6.27%） Vitex negundo var. heterophylla (16.40%) + Rosa xanthina (12.17%) + Indigofera tinctoria (8.46%) + Periploca sepium (8.15%) + Pinus tabuliformis (6.27%) 沟阴坡
Gully shady slope木蓝（12.50%） + 荆条（10.30%） + 河朔荛花（9.66%） + 黄刺玫（8.79%） + 杠柳（7.06%） Indigofera tinctoria (12.50%) + Vitex negundo var. heterophylla (10.30%) + Wikstroemia chamaedaphne (9.66%) + Rosa xanthina (8.79%) + Periploca sepium (7.06%) 草本
Herb沟底
Gully floor芦苇（12.24%） + 白莲蒿（8.07%） + 黄花蒿（6.18%） + 角蒿（4.64%） + 大油芒（4.32%） Phragmites australis (12.24%) + Artemisia stechmanniana (8.07%) + Artemisia annua (6.18%) + Incarvillea sinensis (4.64%) + Spodiopogon sibiricus (4.32%) 沟阳坡
Gully sunny slope披针薹草（13.55%） + 狗尾草（10.73%） + 华北前胡（9.60%） + 黄花蒿（6.75%） + 芦苇（5.68%） Carex lancifolia (13.55%) + Setaria viridis (10.73%) + Peucedanum harry-smithii (9.60%) + Artemisia annua (6.75%) + Phragmites australis (5.68%) 沟阴坡
Gully shady slope黄花蒿（13.31%） + 披针薹草（11.82%） + 狗尾草（7.92%） + 华北前胡（5.99%） + 败酱（4.92%） Artemisia annua (13.31%) + Carex lancifolia (11.82%) + Setaria viridis (7.92%) + Peucedanum harry-smithii (5.99%) + Patrinia scabiosifolia (4.92%) 注：括号内数据为重要值。Note: data in the brackets are important values.
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表 3 不同部位灌草植物群落前5位生态位宽度
Table 3 Niche width of top five shrub-herb plant communities in different positions
部位 Position 灌木
Shrub生态位宽度
Niche width草本
Herb生态位宽度
Niche width沟底 Gully floor 黄刺玫 Rosa xanthina 0.84 芦苇 Phragmites australis 0.56 杠柳 Periploca sepium 0.64 白莲蒿 Artemisia stechmanniana 0.56 荆条 Vitex negundo var. heterophylla 0.60 黄花蒿 Artemisia annua 0.39 尖叶铁扫帚 Lespedeza juncea 0.58 角蒿 Incarvillea sinensis 0.37 萝藦 Cynanchum rostellatum 0.46 披针薹草 Carex lancifolia 0.34 沟阳坡 Gully sunny slope 荆条 Vitex negundo var. heterophylla 0.69 披针薹草 Carex lancifolia 0.78 木蓝 Indigofera tinctoria 0.62 华北前胡 Peucedanum harry-smithii 0.67 黄刺玫 Rosa xanthina 0.62 狗尾草 Setaria viridis 0.58 杠柳 Periploca sepium 0.58 黄花蒿 Artemisia annua 0.54 臭椿 Ailanthus altissima 0.40 败酱 Patrinia scabiosifolia 0.41 沟阴坡 Gully shady slope 荆条 Vitex negundo var. heterophylla 0.69 披针薹草 Carex lancifolia 0.73 木蓝 Indigofera tinctoria 0.61 黄花蒿 Artemisia annua 0.64 黄刺玫 Rosa xanthina 0.59 狗尾草 Setaria viridis 0.48 河朔荛花 Wikstroemia chamaedaphne 0.51 华北前胡 Peucedanum harry-smithii 0.43 杠柳 Periploca sepium 0.47 败酱 Patrinia scabiosifolia 0.38
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表 4 不同地貌部位灌草植物群落相似性系数
Table 4 Similarity coefficients of shrub and grass communities in different geomorphological positions
项目
Item沟底
Gully floor沟阳坡
Gully sunny slope沟阴坡
Gully shady slope沟底
Gully floor1 沟阳坡
Gully sunny slope0.521 1 沟阴坡
Gully shady slope0.545 0.630 1
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[1] 刘瑞雪, 林小龙, 陈龙清. 水淹干扰下水库水滨带植物群落谱系结构与物种多样性格局[J]. 生态学报, 2023, 43(11): 4700−4711. Liu R X, Lin X L, Chen L Q. Phylogenetic structure and species diversity pattern of plant community under flooding disturbance in the riparian zone of reservoirs[J]. Acta Ecologica Sinica, 2023, 43(11): 4700−4711.
[2] 刘润红, 常斌, 荣春艳, 等. 漓江河岸带枫杨群落主要木本植物种群生态位[J]. 应用生态学报, 2018, 29(12): 3917−3926. Liu R H, Chang B, Rong C Y, et al. Niche of main woody plant populations of Pterocarya stenoptera community in riparian zone of Lijiang River, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2018, 29(12): 3917−3926.
[3] 陈仕友, 姜春前, 白彦锋, 等. 马尾松次生林林窗初期灌木层优势物种生态位研究[J]. 北京林业大学学报, 2023, 45(7): 27−35. doi: 10.12171/j.1000-1522.20220084 Chen S Y, Jiang C Q, Bai Y F, et al. Niche of dominant species in shrub layer of Pinus massoniana secondary forest at the initial stage of forest gap[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2023, 45(7): 27−35. doi: 10.12171/j.1000-1522.20220084
[4] 陈铭, 黄林娟, 黄贵, 等. 广西大石围天坑群草本植物多样性及其生态位变化规律[J]. 生态学报, 2023, 43(7): 2831−2844. Chen M, Huang L J, Huang G, et al. Diversity and niche characteristics of herbaceous plants in Dashiwei Tiankeng Group, Guangxi[J]. Acta Ecologica Sinica, 2023, 43(7): 2831−2844.
[5] 李小鹏, 卜元坤, 陈佳卉, 等. 桥山林区辽东栎次生林生态位及多样性特征与林分分布格局的关系[J]. 生态学杂志, 2024, 43(2): 415−423. Li X P, Bu Y K, Chen J H, et al. Relationship between niche and diversity characteristics and distribution pattern of Quercus wutaishanica secondary forest in Qiaoshan[J]. Chinese Journal of Ecology, 2024, 43(2): 415−423.
[6] 田一显, 韩俊学, 陈炳超, 等. 桂西北香合欢群落物种多样性及种间生态位特征[J]. 广西林业科学, 2022, 51(4): 466−474. Tian Y X, Han J X, Chen B C, et al. Species diversity and interspecific niche characteristics of Albizia odoratissima community in Northwest Guangxi[J]. Guangxi Forestry Science, 2022, 51(4): 466−474.
[7] 谭凤霞, 罗静波, 祁梅, 等. 长湖水生植物多样性与生态位的季节性变化研究[J]. 长江流域资源与环境, 2021, 30(5): 1121−1129. Tan F X, Luo J B, Qi M, et al. Seasonal variation on the diversity, niche breadth and niche overlap of aquatic plant in Changhu Lake[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2021, 30(5): 1121−1129.
[8] 董雪, 辛智鸣, 段瑞兵, 等. 乌兰布和沙漠典型灌木群落多样性及其生态位[J]. 干旱区研究, 2020, 37(4): 1009−1017. Dong X, Xin Z M, Duan R B, et al. Species diversity of typical shrubs and niches of dominant shrub species in the Ulanbuh Desert[J]. Arid Zone Research, 2020, 37(4): 1009−1017.
[9] 杨寒月, 张光辉, 张宝军. 黄土丘陵沟壑区沟坡典型植物群落生长特征[J]. 水土保持研究, 2019, 26(2): 62−67. Yang H Y, Zhang G H, Zhang B J. Growth characteristics of typical plant communities on gully slopes in the loess hilly-gully region[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2019, 26(2): 62−67.
[10] 李梁, 张建军, 陈宝强, 等. 晋西黄土区长期封禁小流域植被群落动态变化[J]. 林业科学, 2018, 54(2): 1−9. doi: 10.11707/j.1001-7488.20180201 Li L, Zhang J J, Chen B Q, et al. Dynamic changes of vegetation communities in a small watershed been chronically closed in the Loess Plateau in western Shanxi Province[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2018, 54(2): 1−9. doi: 10.11707/j.1001-7488.20180201
[11] 王亚娟, 陈云明, 孙亚荣, 等. 宁南黄土丘陵区侵蚀沟不同部位植物多样性与土壤养分[J]. 水土保持研究, 2023, 30(5): 99−105. Wang Y J, Chen Y M, Sun Y R, et al. Plant diversity and soil nutrients in different parts of erosion cully in loess hilly region of south Ningxia[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2023, 30(5): 99−105.
[12] 韩锦涛, 李素清, 赵德怀, 等. 晋西北丘陵风沙区人工植物群落优势种群生态位研究[J]. 山西师范大学学报(自然科学版), 2018, 32(1): 57−65. Han J T, Li S Q, Zhao D H, et al. Study on ecological niche analysis of dominant species in artificial plant communities in sandy hill regions of northwest Shanxi Province, China[J]. Journal of Shanxi Normal University (Natural Science Edition), 2018, 32(1): 57−65.
[13] 白晓航, 张金屯. 小五台山森林群落优势种的生态位分析[J]. 应用生态学报, 2017, 28(12): 3815−3826. Bai X H, Zhang J T. Niche analysis of dominant species of forest community in Xiaowutai Mountain, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2017, 28(12): 3815−3826.
[14] 刘润红, 陈乐, 涂洪润, 等. 桂林岩溶石山青冈群落灌木层主要物种生态位与种间联结[J]. 生态学报, 2020, 40(6): 2057−2071. Liu R H, Chen L, Tu H R, et al. Niche and interspecific association of main species in shrub layer of Cyclobalanopsis glauca community in karst hills of Guilin, southwest China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2020, 40(6): 2057−2071.
[15] 马南方. 黄土丘陵区典型小流域土壤水碳时空分布特征及影响因素[D]. 杨凌: 中国科学院大学, 2022. Ma N F. Temporal and spatial distribution characteristics and influencing factors of soil water and carbon in typical small watershed of the loess hilly region[D]. Yangling: University of Chinese Academy of Sciences, 2022.
[16] 徐恩凯, 周梓滢, 胡永歌, 等. 黄土丘陵沟壑区生态修复和植物景观营造模式与策略: 以郑州市滨黄河区域为例[J]. 风景园林, 2022, 29(5): 75−81. Xu E K, Zhou Z Y, Hu Y G, et al. Model and strategy of ecological restoration and plant landscape construction in loess hilly and gully region: a case study of the area along the Yellow River in Zhengzhou City[J]. Landscape Architecture, 2022, 29(5): 75−81.
[17] 赵宇辉. 晋西黄土区蔡家川流域切沟空间分布与发育风险评价[D]. 北京: 北京林业大学, 2022. Zhao Y H. Study on the spatial distribution and development risk assessment of gully in Caijiachuan Watershed in the loess region of western Shanxi Province [D]. Beijing: Beijing Forestry University, 2022.
[18] 张开心, 王西平, 朱洪生, 等. 不同地貌形态下植物地境结构特征研究: 以河南省南太行地区为例[J]. 中南林业科技大学学报, 2023, 43(2): 124−132. Zhang K X, Wang X P, Zhu H S, et al. Research on the structural characteristics of underground plant habitat in different geomorphic forms: a case study of the south Taihang Region in Henan Province[J]. Journal of Central South University of Forestry & Technology, 2023, 43(2): 124−132.
[19] 王丽红. 大兴安岭火烧迹地落叶松人工林生态效应研究[D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2017. Wang L H. Ecological effects of Larix gmelinii plantation in burned areas of Great Xing’an Mountains[D]. Harbin: Northeast Forestry University, 2017.
[20] 张桐, 王玉杰, 王云琦, 等. 晋西黄土区不同森林群落类型植物多样性研究[J]. 北京林业大学学报, 2015, 37(11): 82−88. Zhang T, Wang Y J, Wang Y Q, et al. Plant diversity in various forest community types in the Loess Plateau of western Shanxi Province, northern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2015, 37(11): 82−88.
[21] 李梁. 蔡家川流域侵蚀沟分类及植被恢复特征研究[D]. 北京: 北京林业大学, 2018. Li L. Study on classification of erosion gully and characteristics of vegetation restoration in Caijiachuan Watershed[D]. Beijing: Beijing Forestry University, 2018.
[22] 郝文芳, 杜峰, 陈小燕, 等. 黄土丘陵区天然群落的植物组成、植物多样性及其与环境因子的关系[J]. 草地学报, 2012, 20(4): 609−615. Hao W F, Du F, Chen X Y, et al. Composition and diversity analysis of natural-community plants in the loess hilly region[J]. Acta Agrestia Sinica, 2012, 20(4): 609−615.
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期刊类型引用(11)
1. 施云凤，李文秀，贺军军，罗萍，张华林，张凤英. 甲基磺酸乙酯诱变对阳春砂仁出苗的影响. 热带农业科学. 2024(10): 47-51 . 
百度学术
2. 崔晓彤，刘婉婷，张恒月，段乌拉，王君. 杨树派间远缘杂种小胡杨(Populus simonii×P.euphratica)组培快繁体系的构建. 分子植物育种. 2023(07): 2337-2343 . 百度学术
3. 王欢，曾琪瑶，王春胜，郭俊杰，曾杰. 油榄仁种胚高质量组培快繁体系. 中南林业科技大学学报. 2023(09): 53-61+88 . 百度学术
4. 李春兰. 毛白杨良种繁殖技术研究进展. 安徽农业科学. 2022(10): 22-24+45 . 百度学术
5. 王雷，李百和，赵培霞，韩鹏. 蒙古莸(Caryopteris mongholica)组培快繁体系的建立和优化. 分子植物育种. 2022(14): 4745-4754 . 百度学术
6. 陈耀兵，罗凯，李美东，黄秀芳，刘汉蓁，王水清，陈圣林. “鄂选1号”山桐子组培繁育体系构建. 北京林业大学学报. 2022(12): 23-31 . 本站查看
7. 屈超，叶冬梅，郭欣，崔雁敏，朝勒蒙. 互叶醉鱼草茎段组织培养技术研究. 江苏林业科技. 2022(06): 15-19 . 百度学术
8. 马秋月，李倩中，李淑顺，朱璐，颜坤元，李淑娴，张斌，闻婧. 元宝枫组织培养及快速繁殖技术研究. 南京林业大学学报(自然科学版). 2021(02): 220-224 . 百度学术
9. 石进朝，陈博，陈兰芬，李彦侠. 阳光毛白杨带芽茎段再生体系的构建. 江苏农业科学. 2021(14): 50-55 . 百度学术
10. 梁艳，赵雪莹，白雪，刘德强，张妍，潘朋. PVP处理对黑皮油松外植体酚类物质形成及酶活性的影响. 林业科学. 2021(10): 166-174 . 百度学术
11. 王建新，吴志茹，冯光惠. 榆林沙区引种波尔卡树莓的组织培养与快速繁殖. 山西农业科学. 2019(12): 2078-2082 . 百度学术
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