Analysis of the distribution pattern and nutrition profiles of forage plants in the Tarim River Basin

doi:10.11686/cyxb2025107

Abstract

Abstract:

The aim of this study was to determine the distribution of forage plant resources in the Tarim River Basin and the factors influencing the distribution. The overall aim of our study was to provide theoretical support for the development and utilization of forage resources at family， genus， and species levels. In addition， based on the grouping of forage plants with similar nutrition profiles， we aimed to identify forage species with potentially high nutrition value in the Tarim River Basin and suggest possible substitutes. By integrating information from historical literature， field surveys， and online databases， we updated the forage plant list for the Tarim River Basin and analyzed the composition and distribution patterns of plant families， genera， and species. We also explored the influence of anthropogenic， climatic， and soil factors on the distribution of different pasture taxa and growth-type plants using redundancy analysis， and carried out a clustering analysis based on principal component analysis to identify groups of pasture plants with similar nutritive value. The main results were as follows： 1） The forage plants in the Tarim River Basin totaled 269 species in 153 genera and 41 families. These plants were mostly distributed along the edge of the Tarim Basin， and were mainly concentrated in Hejing County in the north， Wuqia County in the west， Yecheng County and Hotan County in the southwest， Ruoqiang County in the east， and Aksu City in the central part. 2） The mean annual air temperature and local gross domestic product were the main factors influencing the regional distribution of forage taxa， with a combined contribution of 66.8%. Mean annual temperature was the primary factor influencing the regional distribution of different growth types of forage plants， with a contribution of 62.2%， and acidity and alkalinity （pH） and available potassium were the factors of secondary importance， with contributions of 13.1% and 10.8%， respectively. Soil organic matter only affected the distribution of forage taxa. 3） In terms of nutrition status， similarities among forage plants were independent of their phylogenetic relationships and forage class groupings.

Key words: Tarim River Basin, forage plants, distribution patterns, environmental factors, nutrient clustering

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Figures/Tables 12

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麻黄科Ephedraceae （1）	麻黄属Ephedra （1）
杨柳科Salicaceae （3）	杨属Populus （3）
榆科Ulmaceae （1）	榆属Ulmus （1）
荨麻科Urticaceae （1）	荨麻属Urtica （1）
蓼科Polygonaceae （16）	木蓼属Atraphaxis （3）；沙拐枣属Calligonum （8）；蓼属Persicaria （3）；拳参属Bistorta （1）；酸模属Rumex （1）
石竹科Caryophyllaceae （1）	裸果木属Gymnocarpos （1）
苋科Amaranthaceae （46）	沙蓬属Agriophyllum （1）；假木贼属Anabasis （2）；滨藜属Atriplex （4）；樟味藜属Camphorosma （1）；角果藜属Ceratocarpus （1）；藜属Chenopodium （2）；红叶藜属Oxybasis （1）；虫实属Corispermum （1）；盐节木属Halocnemum （1）；盐生草属Halogeton （2）；盐穗木属Halostachys （1）；梭梭属Haloxylon （2）；戈壁藜属Iliamna （1）；盐爪爪属Kalidium （5）；驼绒藜属Krascheninnikovia （3）；盐角草属Salicornia （2）；山猪毛菜属Oreosalsola （2）；碱猪毛菜属Soda （4）；猪毛菜属Salsola （2）；合头藜属Sympegma （1）；苋属Amaranthus （1）；腺毛藜属Dysphania （1）；麻叶藜属Chenopodium （1）；沙冰藜属Bassia （1）；雾冰藜属Grubovia （1）
毛茛科Ranunculaceae （4）	铁线莲属Clematis （4）
山柑科Capparaceae （1）	山柑属Capparis （1）
十字花科Brassicaceae （5）	独行菜属Lepidium （2）；涩芥属Strigosella （1）；念珠芥属Neotorularia （1）；四齿芥属Tetracme （1）
蔷薇科Rosaceae （12）	委陵菜属Potentilla （4）；毛莓草属Sibbaldia （2）；金露梅属Dasiphora （1）；蕨麻属Argentina （1）；蔷薇属Rosa （1）；悬钩子属Rubus （1）；地榆属Sanguisorba （1）；羽衣草属Alchemilla （1）
豆科Fabaceae （28）	骆驼刺属Alhagi （1）；紫穗槐属Amorpha （1）；黄芪属Astragalus （3）；锦鸡儿属Caragana （5）；甘草属Glycyrrhiza （4）；百脉根属Lotus （1）；苜蓿属Medicago （3）；草木樨属Melilotus （2）；棘豆属Oxytropis （1）；车轴草属Trifolium （4）；刺槐属Robinia （1）；野豌豆属Vicia （2）
牻牛儿苗科Geraniaceae （2）	牻牛儿苗属Erodium （1）；老鹳草属Geranium （1）
蒺藜科Zygophyllaceae （9）	白刺属Nitraria （4）；骆驼蓬属Peganum （3）；驼蹄瓣属Zygophyllum （2）
远志科Polygalaceae （1）	远志属Polygala （1）
锦葵科Malvaceae （2）	木槿属Hibiscus （1）；锦葵属Malva （1）
胡颓子科Elaeagnaceae （2）	胡颓子属Elaeagnus （1）；沙棘属Hippophae （1）
柽柳科Tamaricaceae （8）	红砂属Reaumuria （2）；柽柳属Tamarix （5）；水柏枝属Myricaria （1）
柳叶菜科Onagraceae （1）	柳兰属Chamerion （1）
锁阳科Cynomoriaceae （1）	锁阳属Cynomorium （1）
报春花科Primulaceae （1）	珍珠菜属Lysimachia （1）
白花丹科Plumbaginaceae （1）	补血草属Limonium （1）
旋花科Convolvulaceae （2）	旋花属Convolvulus （2）
唇形科Lamiaceae （1）	青兰属Dracocephalum （1）
车前科Plantaginaceae （1）	车前属Plantago （1）
菊科Asteraceae （32）	亚菊属Ajania （1）；蒿属Artemisia （11）；紫菀木属Asterothamnus （1）；蓝刺头属Echinops （1）；旋覆花属Inula （1）；花花柴属Karelinia （1）；栉叶蒿属Neopallasia （1）；鸦葱属Takhtajaniantha （2）；苦苣菜属Sonchus （2）；苦荬菜属Ixeris （1）；绢蒿属Seriphidium （2）；莴苣属Lactuca （2）；蓟属Cirsium （1）；紫菀属Aster （2）；紫菀木属Asterothamnus （1）火绒草属Leontopodium （1）；漏芦属Rhaponticum （1）；飞蓬属Erigeron （1）
水麦冬科Juncaginaceae （1）	水麦冬属Triglochin （1）
禾本科Poaceae （62）	芨芨草属Neotrinia （2）；獐毛属Aeluropus （2）；冰草属Agropyron （1）；三芒草属Aristida （1）；雀麦属Bromus （1）；拂子茅属Calamagrostis （3）；隐子草属Cleistogenes （1）；披碱草属Elymus （6）；九顶草属Enneapogon （1）；旱麦草属Eremopyrum （1）；洽草属Koeleria （1）；狼尾草属Pennisetum （1）；芦苇属Phragmites （1）；狗尾草属Setaria （1）；针茅属Stipa （7）；稗属Echinochloa （1）；甘蔗属Saccharum （1）；狗牙根属Cynodon （1）；虎尾草属Chloris （1）；黄花茅属Anthoxanthum （1）；剪股颖属Agrostis （1）；碱茅属Puccinellia （1）；孔颖草属Bothriochloa （1）；赖草属Leymus （2）；马唐属Digitaria （1）；新麦草属Psathyrostachys （1）；鸭茅属Dactylis （1）；偃麦草属Elytrigia （1）；燕麦属Avena （1）；虉草属Phalaris （1）；早熟禾属Poa （2）；大麦属Hordeum （1）；羊茅属Festuca （8）；棒头草属Polypogon （1）；画眉草属Eragrostis （1）；荩草属Arthraxon （1）；细柄茅属Ptilagrostis （1）；异燕麦属Helictotrichon （1）
桑科Moraceae （1）	榕属Ficus （1）
莎草科Cyperaceae （9）	扁穗草属Blysmus （2）；薹草属Carex （7）
泽泻科Alismataceae （1）	泽泻属Alisma （1）
石蒜科Amaryllidaceae （2）	葱属Allium （2）
卫矛科Celastraceae （1）	卫矛属Euonymus （1）
香蒲科Typhaceae （2）	香蒲属Typha （2）
茜草科Rubiaceae （1）	拉拉藤属Galium （1）
紫草科Boraginaceae （1）	牛舌草属Anchusa （1）
灯芯草科Juncaceae （2）	灯芯草属Juncus （2）
马齿苋科Portulacaceae （1）	马齿苋属Portulaca （1）

科名（科内物种数） Family name （Number of species in the family）	属名（属内物种数） Genus name （Number of species in the genus）
柏科Cupressaceae （1）	刺柏属Juniperus （1）
麻黄科Ephedraceae （1）	麻黄属Ephedra （1）
杨柳科Salicaceae （3）	杨属Populus （3）
榆科Ulmaceae （1）	榆属Ulmus （1）
荨麻科Urticaceae （1）	荨麻属Urtica （1）
蓼科Polygonaceae （16）	木蓼属Atraphaxis （3）；沙拐枣属Calligonum （8）；蓼属Persicaria （3）；拳参属Bistorta （1）；酸模属Rumex （1）
石竹科Caryophyllaceae （1）	裸果木属Gymnocarpos （1）
苋科Amaranthaceae （46）	沙蓬属Agriophyllum （1）；假木贼属Anabasis （2）；滨藜属Atriplex （4）；樟味藜属Camphorosma （1）；角果藜属Ceratocarpus （1）；藜属Chenopodium （2）；红叶藜属Oxybasis （1）；虫实属Corispermum （1）；盐节木属Halocnemum （1）；盐生草属Halogeton （2）；盐穗木属Halostachys （1）；梭梭属Haloxylon （2）；戈壁藜属Iliamna （1）；盐爪爪属Kalidium （5）；驼绒藜属Krascheninnikovia （3）；盐角草属Salicornia （2）；山猪毛菜属Oreosalsola （2）；碱猪毛菜属Soda （4）；猪毛菜属Salsola （2）；合头藜属Sympegma （1）；苋属Amaranthus （1）；腺毛藜属Dysphania （1）；麻叶藜属Chenopodium （1）；沙冰藜属Bassia （1）；雾冰藜属Grubovia （1）
毛茛科Ranunculaceae （4）	铁线莲属Clematis （4）
山柑科Capparaceae （1）	山柑属Capparis （1）
十字花科Brassicaceae （5）	独行菜属Lepidium （2）；涩芥属Strigosella （1）；念珠芥属Neotorularia （1）；四齿芥属Tetracme （1）
蔷薇科Rosaceae （12）	委陵菜属Potentilla （4）；毛莓草属Sibbaldia （2）；金露梅属Dasiphora （1）；蕨麻属Argentina （1）；蔷薇属Rosa （1）；悬钩子属Rubus （1）；地榆属Sanguisorba （1）；羽衣草属Alchemilla （1）
豆科Fabaceae （28）	骆驼刺属Alhagi （1）；紫穗槐属Amorpha （1）；黄芪属Astragalus （3）；锦鸡儿属Caragana （5）；甘草属Glycyrrhiza （4）；百脉根属Lotus （1）；苜蓿属Medicago （3）；草木樨属Melilotus （2）；棘豆属Oxytropis （1）；车轴草属Trifolium （4）；刺槐属Robinia （1）；野豌豆属Vicia （2）
牻牛儿苗科Geraniaceae （2）	牻牛儿苗属Erodium （1）；老鹳草属Geranium （1）
蒺藜科Zygophyllaceae （9）	白刺属Nitraria （4）；骆驼蓬属Peganum （3）；驼蹄瓣属Zygophyllum （2）
远志科Polygalaceae （1）	远志属Polygala （1）
锦葵科Malvaceae （2）	木槿属Hibiscus （1）；锦葵属Malva （1）
胡颓子科Elaeagnaceae （2）	胡颓子属Elaeagnus （1）；沙棘属Hippophae （1）
柽柳科Tamaricaceae （8）	红砂属Reaumuria （2）；柽柳属Tamarix （5）；水柏枝属Myricaria （1）
柳叶菜科Onagraceae （1）	柳兰属Chamerion （1）
锁阳科Cynomoriaceae （1）	锁阳属Cynomorium （1）
报春花科Primulaceae （1）	珍珠菜属Lysimachia （1）
白花丹科Plumbaginaceae （1）	补血草属Limonium （1）
旋花科Convolvulaceae （2）	旋花属Convolvulus （2）
唇形科Lamiaceae （1）	青兰属Dracocephalum （1）
车前科Plantaginaceae （1）	车前属Plantago （1）
菊科Asteraceae （32）	亚菊属Ajania （1）；蒿属Artemisia （11）；紫菀木属Asterothamnus （1）；蓝刺头属Echinops （1）；旋覆花属Inula （1）；花花柴属Karelinia （1）；栉叶蒿属Neopallasia （1）；鸦葱属Takhtajaniantha （2）；苦苣菜属Sonchus （2）；苦荬菜属Ixeris （1）；绢蒿属Seriphidium （2）；莴苣属Lactuca （2）；蓟属Cirsium （1）；紫菀属Aster （2）；紫菀木属Asterothamnus （1）火绒草属Leontopodium （1）；漏芦属Rhaponticum （1）；飞蓬属Erigeron （1）
水麦冬科Juncaginaceae （1）	水麦冬属Triglochin （1）
禾本科Poaceae （62）	芨芨草属Neotrinia （2）；獐毛属Aeluropus （2）；冰草属Agropyron （1）；三芒草属Aristida （1）；雀麦属Bromus （1）；拂子茅属Calamagrostis （3）；隐子草属Cleistogenes （1）；披碱草属Elymus （6）；九顶草属Enneapogon （1）；旱麦草属Eremopyrum （1）；洽草属Koeleria （1）；狼尾草属Pennisetum （1）；芦苇属Phragmites （1）；狗尾草属Setaria （1）；针茅属Stipa （7）；稗属Echinochloa （1）；甘蔗属Saccharum （1）；狗牙根属Cynodon （1）；虎尾草属Chloris （1）；黄花茅属Anthoxanthum （1）；剪股颖属Agrostis （1）；碱茅属Puccinellia （1）；孔颖草属Bothriochloa （1）；赖草属Leymus （2）；马唐属Digitaria （1）；新麦草属Psathyrostachys （1）；鸭茅属Dactylis （1）；偃麦草属Elytrigia （1）；燕麦属Avena （1）；虉草属Phalaris （1）；早熟禾属Poa （2）；大麦属Hordeum （1）；羊茅属Festuca （8）；棒头草属Polypogon （1）；画眉草属Eragrostis （1）；荩草属Arthraxon （1）；细柄茅属Ptilagrostis （1）；异燕麦属Helictotrichon （1）
桑科Moraceae （1）	榕属Ficus （1）
莎草科Cyperaceae （9）	扁穗草属Blysmus （2）；薹草属Carex （7）
泽泻科Alismataceae （1）	泽泻属Alisma （1）
石蒜科Amaryllidaceae （2）	葱属Allium （2）
卫矛科Celastraceae （1）	卫矛属Euonymus （1）
香蒲科Typhaceae （2）	香蒲属Typha （2）
茜草科Rubiaceae （1）	拉拉藤属Galium （1）
紫草科Boraginaceae （1）	牛舌草属Anchusa （1）
灯芯草科Juncaceae （2）	灯芯草属Juncus （2）
马齿苋科Portulacaceae （1）	马齿苋属Portulaca （1）

科类别 Categories of families	科Family		属Genus		种Species		属类别 Categories of genera	属Genus		种Species
科类别 Categories of families	数量 Number （No.）	占比 Percentage （%）	数量 Number（No.）	占比 Percentage （%）	数量 Number （No.）	占比 Percentage （%）	属类别 Categories of genera	数量 Number （No.）	占比 Percentage （%）	数量Number （No.）	占比Percentage （%）
大型科Large family （≥10）	6	15	196	73	107	70	大型属Large genus （≥10）	1	1	11	4
中型科Medium-sized family （5~9）	4	10	31	12	13	8	中型属Medium-sized genus （5~9）	8	5	51	18
小型科Small family （2~4）	8	20	19	7	10	7	小型属Small genus （2~4）	42	27	105	39
单种科Monotypic family （1）	23	55	23	8	23	15	单种属Monotypic genus （1）	102	67	102	39

科类别 Categories of families	科Family		属Genus		种Species		属类别 Categories of genera	属Genus		种Species
科类别 Categories of families	数量 Number （No.）	占比 Percentage （%）	数量 Number（No.）	占比 Percentage （%）	数量 Number （No.）	占比 Percentage （%）	属类别 Categories of genera	数量 Number （No.）	占比 Percentage （%）	数量Number （No.）	占比Percentage （%）
大型科Large family （≥10）	6	15	196	73	107	70	大型属Large genus （≥10）	1	1	11	4
中型科Medium-sized family （5~9）	4	10	31	12	13	8	中型属Medium-sized genus （5~9）	8	5	51	18
小型科Small family （2~4）	8	20	19	7	10	7	小型属Small genus （2~4）	42	27	105	39
单种科Monotypic family （1）	23	55	23	8	23	15	单种属Monotypic genus （1）	102	67	102	39

牧草类群 Forage plant groups	年均温Mean annual temperature （MAT）	年均降水Annual precipitation （AP）	地方生产总值Gross domestic product （GDP）	pH	土壤有机质Soil organic matter	全磷Total phosphorus （TP）	碱解氮Alkali-hydrolyzable nitrogen （AN）	速效钾Available potassium （AK）
禾本科Poaceae	-0.582**	0.473**	/	-0.602**	/	0.414**	0.555**	-0.457**
豆科Fabaceae	-0.325*	/	/	/	/	/	/	/
莎草科Cyperaceae	-0.582**	0.380*	/	-0.515**	0.332*	0.424**	0.411**	-0.536**
其他科Other family	-0.597**	/	/	-0.471**	/	0.340*	0.340*	-0.458**
灌木Shrub	-0.321*	/	0.334^*	/	/	/	/	/