孫利忠 馬保建 劉彤
摘要：【目的】探究**北疆滴灌機采棉田雜草生態位機理。【方法】運用七級目測法調查了**北疆5個地區（**生產建設兵團第八師143團、145團和147團，昌吉市，奎屯市）25個滴灌機采棉田樣點的雜草優勢度等級，依據優勢度等級轉換為重要值，進而計算出主要雜草（20種）的生態位寬度及重疊值；
依據20種主要雜草的優勢度及生態位重疊值，采用去趨勢對應分析（detrended correspondence analysis， DCA）排序和最小生成樹法（圖論聚類分析），制作反映雜草生態學相似關系的排序圖和最小生成樹。【結果】田旋花、藜、反枝莧、龍葵、蘆葦、狗尾草、苘麻、野西瓜苗和稗的實際生態位較寬，是**北疆滴灌機采棉田的優勢種群（惡性雜草）。龍葵與藜、苘麻與反枝莧、野西瓜苗與稗、反枝莧與稗等雜草間的生態位重疊值較大，對資源的競爭較為激烈。依據生態位重疊值的大小關系制作的最小生成樹中，20種主要雜草被分為4組。在25個樣點中，針對20種主要雜草的綜合生態需求DCA排序表明：9種惡性雜草幾乎都聚集于排序圖中央，與居于排序圖周邊的一般雜草區分較為明顯，且20種主要雜草的DCA排序圖與最小生成樹對應關系較好。【結論】隨著滴灌年限的增加，龍葵、田旋花、藜等9種惡性雜草的優勢度值與滴灌年限之間存在極顯著或顯著的回歸關系，其中除田旋花、狗尾草2種雜草的優勢度值與滴灌年限之間存在極顯著的非線性回歸關系外，其他7種雜草的優勢度值與滴灌年限之間存在極顯著的線性回歸關系。
關鍵詞：棉花；
雜草；
滴灌；
生態位；
最小生成樹；
去趨勢對應分析
Study on the niche mechanism of weeds in cotton field under drip-irrigated and machine-harvested in North Xinjiang
Abstract：
[Objective] The aim of this study was to investigate the niche mechanism of weeds in drip-irrigated and machine-harvested cotton fields in North Xinjiang， China. [Methods] A seven-stage visual survey was conducted to investigate the degree of dominance about weeds in 25 cotton fields under drip-irrigated and machine-harvested in 5 regions （143rd corps， 145th corps， and 147th corps of the 8th Division of The Xinjiang Production and Construction Corps， Changji city， Kuytun city） of North Xinjiang. According to the degree of dominance， the important value， the niche breadth， and niche overlap values of 20 main weeds were calculated. The ecological similarity were revealed by detrended correspondence analysis （DCA） sorting. And minimum spanning tree of graph theory cluster analysis were drawn on the basis of the niche overlap value. [Results] The results show that Convolvulus arvensis， Chenopodium album， Amaranthus retroflexus， Solanum nigrum， Phragmites australis， Setaria viridis （L.） Beauv.， Abutilon theophrasti Medicus， Hibiscus trionum， and Echinochloa crusgalli with wide niche breadth are the dominant species （malignant weeds） in drip-irrigated and machine-harvested cotton fields in North Xinjiang. The niche overlap values of S. nigrum and C. album， A. theophrasti and A. retroflexus， H. trionum and E. crusgalli， A. retroflexus and E. crusgalli are higher， implying that these weeds may fiercely compete for resources. Based on the relationship between niche overlap values， minimum spanning tree were produced to reflect the similar ecological needs of related weeds. The 20 kinds of main weeds were divided into 4 groups in the minimum spanning tree. In the 25 sites， the integrated ecological demands of 20 kinds of main weeds were sorted by DCA. The results showed that the 9 kinds of malignant weeds clustered in the center of DCA， which are obviously different from those general weeds around DCA. DCA results corresponded well to the minimum spanning tree. [Conclusion] With the increase of years of drip irrigation， there was a extremely significant or significant regression relationship between the dominance values of above mentioned 9 kinds of malignant weeds and years of drip irrigation. There were significant nonlinear regression relationships between their dominant values of C. arvensis and S. viridis and years of drip irrigation， while there were extremely significant linear regression relationships between the dominant values of other 7 kind of malignant weeds and years of drip irrigation.
Keywords：
cotton; weeds; drip irrigation; niche; minimal spanning tree; detrended correspondence analysis
棉花是我國重要的戰略物資，棉花產業是重要的民生產業[1-3]。據國家統計局數據[4]，2021年，**棉花播種面積為250.62萬hm2，占全國種植面積的82.76%；
棉花產量512.9萬t，占全國總產量的89.5%。棉花總產、單產、種植面積、商品調撥量連續20多年居全國第一。**是我國重要的棉花生產區與優勢區，棉花的生產規模、機械化程度、單產水平等方面與其他植棉區相比具有明顯的優勢，在我國棉花產業中具有舉足輕重的地位[5-6]。
雜草是生長在不應該其生長處的植物[7-8]。棉田雜草不但與棉花競爭水肥、生存空間和光照[9-10]，而且會傳播病蟲害，從而增加種植成本，影響棉花的產量與纖維品質[11]。棉田雜草是制約棉花可持續發展的重要因素，發生面積高達棉花種植面積的56%，導致棉花14%～16%的產量損失[12-13]。**雖是我國重要的棉花生產區，但地處荒漠區域，干旱少雨，降水極其不均勻[14]。因此，**的農業多年來越來越向節水灌溉的方向發展，滴灌技術很大程度上節約了農業用水，在提高棉花產量、降低植棉成本的同時，也改變了機采棉田中水分的移動，從而極大影響了雜草群落的物種結構組成和分布。滴灌技術加劇了土壤鹽漬化程度，加上單一、盲目使用化學除草劑，加快了機采棉田中雜草群落演替速度，從而極大地增加了除草難度。目前國內外未提出一套理論與方法對這種變化進行解釋和預測。在此背景下，研究滴灌下機采棉田雜草的生態學變化機制對**經濟建設和人民生活有重要的現實意義。
棉田雜草的發生和分布狀況是在人工和自然的雙重因素作用下形成的，不同地區、不同土壤類型的棉田雜草的分布狀況不同[15-16]。要全面地描述單一種類雜草的生態學特點比較困難，但是將不同雜草種間比較就可以較容易把握它們的生態學特點的差異，進而掌握不同雜草對生態條件的需求差異。目前國內對棉田雜草的研究主要集中在雜草種類（包括優勢雜草的篩選）及雜草群落組成上[17-19]，而對雜草生態位研究很少，且對滴灌、漫灌條件下雜草生態位寬度的對比，以及主要雜草優勢度在不同滴灌年限下變化趨勢的研究亟待開展。
為此，系統調查了**北疆棉花主栽區的石河子市（包括**生產建設兵團第八師143團、145團、147團）、昌吉市、奎屯市滴灌機采棉田，并進行雜草生態位理論分析、去趨勢對應分析（detrended correspondence analysis， DCA）及最小生成樹分析，采用以空間代替時間的研究方法，對主要雜草生態位進行理論研究，明確滴灌下北疆滴灌機采棉田惡性雜草種類、主要雜草群落以及在不同滴灌年限下惡性雜草優勢度變化規律，同時研究了主要雜草間的生態位重疊，進而依據雜草間生態位重疊值對不同滴灌機采棉田資源的利用競爭相似狀況進行了探究。本研究旨在為**棉農及農業相關部門科學預防和治理滴灌機采棉田主要雜草提供理論參考。
1 材料與方法
1.1 研究區概況
研究區位于天山經濟帶，準噶爾盆地南緣的棉花主產區奎屯市、石河子市（包括**生產建設兵團第八師143團、145團、147團）及昌吉市，地理范圍為43°30′～45°10′N，84°47′～87°50′E，屬典型的大陸性干旱半干旱氣候區。無霜期為165～175 d，年降水量在212 mm以下，年平均氣溫為6.5～7.5 ℃，≥0 ℃的活動積溫為4 000～4 200 ℃，≥10 ℃的積溫為3 300～3 600 ℃，全年日照時間2 600～3 000 h，年蒸發量＞2 000 mm，春夏季為風季，冬季較為寒冷。土壤類型多以灰漠壤土為主。其中，3個團場分別處于不同的生境位置，143團位于天山北坡山腳，145團位于天山與沙漠的過渡區，147團位于古爾班通古特沙漠邊緣，具天山北坡到沙漠邊緣過渡的代表性。取樣區域具體地理分布見表1。
1.2 研究方法
1.2.1 樣地設置與數據采集。2019年5－9月，分別在棉花苗期（5月中旬）、花蕾期（7月上旬）、鈴期（ 9 月上旬） 3個生育階段開展機采滴灌棉田雜草種類及群落結構調查。按各農業生態區耕作制度及水平、棉田分布、氣候和地理條件、土壤含水率及酸堿度等梯度變化，以石河子為中心，在東西方向的昌吉、奎屯，南北方向上石河子地區**生產建設兵團的143團、145團、147團棉田中，選擇環境條件相對一致，滴灌年限分別為0年（視為漫灌）、3年、6年、9年和12年，面積約為66 700 m2的棉田調查雜草情況。不同滴灌年限的棉田各選3塊作為3個重復，5個地區共計75塊棉田。每塊棉田地中按“米”字4帶25點取樣法，沿東西、南北、東南－西北、東北－西南方向調查25個樣方，每個樣方的面積為15 m2（長5 m、寬3 m）。運用七級目測法[20]，計測每個樣方中每種雜草的優勢度。依據《**植物志》和《中國雜草志》進行雜草種類鑒定，未鑒定到具體種的雜草以屬替代。
1.2.2 數據的計算和處理方法。（1）重要值、生態位寬度、群落相似系數、生態距離及生態距離間隔、生態位重疊值等的計算見相關文獻[21]。（2）DCA排序方法。為得出地區間的雜草綜合生態相似關系，本研究以滴灌棉田重要值為指標，對每個地區的數據進行了合并，所用數據是其平均值，進行DCA排序。（3）數據處理。用方差分析（在對不同滴灌年限下棉田9種惡性雜草優勢度方差分析前都進行方差同質性檢驗）和多重比較法（Tukey法）分析天山北坡不同地區或團場棉田雜草優勢度特點。對天山北坡9種惡性雜草優勢度與5種不同滴灌年限相關關系進行線性擬合和非線性回歸分析（在線性相關性不顯著的情況下進行非線性擬合）。
本研究用Microsoft Excel記錄七級目測法獲得的優勢度原始數據，不同滴灌年限的棉田間雜草綜合優勢度差異的單因素方差分析用SPSS 20.0軟件完成。不同滴灌年限與9種惡性雜草的優勢度的線性或非線性擬合用Origin 2019軟件完成。重要值、生態位重疊值等用Matlab 2019編程完成計算，依據生態位重疊值，借助CorelDRAW（CDR）軟件繪制反映雜草生態需求相似程度的最小生成樹。DCA分析通過Canoco 4.5分析軟件及其Canodraw 4.0作圖軟件制圖。
2 結果與分析
2.1 滴灌棉田雜草物種組成及重要值特征
75塊棉田共調查到雜草有20科39屬41種。其中，發生頻率大于20%的有20種（表2），禾本科和菊科雜草最多，共10種，錦葵科的有2種，其他各科只有1種。
由20種主要雜草在25個樣地的重要值（表2）可知，田旋花（Convolvulus arvensis）、藜（Chenopodium album）、龍葵（Solanum nigrum ）和狗尾草[Setaria viridis （L.） Beauv.]4種雜草在大部分樣地中的重要值高達0.7及以上，較有優勢；
蘆葦（Phragmites australis）、反枝莧（Amaranthus retroflexus）、稗（Echinochloa crusgalli）、苘麻（Abutilon theophrasti Medicus）和野西瓜苗（Hibiscus trionum）5種雜草的重要值也較高；
而其他11種雜草的重要值較低。就20種主要雜草的平均重要值而言，田旋花的重要值最大，藜和龍葵次之，狗尾草再次之，而其余雜草的平均重要值均小于0.2。
2.2 20種主要雜草的生態位寬度及對資源的占有狀況
生態位寬度是1個生物所利用的各種資源的總和，反映植物種群對環境資源的利用狀況，其大小體現了物種在群落中的競爭地位，物種生態位寬度越大，說明其特化程度越低，對環境的適應能力越強[22]。20種主要雜草的生態位寬度（表3）表明：天山北坡滴灌棉田25個樣點中田旋花（0.87）、龍葵（0.67）、藜（0.66）、反枝莧（0.60）、狗尾草（0.53）、蘆葦（0.52）、苘麻（0.50）、稗（0.50）、野西瓜苗（0.49）這9種雜草的生態位寬度較大，其值達到0.49及其以上，為天山北坡滴灌棉田最主要的棉田雜草（惡性雜草）；
長裂苦苣菜（0.32）、泥胡菜（0.29）、蒼耳（0.29）、播娘蒿（0.26）、乳苣（0.24）也是天山北坡滴灌棉田較常見的雜草。
滴灌和漫灌條件下20種主要雜草的生態位寬度結果（圖1）表明：漫灌條件下，25個棉田樣地中龍葵、田旋花、藜、野西瓜苗、反枝莧、狗尾草、蘆葦和稗這8種雜草的生態位寬度均在0.5及以上，為天山北坡漫灌棉田的惡性雜草。滴灌條件下，上述8種雜草中藜、野西瓜苗、反枝莧、狗尾草、蘆葦和稗這5種雜草的生態位寬度與漫灌相比略下降，但均仍在0.49及以上，且苘麻生態位寬度也達到了0.5，均為惡性雜草。
從圖1還可以看出，由于滴灌技術改變了水分的定向移動，某些雜草的生態位寬度發生了改變。相比漫灌條件，滴灌條件下龍葵、田旋花、苘麻、乳苣、長裂苦苣菜、播娘蒿、狗牙根、泥胡菜、埃及車軸草、蒼耳、馬唐和具芒碎米莎草這12種雜草的生態位寬度增大；
相反，藜、野西瓜苗、反枝莧、狗尾草、蘆葦、稗、刺兒菜和馬齒莧這8種雜草的生態位寬度減小。
2.3 9種惡性雜草在5種不同滴灌年限下的優勢度差異分析
2.3.1 9種惡性雜草優勢度在不同滴灌年限下差異顯著性分析。方差分析表明，滴灌年限對9種惡性雜草優勢度有顯著影響（F龍葵＝1 147.523，F田旋花＝335.326，F藜＝291.767，F苘麻＝351.366，F野西瓜苗＝6.975，F反枝莧＝320.497，F狗尾草＝1 064.639，F蘆葦＝50.050，F稗＝151.266，P值均為0.000）。從表4多重比較結果可以看出，從漫灌（滴灌0年）到滴灌3年，田旋花、藜、苘麻和野西瓜苗的綜合優勢度沒有顯著差異，這可能與滴灌年限短有關。在漫灌棉田中，狗尾草最具優勢，然后是藜和田旋花。在滴灌12年的棉田中，田旋花由漫灌的第三優勢雜草變為第一優勢雜草，狗尾草變為第二優勢雜草，藜是第三優勢雜草，說明狗尾草和藜總體上較適應滴灌方式，田旋花更能適應滴灌方式，從而在農田自然選擇中獲勝。龍葵、苘麻在漫灌棉田中的優勢度很小，但隨著滴灌年限的增加其優勢度顯著提高，田旋花優勢度也隨著滴灌年限的增加顯著提高，而其他6種惡性雜草的優勢度顯著降低。綜上所述，龍葵、藜、田旋花、苘麻和狗尾草等雜草應是滴灌棉田的重點監管對象。
2.3.2 9種惡性雜草在不同滴灌年限下優勢度回歸分析。9種惡性雜草在5種不同滴灌年限下的優勢度回歸分析結果（表5）表明：除田旋花和狗尾草外，其他7種雜草和滴灌年限之間均呈顯著或極顯著的線性回歸關系，其中龍葵和苘麻的優勢度隨滴灌年限的增加而顯著或極顯著增加，而藜、野西瓜苗、反枝莧、蘆葦和稗的優勢度則隨滴灌年限的增加而顯著或極顯著降低。
田旋花和狗尾草的優勢度與滴灌年限的非線性回歸分析結果（表6）表明，田旋花、狗尾草與滴灌年限之間存在顯著的非線性回歸關系，田旋花的優勢度隨滴灌年限的增加而極顯著增加，狗尾草的優勢度隨滴灌年限增加而顯著降低。
綜合兩次回歸結果可知：隨著滴灌年限的增加，龍葵、田旋花和苘麻等雜草的優勢度顯著或極顯著提高，而其他6種惡性雜草的優勢度顯著或極顯著降低。
2.4 20種主要雜草的種間競爭程度對資源利用的相似性特征分析
2.4.1 20種主要雜草的種間競爭程度和對資源利用的相似性。20種主要雜草對資源的利用存在差異，這表現為它們之間具有不同的生態位重疊值（表7）。在190對生態位重疊值中，大于等于0.5的有13對，占總數的6.84%，分別是田旋花–狗尾草、藜–狗尾草、藜–蘆葦、苘麻–反枝莧、野西瓜苗–反枝莧、野西瓜苗–蘆葦、野西瓜苗–稗、反枝莧–蘆葦、反枝莧–稗、反枝莧–馬齒莧、反枝莧–具芒碎米莎草、蘆葦–稗、蒼耳–馬唐。生態位重疊值在0.4～0.5的有10對，占比5.26%，分別是田旋花–蘆葦、苘麻–野西瓜苗、苘麻–稗、野西瓜苗–狗尾草、反枝莧–馬唐、狗尾草–蘆葦、狗尾草–稗、長裂苦苣菜–蒼耳、長裂苦苣菜–具芒碎米莎草、埃及車軸草–具芒碎米莎草。生態位重疊值在0.3～0.4的有21對，占比11.05%；
余下146對的生態位重疊值較小為0～0.3，其中有90對的生態位重疊值小于0.1。由此可知，多數雜草對的生態位重疊值較小，即它們的生態習性差異較大；
只有少數雜草對的生態位重疊值較大，其生態學特性比較相近、種間競爭較大。
2.4.2 20種主要雜草種間競爭及資源利用相似性聚類。根據最小生成樹方法[23]，得到20種雜草生態學相似性關系的最小生成樹（圖2），反映了**北疆機采滴灌棉田20種主要雜草的生態學相似關系，當生態位重疊值為0.35時，20種雜草很明顯被分為4組。第一組包含埃及車軸草（16）和具芒碎米莎草（20）2種雜草。它們一般分布于潮濕或沼澤地、耐貧瘠的土壤，是天山北坡滴灌棉田常見雜草，它們的生態學相似性較大，競爭較激烈。第二組僅有刺兒菜（12），說明刺兒菜的生態習性及生境需求較其他雜草明顯不同。它對土壤濕度的要求在40%～50%，花期需較干燥的土壤環境，而其他時間需較高的土壤濕度。第三組僅有狗牙根（14），說明狗牙根的生態習性及生境需求較其他雜草明顯不同，狗牙根極耐熱、耐旱，但不抗寒也不耐蔭。第四組包含剩下的16種雜草：蒼耳（17）、馬唐（19）、乳苣（10）、長裂苦苣菜（11）、播娘蒿（13）、泥胡菜（15）、反枝莧（6）、稗（9）、野西瓜苗（5）、苘麻（4）、狗尾草（7）、蘆葦（8）、藜（3）、龍葵（1）、田旋花（2）、馬齒莧（18）。它們大多數是旱地雜草，在棉田中普遍分布，它們的生態學相似性較大，特別是稗（9）與野西瓜苗（5）、反枝莧（6）與馬齒莧（18）的生態位重疊值超過0.60。稗是滴灌棉田的雜草優勢種之一，與稗生態需求較為接近的雜草有野西瓜苗（5）、反枝莧（6）、狗尾草（7）、蘆葦（8）等。
2.4.3 20種主要雜草的DCA排序。20種主要雜草的DCA排序結果（圖3）同樣可以反映物種的空間分布格局和生態適應性。對比各物種的生態位寬度可知，分布于DCA排序圖周邊的多為生態位寬度較小的種，如乳苣、長裂苦苣菜、刺兒菜、狗牙根、泥胡菜、埃及車軸草、蒼耳、馬齒莧、馬唐、具芒碎米莎草等；
而生態位寬度較大的龍葵、田旋花、藜、苘麻、野西瓜苗、反枝莧、狗尾草、蘆葦和稗位于排序圖的中心。DCA 排序不但包括了生態位寬度的信息，還有重要值信息綜合了物種之間的相互關系，是對物種的空間分布特征更為精確的排序分析。
2.4.4 5個區域的各主要雜草的DCA排序。5個地點的各主要雜草的DCA排序圖（圖4）反映出每個區域雜草總體分布情況。從圖4可以看出，越靠近中心（圖中虛圈部分），惡性雜草種類就越多。總體來講，圖4代表惡性雜草的點位比較靠中間且較集中，周圍也散落著一些一般雜草，與圖2具有較強的印證關系。這從一定程度上說明所調查的棉田雜草大多具有較強的占據生態空間的能力，與棉花的競爭力較強，適應機采滴灌棉田環境，能充分競爭并利用滴灌水分，對滴灌棉田危害較大。
3 討論
目前，國內雜草生態學研究集中在不同時空下雜草群落的構成以及對作物的影響，對雜草群落治理過程中種群動態的預測研究較少。由于農田雜草生活史短，種群之間的競爭結局容易在短時間內反映出來，故應用生態位理論也能較好闡述研究農田雜草之間的競爭關系[24]。例如，施用除草劑后雜草種群迅速更新的原因是新優勢種雜草產生了生態位釋放；
雜草種群受到抑制是由于原來的農田雜草生態位被壓縮[25]。因此，采用生態位研究方法來探究雜草對資源利用的相似性及競爭關系，對預測某種除草劑長期單一使用后雜草群落的演變較有意義。
對比生態位重疊表可知，生態位重疊值大的雜草對一般在DCA排序圖中相鄰或接近，如苘麻–反枝莧（4-6）、野西瓜苗–稗草（5-9）、反枝莧–稗草（6-9）等。因為生態位重疊值主要反映雜草對兩兩之間的資源利用或空間分布的相似性，而DCA排序圖反映的則是所有種群之間的綜合對比關系，因此，應用DCA排序結合生態位特征分析的方法，可以更為全面地研究各種群之間資源利用和空間分布的相互關系。
另外，對比雜草種間生態相似關系的最小生成樹可知，龍葵、田旋花、藜、苘麻、野西瓜苗、反枝莧、狗尾草、蘆葦和稗的生態位重疊值較大，在最小生成樹圖中相連且位于樹的右上方的大分枝上，在DCA排序圖中這9種雜草位于圖的正中心位置，無論從重要值還是生態位寬度來看，這9種雜草的對應值都較大。而DCA排序圖中周圍分散的11個種在最小生成樹的左下方或右下方的大分枝上，種間的生態位重疊值較小，從重要值及生態位寬度來看，這11種雜草的對應值都較小。說明，最小生成樹和DCA排序圖之間有較好的對應關系。
本研究是基于2019年的調查數據，10年前（2009年）筆者及相關研究人員曾對該5個取樣區域進行過一次調查[21]。對比兩次調查發現，這5個區域優勢雜草的種類沒有發生明顯變化，且惡性雜草的種類也未發生明顯的改變。但除苘麻、野西瓜苗、狗尾草3種雜草的生態位寬度沒有變化外，其余17種雜草均發生了改變，如龍葵的生態位寬度明顯降低，反枝莧、乳苣有所降低，田旋花、藜、蘆葦、播娘蒿略有降低，而長裂苦苣菜、泥胡菜、埃及車軸草、馬齒莧、具芒碎米莎草明顯升高，狗牙根、馬唐有所升高，稗、刺兒菜、蒼耳略有升高。這與10年來滴灌技術的定向供水及單一除草劑的使用有很大關系。從20種主要雜草在DCA排序軸位置來看，雖然它們的位置有所改變，但總體上9種惡性雜草仍然處于靠近排序軸中心的位置，其他11種主要雜草仍然處于排序軸邊緣位置。從20種主要雜草最小生成樹的分組來看，2009年分為3組，而本次調查制作的最小生成樹分為4組，且分組界限值較10年前的0.22提高到現在的0.35，說明由于滴灌技術的定向供水和單一除草劑的使用，主要雜草間的生態位重疊有所改變，但形成的主要雜草群落未發生明顯改變。
植物不能運動，所以種群個體的空間分布是決定競爭結果和種群動態的重要因素[26-28]。故以雜草的重要值為指標，運用DCA排序法能使雜草間的這種生態學關系以幾何的形式表達出來，并且根據雜草在排序圖上的位置對它們進行生態學意義上的分類和分析，由于DCA排序不但包括了生態位寬度的信息，也綜合了物種之間的相互關系（如生態位重疊程度的大小），可以對物種的空間分布特征進行更為精確的排序分析。最小生成樹法在植物分類學和植物生態學中具有較廣泛的應用，與DCA排序一樣，最小生成樹法分析中最重要的是對指標的選取。本文以雜草間的生態位重疊值為指標，運用最小生成樹法對雜草進行分類，結果自然也是雜草生態學意義上歸類。最小生成樹法直接以雜草間生態位重疊值作為依據，其結果側重于表明哪些雜草具有最為相近的生態要求，但圖中對不相鄰的雜草，并沒有明確表明它們之間的生態關系。而DCA排序恰恰能克服上述缺點，且能從整體上反映所有雜草間的生態學相似關系。因此將2種方法結合，優勢互補，優越性明顯。
長期采用單一栽培方式會導致農田雜草種子庫和雜草種類趨于相似，導致雜草群落趨同[29-30]，通過DCA排序本研究也得到類似的結論。田間雜草群落通常由功能類群不同的雜草依據各自的生態位和生活史嵌合而成，這與前人研究得到的結論是一致的[31-32]。值得注意的是，雜草生態位寬度大小反映了雜草利用資源的多樣化水平或特化水平，通常生態位寬度大的雜草以犧牲對局域范圍內資源的利用效率來換取對大范圍內資源的利用能力。當資源供應不足時，作為利用資源多樣化的泛化型雜草種類具有更強的生態適應性、更廣的分布范圍和更大的存活機會；
當資源供應豐富時，在局域小生境范圍內，特化雜草具有更高的資源利用效率，其競爭能力強于泛化型雜草種類。建群種（如本研究中的田旋花、藜、反枝莧等9種雜草）通常有較寬的生態位，多屬于泛化種，具有較強的利用資源的能力，因而在可利用的資源范圍變窄時，仍具有相對較寬的生態位特征。這與前人[17-19]的結論是一致的。特化種（如本研究中的乳苣、播娘蒿、蒼耳、長裂苦苣菜等11種雜草）對環境條件的要求較高，利用資源的能力較弱，資源范圍變窄能使其生態位寬度驟然減少，但環境突變或人為因素的過度影響可使生態位寬度較大的建群種發生生態位收縮。因此，在多年多季調查基礎上，對比除草劑使用與否或人工、機械除草前后，棉田雜草種群動態變化（包括存遺種或新生種的種群變化）及其對棉株的影響方面也是進一步研究的重要內容[33]。
農業生態系統中，生物多樣性的保護只能通過合理的農業措施來實現，特別在滴灌條件下水分的定向性供給，使農田土壤得到水分的強度和頻率都發生了改變。因而，了解農業生態系統中雜草等非目標生物的生態系統功能，探討既不影響農業產量又有利于雜草等野生生物多樣性保護的措施很有必要，有關這方面的內容有待于進一步的研究。
4 結論
研究結果表明：田旋花、藜、反枝莧、龍葵、蘆葦、狗尾草、苘麻、野西瓜苗、稗等9種雜草的實際生態位較寬，是天山北坡滴灌棉田的優勢種群（惡性雜草）；
乳苣和播娘蒿，稗、野西瓜苗、反枝莧、苘麻，田旋花、藜、龍葵、狗尾草、蘆葦等雜草間的生態位重疊值較大，對資源的競爭較為激烈。
依據最小生成樹法可將20種主要雜草劃分為4組。5個地區間20種主要雜草生態相似關系的DCA排序表明：惡性雜草基本都集中于排序圖中央，與一般雜草區分明顯，并與最小生成樹對應較好。
龍葵、田旋花、藜等9種惡性雜草的優勢度與滴灌年限間存在顯著的回歸關系，龍葵、田旋花、苘麻的優勢度隨滴灌年限的增加而增加；
而其他6種惡性雜草的優勢度則隨滴灌年限的增加而降低。田旋花和狗尾草的優勢度與滴灌年限間存在顯著非線性回歸關系，其他7種雜草的優勢度和滴灌年限之間均呈極顯著或顯著的線性回歸關系。
參考文獻：
[1] 伍琦， 曾小林， 柯興盛. 贛北植棉區板地直播棉田的雜草輕簡防除技術[J/OL]. 棉花科學， 2018， 40（5）：
37-39[2023-03-01]. https：//doi.org/10.3969/j.issn.2095-3143.2018.05.010.
Wu Qi， Zeng Xiaolin， Ke Xingsheng. Simple control techniques of weeds in direct-seeded cotton fields in cotton-growing areas of northern Jiangxi[J/OL]. Cotton Sciences， 2018， 40（5）：
37-39[2023-03-01]. https：//doi.org/10.3969/j.issn.2095-3143.2018.05.010.
[2] 李歡歡， 馬小艷， 姜偉麗， 等. 棉田化學除草現狀及對策[J/OL]. 中國棉花， 2019， 46（5）：
1-7， 10[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/1000-632X.lhhmy.20190430.
Li Huanhuan， Ma Xiaoyan， Jiang Weili， et al. Current status and countermeasure of chemical weed in cotton fields[J/OL]. China Cotton， 2019， 46（5）：
1-7， 10[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/1000-632X.lhhmy.20190430.
[3] 朱玉永， 趙冰梅， 王林. **棉田雜草發生與防除現狀及對策[J/OL]. 中國棉花， 2021， 48（2）：
1-7[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/1000-632X.zyywl.20210122
Zhu Yuyong， Zhao Bingmei， Wang Lin. Current status of weed occurrence and control in cotton field of Xinjiang and its countermeasures[J/OL]. China Cotton， 2021， 48（2）：
1-7[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/1000-632X.zyywl.20210122.
[4] 國家統計局. 國家統計局關于2021年棉花產量的公告[EB/OL]. （2021-12-15）[2023-03-01]. http：//www.stats.gov.cn/sj/zxfb/202302/t20230203_1901299.html.
National Bereau of Statistics. Announcement of the National Bureau of Statistics on cotton output in 2021[EB/OL]. （2021-12-15）[2023-03-01]. http：//www.stats.gov.cn/sj/zxfb/202302/t20230203_1901299.html.
[5] 楊浩娜， 柏連陽. 棉田反枝莧和馬齒莧對草甘膦的抗藥性[J/OL]. 棉花學報， 2014， 26（6）：
492-498[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/cs140603.
Yang Haona， Bai Lianyang. Resistance of Amaranthus retroflexus and Portulaca oleracea to glyphosate in cotton fields[J/OL]. Cotton Science， 2014， 26（6）：
492-498[2023-03-01].https：//doi.org/10.11963/cs140603.
[6] 王力， 李婕. 我國主產區棉花產業競爭力評價——以**生產建設兵團為例[J/OL]. 安徽農業大學學報， 2018， 45（6）：
1130-1136[2023-03-01]. https：//doi.org/10.13610/j.cnki.1672-352x.20190109.001.
Wang Li， LI Jie. Evaluation of cotton industry competitiveness in China"s main producing areas—a case study on Xinjiang Production and Construction Corps[J/OL]. Journal of Anhui Agricultural University， 2018， 45（6）：
1130-1136[2023-03-01]. https：//doi.org/10.13610/j.cnki.1672-352x.20190109.001.
[7] Food and Agriculture Organization of the United Nations. Instruction"s manual for weed management[M]. Rome：
FAO， 1986：
9.
[8] 蔡曉虎， 林萍， 史亞輝， 等. 扁稈荊三棱種群密度對棉花營養物質吸收和積累的影響[J/OL]. 棉花學報， 2022， 32（2）：
143-150[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/1002-7807.cxhwjg.20200310.
Cai Xiaohu， Lin Ping， Shi Yahui， et al. Effects of population density of Bolboschoenus planiculmis on the absorption and accumulation of cotton nutrients[J/OL]. Cotton Science， 2022， 32（2）：
143-150[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/1002-7807.cxhwjg.20200310.
[9] 王新玲， 馬小艷， 姜偉麗. 雜草與棉花的競爭作用[J/OL]. 棉花學報， 2015， 27（5）：
474-480[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201505012.
Wang Xinling， Ma Xiaoyan， Jiang weili. Review on competition between weeds and cotton[J/OL]. Cotton Science， 2015， 27（5）：
474-480[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201505012.
[10] Nick T H， Bryan G Y. Early-season nutrient competition between weeds and soybean[J/OL]. Journal of Plant Nutrition， 2020， 43（12）：
1887-1906[2023-03-01]. https：//doi.org/10.1080/01904167.2020.1750648.
[11] 王穎， 王蘭， 馬艷， 等. 棉田惡性雜草田旋花研究進展[J/OL]. 棉花學報， 2018， 30（5）：
414-422[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/1002-7807.wymxy.20180919.
Wang Ying， Wang Lan， Ma Yan， et al. Review of field bindweed， Convolvulus arvensis L.， a troublesome weed in cotton? ? fields[J/OL]. Cotton Science， 2018， 30（5）：
414-422[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/1002-7807.wymxy.20180919.
[12] 彭軍， 馬艷. 棉田雜草發生危害及防除技術概述[J]. 中國棉花， 2008， 35（10）：
7-10.
Peng Jun， Ma Yan. The occurrence and harm of weeds in cotton fields and their control techniques[J]. China Cotton， 2008， 35（10）：
7-10.
[13] 馬小艷， 馬艷， 彭軍， 等. 我國棉田雜草研究現狀與發展趨勢[J/OL]. 棉花學報， 2010， 22（4）：
372-380[2023-03-01]. https：//doi.org/10.3969/j.issn.1002-7807.2010.04.013.
Ma Xiaoyan， Ma Yan， Peng Jun， et al. Current situation and developing tendency of the weed researches in cotton field of? ? China[J/OL]. Cotton Science， 2010， 22（4）：
372-380[2023-03-01]. https：//doi.org/10.3969/j.issn.1002-7807.2010.04.013.
[14] 謝澤明， 周玉淑， 楊蓮梅. **降水研究進展綜述[J]. 暴雨災害， 2018， 37（3）：
204-212.
Xie Zeming， Zhou Yushu，Yang Lianmei. Review of study on precipitation in Xinjiang[J]. Torrential Rain and Disasters， 2018， 37（3）：
204-212.
[15] 郭水良， 李揚漢. 應用主成分分析法和最小生成樹法研究浙中秋旱作物田雜草種間生態關系[J]. 生態學雜志， 1999， 18（2）：
5-9.
Guo Shuiliang， Li Yanghan. Application of PCA and MST to study ecological relationships among the weeds in autumn harvested dry crop fields in middle Zhejiang Province[J]. Chinese Journal of Ecology， 1999， 18（2）：
5-9.
[16] 李玉， 宗濤， 楊浩娜， 等. 長江中下游棉田馬唐（Digitaria sanguinalis）對草甘膦的抗藥性初步研究[J/OL]. 棉花學報， 2016， 28（3）：
300-306[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201603014.
Li Yu， Zong Tao， Yang Haona， et al. Preliminary study on the resistance of Digitaria sanguinalis to glyphosate in cotton fields in the middle and lower reaches of the Yangtze river[J/OL]. Cotton Science， 2016， 28（3）：
300-306[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/issn.1002-7807.201603014.
[17] 魏建華， 張建云， 馬冬梅. **昌吉州棉田雜草發生演替規律調查研究[J/OL]. 中國棉花， 2016， 4（1）：
31-33[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/issn.1000-632X.201601010.
Wei Jianhua， Zhang Jianyun， Ma Dongmei. Investigation and study on law of succession of weeds in cotton fields in Changji， Xinjiang[J/OL]. China Cotton， 2016， 43（1）：
31-33[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/issn.1000-632X.201601010.
[18] 黃紅娟， 張朝賢， 姜翠蘭， 等.北疆棉田雜草多樣性及群落組成[J/OL]. 雜草學報， 2020， 38（1）：
7-13[2023-03-01]. https：//doi.org/10.19588/j.issn.1003-935X.2020.01.002.
Huang Hongjuan， Zhang Chaoxian， Jiang Cuilan， et al. Diversity and community composition of weeds in cotton fields of? ? northern Xinjiang[J/OL]. Journal of Weed Science， 2020， 38（1）：
7-13[2023-03-01]. https：//doi.org/10.19588/j.issn.1003-935X.2020.01.002.
[19] 張強， 田英， 朱玉永， 等. **兵團主要植棉區機采棉田雜草調查[J/OL]. 中國棉花， 2020， 47（5）：
13-16[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/1000-632X.zqlh.20200422.
Zhang Qiang， Tian Ying， Zhu Yuyong， et al. Investigation on weeds in machine harvested cotton field in main cotton planting areas of Xinjiang Production and Construction Corps[J/OL]. China Cotton， 2020， 47（5）：13-16[2023-03-01]. https：//doi.org/10.11963/1000-632X.zqlh.20200422.
[20] 南京農業大學. 稻田綠色控草技術規程：
DB32/T 3625－2019[S]. 南京：
江蘇省市場監督管理局， 2019.
Nanjing Agricultural University. Technique regulation of green weed control in rice fields：
DB32/T 3625－2019[S]. Nanjing：
Jiangsu Provincial Market Supervision and Administration Bureau， 2019.
[21] 孫利忠， 劉彤， 陳吉全， 等. 滴灌下天山北坡棉田雜草生態位及其排序分析[J/OL]. 石河子大學學報（自然科學版）， 2009， 27（5）：
574-583[2023-03-01]. https：//doi.org/10.13880/j.cnki.65-1174/n.2009.05.011.
Sun Lizhong， Liu Tong， Chen Jiquan， et al. Niche and ordination of weed communities in cotton fields under the condition of drip irrigation in Northern slope of Tianshan mountain[J/OL]. Journal of Shihezi University （Natural Science）， 2009， 27（5）：
574-583[2023-03-01]. https：//doi.org/10.13880/j.cnki.65-1174/n.2009.05.011.
[22] 史紅文， 江明喜， 胡理樂. 瀕危植物毛柄小勾兒茶的生態位研究[J/OL]. 武漢植物學研究， 2007， 25（2）：
163-168[2023-03-01]. https：//doi.org/10.3969/j.issn.2095-0837.2007.02.010.
Shi Hongwen， Jiang Mingxi， Hu Lile. Niche characteristics of Berchemiell awilsonii var. pubipetiolata an endangered species in China[J/OL]. Wuhan Botanical Research， 2007， 25（2）：
163-168[2023-03-01]. https：//doi.org/10.3969/j.issn.2095-0837.2007.02.010.
[23] 陽含熙， 盧澤愚. 植物生態學的數量分類方法[M]. 北京：
科學出版社， 1981：
16-18.
Yang Hanxi， Lu Zeyu. A quantitative classification of plant ecology[M]. Beijing：
Science Press， 1981：
16-18.
[24] 郭水良， 李揚漢. 農田雜草生態位研究的意義及方法探討[J/OL]. 生態學報， 1998， 18（5）：
496-503[2023-03-01]. https：//doi.org/10.3321/j.issn：1000-0933.1998.05.008.
Guo Shuiliang， Li Yanghan. Significance and method of studies on weed niche in corp fields[J/OL]. Acta Ecologica Sinica，1998， 18（5）：
496-503[2023-03-01]. https：//doi.org/10.3321/j.issn：1000-0933.1998.05.008.
[25] 尚玉昌， 蔡曉明. 普通生態學（上）[M] . 北京：
北京大學出版社， 1992：
282-299.
Shang Yuchang， Cai Xiaoming. General ecology （I）[M]. Beijing：
Peking University Press， 1992：
282-299.
[26] Kenkel N C. Spatial competition models for plant populations[M/OL]. Feoli E， Orlóci L. Computer assisted vegetation analysis. Handbook of vegetation science：
vol 11. Dordrecht：
Springer， 1991[2023-03-01]. https：//doi.org/10.1007/978-94-011-3418-7_34.
[27] Pacala S W， Silander A. Tests of neighbourhood population dynamic models in field communities of two annual weed? ? species[J/OL]. Ecological Monographs， 1990， 60：
113-134[2023-03-01]. https：//doi.org/10.2307/1943028.
[28] Hara T. Dynamics of size structure in plant populations[J/OL]. Trend in Evolution and Ecology， 1998， 3（1）：
129-133[2023-03-01]. https：//doi.org/10.1016/0169-5347（88）90175-9.
[29] Dermiyati， Niswati A. Improving biodiversity in rice paddy fields to promote land sustainability∥Kaneko N. Sustainable living with environmental risks[M/OL]. Tokyo：
Springer Japan， 2014：
45-55[2023-03-01]. https：//doi.org/10.1007/978-4-431-54804-1_5.
[30] He Y H， Gao P L， Qiang S. An investigation of weed seed banks reveals similar potential weed community diversity among three different farmland types in Anhui Province， China[J/OL]. Journal of Integrative Agriculture， 2019， 18（4）：
927-937[2023-03-01]. https：//doi.org/10.1016/0169-5347（88）90175-9.
[31] Barbara D B， Clarence J S. Assembly theory applied to weed communities[J/OL]. Weed Science， 2002， 50（1）：
2-13[2023-03-01]. https：//doi.org/10.1614/WS-09-096.1.
[32] 陳國奇， 馮莉， 田興山. 不同控草措施對高溫季節華南地區蔬菜田雜草群落的影響[J/OL]. 生態學報， 2015， 35（22）：
7444-7453[2023-03-01]. https：//doi.org/10.5846/stxb201404140722.
Chen Guoqi， Feng Li， Tian Xingshan. Influences of different weed control practices on hot-season vegetable-field weed communities in south China[J/OL]. Acta Ecologica Sinica， 2015， 35（22）：
7444-7453[2023-03-01]. https：//doi.org/10.5846/stxb201404140722.
[33] 馬小艷， 馬艷， 奚建平， 等. 豫北露地直播棉田雜草的發生及其與棉花的競爭作用[J/OL]. 棉花學報， 2012， 24（1）：
91-96[2023-03-01]. https：//doi.org/10.3969/j.issn.1002-7807.2012.01.012.
Ma Xiaoyan， Ma Yan， Xi Jianping， et al. Mixed weeds and competition with directly seeded cotton， north Henan Province， China[J/OL]. Cotton Science， 2012， 24（1）：
91-96[2023-03-01]. https：//doi.org/10.3969/j.issn.1002-7807.2012.01.012.