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黑河流域张掖市城郊泛洪平原湿地植物多样性研究

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畜牧与饲料科学 A nimd日 6帆dry and Feed Science 黑河流域张掖市城郊泛洪平原湿地植物多样性研究 马 俊。,田晓萍 ,占玉芳 (1.甘肃省祁连山国家级自然保护区管理局,甘肃张掖734000;2.甘肃省张掖市林业科学研究院,甘肃张掖734000) 摘要:根据物种多样性测度公式,按草本群落和灌木群落,分别研究黑河流域张掖市甘州区西城驿 泛洪平原湿地2个群落的植物物种及其组成特征。结果表明,草本群落以芦苇为优势种,其重要值 为24.16;灌木群落以小香蒲为优势种,其重要值为47.54。物种多样性分析结果表明,2个群落的 物种多样性表现出较一致的趋势,多样性指数值较低,草本群落和灌木群落中的物种丰富度指数、 多样性指数Simpson指数和Shannon—Wiener指数、均匀度指数均表现为草本群落>灌木群落。优势 度指数则表现为灌木群落>草本群落:方差分析结果表明,2个群落的物种多样性指数之间差异不 显著,即2个群落的结构没有发生明显变化。结果提示.该研究调查的湿地植物群落结构组成简 单,物种多样性低,寡种优势现象极为严重。 关键词:湿地;植物多样性;重要值;群落 中图分类号:Q948.15 文献标识码:A 文章顺序编号:1672—5190(2015)04—0036—04 Research of the Plant Diversity of Floodplains Wetland of Suburb of Zhangye City in Heihe River Basin MA Jun 。TIAN Xiao—ping ,ZHAN Yu—fang: (1.Management Bureau of National Natural Protection Area of Qilian Mountains of Gansu Province,Zhangye 734000,China;2. Academy of Forestry of Zhangye of Gansu Province,Zhangye 734000,China) Abstract:Based on measure formula of species diversity,the plant species and composition characteristics of herbage and shmb communities in floodplains wetland of suburb of Xichengyi of Ganzhou Distirct of Zhangye City in Heihe River basin were investigated.The results showed that Phragmites communis was the dominant species of the herbage community,and the important value was 24.16.Typha minima was the dominant species of shrub community,and the important value was 47.54.The results of species diversity analysis of the two communities showed the consistent trends that the diversity index values were relatively lower.Furthermore,the abundance degree,Simpson diversity index,Shannon—Wiener index and uniformity index of shmb community were all higher than those of herbage community,whereas the dominant index of shrub community were higher than that of herbage community.The results of variance analysis showed that there were no signiifcant diferences of species diversity index between the two communities,indicating that the sturcture of the two communities had not obvious changes.It was indicated that the plant structure of the investigated communities were simple and the plant diversity were low,whereas the advantage phenomenon were serious. Key words:wetland;plant diversity;important value;communities 湿地是陆地与水域的交错地带。是一种兼有 替代的环境功能和生态效益。由于其在水分和化 水、陆特征,具有多种功能的特殊生态系统。世界 学循环中所表现出来的功能及其处于水陆交错带 自然保护大纲将湿地、森林、海洋并列为全球三大 可对流经表面的水流及其中的营养物质起到过 生态系统l1]。湿地不仅是人类重要的生存环境.也 滤、净化作用,实现作为自然和人类废弃物接收器 是众多野生动物、植物的重要生存环境。湿地的生 的环境净化功能,因此被誉为“地球之肾” ]。 物多样性极为丰富,其物理、化学和生物组成部分 甘肃省张掖市有类型繁多的湿地。属于自我 交互作用,在调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、净化 调节功能脆弱的内陆湿地类型,湿地资源弥足珍 水质、保护生物多样性等方面具有其他系统不可 贵。目前,有关张掖市湿地植物群落生物多样性的 收稿日期:2015—03—27 研究较少,尤其在基础研究方面更为薄弱。至今尚 作者简介:马俊(1971一),女,高级工程师,主要从事森林防 未提出一份较为系统、完整的动、植物名录,对重 火及管理工作。 要种类和类群的生物学、生理学和生态学的专门 ・+一+一+一+一+-+ 分析[J].畜禽业,2005(12):9—10. [8] 翁志铿,林云琴,陈震,等.四个肉鸭品种的生产性能比 [6]唐修君,郭军,高玉时,等.太湖鹅屠宰性能的研究[J]. 较试验[J].家畜生态,2002,23(2):11-13. 家禽科学,2008(12):11-12. [9] 周贵,王立克,黄瑞华,等.畜禽生产学实验教程[M].北 [7]张红,张军,龚道清,等.溧阳鸡屠宰性能的研究[J].中 京:中国农业大学出版社,2006:222—224. 国家禽,2004,26(19):31—32. (责任编辑:钱英红) 第4期 马 俊等:黑河流域张掖市城郊泛洪平原湿地植物多样性研究 37 研究尚属空白,因此,该研究根据实地调查资料和 相关文献。采用多样性指数、均匀度指数以及方差 分析等方法对张掖市甘州区西城驿泛洪平原湿地 的植物群落特点及物种多样性特点进行量化分 析,以期为湿地保护与恢复工作及湿地资源的可 持续利用提供依据。 1研究地区概况 张掖市地处甘肃河西走廊中部,位于东经97 ̄20 ~ 102o12 ,北纬37o28 ~39o57 ,东靠金昌、武威,西 连酒泉、嘉峪关,南与青海省接壤,北与内蒙古自 治区毗邻。全境东西长210~465 km,南北宽3O~ 148 km.总土地面积4.19万hm .占全省总面积的 9.2%。区域内绿洲、农田、牧场和沙漠、戈壁、盐碱滩地 交错分布,有2条大沙带横穿全境,风沙线长达 400 km。属典型的性气候。全国第二大内陆 河——黑河横穿全境,境内流域长达330km。形成了 著名的“张掖绿洲”。张掖市湿地总面积210 420.42 hm ,其中。天然湿地199 709.97 hm 、人工湿地 10 710.45 hm2.属于自我调节功能脆弱的内陆湿地 类型。 2研究方法 2.1样地调查 由于湿地处于群落交错区,环境 变化较大.因此在对主要湿地的调查中,采用样 带法与样方法相结合的调查方法.选择不同地 区、不同生境条件的区域进行调查[4-5]。在各样地 每隔30 m设定1条样带,在样带中每隔5 m设 定1个样方。根据调查地的实际情况,分草本和 灌木群落进行调查,各调查l0个样方,每个样方 面积为1 mx1 m(草本)、4 m ̄4 m(灌木),记录样 方内每种植物的盖度、多度、高度以及群落的总 盖度等值。采集植物标本,进行种属鉴定,统计每 种植物的个体数量。此外,记录样地的自然生境 状况等特征 2.2植物标本鉴定植物标本鉴定主要依据《中 国高等植物图鉴》 《祁连山药用植物志》 , 《中国 沙漠植物志》 和《俄、拉、汉种子植物名称》 等进 行。 2.3数据处理 2.3.1 测度指标口0】:在样地的水平上对物种在各 个样方出现的情况进行频度统计。该研究选用物 种的重要值作为多样性的测度指标。重要值=(相 对密度+相对频度+相对盖度)X100/3。 2.3.2物种多样性测度指标 1]:一个区域或一个 生态系统可测定的生物学特征。是生物多样性在 物种水平上的表现形式,因此,一般用物种多样 性指标来分析生物多样性l1 。对于物种多样性来 说,应该是多个方面的综合度量,这就要求全面 考虑多样性指标。该研究采用的物种多样性测度 指标为:物种多样性指数、物种丰富度指数、物种 均匀度指数、优势度指数。各指数的计算公式如 下: ①多样性指数 Simpson多样性指数(Simpson diversity index, n 2 K):K=I一 19i =1 Shannon—Weiner多样性指数(Shannon—Weiner It diversity index,H):日=一 ln =1 式中: 为ni/N,是第i个种的株数占所有种 株数的比例;Ⅳ为所有种的个体总数;ln为自然对 数,底数为2.171 828 38。 ②丰富度指数 Margalef丰富度指数(F): (S一1)/InN 式中:S为群落中物种的数量。 ③均匀度指数 n Pielou均匀度指数(J):',=(一 P/ln/5)AnS =1 三 2 ④优势度指数D=一 /5 =I 3结果与分析 3.1 张掖市甘州区西城驿泛洪平原湿地植物重要 值分析 物种的重要值可以反映该种植物在群落 中的地位和作用。重要值越大.表明该种植物在群 落中的地位越重要.对群落的影响越大El3]。张掖市 甘州区西城驿泛洪平原湿地植物中草本群落和灌 木群落相关植物的重要值计算结果见表1。由表1 可知.在草本植物群落中,以芦苇的重要值最大, 达24.16,占据绝对优势种地位,其次为假苇拂子 茅(9.16)、节节草(8.65)、滨麦(7.94);灌木群落的 优势种为小香蒲,其重要值最大,达47.54,其次是 假苇拂子茅(14.54)和水柏枝(7.58),此外,该群落 中灌木或半灌木普遍具有较高的重要值。除了节 节草具有相对较高的重要值外,其他一年生或多 年生草本植物的重要值都很低。由此可知,草本群 落和灌木群落在组成结构和物种分布格局上存在 一定差异。 3.2张掖市甘州区西城驿泛洪平原湿地植物多样 性该研究共调查了20个样方(草本和灌木样方 各10个)。发现的植物共19科29属32种,其中, 38 畜牧与饲料科学 第36卷 蕨类植物1种,被子植物31种。草本植物占95% 以上,在湿地生态系统中处于绝对优势地位。草本 扁杆藤草(Scirpus planiculmis);香蒲科:香蒲(ry— pha angustfiolia)、长苞香蒲(Typhaangustata)。灌木 群落中植物共11科l4属16种,其中种类较多的 科有杨柳科(Salicaceae): 河柳(SⅡz chaenomeloides)、沙柳(S ix psammophila);香蒲科 (Typhaceae):小香蒲(Typha minima)、长苞香蒲 (Typha angustata);禾本科(Gramineae):芦苇 (Phragmites communi¥)、假苇拂子茅(Calamagrostis pseudophragmites)。此外,其他一些分布面积较大 群落中植物共15科22属23种,其中种类较多的 科有菊科(Composita)、禾本科(Gramineae)、莎草科 (Cyperaceae)、香蒲科(Typhaceae)等,这些植物大 都生长在河滩湿地和沼泽环境中。常见的有菊科: 川甘蒲公英(Tal'(D ̄ac1 ̄1Tb htgubre)、蒙山莴苣(Lactu. ca tatarica)、旋覆花(Inula aponica)、甘青蒿 (Artemisia tangutica)、刺儿菜(Cephalanoplos sege— turn);禾本科:芦苇(Phragmites communis)、假苇拂 的植物有:玄参科(Scrophulariaceae):疗齿草 (Odontites serotina);木贼科(Equisetaceae):节节草 子茅(Calamagrostis pseudophragmites)、滨麦(Ley- mll¥mol,lis);莎草科:嵩草(Kobresia tibetica)、 (Equisetum ramosissimum);柽柳科(Tamaricaceae): 第4期 马 俊等:黑河流域张掖市城郊泛洪平原湿地植物多样性研究 39 珍惜濒危物种水柏枝(Myricariagermanica)等。草 本群落的物种无论从科、属,还是种的水平都要稍 多于灌木群落。 物种多样性是群落组织化水平的定量指标, 群落内组成物种愈丰富,多样性越大;物种均匀度 越大,群落多样性值愈大l1 。该研究调查的湿地 中,主要植物群落物种多样性指数计算结果见表 2。由表2可知,草本群落的物种数、Margalef物种 丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon— Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均大于灌 木群落,表明物种丰富度指数与物种多样性指数 和均匀度指数呈紧密正相关。但草本群落的优势 度指数(0.225 2)小于灌木群落(0.484 9)的优势 度指数,这是由于在一个植物群落中不同的植物 之间会出现以食物、空间等资源为核心的种问和 种内竞争及密度制约因素 导致竞争性弱的物种 比例减少,从而引起群落的均匀度降低。当群落 由于密度的增加引起优势度的增加而成为单优 势种群落时,群落多样性降低,而优势度增加¨ , 这也验证了物种多样性指数与物种丰富度、均匀 度呈正相关,与生态优势度呈负相关『l6]的理论。 总体来讲,张掖市甘州区西城驿泛洪平原湿地群 落的物种多样性指数较低,生物多样性指数最大 值为1.971 0(见表2)。 2个群落5个指数的方差分析结果显示,2 种不同典型群落间的多样性指数之间差异不显 著(见表3),表明2个群落在物种组成结构上差 异不明显.即2个群落的结构没有发生明显的 变化。这主要是由于湿地植物群落多为寡种群 落且盖度均较低,决定了多样性有较强的一致 性,且群落中绝大多数物种的绝对数量均较小, 虽然对群落种多样性起到了一定的作用.但对 综合多样性指数贡献不大。Simpson多样性指数 所反映的趋势与Shannon—Wiener多样性指数反 映的趋势基本一致,且群落间的差异性不大.这 进一步说明了湿地植物2群落的物种多样性差 别较小。 4小结与讨论 该研究调查的湿地植物群落结构组成简单. 物种多样性低,寡种优势现象极为严重。草本群落 中优势种主要为芦苇,灌木群落中以小香蒲为优 势种,灌木水柏枝、河柳、柽柳的重要值相对较高, 除了小香蒲、假苇拂子茅和节节草外.其他一年生 和多年生草本植物的重要值极低。物种多样性在 该研究区表现出较为一致的趋势,多样性指数值 较低,无论是利用物种丰富度指数(F),还是采用 物种多样性指数(H和K)和均匀度指数(J)来测 度,其结果较一致,即草本群落>灌木群落。方差分 析结果表明,2个群落间物种多样性指数之间不存 在显著差异。物种多样性与物种丰富度呈正相关, 而与生态优势度呈负相关,表现出单一的植物群 落结构,即该区植物种类少、盖度低,生物资源丰 富度比较匮乏。 参考文献: [1]PAUL A K.Wetland Ecology:Principles and Conservation [M].Cambridge:Cambridge University Press,2000. f2] 刘芳.芦苇湿地对污水中氮磷的净化能力研究[D].保 定:河北农业大学.20o4. f3] 崔妍.芦苇对湿地中重金属吸收的研究[D].大连:大 连海事大学,2005. 『4] 蒋政权,洪剑明,胡东.北京市杨镇湿地植物群落多样 性及优势种重要值的研究[J].湿地科学,2004,2(3): 213—219. 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