广西植物Guihaia31(6):775—7812011年11月DOI:10.3969/j.issn.1000—3142.201I.06.013四川若尔盖县不同退化程度高寒草地群落比较研究唐明坤1,2,李明富4,赵杰2,陈薇薇2,索朗夺尔基3,孙治宇2*(1.四川大学生命科学学院生物资源与生态环境教育部重点实验室,成都610064;2.四川省林业科学研究院,成都610066;3.四川省若尔盖湿地国家级自然保护区管理局,四川若尔盖624500;4.四川省唐家河国家级自然保护区,四川青川628109)摘要:于2008年、2009年在若尔盖县沿高寒草地退化梯度进行物种多样性和生物量等方面的群落监测,以期探讨不同退化程度高寒草地群落结构特征,并提出引起退化的原因。结果表明:(1)随着退化加剧,草地群落盖度、群落物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Pielou指数均递减。未退化群落以鹅绒委陵菜、无脉苔草为优势种,群落物种丰富,记录25种植物;中度退化群落以无脉苔草为优势种,记录植物20种;重度退化群落以二裂委陵菜、密花香薷、白苞筋骨草群落,记录16种植物;(2)未退化群落、中度退化群落、重度退化群落生物量鲜重多次监测的平均值分别为836.78、726.37g/mz和542.78g/m2,可见随着群落退化程度加剧,其生物量鲜重递减;未退化群落、中度退化群落生物量干重值在各个监测时段十分接近,而重度退化群落的值明显降低;(3)1965~1973年间挖沟排水可能是该区高寒草地退化的主要原因,放牧、干线公路、旅游开发等人为干扰是研究区草地群落退化的驱动因子。关键词:高寒草地;退化梯度;群落结构;物种多样性指数;生物量;干扰中图分类号:Q948.15文献标识码:A文章编号;lOOO-3142(2011)06-0775—07Comparative●?‘study●ofthealpinegrassland●COmmunitiesTANG'l?●●invaryingdegradationinZoigeCounty,SichuanProvinceMing-Kunl,2,LIMing-Fu4,ZHAOJie2,CHENWei-Wei2,SUOLANGDuo-Erji3,SUNZhi-Yu2*(1.KeyLaboratoryofBioresource,EcologyandEnviromnent,MinistryofEducation,CollegeofLi厅Sciences,SichuanUniversity。Chengdu610064。China,2.SichuanAcademyofForestry,Chengdu610066,China+3.theManagementBureauofZoigeWetlandNationalNatureReserve。Sichuan624500,China+4.TangjiaheNaturalReserve,Sichuan628109,China)Ah;tI翟ct:ThemonitoringofspeciesdiversityandevennessofalpinegrasslandalongthedegradationgradientwascausesconductedtOcharacterizechangesofthecommunitystructureinvaryingdegradationandsuggestpossibleinZoigeCountyinboth2008and2009.Theresultsshowedthat:(1)thecoverage,speciesPielouindexesofrichness,Sharax)I卜Wienerandspiesdiversityofcommunitiesweredecreasingfromthenon-degradationtOthehighestdegradation,(2)Theabovegroundbiomasswasdecreasingfromthenon-degradationtOthehighestdegradation,with836.78g/raZ,726.37g/m2,and542.78g}m2infreshweightfornon-degraded,moderatedegradedandheavydegradedcommunities.andobvious一Theweightofdrybiomassofmoderatedegradedcommunitiesw'asquitedosetOnon-degradedcommunities收稿日期:201卜02—17修回日期:2011-08—18byPublicBenefitSpecialFundsforForestryofStateForestry基金项目:国家林业局林业公益性行业专项(200704004)[SupportedAdministration(200704004)3作者简介,唐明坤(198卜)。男。l舀]tl绵阳人,博士研究生.从事植被生态及GIS应用方面的研究。(E-mail)tmklz@163.corn.?通讯作者(Authorforcorrespondence-E-mail,sbssunzhy@163.corn)万方数据776广西植物31卷lyhigherthanheavydegradedcommunities;(3)Excavatingdischargeditchesin1965—1973mightbethemaindrivingfactorofcommunitydegradation.Otherdrivingfactorsincludedovergrazing,highwayconstructionandtourism.脚words:alpinegrassland;degradationgradient;communitystructure;indexofspeciesdiversity;biomass;disturbance四川若尔盖高寒湿地位于黄河上游、青藏高原东北部,是世界上最大的高原泥炭沼泽湿地。若尔盖高寒湿地独特的地质、气候、水文自然地理条件为珍稀野生动、植物的生存、繁殖创造了得天独厚的环境条件,对黄河上游的水源涵养与补给及生态平衡的维持起着极其重要的作用,对全球环境变化也具有重要意义(费世民等,2006)。该区域湿地自1970年以来,出现的沼泽旱化、沙化、土壤退化等问题近年已引起广泛的关注。1966"-2000年间,若尔盖草地沙化面积增加307.7%,达36760.9hmz,占区域的7.25%,平均每年扩大草地沙化面积816.0hm2(雍国玮等,2003);徐刚等(2007)的研究表明,截至2000年若尔盖高原盆地的沙漠化、岩漠化区面积已达43911.15hm2。若尔盖高寒草地沙化已成为必须积极面对的问题。关于草地沙化植物群落方面已经开展了相关研究工作,王长庭等(2008)的研究发现,放牧干扰不仅改变了高寒小蒿草草甸群落土壤根系和蕴育土壤根系的“载体”量及根土比例,改变了植物群落的结构和功能,而且使土壤的物理和化学特性发生了明显的改变;一些研究侧重于对草地退化过程中个体行为的关注(周华坤等,2006)。针对若尔盖高原沼泽植被类型及多样性(杨福明,1986,1998;陈均烽等,2006),湿地不同生境下植被类型及其分布规律(田应兵等,2005),若尔盖西部草甸的基本类型、特点及近几十年来的变化(王乾等,2002)等方面的基础研究报道较丰富;针对若尔盖高原生态环境恶化与沼泽退化及其形成机制也有广泛探讨(杨永兴,1999;刘红玉等,2006;李斌等,2008)。但目前针对若尔盖高寒湿地植物群落退化梯度带上不同退化程度的植物群落结构的比较研究尚未见报道,对不同退化植物群落在物种组成、物种丰富度、物种多样性、生物量等方面的差异仍缺乏了解。高原湿地群落随着水分由多到少的梯度,植物群落的分布规律表现为水生或沼生植被一沼泽化草甸植被一草甸植被一沙化植被。本文在这一变化梯度上选定3个不同退化程度的代表性采样点,对植物群落进行动态取样监测,以期加深对湿地植物群落退化过程的了解。万方数据1研究区概况研究区位于若尔盖湿地国家级自然保护区东北边缘的花湖与G213国道之间的区域,海拔3430---3470m,面积708.65hm2。土壤类型主要为沼泽土、草甸土,属平坦状高原区域。G213公路位于研究区东北侧,花湖位于研究区西南端,接于黑河的支流达水曲上。花湖已开发旅游(图1)。研究区属高原寒温带湿润气候。11月至次年4月受西伯利亚和蒙古冷空气控制,5~10月受西南季风控制。气候特点是冬季寒冷干燥多大风、日照强,降雪少,昼夜温差大;春季气候回升缓慢,倒春寒频繁,解冻期长;秋季雨热同期,气温较高,降雨集中。据若尔盖县气象资料,区域年平均气温0.7℃,最热月(7月),平均气温10。7℃,最冷月(1月),平均气温一10.7℃,气温年较差为21.4℃,历年极端最高温24.6℃,极端最低温一33.7℃,≥5℃的积温为1014.6℃,≥10℃的积温为311.8℃;年降水量493.6~836.7mm,多年平均降水量656.8mm,相对湿度78oA;灾害性天气主要有干旱,冰雹和大风。2研究方法在研究区西南向东北轴线方向沿草地退化梯度,建立3个10mX10m永久监测样方,在每年5月、8月定期取样监测。在退化梯度上按离水源的距离、受干扰程度、群落物种丰富度及盖度变化等因素确定取样点退化程度:研究区西南侧接近花湖湿地的取样点有较好的水分条件,游客不会到达这一区域,也无其它干扰,封育保护好,群落处于较为自然的状态;研究区中部花湖检票口东侧取样点靠近旅游道路,有放牧活动,受旅游车辆停放、运行及放牧等干扰影响,草地群落处于中等退化;研究区东北侧取样点靠近花湖景区大门及G213公路,封育保护差,受到旅游、干线公路及放牧多重干扰,退化程度最重。2.1样方监测方法群落样方调查采用传统的草地样方调查进行,6期唐明坤等;四川若尔盖县不同退化程度高寒草地群落比较研究777在选定的3个梯度取样点设置草地监测样方,规格1m×1m,样方内分为4个0.5111×0.5m的小样3结果与分析3.1群落组成及结构根据2008年和2009年两年对不同退化程度48个群落样方的监测记录,对不同退化程度的植物方进行样方调查,记录样方总盖度、平均高度,每个小样方内的物种数及各物种的盖度、平均高度等数据(唐明坤等,2008;简敏菲等,2010)。2.2生物量监测方法草地植物群落生物量监测采用收割法,取1m群落结构(物种组成、物种丰富度、物种多样性、群落、植被覆盖度等)特征描述如下。3.1.1未退化群落:鹅绒委陵幕一无脉苔草群落(form.Potentillaanserina+Carex×lm的草皮带回实验室,分为4个0.5mX0.5m的小样方全部收割草地群落中所有地上部分,测定优势种和常见种鲜重。同时,将各样方的收获物放enervis)鹅绒人烘箱,在85℃恒温烘24h得到群落生物量干重。4个小样方数据之和为群落地面生物量鲜重、干重值,单位为g/m2。委陡菜一无脉苔草群落位于花湖湿地边缘,植被覆盖度较高,达95%,平均高度18cm,除禾本科的物种较高,可达40cm外,其它大多数物种高度在15em以下。群落中以鹅绒委陵菜(Potentillaanse一一ha),无脉苔草(Carexenervis)为优势种,二者不同时期在群落中的优势地位并不相同,5月调查样方中,由于鹅绒委陵菜叶片尚未完全展开,无脉苔草在群落中的益度明显大于鹅绒委陵菜,而在8月样方调查中。鹅绒委陵菜生长茂盛,叶形舒展,盖度超过无脉苔草。另外,在5月份的调查中,鹅绒委陵菜、无脉苔草盖度达60%,在8月的调查中降至55%,肉果草(Laneeatibetica)在8月的样方调查中盖度曲I产大大提高,在部分样方中甚至超过无脉苔草。其它较常见、能够提供一定盖度的物种还有驴蹄草(Caltha;晶’—搴——卜肆===E三‘一:tco{≠;Ⅲ!皂iiimL-.¨r-1--_‘i}j=一!:!”一一螺ipalstris)、草甸马先蒿(Pedicularisleontopodioides)、香青(Anaphalis:!一=习一-;《璺《三图1研究区位置及取样点布置图Fig.1Locationandsamplingsettingofworkingsitesroyld)、蒲公英(Taraxacummongolicum)、火绒草(Leontopodiumsinica)、毛茛状金莲花(Trolliusranunculoides)、羊茅(Festucasp.)、车前(Plan缸goasiatica)等。多次调查在群落中记录的物种还有高原毛莨(Ranun—cuLustanguticus)、西藏嵩草(Kobresiatibetica)、三脉梅花草(Parnassiatrinervis)、葶苈(Drabasp.)、2.3Shannon-Wiener多样性和Pieloull969)均匀度指数多样性指数计算公式:H7=--XP.1llP。,源于信息理论,综合考量物种丰富性及物种均匀性两项指标。H7为多样性指标,Pi代表第i种个体数4;占总个体数N的比例,即P。=砘/N。本文监测的是草本植物群落,群落中以单子叶物种为优势种,难于区分个体,故这里的%和N均为盖度。均匀度指数计算公式:E,=H,/1ns,与物种丰矮泽芹(Chamaesiumparadoxum)、长毛风毛菊(Saussureahieracioides)JJJ藏蒲公英(Taraxacummaurocarpum)、紫花针茅(Stipapurpurea)、梅花草(Parnassiapalustris)、高山大戟(Euphorbiaruthenica)、三裂碱毛茛(Halerpestesal—pina)、搭草(Koeleriacristata)、长叶碱毛茛(H4z—erpestestri—cuspis)、早热禾(Poasp.),这些是偶见种。本群落富度有关的群落结构均匀性量化指数,取值[o。1],取值越大,群落无控制作用明显的优势物种,群落的位于花湖湿地旁,水分条件较好,其结构特点基本反映了研究区未退化草地群落的背景状态。3.1.2中度退化并落:无脉苔革群落(form.Carex均匀性越高,有利于群落多样性。其中:盯为样方中Shannon-Wlener多样性指数,s为样方中的物种数。enervis)无脉苔草群落植被覆盖度略小于未退化万方数据778广西植物31卷群落,盖度85%~95%,高度8~12cm。群落分层(Anaphalissinica)、羊茅、紫花针茅、车前、高山大不明显,无脉苔草优势地位极为明显,除个别样方外戟、麻花艽(Gentianastraminea)、垂穗披碱草(Ely—其盖度一般在总盖度的50%以上。其次为鹅绒委mu¥nutans)、毛茛状金莲花、早熟禾、长毛风毛菊、陵菜,一般形成20%~25%的盖度,可见,中度退化展毛银莲花(Anemonedemissa)、肉果草、川甘蒲公群落中鹅绒委陵菜的优势地位明显下降。多次调查英(Taraxacumlugubre)、长柔毛委陵菜(Potentilla在群落中记录的物种有:蒲公英、火绒草、香青griffithiivar.velutina)、潜草、西藏嵩草。表1不同退化程度群落物种数及指示物种Table1Speciesnumbersandindicatorspeciesofcommunitiesunderdifferentdegradations表22009年不同退化程度群落Shannon-草、车前、鹅绒委陵菜。Wiener多样性及Pielou均匀度指数从表1可知,未退化植物群落物种数最丰富,达Table2Shannon-WienerandPielouindexof25种,中度退化群落中调查到20种,重度退化群落communitiesunderdifferentdegradations,2009仅16种。从指示种数量来看,重度退化群落中指示未退化群落中度退化群落重度退化群落监测时段Non—degradedModeratedegrad-Heavy—degraded种达到12种,占总种数的75%,这是由于重度退化Moni-communityedcommunitycommunity群落土质、生境完全改变,致使原来无法在原有生境鼍裟n.眦u港裟n,一陇-。u中分布的物种进入到群落中;而未退化群落和中度退化群落由于生境条件变化不大,这两个群落中物2009—051.530.621.120.500.390.242009—081.880.701.520.641.370.55种重复性较高,指示物种数分别为6种和4种。3.2群落Shannon-Wiener多样性和Pielou均匀度3.1.3重度退化群落:二裂委陵菜一密花香薷一白指数苞筋骨草群落(form.Potentillabifurca+Elsholt—利用2009年的群落样方调查资料计算不同退ziadensa+Ajugalupulina)重度退化群落受到化程度草地植物群落的Shannon-Wiener多样性值,放牧、干线公路及旅游等多重干扰影响,退化最严结果如表2。表2结果显示,群落Shannon-Wiener重,群落盖度一般不到30%,群落结构稳定性差,相多样性指数随着群落退化程度加重而递减。同一退同外部条件下不同地段的群落优势种组合并不相化程度群落不同时段的纵向比较显示出8月各个群同,但二裂委陵菜、密花香薷、白苞筋骨草是群落中落的Shannon-Wiener多样性指数均高于5月,可见最稳定的优势种类。由于优势种类组合富于变化,5月的植物群落刚进入新一轮的生长季,部分物种群落盖度不高,为其它物种提供了较大的生存空间,在调查中尚未萌发,因此多样性较低;8月时大部分但由于土壤沙质化及生境干燥,分布其中的物种较物种长势最好,调查到的数量达到最大值,因此多样少。群落中较高的物种有密花香薷、白苞筋骨草、露性指数计算结果较高。各群落的Pielou均匀度指蕊乌头(Aconitumgymnandrum)、蒿(Artemisia数与Shannon-Wiener多样性指数的变化趋势相同,sp.)、微孔草(Microulasikkimensis)等,达30cm;说明退化程度加剧,群落均匀度显著下降。群落中优其它种类都在20em以下,种类有二裂委陵菜、鳞茎势种的控制作用越明显,不利于群落的多样性。堇菜(Violabulbosa)、肉果草、莲座蓟(Cirsiume¥-3.3群落地面生物量culentum)、西伯利亚蓼(Polygonumsibiricum)、小各个时段测定的群落生物量鲜重和干重曲线都白藜(Chenopodiumiljinii)、银叶委陵菜(Potentil-呈“M”形,在2008年8月和2009年8月各群落达laleuconota)、角茴香(Hypecoumerectnas)、西藏嵩到峰值(图2)。图2(a)中未退化群落、中度干扰群万方数据
四川若尔盖县不同退化程度高寒草地群落比较研究 - 图文
2026/4/25 9:52:40
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