蟒河流域湿地植被数量生态学研究

摘要

蟒河为黄河支流之一,流径贯穿蟒河国家级自然保护区,是山西重要的河流湿地类型。本文以蟒河流域湿地植被为研究对象,应用数量生态学方法,从植物区系、群落生态学的角度,对蟒河流域湿地植物群落进行了较为系统、全面的研究,包括群落的组成、分类与排序、物种多样性、种间关联等。旨在分析植物群落与环境的生态关系,为蟒河流域湿地生态系统的植被保护提供科学的理论依据。
　　(1)根据45个样地的调查统计表明:蟒河流域湿地植被的区系组成中共有104种,隶属43科83属。由于湿地特殊的生态环境,区系成分中以湿生、水生和中生植物占优势。在其中种数最多的为菊科(19种),其次是禾本科(8种)、毛茛科(7种)、蓼科(6种)、唇形科(6科)、蔷薇科(6科)。在各类植物区系地理成分中,属的分布区类型有11个类型,类型较少,地理成分不复杂。区系特点为世界广布和北温带分布占优势,群落的温带性质明显。
　　(2)采用双向指示种分析(TWINSPAN)、除趋势对应分析(DCA)和典范对应分析(CCA)对蟒河流域湿地植物群落进行数量分类与排序。通过TWINSPAN分类,将蟒河流域湿地植群落216个样方划分为15个群丛类型,并分别论述了各群丛类型的基本特征。TWINSPAN分类与DCA和CCA排序产生了较一致的结果,样方和优势种的DCA排序及优势种的CCA排序较好地揭示了该区植物群落的分布格局与环境梯度的关系;DCA排序较好地体现了各群丛类型与环境因子间的相互关系, DCA第一排序轴主要反映了土壤含水量的变化梯度;DCA第二排序轴则主要反映了土壤有机质的变化梯度。结果表明,水分和土壤中各个环境因子的变化是影响蟒河流域湿地植物群落物种组成与分布的重要生态因子。与DCA相比,CCA的排序轴更有利于生态意义的解释,后者能同时反映样方在种类组成及环境因子组成上的相似性,表现在排序图中样方较集中,群落间的界线变得较模糊,因此如果排序同分类结合使用,DCA的效果要好于CCA。
　　(3)采用3种多样性指数分析了蟒河流域湿地植物群落物种多样性特征。结果表明,这些指标均能较好地反映群落结构组成的特殊性以及生境特点。其中物种多样性最大的是千屈菜+鹅绒委陵菜+大蝎子草群丛,其次为鸭跖草+薄荷+野艾蒿+鬼针草群丛。物种多样性受到人为干扰、群落动态、湿地生境类型等因素不同程度的影响,其中人为干扰和生境类型是导致物种多样性变化的主要原因。
　　(4)运用2×2列联表的χ2检验方法对群落37个优势种进行种间关联性检验,利用Jaccard指数测定种对间的关联度,并应用Pearson相关系数和Spearman秩相关系数刻画了种对间的数量变化关系。结果表明,χ2检验中有253个种对为正关联,409个种对为负关联;Pearson相关系数检验有196个种对为正关联,470个种对为负关联;Spearman秩相关系数检验有246个种对为正关联,420个种对为负关联,表明种对呈负相关趋势。Spearman秩相关系数检验的灵敏性要高于χ2检验和 Pearson相关系数,使用 Spearman秩相关系数得出的结果较好。同时结合 PCA分析结果,将37个优势种划分为水生、湿生、湿中生、中生4个生态种组。

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1 引言

1.1 研究现状与进展

1.2 研究目的和意义

1.3 主要研究思路

2 研究区域概况

2.1 蟒河流域自然环境概况

2.2 取样地自然环境概况

3 研究方法

3.1 样地调查

3.2 数据处理与分析

4 结果与讨论

4.1 蟒河流域湿地植被的区系研究

4.2 蟒河流域湿地植被的数量分类与排序

4.3 蟒河流域湿地植被物种多样性研究

4.4 蟒河流域湿地植被种间关联研究

5 结论

5.1 群落基本特征

5.2 分类与排序

5.3 物种多样性

5.4 种间关联

致谢

参考文献

附录1

附录2