塔里木河上游典型湿地植被群落特征1)

丁新华 李 铭 姜继元 何 江 马 玲 陈奇凌

(新疆农垦科学院，石河子，832000) (新疆农业科学院) (东北林业大学) (新疆农垦科学院)

塔里木河上游典型湿地植被群落特征1)

丁新华 李 铭 姜继元 何 江 马 玲 陈奇凌

(新疆农垦科学院，石河子，832000) (新疆农业科学院) (东北林业大学) (新疆农垦科学院)

野外调查新疆塔里木河上游阿拉尔地区各典型湿地植被群落的物种组成，并分析其物种多样性测度，研究结果如下：1)各典型湿地植被群落物种共计15科24属26种，多为单属科和单种科，其中藜科最多，禾本科、莎草科和杨柳科次之；2)以草本植物占绝对优势，灌木其次，乔木种类极少；3)灌木层多样性指标Simpson指数为0～0.67、Shannon-Wiener指数为0～0.69、Margalef丰富度指数为0～0.91、Pielou均匀度指数为0～1.00，PIE种间相遇率为0～0.67；草本层Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数及PIE种间相遇率则分别为0～0.65、0～1.21、0～1.17、0～0.69和0～0.65，各指数均较低，表明该地区物种贫乏，伴生种较少，群落中单优种的群落优势度较大，植被群落结构稳定性较低，生态脆弱，其一旦遭到破坏，恢复较难，应加强对其保护。

塔里木河；湿地；植物群落；物种多样性

A field survey was conducted to determine species composition and species diversity of each typical wetland types’ plant community in the Aral area located in the upstream Tarim River in Xinjiang. We identified 26 plant species belonging to 21 genura and 9 families, and most belong to single families and single species. The number of plants from Chenopodiaceae are the most followed by those from Gramineae, Cyperaceae and Salicaceae. In the structure of plant community, herbaceous plants are dominant significantly, shrubs is second, and tree species are rarely. The Simpson, Shannon-Wiener, Margalef and Pielou index of shrub layer are 0-0.67, 0-0.69, 0-0.91 and 0-1.00, respectively, and the Meeting Rate of Different Plant Species (PIE) is 0-0.67. The same indexes of grass layer are 0-0.65, 0-1.21, 0-1.17, 0-0.69 and 0-0.65, respectively. PIE is low, so the species in this region is poor, and the accompanying species is less. The community dominance of single species in community is larger, its stability of vegetation community structure is low, and its ecology is fragile. Therefore, once it is destroyed, the recovery will be more difficult with strong protections.

植物群落是在一定生境条件下由不同植物构成的一个总体，植被群落特征则是描述群落结构和功能复杂性的度量指标，其在探明群落结构、功能及稳定性、揭示植被群落与环境间相互关系等方面起着重要作用[1]，其多样性的研究已成为当前生物多样性研究的一个热点[2-3]。

目前，对于植物群落结构的研究多集中于森林[4-5]、草地[6-8]生态系统，对荒漠[9-10]、各类湿地[11-13]等脆弱生态系统的相关研究也正在逐步展开与丰富，研究内容主要集中在不同演替[14-15]、退化[16-17]、自然更新[18-19]阶段以及人为干扰方式[20-22]等对植被群落结构的影响，同时还对群落结构与环境因子间相互关系进行了大量研究[23-25]，但目前有关我国内陆极干旱荒漠区这一特殊脆弱生态系统下的不同湿地类型典型植被群落的研究还显见报道，本研究以塔里木河上游阿拉尔地区不同典型湿地类型的植被群落为研究对象，通过对其群落结构特征的比较分析，旨在为这一重要生态系统的保护与管理提供科学指导。

1 研究区概况

研究区地处塔克拉玛干沙漠北缘、塔里木河上游的阿拉尔地区，地理坐标为东经80°30′～81°58′，北纬40°22′～40°57′，属温带大陆性极干旱荒漠气候，年均气温10.8 ℃，降水量仅为40.1～98.8 mm，日照2 556～2 991 h，无霜期180～224 d，由于其地处我国塔里木盆地中心的塔克拉玛干沙漠的北缘，生态环境较为脆弱。

2 研究方法

2.1 样地调查

在塔里木河上游阿拉尔地区选取3种典型湿地类型(人工水库、塔里木河、牛轭湖)为研究对象，分别于人工水库—坝外、人工水库—入水口滩涂、塔里木河沿岸及牛轭湖(小海子)选取各自范围内的不同典型植被群落进行调查，共计19个植被群落(详见表1)，其分属于4个植被型组4个植被型5种植被亚型8个群系的14个群丛(见表2)，每一植被群落均设置3个50 m×50 m的重复固定样方，合计57个，用于监测乔木情况；各固定样方内，分别选取2个5 m×5 m、1 m×1 m的样方，各计114个，分别用于调查灌木和草本的组成情况，群落调查指标包括植被种类组成、个体数、盖度、高度等。

表1 观测区各类型湿地典型植物群丛结构特征

表2 新疆塔里木河上游阿拉尔观测区典型湿地植被类型

2.2 分析方法

1)统计分析利用Excel软件分析和统计野外采集各样方数据，在计算盖度、密度、频度的基础上，分别计算出每种植物的重要值以及各群落灌木层、草本层的多样性指数。

2)物种优势度由其重要值表示，计算公式[26]：

重要值=(相对频度+相对盖度+相对密度)/3。

3)物种多样性指数选用5个指标，其中包括2个综合多样性指数，1个丰富度指数，1个均匀度指数和1个种间相遇机率指数，各指标计算公式[26-27]如下：

Margalef丰富度指数R=(S-1)/lnN；

Pielou均匀性指数J=H/lnS；

式中：Pi表示第i种个体数占群落个体总数的比例，即Pi=Ni/N；Ni表示种i的个体数；N表示全部种的个体总数；S表示群落物种数。

3 结果与分析

3.1 植物群落基本组成

群落调查结果表明，观测区各典型湿地植被群落有物种共计15科24属26种，均为被子植物，其中双子叶植物11科17属18种，单子叶植物4科7属8种，多为单属科和单种科，以藜科最多(6属7种)，其次为禾本科(3属3种)、莎草科(2属2种)和杨柳科(2属2种)，再次为香蒲科(1属2种)，其余均为单属单种科(详见表3)。

由表4可知，不同湿地类型的植物群落科属种组成存在显著差异，具体为：人工水库—坝外共计11科13属13种(乔木2科2属2种,灌木2科3属3种,草本7科8属8种)，人工水库—入水口8科12属13种(乔木1科1属1种,灌木3科3属3种,草本4科8属9种)，塔河沿岸6科6属7种(乔木2科2属2种,灌木1科1属1种,草本3科3属4种)，牛轭湖(小海子)6科7属7种(乔木2科2属2种,灌木2科2属2种,草本2科3属3种)。各类型湿地的植被群落中，草本层无论在物种组成上还是在数量上均占绝对优势，其所占比例达42.86%～69.23%，灌木层其次，所占比例为14.29%～28.57%，乔木层所占比例最少，仅为7.69%～28.57%。此外，由表4还可看出，在群落物种科属种的组成方面，人工水库(坝外及入水口滩涂)显著大于塔河沿岸与牛轭湖。

表3 观测区湿地植物科、属、种汇总

表4 各湿地类型植物科、属、种结构组成

3.2 各类型湿地典型植被群落优势种结构组成

由研究区各类型湿地典型植被群落的重要值分析可知(见表5)，不同湿地类型间的主要优势建群种存在一定差异，具体表现为，黑果枸杞、盐节木及芦苇为人工水库—坝外湿地的主要优势建群种；水库—入水口滩涂的优势建群种则主要为草本植物芦苇、盐角草和碱蓬，黑果枸杞、骆驼刺及柽柳为伴随种，其在各群落中的重要值均不大；塔河沿岸湿地的主要优势建群种主要为胡杨和芦苇；牛轭湖(小海子)湿地则为芦苇、柽柳、胡杨以及广泛分布的黑果枸杞。

3.3 各类型湿地典型植被群落多样性指数

塔里木河上游阿拉尔观测区各湿地类型的典型植被群落均主要由灌木和草本组成，其群落层次结构分为灌木层片和草本层片，故本研究仅对观测区内各植被群落灌木层和草本层的5个多样性测度指标分别进行了计算，结果见表6。不同湿地类型间的群落结构多样性指标存在一定差异，具体为：人工水库—坝外、水库—入水口滩涂及塔河沿岸草本层的多样性指数均显著大于灌木层，这表明草本层在这3类湿地植被群落中占主导地位，其对维持群落结构与稳定起着关键作用，而牛轭湖(小海子)则为灌木层多样性指数显著大于草本层，表明灌木层为该类型湿地的主导群落。

表5 各典型湿地植被群落组成种的重要值

序号物 种塔河沿岸C1C2C3牛轭湖(小海子)D1D2D3D4D51芦苇15．6471．8518．5840．9027．8066．0023．1140．802小獐毛——————4．47—3蔺状隐花草————————4荸荠————————5藨草————————6灯心草————————7宽苞香蒲—5．42——————8小香蒲7．48———————9胡杨61．769．4637．53———14．2521．2510白柳————————11柽柳15．12—33．7519．1052．64—36．23—12黑果枸杞——10．1413．3314．375．597．3437．9513骆驼刺————————14盐穗木————————15盐节木————————16盐角草————————17盐爪爪———26．675．1915．9111．23—18拟漆菇————————19灰绿藜————————20五蕊碱蓬————————21硬枝碱蓬————————22水葫芦————————23蒙古鸦葱—————12．503．37—24海乳草————————25苦豆籽—13．27——————26习见蓼————————合计100．00100．00100．00100．00100．00100．00100．00100．00

注：A1为黑果枸杞芦苇群落，A2为盐节木群落，A3为柽柳芦苇群落，A4为荸荠群落，A5为芦苇群落；B1为滩涂小芦苇群落，B2为盐角草群落，B3为盐角草芦苇群落，B4为碱蓬群落，B5为柽柳盐角草群落，B6为芦苇群落；C1为河滩小胡杨群落，C2为芦苇群落，C3为胡杨柽柳群落；D1为盐爪爪芦苇群落，D2为柽柳芦苇群落，D3为芦苇群落，D4为胡杨芦苇群落，D5为黑果枸杞芦苇群落。

由表6还可知，所研究的19个群落总体多样性水平间也存在一定差异，具体如下：灌木层多样指数较高的为人工水库—入水口滩涂的盐角草芦苇群落、柽柳盐角草群落及牛轭湖(小海子)的胡杨芦苇群落，而草本层则为水库—坝外的荸荠群落和水库—入水口滩涂的滩涂小芦苇群落及柽柳盐角草群落。综合灌木层和草本层的多样性指数可发现，组成物种最丰富、群落结构最稳定的群落为水库—入水滩涂的柽柳盐角草群落，而组成物种极为匮乏，仅为单优种的结构最不稳定的群落为水库—坝外的芦苇群落与牛轭湖(小海子)的黑果枸杞芦苇群落。

表6 各典型湿地植被群落的多样性指数

注：A1为黑果枸杞芦苇群落，A2为盐节木群落，A3为柽柳芦苇群落，A4为荸荠群落，A5为芦苇群落；B1为滩涂小芦苇群落，B2为盐角草群落，B3为盐角草芦苇群落，B4为碱蓬群落，B5为柽柳盐角草群落，B6为芦苇群落；C1为河滩小胡杨群落，C2为芦苇群落，C3为胡杨柽柳群落；D1为盐爪爪芦苇群落，D2为柽柳芦苇群落，D3为芦苇群落，D4为胡杨芦苇群落，D5为黑果枸杞芦苇群落。H为Shannon-wiener多样性指数，D为Simpson多样性指数,R为Margalef丰富度指数,J为Pielou均匀性指数,EPI为种间相遇机率。

4 结论与讨论

在对塔里木河上游阿拉尔地区各类型湿地典型植被群落的结构组成分析表明，该研究区共有植物15科24属26种，其物种种类较少，且多为单属科和单种科，这与张林静等[28]对新疆阜康绿洲荒漠过渡带植物群落的研究结果一致，也与楚光明等[29]对叶尔羌河下游公益林植被群落的调查结果一致，其符合荒漠地区植被物种组成稀少的特点。

群落多样性分析表明，该研究区灌木层多样性指标Simpson指数0～0.67，Shannon-Wiener指数0～0.69，Margalef丰富度指数0～0.91，Pielou均匀度指数0～1.00，PIE种间相遇率为0～0.67；草本层各多样性指标的范围则分别为Simpson多样性指数0～0.65，Shannon-Wiener指数0～1.21，Margalef丰富度指数0～1.17，Pielou均匀度指数0～0.69，PIE种间相遇率0～0.65，这与张元恺等[30]对民勤沙区绿洲—荒漠过渡带典型植被群落的多样性特征分析结果相似，也与杨赵平等[31]对塔里木盆地硬枝碱蓬群落多样性的研究结果相一致，但显著低于张锦春等[32]对库姆塔格沙漠南源植被群落多样性的研究结果，也低于张林静等[29]对新疆阜康绿洲荒漠过渡带植物群落多样性的研究结果，这表明研究区内各湿地类型的植被群落物种匮乏，伴生种较少，单优种的群落优势度较大，植被群落结构的稳定性较低，生态十分脆弱，一旦群落中优势种消失，而又无功能相似的冗余物种替代，将会对整个生态系统的功能造成严重而不可逆的损害[30]，应将强对其保护。

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Wetland Vegetation Community Feature in Upper Tarim River Area/Ding Xinhua, Li Ming, Jiang Jiyuan(Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science, Shihezi 832000, P. R. China); He Jiang

(Xinjiang Academy of Agricultural and Science); Ma Ling(Northeast Forestry University); Chen Qiling(Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science)//

Journal of Northeast Forestry University.-2014,42(6).-47～52

Tarim River; Wetlands; Vegetation community; Species diversity

1) 国家林业公益性行业科研专项项目资助(201304114)。

丁新华，男，1984年9月生，新疆农垦科学院林园研究所，硕士研究生。

陈奇凌，新疆农垦科学院林园研究所，副研究员。E-mal:CQL619@163.com。

2013年8月10日。

Q16; Q948.15+8

责任编辑：潘 华。