长治湿地主要植被类型及其多样性梯度特征分析

傅英华

摘 要 湿地生态系统作为三大生态系统之一，对于区域乃至全球可持续发展具有重要的作用，已成为当代生态学研究的重点。研究以山西省长治市湿地为研究对象，采用TWINSPAN分类方法分析了该湿地生态系统的主要植被类型，并对每种植被类型的生物多样性关系进行了分析。揭示了长治湿地主要植被类型及其多样性梯度特征，表明水分和人为的干扰是决定生物多样性的主要因子。研究将为湿地的规划和建设提供新的思路和方法，为进一步研究湿地的植被群落特征奠定基础，为湿地生态系统的动态发展研究作出贡献。

关键词 长治湿地；植被类型；生物多样性；梯度特征

中图分类号：Q948 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2014）27-0-02

湿地作为全球三大生态系统之一，是地球表层最独特的生态系统和过渡性景观，是地球表层系统最重要的“物种基因库”，湿地为人类生产生活提供了水资源、生物资源、能源（泥炭、海盐等）、交通和旅游等资源，是地球上最具亲和力的生态系统之一。近年来，我国湿地研究方兴未艾，取得了一批研究成果。

湿地生物多样性是所有湿地生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、植物和微生物及其所拥有的基因以及它们与环境所组成的生态系统。湿地生物多样性包括生态系统、物种和遗传多样性3个层次。

1 研究目的及意义

湿地生物多样性在区域生态系统中具有重要的意义，是区域生态系统中的重要组成部分，通过对进行长治湿地植被类型分析，为湿地的规划和建设提供新的思路和方法，为进一步研究湿地的植被群落特征奠定基础，为湿地生态系统的动态发展研究作出贡献。通过采用TWINSPAN等级分类法对长治湿地植被群落类型和生物多样性的调查和研究，探寻其植被群落的演替规律，为湿地的保护和规划提供可行性的意见，保持湿地生态系统的稳定性，促进地区性可持续发展。

2 研究地区概况和研究方法

2.1 研究地区概况

2.1.1 地理位置

长治湿地位于山西省长治市主城区西北部，北纬36°14'，东经113°02'，平均海拔高度920 m。东倚太行山，与河北、河南两省为邻，西屏太岳山，与临汾市接壤，南部与晋城市毗邻，北部与晋中市交界。区域规划面积11 120 hm?，其中湿地总面积超过2 000 hm?，水域面积2 400 hm?。

2.1.2 气候

长治湿地地处上党盆地，位于东亚季风区西北边缘。长治属暖温带半湿润大陆性季风气候，全年冬无严寒，夏无酷暑，雨热同季。年平均气温在8.6～10.5 ℃之间，气候条件与避暑山庄承德相近。1月份最冷，平均最低气温为-6.7 ℃；7月份最热，平均最高气温为22.6 ℃，号称“无扇之城”。年日照时数2 418～2 616 h，一般年降水量在537.4～656.7 mm，年平均无霜期在156.8～181.9 d，年平均风速为1.5～3.0 m/s之间。

2.2 研究方法

2.2.1 样地设置及外业调查

根据本文研究内容的要求，依据已有的图面、文献资料，结合实地踏查，在长治湿地地带选取调查采样点12个（分别用A、B、C、D等表示），每个采样点附近选取采样样方9个（其中灌木样方3个，草本样方6个），共选取样方108个。草本样方分别用A1-A6、B1-B6等表示。灌木选取样方面积取2 m×2 m，草本样方面积取1 m×1 m，灌木层分别调查密度、盖度、高度、频度等四项指标，而草本层分别调查盖度、频度等指标。108个样方共记录了217个植物种，其中草本种200个，木本植物17个，分别得到了36×17和72×200的木本植物和草本植物原始数据矩阵。

2.2.2 数据处理

植物种用重要值作为综合数量指标。重要值计算公式如下：

重要值计算在excel软件中进行。

2.2.3 群落类型分类

采用TWINSPAN软件分别对得到的草本植物和木本植物原始数据矩阵进行草本植物群落和木本植物群落分类，本文数量分类中采用的TWINSPAN软件是由Hill（1979）设计的，它是采用指示种进行的双向等级分类。

2.2.4 生物多样性计算

一般来说，在对一个群落和一个区域物种多样性进行研究时，一般从丰富度指数、均匀度指数和多样性指数三个指数出发，综合分析比较物种的多样性及其影响因素。基于此，将采用以上三种指数来分析长治湿地木本植物和草本植物群落多样性，其计算公式如下：

丰富度指数采用公式：richness=Ln（s）

均匀度指数采用Pielou均匀度指数：

多样性指数采用shannon-wiener公式：

其中

以上公式中为种的相对重要值；为种的重要值：为种所在样方的物种总数.即丰富度指数。

2.2.5 生物多样性梯度特征分析

对前面分类得到的植物群落类型，结合群落环境，群落演替地位及生境干扰状况，进行植物群落类型的生态适应性功能组划分，分析沿水分梯度、生境干扰梯度的生物多样性变化格局。

3 结论与讨论

3.1 结论

第一，草本群落类型包含芦苇、香蒲、稗子、水芹和红蓼、野艾蒿、灰绿藜、箻草以及草木樨、狗尾草、旋复花等11个群丛，其中芦苇、香蒲、稗子、水芹、红蓼为原生植物，它们占有较大面积，但在人为干扰较多的地带，出现了一些退化植被，其中包括野艾蒿、灰绿藜、箻草、草木樨、狗尾草、旋复花等，这些次生植物占据面积较小。

第二，木本植物群落类型包括柳灌丛、杨树矮林、青杨纯林和杨柳混交灌丛。

第三，生物多样性指数在不同草本植物群落类型之间都呈现相同的变化趋势，表现如下：芦苇群丛>红蓼群丛>稗子群丛>香蒲群丛>水芹群丛>狗尾草群丛>旋复花群丛>灰绿藜群丛>草木樨群丛>箻草群丛>野艾蒿群丛，原生植被生物多样性大于次生植被。而在木本植物群落类型之间变化趋势如下：杨柳混交灌丛>杨树矮林>柳灌丛。

第四，根据TWINSPAN的分类方法生态适应性功能组包括：湿生草本植物群落、旱生或中生草本植物群落、木本植物群落。生态适应性功能组的生物多样性沿水梯度变化规律表明：水因子是引起该区湿地植物群丛类型变化和物种多样性大小的主导因素。也是决定湿地群落结构和功能的主要因素。此外，人类干扰引起的土地利用变化和旱生物种入侵也是影响该区群丛类型和生物多样性的主要因素。

3.2 湿地植物多样性环境梯度特征

湿地植被的结构、功能及其多样性能综合反映湿地生态环境的基本特点、功能特性及其动态趋势。本研究发现，该地原生湿地植被类型较为丰富，但由于受人类的干扰较为严重，原生湿地植被正在发生不同程度的退化和演变，这说明影响该区湿地植被类型多样性的主要因素是人类干扰及其带来的湿生环境旱生化现象。这与葛继稳、马秀梅、陆军等的人研究结果相似，这些说明，湿地植物多样性主要受湿地水环境的变化和湿地人为干扰程度的双重影响。此外，其他因素如生态入侵、种间竞争等也会影响湿地植物群落多样性。

参考文献

[1]安树青.湿地生态工程[M].北京：化学工业出版社，2003.

[2]崔丽娟，张曼胤.人类干扰对安庆沿江湿地植物多样性的影响[J].林业科学研究，2005，18（4）.

[3]代红艳.人工湿地植物的研究[J].太原大学学报，2007，8（4）.

[4]葛继稳，蔡庆华，刘建康等.梁子湖湿地植物多样性现状与评价[J].中国环境科学，2003，23（5）.

[5]何斌源，范航清，王瑁等.中国红树林湿地物种多样性及其形成[J].生态学报，2007，27（11）.

[6]何太蓉.重庆市湿地资源利用中存在的问题及对策[J].重庆师范学院学报：自然科学版，2012（9）.

（责任编辑：刘昀）endprint

摘 要 湿地生态系统作为三大生态系统之一，对于区域乃至全球可持续发展具有重要的作用，已成为当代生态学研究的重点。研究以山西省长治市湿地为研究对象，采用TWINSPAN分类方法分析了该湿地生态系统的主要植被类型，并对每种植被类型的生物多样性关系进行了分析。揭示了长治湿地主要植被类型及其多样性梯度特征，表明水分和人为的干扰是决定生物多样性的主要因子。研究将为湿地的规划和建设提供新的思路和方法，为进一步研究湿地的植被群落特征奠定基础，为湿地生态系统的动态发展研究作出贡献。

关键词 长治湿地；植被类型；生物多样性；梯度特征

中图分类号：Q948 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2014）27-0-02

湿地作为全球三大生态系统之一，是地球表层最独特的生态系统和过渡性景观，是地球表层系统最重要的“物种基因库”，湿地为人类生产生活提供了水资源、生物资源、能源（泥炭、海盐等）、交通和旅游等资源，是地球上最具亲和力的生态系统之一。近年来，我国湿地研究方兴未艾，取得了一批研究成果。

湿地生物多样性是所有湿地生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、植物和微生物及其所拥有的基因以及它们与环境所组成的生态系统。湿地生物多样性包括生态系统、物种和遗传多样性3个层次。

1 研究目的及意义

湿地生物多样性在区域生态系统中具有重要的意义，是区域生态系统中的重要组成部分，通过对进行长治湿地植被类型分析，为湿地的规划和建设提供新的思路和方法，为进一步研究湿地的植被群落特征奠定基础，为湿地生态系统的动态发展研究作出贡献。通过采用TWINSPAN等级分类法对长治湿地植被群落类型和生物多样性的调查和研究，探寻其植被群落的演替规律，为湿地的保护和规划提供可行性的意见，保持湿地生态系统的稳定性，促进地区性可持续发展。

2 研究地区概况和研究方法

2.1 研究地区概况

2.1.1 地理位置

长治湿地位于山西省长治市主城区西北部，北纬36°14'，东经113°02'，平均海拔高度920 m。东倚太行山，与河北、河南两省为邻，西屏太岳山，与临汾市接壤，南部与晋城市毗邻，北部与晋中市交界。区域规划面积11 120 hm?，其中湿地总面积超过2 000 hm?，水域面积2 400 hm?。

2.1.2 气候

长治湿地地处上党盆地，位于东亚季风区西北边缘。长治属暖温带半湿润大陆性季风气候，全年冬无严寒，夏无酷暑，雨热同季。年平均气温在8.6～10.5 ℃之间，气候条件与避暑山庄承德相近。1月份最冷，平均最低气温为-6.7 ℃；7月份最热，平均最高气温为22.6 ℃，号称“无扇之城”。年日照时数2 418～2 616 h，一般年降水量在537.4～656.7 mm，年平均无霜期在156.8～181.9 d，年平均风速为1.5～3.0 m/s之间。

2.2 研究方法

2.2.1 样地设置及外业调查

根据本文研究内容的要求，依据已有的图面、文献资料，结合实地踏查，在长治湿地地带选取调查采样点12个（分别用A、B、C、D等表示），每个采样点附近选取采样样方9个（其中灌木样方3个，草本样方6个），共选取样方108个。草本样方分别用A1-A6、B1-B6等表示。灌木选取样方面积取2 m×2 m，草本样方面积取1 m×1 m，灌木层分别调查密度、盖度、高度、频度等四项指标，而草本层分别调查盖度、频度等指标。108个样方共记录了217个植物种，其中草本种200个，木本植物17个，分别得到了36×17和72×200的木本植物和草本植物原始数据矩阵。

2.2.2 数据处理

植物种用重要值作为综合数量指标。重要值计算公式如下：

重要值计算在excel软件中进行。

2.2.3 群落类型分类

采用TWINSPAN软件分别对得到的草本植物和木本植物原始数据矩阵进行草本植物群落和木本植物群落分类，本文数量分类中采用的TWINSPAN软件是由Hill（1979）设计的，它是采用指示种进行的双向等级分类。

2.2.4 生物多样性计算

一般来说，在对一个群落和一个区域物种多样性进行研究时，一般从丰富度指数、均匀度指数和多样性指数三个指数出发，综合分析比较物种的多样性及其影响因素。基于此，将采用以上三种指数来分析长治湿地木本植物和草本植物群落多样性，其计算公式如下：

丰富度指数采用公式：richness=Ln（s）

均匀度指数采用Pielou均匀度指数：

多样性指数采用shannon-wiener公式：

其中

以上公式中为种的相对重要值；为种的重要值：为种所在样方的物种总数.即丰富度指数。

2.2.5 生物多样性梯度特征分析

对前面分类得到的植物群落类型，结合群落环境，群落演替地位及生境干扰状况，进行植物群落类型的生态适应性功能组划分，分析沿水分梯度、生境干扰梯度的生物多样性变化格局。

3 结论与讨论

3.1 结论

第一，草本群落类型包含芦苇、香蒲、稗子、水芹和红蓼、野艾蒿、灰绿藜、箻草以及草木樨、狗尾草、旋复花等11个群丛，其中芦苇、香蒲、稗子、水芹、红蓼为原生植物，它们占有较大面积，但在人为干扰较多的地带，出现了一些退化植被，其中包括野艾蒿、灰绿藜、箻草、草木樨、狗尾草、旋复花等，这些次生植物占据面积较小。

第二，木本植物群落类型包括柳灌丛、杨树矮林、青杨纯林和杨柳混交灌丛。

第三，生物多样性指数在不同草本植物群落类型之间都呈现相同的变化趋势，表现如下：芦苇群丛>红蓼群丛>稗子群丛>香蒲群丛>水芹群丛>狗尾草群丛>旋复花群丛>灰绿藜群丛>草木樨群丛>箻草群丛>野艾蒿群丛，原生植被生物多样性大于次生植被。而在木本植物群落类型之间变化趋势如下：杨柳混交灌丛>杨树矮林>柳灌丛。

第四，根据TWINSPAN的分类方法生态适应性功能组包括：湿生草本植物群落、旱生或中生草本植物群落、木本植物群落。生态适应性功能组的生物多样性沿水梯度变化规律表明：水因子是引起该区湿地植物群丛类型变化和物种多样性大小的主导因素。也是决定湿地群落结构和功能的主要因素。此外，人类干扰引起的土地利用变化和旱生物种入侵也是影响该区群丛类型和生物多样性的主要因素。

3.2 湿地植物多样性环境梯度特征

湿地植被的结构、功能及其多样性能综合反映湿地生态环境的基本特点、功能特性及其动态趋势。本研究发现，该地原生湿地植被类型较为丰富，但由于受人类的干扰较为严重，原生湿地植被正在发生不同程度的退化和演变，这说明影响该区湿地植被类型多样性的主要因素是人类干扰及其带来的湿生环境旱生化现象。这与葛继稳、马秀梅、陆军等的人研究结果相似，这些说明，湿地植物多样性主要受湿地水环境的变化和湿地人为干扰程度的双重影响。此外，其他因素如生态入侵、种间竞争等也会影响湿地植物群落多样性。

参考文献

[1]安树青.湿地生态工程[M].北京：化学工业出版社，2003.

[2]崔丽娟，张曼胤.人类干扰对安庆沿江湿地植物多样性的影响[J].林业科学研究，2005，18（4）.

[3]代红艳.人工湿地植物的研究[J].太原大学学报，2007，8（4）.

[4]葛继稳，蔡庆华，刘建康等.梁子湖湿地植物多样性现状与评价[J].中国环境科学，2003，23（5）.

[5]何斌源，范航清，王瑁等.中国红树林湿地物种多样性及其形成[J].生态学报，2007，27（11）.

[6]何太蓉.重庆市湿地资源利用中存在的问题及对策[J].重庆师范学院学报：自然科学版，2012（9）.

（责任编辑：刘昀）endprint

摘 要 湿地生态系统作为三大生态系统之一，对于区域乃至全球可持续发展具有重要的作用，已成为当代生态学研究的重点。研究以山西省长治市湿地为研究对象，采用TWINSPAN分类方法分析了该湿地生态系统的主要植被类型，并对每种植被类型的生物多样性关系进行了分析。揭示了长治湿地主要植被类型及其多样性梯度特征，表明水分和人为的干扰是决定生物多样性的主要因子。研究将为湿地的规划和建设提供新的思路和方法，为进一步研究湿地的植被群落特征奠定基础，为湿地生态系统的动态发展研究作出贡献。

关键词 长治湿地；植被类型；生物多样性；梯度特征

中图分类号：Q948 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2014）27-0-02

湿地作为全球三大生态系统之一，是地球表层最独特的生态系统和过渡性景观，是地球表层系统最重要的“物种基因库”，湿地为人类生产生活提供了水资源、生物资源、能源（泥炭、海盐等）、交通和旅游等资源，是地球上最具亲和力的生态系统之一。近年来，我国湿地研究方兴未艾，取得了一批研究成果。

湿地生物多样性是所有湿地生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、植物和微生物及其所拥有的基因以及它们与环境所组成的生态系统。湿地生物多样性包括生态系统、物种和遗传多样性3个层次。

1 研究目的及意义

湿地生物多样性在区域生态系统中具有重要的意义，是区域生态系统中的重要组成部分，通过对进行长治湿地植被类型分析，为湿地的规划和建设提供新的思路和方法，为进一步研究湿地的植被群落特征奠定基础，为湿地生态系统的动态发展研究作出贡献。通过采用TWINSPAN等级分类法对长治湿地植被群落类型和生物多样性的调查和研究，探寻其植被群落的演替规律，为湿地的保护和规划提供可行性的意见，保持湿地生态系统的稳定性，促进地区性可持续发展。

2 研究地区概况和研究方法

2.1 研究地区概况

2.1.1 地理位置

长治湿地位于山西省长治市主城区西北部，北纬36°14'，东经113°02'，平均海拔高度920 m。东倚太行山，与河北、河南两省为邻，西屏太岳山，与临汾市接壤，南部与晋城市毗邻，北部与晋中市交界。区域规划面积11 120 hm?，其中湿地总面积超过2 000 hm?，水域面积2 400 hm?。

2.1.2 气候

长治湿地地处上党盆地，位于东亚季风区西北边缘。长治属暖温带半湿润大陆性季风气候，全年冬无严寒，夏无酷暑，雨热同季。年平均气温在8.6～10.5 ℃之间，气候条件与避暑山庄承德相近。1月份最冷，平均最低气温为-6.7 ℃；7月份最热，平均最高气温为22.6 ℃，号称“无扇之城”。年日照时数2 418～2 616 h，一般年降水量在537.4～656.7 mm，年平均无霜期在156.8～181.9 d，年平均风速为1.5～3.0 m/s之间。

2.2 研究方法

2.2.1 样地设置及外业调查

根据本文研究内容的要求，依据已有的图面、文献资料，结合实地踏查，在长治湿地地带选取调查采样点12个（分别用A、B、C、D等表示），每个采样点附近选取采样样方9个（其中灌木样方3个，草本样方6个），共选取样方108个。草本样方分别用A1-A6、B1-B6等表示。灌木选取样方面积取2 m×2 m，草本样方面积取1 m×1 m，灌木层分别调查密度、盖度、高度、频度等四项指标，而草本层分别调查盖度、频度等指标。108个样方共记录了217个植物种，其中草本种200个，木本植物17个，分别得到了36×17和72×200的木本植物和草本植物原始数据矩阵。

2.2.2 数据处理

植物种用重要值作为综合数量指标。重要值计算公式如下：

重要值计算在excel软件中进行。

2.2.3 群落类型分类

采用TWINSPAN软件分别对得到的草本植物和木本植物原始数据矩阵进行草本植物群落和木本植物群落分类，本文数量分类中采用的TWINSPAN软件是由Hill（1979）设计的，它是采用指示种进行的双向等级分类。

2.2.4 生物多样性计算

一般来说，在对一个群落和一个区域物种多样性进行研究时，一般从丰富度指数、均匀度指数和多样性指数三个指数出发，综合分析比较物种的多样性及其影响因素。基于此，将采用以上三种指数来分析长治湿地木本植物和草本植物群落多样性，其计算公式如下：

丰富度指数采用公式：richness=Ln（s）

均匀度指数采用Pielou均匀度指数：

多样性指数采用shannon-wiener公式：

其中

以上公式中为种的相对重要值；为种的重要值：为种所在样方的物种总数.即丰富度指数。

2.2.5 生物多样性梯度特征分析

对前面分类得到的植物群落类型，结合群落环境，群落演替地位及生境干扰状况，进行植物群落类型的生态适应性功能组划分，分析沿水分梯度、生境干扰梯度的生物多样性变化格局。

3 结论与讨论

3.1 结论

第一，草本群落类型包含芦苇、香蒲、稗子、水芹和红蓼、野艾蒿、灰绿藜、箻草以及草木樨、狗尾草、旋复花等11个群丛，其中芦苇、香蒲、稗子、水芹、红蓼为原生植物，它们占有较大面积，但在人为干扰较多的地带，出现了一些退化植被，其中包括野艾蒿、灰绿藜、箻草、草木樨、狗尾草、旋复花等，这些次生植物占据面积较小。

第二，木本植物群落类型包括柳灌丛、杨树矮林、青杨纯林和杨柳混交灌丛。

第三，生物多样性指数在不同草本植物群落类型之间都呈现相同的变化趋势，表现如下：芦苇群丛>红蓼群丛>稗子群丛>香蒲群丛>水芹群丛>狗尾草群丛>旋复花群丛>灰绿藜群丛>草木樨群丛>箻草群丛>野艾蒿群丛，原生植被生物多样性大于次生植被。而在木本植物群落类型之间变化趋势如下：杨柳混交灌丛>杨树矮林>柳灌丛。

第四，根据TWINSPAN的分类方法生态适应性功能组包括：湿生草本植物群落、旱生或中生草本植物群落、木本植物群落。生态适应性功能组的生物多样性沿水梯度变化规律表明：水因子是引起该区湿地植物群丛类型变化和物种多样性大小的主导因素。也是决定湿地群落结构和功能的主要因素。此外，人类干扰引起的土地利用变化和旱生物种入侵也是影响该区群丛类型和生物多样性的主要因素。

3.2 湿地植物多样性环境梯度特征

湿地植被的结构、功能及其多样性能综合反映湿地生态环境的基本特点、功能特性及其动态趋势。本研究发现，该地原生湿地植被类型较为丰富，但由于受人类的干扰较为严重，原生湿地植被正在发生不同程度的退化和演变，这说明影响该区湿地植被类型多样性的主要因素是人类干扰及其带来的湿生环境旱生化现象。这与葛继稳、马秀梅、陆军等的人研究结果相似，这些说明，湿地植物多样性主要受湿地水环境的变化和湿地人为干扰程度的双重影响。此外，其他因素如生态入侵、种间竞争等也会影响湿地植物群落多样性。

参考文献

[1]安树青.湿地生态工程[M].北京：化学工业出版社，2003.

[2]崔丽娟，张曼胤.人类干扰对安庆沿江湿地植物多样性的影响[J].林业科学研究，2005，18（4）.

[3]代红艳.人工湿地植物的研究[J].太原大学学报，2007，8（4）.

[4]葛继稳，蔡庆华，刘建康等.梁子湖湿地植物多样性现状与评价[J].中国环境科学，2003，23（5）.

[5]何斌源，范航清，王瑁等.中国红树林湿地物种多样性及其形成[J].生态学报，2007，27（11）.

[6]何太蓉.重庆市湿地资源利用中存在的问题及对策[J].重庆师范学院学报：自然科学版，2012（9）.

（责任编辑：刘昀）endprint