呼伦湖国家级自然保护区芦苇群落类型及物种多样性研究

2020-09-27黄学文杨美霞戴欣欣孙劲一

国土与自然资源研究 2020年5期

黄学文，杨美霞，庞博，戴欣欣，孙劲一

（1.呼伦贝尔学院生命科学学院，呼伦贝尔021000；2.呼伦湖国家级自然保护区管理局，呼伦贝尔021000；3.呼伦贝尔市北方寒冷干旱地区内陆湖泊研究所，呼伦贝尔021000）

前言

湿地是自然界最富生物多样性和生态功能最高的生态系统之一，被誉为“地球之肾”。湿地研究受到了国际上许多学科学者的广泛关注，其中生物多样性是湿地研究的重要内容[1-3]。湿地是最重要的生态系统类型之一，由于特殊的环境条件，湿地孕育了丰富的生物物种[4]。

呼伦湖及其湿地被称为呼伦贝尔“草原之肾”，在呼伦贝尔草原的生态保护和经济发展中，其水域与湿地发挥着不可替代的重要作用[5]。呼伦湖在维持当地生态系统的稳定性和经济发展方面发挥着举足轻重作用，是我国第五大淡水湖，也是内蒙古境内面积最大的湖泊[6]。然而，近年来呼伦湖水面面积下降，湿地萎缩，自然资源、生态环境受到影响[7]。

目前，呼伦湖湿地生态环境正在影响着东北乃至华北地区的生态安全。呼伦湖湿地为呼伦贝尔的湿生植被及水生动物提供了天然的栖息地，对整个呼伦贝尔草原的生态系统及物种多样性起到关键作用，而且由于呼伦湖所处的地理位置，让呼伦湖成为了迁徙鸟类的食供地，我们对呼伦湖保护区植被的调查有利于我们对迁徙鸟类的保护[8]。

呼伦湖湿地植物群落最多的就是芦苇群落，所以本次调查对呼伦湖自然保护区芦苇湿地物种多样性进行研究，分析多样性指数充分了解湿地植被的发展过程，探究环境对湿地植被的多方面影响，从而为湿地保护提出优异的参考和建议。

1 研究区概况

呼伦湖（117°00＇10"～118°08＇10"E，48°50＇80"～49°32＇50"N）位于我国内蒙古高原东北部的呼伦贝尔市境内。湖泊整体轮廓呈西南—东北走向的不规则长方形，湖泊面积为2300km2，平均湖水水位海拔541m，平均水深为5.7m。该地处于温带大陆性季风气候，位于中高纬度温带半干旱区，夏季温和少雨，冬季寒冷漫长，多年平均降水量为240～320mm，多年平均气温在1.1℃左右[9]。无霜期约为128d。呼伦湖水系是额尔古纳河水系的组成部分，历史上曾是额尔古纳河的上源之一，呼伦湖保护区内主要的核心区主要是：乌尔逊核心区、乌兰诺尔核心区、嘎拉达白辛核心区、呼伦沟核心区[10]。

2 研究方法

2.1 数据的采集：选择在植物生长季8 月份，围绕呼伦湖周边进行芦苇群落的数据采集。采用样方法，共选取了28 个样地，每个样地设置5 个样方，每个样方面积为1m×1m，记录各样方的植物种类、高度、密度、盖度。同时测定并记录各样地的海拔高度、经纬度等。

2.2 数据处理

2.2.1 物种重要值和多样性指数。物种重要值（IV）测度指标采取重要值，重要值IV＝（相对高度+相对密度+相对盖度）/3。其中相对高度＝某个种的高度/所有种的高度之和×100%；相对密度＝某个种的密度/所有种的密度之和×100%；相对盖度＝某个种的盖度/所有种的盖度之和×100%。

2.2.2 物种多样性指标。本文用于描述物种多样性的是α 多样性指数，以探讨芦苇群落的物种多样性特征，采用的测度指标是多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和优势度。

物种多样性指数Shannon-Wiener 指数：

式中：Pi为群落中某个物种其个体数量占该群落中所有物种个体数量的总和的百分比，即Pi=Ni/N，Ni为第i 个物种的数量，N 为群落的个体总数。

Margalef 物种丰富度指数：

式中：S 为群落中物种的数量，N 为群落的个体总数。

Pielou 均匀度指数：

式中：S 为物种数，Pi=Ni/N，N 为样方中所有种的个体总数，Ni为样方中第i 个种的个体总数。

生态优势度指数：

式中：Pi=Ni/N。

用Microsoft-excel、sas 软件进行数据计算。

3 结果与分析

3.1 群落类型分析

根据群落中各物种重要值大小，以优势种的重要值来命名群落名称，可将研究区植物划分为4 个典型群落[3（]表1）。

3.2 不同生境下芦苇群落物种多样性指数分析

不同生境下芦苇群落物种多样性指数分析见表2。

3.3 不同生境下物种多样性分析

物种的丰富度指数是最直观群落的物种数，是最直观、最有效地反映群落多样性的指标[3]。由图1 可知，物种多样性指数Shannon-Wiener 指数、Margalef 指数、Pielou 指数、生态优势度指数的排列顺序均为陆生＞湿生＞水生。且在这三种生境间均有明显显著性差异。

4 讨论

由表1 可知呼伦湖沿湖的群落类型分为芦苇、芦苇＋拂子茅、芦苇＋碱蓬、芦苇＋野大麦群落，形成这四种群落类型的主要原因是：芦苇是水生或湿生植物，多长在湿地；芦苇＋拂子茅群落，拂子茅的生境较为复杂，多生长在沙地，在湖水季节性淹没后芦苇侵入，出现了从拂子茅群落向芦苇群落演替的趋势。芦苇＋野大麦群落一般分布在宽阔的河滩，芦苇高度比较低，属于刚侵入物种，演替发展趋势不明显；芦苇＋碱蓬群落多分布在低湿河滩，土壤碱性大，碱蓬群落由于被湖水淹没逐渐变湿，所以逐渐向芦苇群落演替。

表1 呼伦湖湿地植物群落类型（以重要值分类）

表2 不同生境下芦苇群落物种多样性指数

根据 Shannon-Wiener 指数、Margalef 物种丰富度指数和生态优势度指数的排列顺序可知陆生生境中的物种数量较为丰富，主要原因有：①由于调查地区是围绕呼伦湖进行，所以陆生环境是由于湖水季节性的淹没所形成的，所以有很多一年生植物出现，导致物种多样性指数高。②由于湖水的季节性淹没，所以陆生区域的土壤条件更加适合一些一年生植物生长，导致物种多样性指数高。③因为水体环境弱光、缺氧、粘性高、密度大，不适合其他物种生存，物种较为单一。

从表2 可以看出水生环境下物种相对单一，样地均以芦苇为单优势种出现，其4 种指数都显示为零。

5 结论

5.1 根据调查可知芦苇在水生环境下长势较好且群落中多为单一物种，由此说明芦苇适应水生生长，属于水生或湿生植物；在被湖水季节性淹没的地区，物种多样性比较丰富。

5.2 本次调查中发现在水深1m 左右的地方大多是单一芦苇且它的生物量最高，高度也最高，密度最大。水生主要分布在呼伦沟核心区、嘎拉达白辛核心区、乌兰诺尔核心区和呼伦湖西岸泻湖也有少量分布。湿生主要分布在乌尔逊河滩、克尔伦河入湖口附近、鄂伦木河出湖口附近。陆生主要分布在乌尔逊河远河岸河滩、老嘎拉达白辛站附近。