天山南坡高寒草地海拔梯度上的植物多样性变化格局

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高寒嵩草草甸退化生态系统植物群落结构特征及物种多样性分析_王文颖

8- 14
草业学报
第 10卷第 3期
9 /2001
A CT A P RA T A CU L T U R AE SIN ICA
V o l. 10, N o. 3
高寒嵩草草甸退化生态系统植物群落结构特征及物种多样性分析
王文颖 1 ,王启基 2
( 1.青海师范大学 ,西宁 810008; 2. 中国科学院西北高原生物研究所 ,西宁 810001)
由于青藏高原独特的地理位置和生态环境的影响 ,太阳直接辐射的时空分布有别与我国同纬度内陆平原 ,直接辐射年总量在 3 000～ 6 000 M J/m2之间 ,高原主体年日照时数在 2 500 ～ 3 600 h,一年无四季之分 ,仅有冷季和暖季之别 ,气温随海拔升高和纬度增加而降低 ,年平均气温在 0～ - 5. 9℃之间 ,全区降水量由西北 ( 300 m m以下 )向东南 ( 500 mm 以上 )递增 ,且降水主要集中在夏半年 ,雨季和干季分明。植被类型丰富多样 ,其中以高寒嵩草草甸类型占优势 , 主要优势种有小嵩草 ( Kobresia py gmaea )、矮嵩草 ( K. humil is )、线叶嵩草 ( K . capilli f olia)、藏嵩草 ( K. tibetica ) 等 , 主要伴生种有异针茅 ( Sti pa aliena )、羊茅 ( Fest uca ovina )、紫羊茅 ( F. rubra )、高原早熟禾 ( Poa al pi gena )、双叉细柄茅 ( Pt ilagrostis dichotom a)、藏异燕麦 ( Hel ictotri chon tibeticum )、珠芽蓼 ( Poly gonum v iviparum )等。土壤类型以高山草甸土、高山灌丛草甸土为主。 2 研究方法 2. 1 资料收集

甘南高寒草甸海拔梯度上生物多样性与生态系统多功能的关系

甘南高寒草甸海拔梯度上生物多样性与生态系统多功能的关系甘南高寒草甸海拔梯度上生物多样性与生态系统多功能的关系概述：甘南地区位于青藏高原东南边缘，是中国西部高寒草甸的典型代表。

由于海拔的不断上升，在相对较小的区域范围内形成了丰富多样的生态系统。

本文将探讨甘南高寒草甸的海拔梯度上生物多样性与生态系统多功能之间的关系。

一、生态系统的多功能性生态系统多功能性指的是生态系统在提供生物多样性的同时，还具有许多其他的功能，如土壤保护、水资源维护、碳存储等。

多功能性使得生态系统能够适应环境变化，提供人类的经济、社会和文化需求。

二、甘南高寒草甸的生物多样性1. 植物多样性：甘南高寒草甸分布范围内存在着丰富的高山植被类型，包括草甸、湿地、山地森林等。

在海拔梯度上，植被类型和数量变化明显，造成了不同海拔上植物多样性的差异。

2. 动物多样性：甘南高寒草甸是藏北大山区的代表，这里栖息着许多珍稀的动物物种，如野生高原牦牛、藏羚羊等。

不同海拔上的动物物种组成有所不同，这也更丰富了甘南高寒草甸的生物多样性。

三、生物多样性与生态系统功能的关系1. 生物多样性对生态系统功能的影响：生物多样性是维持生态系统健康的基础。

更多的物种代表了更多的功能群，这能提供更多的生态系统服务，如富集土壤养分、增加土壤稳定性、提高景观的抵抗力等。

2. 生态系统多功能性对生物多样性的保护：生态系统多功能性提供了更多的资讯和关怀，更好地保护了生物多样性。

人们倾向于保护对生态系统有益的区域，从而保护了许多生物多样性丰富的区域。

四、甘南高寒草甸海拔梯度上的生态系统多功能性1. 水资源维护：甘南高寒草甸在海拔上升的同时，水资源的蓄积与流动也发生了明显的变化。

高山上的湖泊和河流对于下游地区的水源保护和调节起着重要作用。

2. 碳存储：甘南高寒草甸具有丰富的植被，通过光合作用固定大量二氧化碳，对减缓气候变化起到积极作用。

3. 生物资源保护：甘南高寒草甸是大量珍稀动植物物种的分布地，保护这些生物资源是维护生态系统多功能性的重要方面。

天山新疆段植被物候特征及其气候响应

1 研究区概况
天山新疆段位于欧亚大陆中部，平均海拔高度约 4000 m，属于温带大陆性干旱气候。流域总地势为北高南低，流经高山峡谷、盆地，地形复杂。基于区域及流域的完整性，选择的研究区范围为 76.55°～ 91.69°E，39.85°～ 45.63°N。区域以天山山脊线为界分为南北麓两部分（图 1），南坡以孔雀河流域、阿克苏和渭干河流域为边界；
表1天山新疆段气象观测站基本信息table1basicinformationofmeteorologicalobservationstationsinthexinjiangtianshanmountains站点名称巴音布鲁克巴伦台焉耆轮台库尔勒伊宁尼勒克昭苏吐鲁番鄯善阿拉山口博乐托里精河乌鲁木齐牧试站天池库米什阿克苏沙雅位置海拔高度m8415e4303n8633e4267n8657e4208n8425e4178n8613e4175n8120e4357n8234e4348n8108e4309n8912e4256n9014e4251n8257e4518n8204e4454n8336e4556n8249e4434n8711e4327n8819e4353n8813e4214n8014e4110n8278e4123n245801750010558976193156625110511848634537783361531910778320119300194259224110389804表220012014年气象站逐月地表温度和modislst数据精度验证结果table2theresultsofverificationofthesurfacetemperatureandtheaccuracyofmodislstdatain20012014气象站点库尔勒吐鲁番鄯善阿拉山口博乐托里精河乌鲁木齐牧试站天池库米什阿克苏沙雅rrmse099309830986098809780967099109490936099309880989222477357606580662470383843216237241mae179372269547497583420302767171175169气候变化研究进展2019年626wwwclimatechangecn气候变化影响显著性检验如线性相关系数通过001plt

不同经度天山云杉群落物种丰富度随海拔梯度变化

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应\ 用\ 生\ 态\ 学\ 报\ \ \ \ \ \ \
\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ !3 卷
进行归纳后发现，有关物种丰富度随海拔的变化研究结果近 ! " # 属于单峰型分布格局$ 也有研究表明，
［ !% ］ $ 此外，还有物物种丰富度在中等海拔高度较低
不同经度位置的天山云杉林进行海拔梯度群落学调查， & 个经度分别为昭苏北山、巩留西天山国家级自然保护区、乌苏巴音沟、乌鲁木齐水西沟天山森林生态系统定位研究站和哈密白石头乡，各具体地段的基本情况见表 !$ !# $" 研究方法 #((’ 年 ’ —3 月，在天山山脉不同经度位置的每个调查地点的阴坡，从天山云杉林自然分布的下限到上限，海拔每隔 &( * 各选取 ! 个 #( * 4 #( * 的样地，每个样地的地形大致相似，尽量避免潮湿环境和岩石裸露地区$ 将每个样地利用样绳划分为 !’ 个 & * 4 & * 的小样方，在其中进行木本植物的调查，分别测量乔木胸径、树高、冠幅、枝下高，测量灌木高度、基径和冠幅，并记录样方中出现的草本物种，估测整个样地中草本植物的总盖度；同时测定各样地的坡向、坡度、坡位等环境因子$ 天山云杉群落草本层物种丰富度与海拔高度的关系，在绘制散点图的基础上，采用不同的函数对丰富度与海拔高度的关系进行回归分析，从各回归式中筛选出回归系数最高者来讨论$ 所有数据均在 56758 和 9:99 !’; ( 软件中进行统计分析$ $" 结果与分析 $# !" 不同海拔梯度的乔木层物种变化在昭苏，海拔 # !&( , # ’(( * 范围内乔木树种为天山云杉和天山花楸（ ,-(./& +"%)&#’%)"#% ），其他海拔高度乔木树种仅为天山云杉 ! 种$ 在巩留，海拔 ! -(( , ! &&( * 范围内，分布有天山云杉、密叶杨（ !-0/1/& +%1%&&"#% ）、天山桦（ 2$+/1% +"%)&#’%)"#% ）和野苹果（ 3%1/& &"$4$(&""）等； ! &&( , # !&( *和天山云仅有天山云杉分布； # !&( , 杉分布上限 # ’(( *， # ’(( * 范围内分布有天山云杉和天山花楸$ 在乌苏，除了在天山云杉分布下限海拔 ! +&( * 处分布有天山云杉和天山花楸外，其他海拔高度只有天山云杉$ 在乌鲁木齐，海拔 ! 1(( , # #&( * 和 # &&( ,

地形因子对山区植物生长的影响

地形因子对山区植物生长的影响作者：张微笑来源：《华夏地理中文版》2015年第03期摘要：在一定气候条件下，地形因子通过对光、温度、水分等生态因子的空间再分配，形成多种多样的生态环境，从而间接影响植物的生长。

文章主要讨论地形因子中海拔、坡向、坡度等对山区森林地表植物多样性与分布的影响。

关键词：地形;植物;多样性;分布一、地形因子地形因子是生态因子中的非生物因子，主要是指海拔、地面的起伏、坡度、坡向、阴坡和阳坡等。

地形因子主要通过影响气候和土壤，间接地影响植物的生长和分布。

二、地形因子对地表植物生长的影响（一）海拔对地表植物的影响海拔作为一个重要地形因子，对植物生长的影响非常大，它是影响山地水热条件分布的主要因素，且比较复杂。

海拔每升高100米，气温降低0.56℃，同时太阳辐射增强，风速增大，雨量和相对湿度在一定范围内增加随后降低，土壤类型存在显著差异，形成环境梯度变化，从而影响植物的垂直分布，也影响了植物多样性。

有研究发现，在气候适宜的中海拔区域物种丰富，植物多样性指数随海拔的升高呈单峰曲线格局，呈中间高度膨胀模式。

例如贺兰山海拔1400m～2200m 4个高程段每段的植物种数目均超过250种，是整个山地中物种分布较集中的高度带，其中在海拔1800m～2000m之间分布的种类超过300种，该高程段是物种资源最为丰富的地段。

除了植物多样性，不同海拔高度处的植物的类型、生长特征也不相同。

从生长特征来看，由于高海拔处空气稀薄，紫外线强，太阳辐射大，蒸发强，成土作用差，所以植物为了适应这样的环境，一般表现为耐旱、耐寒、耐贫瘠、抗风等特征。

而低海拔处的植物特征则与高海拔处相差较大。

（二）山坡朝向对地表植物的影响山坡朝向有两种理解。

一种是指山坡的南坡与北坡。

另一种是坡面是阴坡还是阳坡。

山坡的朝向是影响生态因子空间再分配的重要地形因素。

就第一种而言，北半球南坡接受太阳辐射多，温度高，水分蒸发相对北坡就要快很多，因此形成相对干热的环境，北坡则形成相对湿凉的环境。

海拔和植物群落共同调节天山中段南坡巴伦台地区天然草场土壤化学计量特征

第 32 卷第 9 期Vol.32，No.968-782023 年 9 月草业学报ACTA PRATACULTURAE SINICA 郁国梁，马紫荆，吕自立，等. 海拔和植物群落共同调节天山中段南坡巴伦台地区天然草场土壤化学计量特征. 草业学报， 2023， 32（9）： 68−78.YU Guo -liang ， MA Zi -jing ， LYU Zi -li ， et al . Altitude and plant community jointly regulate soil stoichiometry characteristics of natural grassland in the Baluntai area on the southern slope of the middle Tianshan Mountains ， China. Acta Prataculturae Sinica ， 2023， 32（9）： 68−78.海拔和植物群落共同调节天山中段南坡巴伦台地区天然草场土壤化学计量特征郁国梁，马紫荆，吕自立，刘彬*（新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室，新疆特殊环境物种多样性应用与调控重点实验室，新疆师范大学生命科学学院，新疆乌鲁木齐830054）摘要：探究土壤化学计量的海拔特征，对于深入了解高海拔地区天然草场土壤化学计量分布，改善土壤养分条件具有重要意义。

以天山中段南坡巴伦台地区海拔2200~3550 m 内土壤及植物群落为研究对象，分析土壤碳、氮、磷、钾化学计量沿海拔分布的变化规律及其影响因素。

结果表明：1）土壤有机碳、全氮、有效氮含量、碳磷比、碳钾比、氮磷比和氮钾比均随海拔升高呈逐渐增大趋势，而土壤全磷、全钾、有效磷、速效钾含量、碳氮比和磷钾比没有明显变化趋势。

2）土壤有机碳含量与除磷钾比外所有化学计量比之间以及全氮含量与除碳氮比外所有化学计量比之间均具有较强的正相关关系，而全磷、全钾含量与有机碳、全氮含量及化学计量比之间相关性不显著。

天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系

㊀Ｇｕｉｈａｉａ㊀Ｊｕｌ.２０２２ꎬ４２(７):１１１６－１１２５ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｇｕｉｈａｉａ－ｊｏｕｒｎａｌ.ｃｏｍＤＯＩ:１０.１１９３１/ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０２１０４０６７马紫荆ꎬ张云玲ꎬ刘彬.天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系[Ｊ].广西植物ꎬ２０２２ꎬ４２(７):１１１６－１１２５.ＭＡＺＪꎬＺＨＡＮＧＹＬꎬＬＩＵＢ.ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｓｏｉｌｆａｃｔｏｒｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｖａｔｉｏｎｓｉｎＢａｌｕｎｔａｉａｒｅａꎬｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｌｏｐｅｏｆＭｉｄ￣ＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓ[Ｊ].Ｇｕｉｈａｉａꎬ２０２２ꎬ４２(７):１１１６－１１２５.天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系马紫荆１ꎬ２ꎬ３ꎬ张云玲４ꎬ刘㊀彬１ꎬ２ꎬ３∗(１.新疆师范大学生命科学学院ꎬ乌鲁木齐８３００５４ꎻ２.干旱区植物逆境生物学实验室ꎬ乌鲁木齐８３００５４ꎻ３.新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室ꎬ乌鲁木齐８３００５４ꎻ４.新疆维吾尔自治区草原总站ꎬ乌鲁木齐８３００４９)摘㊀要:为探讨天山中段南坡巴伦台植物群落物种多样性随海拔梯度的分布特征及其与土壤环境因子的关系ꎬ该研究采用野外调查的方法ꎬ在和静县巴伦台地区海拔范围内设置３４个样地进行了植物多样性和土壤因子的调查及室内指标的统计分析ꎮ结果表明:(１)研究区共调查到３０科７５属１３４种植物ꎬ草本层为主要优势层ꎮ不同海拔高度上土壤理化指标具有异质性ꎬ土壤含水量㊁全盐㊁有机质㊁全氮㊁全钾㊁有效氮和有效钾差异性显著(Ｐ<０.０５)ꎬ其中除全钾以外ꎬ其他土壤因子的含量均表现为中海拔大于低㊁高海拔区域ꎮ随海拔的升高ꎬ植物群落在低㊁高海拔段Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数较高ꎻ灌木层物种Ｐａｔｒｉｃｋ丰富度指数较低ꎻ草本层物种Ｓｈａｎｎｏｎ￣Ｗｉｅｎｅｒ指数㊁Ｓｉｍｐｓｏｎ指数随海拔升高先增加后减小ꎮ(２)ＲＤＡ分析表明ꎬ影响植物群落物种多样性的主要环境因子是海拔㊁土壤含水量㊁全盐㊁有机质㊁全氮和有效氮ꎮ海拔作为主导因子ꎬ与草本层各物种多样性指数呈正相关ꎬ与灌木层各物种多样性指数呈负相关关系ꎻ全盐是抑制植物群落总体物种Ｓｉｍｐｓｏｎ指数的主要土壤因子ꎻ氮元素一定程度上限制灌木㊁半灌木物种的生长ꎮ该研究结果表明土壤因子对不同生活型物种多样性的形成具有一定的筛选作用及不同物种对环境变化的适应策略不同ꎮ关键词:植物群落ꎬ物种多样性ꎬ海拔梯度ꎬ土壤理化指标ꎬ巴伦台中图分类号:Ｑ９４８㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１０００￣３１４２(２０２２)０７￣１１１６￣１０ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｓｏｉｌｆａｃｔｏｒｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｖａｔｉｏｎｓｉｎＢａｌｕｎｔａｉａｒｅａꎬｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｌｏｐｅｏｆＭｉｄ￣ＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓＭＡＺｉｊｉｎｇ１ꎬ２ꎬ３ꎬＺＨＡＮＧＹｕｎｌｉｎｇ４ꎬＬＩＵＢｉｎ１ꎬ２ꎬ３∗(１.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＸｉｎｊｉａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＵｒｕｍｑｉ８３００５４ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｌａｎｔＳｔｒｅｓｓＢｉｏｌｏｇｙｉｎＡｒｉｄＬａｎｄꎬＵｒｕｍｑｉ８３００５４ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＸｉｎｊｉａｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｐｅｃｉａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｐｅｃｉｅｓＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＲｅｇｕｌａｔｏｒｙＢｉｏｌｏｇｙꎬＵｒｕｍｑｉ８３００５４ꎬＣｈｉｎａꎻ４.ＧｒａｓｓｌａｎｄＳｔａｔｉｏｎｏｆＵｙｇｕｒＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｇｉｏｎꎬＵｒｕｍｑｉ８３００４９ꎬＣｈｉｎａ)收稿日期:２０２２－０１－０２基金项目:国家自然科学基金地区基金项目(３１３６００３９ꎬ３２１６０２７１)ꎻ新疆维吾尔自治区教育厅重点实验室新疆特殊环境物种多样性应用与调控重点实验室项目ꎻ新疆师范大学校级重点实验室干旱区植物逆境生物学实验室项目[ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ(３１３６００３９ꎬ３２１６０２７１)ꎻＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＲｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆＳｐｅｃｉｅｓＤｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎＸｉｎｊｉａｎｇＳｐｅｃｉａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆＸｉｎｊｉａｎｇＵｙｇｕｒＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｇｉｏｎＥｄｕｃａｔｉｏｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔꎻＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｌａｎｔＳｔｒｅｓｓＢｉｏｌｏｇｙｉｎＡｒｉｄＬａｎｄｏｆＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＸｉｎｊｉａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ]ꎮ第一作者:马紫荆ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为植物生态学ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)９６３５８６５１６＠ｑｑ.ｃｏｍꎮ∗通信作者:刘彬ꎬ博士ꎬ教授ꎬ研究方向为植物生态学及植物区系地理学研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｏｎｌｉｎｅｌｂ＠１６３.ｃｏｍꎮＡｂｓｔｒａｃｔ:ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｗｉｔｈｅｌｅｖａｔｉｏｎｇｒａｄｉｅｎｔａｎｄｉｔｓｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｓｏｉｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｌｏｐｅｏｆｔｈｅｍｉｄｄｌｅｐａｒｔｏｆＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓ.Ｗｅｓｅｔｕｐ３４ｓａｍｐｌｅｐｌｏｔｓｉｎｔｈｅｅｌｅｖａｔｉｏｎｒａｎｇｅｏｆＢａｌｕｎｔａｉａｒｅａｏｆＨｅｊｉｎｇＣｏｕｎｔｙｆｏｒｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｉｎｄｏｏｒｉｎｄｅｘｅｓｏｆｐｌａｎｔｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｓｏｉｌｆａｃｔｏｒｓｂｙｕｓｉｎｇｆｉｅｌｄｓｕｒｖｅｙｍｅｔｈｏｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ:(１)Ａｔｏｔａｌｏｆ１３４ｓｐｅｃｉｅｓｉｎ７５ｇｅｎｅｒａｏｆ３０ｆａｍｉｌｉｅｓｗｅｒｅｒｅｃｏｒｄｅｄｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａꎬａｎｄｔｈｅｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｌａｙｅｒｗａｓｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｌａｙｅｒ.Ｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓｗｅｒｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｖａｔｉｏｎｓꎬｗｉｔｈｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ(Ｐ<０.０５)ｉｎｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔꎬｔｏｔａｌｓａｌｔꎬｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒꎬｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎꎬｔｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍꎬａｖａｉｌａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍꎬａｍｏｎｇｗｈｉｃｈａｌｌｓｏｉｌｆａｃｔｏｒｓｅｘｃｅｐｔｔｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒａｔｍｉｄｄｌｅｅｌｅｖａｔｉｏｎｓｔｈａｎａｔｌｏｗａｎｄｈｉｇｈｅｌｅｖａｔｉｏｎｚｏｎｅｓ.ＷｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｅｌｅｖａｔｉｏｎꎬｔｈｅｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｈａｄｈｉｇｈｅｒＰｉｅｌｏｕｅｖｅｎｎｅｓｓｉｎｄｅｘｉｎｔｈｅｌｏｗａｎｄｈｉｇｈｅｌｅｖａｔｉｏｎｚｏｎｅｓꎻｔｈｅＰａｔｒｉｃｋｒｉｃｈｎｅｓｓｉｎｄｅｘｏｆｓｈｒｕｂｌａｙｅｒｓｐｅｃｉｅｓｗａｓｌｏｗｅｒꎻＳｈａｎｎｏｎ￣ＷｉｅｎｅｒｉｎｄｅｘａｎｄＳｉｍｐｓｏｎｉｎｄｅｘｏｆｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｌａｙｅｒｓｐｅｃｉｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｅｌｅｖａｔｉｏｎ.(２)ＲＤＡａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｗｅｒｅａｌｔｉｔｕｄｅꎬｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔꎬｔｏｔａｌｓａｌｔꎬｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒꎬｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎ.ＥｌｅｖａｔｉｏｎꎬａｓｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｆａｃｔｏｒꎬｗａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘｅｓｏｆｅａｃｈｓｐｅｃｉｅｓｉｎｔｈｅｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｌａｙｅｒꎬａｎｄｗａｓｎｅｇａｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘｅｓｏｆｅａｃｈｓｐｅｃｉｅｓｉｎｔｈｅｓｈｒｕｂｌａｙｅｒꎻＴｏｔａｌｓａｌｔｗａｓｔｈｅｍａｉｎｓｏｉｌｆａｃｔｏｒｔｈａｔｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄｔｈｅＳｉｍｐｓｏｎｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙａｓａｗｈｏｌｅꎻＮｉｔｒｏｇｅｎｌｉｍｉｔｅｄｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｓｈｒｕｂａｎｄｓｅｍｉ￣ｓｈｒｕｂｓｐｅｃｉｅｓｔｏａｃｅｒｔａｉｎｅｘｔｅｎｔ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｓｏｉｌｆａｃｔｏｒｓｈａｖｅａｓｃｒｅｅｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｉｖｉｎｇｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｄａｐｔａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｅｃｉｅｓｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｈａｎｇｅｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙꎬｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙꎬｅｌｅｖａｔｉｏｎｇｒａｄｉｅｎｔꎬｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｅｘꎬＢａｌｕｎｔａｉ㊀㊀植物群落物种多样性是物种丰富度㊁优势度㊁均匀度和变化程度的综合反映ꎬ是研究生态系统结构㊁功能及其稳定性的基础(王健铭等ꎬ２０１６)ꎮ海拔梯度的改变可以综合地反映影响植物生长的生态环境因子规律性地变化ꎬ如温度㊁光照㊁湿度和土壤理化性质等(刘娜等ꎬ２０１８)ꎮ不同海拔高度上ꎬ局部微气候环境的改变使土壤理化性质具有明显的垂直分布特征(任启文等ꎬ２０１９)ꎬ进而影响植物群落物种多样性及其垂直分布格局ꎮ近年来ꎬ很多学者对于海拔梯度上植物群落物种多样性与土壤因子的关系做了一定的研究ꎮ钟娇娇等(２０１９)㊁贺静雯等(２０２０)和高辉等(２０２０)分别对秦岭山地天然次生林㊁干热河谷蒋家沟流域和西藏色季拉山的群落多样性沿海拔梯度对环境因子的响应进行研究ꎬ综合结果表明ꎬ不同生活型植物群落物种多样性的影响环境因子不同ꎬ沿海拔梯度垂直分布格局也不尽相同ꎮ目前ꎬ这些研究主要集中在暖温带大陆性季风气候㊁亚热带和半温润地区等ꎬ无法代表西北干旱地区植物群落分布格局ꎬ因此ꎬ探究巴伦台地区海拔梯度上植物群落物种多样性及其影响土壤因子ꎬ可为研究我国西北干旱地区植物群落结构类型㊁组成及科学评估物种多样性与环境因子的耦合作用提供理论依据(刘冠成等ꎬ２０１８)ꎬ对维持和恢复西北干旱地区生态系统生物多样性具有重要意义ꎮ新疆巴伦台地区位于天山中段南坡ꎬ为新疆天山山脉的重要区段ꎬ该地区生物多样性分布对于区域生态环境稳定性起着重要的作用ꎬ且该区域山脊线(４５００~５０００ｍ)与山脚(７００~８００ｍ)的相对高度差较大(Ｌｉｕꎬ２０１７)ꎬ为植物区系与天然植被的垂直分异分布提供了较大的空间ꎬ是研究干旱山区物种多样性沿海拔分布格局的理想区域ꎮ近年来ꎬ宫珂等(２０１９)许多学者研究了天山北坡植物群落类型和空间分布特征ꎬ而对于天山中段南坡的植物多样性研究主要集中在巴音布鲁克高寒草地及库车山区(刘彬等ꎬ２０１８)ꎬ目前对于巴伦台地区的研究主要集中在复杂的地质研究(高丽娟等ꎬ２０１８)ꎬ对植物群落多样性与环境因子间的相关性研究较少ꎬ同时在全球气候多变及放牧等因素的驱动影响下ꎬ植物多样性在逐渐减少(王靓等ꎬ２０２０)ꎮ因此ꎬ本文以巴伦台地区不同海拔高度上植物群落作为研究对象ꎬ依托样方中植物群落物种多样性指数与土壤因子指标为数据基础ꎬ对二者间的相互关系进行了系统分析ꎬ以期探讨如下科学问题:(１)巴伦台地区土壤因子海拔梯度上的变化规律及其原因ꎻ(２)巴伦台地区植物群落物种多样性在不同海拔高度上的垂直分布特征如何ꎻ(３)海拔和土壤因子对该地区植物群落物７１１１７期马紫荆等:天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系种多样性有何影响ꎮ期望通过解答这些科学问题为该地区及天山植物资源的保护及合理利用提供理论基础ꎬ同时丰富干旱山区物种多样性分布格局的理论研究ꎮ１㊀材料与方法１.１研究区概况巴伦台位于新疆巴州和静县北部山区ꎬ天山中段南坡的峡谷地带ꎬ地处腾格尔峰南侧ꎬ４２ʎ０５ᶄ ４３ʎ３０ᶄＥ㊁８２ʎ０６ᶄ ８７ʎ５５ᶄＮ之间ꎬ区域总面积５００２.６７ｋｍ２ꎬ温带大陆性气候ꎬ光热资源丰富ꎬ气温年较差大ꎬ日照充足ꎬ无霜期长ꎬ蒸发旺盛ꎬ风沙浮尘天气比较多ꎻ多年平均气温７.０ħꎻ无霜期年平均１７８ｄꎬ最多达２４４ｄꎻ年平均日照时数２４００~２７００ｈꎻ年平均降水量１５０~３５０.７ｍｍꎬ降雨集中在每年５８月(李立国等ꎬ２０１６)ꎮ１.２样地设置与调查２０１７年７月和２０１９年８月在和静县巴伦台ꎬ莫托萨拉和古仁沟区域范围内(海拔１５００ｍ至３７００ｍ)设置样带ꎬ海拔每升高２００ｍ布设３~４个２０ｍˑ２０ｍ的样地ꎬ沿样地对角线设３个５ｍˑ５ｍ的灌木样方和３个１ｍˑ１ｍ的草本样方ꎬ同时记录每个样方中植物种类㊁数量㊁高度㊁盖度㊁密度㊁频度ꎬ其中草本植物数量分蘖性植物以丛计数ꎬ并拍摄植物及其周围生态环境照片ꎻ每个样地内梅花五点状去除地表枯落物后采集０~２０ｃｍ地表土壤各１００ｇ混合作为一个土样放入自封袋ꎬ带回实验室进行处理ꎮ共设３４个样地ꎬ５４个灌木样方ꎬ１０２个草本样方ꎮ１.３样品处理参照土样指标常规方法(李敏菲等ꎬ２０２０)ꎬ用重铬酸钾滴定法测定土壤有机质(ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒꎬＳＯＭ)ꎬ高氯酸－硫酸消化法测定全氮(ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎꎬＴＮ)ꎬ酸溶－钼锑抗比色法测定全磷(ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓꎬＴＰ)ꎬ酸溶－原子吸收法测定全钾(ｔｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍꎬＴＫ)ꎬ碱解蒸馏法测定有效氮(碱解氮)(ａｖａｉｌａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎꎬＡＮ)ꎬ碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法测定土壤中有效磷(ａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓꎬＡＰ)ꎬ乙酸铵浸提－火焰光度计法来测定有效钾(ａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍꎬＡＫ)ꎬ干渣法测定全盐(ｔｏｔａｌｓａｌｔꎬＴＳ)ꎬ烘干称重法测定土壤含水量(ｓｏｉｌｗａｔｅｒꎬＳＷ)ꎬ雷磁ｐＨ计测定ｐＨꎮ１.４数据处理与分析由于研究区乔木物种组成较为单一ꎬ高大难以测量ꎬ本文只考虑灌草层植物的重要值ꎮ计算公式如下(Ｐａｒｋｅｔａｌ.ꎬ２００８):灌木＝(相对密度＋相对盖度＋相对高度)/３ꎬ草本＝(相对密度＋相对盖度＋相对高度＋相对频度)/４ꎮ选取Ｐａｔｒｉｃｋ丰富度指数(Ｒ)㊁Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数(Ｅ)㊁Ｓｈａｎｎｏｎ￣Ｗｉｅｎｅｒ指数(Ｈ)和Ｓｉｍｐｓｏｎ指数(Ｄ)对不同海拔３４个样方的植物群落α多样性进行分析ꎮ以物种的重要值作为运算单位ꎬ计算公式如下(罗清虎等ꎬ２０１８)ꎮＰａｔｒｉｃｋ丰富度指数:Ｒ＝(Ｓ－１)/ｌｎＮꎻＰｉｅｌｏｕ均匀度指数:Ｅ＝Ｈ/ｌｎＳꎻＳｈａｎｎｏｎ￣Ｗｉｅｎｅｒ指数:Ｈ＝－ðＰｉｌｎＰｉꎻＳｉｍｐｓｏｎ指数:Ｄ＝１－ðＰ２ｉꎮ式中:Ｓ代表样方中的物种数ꎻＮ为样方中所有物种的个体总数ꎻＰｉ为第ｉ个物种的相对重要值ꎮ常规数据统计分析在软件Ｅｘｃｅｌ２０１０中完成ꎬ通过软件ＳＰＳＳ１９.０对土壤因子和物种多样性指数进行单因素方差分析(ｏｎｅ￣ｗａｙＡＮＯＶＡ)ꎬ在软件Ｏｒｉｇｉｎ２０１９中进行植物群落物种多样性指数统计作图ꎬ冗余分析(ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓꎬＲＤＡ)通过ＣａｎｏｃｏＶ４.５分析软件及ＣａｎｏＤｒａｗＶ４.０作图软件实现ꎮ２㊀结果与分析２.１植物群落的物种组成及类型研究样区共调查到植物１３４种ꎬ隶属３０科７５属ꎮ其中:草本植物有２６科７０属１２６种ꎬ占研究区植物总科㊁属㊁种的比例分别为８６.６７％㊁９３.３３％㊁９４.０２％ꎻ灌木植物共在９个样地中出现ꎬ有４科５属８种ꎬ占研究区总植物科㊁属㊁种的比例分别为１３.３３％㊁６.６７％㊁５.９８％ꎬ主要分布在海拔２３００~２９００ｍ处ꎮ根据«新疆植物志»(新疆植物志编委会ꎬ１９９９)及样地群落中物种重要值的大小将植物群落划分为八种群落类型(表１)ꎬ其中群落Ⅵ的物种丰富度总数最大ꎬ分布于海拔３０００~３５００ｍ处ꎬ优势种有林地早熟禾(Ｐｏａｎｅｍｏｒａｌｉｓ)㊁黑花薹草(Ｃａｒｅｘｍｅｌａｎａｎｔｈａ)㊁细果薹草(Ｃａｒｅｘｓｔｅｎｏｃａｒｐａ)㊁大赖草(Ｌｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓ)ꎮ在８个群丛中ꎬ主要优势种中的灌木物种有驼绒藜(Ｃｅｒａｔｏｉｄｅｓｌａｔｅｎｓ)㊁蓝枝麻黄(Ｅｐｈｅｄｒａｇｌａｕｃａ)㊁８１１１广㊀西㊀植㊀物４２卷图１㊀巴伦台研究区及样地分布示意图Ｆｉｇ.１㊀Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｔｕｄｙａｒｅａａｎｄｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｐｌｏｔｓ鬼箭锦鸡儿(Ｃａｒａｇａｎａｊｕｂａｔａ)㊁小叶金露梅(Ｐｅｎｔａｐｈｙｌｌｏｉｄｅｓｐａｒｖｉｆｏｌｉａ)ꎮ２.２不同海拔高度土壤因子分布特征不同海拔高度上ꎬ土壤理化性质和土壤母质的不同使植物生长在不同的微环境中ꎮ由表２可知ꎬ不同海拔高度上ꎬ除土壤酸碱度㊁全磷和有效磷差异不显著外(Ｐ>０.０５)ꎬ其他土壤因子指标均呈现显著性差异(Ｐ<０.０５)ꎬ说明研究区样地土壤因子在垂直梯度上的分布存在空间异质性ꎮ在中海拔区域上(２５００~３５００ｍ)ꎬ全盐㊁全磷出现了各自指标变化中的极值ꎬ说明该海拔区域内这两个土壤因子含量变化范围较大ꎮ土壤含水量在中高海拔与低海拔区域之间存在明显差异(Ｐ<０.０５)ꎬ说明中高海拔区域降雨量相对充足ꎬ气候温润ꎬ土壤质地更适合植物生长ꎮ２.３不同海拔高度植物群落物种多样性特征由图２可知ꎬ植物群落不同层次物种多样性在海拔上呈现不同的变化特征ꎮ结果表明灌木层物种主要出现在海拔小于３０００ｍ的区域内ꎬ各海拔梯度灌木层各物种多样性指数偏低且差异不显著(Ｐ>０.０５)ꎬ研究区草本层占主要优势ꎮ草本层物种Ｓｈａｎｎｏｎ￣Ｗｉｅｎｅｒ指数在不同海拔高度上具有显著性差异(Ｐ<０.０５)ꎬ且中海拔区域高于其他海拔梯度ꎬ说明中海拔区域草本层物种数目更为丰富ꎬ群落物种组成更为复杂ꎬ而低㊁高海拔区域受到人为干扰和自然条件等因素影响ꎬ草本层物种数目较少ꎬ群落结构较为简单ꎮ高海拔区域内ꎬ群落总体物种Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数显著大于其他海拔(Ｐ<０.０５)ꎬ说明高海拔区群落总体物种分布最为均匀ꎬ且群落总体物种Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数和Ｓｈａｎｎｏｎ￣Ｗｉｅｎｅｒ指数随海拔升高先减小再增加ꎮ２.４植物群落物种多样性指数和环境因子的ＲＤＡ排序分析对巴伦台３４个样方中灌木层㊁草本层㊁群落总体的多样性指数及环境因子进行ＲＤＡ排序分析ꎬ能有效地对环境梯度下多个环境指标进行排序解释ꎮ在ＲＤＡ排序中ꎬＭｏｎｔｅ￣Ｃａｒｌｏｔｅｓｔ显示所有的排序轴都是极显著的(Ｆ＝３.９１３ꎬＰ＝０.００２)ꎮ９１１１７期马紫荆等:天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系表１㊀巴伦台地区植物群落类型及其结构组成Ｔａｂｌｅ１㊀ＴｈｅｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙｔｙｐｅｓａｎｄｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎＢａｌｕｎｔａｉａｒｅａ群落类型Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｔｙｐｅ海拔梯度Ｅｌｅｖａｔｉｏｎｇｒａｄｉｅｎｔ海拔Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ(ｍ)主要优势种Ｍａｊｏｒｄｏｍｉｎａｎｔｓｐｅｃｉｅｓ伴生种ＣｏｍｐａｎｉｏｎｓｐｅｃｉｅｓⅠ<２５００２３６０驼绒藜㊁芨芨草㊁米瓦罐ＣｅｒａｔｏｉｄｅｓｌａｔｅｎｓꎬＡｃｈｎａｔｈｅｒｕｍｓｐｌｅｎｄｅｎｓꎬＳｉｌｅｎｅｃｏｎｏｉｄｅａ新疆绢蒿㊁披碱草ＳｅｒｉｐｈｉｄｉｕｍｋａｓｃｈｇａｒｉｃｕｍꎬＥｌｙｍｕｓｄａｈｕｒｉｃｕｓⅡ<２５００２４５２蓝枝麻黄㊁大赖草㊁天山黄耆ＥｐｈｅｄｒａｇｌａｕｃａꎬＬｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓꎬＡｓｔｒａｇａｌｕｓｌｅｐｓｅｎｓｉｓ冷蒿㊁芨芨草ＡｒｔｅｍｉｓｉａｆｒｉｇｉｄａꎬＡｃｈｎａｔｈｅｒｕｍｓｐｌｅｎｄｅｎｓⅢ２５００~３０００２５７５披碱草㊁大赖草ＥｌｙｍｕｓｄａｈｕｒｉｃｕｓꎬＬｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓ大叶橐吾㊁针茅ＬｉｇｕｌａｒｉａｍａｃｒｏｐｈｙｌｌａꎬＳｔｉｐａｃａｐｉｌｌａｔａⅣ２５００~３０００２７３２鬼箭锦鸡儿㊁小叶金露梅㊁酸模㊁亚欧唐松草ＣａｒａｇａｎａｊｕｂａｔａꎬＰｅｎｔａｐｈｙｌｌｏｉｄｅｓｐａｒｖｉｆｏｌｉａꎬＲｕｍｅｘａｃｅｔｏｓａꎬＴｈａｌｉｃｔｒｕｍｍｉｎｕｓ芨芨草㊁针茅ＡｃｈｎａｔｈｅｒｕｍｓｐｌｅｎｄｅｎｓꎬＳｔｉｐａｃａｐｉｌｌａｔａⅤ２５００~３０００２９２５仰卧早熟禾㊁大赖草㊁大苞点地梅ＰｏａｓｕｐｉｎａꎬＬｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓꎬＡｎｄｒｏｓａｃｅｍａｘｉｍａ火绒草㊁二裂委陵菜ＬｅｏｎｔｏｐｏｄｉｕｍｌｅｏｎｔｏｐｏｄｉｏｉｄｅｓꎬＰｏｔｅｎｔｉｌｌａｂｉｆｕｒｃａⅥ３０００~３５００３１６３林地早熟禾㊁黑花薹草㊁细果薹草㊁大赖草ＰｏａｎｅｍｏｒａｌｉｓꎬＣａｒｅｘｍｅｌａｎａｎｔｈａꎬＣ.ｓｔｅｎｏｃａｒｐａꎬＬｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓ珠芽蓼㊁天山黄耆㊁绢毛委陵菜ＰｏｌｙｇｏｎｕｍｖｉｖｉｐａｒｕｍꎬＡｓｔｒａｇａｌｕｓｆｒｉｇｉｄｕｓꎬＰｏｔｅｎｔｉｌｌａｓｅｒｉｃｅａⅦ３０００~３５００３３７３林地早熟禾㊁针叶风毛菊㊁二裂委陵菜ＰｏａｎｅｍｏｒａｌｉｓꎬＳａｕｓｓｕｒｅａｃｈｏｎｄｒｉｌｌｏｉｄｅｓꎬＰｏｔｅｎｔｉｌｌａｂｉｆｕｒｃａ绢毛委陵菜㊁细果薹草ＰｏｔｅｎｔｉｌｌａｓｅｒｉｃｅａꎬＣａｒｅｘｓｔｅｎｏｃａｒｐａⅧ>３５００３５７８林地早熟禾㊁大红红景天㊁天山羽衣草ＰｏａｎｅｍｏｒａｌｉｓꎬＲｈｏｄｉｏｌａｃｏｃｃｉｎｅａꎬＡｌｃｈｅｍｉｌｌａｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａ天山罂粟㊁阿尔泰狗娃花ＰａｐａｖｅｒｃａｎｅｓｃｅｎｓꎬＡｓｔｅｒａｌｔａｉｃｕｓ㊀注:Ⅰ.驼绒藜－芨芨草＋米瓦罐ꎻⅡ.蓝枝麻黄－大赖草＋天山黄耆ꎻⅢ.披碱草＋大赖草ꎻⅣ.鬼箭锦鸡儿＋小叶金露梅－酸模＋亚欧唐松草ꎻⅤ.仰卧早熟禾＋大赖草＋大苞点地梅ꎻⅥ.林地早熟禾＋黑花薹草＋细果薹草＋大赖草ꎻⅦ.林地早熟禾＋针叶风毛菊＋二裂委陵菜ꎻⅧ.林地早熟禾＋大红红景天＋天山羽衣草ꎮ㊀Ｎｏｔｅ:Ⅰ.Ａｓｓ.Ｃｅｒａｔｏｉｄｅｓｌａｔｅｎｓ￣Ａｃｈｎａｔｈｅｒｕｍｓｐｌｅｎｄｅｎｓ＋ＳｉｌｅｎｅｃｏｎｏｉｄｅａꎻⅡ.Ａｓｓ.Ｅｐｈｅｄｒａｇｌａｕｃａ￣Ｌｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓ＋ＡｓｔｒａｇａｌｕｓｌｅｐｓｅｎｓｉｓꎻⅢ.Ａｓｓ.Ｅｌｙｍｕｓｄａｈｕｒｉｃｕｓ＋ＬｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓꎻⅣ.Ａｓｓ.Ｃａｒａｇａｎａｊｕｂａｔａ＋Ｐｅｎｔａｐｈｙｌｌｏｉｄｅｓｐａｒｖｉｆｏｌｉａ￣Ｒｕｍｅｘａｃｅｔｏｓａ＋ＴｈａｌｉｃｔｒｕｍｍｉｎｕｓꎻⅤ.Ａｓｓ.Ｐｏａｓｕｐｉｎａ＋Ｌｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓ＋ＡｎｄｒｏｓａｃｅｍａｘｉｍａꎻⅥ.Ａｓｓ.Ｐｏａｎｅｍｏｒａｌｉｓ＋Ｃａｒｅｘｍｅｌａｎａｎｔｈａ＋Ｃａｒｅｘｓｔｅｎｏｃａｒｐａ＋ＬｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓꎻⅦ.Ａｓｓ.Ｐｏａｎｅｍｏｒａｌｉｓ＋Ｓａｕｓｓｕｒｅａｃｈｏｎｄｒｉｌｌｏｉｄｅｓ＋ＰｏｔｅｎｔｉｌｌａｂｉｆｕｒｃａꎻⅧ.Ａｓｓ.Ｐｏａｎｅｍｏｒａｌｉｓ＋Ｒｈｏｄｉｏｌａｃｏｃｃｉｎｅａ＋Ａｌｃｈｅｍｉｌｌａｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａ.多样性变量土壤累积解释率及多样性－环境关系累积解释率分别为６４.１％和９６.８％ꎬ说明排序结果可信ꎬ可以较好解释群落物种多样性指数与环境因子间的关系ꎮ从表３中可知ꎬ与ＲＤＡ第一轴存在极显著(Ｐ<０.０１)负相关关系的是海拔和有效氮ꎬ呈显著(Ｐ<０.０５)负相关的是有机质和全氮ꎬ呈极显著(Ｐ<０.０１)正相关的是全盐ꎬ与第二排序轴呈极显著正相关的唯有土壤含水量ꎮ这表明１１个环境因子中ꎬ影响植物群落物种多样性的主要因子是海拔㊁土壤含水量㊁全盐㊁有机质㊁全氮和有效氮ꎮ由图３可知:灌木层各物种多样性指数与全盐和有效磷相关性最高ꎬ与海拔呈负相关ꎻ草本层各多样性指数与海拔㊁有机质㊁全氮和有效氮相关性较高ꎬ与全盐呈负相关ꎻ群落总体物种的丰富度指数(Ｒｔ)与土壤ｐＨ显著负相关ꎬＳｉｍｐｓｏｎ指数(Ｄｔ)与全盐显著负相关ꎬ均匀度指数(Ｅｔ)和Ｓｈａｎｎｏｎ￣Ｗｉｅｎｅｒ指数Ｈｔ均与海拔相关性较高ꎮ３㊀讨论在干旱半干旱地区ꎬ小尺度生境异质性是导致群落组成不同和物种共存的重要因素(Ｂｅｒｇｈｏｌｚｅｔａｌ.ꎬ２０１７)ꎮ本研究结果表明ꎬ中海拔区域ＳＯＭ的含量显著高于低㊁高海拔区域(Ｐ<０.０５)ꎬ分析原因是土壤表层ＳＯＭ含量主要受到植物凋落物量和死亡根系等因素的影响(戴雯笑等ꎬ２０２１)ꎬ研究区中海拔区域优势层－草本层物种多样性较高ꎬＳＯＭ主要通过植物－凋落物－土壤补充进入土壤系统使得中海拔区域含量最高ꎮ研究发现ꎬ土壤ＡＮ在不０２１１广㊀西㊀植㊀物４２卷表２　不同海拔土壤环境因子分布特征Ｔａｂｌｅ２㊀Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｏｉｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｖａｔｉｏｎｓ海拔Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ(ｍ)土壤含水量ＳＷ(％)酸碱度ｐＨ全盐ＴＳ(ｇｋｇ￣１)有机质ＳＯＭ(ｇｋｇ￣１)全氮ＴＮ(ｇｋｇ￣１)全磷ＴＰ(ｇｋｇ￣１)全钾ＴＫ(ｇｋｇ￣１)有效氮ＡＮ(ｍｇｋｇ￣１)有效磷ＡＰ(ｍｇｋｇ￣１)有效钾ＡＫ(ｍｇｋｇ￣１)<２５００３６.４９９ʃ２.８３５ａ７.７３６ʃ０.０３２ａ５.２４３ʃ１.８８０ａ４０.０１８ʃ０.８５３ａ２.１３９ʃ０.４４６ａ０.８５９ʃ０.０４０ａ１３.５１８ʃ０.３９９ａ９８.０５４ʃ１.１２０ａ６.５９０ʃ１.０１９ａ１９５.５４３ʃ１.３９６ａ２５００~３０００７４.４２６ʃ１.５０１ｂ７.７６１ʃ０.０６７ａ６.９２９ʃ１.８８７ａ７５.４０９ʃ２.２７９ｂ３.２６３ʃ０.６３３ｂ１.０５５ʃ０.２４４ａ１１.４９０ʃ０.７２３ｂ１２９.３２７ʃ０.８４３ａ５.７８８ʃ０.４１８ａ２４１.９５０ʃ２.５５６ａ３０００~３５００６６.７０６ʃ１.３９３ｂ７.８１１ʃ０.０５３ａ２.０３６ʃ０.３３３ｂ８４.９８６ʃ１.６３７ｂ４.２６３ʃ０.６２２ｂ０.７６２ʃ０.０５０ａ１２.８３５ʃ０.２７１ｂ２１３.０６７ʃ０.７８２ｂ４.２００ʃ０.７１０ａ１９５.２２２ʃ３.８６２ａ>３５００６６.１８４ʃ１.４５７ｂ７.８８１ʃ０.０２７ａ２.５１６ʃ０.８９３ｂ５６.２８３ʃ２.６６３ａ３.０１８ʃ０.２８８ａ０.７７３ʃ０.０７１ａ１３.６６９ʃ１.４８１ａ１５０.１０４ʃ０.８３３ｃ４.２５３ʃ０.２８１ａ１１０.７０２ʃ１.２２１ｂ㊀注:同一列中不同小写字母表示在０.０５水平上不同海拔高度各土壤养分含量的差异性ꎮ㊀Ｎｏｔｅ:Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｗｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｅａｃｈｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔａｔｔｈｅ０.０５ｌｅｖｅｌａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｖａｔｉｏｎｓ.不同小写字母表示在０.０５水平上同一生活型物种多样性指数在不同海拔高度的差异性ꎮＤｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｗｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘｅｓｏｆｔｈｅｓａｍｅｌｉｆｅｆｏｒｍａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｖａｔｉｏｎｓａｔｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆ０.０５.图２㊀不同海拔段植物群落物种多样性指数分布Ｆｉｇ.２㊀Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘｅｓｏｆｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｖａｔｉｏｎｓ同海拔高度上差异性显著(Ｐ<０.０５)ꎬ随海拔升高ꎬＡＮ含量先增加后减小ꎬ本研究结果发现低海拔区域降雨量少ꎬ物种丰富度较低ꎬ表层裸露的土地被雨水冲刷会使得Ｎ含量流失ꎬ土壤ＡＮ易淋失使低１２１１７期马紫荆等:天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系表３㊀巴伦台样地环境因子与ＲＤＡ前两轴的相关系数Ｔａｂｌｅ３㊀ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｗｉｔｈｔｈｅｆｉｒｓｔｔｗｏａｘｅｓｏｆＲＤＡｉｎＢａｌｕｎｔａｉ轴Ａｘｉｓ海拔Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ土壤含水量ＳＷ酸碱度ｐＨ全盐ＴＳ有机质ＳＯＭ全氮ＴＮ全磷ＴＰ全钾ＴＫ有效氮ＡＮ有效磷ＡＰ有效钾ＡＫ１－０.７５７０.０２４－０.０２７０.５７９－０.３１１－０.３１４０.２００－０.１４３－０.３９７０.２７９０.２１２２０.１７７０.４４８０.１２５０.０７１０.２８００.２８６０.１２５０.０６２０.２４４３０.１３９０.０４０㊀注: 表示影响显著(Ｐ<０.０５)ꎻ 表示影响极显著(Ｐ<０.０１)ꎮ㊀Ｎｏｔｅ: ｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔ(Ｐ<０.０５)ꎻ ｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔ(Ｐ<０.０１).ＡＮ.有效氮ꎻＡＰ.有效磷ꎻＡＫ.有效钾ꎻＥｌｅｖ.海拔ꎻＳＯＭ.有机质ꎻＳＷ.土壤含水量ꎻｐＨ.土壤ｐＨꎻＴＮ.全氮ꎻＴＰ.全磷ꎻＴＫ.全钾ꎻＴＳ.全盐ꎻＲ.Ｐａｔｒｉｃｋ丰富度指数ꎻＥ.Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数ꎻＤ.辛普森指数ꎻＨ.香农－威纳指数ꎻｈ.草本层ꎻｓ.灌木层ꎻｔ.群落总体ꎮＡＮ.ＡｖａｉｌａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎꎻＡＰ.ＡｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓꎻＡＫ.ＡｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍꎻＥｌｅｖ.ＥｌｅｖａｔｉｏｎꎻＳＯＭ.ＳｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒꎻＳＷ.ＳｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔꎻｐＨ.ＳｏｉｌｐＨꎻＴＮ.ＴｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎꎻＴＰ.ＴｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓꎻＴＫ.ＴｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍꎻＴＳ.ＴｏｔａｌｓａｌｔꎻＲ.ＰａｔｒｉｃｋｒｉｃｈｎｅｓｓｉｎｄｅｘꎻＥ.ＰｉｅｌｏｕｅｖｅｎｎｅｓｓｉｎｄｅｘꎻＤ.ＳｉｍｐｓｏｎｉｎｄｅｘꎻＨ.Ｓｈａｎｎｏｎ￣Ｗｉｅｎｅｒｉｎｄｅｘꎻｈ.Ｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｌａｙｅｒꎻｓ.Ｓｈｒｕｂｌａｙｅｒꎻｔ.Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ.图３㊀植物群落物种多样性指数与环境因子的ＲＤＡ排序图Ｆｉｇ.３㊀ＲＤＡｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｃｈａｒｔｏｆｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘｅｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓ海拔区域土壤ＡＮ含量最少(贺静雯等ꎬ２０２０)ꎬ而高海拔区域较低的土壤温度一定程度上影响土壤ＡＮ的释放(王霖娇等ꎬ２０１８)使得高海拔区域含量较低ꎮ值得注意的是ꎬ不同海拔梯度上土壤因子的异质性不仅能够影响植物群落的分布格局ꎬ也能反映和指示植物种群的生态适应对策(Ｃｈａｔａｎｇａｅｔａｌ.ꎬ２０１９)ꎮｐＨ值是土壤重要的基本性质之一ꎬ与土壤的肥力状况㊁土壤盐分及微生物活动等密切相关(罗巧玉等ꎬ２０２１)ꎬ研究区样地土壤ｐＨ[(７.７３６ʃ０.０３２)~(７.８８１ʃ０.０２７)]呈偏碱性ꎬ随海拔升高土壤ｐＨ值逐渐升高时禾本科和杂类草植物种类增加ꎬ这些植物更加耐旱㊁抗盐碱ꎬ对环境适应性更强ꎮ不同海拔高度微环境发生改变ꎬ植物的生态和生理特征随之变化ꎬ从而影响到植物群落的结构组成及垂直分布ꎮ研究发现ꎬ该地区草本植物占据优势ꎬ其占总植物种的比例为９４.０２％ꎬ而海拔大于２９１９ｍ的区域鲜有灌木生长ꎬ这可能是地形因子中海拔极为重要ꎬ海拔高度的不同极大程度上影响到温度的改变ꎬ海拔越高ꎬ低温主导的恶劣环境条件迫使灌木的光合作用降低ꎬ限制灌木层生长(康红梅等ꎬ２０２０)ꎮ对比库车山区植物群落多样性的调查(常凤等ꎬ２０１８)ꎬ结果表明虽然两地纬度相似且同处天山中段南坡ꎬ但巴伦台地区草本层和灌木层物种都更为丰富ꎬ这是因为库车山区气候干燥ꎬ降水少ꎬ蒸发量大ꎬ而巴伦台地处天山阳面ꎬ光热资源丰富ꎬ年平均降水量大于库车山区年均降水量的一倍ꎬ植物受到热量和水分的综合调控ꎬ在水热资源更为适宜的巴伦台地区生长丰富ꎮ随着海拔的升高ꎬ植物群落总体物种丰富度指数(Ｒｔ)呈先升高后降低的分布规律ꎬ由于低海拔山地气候极端干旱ꎬ虽然温度较高ꎬ但水分相对缺少ꎬ水分是限制植物分布的主要因子ꎬ许多植物因不能在这样极端干旱的环境中完成生活史ꎬ加之受人为破坏和放牧等影响大而产生负面影响ꎬ因此主要以旱生的灌木和少数草本种类为主ꎬ植物物种种类较少ꎻ而高海拔区域主要受热量限制ꎬ昼夜温差大和土壤肥力降低等环境条件严重影响植物生长发育(张世雄等ꎬ２０２０)ꎬ主要以耐寒型草本为主ꎬ物种丰富度指数减少ꎬ则中海拔段环境条件相对较好更适宜植物生长ꎬ物种丰富度指数更高ꎮ这与天山北坡野生无芒雀麦(Ｂｒｏｍｕｓｉｎｅｒｍｉｓ)群落物种丰富度在海拔梯度上的表现趋势不同(宫珂等ꎬ２０１９)ꎬ影响物种多样性的因素是多方面的ꎬ包括地区间大尺度和海拔等小尺度下的２２１１广㊀西㊀植㊀物４２卷差异ꎬ天山南北坡气候㊁水文㊁土壤环境及其他环境影响因子具有差异(秦莉等ꎬ２０２１)ꎬ因此天山南北坡植物群落对不同海拔的响应情况也有所不同ꎮ植物群落总体Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数(Ｅｔ)随海拔梯度升高表现出先减小再增加的变化ꎬ分析原因可能是中海拔区域样地土壤ＴＳ和ＴＰ含量分别出现了各自指标变化中的最大值[(６.９２９ʃ１.８８７)ｇｋｇ￣１和(１.０５５ʃ０.２４４)ｇｋｇ￣１]和最小值[(２.０３６ʃ０.３３３)ｇｋｇ￣１和(０.７６２ʃ０.０５０)ｇｋｇ￣１]ꎬ植物赖以生存的土壤环境变化范围较大ꎬ且该海拔段物种种类较多ꎬ群落内小生境复杂ꎬ种群间的复杂关系导致植物群落总体Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数较低ꎬ而低㊁高海拔区域植物群落总体分布向着均匀化方向发展ꎮ优势层－草本层物种Ｐａｔｒｉｃｋ丰富度指数(Ｒｈ)㊁Ｓｈａｎｎｏｎ￣Ｗｉｅｎｅｒ指数(Ｈｈ)和Ｓｉｍｐｓｏｎ指数(Ｄｈ)随海拔的升高先增大后减小ꎬ这与新疆天山南坡中段种子植物区系垂直分布格局呈现单峰分布格局表现吻合(刘彬等ꎬ２０１８)ꎮ单峰分布格局在西北干旱㊁半干旱地区较为普遍ꎬ研究区属温带大陆性气候ꎬ相对于暖温带大陆性季风气候㊁亚热带和半温润地区等地的研究来说(钟娇娇等ꎬ２０１９ꎻ贺静雯等ꎬ２０２０ꎻ高辉等２０２０)ꎬ研究区样地由于远离海洋ꎬ或者地形阻挡ꎬ湿润气团难以到达ꎬ因而干燥少雨ꎬ气候呈极端大陆性ꎬ平均年降水量不足５００ｍｍꎬ水土流失和荒漠化较严重ꎬ整体物种多样性受水分和温度调控较大ꎬ因而就小尺度而言ꎬ中海拔处的温度和降水量相对适宜ꎬ土壤质地和其水热条件更适宜优势层－草本层植被生长ꎬ从而形成物种多样性的峰值区域ꎮ海拔作为主要的地形因子ꎬ通过影响着山地生态系统的地理结构和水热过程ꎬ进而影响植物群落物种多样性的空间梯度变化ꎮ本研究区地质构造复杂ꎬ成土母质丰富ꎬ随海拔梯度的改变ꎬ各环境因子交互作用影响了该地区植物群落物种多样性ꎬ这与吴红宝等(２０１９)研究的结果一致ꎬ即在海拔对藏北高寒草地物种多样性和生物量的影响中发现物种多样性的变化受到热量和水分的综合调控ꎬ不同的土壤因子对物种多样性海拔梯度格局的解释程度不同ꎮＲＤＡ排序结果表明ꎬ土壤理化指标中ＳＷ㊁ＡＮ和ＴＳ对植物群落物种多样性影响显著ꎮＳＷ是植物群落生长的必要环境因子之一ꎬ直接影响植物生理生长状况ꎮ本研究发现ꎬ植物群落总体物种丰富度指数(Ｒｔ)与ＳＷ呈正相关关系ꎬ这与天山北坡植物群落多样性及其环境解释研究结果不同(陈乙实等ꎬ２０１９)ꎬ天山南北坡气候环境迥异ꎬ天山南坡与北坡相比受到大西洋和北冰洋水汽作用较小ꎬ年降水量小于天山北坡ꎬ气候极端干旱ꎬ因此植物对ＳＷ更为敏感ꎬＳＷ显著影响植物群落总体物种丰富度ꎮ灌木层各物种多样性指数与ＡＮ在ＲＤＡ排序图上呈现负相关ꎬ土壤ＡＮ在中㊁高海拔区域内含量较高ꎬ而灌木层物种种类较少ꎬ这与潘占磊(２０１７)研究发现Ｎ素过多会显著降低灌木㊁半灌木物种数的研究结果类似ꎬＮ素含量过多会加剧种间竞争ꎬ使得弱势种群一定程度上受到抑制ꎮ陈乙实等(２０１９)对影响天山南北坡植物群落物种多样性分布格局的主要环境因子进行分析ꎬ研究结果发现土壤ＴＳ对物种多样性的分布格局作用微弱ꎮ但本研究结果不同ꎬＲＤＡ结果表明ꎬＴＳ与群落总体各物种多样性指数均呈负相关ꎬ对物种多样性的分布格局作用显著ꎬ这主要是因为研究区样地盐分较高的缘故(Ｎａｑｉｎｅｚｈａｄｅｔａｌ.ꎬ２００９)ꎬ在干旱缺水的环境条件下ꎬ土壤中可溶性盐类过多ꎬ植物生长处于生理干旱状态ꎬ从而影响群落总体各物种多样性指数ꎮ４㊀结论研究区共调查到植物有３０科７５属１３４种ꎬ划分为８个植物群落类型ꎬ植物群落在中海拔梯度物种最丰富ꎬ在低㊁高海拔分布较为均匀ꎬ说明在中海拔地区植物群落结构复杂㊁稳定性较高ꎬ适合植物生长ꎮ不同海拔高度上ꎬ土壤含水量㊁有机质和有效氮先升高再降低ꎬ影响植物群落物种多样性的主要因子是海拔㊁土壤含水量㊁全盐ꎬ其次是有机质㊁全氮和有效氮ꎮ综上所述ꎬ研究区内植物群落组成及土壤因子均受海拔梯度的显著影响ꎬ不同海拔高度上植物采取不同的生存策略来适应微生境ꎬ植物群落总体物种多样性指数与土壤养分㊁水分的分布格局大体一致ꎬ反映了环境筛选对植物群落物种多样性形成的作用及不同物种适应环境变化的策略ꎮ参考文献:ＢＥＲＧＨＯＬＺꎬＭＡＹꎬＧＩＬＡＤＩꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１７.Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ３２１１７期马紫荆等:天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙｄｒｉｖｅｓｆｉｎｅ￣ｓｃａｌｅｓｐｅｃｉｅｓａｓｓｅｍｂｌｙａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆａｎｎｕａｌｐｌａｎｔｓｉｎａｓｅｍｉ￣ａｒｉｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ[Ｊ].ＰｅｒｓｐｅｃｔＰｌａｎｔＥｃｏｌꎬ２４:１３８－１４６.ＣＨＡＮＧＦꎬＬＩＵＢꎬＬＩＵＲＫꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１８.ＰｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆａｄａｐｔｉｖｅｒｅｇｉｏｎｏｆＧｅｎｔｉａｎｅｌｌａｔｕｒｋｅｓｔａｎｏｒｕｍｉｎＫｕｃｈｅＭｏｕｎｔａｉｎａｒｅａ[Ｊ].ＡｃｔａＡｇｒＳｉｎꎬ２６(５):１０８４－１０９０.[常凤ꎬ刘彬ꎬ刘若坤ꎬ等ꎬ２０１８.库车山区新疆假龙胆适生地植物群落多样性及其环境解释[Ｊ].草地学报ꎬ２６(５):１０８４－１０９０.]ＣＨＡＴＡＮＧＡＰꎬＫＯＴＺＥＤＣꎬＪＡＮＫＳＭꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１９.ＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｏｆｍｏｎｔａｎｅｗｅｔｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭａｌｏｔｉ￣ＤｒａｋｅｎｓｂｅｒｇｒｅｇｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａｓＳｃｉｅｎｃｅＤｉｒｅｃｔ[Ｊ].ＳＡｆｒＪＢｏｔꎬ１２５:２２１－２３３.ＣＨＥＮＹＳꎬＳＵＮＨＲꎬＬＩＮＮꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１９.ＰｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｇｒａｚｅｄＳｅｒｉｐｈｉｄｉｕｍｓｅｍｉｄｅｓｅｒｔｇｒａｓｓｌａｎｄａｎｄｉｔｓｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｗｉｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓ[Ｊ].ＡｃｔａＰｒａｔａｃｔＳｃｉꎬ２８(１１):１－１１.[陈乙实ꎬ孙海荣ꎬ李娜娜ꎬ等ꎬ２０１９.绵羊放牧绢蒿荒漠草地植物群落多样性及其环境解释[Ｊ].草业学报ꎬ２８(１１):１－１１.]ＤＡＩＷＸꎬＬＯＵＣＹꎬＸＵＤＭꎬｅｔａｌ.ꎬ２０２１.Ｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｌｉｔｔｅｒｙｉｅｌｄｉｎａｎｅｖｅｒｇｒｅｅｎｂｒｏａｄｌｅａｆｆｏｒｅｓｔａｎｄｉｔｓｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙｏｆｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓ[Ｊ].ＡｃｔａＥｃｏｌＳｉｎꎬ４１(２):５１３－５２１.[戴雯笑ꎬ楼晨阳ꎬ许大明ꎬ等ꎬ２０２１.浙西南常绿阔叶林凋落物空间分布及其对土壤养分的影响[Ｊ].生态学报ꎬ４１(２):５１３－５２１.]ＥｄｉｔｏｒｉａｌＣｏｍｍｉｔｔｅｅｏｆＦｌｏｒａｏｆＸｉｎｊｉａｎｇｅｎｓｉｓꎬ１９９９.ＦｌｏｒａＸｉｎｊｉａｎｇｅｎｓｉｓ[Ｍ].Ｕｒｕｍｑｉ:ＸｉｎｊｉａｎｇＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＨｅａｌｔｈＰｒｅｓｓ.[新疆植物志编委会ꎬ１９９９.新疆植物志[Ｍ].乌鲁木齐:新疆科技卫生出版社.]ＧＡＯＨꎬＬＩＵＬＪꎬＦＡＮＧＪＰꎬ２０２０.ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆｆｏｒｅｓｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓａｌｏｎｇｅｌｅｖａｔｉｏｎｇｒａｄｉｅｎｔｓｉｎＳｅｊｉｌａＭｏｕｎｔａｉｎ[Ｊ].ＪＮａｔＳｃｉＨｕｎａｎＮｏｒｍＵｎｉｖꎬ４３(５):４３－５１.[高辉ꎬ刘丽娟ꎬ方江平ꎬ２０２０.色季拉山沿海拔梯度的森林群落分布格局及环境解释[Ｊ].湖南师范大学自然科学学报ꎬ４３(５):４３－５１.]ＧＡＯＬＪꎬＺＨＡＯＢＢꎬＸＩＮＧＸＭꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１８.ＳｈｏｒｔｔｅｒｍａｎｏｍａｌｉｅｓｄｅｔｅｃｔｅｄａｔｂａｌｇｕｎｔａｙｓｔａｔｉｏｎｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｂｏｒｅｈｏｌｅｓｔｒａｉｎｂｅｆｏｒｅｔｈｅＨｕｔｕｂｉＭｓ６.２ｅａｒｔｈｑｕａｋｅꎬＸｉｎｊｉａｎｇꎬＣｈｉｎａ[Ｊ].ＪＧｅｏｄＧｅｏｄｙｎꎬ３８(８):１０２－１０６.[高丽娟ꎬ赵彬彬ꎬ邢喜民ꎬ等ꎬ２０１８.巴伦台分量钻孔应变在呼图壁Ｍｓ６.２地震前的短临异常初探[Ｊ].大地测量与地球动力学ꎬ３８(８):１０２－１０６.]ＧＯＮＧＫꎬＪＩＮＧＬꎬＹＵＥＹＨꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１９.ＣｏｍｍｕｎｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＢｒｏｍｕｓｉｎｅｒｍｉｓｏｎｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｓｌｏｐｅｏｆＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓ[Ｊ].ＸｉｎｊｉａｎｇＡｇｒｉｃＳｃｉꎬ５６(３):５６１－５７０.[宫珂ꎬ靳瑰丽ꎬ岳永寰ꎬ等ꎬ２０１９.天山北坡野生无芒雀麦群落特征研究[Ｊ].新疆农业科学ꎬ５６(３):５６１－５７０.]ＨＥＪＷꎬＬＩＵＹꎬＬＩＳＹꎬｅｔａｌ.ꎬ２０２０.ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｈｒｕｂｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｓｏｉｌａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｌｔｉｔｕｄｅｓｉｎＪｉａｎｇｊｉａｇｏｕｗａｔｅｒｓｈｅｄ[Ｊ].Ｇｕｉｈａｉａꎬ４０(８):３４－４２.[贺静雯ꎬ刘颖ꎬ李松阳ꎬ等ꎬ２０２０.蒋家沟流域不同海拔灌草层群落特征与土壤关系的研究[Ｊ].广西植物ꎬ４０(８):３４－４２.]ＫＡＮＧＨＭꎬＬＩＨＨꎬＸＵＤＨꎬｅｔａｌ.ꎬ２０２０.ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｅｌｅｖａｔｅｄＣＯ２ａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎＣａｒａｇａｎａｊｕｂａｔａ(ａｌｐｉｎｅｓｈｒｕｂ)ｇｒｏｗｔｈａｎｄａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｓｙｓｔｅｍｓ[Ｊ].ＡｃｔａＥｃｏｌＳｉｎꎬ４０(１):３６７－３７６.[康红梅ꎬ李花花ꎬ徐当会ꎬ等ꎬ２０２０.大气ＣＯ２浓度及温度升高对高山灌木鬼箭锦鸡儿(Ｃａｒａｇａｎａｊｕｂａｔａ)生长及抗氧化系统的影响[Ｊ].生态学报ꎬ４０(１):３６７－３７６.]ＬＩＬＧꎬｃｈｉｅｆｅｄｉｔｏｒｉｎｃｈｉｅｆꎬ２０１６.ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆｃｉｖｉｌａｆｆａｉｒｓｏｆｔｈｅｐｅｏｐｌｅｓＲｅｐｕｂｌｉｃｏｆＣｈｉｎａꎻＧＵＯＪＰꎬＬＩＮＰꎬＴＯＨＵＴＩＹꎬｃｈｉｅｆｅｄｉｔｏｒｏｆｔｈｉｓｖｏｌｕｍｅ.ＴｈｅｇｒａｎｄｃｅｒｅｍｏｎｙｏｆｔｈｅｐｅｏｐｌｅｓＲｅｐｕｂｌｉｃｏｆＣｈｉｎａꎬＸｉｎｊｉａｎｇＵｙｇｕｒＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｇｉｏｎｖｏｌｕｍｅ[Ｍ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＣｈｉｎａＳｏｃｉａｌＰｒｅｓｓ:１１６９－１１７１.[李立国总主编ꎬ２０１６.中华人民共和国民政部编ꎻ郭景平ꎬ李宁平ꎬ托乎提亚克夫本卷主编.中华人民共和国政区大典新疆维吾尔自治区卷[Ｍ].北京:中国社会出版社:１１６９－１１７１.]ＬＩＭＦꎬＭＡＹＣꎬＬＩＵＧＨꎬｅｔａｌ.ꎬ２０２０.ＰａｒｔｔｅｒｎａｎｄｄｒｉｖｅｒｓｏｆｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎＸｉｎｊｉａｎｇｇｒａｓｓｌａｎｄ[Ｊ].ＡｃｔａＥｃｏｌＳｉｎꎬ４０(７):２２８５－２２９９.[李敏菲ꎬ马煜成ꎬ刘耘华ꎬ等ꎬ２０２０.新疆草地群落谱系多样性变化特征及影响因素[Ｊ].生态学报ꎬ４０(７):２２８５－２２９９.]ＬＩＵＢꎬ２０１７.ＶｅｒｔｉｃａｌｐａｔｔｅｒｎｓｉｎｐｌａｎｔｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｗｉｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｌｏｐｅｏｆｔｈｅＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓ(ｍｉｄｄｌｅｓｅｃｔｉｏｎ)ｉｎＸｉｎｊｉａｎｇ(Ｃｈｉｎａ)[Ｊ].ＪＭＴＳｃｉꎬ１４(４):７４２－７５７.ＬＩＵＢꎬＢＵＭＡＲＹＡＭＴꎬＡＩＢＩＢＡＩＭＵＫꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１８.ＶｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｈｅｓｅｅｄｐｌａｎｔｆｌｏｒａｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｓｅｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｌｏｐｅｓｏｆｔｈｅＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓｉｎＸｉｎｊｉａｎｇꎬＣｈｉｎａ[Ｊ].ＰｌａｎｔＳｃｉＪꎬ３６(２):１９１－２０２.[刘彬ꎬ布买丽娅木吐如汗ꎬ艾比拜姆克热木ꎬ等ꎬ２０１８.新疆天山南坡中段种子植物区系垂直分布格局分析[Ｊ].植物科学学报ꎬ３６(２):１９１－２０２.]ＬＩＵＧＣꎬＨＵＡＮＧＹＸꎬＷＡＮＧＱＧꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１８.Ｅｆｅｃｔｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙ:ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ[Ｊ].ＣｈｉｎＡｇｒｉｃＳｃｉＢｕｌｌꎬ３４(１３):８３－８９.[刘冠成ꎬ黄雅曦ꎬ王庆贵ꎬ等ꎬ２０１８.环境因子对植物物种多样性的影响研究进展[Ｊ].中国农学通报ꎬ３４(１３):８３－８９.]ＬＩＵＮꎬＢＡＩＫＹꎬＹＡＮＧＹＨꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１８.ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｇｒａｚｉｎｇｏｎｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｏｆａｄｅｓｅｒｔｓｔｅｐｐｅｉｎＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ[Ｊ].ＰｒａｔａｃｔＳｃｉꎬ３５(６):１３２３－１３３１.[刘娜ꎬ白可喻ꎬ杨云卉ꎬ等ꎬ２０１８.放牧对内蒙古荒漠草原草地植被及土壤养分的影响[Ｊ].草业科学ꎬ３５(６):１３２３－１３３１.]ＬＵＯＱＨꎬＳＵＮＦꎬＣＵＩＹꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１８.Ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎａｍｏｎｇｍａｉｎｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｉｎｔｈｅｕｎｓｔａｂｌｅｓｌｏｐｅｗｉｔｈｈｉｇｈ￣ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｂｒｉｓｆｌｏｗ[Ｊ].ＣｈｉｎＪＡｐｐｌＥｎｖｉｒｏｎＢｉｏｌꎬ２４(４):６８９－６９６.[罗清虎ꎬ孙凡ꎬ崔羽ꎬ等ꎬ２０１８.泥石流频发流域失稳性坡面主要植物种间关联性４２１１广㊀西㊀植㊀物４２卷。

新疆草地优势种植物相对生物量沿海拔梯度变化特征

Changes of relationships between dominant species and their relative biomass along
elevational gradients in Xinjiang grasslands
MA Jing-jing1，2，LIU Yun-hua1，2，SHENG Jian-dong1，2，LI Ning1，2，WU Hong-qi1，2，JIA Hong-tao1，2， SUN Zong-jiu1，2，CHENG Jun-hui1，2*
第 30 卷第 8 期 Vol. 30，No. 8
草业学报 ACTA PRATACULTURAE SINICA
25-35 2021 年 8 月
： DOI 10. 11686/cyxb2020277
http：//cyxb. magtech. com. cn
马婧婧，刘耘华，盛建东，等 . 新疆草地优势种植物相对生物量沿海拔梯度变化特Байду номын сангаас . 草业学报，2021，30（8）：25−35.
Abstract：In grassland，dominant species make a major contribution to aboveground biomass. A large number of studies have shown that biomass of dominant species is regulated both by environmental factors and by interspecific relationships among coexisting species. However，our current understanding about relationships between biomass of dominant species and environmental factors remains incomplete for many species and environmental conditions. To address this knowledge gap，this study investigated relative biomass（RB）of dominant species among 9 grassland types across 397 sites in Xinjiang grassland during 2011-2013. Firstly，we evaluated community composition for

天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系

天山中段南坡巴伦台地区不同海拔植物群落物种多样性与土壤因子的关系作者：马紫荆，张云玲，刘彬来源：《广西植物》2022年第07期摘要：为探讨天山中段南坡巴伦台植物群落物种多样性随海拔梯度的分布特征及其与土壤环境因子的关系，该研究采用野外调查的方法，在和静县巴伦台地区海拔范围内设置34个样地进行了植物多样性和土壤因子的调查及室内指标的统计分析。

结果表明：（1）研究区共调查到30科75属134种植物，草本层为主要优势层。

不同海拔高度上土壤理化指标具有异质性，土壤含水量、全盐、有机质、全氮、全钾、有效氮和有效钾差异性显著（P<0.05），其中除全钾以外，其他土壤因子的含量均表现为中海拔大于低、高海拔区域。

随海拔的升高，植物群落在低、高海拔段Pielou均匀度指数较高;灌木层物种Patrick丰富度指数较低;草本层物种Shannon-Wiener指数、Simpson指数随海拔升高先增加后减小。

（2）RDA分析表明，影响植物群落物种多样性的主要环境因子是海拔、土壤含水量、全盐、有机质、全氮和有效氮。

海拔作为主导因子，与草本层各物种多样性指数呈正相关，与灌木层各物种多样性指数呈负相关关系;全盐是抑制植物群落总体物种Simpson指数的主要土壤因子;氮元素一定程度上限制灌木、半灌木物种的生长。

该研究结果表明土壤因子对不同生活型物种多样性的形成具有一定的筛选作用及不同物种对环境变化的适应策略不同。

关键词：植物群落，物种多样性，海拔梯度，土壤理化指标，巴伦台中图分类号： Q948文献标识码： A文章编号： 1000-3142（2022）07-1116-10Relationship between species diversity of plant communitiesand soil factors at different elevations in Baluntai area，the southern slope of Mid-Tianshan MountainsMA Zijing1，2，3， ZHANG Yunling4， LIU Bin1，2，3*（ 1. College of Life Sciences， Xinjiang Normal University， Urumqi 830054， China; 2. Key Laboratory of Plant Stress Biology in Arid Land， Urumqi830054， China; 3. Xinjiang Key Laboratory of Special Environmental Species Conservation and Regulatory Biology， Urumqi830054， China; 4. Grassland Station of Uygur Autonomous Region， Urumqi 830049，China ）Abstract： In order to investigate the distribution characteristics of plant community species diversity with elevation gradient and its relationship with soil environmental factors on the southern slope of the middle part of Tianshan Mountains. We set up 34 sample plots in the elevation range of Baluntai area of Hejing County for statistical analysis and indoor indexes of plant diversity and soil factors by using field survey method. The results were as follows：（1） A total of 134 species in 75 genera of 30 families were recorded in the study area， and the herbaceous layer was the dominant layer. Soil physicochemical indexes were heterogeneous at different elevations， with significant differences （P<0.05） in soil water content， total salt， organic matter， total nitrogen， total potassium， available nitrogen and available potassium， among which all soil factors except total potassium were higher at middle elevations than at low and high elevation zones. With the increase of elevation， the plant communities had higher Pielou evenness index in the low and high elevation zones; the Patrick richness index of shrub layer species was lower; Shannon-Wiener index andSimpson index of herbaceous layer species increased and then decreased with elevation. （2） RDA analysis showed that the main factors affecting the species diversity of plant communities were altitude， soil water content， total salt， organic matter， total nitrogen and available nitrogen. Elevation， as the dominant factor， was positively correlated with the diversity indexes of each species in the herbaceous layer， and was negatively correlated with the diversity indexes of each species in the shrub layer; Total salt was the main soil factor that suppressed the Simpson index of the plant community as a whole; Nitrogen limited the growth of shrub and semi-shrub species to a certain extent. The results of this study indicate that soil factors have a screening effect on the formation of diversity of different living species and different adaptation strategies of different species to environmental changes.Key words： plant community， species diversity， elevation gradient， soil physicochemical index， Baluntai植物群落物种多样性是物种丰富度、优势度、均匀度和变化程度的综合反映，是研究生态系统结构、功能及其稳定性的基础（王健铭等，2016）。

高寒草地的植被群落特征与分布规律

高寒草地的植被群落特征与分布规律引言：高寒草地是指海拔较高、气候寒冷、植被主要为草本植物的地区。

作为全球分布范围广泛的生态系统之一，高寒草地在地球上占据着重要位置。

它们独特的植被群落特征与分布规律对于人类生态环境的保护和可持续发展具有重要意义。

一、植被群落特征高寒草地的植被群落特征主要包括物种多样性、植被结构和适应性等方面。

1、物种多样性：高寒草地通常位于冷凉的高山地区，气温低，水分供应相对有限。

因此，植物在这种环境下往往表现出较低的物种多样性。

主要以草本植物为主，苔藓和地衣等非木本植物也有一定分布。

然而，尽管物种种类较少，高寒草地的植物群落结构丰富，种类之间存在一定的相对丰度差异。

2、植被结构：高寒草地的植被结构一般呈现出两层或多层的特点。

主要由地面上的草本植物和地下茎、根系构成。

地下茎和根系的发达使得植物在恶劣的环境条件下能够更好地抵抗寒冷和缺水。

因此，高寒草地的植被结构不仅能够增加物种多样性，还能够提高植物对环境的适应能力。

3、适应性：高寒草地的植物群落对极端环境条件具有一定的适应性。

由于高山地带气温接近或低于零度，且夏季降水较多，冬季积雪覆盖，这些植物必须具备适应寒冷和干旱的能力。

植物的生命周期短，发育速度快，并通过各种途径保持水分。

此外，高寒草地的植物还能够抵御风侵蚀和土壤侵蚀，以保持生态平衡。

二、分布规律高寒草地的分布往往受到地理、气候和土壤等因素的综合影响。

1、地理因素：高寒草地的分布主要与海拔高度相关。

随着海拔的上升，气温逐渐降低，气候变得寒冷，适宜高寒草地植被生长的条件逐渐形成。

因此，高寒草地主要分布在高山地带和高原地区。

2、气候因素：气候对高寒草地的分布具有重要影响。

充足的降水是高寒草地形成的基础条件之一。

由于高寒地区气温低，蒸发潜力小，降水相对较多，有利于植物的生长和繁衍。

同时，气温低能够提供适宜的生长环境，使得高寒草地能够在寒冷条件下存活。

3、土壤因素：土壤是高寒草地的重要环境因子之一。

氮沉降对新疆天山高寒草原植被、土壤及温室气体通量的影响

ＩｍｐａｃｔｓｏｆＮｉｔｒｏｇｅｎＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｎＶｅｇｅｔａｔｉｏｎ，ＳｏｉｌａｎｄＧｒｅｅｎｈｏｕｓｅＧａｓｅｓＦｌｕｘｅｓｉｎＡｌｐｉｎｅＧｒａｓｓｌａｎｄｓｏｆｔｈｅＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓ，ＸｉｎｊｉａｎｇＢｙＨＥＧＵＩⅪＡＮＧＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓＩｎｐａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔＦｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅⅪｎｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｇｒａｐｈｙＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓＪｕｎｅ，２０１４摘要摘要随着人类活动引起的大气活性氮排放的持续增加，全球氮沉降水平也不断升高。

当氮沉降水平超过氮素临界负荷时，将导致水体富营养化、森林衰退、土壤酸化和生物多样性下降等了一系列严重的生态问题。

草原是陆地表面仅次于森林的绿色覆被层，同时是对氮沉降较为敏感的生态系统，草原氮素循环是全球氮素循环的重要环节。

新疆天山中段巴音布鲁克草原是我国最大的干旱区高寒草原之一，对于维持我国草原生态系统的稳定和持续发展发挥着重大作用，因而如何科学评价外源氮输入增加对这一草原生态系统物种多样性、生产力及氮素循环的影响具有十分重要的意义。

为此，本文以新疆巴音布鲁克草原为对象，通过设置５个外源氮输入水平（ＵＰＮＯ、Ｎ１、Ｎ３、Ｎ９和Ｎ１５，分别代表氮添加量０、１０、３０、９０和１５０ｋｇ·Ｎ·ｈａ－１．ｙｒ－１，以硝酸铵为氮源），模拟大气氮沉降升高对从高寒草原生产力、物种多样性、土壤理化性质、氮素转化以及温室气体通量的影响，探讨高寒草原对大气氮沉降升高的响应规律。

论文的主要研究结果如下：１．高寒草原禾本科和非禾本科类植物的物种数变化较小且未受氮沉降水平的显著影响。

天山云杉林林下草本多样性随地理因子变化规律

第５１卷第１２期东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报Ｖｏｌ．５１Ｎｏ．１２２０２３年１２月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＯＲＴＨＥＡＳＴＦＯＲＥＳＴＲＹＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＤｅｃ．２０２３１）新疆维吾尔自治区林业改革发展资金项目（新林规字［２０２２］９号）㊂第一作者简介：车畅，男，１９９８年１月生，新疆农业大学林学与风景园林学院㊁新疆干旱区林业生态与产业技术重点实验室，硕士研究生㊂Ｅ－ｍａｉｌ：１２５９３２７１０８＠ｑｑ．ｃｏｍ㊂通信作者：叶尔江㊃拜克吐尔汉，新疆农业大学林学与风景园林学院㊁新疆干旱区林业生态与产业技术重点实验室，副教授㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｅｒｊａｎ０７０１＠１６３．ｃｏｍ㊂收稿日期：２０２３年６月２４日㊂责任编辑：韩有奇㊂天山云杉林林下草本多样性随地理因子变化规律１）车畅㊀叶尔江㊃拜克吐尔汉唐努尔㊃叶尔肯王强㊀魏立志（新疆农业大学，乌鲁木齐，８３００５２）（新疆维吾尔自治区林业和草原局天然林保护中心）（新疆农业大学）㊀㊀摘㊀要㊀为研究天山云杉林林下草本多样性随地理因子变化规律㊂在天山山区不同经度内选择４个区域，每处选取覆盖１７００２７００ｍ海拔梯度的８条垂直样带（宽度１０ｍ），共３２条，以重要值为测度标准，采用Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数（Ｈ）㊁Ｓｉｍｐｓｏｎ指数（Ｈᶄ）㊁Ｐｉｅｌｏｕｓ均匀度指数（Ｊ）综合判断天山云杉林下草本植物的物种多样性随地理因子变化的规律㊂结果表明：天山西部㊁天山中西部㊁天山中部㊁天山中东部地区内的天山云杉林下草本共计１０１种（３１科７６属），天山早熟禾㊁山芹㊁繁缕均呈较高的重要值，优势地位明显，天山云杉林下草本多样性随着海拔㊁坡度的增加呈现出单峰变化趋势，坡向（阴坡㊁阳坡㊁半阴坡㊁半阳坡）㊁坡位（顶坡㊁中坡㊁底坡㊁山脊㊁山谷）的变化对其具有显著性影响（Ｐ＜０．０５），Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数㊁Ｓｉｍｐｓｏｎ指数㊁Ｐｉｅｌｏｕｓ指数与经度均呈极显著负相关（Ｐ＜０．０１）㊂天山云杉林下草本多样性随着海拔㊁坡度的增加呈现出单峰变化趋势，坡向㊁坡位的变化与天山云杉林下草本多样性均存在着显著性影响（Ｐ＜０．０５），由西向东天山云杉林下草本多样性明显降低㊂关键词㊀多样性指数；地理因子；天山云杉林；草本层；海拔分类号㊀Ｓ７１８．５ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＨｅｒｂａｃｅｏｕｓＤｉｖｅｒｓｉｔｙｕｎｄｅｒＰｉｃｅａｓｃｈｒｅｎｋｉａｎａｖａｒ．ｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａＦｏｒｅｓｔｗｉｔｈＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＦａｃｔｏｒｓ／／ＣｈｅＣｈａｎｇ，ＹｅｅｒｊｉａｎｇＢＡＩＫＥＴＵＥＲＨＡＮ（ＸｉｎｊｉａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ８３００５２，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）；ＴａｎｇｎｕｅｒＹＥＥＲＫＥＮ（ＮａｔｕｒａｌＦｏｒｅｓｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙａｎｄＧｒａｓｓｌａｎｄＢｕｒｅａｕｏｆＸｉｎｊｉａｎｇＵｙｇｕｒＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｇｉｏｎ）；ＷａｎｇＱｉａｎｇ，ＷｅｉＬｉｚｈｉ（ＸｉｎｊｉａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）／／ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０２３，５１（１２）：３０－３６．ＴｏｓｔｕｄｙｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｕｎｄｅｒｓｔｏｒｙｈｅｒｂｄｉｖｅｒｓｉｔｙｗｉｔｈｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｉｎｔｈｅＰｉｃｅａｓｃｈｒｅｎｋｉａｎａｖａｒ．ｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａｆｏｒｅｓｔ，ｆｏｕｒｒｅｇｉｏｎｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｎｇｉｔｕｄｅｓ（ｒａｄｉａｌ）ｉｎＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄ，ａｎｄ８ｖｅｒｔｉｃａｌｔｒａｎｓｅｃｔｓ（ｗｉｄｔｈ１０ｍ）ｃｏｖｅｒｉｎｇａｎａｌｔｉｔｕｄｅｇｒａｄｉｅｎｔｏｆ１７００－２７００ｍｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｆｏｒｅａｃｈｐｌａｃｅ，ａｔｏｔａｌｏｆ３２ｔｒａｎｓｅｃｔｓ，ａｎｄｔｈｅＳｈａｎｎｏｎ－ＷｉｅｎｅｒｉｎｄｅｘＨ，ＳｉｍｐｓｏｎｉｎｄｅｘＨᶄ，ａｎｄＰｉｅｌｏｕｓｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｉｎｄｅｘＪｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｊｕｄｇｅｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｐｌａｎｔｓｕｎｄｅｒｔｈｅＰ．ｓｃｈｒｅｎｋｉａｎａｖａｒ．ｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａｆｏｒｅｓｔｗｉｔｈｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓ．Ａｔｏｔａｌｏｆ１０１ｓｐｅｃｉｅｓ（３１ｆａｍｉｌｉｅｓａｎｄ７６ｇｅｎｅｒａ）ｏｆｕｎｄｅｒｓｔｏｒｙｈｅｒｂｓｉｎｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎ，ｃｅｎｔｒａｌａｎｄｗｅｓｔｅｒｎ，ｃｅｎｔｒａｌａｎｄｃｅｎｔｒａｌａｎｄｅａｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓｗｅｒｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙｃｏｕｎｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅａｒｌｙｍａｔｕｒｉｎｇｇｒａｓｓ，ｐａｒｓｌｅｙａｎｄｃｈｉｃｋｗｅｅｄｏｆｔｈｅＴｉａｎｓ⁃ｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓｓｈｏｗｅｄｈｉｇｈｉｍｐｏｒｔａｎｔｖａｌｕｅｓ，ａｎｄｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｗａｓｏｂｖｉｏｕｓ，ｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔｏｒｙｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰ．ｓｃｈｒｅｎｋｉａｎａｖａｒ．ｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａｓｈｏｗｅｄａｕｎｉｍｏｄａｌｔｒｅｎｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｓｌｏｐｅ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｓｌｏｐｅａｎｄｓｌｏｐｅｈａｄａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔｏｒｙｈｅｒｂｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰ．ｓｃｈｒｅｎｋｉａｎａｖａｒ．ｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａ（Ｐ＜０．０５）．Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒｉｎｄｅｘ，Ｓｉｍｐｓｏｎｉｎｄｅｘ，Ｐｉｌｏｕｓｉｎｄｅｘａｎｄｌｏｎｇｉｔｕｄｅｗｅｒｅａｌｌｖｅｒｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｎｅｇａｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ（Ｐ＜０．０１）．ＴｈｅｕｎｄｅｒｓｔｏｒｙｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｓｐｒｕｃｅｉｎｔｈｅＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓｓｈｏｗｅｄａｕｎｉｐｅａｋｔｒｅｎｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎ⁃ｃｒｅａｓｅｏｆａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｓｌｏｐｅ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｓｌｏｐｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｌｏｐｅｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔｏｒｙｈｅｒｂａ⁃ｃｅｏｕｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｈｅｓｐｒｕｃｅｉｎｔｈｅＴｉａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓ（Ｐ＜０．０５）．ＴｈｅｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｕｎｄｅｒｔｈｅＰ．ｓｃｈｒｅｎｋｉａｎａｖａｒ．ｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａｆｏｒｅｓｔｄｅｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｆｒｏｍｗｅｓｔｔｏｅａｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘ；Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｆａｃｔｏｒ；Ｐｉｃｅａｓｃｈｒｅｎｋｉａｎａｖａｒ．ｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａｆｏｒｅｓｔ；Ｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｌａｙｅｒ；Ａｌｔｉ⁃ｔｕｄｅ㊀㊀生物多样性是人类社会生存㊁发展的重要保障，对于维护环境平衡和生态系统稳定具有重要意义［１－２］㊂特定区域内，物种多样性较大程度上会受到环境因子的影响，其中，海拔梯度是一个重要因素，它会改变各种环境因素［３－４］，如温度［５］㊁湿度㊁光照［６］㊂因此，物种多样性垂直分布格局一直是国内外学者研究热点㊂天山山脉在我国新疆境内长达１７６０ｋｍ，天山山脉上的物种分布类型为垂直结构［７－８］，生长在天山山脉北坡，在海拔１５００２８００ｍ处的天山云杉林是新疆山地森林分布最广的杉林，是新疆最重要的森林植被㊁天然林主体［９］㊂在我国，马克平［１０－１１］对群落多样性的测度方法进行过总结；黄建辉对［１２］物种多样性的形成机制作了论述；贺金生［１３］研究了近年来陆地植物群落物种多样性的梯度变化特征㊂但从已有的文献可知，有关山地植物物种多样性垂直分布格局的研究结果并不一致［１４－１６］㊂因此，开展天山云杉林下主要草本植物多样性研究至关重要，旨在为新疆天山云杉天然林植被可持续经营与管理㊁天然林保护提供技术支撑和重要参考㊂１㊀研究区概况本研究选取代表天山山脉不同经度北坡天山云杉林，气候带属于温带大陆性干旱㊁半干旱气候，太阳年总辐射量约为５６５ｋＪ㊃ｃｍ－２，年日照时间为２７００３３００ｈ；西部年平均气温４ħ，东部年平均气温６ħ，年平均气温早晚温差１３ħ，天山山区年平均降水总量为９８７ˑ１０８ｍ３，区域平均年降水量为３６４ｍｍ；土壤类型为山地灰褐土和山地黑钙土，土层深厚，腐殖质丰富㊁湿润；木本植物以天山云杉（Ｐｉｃｅａｓｃｈｒｅｎｋｉａｎａｖａｒ．ｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａ）为绝对优势种，伴有极少数的天山桦（Ｂｅｔｕｌａｔｉａｎｓｃｈａｎｉｃａ），灌木稀疏，以几种忍冬（Ｌｏｎｉｃｅｒａｓｐｐ．）为主，林下草本植物丰富，主要优势种包括：天山早熟禾（Ｐｏａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）㊁天山羽衣草（Ａｌｃｈｅｍｉｌｌａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）㊁凤仙花（Ｉｍｐａｔｉｅｎｓ）㊁新疆拉拉藤（Ｇａｌｉｕｍｘｉｎｊｉａｎｇｅｎｓｅ）㊁高山羊角芹（Ａｅ⁃ｇｏｐｏｄｉｕｍａｌｐｅｓｔｒｅ）等㊂２㊀研究方法样地设置：选取天山山脉西部㊁中西部㊁中部㊁中东部不同经度天山云杉林作为研究对象，经过实际调查，选取４个区域内最具有代表性的天山云杉林（长势最好，无人为㊁火以及病虫害干扰），分别设在巩留县境内（８２ʎ５２ᶄ２０．３５ᵡＥ）㊁乌苏市境内（８４ʎ２１ᶄ４．８３ᵡＥ）㊁乌鲁木齐市境内（８６ʎ４８ᶄ５０．９５ᵡＥ）㊁吉木萨尔县境内（８９ʎ１ᶄ１０．４８ᵡＥ）㊂每个区域分别选取８条垂直样带（１０ｍˑ１０００ｍ），共３２条，覆盖１７００２７００ｍ海拔范围，每条样带按照１０ｍ为１个海拔梯度设置草本样方（１ｍˑ１ｍ）㊂根据天山云杉林自然分布特点以及研究区实际情况，海拔最低点１７００ｍ为样带起点，海拔最高点２７００ｍ为样带终点，由于天山山区地形起伏较大，每个区域设置８条样带保证样带内所包含的地理因子（海拔㊁坡向㊁坡度㊁坡位）数据的完整性，使用全站仪（ＳＴＳ－７２２）确定样带边线的方位角，每条样带宽１０ｍ，样带每５０ｍ设置一个基点，两端基点用测绳链接，每１０ｍ为１个海拔梯度，插上ＰＶＣ（聚氯乙烯）管作为标记，按照五点取样法以１０ｍ为１个海拔梯度，设置１ｍˑ１ｍ的草本样方，记录样方内草本植物的种类㊁单位数量（丛数）㊁高度㊁生长状况等基础数据以及详细的地理因子（海拔㊁坡向㊁坡度㊁坡位）变化㊂样带基本信息见表１㊂表１㊀不同经度样带基本信息区㊀域经度（起点）经度（终点）纬度（起点）纬度（终点）样带数量／条海拔范围／ｍ样方数量／个天山西部８２ʎ５２ᶄ１８．８５ᵡＥ８２ʎ５３ᶄ５２．２７ᵡＥ４３ʎ９ᶄ４７．５５ᵡＮ４３ʎ６ᶄ３４．４３ᵡＮ８１７００２７００４００天山中西部８４ʎ２１ᶄ１３．７０ᵡＥ８４ʎ２０ᶄ０．５８ᵡＥ４４ʎ７ᶄ４４．３４ᵡＮ４４ʎ７ᶄ４０．１６ᵡＮ８１７００２７００４００天山中部８６ʎ４８ᶄ４８．８７ᵡＥ８６ʎ４８ᶄ５４．８９ᵡＥ４３ʎ２３ᶄ１１．１３ᵡＮ４３ʎ２３ᶄ１９．４２ᵡＮ８１７００２７００４００天山中东部８９ʎ１ᶄ３８．１８ᵡＥ８８ʎ５８ᶄ９．７１ᵡＥ４３ʎ４６ᶄ２２．５０ᵡＮ４３ʎ４６ᶄ２７．９３ᵡＮ８１７００２７００４００㊀㊀天然林群落多样性分析方法计算公式如下：㊀㊀㊀㊀Ｄ＝Ｎ／Ｓ；㊀㊀㊀㊀Ｄｒ＝（Ｄ／ðＤ）ˑ１００％；㊀㊀㊀㊀Ｐｒ＝（Ｐ／ðＰ）ˑ１００％；㊀㊀㊀㊀Ｆｒ＝（Ｆ／ðＦ）ˑ１００％；㊀㊀㊀㊀Ｉｖ＝（Ｄｒ＋Ｐｒ＋Ｆｒ）／３㊂式中：Ｄ为种群密度；Ｎ为样地内某物种个体数；Ｓ为样地内所有物种个体数；Ｄｒ为相对多度；Ｐｒ为相对显著度；Ｆｒ为相对频度；ＩＶ为重要值㊂多样性指数计算：根据外业调查获得的样地及样带内收集到的天山云杉林林下草本植物的基本信息，来计算灌木和草本的盖度㊁频度㊁相对密度㊁优势度㊁重要值等；并以重要值为测度标准，ɑ多样性指数采用物种丰富度指数（Ｄ）㊁Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数（Ｈ）㊁Ｓｉｍｐｓｏｎ指数（Ｈᶄ）㊁Ｐｉｅｌｏｕｓ均匀度指数（Ｊ），综合判断天山云杉林下草本植物的物种多样性㊂本研究按如下公式计算物种多样性：㊀㊀㊀㊀Ｈ＝－ðｓｉ＝１（ＰｉｌｎＰｉ）；㊀㊀㊀㊀Ｈᶄ＝ðｓｉ＝１（Ｎｉ／Ｎ）２；㊀㊀㊀㊀Ｊ＝［－ðｓｉ＝１（ＰｉｌｎＰｉ）］ｌｎＳ㊂式中：Ｈ为Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数；Ｈᶄ为Ｓｉｍｐｓｏｎ（优势度）指数；Ｊ为Ｐｉｅｌｏｕｓ均匀度指数；Ｓ为样方中的物种总数；Ｐｉ为第ｉ种个体数，Ｎｉ为占所有种个体数Ｎ的比例，Ｐｉ＝Ｎｉ／Ｎ㊂３㊀结果与分析３．１㊀天山云杉林下草本多样性天山云杉林下草本共计１０１种（３１科７６属），其中４个地段内草本植物重要值前１０的物种见表２㊂结果表明，天山西部天山早熟禾（Ｐｏａｔｉａｎｓｈａｎｉ⁃ｃａ）㊁繁缕（Ｓｔｅｌｌａｒｉａｓｏｏｎｇｏｒｉｃａ）㊁山芹（Ｏｓｔｅｒｉｃｕｍｓｉｅｂｏｌｄｉｉ）为重要值排名前三的物种（重要值达４５．４５％），天山早熟禾占天山西部林下草本层的优势地位（重要值为１８．５６％）；天山中西部天山早熟禾㊁紫苞鸢尾（Ｉｒｉｓｒｕｔｈｅｎｉｃａ）㊁山芹为重要值排名前三的物种（重要值为６６．６３％），其中天山早熟禾重要值高达３８．２２％，为天山中西部天山云杉林下草本层优势物种；天山中部地区内天山早熟禾㊁繁缕㊁山芹为重要值排名前三的物种（重要值为５７．０７％），１３第１２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀车畅，等：天山云杉林林下草本多样性随地理因子变化规律天山早熟禾占天山西部林下草本层的优势地位（重要值为２５．２５％）；天山中部地区内天山早熟禾㊁羽衣草（Ａｌｃｈｅｍｉｌｌａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）㊁森林草莓（Ｆｒａｇａｒｉａｒｅｓ⁃ｃａ）为重要值排名前三的物种（重要值为２０．０２％）㊂４个区域中天山早熟禾㊁山芹㊁繁缕均呈现出较高的重要值，以及林下草本层的优势地位㊂表２㊀４个区域内林下草本植物重要值前１０的物种区㊀域物㊀种重要值／％天山西部天山早熟禾（Ｐｏａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）１８．５６繁缕（Ｓｔｅｌｌａｒｉａｓｏｏｎｇｏｒｉｃａ）１３．７１山芹（Ｏｓｔｅｒｉｃｕｍｓｉｅｂｏｌｄｉｉ）１３．１８新疆拉拉藤（Ｇａｌｉｕｍｘｉｎｊｉａｎｇｅｎｓｅ）１０．６７紫苞鸢尾（Ｉｒｉｓｒｕｔｈｅｎｉｃａ）６．７４天山风毛菊（Ｓａｕｓｓｕｒｅａｌａｒｉｏｎｏｗｉｉ）４．２２狗尾草（Ｓｅｔａｒｉａｖｉｒｉｄｉｓ）４．１８箭头唐松草（Ｔｈａｌｉｃｔｒｕｍｓｉｍｐｌｅｘ．）４．０８羽衣草（Ａｌｃｈｅｍｉｌｌａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）３．８２天山中西部天山早熟禾（Ｐｏａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）３８．２２森林草莓（Ｆｒａｇａｒｉａｒｅｓｃａ）１．９５山芹（Ｏｓｔｅｒｉｃｕｍｓｉｅｂｏｌｄｉｉ）１８．０６新疆拉拉藤（Ｇａｌｉｕｍｘｉｎｊｉａｎｇｅｎｓｅ）２．１３紫苞鸢尾（Ｉｒｉｓｒｕｔｈｅｎｉｃａ）１０．３５天山风毛菊（Ｓａｕｓｓｕｒｅａｌａｒｉｏｎｏｗｉｉ．）５．１０狗尾草（Ｓｅｔａｒｉａｖｉｒｉｄｉｓ）２．０９箭头唐松草（Ｔｈａｌｉｃｔｒｕｍｓｉｍｐｌｅｘ．）３．６９羽衣草（Ａｌｃｈｅｍｉｌｌａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）３．３４天山绣线菊（Ｓｐｉｒａｅａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）３．８３天山中部天山早熟禾（Ｐｏａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）２５．２５繁缕（Ｓｔｅｌｌａｒｉａｓｏｏｎｇｏｒｉｃａ）１８．５９山芹（Ｏｓｔｅｒｉｃｕｍｓｉｅｂｏｌｄｉｉ）１３．２３新疆拉拉藤（Ｇａｌｉｕｍｘｉｎｊｉａｎｇｅｎｓｅ）１．７９紫苞鸢尾（Ｉｒｉｓｒｕｔｈｅｎｉｃａ）９．１９天山风毛菊（Ｓａｕｓｓｕｒｅａｌａｒｉｏｎｏｗｉｉ）４．６９森林草莓（Ｆｒａｇａｒｉａｒｅｓｃａ．）２．５４箭头唐松草（Ｔｈａｌｉｃｔｒｕｍｓｉｍｐｌｅｘ）４．６１羽衣草（Ａｌｃｈｅｍｉｌｌａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）４．００天山绣线菊（Ｓｐｉｒａｅａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）３．７９天山中东部天山早熟禾（Ｐｏａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）７．８６蒲公英（Ｔａｒａｘａｃｕｍｔｉａｎｓｈａｎｉｃｕｍ）４．０４山芹（Ｏｓｔｅｒｉｃｕｍｓｉｅｂｏｌｄｉｉ）５．５７新疆拉拉藤（Ｇａｌｉｕｍｘｉｎｊｉａｎｇｅｎｓｅ）４．６２土荆芥（Ｎｅｐｅｔａｃａｔａｒｉａ）５．７１森林草莓（Ｆｒａｇａｒｉａｒｅｓｃａ）５．９９狗尾草（Ｓｅｔａｒｉａｖｉｒｉｄｉｓ）５．１２箭头唐松草（Ｔｈａｌｉｃｔｒｕｍｓｉｍｐｌｅｘ）５．３４羽衣草（Ａｌｃｈｅｍｉｌｌａｔｉａｎｓｈａｎｉｃａ）６．１７紫苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏｓａｔｉｖａ）４．３４㊀㊀４个区域内草本的Ｓｉｍｐｓｏｎ指数从大到小依次为天山西部㊁天山中部㊁天山中西部㊁天山中东部；Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数从大到小依次为天山西部㊁天山中部㊁天山中西部㊁天山中东部；Ｐｉｅｌｏｕｓ指数从大到小依次为天山中部㊁天山西部㊁天山中西部㊁天山中东部（表３）㊂可以看出，随着经度由西向东的不断增加，天山云杉林下草本多样性整体呈下降趋势，而Ｐｉｅｌｏｕｓ指数中，天山中部较大，证明该地区优势种地位较为突出，物种分布相较于其他３个区域较不均匀㊂表３㊀４个区域内草本多样性指数区㊀域Ｓｉｍｐｓｏｎ指数Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数Ｐｉｅｌｏｕｓ指数天山西部０．８３２２．２５１０．７５８天山中西部０．８０７２．０７９０．６９９天山中部０．８１１２．０９３０．８０８天山中东部０．７１６１．６４７０．６５４３．２㊀不同海拔时天山云杉林下草本多样性的变化规律图１为天山云杉林下草本多样性随海拔变化规律㊂结果表明，天山西部草本多样性随着海拔高度的增加整体呈下降趋势，在海拔高度１７００２０００ｍ之间的草本多样性随着海拔高度增加呈上升趋势；海拔高度２０００２７００ｍ之间的草本多样性随着海拔高度增加呈下降趋势㊂同时利用回归方程拟合海拔－草本多样性曲线得到方程（表４）㊂结果表明，天山西部林下草本多样性随着海拔高度的增加整体呈显著降低（Ｐ＜０．０５）的趋势；随着海拔梯度的升高，４个区域内的草本多样性均呈现出先升高后降低的变化规律，整体呈显著降低（Ｐ＜０．０５）的趋势，在海拔高度２０００２２００ｍ处天山云杉林下草本多样性出现最大值，而后随着海拔的升高不断降低㊂表４㊀４个区域草本多样性随海拔变化的线性回归方程区㊀域线性回归方程Ｒ２天山西部ｙ＝－０．１３９２２＋０．００２５ｘ－６．３１８６９ˑ１０－７ｘ２０．８１７５∗天山中西部ｙ＝－３．４８１７９＋０．００５１２ｘ－１．２４５６７ˑ１０－６ｘ２０．７５０８∗∗天山中部ｙ＝－９．５０３６＋０．０１１３５ｘ－２．７２２２５ˑ１０－６ｘ２０．７１４５∗∗天山中东部ｙ＝－２．６３１３５＋０．００４７９ｘ－１．１８２３８ˑ１０－６ｘ２０．７５８９∗∗㊀㊀注：∗∗表示极显著相关（Ｐ＜０．０１）；∗表示显著相关（Ｐ＜０．０５）㊂３．３㊀不同坡度时天山云杉林下草本多样性变化规律图２为天山云杉林下草本多样性随坡度变化规律，结果表明，４个区域草本多样性随着坡度的增加整体呈下降趋势，在坡度０ʎ ２０ʎ时，草本多样性随着坡度的增加呈上升趋势；在坡度２０ʎ左右时，草本多样性出现最大值；而后随着坡度的增加草本多样性呈下降趋势㊂坡度－多样性线性回归方程（表５）表明，随着坡度的升高，天山云杉林下草本多样性呈显著降低（Ｐ＜０．０５）的趋势㊂表５㊀４个区域草本多样性随坡度变化的线性回归方程区㊀域线性回归方程Ｒ２天山西部ｙ＝２．２３３３３＋０．０１７５５ｘ－４．７２１３７ˑ１０－４ｘ２０．７５７３∗∗天山中西部ｙ＝１．５４３５１＋０．０２５１２ｘ－６．３６５９ˑ１０－４ｘ２０．７６２１∗∗天山中部ｙ＝２．０３４０９＋０．０１８７７ｘ－５．５３０８９ˑ１０－４ｘ２０．７２３１∗∗天山中东部ｙ＝２．２７９６５＋－０．００７１１ｘ＋１．２１６９３ˑ１０－５ｘ２０．５０９４∗∗㊀㊀注：∗∗表示极显著相关（Ｐ＜０．０１）㊂２３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５１卷图１㊀４个区域草本多样性随海拔变化曲线图２㊀４个区域草本多样性随坡度变化曲线３．４㊀不同坡向时天山云杉林下草本多样性变化规律４个区域（天山西部㊁天山中西部㊁天山中部㊁天山中东部）林下草本多样性从大到小依次为阴坡㊁半阴坡㊁半阳坡㊁阳坡，且随着由西向东经度的增加，各个坡向的林下草本多样性在不断减少，结果表明，阴坡与半阴坡最适合天山云杉林下草本植物生长，３３第１２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀车畅，等：天山云杉林林下草本多样性随地理因子变化规律是因为天山云杉主要分布在天山处于阴坡㊁半阴坡上的北坡，为阴坡与半阴坡林下草本提供了最合适的生长环境资源，导致了林下草本多样性阴坡与半阴坡要高于半阳坡与阳坡㊂同一水平坡向不同区域的多样性差异分析结果表明，在同一阴坡条件时，天山西部草本多样性最大，４个区域之间的草本多样性均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５）；在同一半阴坡条件时，天山西部草本多样性最大，４个区域之间的草本多样性均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５）；在同一半阳坡条件时，天山西部草本多样性最大，与其他３个区域草本多样性均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），天中西草本多样性最小，与其他３个区域草本多样性均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），天山中部与天山中东部之间无显著性差异；在同一阳坡条件时，天山西部与天山中部，以及与天山中东部之间的草本多样性无显著性差异，天山中西部草本多样性最小，与其他３个区域草本多样性均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５）㊂表６为不同坡向时天山云杉林下草本多样性变化规律㊂结果表明，天山西部草本多样性阴坡与半阴坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），阴坡与半阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），阴坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），半阴坡与半阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），半阴坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），半阳坡与阳坡之间存在显著性差异（Ｐ＜０．０５）；天山中西部草本多样性的阴坡与半阴坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），阴坡与半阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），阴坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），半阴坡与半阳坡之间存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），半阴坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），半阳坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１）；天山中部草本多样性的阴坡与半阴坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），阴坡与半阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），阴坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），半阴坡与半阳坡之间存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），半阴坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），半阳坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１）；天山中东部草本多样性阴坡与半阴坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），阴坡与半阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），阴坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），半阴坡与半阳坡之间存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），半阴坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），半阳坡与阳坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１）㊂４个区域内的草本多样性在阴坡㊁半阴坡与阳坡㊁半阳坡之间均存在显著性差异，由此可以说明坡向是影响天山云杉林下草本多样性的重要地理因子㊂表６㊀４个区域不同坡向草本多样性差异检验结果区㊀域坡㊀向标准误差天山西部阴坡－半阴坡０．０２６８∗∗阴坡－半阳坡０．０２７１∗∗阴坡－阳坡０．０３６３∗∗半阴坡－半阳坡０．０２９０∗半阴坡－阳坡０．０３７７∗∗半阳坡－阳坡０．０３７９∗∗天山中西部阴坡－半阴坡０．０３６７∗∗阴坡－半阳坡０．０３７５∗∗阴坡－阳坡０．０４９６∗∗半阴坡－半阳坡０．０４００∗半阴坡－阳坡０．０５１５∗∗半阳坡－阳坡０．０５２０∗∗天山中部阴坡－半阴坡０．０２８１∗∗阴坡－半阳坡０．０２８４∗∗阴坡－阳坡０．０４１１∗∗半阴坡－半阳坡０．０３０３∗半阴坡－阳坡０．０４２５∗∗半阳坡－阳坡０．０４２７∗∗天山中东部阴坡－半阴坡０．０３０８∗∗阴坡－半阳坡０．０３１８∗∗阴坡－阳坡０．０４６０∗∗半阴坡－半阳坡０．０３３３∗半阴坡－阳坡０．０４７１∗∗半阳坡－阳坡０．０４７７∗∗㊀㊀注：∗∗表示差异极显著（Ｐ＜０．０１）；∗表示差异显著（Ｐ＜０．０５）㊂３．５㊀不同坡位时天山云杉林下草本多样性变化规律天山西部林下草本多样性从大到小依次为山谷㊁山脊㊁底坡㊁中坡㊁顶坡；天山中西部地区林下草本多样性从大到小依次为山谷㊁山脊㊁底坡㊁中坡㊁顶坡；天山中部地区林下草本多样性从大到小依次为山谷㊁山脊㊁底坡㊁中坡㊁顶坡；天山中东部地区林下草本多样性从大到小依次为中坡㊁山谷㊁顶坡㊁山脊㊁底坡㊂同一水平坡位不同区域的多样性差异分析表明，４个区域均在顶坡条件时，天西部草本多样性最大，天山西部与天山中西部㊁天山中部㊁天山中东部均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），天山中西部草本多样性最小，与其他３个区域均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），天山中部与天山中东部地区顶坡草本多样性无显著性差异；在中坡条件时，天山西部草本多样性最大，天山西部与其他３个区域中坡草本多样性存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），天山中西部㊁天山中部㊁天山中东部的中坡草本多样性无显著性差异；底坡条件时，天山西部与天山中西部无显著性差异，天山中部与天山中东部无显著性差异，而天山西部㊁天山中西部与天山中部㊁天山中东部存在显著性差异（Ｐ＜０．０５）；山脊条件时，天西部草本多样性最大，天山西部与天山中西部㊁天山中部㊁天山中东部均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），天山中西部草本多样性最小，与４３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５１卷其他３个区域均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），天山中部与天山中东部地区山脊草本多样性无显著性差异；山谷条件时，天西部草本多样性最大，天山西部与天山中西部㊁天山中部㊁天山中东部均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），天山中西部草本多样性最小，与其他３个区域均存在显著性差异（Ｐ＜０．０５），天山中部与天山中东部地区山谷草本多样性无显著性差异㊂表７㊀４个区域不同坡位草本多样性差异检验结果区㊀域坡位标准误差天山西部底坡－中坡０．１１７７∗∗底坡－顶坡０．１３２５∗∗底坡－山脊０．１１３０底坡－山谷０．１１０６∗∗中坡－顶坡０．１１０２中坡－山脊０．０８５７∗∗中坡－山谷０．０８２５∗顶坡－山脊０．１０５１∗∗顶坡－山谷０．１０２６∗∗山脊－山谷０．０７５７∗∗天山中西部底坡－中坡０．０５６６∗∗底坡－顶坡０．０６３７∗∗底坡－山脊０．０６４６∗底坡－山谷０．０６１５中坡－顶坡０．０５３０∗∗中坡－山脊０．０５４０∗∗中坡－山谷０．０５０３∗∗顶坡－山脊０．０６１５∗∗顶坡－山谷０．０５８２∗∗山脊－山谷０．０５９２∗∗天山中部底坡－坡位０．０５２０∗∗底坡－顶坡０．０５８６∗∗底坡－山脊０．０５９４∗∗底坡－山谷０．０５７１∗∗中坡－顶坡０．０４８７∗∗中坡－山脊０．０４９７∗∗中坡－山谷０．０４７０∗∗顶坡－山脊０．０５６５顶坡－山谷０．０５４２∗∗山脊－山谷０．０５５１天山中东部底坡－中坡０．０４８４∗∗底坡－顶坡０．０５４５∗∗底坡－山脊０．０５５３∗∗底坡－山谷０．０５２１∗∗中坡－顶坡０．０４５３∗∗中坡－山脊０．０４６３∗∗中坡－山谷０．０４２４∗∗顶坡－山脊０．０５２６∗顶坡－山谷０．０４９３∗∗山脊－山谷０．０５０１∗∗㊀㊀注：∗∗表示差异极显著（Ｐ＜０．０１）；∗表示差异显著（Ｐ＜０．０５）㊂不同坡位条件时，天山云杉林下草本多样性的变化规律（表７）表明，４个区域草本多样性底坡与中坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），底坡与顶坡之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），底坡与山脊之间不存在显著性差异，底坡与山谷之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１）；中坡与顶坡之间不存在显著性差异，中坡与山脊之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），中坡与山谷之间存在显著性差异（Ｐ＜０．０５）；顶坡与山脊之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１），顶坡与山谷之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１）；山脊与山谷之间存在极显著性差异（Ｐ＜０．０１）；４个区域内的草本多样性在不同坡位之间存在显著性差异，由此可以说明坡位也是影响天山云杉林下草本多样性的重要地理因子㊂３．６㊀天山云杉林下草本多样性空间差异天山云杉林下草本多样性与经度相关性分析（表８）表明，Ｓｉｍｐｓｏｎ指数㊁Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数㊁Ｐｉｅｌｏｕｓ指数与经度均呈极显著负相关，证明了随着由西向东经度的不断增加，天山云杉林下草本多样性不断减小㊂表８㊀天山云杉林下草本多样性与经度相关性分析结果指㊀数Ｓｉｍｐｓｏｎ指数Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数Ｐｉｅｌｏｕｓ指数经度Ｓｉｍｐｓｏｎ指数１．００ＳｈａｎｎｏｎＷｉｅｎｅｒ指数０．９４∗∗１．００Ｐｉｅｌｏｕｓ指数０．８３∗∗０．７６∗∗１．００经度－０．４１∗∗－０．５２∗∗－０．４６∗∗１．００㊀㊀注：∗∗表示差异极显著（Ｐ＜０．０１）㊂４㊀讨论天山云杉林下草本共计１０１种（３１科７６属），其中天山西部地区内，天山早熟禾㊁繁缕㊁山芹为重要值排名前三的物种；天山中西部地区内，天山早熟禾㊁紫苞鸢尾㊁山芹为重要值排名前三的物种，其中天山早熟禾为天山中西部天山云杉林下草本层优势物种；天山中部地区内，天山早熟禾㊁繁缕㊁山芹为重要值排名前三的物种，天山早熟禾占有了天山西部林下草本层的优势地位；天山中部地区内，天山早熟禾㊁羽衣草㊁森林草莓为重要值排名前三的物种㊂４个区域内天山早熟禾㊁山芹㊁繁缕均呈现出较高的重要值，以及林下草本层的优势地位，这是由于这３个物种对土壤要求宽松，且传播快，抗人为干扰及放牧干扰能力强，对不同生境的适应能力更强㊂由西向东４个区域内草本多样性随着海拔高度的增加整体呈下降趋势，结果表明，海拔高度在１７００２２００ｍ之间草本多样性呈上升趋势，海拔高度在２２００２７００ｍ之间草本多样性随着海拔高度的增加呈下降趋势，因此证明了随着海拔梯度的升高，４个区域内的草本多样性均呈现出先升高后降低的变化规律，整体呈现出显著降低（Ｐ＜０．０５）的趋势，在海拔高度２０００２２００ｍ处天山云杉林下草本多样性出现最大值，而后随着海拔的升高不断降低㊂是由于从低海拔地区开始随着海拔高度的增加林分内的空气湿度不断增加，以及土壤含水量的增加导致草本层植物多样性的增高，而后随着中海拔地区５３第１２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀车畅，等：天山云杉林林下草本多样性随地理因子变化规律到高海拔地区的海拔变化，林分内温度逐渐降低，导致草本层植物多样性不断减小㊂由西向东４个区域内草本多样性随着坡度的增加整体呈下降趋势，在坡度０ʎ ２０ʎ时，草本多样性随着坡度的增加呈上升趋势，在坡度２０ʎ左右时，草本多样性出现最大值，而后随着坡度的增加草本多样性呈下降趋势㊂４个区域内的草本多样性均呈现出先升高后降低的变化规律，造成这种规律的原因是因为随着坡度的增加，天山云杉林下土壤的含水量也会发生变化，高坡度土壤内的营养元素随着水分逐渐向低坡度土壤流失，导致了高坡度的土壤肥力减小，草本多样性较低，而低坡度的土壤具有较强的存储水分能力，导致从高坡度土壤流失的营养元素大部分滞留在２０ʎ左右坡度的土壤内，０１０ʎ坡度的土壤获得营养元素有限，因此坡度直接影响天山云杉林下草本层的多样性变化，４个区域内的草本多样性均呈现出先升高后降低的变化规律㊂４个区域不同坡向草本多样性从大到小依次为阴坡㊁半阴坡㊁半阳坡㊁阳坡，且随着由西向东经度的增加，各个坡向的林下草本多样性不断减小㊂结果表明，阴坡与半阴坡最适合天山云杉林下草本植物生长，阴坡㊁半阴坡㊁半阳坡与阳坡均存在显著性差异，是因为天山云杉是喜阴树种，主要分布在天山处于阴坡和半阴坡的北坡上，为阴坡与半阴坡林下草本提供了最合适的生长环境资源，导致了林下草本多样性阴坡与半阴坡要高于半阳坡与阳坡㊂４个区域不同坡位草本多样性在不同坡位均存在显著性差异，原因是天山云杉林下草本层大多数物种是喜阴植被，山谷内环境幽暗潮湿，土壤含水量较高，并且人为干扰等外界干扰因素较小，为林下草本植物提供了优良的生长环境㊂因此，山谷内的林下草本植物多样性较高，造成这种差异的原因是由于天山西部林区内降水量较高，导致土壤含水率较高，林下草本层获得的资源环境较好，充足的生长环境导致了天山西部各个水平上的草本多样性均优于其他３个区域㊂天山云杉林下草本多样性的Ｓｉｍｐｓｏｎ指数㊁Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数㊁Ｐｉｅｌｏｕｓ指数均与经度呈极显著负相关，证明了随着由西向东经度的不断增加，天山云杉林下草本多样性不断减小㊂是由于随着由西向东经度的增加，降水量㊁湿度的变化导致了天山云杉林下草本多样性的改变，以及人为㊁放牧干扰等其他因素导致了中东部地区林下草本资源环境的改变，由于天山云杉林下草本层大多数物种对于土壤㊁空气湿度等环境因子要求较高，因此随着经度的增加天山云杉林下草本多样性不断减少㊂５　结论天山西部㊁天山中西部㊁天山中部㊁天山中东部地区内的天山云杉林下草本共计１０１种（３１科７６属），天山早熟禾㊁山芹㊁繁缕均呈现出较高的重要值，以及林下草本层的优势地位㊂天山云杉林下草本多样性随着海拔㊁坡度的增加呈现出单峰变化趋势，坡向㊁坡位的变化与天山云杉林下草本多样性均呈显著相关性（Ｐ＜０．０５）㊂Ｓｉｍｐｓｏｎ指数㊁Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数㊁Ｐｉｅｌｏｕｓ指数与经度均呈极显著负相关（Ｐ＜０．０１），随着由西向东经度的不断增加，天山云杉林下草本多样性不断减少㊂参㊀考㊀文㊀献［１］㊀ＭＯＥＵＲＭ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇｓｐａｔｉａｌｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｒｅｅｓｕｓｉｎｇｓｔｅｍ⁃ｍａｐｐｅｄｄａｔａ［Ｊ］．ＦｏｒｅｓｔＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，１９９６，３９（４）：７５６－７７５．［２］㊀ＭＯＥＵＲＭ．Ｓｐａｔｉａｌｍｏｄｅｌｓｏｆｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎａｎｄｇａｐｄｙｎａｍｉｃｓｉｎｏｌｄ⁃ｇｒｏｗｔｈＴｓｕｇａｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ／Ｔｈｕｊａｐｌｉｃａｔａｆｏｒｅｓｔｓ［Ｊ］．ＦｏｒｅｓｔＥ⁃ｃｏｌｏｇｙａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，１９９７，９４：１７５－１８６．ｄｏｉ：１０．１０１６／Ｓ０３７８－１１２７（９６）０３９７６－Ｘ．［３］㊀ＣＯＮＤＩＴＲ，ＡＳＨＴＯＮＰＳ，ＢＡＫＥＲＰ，ｅｔａｌ．Ｓｐａｔｉａｌｐａｔｔｅｒｎｓｉｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｒｏｐｉｃａｌｔｒｅｅｓｐｅｃｉｅｓ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０００，２８８：１４１４－１４１８．ｄｏｉ：１０．１１２６／ｓｃｉｅｎｃｅ．２８８．５４７０．１４１４．［４］㊀叶尔江㊃拜克吐尔汉，夏富才，张春雨，等．天山云杉林草本层物种多样性及季节动态研究［Ｊ］．干旱区资源与环境，２０１４，２８（１０）：１００－１０３．［５］㊀ＰＡＶＥＬＦ，ＢＬＡＣＫＢＲＹＡＮＡ，ＪＩＲ㊅ÍＤ，ｅｔａｌ．Ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｔｒｏｐｉｃａｌｃｙｃｌｏｎｅｓａｃｔｉｖｉｔｙｓｈａｐｅｓｆｏｒｅｓｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｒｅｅｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＵＳｔｅｍｐｅｒａｔｅｆｏｒｅｓｔｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎ⁃ｍｅｎｔ，２０２３，８８４．ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｓｃｉｔｏｔｅｎｖ．２０２３．１６３８５２．［６］㊀ＧＩＬＬＥＳＰＩＥＬＡＵＲＥＮＭ，ＤＡＮＩＥＬＰＳＬ，ＡＭＭＡＲＳ，ｅｔａｌ．Ｔａｘ⁃ｏｎｏｍｉｃａｌａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｆｒｏｍｆｏｒｅｓｔｓｏｉｌｓｏｆｄｉｆｆｅｒｉｎｇｔｒｅｅｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｔｏｄｒｙｉｎｇ－ｒｅｗｅｔｔｉｎｇｃｙｃｌｅｓ［Ｊ］．Ｐｅｄｏｂｉｏｌｏｇｉａ⁃ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＥｃｏｌｏｇｙ，２０２３，９７－９８．ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｐｅｄｏｂｉ．２０２３．１５０８７５．［７］㊀王慧杰，常顺利，张毓涛，等．天山雪岭云杉林土壤有机碳密度空间分异及其与森林发育的关系［Ｊ］．山地学报，２０１７，３５（３）：３００－３０７．［８］㊀栾兆平，郭滨德，吴金卓，等．天山东部新疆落叶松种群结构及动态特征［Ｊ］．森林工程，２０２３，３９（１）：２１－２８．［９］㊀刘兴双，郑可歆，张辉．天然林保护是实现可持续发展的重要途径［Ｊ］．辽宁林业科技，１９９９（５）：２５－２７．［１０］㊀马克平．生物群落多样性的测度方法Ｉα多样性的测度方法（上）［Ｊ］．生物多样性，１９９４，２（３）：１６２－１６８．［１１］㊀马克平，刘玉明．生物群落多样性的测度方法Ｉα多样性的测度方法（下）［Ｊ］．生物多样性，１９９４，２（４）：２３１－２３９．［１２］㊀黄建辉．物种多样性的空间格局及其形成机制初探［Ｊ］．生物多样性，１９９４，２（２）：１０３－１０７．［１３］㊀贺金生，陈伟烈．陆地植物群落物种多样性的梯度变化特征［Ｊ］．生态学报，１９９７，１７（１）：９１－９９．［１４］㊀ＺＨＡＮＧＷＨ，ＣＨＥＮＣ，ＨＵＡＮＧＤ，ｅｔａｌ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｓａｍｐｌｉｎｇａｒｅａｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｚｉｎｇｉｎｔｅｎ⁃ｓｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅｓｔｅｐｐｅｏｆｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＲａｎｇｅｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０２３，８７：１５０－１５７．ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｒａｍａ．２０２３．０１．００４．［１５］㊀ＢＲＥＷＥＲＪＳ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｆｉｒ⁃ｍａｉｎｔａｉｎｅｄｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒ⁃ｓｉｔｙｉｎｓｐｅｃｉｅｓ⁃ｒｉｃｈｗｅｔｐｉｎｅｓａｖａｎｎａｓ［Ｊ］．Ｅｃｏｓｐｈｅｒｅ，２０２３，１４（１）．ｄｏｉ：１０．１００２／ｅｃｓ２．４３８７．［１６］㊀ＣＲＩＳＴÓＢＡＬ⁃ＰÉＲＥＺＪ，ＢＡＲＲＡＮＴＥＳＧ，ＣＡＳＣＡＮＴＥ⁃ＭＡＲＩＮＡ，ｅｔａｌ．ＢｌｏｏｍｉｎｇｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｐａｔｔｅｒｎｓｉｎｔｗｏａｄｊａｃｅｎｔＣｏｓｔａＲｉｃａｎｈｉｇｈｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＰｅｅｒＪ，２０２３，１１．ｄｏｉ：１０．７７１７／ｐｅｅｒｊ．１４４４５．６３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５１卷。

长白山牛皮杜鹃群落物种多样性的海拔梯度变化及相似性

长白山牛皮杜鹃群落物种多样性的海拔梯度变化及相似性金慧;赵莹;赵伟;尹航;秦立武;崔凯峰;李晓杰;黄祥童【摘要】采用样地调查法,研究了牛皮杜鹃群落物种组成、群落结构特征、物种多样性及其沿海拔梯度的变化规律,对不同海拔牛皮杜鹃群落进行相似性分析.结果表明:(1)牛皮杜鹃群落相同海拔高度,草本层的物种多样性普遍高于灌木层的物种多样性.自海拔1926-1986m,灌木层α多样性指数先降低后升高,1986m后再次降低,到达海拔2010m处达到最低点,适应高山苔原带特殊生境条件的物种逐渐增多,多样性指数开始回升.海拔2250m,生物多样性指数的变化趋于平缓,物种组成相对较为稳定.海拔2528m以上,生物多样性再次呈降低趋势.草本层的α多样性指数中,物种多样性指数SW、丰富度指数D和均匀度指数R沿海拔梯度的变化趋势大致相同.海拔1986m处时出现最小值,海拔2350m时达最大值.牛皮杜鹃群落α多样性指数间呈P＜0.01水平极显著正相关性,物种丰富度指数对群落的物种多样性贡献率最大,表现为丰富度指数(D1、D2)＞种间机遇指数(H》生态优势度指数(S/V)≥群落均匀度指数(R).(2)牛皮杜鹃群落β多样性沿海拔梯度基本呈波形变化,草本层β多样性指数普遍高于灌木层β多样性指数.在牛皮杜鹃群落物种沿海拔梯度的替换速率上,草本植物高于灌木物种.Routledge指数的变化趋势不显著.海拔1986m处和海拔2250m处,草本层Cody指数出现两处极值,海拔2250m以上群落灌木层之间差异和变化较小,Whittaker多样性指数和Cody指数逐渐趋于平稳.(3)海拔梯度间生境及群落结构差异性越大,生物多样性变化越明显.海拔高度接近的群落间相似性系数较高,海拔是影响牛皮杜鹃群落差异的主要因素.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2015(035)001【总页数】9页(P125-133)【关键词】牛皮杜鹃;α多样性;β多样性;群落相似性【作者】金慧;赵莹;赵伟;尹航;秦立武;崔凯峰;李晓杰;黄祥童【作者单位】长白山科学研究院;吉林省长白山植物(药用植物)种质资源保护工程重点实验室,二道白河133613;长白山科学研究院;吉林省长白山植物(药用植物)种质资源保护工程重点实验室,二道白河133613;长白山科学研究院;吉林省长白山植物(药用植物)种质资源保护工程重点实验室,二道白河133613;长白山科学研究院;吉林省长白山植物(药用植物)种质资源保护工程重点实验室,二道白河133613;长白山科学研究院;吉林省长白山植物(药用植物)种质资源保护工程重点实验室,二道白河133613;长白山科学研究院;吉林省长白山植物(药用植物)种质资源保护工程重点实验室,二道白河133613;长白山科学研究院;吉林省长白山植物(药用植物)种质资源保护工程重点实验室,二道白河133613;长白山科学研究院;吉林省长白山植物(药用植物)种质资源保护工程重点实验室,二道白河133613【正文语种】中文牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum Pall.)为杜鹃花科多年生常绿小灌木，株高10—25cm，径横卧。

神农架南坡植物群落多样性的海拔梯度格局_沈泽昊

生物多样性　2004,12(1):99-107 Biodiversity Science神农架南坡植物群落多样性的海拔梯度格局沈泽昊　胡会峰　周　宇　方精云(北京大学环境学院生态学系,北京大学生态学研究与教育中心,北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室,　北京　100871)摘要:神农架南坡在我国植被区划中具有十分重要的意义。

在神农架南坡沿海拔梯度设置50个样方进行植物物种多样性调查,通过对样方的数量分类和DCA排序,结合物种丰富度、区系分化强度、区系成分和生活型构成等方面的分析,研究神农架南坡植物物种多样性的垂直格局。

结果表明:(1)神农架南坡的植被垂直带谱为:海拔900-1000m以下为常绿阔叶林;1000-1700m为常绿落叶阔叶混交林;1600-2100m为落叶阔叶林;海拔2000-2400m为针阔叶混交林;海拔2300m以上为暗针叶林。

(2)植被基带群落中,在物种数量、区系成分和重要值方面,常绿和落叶阔叶树种所占的比例都相差无几。

(3)植物多样性的垂直格局基本符合“单峰”模式。

峰值出现在海拔1400-1500m;但混交林类型的多样性和区系分化强度较高。

(4)在植物区系中,温带成分处于主导地位;世界广布属的比例随海拔上升而增加;而中国特有属仅见于海拔2000m以下。

亚热带成分和东亚区域性区系成分都随海拔上升而减少,峰值都位于山地常绿落叶阔叶混交林。

(5)蕨类植物丰富度随海拔上升而减小;草本植物丰富度与海拔高度之间没有呈现显著的相关关系;木本植物丰富度总体沿海拔梯度减少,但峰椎处于常绿落叶阔叶林带。

针阔混交林样方的平均木本物种数也超过落叶阔叶林带。

关键词:神农架,垂直,植被带谱,多样性,区系成分,生活型中图分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号:1005-0094(2004)01-0099-09Altitudinal patterns of plant species diversity on the southern slope of Mt.Shennongjia,Hu bei,ChinaSHEN Ze-Hao,H U Hui-Feng,ZHOU Yu,FANG Jing-YunDepartment of Ecology,College of Environmental Sciences,Center for Ecological Research&Edu-cation,and Key Laboratory for Earth Surfac e Proc esses of the Ministry of Education,Peking U ni-versity,Beijing100871A bstract:The southern slope of Mt.Shennongjia has long be en viewed as an important boundary for China'svegetation r egional division.In order to explore the altitudinal patterns of plant species diversity in this area,wesampled50plots along an altitudinal gradient on the southern slope.Spec ies ric hness,intensity of flora differentia-tion,floristic composition and life forms wer e analyzed.Quantitative classific ation and DCA ordination were alsoapplied to the sample plots.Major results wer e:(1)the vertical vegetation spectrum was evergr een broad-lea veeforest(below900-1000m a.s.l.),mixed dec iduous and evergreen broad-lea ved forest(1000-1700m),decid-uous forest(1600-2100m),mixed c oniferous and deciduous forest(2000-2400m),and subalpine coniferousforest(above2300m a.s.l.).(2)Evergr een and deciduous broad-leaved tr ee species were almost equivalent inquantity and importanc e values in the basal vegetation zone.(3)The altitudinal pattern of plant spec ies diversityshowed a unimodal pattern,peaking at1400-1500m a.s.l.Mixed forest types have relatively higherαdiversityand more intensive flora differentiation than the other types.(4)T emperate plants dominated the flora.With anincrease of elevation,the number of c osmopolitan genera increased,while subtropical types and East Asian typesdecreased.Chinese endemic genera wer e limited to the area below2000m a.s.l.(5)Species richness of pterido-phytes decr eased with increasing elevation,while that of woody plants peaked in mixed evergreen and deciduousforest.Species richness of herbaceous did not correlate with elevation.Key words:altitudinal vegetation spectrum,diversity,Mt.Shennongjia,pattern,floristic components,life form基金项目:国家重点基础研究发展规划和国家自然科学基金项目资助收稿日期:2003-06-12;接受日期:2003-09-10作者简介:沈泽昊,男,1968年出生,博士,副教授,研究方向为植被生态学和景观生态学。

秦岭牛背梁植物物种多样性垂直分布格局

秦岭牛背梁植物物种多样性垂直分布格局唐志尧　柯金虎(北京大学环境学院生态学系,北京大学生态学研究与教育中心,北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室,　北京　100871)摘要:基于秦岭山脉中段牛背梁自然保护区南北坡垂直样带51个样方的调查资料,利用植被数量分析方法(TWINSPAN 和DCA )对牛背梁植物群落进行了分类和排序,并分析了植物物种多样性沿海拔梯度的分布格局。

结果表明,牛背梁的植被群落具有明显的海拔梯度格局,从低海拔到高海拔依次分布有:锐齿槲栎(Quercus alienavar.acuteserrata )林,桦木(Betula spp.)林,巴山冷杉(A bies f argesii )林和亚高山灌丛。

海拔梯度是牛背梁山区制约植物群落分布的主要因子,而坡向和坡度则起到次要作用。

对物种多样性的分析表明,物种总数、木本植物物种多样性和草本植物物种多样性在南北坡具有不同的海拔梯度格局。

物种总数在南坡呈现单峰分布格局,而在北坡分布趋势不明显;木本植物物种多样性在南北坡具有相似的分布格局:在低海拔沿海拔梯度变化不明显,而在高海拔则随海拔上升而急剧下降;草本植物物种多样性在南北坡沿海拔梯度变化的规律不明显。

β多样性沿海拔梯度先减少后增加,形成两端高中间低的格局,说明中海拔地区生境条件较为均一,低海拔地区的人为活动增加了生境的异质性,而高海拔地区的生态过渡特性增加了物种的更替速率以及群落的相异性。

关键词:β多样性,DCA ,TWINSPAN ,海拔梯度,物种多样性中图分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号:1005-0094(2004)01-0108-07Altitudinal patterns of plant species diversity in Mt.Niubeiliang ,Q inlingMountainsTAN G Zhi 2Yao ,KE Jin 2HuDepart ment of Ecology ,College of Envi ronmental Sciences ,Center f or Ecological Research &Edu 2cation ,and Key L aboratory f or Earth S urf ace Processes of the M i nist ry of Education ,Peki ng U ni 2versity ,Beiji ng 100871Abstract :Using quantitative analysis (DCA and TWINSPAN ),the vegetation and plant species di 2versity patterns along the elevation gradient in Mt.Niubeiliang ,Qinling Mountains were studied based on 51plots along two altitudinal transects between 1500m and 2800m on northern and southern slopes.Plant communities varied continuously along the elevation gradient.From low to high eleva 2tion ,mountain oak forest ,mountain birch forest ,subalpine fir forests and subalpine shrub occurred on both slopes.Relationship between communities and topographic variables were analyzed by detrended correspondence analysis (DCA ).Elevation was the primary determinant of floristic composition in Mt.Niubeiliang ,and followed by exposure.In terms of species diversity ,different patterns existed among total number of species ,woody species richness and herbaceous species richness ,and also between southern and northern slopes.The total number of species changed unimodally with elevation on the southern slope ,peaking at middle elevations.No significant relationship between total number of species and elevation was detected on the northern slope.Woody species richness changed similarly on both southern and northern slopes ,keeping stable at low elevations and decreasing monotonically with the increasing elevation at high elevations.In contrast ,no significant pattern of herbaceous plant rich 2ness existed along the elevation gradient.βdiversity was higher at lower and higher elevations than in the mid 2altitudinal zone ,indicating a more homogeneous habitat at middle elevation than upper andX基金项目:国家自然科学基金项目(49971002和39830050)和国家重点基础研究发展规划资助(G 2000046801)收稿日期:2003-06-12;接受日期:2003-09-10作者简介:唐志尧,男,1976年出生,博士,主要研究方向为植被生态学和生态遥感。