云南省石葵河不同海拔梯度的植物多样性分析

云南省石葵河不同海拔梯度的植物多样性分析

屈月雷;令志强;王晨;彭尔瑞

【摘要】石葵河作为丘北县的主要河流,对当地的经济和环境发展有着重要的作用.通过对石葵河山区植物多样性的调查分析,以达到对山区不同海拔植物进行合理配置,为后期的研究提供理论依据.通过典型样地采样分析,结果表明在海拔950～1200 m范围内共有6个典型群落,其中海拔1050 m以下主要以灌木和草本为主,海拔1050 m以上主要以乔木和灌木为主;Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数基本变化趋势相同,总体规律为灌木层>草本层>乔木层;乔灌木多样性受海拔影响较大,草本较小,群落多样性指数在海拔1050 m为灌木层>乔木层>草本植物层,在海拔1200 m为草本层>灌木层>乔木层,整体上石葵河山区植被多样性随着海拔的升高而降低.

【期刊名称】《广东农业科学》

【年(卷),期】2018(045)009

【总页数】5页(P79-83)

【关键词】山区植物;石葵河;植物多样性;Simpson多样性;Shannon-Wiener多样性;Pielou多样性

【作者】屈月雷;令志强;王晨;彭尔瑞

【作者单位】云南农业大学资源与环境学院,云南昆明 650201;云南农业大学水利学院,云南昆明 650201;云南农业大学资源与环境学院,云南昆明 650201;云南农业大学水利学院,云南昆明 650201

【正文语种】中文

【中图分类】S718.54+2

生物多样性沿环境梯度的变化格局一直是生物多样性研究的一个重要议题，海拔梯度的变化综合了温度、湿度和光照等多种环境因子，因此在一定程度上能显著地影响植物种群的空间分布格局［1］。前人对于森林、湖泊、草原的多样性分析较多，但对于山区河流的植物多样性研究较少。大量研究表明，植物多样性和海拔存在着随海拔梯度先升高后降低、先降低后升高，随海拔升高而降低，随海拔升高而递增以及无规律性等几种关系［2-3］。

以往的研究多集中在控制实验上进行且周期较短的野外观测研究，而沿着环境梯度样带和野外实验相结合的研究比较缺乏［4］。由海拔变化引起的自然温度梯度作为气候变化的替代实验系统，包括温度、湿度和光照等多种环境因子的梯度效应，以空间代替时间，是评价气候变化对陆地生态系统可能影响的经济实用的方法，近年来被广泛应用，并取得了颇有说服力的结果［5］。石葵河作为珠江流域西江水系清水江支流，对于丘北县的经济发展起着重要作用，由于工程的扰动和人为活动的影响，石葵河流域的植物遭到了严重破化，为尽快恢复当地生态环境，本研究通过野外采样调查和数据分析，运用Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数进行多样性分析［6］，探究海拔梯度上山区植物的

多样性，进而制定山区不同海拔上的水土保持措施。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

丘北县位于云南省东南部，石葵河位于丘北县境内东北部流经双龙营镇和温浏乡（24°15′51″～24°13′58″N，104°14′40″～104°30′41″E），属于珠江流域西江水

系清水江支流。据丘北县气象站历年实测资料统计，县内多年平均气温16.3℃，

极端最高气温35.7℃，极端最低气温-7.6℃，日照2 046 h；最热月为7月，平均气温达26.8℃，最冷月为1月，平均气温为3.2℃，年无霜期275 d；年降水量变幅在670.9～1 467.5 mm，多年平均为1 178.2 mm。丘北县主要土壤类型为红壤、石灰岩土、黄棕壤、水稻土和棕土，土壤有机质含量2%～3%，pH值5.6～7.5，土壤质地疏松，肥力一般，通气、透水性好；境内野生植物种类繁多，林木

有76科197种，药类650种，菌类17种，珍稀植物有银杏、董棕、野茶树、红椿、云南七叶树、云南含笑、榉木、三尖杉、红花木莲、黑节草（石斛）、铁线莲、雪上一枝蒿等28种。

石葵河全长44 km，流域面积283 km2，海拔920～1 300 m，植被资源和水资

源丰富，但河道泥沙淤积严重，水灾害频繁，加之人为活动，比如工程施工对于山区河流的破坏，河流两岸植被种类日益减少，水土流失严重，生态环境日益脆弱，因此对于石葵河流域进行水土保持治理迫在眉睫［7］。

1.2 野外样地调查

选择在石葵河中下游，采用典型样地调查的方法［8］，于2018年4月在石葵河下游流域内进行自然群落调查，在海拔950、1 000、1 050、1 100、1 150、1 200 m的阳坡和阴坡各设置2个20 m×20 m的大样方，每个大样方里设置2个10 m×10 m的乔、灌木样方和16个1 m×1 m的草本样方，调查每个样方的生

态群落，记录样地的生境和各样方物种组成，主要包括乔木和灌木的种类、株高、胸径、冠幅等，草本植物的种类、株高和盖度等。

乔、灌木层重要值Ⅰ=（相对密度+相对频度+相对优势度）/3

藤本、草本层重要值Ⅱ［9］=（相对频度+相对盖度）/2

Patrick 丰富度指数［10］ R=S

Shannon-Wiener多样性指数［10］ H=-ΣPilnPi

Simpson 优势度指数［11］D=ΣPi2

Pielou 均匀度指数［12］J=H/lnS

式中，S为出现在样方中的物种数之和，即物种丰富度指数［13］，Pi=Ni/N，表示种i的相对重要值，Ni为种i的重要值，N为出现在样方中的物种重要值之和［14］。

2 结果与分析

2.1 植被类型

对石葵河流域主要植物种类的调查结果表明［15］，在石葵河中下游植被中1年

生草本植物艾（Artemisia argyi H.Lév.& Vaniot.）、小蓬草［Conyza Canadensis（L.）Cronq.］以及多年生草本破花草（Ageratina adenophora）

的分布频度在20%以上，是流域内主要的草本植物；主要灌木种类刺天茄（Solanum indicum L.）和蒙桑（Morus mongolica Schneid.）的分布频度分

别为18.3%和11.8%；乔木主要以枫杨（Pterocarya stenoptera C.DC.）和盐肤木（Rhus chinensis Mill.）为主，分布频度分别为15.2%和9.2%；其他随海拔

的变化分布有少量的藤属植物牛皮消（Cynanchum auriculatum Royle ex Wight.）、草本植物狗牙根［Cynodondactylon（Lee.）Pers.］和花叶滇苦菜［Sonchus asper （L.） Hill.］、乔木构棘（Cudrania cochinchinensis （Lour.）Kudo et Masam.）和灌木红瑞木（Cornusalba L.）（表1）。

表1 石葵河中下游主要植物种类及分布频度种名学名分布频度（%）艾Artemisia argyi H.Lév.& Vaniot 45.5小蓬草 Conyza Canadensis（L.）Cronq.30.5破花草 Ageratina adenophora 20.4刺天茄 Solanum indicum

L.18.3枫杨 Pterocarya stenoptera C.DC.15.2狗牙根 Cynodondactylon（L.）Pers.14.1蒙桑 Morus mongolica Schneid.11.8牛皮消 Cynanchum auriculatum Royle ex Wight.10.2构棘Cudrania cochinchinensis （Lour.）