青海湖流域小泊湖湿地植物多样性_程雷星

青海湖流域小泊湖湿地植物多样性
程雷星1，陈克龙1，汪诗平2，杨仕兵3，苏旭1，王记明1
(1.青海师范大学生命与地理科学学院，青海西宁810008；2.中国科学院青藏高原研究所，北京100101；
3.青海大学，青海西宁810001)
摘要:通过对青海湖流域小泊湖典型湿地的野外样方调查，对小泊湖湿地的沼泽化草甸、沼泽化滩地、湿滩地、嵩草(Kobresia )草甸和风成沙地的植物群落进行了重要值、丰富度、多样性、均匀度和相似性指数分析。

结果表明，在小泊湖湿地的25个样方中，记录有植物18科38属53种，莎草科(Cyperaceae)、禾本科(Gramineae)和菊科(Compositae)植物占总种数的47%，种类最多；优势种主要有海韭菜(Triglochin maritimum )、华扁穗草(Blysmus sinocompressus )、高原嵩草(Kobresia pusilla )、异穗苔草(Carex heterostachya )和禾叶嵩草(Kobresia graminifolia )；植物平均盖度为82%。

沙地的物种丰富度最低，仅有14种植物；嵩草草甸物种丰富度最高，有32种植物，沼泽化草甸、沼泽化滩地和湿滩地分别有21种、19种和24种植物。

关键词：植物多样性；相似性；小泊湖；青海湖中图分类号：Q948
文献标识码：A
文章编号：1672-5948(2013)04-460-06
生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基
础，对维护环境平衡具有重要意义[1]。

湿地植物多样性影响着湿地质量和野生动物的栖息地状况，是生物多样性研究的重要内容，对维持湿地生态功能和生态系统稳定有重要作用[2,3]。

青海湖流域是维系青藏高原东北部生态安全和阻挡西部荒漠化向东蔓延的天然屏障，是区域内最重要的水汽源和气候调节器，同时还是生物多样性与生物种质基因较为丰富的重要地区之一，已被列入国际重要湿地名录中[4]。

青海湖流域植被分布及生物多样性的研究较多[5~12]，研究对象多是高寒草甸和温性草原。

目前，也有一些有关高寒湿地的研究报道[13~17]，但是有关小尺度高寒湿地的研究还不多见。

本研究以青海湖流域的典型湿地——小泊湖湿地为研究区，通过植物样方调查，对不同生境的植物多样性进行分析，并探讨形成小泊湖湿地植物多样性格局的原因。

1材料与方法
1.1研究区
小泊湖湿地(100°46′E ，36°42′N)位于青海湖流
域青海湖湖东种羊场以北约10km 处，是青海湖水
位下降后遗留下的沼泽化草甸，小泊湖湿地东西长南北窄，面积约14.8km 2，平均海拔3212m 。

小泊湖湿地的年平均气温为-4.6～1℃，年降水量为291～575mm ，年蒸发量为800～2000mm ；土壤为水成性隐域性土壤，以沼泽土和草甸土为主。

1.2样方调查
采用典型区样方调查法，从小泊湖湿地保护站到湖边沿36°42′15"N 和36°42′25"N 设2条东西向样带，同时沿100°46′55"E 设置一条南北样带，每条样带每隔约100m 设置一个植物样方，样方大小为0.5m×0.5m 。

由于地表积水、土壤水分和土壤盐度的差异，小泊湖湿地从内部湿地到外围沙地大至分布5种不同的生境类型：沼泽化草甸、沼泽化滩地、湿滩地、嵩草(Kobresia )草甸和风成沙地。

在地表积水的沼泽化草甸设10个样方；在地表季节性积水的沼泽化滩地设4个样方；在地表没有积水的湿滩地设3个样方；在嵩草草甸设5个样方；在沙地设3个样方(图1)。

本研究共设置25个样方。

在样方中，重点调查植物物种组成、样方总盖度和各物种的分盖度。

对于每个物种，选取3～
收稿日期：2012-12-28；修订日期：2013-06-07
基金项目：国家自然科学基金项目(31260130和41261020)、教育部重点项目(2012178)和青海省自然科学基金项目(2013-Z-902)资助。

作者简介：程雷星(1986-)，女，汉族，河北省石家庄人，硕士研究生，研究方向为生物地理学。

E-mail:chengleixing014@
*
通讯作者：陈克龙，教授。

E-mail:ckl7813@
第11卷第4期湿地科学
V ol.11No.42013年12月
WETLAND SCIENCE
Dec.2013
5株测量其高度，并通过手持GPS 测量样方的海拔
和位置。

1.3指数选择
选择植物物种重要值、丰富度指数、Simpson 多样性指数、Shannon-Wiener 多样性指数、Pielou 均匀度指数、Sheldon 均匀度指数、Sorensen 相似性系数和Jaccard 相似性系数[18,19]，研究植物多样性。

1.4数据处理
应用Excel2003软件和SPSS17.0软件处理野外调查数据和计算各种指数。

2结果与分析
2.1物种组成
根据样方调查，小泊湖湿地共出现植物18科38属53种，植物的平均盖度为82%。

莎草科(Cy-peraceae)、禾本科(Gramineae)和菊科(Compositae)植物占总种数的47%，种类最多；蔷薇科(Rosace-ae)、豆科(Leguminosae)、蓼科(Chenopodiaceae)、玄参科(Scrophulariaceae)、伞形科(Umbelliferae)、毛茛科(Ranunculaceae)、报春花科(Pfimulaceae)、龙胆科(Gentianaceae)等15科共占总种数的53%。

植物的重要值显示(表1)，优势种主要有海韭菜、华扁穗草、高原嵩草、异穗苔草和禾叶嵩草5种植物，重要值都大于5上，其中，海韭菜和华扁穗草的重要值分别达到15.46和14.60。

研究区中沼泽化草甸的优势种主要是华扁穗草和海韭菜，占物种的55%，伴生种有马先蒿(Pe ⁃
dicularis oederi )、小钩苔草、蚓果芥(Torularia humi ⁃
lis )、赖草(Leymus secalinus )、柔软紫菀(Gentianopsis barbata )和水葱(Scirpus tabernaemontani )等湿生植物。

沼泽化滩地的优势种主要是芦苇和海韭菜，占物种的80%，伴生种有早熟禾(Poa annua )、紫花大麦、天山报春(Primula nutans Georgi )、火绒草(Le ⁃ontopodium alpinum )和三脉梅花草(Parnassia pusil ⁃la )等，由于土壤水分充足，盐度较低，肥力较高，沼泽化滩地的物种最为丰富。

湿滩地的优势种主要是华扁穗草和小钩苔草，占种类的50%，伴生种有西藏嵩草、斑唇马先蒿、水毛茛(Batrachium bungei )、珠芽蓼(Polygonum viviparum )、青海鸢尾(Iris qinghainica )和车前(Plantago asiatica )等。

嵩草草甸的优势种为华扁穗草和西藏嵩草，占物种的65%，伴生种有马兰(Kalimeris indica )、兰花棘豆(Oxytropis coerulea )、披针叶黄华(Thermopsis lanceo ⁃lata )、长茎藁本(Ligusticum thomsonii )、虫实(Cori ⁃spermum hyssopifolium )和鳞叶龙胆(Gentiana squar ⁃rosa )等。

沙地的优势种是禾叶嵩草和芨芨草(Ach ⁃natherum splendens )，占物种的60%，伴生种有紫羊茅(Festuca rubra )、沙参(Adenophora stricta )、沙生风毛菊(Saussnrea arenaria )和高原毛茛(Ranunculus tanguticus )等耐旱植物。

2.2植物多样性
2.2.1植物盖度和丰富度指数
经计算，沼泽化滩地、沼泽化草甸、嵩草草甸、湿滩地和的沙地的植物盖度分别为93%、89%
、
图1小泊湖湿地样方分布图
Fig.1Distribution of sampling plots in Xiaopohu wetlands
4期
程雷星等：青海湖流域小泊湖湿地植物多样性
461
表1小泊湖湿地部分植物的重要值
Table1Important values of some plants in Xiaopohu wetlands
物种
海韭菜Triglochin maritimum
华扁穗草Blysmus sinocompressus 高原嵩草Kobresia pusilla
异穗苔草Carex heterostachya
禾叶嵩草Kobresia graminifolia
小钩苔草Carex tristachya
西藏嵩草Kobresia tibetica
芦苇Phragmites australis
小嵩草Kobresia humilis
狼毒Stellera chamaejasme
蒲公英Taraxacum officnala
早熟禾Poa annua
鹅绒委陵菜Potentilla anserina
三脉梅花草Parnassia trinervis
紫大麦Hordeum violaceum
斑唇马先蒿Pedicularis longiflora 火绒草Leontopodium alpinum
大花嵩草Kobresia macrantha
西藏棱子芹Pleurospermum hookeri
属
水麦冬属
扁穗草属
嵩草属
苔草
嵩草属
苔草
嵩草属
芦苇属
嵩草属
狼毒属
蒲公英
早熟禾属
委菱菜属
梅花草属
大麦属
马先蒿属
火绒草属
嵩草属
棱子芹属
科
水麦冬科Juncaginaceae
莎草科
莎草科
莎草科
莎草科
莎草科
莎草科
禾本科
莎草科
瑞香科Thymelaeaceae
菊科
禾本科
蔷薇科
虎耳草科Saxifragaceae
禾本科
玄参科
菊科
莎草科
伞形科
重要值
15.46
14.60
6.48
6.23
5.04
4.71
4.63
4.51
3.55
3.23
3.17
3.06
2.22
1.88
1.70
1.52
1.24
1.22
1.19
87%、86%和55%；它们的丰富度指数分别为19、21、32、24和14。

沙地的物种丰富度最低，仅有14种植物；嵩草草甸物种丰富度最高，有32种植物出现。

沼泽化滩地的植物盖度虽然最高，但物种丰富度并不是最高，这可能是优势种占比例高和种间竞争大抑制了部分植物生长所致。

2.2.2多样性指数和均匀度指数
嵩草草甸的Simpson多样性指数最大，为0.96，其他依次为湿滩地0.942、沼泽化滩地0.928、沼泽化草甸0.915和沙地0.909。

嵩草草甸的Shannon-Wiener多样性指数最大，为3.387，其他依次为湿滩地3.003、沼泽化滩地2.791、沼泽化草甸2.698和沙地2.524。

5种生境的Simpson多样性指数与Shan-non-Wiener多样性指数变化趋势一致，说明二者作用相近，即处于沼泽化草甸与沙地之间的过渡地带的植物多样性高，这与丰富度指数变化基本一致，是因为嵩草草甸和湿滩地土壤水热条件适宜、盐度较小和肥力较高所致。

沙地的Pielou均匀度指数最大，为0.956，其他依次为嵩草草甸0.953、沼泽化滩地0.948、湿滩地0.945和沼泽化草甸0.886。

沙地的Sheldon均匀度指数最大，为0.891，其他依次为沼泽化滩地0.858、嵩草草甸0.845、湿滩地0.840和沼泽化草甸0.707。

沼泽化草甸的两种均匀度指数都是最小，这是因为沼泽化草甸的土壤水分含量高、盐度大，水盐分布不均，且植物以华扁穗草占主导地位，抑制了部分植物的生长。

沙地的两种均匀度指数都是最大，这是因为沙地的植物盖度小，不同植物间的竞争不激烈，有利于不同生活习性的植物生长，因此其均匀度较高。

2.2.3各指数间的关系
由表2可以看出，物种丰富度指数与Simpson 多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数显著正相关，说明这3个指数具有相同的生态学意义。

Simpson多样性指数与Shannon-Wiener多样性指数显著相关，Pielou均匀度指数与Sheldon均匀度指数显著相关，表明它们的作用相同。

2.3各生境间的物种组成相似性
由表3可知，沼泽化滩地与湿滩地的物种组成相似性最高，其次是沼泽化滩地与沼泽化草甸、嵩草草甸的物种组成相似性较高，沙地与沼泽化滩地的物种组成相似性最低。

嵩草草甸与湿滩地的
湿地科学11卷462
表2各指数之间的相关系数
Table2Correlation coefficients between various indices
Simpson多样性指数Shannon-Wiener多样性指数Pielou均匀度指数
Sheldon均匀度指数
丰富度指数
Simpson
多样性指数
1
0.988**
0.366
0.178
0.930*
Shannon-Wiener
多样性指数
1
0.269
0.076
0.975**
Pielou
均匀度指数
1
0.981**
0.09
Sheldon
均匀度指数
1
-0.102
丰富度
指数
1
注:*表示p＜0.05；**表示p＜0.01。

表3不同生境植物之间的相似性系数和共有物种数
Table3Coefficients of community similarity between2kinds of habitats
and number of common species
项目
沼泽化滩地与湿滩地
沼泽化滩地与沼泽化草甸沼泽化滩地与嵩草草甸湿滩地与嵩草草甸
湿滩地与沼泽化草甸
沼泽化草甸与嵩草草甸嵩草草甸与沙地
湿滩地与沙地
沼泽化草甸与沙地
沼泽化滩地与沙地Sorensen相似性系数
0.698
0.600
0.588
0.571
0.533
0.415
0.391
0.316
0.229
0.085
Jaccard相似性系数
0.536
0.429
0.417
0.400
0.364
0.262
0.243
0.188
0.129
0.222
共有物种数(种)
15
12
15
16
12
11
9
6
4
6
共有物种最多，为16种，其次为沼泽化滩地与湿滩地、沼泽化滩地与嵩草草甸的共有物种数，都为15种。

3讨论
小泊湖湿地植物物种多样性较高，仅调查的25个样方中就记录到53种植物，主要以莎草科、禾本科和菊科植物为主，优势种为海韭菜、华扁穗草、异穗苔草和禾叶嵩草。

从沼泽化草甸到沙地，小泊湖湿地有5种生境类型，除沙地外，其他4种生境的物种丰富度和植物盖度都很高，这与近年来青海湖湿地的生态保护是分不开的[20]。

不同的物种对不同的生境有选择倾向，群落生境的差异可能是形成植物多样性的原因[21]。

小泊湖湿地土壤的盐碱化和水分变化增加了5种生境潜在的植物丰富度和多样性。

沼泽化草甸含水量过多，土壤郁闭度较高；沙地含水量低，植物盖度小；沼泽化滩地、湿滩地和嵩草草甸土壤的水盐条件相似，植物丰富度和多样性较高，但三者又存在局部差异，说明小泊湖5种生境既存在差异性，也存在连续性。

物种多样性指数与丰富度指数和均匀度指数有关，体现群落的结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异[22]。

通过青海湖小泊湖湿地各指数相关性分析得知，小泊湖湿地丰富度指数与多样性指数显著相关，说明小泊湖湿地物种多样性指数和丰富度指数表达了相同的生态学意义；丰富度指数与均匀度指数不相关。

4期程雷星等：青海湖流域小泊湖湿地植物多样性463
4结论
小泊湖湿地植物种类丰富，样方内出现的植物种数有53种，分属于18科，优势种为海韭菜、华扁穗、高原嵩草、异穗苔草和禾叶嵩草，平均盖度为82%。

受不同生境条件的影响，嵩草草甸的Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数最大，其次为湿滩地、沼泽化滩地、沼泽化草甸和沙地。

沙地的Pielou均匀度指数和Sheldon均匀度指数都是最大，沼泽化草甸的最小。

物种丰富度指数与多样性指数显著正相关。

从不同生境条件物种组成的相似性看，沼泽化滩地与湿滩地的物种组成相似性最高，沙地与沼泽化滩地的物种组成相似性最低。

土壤水盐条件的差异是导致不同生境植物丰富度、多样性、均匀性和相似性差异的主要因素。

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湿地科学11卷464
4期程雷星等：青海湖流域小泊湖湿地植物多样性465 Plant Diversity of Xiaopohu Wetlands in Qinghai Lake Basin
CHENG Lei-xing1,CHEN Ke-long1,WANG Shi-ping2,YANG Shi-bing3,SU Xu1,WANG Ji-ming1
(1.College of life and geography sciences,Qinghai Normal University,Xining810008,Qinghai,P.R.China;
2.Institute of Tibetan Plateau Research,Chinese Academy of Sciences,Beijing100101,P.R.China;
3.Qinghai University,Xining810001,Qinghai,P.R.China)
Abstract:The field samples were surveyed in Xiaopohu wetlands which lies on the east of Qinghai Lake. Based on the survey,the plant important value and indices of abundance,diversity,evenness and similarity in 5different habitats(marshy meadow,marshy beach,wet beach,Kobresia meadow and aeolian sand)in Xiaopo-hu wetlands were analyzed.The results showed there were18plant families,38genera and53species in the 25field samples of study area,Cyperaceae,Gramineae and Compositae took the most plant species of47%; the main dominant species were Triglochin maritimum,Blysmus sinocompressus,Kobresia pusilla,Carex heter⁃ostachya and Kobresia graminifolia.The average plant coverage was approximately82%.Except sand in which there were only14plant species,the species richness and coverage of plants in other4habitats were very high,there were32species,19species and21species and24species in the Kobresia meadow,marshy beach,marshy meadow and wet beach,respectively.The change rules of Simpson and Shannon-Wiener diver-sity indexes were unanimous.The maximun values of Pielou evenness index and Sheldon evenness index oc-curred in the aeolian sand.The hightest similarity occurred between the marshy beach and the wet beach,the lowest similarity was between the aeolian sand and the marshy beach.Changes of salinization and moisture of soil increased plant potential richness and diversity.The difference of the indices of abundance,diversity and evenness of5habitats was not significant,especially the marshy beach,wet beach and Kobresia meadow,be-cause their water and salt contents in soil were similar and they were in the transition zone from aeolian sand to the marshy meadow,so their species richness and diversity were higher.
Keywords:plant diversity;similarity;Xiaopohu Lake;Qinghai Lake。