南门峡湿地公园不同区域草本植物多样性研究.pdf
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1、D O I:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 3-0 9 7 2.2 0 2 3.0 3.0 0 5 文章编号:1 0 0 3-0 9 7 2(2 0 2 3)0 3-0 3 7 3-0 7南门峡湿地公园不同区域草本植物多样性研究赵明德a,b,邵大春b,李惠梅b*(青海民族大学a.发展规划处;b.生态环境与资源学院,青海 西宁8 1 0 0 0 7)摘 要:以南门峡湿地公园生态保育区和合理利用区中草本植物为研究对象,采取典型样方法和随机取样方法对南门峡湿地公园5块样地2 0个样方展开调查,对其物种组成及多样性进行分析研究。结果表明:样地中草本植物共有2 4科6 4属9 0
2、种,单物种科属数最多;各区域植物的M a r g a l e f指数岔巴峡最高,卷槽最低,P i e l o u指数都比较低,卷槽样点最低,S h a n n o n-W i e n e r指数在卷槽样点最低,岔巴峡最高;公园内生物量随时间推移呈现先增后减的趋势,八月份该研究区域草本植物体内有机质储存最高。各样点中生物量岔巴峡最高,水库最低;S h a n n o n-W i e n e r指数与M a r g a l e f指数、P i e l o u指数间存在着显著的正相关关系,S h a n n o n-W i e n e r指数与生物量和海拔间存在正相关关系;影响南门峡湿地公园草本植物
3、多样性的主要原因是区域生境的不同.关键词:南门峡湿地公园;草本植物多样性;丰富度;均匀度;生物量中图分类号:S 7 1 8 文献标识码:A 开放科学(资源服务)标识码(O S I D):S t u d yo nH e r b a c e o u sP l a n tD i v e r s i t y i nD i f f e r e n tA r e a so fN a n m e n x i aW e t l a n dP a r kZ H A O M i n g d ea,b,S H A OD a c h u nb,L IH u i m e ib*(a.R e s o u r c eD e
4、 v e l o p m e n t a n dP l a n n i n gD e p a r t m e n t;b.S c h o o l o fE c o l o g i c a lE n v i r o n m e n ta n dR e s o u r c e,Q i n g h a iM i n z uU n i v e r s i t y,X i n i n g8 1 0 0 0 7,C h i n a)A b s t r a c t:T a k i n gt h eh e r b a c e o u sp l a n t si nt h ee c o l o g i c a
5、lc o n s e r v a t i o na r e aa n dr a t i o n a lu t i l i z a t i o na r e ao fN a n m e n x i aW e t l a n dP a r ka st h er e s e a r c ho b j e c t,2 0q u a d r a t si n5p l o t so fN a n m e n x i a W e t l a n d P a r ka r es u r v e y e db yu s i n gt y p i c a ls a m p l i n gm e t h o da
6、n dr a n d o ms a m p l i n gm e t h o d,a n dt h e i rs p e c i e sc o m p o s i t i o na n dd i v e r s i t ya r e a n a l y z e d.T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e r e a r e 2 4 f a m i l i e s,6 4g e n e r a a n d9 0s p e c i e so f h e r b a c e o u sp l a n t si nt h ep l o t.T h en u m
7、 b e r o f s i n g l e-s p e c i e s f a m i l i e s a n dg e n e r a i s t h eh i g h e s t.T h eM a r g a l e f i n d e xo fC h a b aG o r g ei s t h eh i g h e s t i ne a c hr e g i o n,t h eM a r g a l e f i n d e xo f J u a n c a o i s t h e l o w e s t.T h eP i e l o u i n d e x i s r e l a t
8、i v e l y l o w,a n dt h eP i e l o u i n d e xo f J u a n c a os a m p l e i s t h e l o w e s t.T h es a m p l ep o i n to f t h ew e t l a n de x p e r i e n c ea r e a i s t h e l o w e s ti nt h ec o i l e dt r o u g hs a m p l e.T h eS h a n n o n-W i e n e r i n d e xi st h e l o w e s t i nt
9、 h eJ u a b c a os a m p l ea n dt h eh i g h e s t i nC h a b aG o r g e.B i o m a s s i nt h ep a r ks h o w sat r e n do f f i r s t i n c r e a s i n ga n dt h e nd e c r e a s i n go v e rt i m e.Am o n gt h ep o i n t s,t h eb i o m a s so fC h a b aG o r g e i st h eh i g h e s ta n dt h er e
10、 s e r v o i r i st h e l o w e s t.T h eS h a n n o n-W i e n e r i n d e x,M a r g a l e f i n d e x,a n dP i e l o ui n d e xh a v eas i g n i f i c a n tp o s i t i v ec o r r e l a t i o n,a n dt h eS h a n n o n-W i e n e r i n d e xh a sap o s i t i v ec o r r e l a t i o nw i t hb i o m a s
11、sa n da l t i t u d e.T h em a i nr e a s o na f f e c t i n gh e r bd i v e r s i t yi nN a n m e n x i aw e t l a n dp a r k s i s t h ed i f f e r e n c eo f r e g i o n a l h a b i t a t s.K e yw o r d s:N a n m e n x i aW e t l a n dP a r k;h e r b a c e o u s p l a n td i v e r s i t y;r i c h
12、 n e s s;e v e n n e s s;b i o m a s s0 引言湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带,生长着很多湿地水生草本植物,有较高的生物群落多样性1-2。很多珍稀水禽的迁徙和繁殖都离不开湿地,湿地作为一个由水陆互相作用而形成的独特生态系统,拥有巨大的生态效益。草本植物作为发挥其生态作用的主要载体,对 收稿日期:2 0 2 2-1 1-0 5;修回日期:2 0 2 3-0 5-2 4;*.通信联系人,E-m a i l:z m d 1 2 2 61 6 3.c o m;5 3 7 1 3 1 5 8q q.c o m 基金项目:国家自然科学基金项目(4
13、1 7 6 1 1 0 7);2 0 2 3年中央科研创新平台建设项目 青海省林业草原生态系统功能维护及可持续开发利用科研创新团队项目(3 0 1 6 0 1 0 1 1 4 1);青海省高端创新人才计划-拔尖人才项目 作者简介:赵明德(1 9 8 1),男,青海互助人,副教授,博士,主要从事植物生态学研究;李惠梅(1 9 8 0),女,青海大通人,教授,博士,硕士生导师,主要从事生态学研究。373信阳师范学院学报(自然科学版)J o u r n a l o fX i n y a n gN o r m a lU n i v e r s i t y第3 6卷 第3期 2 0 2 3年7月N a
14、t u r a lS c i e n c eE d i t i o nV o l.3 6N o.3J u l.2 0 2 3其结构功能的维持和景观的营造十分重要,同时草本植物也是体现湿地公园活力的源头。草本植物作为重要的生态资源关系到地区生态健康以及生态可持续,也影响着地区社会经济的长远发展3。近十几年以来,湿地的功能和价值逐渐被人们认可,人类的生活离不开湿地提供的淡水、食物以及燃料等资源,郎惠卿等4从湿地植物、湿地动物、湿地土壤、湿地生态系统及湿地环境管理等5个方面对我国湿地研究做出了具有经济效益的贡献。湿地广泛分布于世界各地,拥有众多野生动植物资源,湿地生态系统在维持生态平衡、涵养水源、调
15、节气候上起着重要的作用,对人类有非凡的意义5。互助县南门峡湿地公园于2 0 1 4年6月6日成立,位于祁连山南麓、大阪山雪山脚下,地处黄土高原与青藏高原交错嵌接地带,具有两大高原的自然特点,地势起伏、北高南低、高低悬殊。境内河流均属黄河支流湟水水系,系黄河源头之一。南门峡湿地公园以南门峡水库和南门峡河为主体,与水系周边林地和起伏的群山相连,以雪山、沼泽、河流、湖泊、森林等自然生态景观为主要特色。公园内有较为丰富的动物和植物资源6-7。湿地公园规划区内湿地类型包括河流湿地、人工湿地和沼泽湿地。南门峡国家湿地公园规划总面积为12 1 7.3 1h m2,其中包 括 生 态 保 育 区8 5 9.8
16、 2h m2、合 理 利 用 区1 3 2.8 6h m2、科普宣传区1 1 7.5 2h m2、管理服务区2.2 0h m2、生 态 恢 复 区1 0 4.9 1h m2,湿 地 率 为8 1.5 7%。经过保护与修复建设的南门峡湿地公园以河流和库塘湿地为主体,以雪山、沼泽、河流、湖泊、森林等自然生态景观为主要特色,打造成集生态保护、科普宣教、生态旅游、科研监测为一体的我国高原河流湿地保护的典范。南门峡湿地公园在发展生态旅游同时,发挥着湿地涵养水源、调节气候、保护生物多样性、恢复生态平衡等功能。湿地公园的建立能够孕育显著的湿地植物多样性8,植物作为生产者,为生物链提供初级能量,为湿地中的动物
17、提供适宜的栖息环境,所以湿地中植物多样性在很大程度上影响着湿地生态系统的稳定性2,研究植物多样性不但可以更为有效地反应湿地的恢复效果9,而且植物多样性研究是反映区 域 内 生 态 系 统 结 构 及 其 生 态 状 况 的 重 要 手段1 0。近年来,青海省互助县着力优化生态环境,通过采取绿化改造和水环境综合治理等措施,加快湿地公园建设步伐,南门峡湿地公园为生态互助建设增添无限风光,成为全县生态建设的“新名片”。本研究以公园内部分区域中草本植物为研究对象,探索其多样性和物种组成,为公园的建设和保护提供参考,并提出相关保护措施和建议。1 材料与方法1.1 样点设置2 0 2 0年69月,在青海省
18、互助县南门峡国家湿地公园生态保育区和合理利用区内设置5个样点。分别是生态保育区的七塔尔、岔巴峡、卷槽、水库旁校点,合理利用区的湿地体验样点。在选定的样点内随机设定4个正方形样方,每个样方大小为1m2(用铁钉、尼龙绳和卷尺确定样方大小),共2 0个样方。1.2 实验设备铁钉4个、尼龙绳5m、剪刀、记录本、钢卷尺(5m)、大皮尺(5 0m)、G P S测量仪、烘箱。1.3 研究方法对样方内草本植物进行人工鉴定,记录样方内草本植物物种名称和物种数量。于2 0 2 0年6月1 5日、7月1 4日、8月1 5日、9月1 1日,在选定的样方四角内各确定一个1 0c m2的正方形样方,剪下草本植物地上部分,
19、称其鲜重,然后挖出草本植物地下部分,将草本植物地上与地下部分分别装入密封袋带回实验室,洗净草本植物地下部分的泥土,用报纸分别包裹各样点草本植物地上与地下部分,用烘箱在8 0下烘干称其干重,计算生物量。通过以上方法分别得到不同区域5个点位的草本植物丰富度和生物量。1.4 数据及分析通过对各样点区域内草本植物的统计,根据相关公式计算各个区域内草本植物的M a r g a l e f丰富度指数(D)、S h a n n o n-W i e n e r多样性指数(H)与P i e l o u均匀度指数(J)并进行分析。D=(S-1)/l nN,(1)式(1)中:S为所有物种的数目,N为全部种的个体总数
20、。H=-(Pil nPi),(i=1,2,S),(2)式(2)中:Pi=Ni/N,Ni为第i种物种个体数,N为个体总数。J=H/l nS,(3)式(3)中:H为S h a n n o n-W i e n e r多样性指数,S为物种数。473第3 6卷 第3期信阳师范学院学报(自然科学版)h t t p:/j o u r n a l.x y n u.e d u.c n2 0 2 3年7月将调查得到的原始数据输入E X C E L 2 0 1 6,计算草本植物的M a r g a l e f指数、S h a n n o n-W i e n e r指数与P i e l o u指数,将计算得到的各项指
21、数和草本植物生物量用E x c e l 2 0 1 6绘制成折线图和柱状图。再用S p s s 2 0.0对各项数据进行相关性分析。2 结果与讨论2.1 物种组成南门峡湿地公园共有草本植物2 4科6 4属9 0种,按照科的大小统计分析,含6属以上的共有5科,占总科数的2 0.8 3%,共计有3 2属4 6种(见表1)。其中毛茛科(R a n u n c u l a c e a e)6属1 1种,禾本科(G r a m i n e a e)6属9种,龙胆科(G e n t i a n a c e a e)7属1 0种,菊 科(A s t e r a c e a e)7属9种,莎 草 科(C y
22、p e r a c e a e)6属7种,占总属的5 0%。5属以下(含5属)2属以上(含2属)共有6科,占总科数的2 5.0 0%,共 计 有1 9属2 7种,其 中 蔷 薇 科(R o s a c e a e)4属9种,玄参科(S c r o p h u l a r i a c e a e)4属4种,牻牛儿苗科(G e r a n i a c e a e)2属3种,伞形科(A p i a c e a e)3属3种,十字花科(B r a s s i c a c e a e)2属2种,豆 科(G l y c i n e)4属6种,占 总 属 的2 9.6 9%。科内只有一属的共有1 3科,占总
23、科数的5 4.1 7%,其中蓼科(P o l y g o n a c e a e)1属5种,车前科(P l a n t a g i n a c e a e)1属2种,其 余 报 春 花 科(P r i m u l a c e a e)、唇 形 科(L a b i a t a e)、荨 麻 科(U r t i c a c e a e)、柳 叶 菜 科(O n a g r a c e a e)、紫 草 科(B o r a g i n a c e a e)、茜 草 科(R u b i a c e a e)、鸢 尾 科(I r i d a c e a e)、堇 菜 科(V i o l a c e a
24、e)、胡 颓 子 科(E l a e a g n a c e a e)、木贼科(E q u i s e t a c e a e)、水麦冬科(J u n c a g i n a c e a e)等 均 为1属1种,占 总 属 的2 0.3 1%。从中可以看出公园内草本植物科属的组成差异比较大,单物种属最多,说明南门峡湿地公园草本植物组成较为复杂。表1 南门峡湿地公园草本植物科内属组成T a b.1 C o m p o s i t i o no fh e r b a c e o u sp l a n t s i nN a n m e n x i aW e t l a n dP a r k科内含属数
25、科数占总科数比例/%属数占总属数比例/%652 0.8 33 25 0.0 02562 5.0 01 92 9.6 911 35 4.1 71 32 0.3 1总计2 41 0 0.0 06 41 0 0.0 02.2 草本植物多样性分析M a r g a l e f指数反映群落物种丰富程度南门峡国家湿地公园生态保育区和合理利用区各样点处草本植物物种丰富度指数见表2,岔巴峡草本植物丰富度最高为3.9 8,卷槽草本植物的丰富度最低为2.9 0。物种丰富度差较大,这是因为岔巴峡样点与七塔尔、水库、湿地体验区等样点都进行了封闭管理,受人为影响小,各自形成了独具特色的生态系统,而卷槽样点在农田旁边,且
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