郝智如，張克斌

北京林業(yè)大學(xué)水土保持和荒漠化防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083

寧夏鹽池人工封育區(qū)植物群落結(jié)構(gòu)及多樣性

郝智如，張克斌*

北京林業(yè)大學(xué)水土保持和荒漠化防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083

為探究寧夏鹽池人工封育區(qū)植物群落的結(jié)構(gòu)和變化規(guī)律，將研究區(qū)劃分為核心區(qū)（E）、邊緣區(qū)（E1）、外圍區(qū)（E2）3個區(qū)域，采用小樣方法對各區(qū)域內(nèi)的植物種名、株數(shù)、蓋度、高度、生物量等進(jìn)行調(diào)查，并結(jié)合多樣性指數(shù)（物種多樣性指數(shù)、群落優(yōu)勢集中性指數(shù)、群落均勻度指數(shù)和物種豐富度指數(shù)）、主分量分析和極點(diǎn)排序的方法對其進(jìn)行分析。結(jié)果表明：寧夏鹽池人工封育區(qū)以菊科和豆科為優(yōu)勢種，區(qū)域E 2011年共有植物9科21種，菊科和豆科占52.4%；2012年共有植物7科20種，菊科和豆科占50.0%；2013年共有植物9科22種，菊科和豆科占50.0%。區(qū)域E12011年共有植物8科18種，菊科和豆科占55.6%；2012年共有植物7科16種，菊科和豆科占50.0%；2013年共有植物9科16種，菊科和豆科占50.0%。區(qū)域E22011年共有植物6科15種，菊科和豆科占60.0%；2012年共有植物8科19種，菊科和豆科占47.4%；2013年共有植物9科17種，菊科和豆科占35.3%。區(qū)域E2物種數(shù)量較少，各區(qū)域優(yōu)勢種（豆科和菊科）的優(yōu)勢地位隨著封育年限的增加逐漸減弱，草原植被群落趨于穩(wěn)定。區(qū)域E2植物群落多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均為3個區(qū)域中最低，而優(yōu)勢集中性指數(shù)以E2最高。各區(qū)域植物群落的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)表現(xiàn)一致。主分量分析的結(jié)果顯示影響核心區(qū)植物群落的主要環(huán)境因子為表層土壤速效P含量、0～10 cm和20～30 cm土壤含水量，影響邊緣區(qū)植物群落的主要環(huán)境因子為表層土壤速效P、有機(jī)質(zhì)含量以及0～10 cm和20～30 cm土壤含水量，而影響外圍區(qū)植物群落的主要環(huán)境因子為表層土壤速效K含量、20～30 cm土壤含水量。極點(diǎn)排序圖表明區(qū)域E各樣方間相似性較高，植被群落單一。建議鹽池縣的封育年限以2～3 a為周期進(jìn)行輪牧，以保持草地生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

植物群落；多樣性；主分量分析；極點(diǎn)排序；人工封育

人工封育是恢復(fù)退化草場的手段之一。封育作為退化草場恢復(fù)的一項(xiàng)重要措施，已被世界各國廣泛采用(Meissner 和 Facelli，1999；Turner，1990)。目前國內(nèi)外已經(jīng)開展了許多有關(guān)封育措施的研究。Alice等在放牧區(qū)、圍封禁牧區(qū)、圍封放牧區(qū)3種區(qū)域條件下，對南美草原植物種類、組成群落的變化進(jìn)行研究，結(jié)果表明在放牧條件下草地物種的豐富度和多樣性高于圍封禁牧區(qū)，地上凈初級生產(chǎn)力比圍封禁牧區(qū)高出50%以上；而圍封放牧區(qū)的地上凈初級生產(chǎn)力在3種區(qū)域中最高，比放牧區(qū)高出30%左右（Alice等，2005）。張克斌等以寧夏鹽池為例，采用樣線調(diào)查法進(jìn)行結(jié)皮及植被調(diào)查，研究表明：北方半干旱區(qū)生物結(jié)皮對植物生長存在先促進(jìn)后抑制的作用；在風(fēng)蝕環(huán)境條件和不穩(wěn)定的土壤條件下，生物結(jié)皮的出現(xiàn)可創(chuàng)造適合植物生長的微環(huán)境，為植物的生長提供有利條件，且有結(jié)皮現(xiàn)象的植被蓋度明顯高于無結(jié)皮現(xiàn)象的植被蓋度（張克斌等，2008）。王燕等對在完全封育、人工栽培灌木的封育條件下生長的草地植物的優(yōu)勢度、科屬組成及多樣性的研究表明，在人工栽培灌木的封育區(qū)，植物種的豐富度及多年生草本植物種數(shù)都低于完全封育的天然植被區(qū)；天然植被區(qū)的植物組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抵御外界環(huán)境干擾能力較強(qiáng)；綜合多樣性指數(shù)表現(xiàn)為完全封育區(qū)的SW多樣性指數(shù)、Patrick指數(shù)均顯著高于人工栽培灌木的封育區(qū)（p＜0.05），而其余各指數(shù)兩者差異均不顯著；與對照區(qū)相比，兩種封育區(qū)生長的植物長勢相對較好，且處于完全封育狀態(tài)下的天然草地其自身的恢復(fù)能力相對較強(qiáng)（王燕等，2009）。鄭敬剛等通過對經(jīng)過10 a封育的草場的植物種類的組成及多樣性、土壤含水量及有機(jī)質(zhì)等的變換情況進(jìn)行研究，結(jié)果表明圍封增加了群落的植被蓋度、多年生草本植物和旱生植物的種數(shù)，且物種的豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均高于未封育區(qū)，同時封育區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)、含氮總量也明顯增加（鄭敬剛等，2011）。本文通過對柳楊堡的植物群落特征及多樣性進(jìn)行分析，采用主分量分析法研究影響植物群落的環(huán)境因子，以及對各樣地的植物群落進(jìn)行極點(diǎn)排序，以期為寧夏鹽池的草場管理提供合理的建議。

1 研究方法

1.1 樣地設(shè)置

本研究依據(jù)當(dāng)?shù)刂饕恋乩妙愋秃椭饕哪卫砉こ谭N類，結(jié)合國家荒漠化定位監(jiān)測項(xiàng)目，選擇具有代表性的地段設(shè)置固定樣地，采用GPS進(jìn)行定位監(jiān)測。研究區(qū)域位于鹽池縣的鄂爾多斯緩坡丘陵區(qū)毛烏素沙地西南緣的柳林堡鄉(xiāng)人工封育區(qū)，距鹽池縣城20 km。采用如圖1所示的處理方法對研究區(qū)樣地進(jìn)行劃分：核心區(qū)（E）、邊緣區(qū)（E1）、外圍區(qū)（E2），其各區(qū)域理位置分別為：核心區(qū)，東經(jīng)107°24′15″，北緯37°50′44″ ；邊緣區(qū)，東經(jīng)107°24′04″，北緯37°50′45″ ；外圍區(qū)，東經(jīng)107°23′47″，北緯37°50′47″。如表1所示，核心區(qū)始于1991年第1批全國防沙治沙試驗(yàn)示范區(qū)，區(qū)域周圍有鐵絲網(wǎng)圍欄，可完全防止野生動物和家畜的采食，主要植物種有阿爾泰狗娃花（Heteropappus altaicus (Willd) Novopokr）、賴草（Leymus secalinus (Georgi) Tzvel.）、豬毛蒿（Artemisia scoparia Waldst. et Kit.）、刺沙蓬（Salsola ruthenica Iljin）等；邊緣區(qū)從2002年以來采取圍欄封育措施，主要植物種有黑沙蒿（Artemisia ordosica Krasch.）、刺沙蓬（Salsola ruthenica Iljin）、絲葉山苦荬（Ixeris chinensis）等；外圍區(qū)從2002年以來雖也采取了封育，但還是受到了一定程度的人為干擾和放牧的影響，主要植物種有黑沙蒿（Artemisia ordosica Krasch.）、刺沙蓬（Salsola ruthenica Iljin）、苦豆子（Sophora alopecuroides L.）等（張克斌等，2004）。3個研究區(qū)域呈近距離直線分布，其自然條件基本一致。

圖1 研究區(qū)分布圖Fig.1 The Distribution of Research Area

1.2 調(diào)查方法

研究調(diào)查時間為2006～2013年每年的7月份。具體調(diào)查方法為：從E開始沿著樣帶方向隨機(jī)布設(shè)1 m×1 m的樣方，E、E1、E2各布設(shè)10個樣方，記為S1～S10，共30個樣方。調(diào)查內(nèi)容包括植物種名、株數(shù)、蓋度、高度、生物量等。其中植物蓋度采用針刺法，即用粗約為2 mm的細(xì)針從樣方植物的上方隨機(jī)垂直下插100次，記錄觸到植物體的次數(shù)，用百分?jǐn)?shù)表示即為蓋度。生物量測定是剪取植物的地上部分，用秤稱得其鮮重重量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2010和SPSS18.0統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行處理。

1.3.1 多樣性指數(shù)

植物群落的多樣性選用物種多樣性指數(shù)、群落優(yōu)勢集中性指數(shù)、群落均勻度指數(shù)和物種豐富度指數(shù)4種指標(biāo)進(jìn)行分析，其公式如下（韓爭偉等，2013；王琳等，2004）：

物種豐富度（S）和個體總數(shù)（N）在多樣性分析中分別采用其自然對數(shù)（lnS和lnN）。

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H′：

Simpson優(yōu)勢集中性指數(shù)C：

式（1）、（2）中，Pi為相對重要值，即Ni—第i種植物的重要值；N—樣帶植物重要值總和。

Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)I：

式（3）中，Nmax—優(yōu)勢類群的數(shù)量；N—全部的種群數(shù)量。

Pielou均勻度指數(shù)J：

式（4）中，H′為Shannon—Wiener多樣性指數(shù)；S為樣帶中物種數(shù)。

1.3.2 主分量分析與極點(diǎn)排序

以2013年的數(shù)據(jù)為樣本，以優(yōu)勢種和非優(yōu)勢種的蓋度、株數(shù)、重量、重要值為變量，進(jìn)行主分量分析。極點(diǎn)排序采用Bray-Curtis相異系數(shù)法，群落間相異系數(shù)采用下式計算（Bray和Curtis，1957；淮虎銀和侯扶江，1997；劉建軍等，1996）：

式（5）中：D(j,k)為群落j、k之間的相異系數(shù)；n為參加排序的群落類型數(shù)；Xij、Xik分別為植物種數(shù)i在群落j和k中的重要值（群落中某種植物出現(xiàn)的樣方數(shù)占整個群落樣方數(shù)的百分比）。

選擇相異系數(shù)最大的2個群落作為x軸的2個端點(diǎn)，其他群落在x軸上的坐標(biāo)根據(jù)下式計算：

式（6）中：Lx為x軸兩端點(diǎn)的距離；Dia和Dib分別為群落i與2個端點(diǎn)群落a、b的相異系數(shù)。

選取與x軸偏離值最大的群落為y軸的一個端點(diǎn)，另一個端點(diǎn)選取與前者（與x軸偏離值最大的群落）距離系數(shù)最大的群落，兩端點(diǎn)確定后，其他點(diǎn)的坐標(biāo)計算公式如下：

式中：Ly為y軸兩端點(diǎn)的距離；Dja和Djb分別為群落j與2個端點(diǎn)群落a、b的相異系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 柳楊堡植被群落特征

2011年樣地E中共有植物9科21種，其中：菊科6種，占28.57%；豆科5種，占23.81%；禾本科3種，占14.29%；藜科2種，占9.52%；檉柳科、莧科、大戟科、蘿藦科和紫葳科各1種，各占4.76%。2012年共有植物7科20種，其中：菊科和豆科各5種，各占25%；禾本科3種，占15%；藜科、莧科和大戟科各2種，各占10%；蓼科1種，占5%。2013年共有植物9科22種，其中：菊科7種，占31.82%；禾本科5種，占22.73%；豆科4種，占18.18%；藜科、莧科、大戟科、紫葳科、百合科和旋花科各1種，各占4.55%。

2011年樣地E1種共有植物8科18種，其中：豆科6種，占33.33%；菊科4種，占22.22%；禾本科3種，占16.67%；蕓香科、藜科、莧科、大戟科和蘿藦科各1種，各占5.56%。2012年共有植物7科16種，其中：菊科5種，占31.25%；豆科3種，占18.75%；禾本科、藜科和莧科各2種，各占12.50%；大戟科和蘿藦科各1種，各站6.25%。2013年共有植物9科16種，其中：菊科和豆科各4種，各占25%；禾本科2種，占12.25%；蕓香科、藜科、莧科、大戟科和旋花科各1種，各占6.25%。

2011年樣地E2中共有植物6科15種，其中：菊科5種，占33.33%；豆科4種，占26.67%；禾本科和藜科各2種，各占13.33%；莧科和大戟科各1種，各占6.67%。2012年共有植物8科19種，其中：菊科6種，占31.58%；禾本科4種，占21.05%；豆科3種，占15.79%；莧科2種，占10.53%；藜科、大戟科、蘿藦科和紫葳科各1種，各占5.26%。2013年共有植物9科17種，其中：菊科和禾本科各4種，各占23.53%；豆科和藜科各2種，各占11.76%；蕓香科、莧科、大戟科、蘿藦科和紫葳科各1種，各占5.88%。

由上文可知，樣地E2的平均物種數(shù)低于樣地E和樣地E1，這是由于樣地E2存在一定程度上的動物采食和踐踏，動物行為導(dǎo)致了群落中某些植物的消失，從而使群落物種數(shù)量下降。從2011年至2013年，3個區(qū)域的群落伴生物種逐漸增多，豆科和菊科優(yōu)勢種的優(yōu)勢地位逐漸減弱，這表明隨著植物群落演替的進(jìn)行，草原逐漸趨于穩(wěn)定，環(huán)境適應(yīng)能力趨于更強(qiáng)。由表2中可知，2011—2013年，區(qū)域E2中黑沙蒿均具有明顯的優(yōu)勢，其重要值分別占整塊樣地的35.54%，45.72%和32.50%；而區(qū)域E與區(qū)域E1無特定的優(yōu)勢種。2011年，區(qū)域E中植物物種以阿爾泰狗娃花和狗尾草為主，2012以阿爾泰狗娃花和黑沙蒿為主，2013年以角蒿和刺沙蓬為主。2011年，區(qū)域E1中植物物種以黑沙蒿和刺沙蓬為主，2012年以豬毛蒿和賴草為主，2013年以阿爾泰狗娃花和黑沙蒿為主。3年來，區(qū)域E和區(qū)域E1優(yōu)勢種的變化無明顯規(guī)律。

2.2 植物群落多樣性特征指數(shù)時間動態(tài)

從圖2中可以看出，各區(qū)域多樣性指數(shù)隨封育年限的增加呈上升的總趨勢，這說明隨著封育年限的延長，植物群落越來越復(fù)雜，物種多樣性越來越豐富。其中，區(qū)域E2的多樣性指數(shù)低于其他2個區(qū)

域，而區(qū)域E與E1多樣性指數(shù)接近。3個區(qū)域群落優(yōu)勢集中性指數(shù)變化趨勢與多樣性指數(shù)變化趨勢相反。區(qū)域E1的優(yōu)勢集中性指數(shù)曲線低于其他兩個區(qū)域，并且變化平緩，而其他兩個區(qū)域的優(yōu)勢集中性指數(shù)變化幅度較大。均勻度指數(shù)反應(yīng)的是群落中物種分布的均勻程度。3個區(qū)域中均勻度最低的是以黑沙蒿為單優(yōu)勢種的E2區(qū)域。區(qū)域E1均勻度曲線波動小，而E與E2變化幅度較大。此外，從圖2可知，均勻度指數(shù)與多樣性指數(shù)變化趨勢基本一致。物種豐富度表示群落中物種數(shù)量的多少，3個區(qū)域物種豐富度指數(shù)均隨封育年限的增加呈現(xiàn)上升的總趨勢，其中區(qū)域E2的平均豐富度指數(shù)低于其他2個區(qū)域。3個區(qū)域豐富度指數(shù)波動各異，可能原因是由于各區(qū)域的封育年限、人為干擾程度等不盡相同。

表2 各樣地不同年份主要植物的重要值Table 2 The important value of main plant for different year of each sample

圖2 各樣地植物群落多樣性指數(shù)（H′）、均勻度指數(shù)（J）、物種豐富度指數(shù)（R）和優(yōu)勢集中性指數(shù)（C）的時間動態(tài)Fig.2 The time-pattern tendency of diversity index (H′), evenness index (J), specific richness (R) and dominant concentration index (C) of plant communities in different samples

植物群落的豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)與多樣性指數(shù)關(guān)系密切。如表3所示，本文各研究區(qū)域植物群落的豐富度指數(shù)與多樣性指數(shù)均呈顯著正相關(guān)關(guān)系（p＜0.05），其中區(qū)域E的豐富度指數(shù)與多樣性指數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系（p＜0.01）。區(qū)域E和區(qū)域E2植物群落的均勻度指數(shù)與多樣性指數(shù)分別呈顯著正相關(guān)關(guān)系（p＜0.05）和極顯著正相關(guān)關(guān)系（p＜0.01）。

2.3 植物群落的主分量分析

為了獲知影響柳楊堡植物群落的主導(dǎo)因素，本文分別對各研究區(qū)域的植物群落進(jìn)行主分量分析，各因子的特征向量見表4。

從表4可知，3個區(qū)域前3個主分量的累計貢獻(xiàn)率均超過85%。核心區(qū)（E）的第一主分量代表了表層土壤速效P含量和0～10 cm土壤含水量，累計貢獻(xiàn)率為44.67%，第二主分量代表了20～30 cm土壤含水量，兩個主分量累計貢獻(xiàn)率達(dá)86.91%，表明核心區(qū)表層土壤速效P含量、0～10 cm與20～30 cm土壤含水量是影響植物群落的主要因子。

邊緣區(qū)（E1）植物群落的第一主分量代表了表層土壤有機(jī)質(zhì)含量，第二主分量代表了0～10 cm土壤含水量，第三主分量代表了表層土壤速效P含量和20～30 cm土壤含水量，3個主分量的累計貢獻(xiàn)率達(dá)91.67%。其中，第一主分量貢獻(xiàn)率為33.29%，第二主分量貢獻(xiàn)率為32.03%，第三主分量的貢獻(xiàn)率為26.35%，三個主分量貢獻(xiàn)率近似，表明邊緣區(qū)植物群落主要受表層土壤速效P和有機(jī)質(zhì)含量、0～10 cm和20～30 cm土壤含水量的影響。

表3 多樣性特種指數(shù)間的相關(guān)系數(shù)Table 3 The correlation coefficients of indices of diversity

外圍區(qū)（E2）植物群落的第一主分量代表了表層土壤速效K含量和20～30 cm土壤含水量，第二主分量代表了表層土壤有機(jī)質(zhì)含量，累計貢獻(xiàn)率達(dá)86.05%，說明表層土壤速效K和有機(jī)質(zhì)含量，以及20～30 cm土壤含水量主導(dǎo)了外圍區(qū)植物群落的變化。

根據(jù)以上主分量分析的結(jié)果可知，柳楊堡人工封育核心區(qū)、邊緣區(qū)和外圍區(qū)植物群落變化的影響因子主要集中在20～30 cm土壤含水量，究其原因，可能是由于該土層的水分不易蒸發(fā)流失，且植物根系吸收的水分主要來自土壤20～30 cm深度。再者，已有研究表明在干旱-半干旱區(qū)水分是影響植物群落的主要因子（張克斌等，2004）。

2.4 植物群落極點(diǎn)排序

本研究采用極點(diǎn)排序法，利用植物群落的相異性系數(shù)（表5），計算出各植物群落的相關(guān)數(shù)值，并對其進(jìn)行排序。以區(qū)域E為例，各樣方植物群落的相異性系數(shù)如表所示，排序指標(biāo)如表6所示。

表4 各樣點(diǎn)植物群落的主分量分析Table 4 Principal Component Analysis of the Plant Communities

表5 樣地E各樣方群落的相異性系數(shù)Table 5 The Coefficient of Dissimilarity of Plant Communities in Sample E

表6 樣地E各樣方植物群落排序指標(biāo)值Table 6 The Indices of Ordination of Plant Communities in Sample E

圖3 各樣點(diǎn)植物群落極點(diǎn)排序Fig.3 Polar Ordination of Plant Communities

從圖3可知，區(qū)域E各樣方在極點(diǎn)排序圖中分布相對集中，而E1、E2各樣方在極點(diǎn)排序圖中分布相對分散，這說明區(qū)域E各樣方間植物群落的相似性較區(qū)域E1與E2的高。這是由于樣地E處于完全封育狀態(tài)，未受到人為和放牧的干擾，且封育時間較長，植物群落模式趨向單一。由此說明，長期的封育會使植物群落多樣性弱化，不利于草場植被的恢復(fù)與管理。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

柳楊堡人工封育輕度干擾區(qū)（區(qū)域E2）的平均物種數(shù)低于無干擾區(qū)（區(qū)域E與區(qū)域E1），這是由于人為活動及放牧致使區(qū)域內(nèi)某些物種消失。在時間尺度上，3個區(qū)域優(yōu)勢種的地位逐漸減弱，此現(xiàn)象有利于草場的恢復(fù)，使草場的環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)。

隨著封育年限的增加，各區(qū)域植物群落多樣性指數(shù)呈上升的總趨勢；區(qū)域E2由于形成了以黑沙蒿為優(yōu)勢種的群落，其優(yōu)勢集中性指數(shù)高于其余2個區(qū)域；同時，區(qū)域E2植物群落的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均低于區(qū)域E與區(qū)域E1。柳楊堡各樣地植物群落的多樣性指數(shù)與豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)均呈顯著正相關(guān)，說明這3個指標(biāo)均可有效反映柳楊堡地區(qū)植物群落的特征。

柳楊堡人工封育核心區(qū)（E）植物群落主要受表層土壤速效P含量以及0～10 cm和20～30 cm土壤含水量3個環(huán)境因子的影響，邊緣區(qū)（E1）植物群落主要受表層土壤速效P和有機(jī)質(zhì)含量以及0～10 cm和20～30 cm土壤含水量4個環(huán)境因子的影響，而外圍區(qū)（E2）植物群落主要受表層土壤速效K含量以及20～30 cm土壤含水量2個環(huán)境因子的影響。柳楊堡屬于干旱—半干旱的氣候環(huán)境，因此土壤含水量成為影響植物群落的主要環(huán)境因子。本研究認(rèn)為20～30 cm處的土壤含水量，是影響封育區(qū)植物群落的主要環(huán)境因子。

在極點(diǎn)排序圖上，區(qū)域E各樣方分布較E1與E2集中，因?yàn)閰^(qū)域E處于完全封育狀態(tài)，不受人為干擾和放牧影響，且封育時間長，植物群落單一相似。由此說明，長期的完全封育不利于植物群落的演替。根據(jù)草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性原則，草地圍封不應(yīng)是無限期的，封育期過長，不但不利于牧草的正常生長和發(fā)育，而且枯草會抑制植物的再生和幼苗的形成，不利于草地的繁殖更新。因此，草地圍封一段時間后，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)利用，使草地生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)與外界保持平衡，進(jìn)而保持草地生態(tài)系統(tǒng)平衡。相關(guān)研究表明，適當(dāng)?shù)姆拍劣欣诒３植莸厝郝漭^高的生物多樣性（祁彪等，2005；Collins，1987）。然而，封育時間的長短，應(yīng)根據(jù)草地退化程度和草地恢復(fù)狀況而定（鄭翠玲等，2005；程積民等，1995；程積民和鄒厚遠(yuǎn)，1998）。就鹽池而言，建議以2～3 a為周期進(jìn)行輪牧，更有利于草場的恢復(fù)。

3.2 結(jié)論

寧夏鹽池人工封育區(qū)植物群落組成以豆科和菊科為主，其中外圍區(qū)（樣地E2）在封育過程中形成了以黑沙蒿為優(yōu)勢種的群落結(jié)構(gòu)。柳楊堡人工封育區(qū)的植物群落主要受20～30 cm土壤含水量的影響。隨著封育年限的增加，各區(qū)域優(yōu)勢種的地位逐漸減弱，物種多樣性逐漸提高，但長期完全封育區(qū)（樣地E）使得植物群落單一，不利于草場恢復(fù)。因此，建議楊柳堡以2～3 a為周期進(jìn)行適當(dāng)放牧，以保持草地生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

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Structure and diversity of plant communities after cultivation and recovery in Yanchi county, Ningxia

HAO Zhiru，ZHANG Kebin

Key Laboratory of Soil and Water Conservation and Desertification Combating of the the Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China

In order to analyze the structure and variation of plant communities in Yanchi county, Ningxia, a population of plants emerging after cultivation was surveyed and the studied area was divided into three areas：core area (E), edge area (E1) and peripheral area (E2). Samples of the plant population were recorded according to species, abundance, coverage, height, and biomass. They were analyzed in respect to diversity indices (species diversity index, community dominant concentration index, community evenness index and species richness index), principal component analysis and polar ordination. The results showed that the dominant species after cultivation and recovery in Yanchi County, Ningxia are from the genera compositae and leguminosae. Four random samples each of 1m2were examined. Sample area E contained 9 families and 21 species in 2011, 7 families and 20 species in 2012, and 9 families and 22 species in 2013. The genera compositae and leguminosae accounted for 52.4% of the total population in 2011, and for 50.0% in 2012 and in 2013. Sample area E1 had 8 families and 18 species in 2011, 7 families and 16 species in 2012, and 9 families and 16 species in 2013. Compositae and leguminosae accounted for 55.6% in 2011, and for 50.0% in 2012 and in 2013. Sample area E2 had 6 families and 15 species in 2011, 8 families and 19 species in 2012, and 9 families and 17 species in 2013. Compositae and leguminosae accounted for 60.0% in 2011, for 47.4% in 2012 and for 35.3% in 2013. The number of species of sample area E2 was the lowest, and the dominant position of species in the genera (leguminosae and compositae) in all kinds of sample areas were gradually weakened, and the grassland vegetation community tended to be stable. The diversity index, and evenness index of E2was the lowest, and the advantage of concentration index was the highest. In all sample areas, the diversity index was significantly correlated with the evenness index and the richness index. The results of principal component analysis showed that the main environmental factors affecting the sample E were content of rapidly available P in soil surface, and soil moisture content at the depths of 0～10 cm and 20～30 cm. For the sample E1the factors were content of rapidly available P and organic matter in the soil surface, and soil moisture content at depths of 0～10 cm and 20～30 cm. For the sample E2the main environmental factors affecting the population were content of rapidly available K in the soil surface, and soil moisture content from 20～30 cm. The figures of polar ordination showed that the quadrats forming sample E were the most similar and the population of plants was relatively single. Therefore, it was concluded that the best time to cultivate in Yanchi is 2～3 years. And with 2～3 years as a cycle of rotational grazing can better promote the grassland restoration so that it can be kept the balance of the grassland ecosystem.

plant community; diversity; principal component analysis; polar ordination; artificial cultivating

S718.54

A

1674-5906（2014）03-0377-08

郝智如，張克斌. 寧夏鹽池人工封育區(qū)植物群落結(jié)構(gòu)及多樣性[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報, 2014, 23(3): 377-384.

HAO Zhiru，ZHANG Kebin. Structure and diversity of plant communities after cultivation and recovery in Yanchi county, Ningxia [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(3): 377-384.

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（30771764）；國家林業(yè)局荒漠化定位監(jiān)測項(xiàng)目(660550)

郝智如(1989年生)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)樗帘３峙c荒漠化防治。E-mail: haozhiru891121@126.com

*通訊作者：張克斌(1957年生)，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榛哪O(jiān)測與防治。E-mail:ctccd@126.com

2014-02-09