杜京旗 張巧仙* 田曉東 王 悅 許馨云 宋 麗 袁自強(qiáng)

(1.呂梁學(xué)院植物化學(xué)研究所，呂梁 033000； 2.草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000)

* 通信作者：443481677@qq.com

云頂山亞高山草甸植被分布、物種多樣性與土壤化學(xué)因子的相關(guān)性

杜京旗1張巧仙1*田曉東1王 悅1許馨云1宋 麗1袁自強(qiáng)2

(1.呂梁學(xué)院植物化學(xué)研究所，呂梁 033000；2.草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000)

根據(jù)36個(gè)樣地27個(gè)種的野外調(diào)查數(shù)據(jù)，運(yùn)用雙向指示種分析(TWINSPAN)將云頂山亞高山草甸植被分為蒲公英+鈍裂銀蓮花+車(chē)前群叢、委陵菜+鱗葉龍膽+蒲公英+車(chē)前群叢、蒲公英+委陵菜+百里香群叢、車(chē)前+委陵菜+百里香+白蓮蒿群叢、車(chē)前+白蓮蒿+委陵菜群叢和蒲公英+羊茅+車(chē)前群叢。運(yùn)用典范對(duì)應(yīng)分析法(CCA)分析了pH、全氮(TN)、全磷(TP)、K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe、有機(jī)質(zhì)(OM)10個(gè)土壤化學(xué)因子和云頂山亞高山草甸植被分布的相關(guān)關(guān)系。CCA結(jié)果表明，TN、Ca2+、Mg2+、Fe是影響云頂山亞高山草甸植被分布的主要土壤化學(xué)因子，6個(gè)群叢分別對(duì)應(yīng)不同的土壤生境。土壤化學(xué)因子與物種多樣性指數(shù)的相關(guān)分析表明，TN、Ca2+與Shannon-Weiner指數(shù)H呈正相關(guān)；TN、Mg2+與豐富度指數(shù)R分別呈正相關(guān)、負(fù)相關(guān)；K+與R、H、均勻度指數(shù)E均呈正相關(guān)。因此，物種多樣性的保護(hù)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥捞攸c(diǎn)。

物種多樣性；分布；TWINSPAN；CCA；土壤化學(xué)因子

群落與環(huán)境因子之間的關(guān)系是生態(tài)學(xué)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容[1～3]，土壤因子與植被多樣性之間的關(guān)系是其中一個(gè)研究熱點(diǎn)[4～6]。土壤是影響植物種子萌發(fā)、生長(zhǎng)與發(fā)育的重要生態(tài)因子[7～8]，是生態(tài)系統(tǒng)中礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的儲(chǔ)存場(chǎng)所，另外，土壤空間異質(zhì)性會(huì)影響群落的演替過(guò)程[9]。土壤的理化性質(zhì)、生物性質(zhì)會(huì)影響植被多樣性。不同的土壤條件下，群落的物種多樣性不同。群落中的大氣候因素相似，則群落中土壤理化性質(zhì)不同是物種多樣性形成的一個(gè)重要原因。土壤的物理性質(zhì)有：組成、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、水分、溫度、空氣；土壤的化學(xué)性質(zhì)包括pH、鹽分、有機(jī)質(zhì)、礦質(zhì)元素。與土壤的物理性質(zhì)相比，土壤的化學(xué)性質(zhì)與植被分布、物種多樣性的關(guān)系更為密切[10～12]。

云頂山亞高山草甸是天然優(yōu)質(zhì)草場(chǎng)，然而，隨著旅游熱的升溫和放牧強(qiáng)度的增加，云頂山的植被遭到了破壞，與亞高山草甸的經(jīng)濟(jì)價(jià)值相比，其凈化環(huán)境、休憩旅游等服務(wù)功能價(jià)值更高。與云頂山相關(guān)的研究包括：虎榛子(Ostryopsisdavidiana)群落的群落學(xué)特征[13]、云頂山植被的垂直分布特征[14]、植被群落生態(tài)分析[15]、格局分析[16]、優(yōu)勢(shì)種群的生態(tài)位[17]、干擾對(duì)多樣性的影響[18]、野生資源研究[19～20]、植被群落的排序[21]。未見(jiàn)土壤理化性質(zhì)與植被分布、物種多樣性相關(guān)性的相關(guān)報(bào)道。

本研究運(yùn)用植物群落數(shù)量分類(lèi)和典范對(duì)應(yīng)分析，定量研究了土壤化學(xué)因子對(duì)云頂山亞高山草甸的影響，確定了影響植被分布和物種多樣性的主要化學(xué)因子，進(jìn)一步揭示了草甸群落特征以及植被分布與生態(tài)因子之間的密切關(guān)系，為云頂山植物的保護(hù)及可持續(xù)利用提供了理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

云頂山位于山西省的方山縣、婁煩縣與交城縣的交界處(37°50′49″N～38°02′15″N，111°30′33″E～111°47′11″E)，南與龐泉溝相連，于2002年成為省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，生境復(fù)雜，動(dòng)植物種類(lèi)較多。因海拔高(最高處海拔為2 708 m)，頂入云端而得名，面積有23 863 hm2。

云頂山屬大陸性季風(fēng)氣候，年均溫7℃，年均降水量為700 mm，雨季在6～9月，植被類(lèi)型主要為落葉闊葉林、針葉林、亞高山草甸，土壤類(lèi)型包括棕色森林土、亞高山草甸土、褐色土。常見(jiàn)草本植物有車(chē)前(Plantagoasiatica)、委陵菜(Potentillachinensis)、蒲公英(Taraxacummongolicum)等。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 野外取樣

2012、2013年的8月下旬分別進(jìn)行野外取樣(海拔2 622～2 627 m)。云頂山存在放牧和旅游開(kāi)發(fā)等干擾，因此，設(shè)置樣地時(shí)，先充分了解了研究地區(qū)的植被環(huán)境、放牧情況、旅游開(kāi)發(fā)等人為活動(dòng)，在沒(méi)有人為因素的干擾或人為因素干擾少的地區(qū)取樣。取樣采用樣帶法，設(shè)置三條南北平行樣帶，間距為500 m，每條樣帶上每隔250 m設(shè)置5 m×5 m的樣地，每個(gè)樣地設(shè)置三個(gè)1 m×1 m的樣方，樣地的個(gè)數(shù)為36個(gè)。每個(gè)草本樣地記錄物種數(shù)，物種名稱(chēng)；測(cè)量株高，密度的計(jì)測(cè)采用直接計(jì)數(shù)法，投影蓋度和多度的計(jì)測(cè)采用目測(cè)估計(jì)法。共記錄35個(gè)物種，將頻度<5%的偶見(jiàn)種、稀有種除去，得到27個(gè)物種。在植物取樣的同時(shí)進(jìn)行土樣的采集：采用S型取樣法(設(shè)置5個(gè)取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)3次重復(fù))在每個(gè)草本樣方0～20 cm處取土樣，并將同一樣地中的土樣均勻混合，用作土壤指標(biāo)的測(cè)定。

2.2 數(shù)據(jù)采集

pH值采用水土比5∶1的浸出液進(jìn)行測(cè)定(電位法)，Zn2+、Mg2+、K+、Ca2+、Fe采用原子吸收儀進(jìn)行測(cè)定，OM采用高溫電爐灼燒法，采用AgNO3滴定法測(cè)定Cl-的含量，TP采用H2SO4-HClO4-鉬銻抗比色法，TN用凱氏定氮法測(cè)定[22]。

2.3 數(shù)據(jù)分析

①物種優(yōu)勢(shì)度用重要值來(lái)衡量。

(1)

②數(shù)量分類(lèi)：使用Win TWINS軟件對(duì)樣地—重要值矩陣(36×27)進(jìn)行數(shù)量分類(lèi)。

③排序：使用Canoco for Windows 4.5軟件對(duì)樣地—重要值矩陣和樣地—環(huán)境因子矩陣(36×10)進(jìn)行典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)，使用CanoDraw for Windows繪制CCA排序圖。

④物種多樣性相關(guān)指數(shù)：

豐富度指數(shù)：R=S

(2)

式中：S為樣地所包含的物種數(shù)。

Shannon-Wiener指數(shù)：

(3)

式中：Pi為重要值。

均勻度指數(shù)：

E=H/lnS

(4)

⑤數(shù)據(jù)整理使用Microsoft Excel 2007軟件，繪圖使用Origin 8.0軟件，不同群叢的土壤化學(xué)因子，多樣性指數(shù)的方差分析、多重比較(LSD)，物種多樣性指數(shù)(R、H、E)與土壤因子之間的Spearman

相關(guān)性分析，多樣性指數(shù)之間的Pearman相關(guān)性分析以及土壤因子之間的Pearman相關(guān)性分析使用SPSS 17.0軟件。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 TWINSPAN分類(lèi)結(jié)果

用云頂山亞高山草甸的樣地—重要值矩陣(樣地?cái)?shù)量：36,物種數(shù)量：27)的分類(lèi)結(jié)果(圖1)，同時(shí)結(jié)合調(diào)查實(shí)際，得到6個(gè)不同的群叢，群叢的命名依據(jù)：優(yōu)勢(shì)種和TWINSPAN劃分的指示種。

圖1 TWINSPAN分類(lèi)結(jié)果矩陣圖 數(shù)字代表重要值等級(jí)Fig.1 The classification matrix of TWINSPAN Figures represent important value levels.

(1)群叢Ⅰ。蒲公英+鈍裂銀蓮花+車(chē)前(Ass.Taraxacummongolicum+Anemoneobtusiloba+Plantagoasiatica)。群落中蒲公英密度27±10株·m-2(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)，蓋度33%±15%；鈍裂銀蓮花密度198±101株·m-2，蓋度43%±19%；車(chē)前密度16±10株·m-2，蓋度4%±6%。群落中主要的伴生種有：北烏頭、水楊梅(蓋度小于5%)。

(2)群叢Ⅱ。委陵菜+鱗葉龍膽+蒲公英+車(chē)前(Ass.Potentillachinensis+Gentianasquarrosa+Taraxacummongolicum+Plantagoasiatica)。群落中鱗葉龍膽密度77±20株·m-2，蓋度22%±13%；委陵菜密度98±39株·m-2，蓋度7%±9%；車(chē)前密度33±11株·m-2，蓋度5%±7%；蒲公英密度16±10株·m-2，蓋度7%±5%。群落中主要的伴生種有：蒿草、東方草莓，蓋度均小于5%。

(3)群叢Ⅲ。蒲公英+委陵菜+百里香(Ass.Taraxacummongolicum+Potentillachinensis+Thymusmongolicus)。群落中委陵菜密度74±37株·m-2，蓋度9%±6%；蒲公英密度63±22株·m-2，蓋度54%±30%；百里香密度7±11株·m-2，蓋度5%±2%。群落中主要的伴生種有：車(chē)前、北烏頭、老鸛草(蓋度小于5%)。

(4)群叢Ⅳ。車(chē)前+委陵菜+百里香+白蓮蒿(Ass.Plantagoasiatica+Potentillachinensis+Thymusmongolicus+Artemisiasacrorum)。群落中委陵菜密度85±69株·m-2，蓋度10%±7%；車(chē)前密度71±35株·m-2，蓋度7%±2%；百里香密度42±28株·m-2，蓋度17%±13%；白蓮蒿密度22±12株·m-2，蓋度8%±6%。群落中主要的伴生種有：平車(chē)前(蓋度小于5%)、牛尾蒿。

(5)群叢Ⅴ。車(chē)前+白蓮蒿+委陵菜(Ass.Plantagoasiatica+Artemisiasacrorum+Potentillachinensis)。群落中車(chē)前密度62±43株·m-2，蓋度9%±6%；委陵菜密度124±86株·m-2，蓋度18%±18%；白蓮蒿密度10±11株·m-2，蓋度5%±6%。群落中主要的伴生種有：披針薹草(蓋度小于5%)、蒲公英和小紅菊(蓋度小于5%)。

(6)群叢Ⅵ。蒲公英+羊茅+車(chē)前(Ass.Taraxacummongolicum+Festucaovina+Plantagoasiatica)。群落中蒲公英密度19±7株·m-2，蓋度88%±4%；羊茅密度17±21株·m-2，蓋度7%±10%；車(chē)前密度5±5株·m-2，蓋度2%±3%。群落中主要的伴生種有：委陵菜和老鸛草，蓋度均小于5%。

3.2 土壤因子與樣地的分布

CCA排序圖中前兩個(gè)軸的物種與環(huán)境相關(guān)系數(shù)較高，解釋了物種—環(huán)境關(guān)系總方差的51.9%。保留前兩軸可以較好地反映云頂山植被與土壤化學(xué)因子之間的關(guān)系。

在CCA排序圖中，帶箭頭的連線(xiàn)表示土壤因子，線(xiàn)段的長(zhǎng)度表示樣地、物種分布和該土壤因子的相關(guān)性大小，箭頭連線(xiàn)和排序軸的夾角代表該土壤環(huán)境因子和排序軸的相關(guān)性大小。

圖2 云頂山亞高山草甸群落樣地和土壤因子的CCA排序圖 △.Ⅰ；▽.Ⅱ；×.Ⅲ；+.Ⅳ；□.Ⅴ；○.ⅥFig.2 CCA bioplot of samples and soil factors of community of subalpine meadow of Yundingshan △.Ⅰ；▽.Ⅱ；×.Ⅲ；+.Ⅳ；□.Ⅴ；○.Ⅵ

表1 不同群叢的土壤化學(xué)因子

從表1和圖2可以看出不同群叢的化學(xué)因子及其在CCA排序圖上的分布：

群叢Ⅰ位于第三、四象限中部，其生境中Cl-含量、Mg2+含量較高；群叢Ⅱ位于第一、四象限中部，其生境中TN、TP、OM、Ca2+含量較高；群叢Ⅴ位于第三象限最左端，其生境中Mg2+、Zn2+、Fe的含量較高。

群叢Ⅲ、群叢Ⅳ、群叢Ⅵ分別位于第四象限右端，第一、二象限中部和第二象限左端。

第一排序軸與Ca2+呈正相關(guān)，與Fe呈負(fù)相關(guān)；第二排序軸與TN呈正相關(guān)，與Mg2+呈負(fù)相關(guān)(圖2)。

據(jù)此可以認(rèn)為：CCA排序結(jié)果較好地反映了云頂山亞高山草甸群落與土壤環(huán)境因子的關(guān)系。

圖3 不同群叢的物種多樣性指數(shù)Fig.3 Species diversity indexes in different associations

3.3 不同群叢的物種多樣性指數(shù)

從圖3可以看出，不同群叢之間的豐富度指數(shù)和Shannon-Weiner指數(shù)的變化趨勢(shì)一致：Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅵ；群叢Ⅰ的豐富度指數(shù)與其他群叢的豐富度指數(shù)均差異顯著(P<0.05)，群叢Ⅱ的豐富度指數(shù)只與群叢Ⅳ的豐富度指數(shù)無(wú)顯著差異(P>0.05)；群叢Ⅰ的Shannon-Weiner指數(shù)只與群叢Ⅲ的Shannon-Weiner指數(shù)無(wú)顯著差異(P>0.05)；群叢Ⅱ的Shannon-Weiner指數(shù)只與群叢Ⅳ的Shannon-Weiner指數(shù)無(wú)顯著差異(P>0.05)；不同群叢的均勻度指數(shù)之間無(wú)顯著差異(群叢Ⅳ除外)(P>0.05)。

3.4 土壤因子與物種多樣性指數(shù)的相關(guān)性

Mg2+(P<0.05)、Cl-(P<0.01)含量與豐富度指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，TN和K+含量與豐富度指數(shù)呈正相關(guān)(P<0.05)；Cl-含量與Shannon-Weiner指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.001)，TN(P<0.05)、OM(P<0.05)、Ca2+(P<0.05)和K+(P<0.01)含量與Shannon-Weiner指數(shù)呈正相關(guān)；僅K+含量與均勻度指數(shù)呈正相關(guān)(P<0.05)(表2)。

表2土壤化學(xué)因子與物種多樣性指數(shù)之間的相關(guān)性

Table2Correlationsofspeciesdiversityindexesandsoilchemicalfactors

TNTPK+Cl-Ca2+Mg2+Zn2+FeOMpHR0．457?-0．1300．596?-0．627??0．305-0．408?0．119-0．1960．372-0．147H0．478?-0．1240．649??-0．727???0．412?-0．3310．209-0．1520．478?-0．144E0．313-0．0270．413?-0．3490．369-0．0370．1820．2060．312-0．227

注：***P<0.001,**P<0.01,*P<0.05,下同。

Note:***P<0.001,**P<0.01,*P<0.05,the same as below.

3.5 多樣性指數(shù)間的相關(guān)性

Shannon-Weiner指數(shù)與豐富度指數(shù)(P<0.001)、均勻度指數(shù)(P<0.01)均呈正相關(guān)；豐富度指數(shù)與均勻度指數(shù)無(wú)顯著相關(guān)性(P>0.05)(表3)。

表3 物種多樣性指數(shù)之間的相關(guān)性

表4 土壤因子之間的相關(guān)性

3.6 土壤因子間的相關(guān)性

TN與TP(P<0.05)、OM(P<0.01)、K+(P<0.01)、Ca2+(P<0.01)、Zn2+(P<0.01)均呈正相關(guān)，與Cl-呈負(fù)相關(guān)(P<0.01)；Fe與TP(P<0.01)、OM(P<0.05)、K+(P<0.01)、Ca2+(P<0.01)、Zn2+(P<0.01)、Mg2+(P<0.01)均呈正相關(guān)(表4)。

4 討論

土壤化學(xué)因子直接影響植物所需養(yǎng)料物質(zhì)的來(lái)源和吸收，如OM是土壤中養(yǎng)料物質(zhì)的主要來(lái)源，pH影響礦質(zhì)元素的有效性，因此，土壤化學(xué)因子影響植被分布、物種多樣性。

相關(guān)研究表明土壤化學(xué)因子是影響植被分布的關(guān)鍵因素[10,12]，本文的研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)。TN、Ca2+、Mg2+、Fe是影響云頂山亞高山草甸植被分布的主要土壤化學(xué)因子。不同的群落類(lèi)型分布在適宜的土壤化學(xué)因子范圍內(nèi)：由蒲公英、鈍裂銀蓮花、車(chē)前為主要物種的群叢Ⅰ中Mg2+、Cl-含量較高；由委陵菜、鱗葉龍膽、蒲公英、車(chē)前為主要物種的群叢Ⅱ中TN、Ca2+的含量最高，由車(chē)前、白蓮蒿、委陵菜為主要物種的群叢Ⅴ中Mg2+、Fe含量最高。相關(guān)研究表明TN是影響濕地植被分布的關(guān)鍵因子[23]，土壤含水量和電導(dǎo)率是影響黃河三角洲海濱草甸的關(guān)鍵因素[24]，海拔和水分是影響云頂山植被分布的關(guān)鍵因素[21]，鹽分、pH是影響鹽沼植被分布的主要因素[12]。由此可見(jiàn)，不同地域影響其植被分布的土壤化學(xué)因子不同，土壤化學(xué)因子會(huì)影響植被的分布，反過(guò)來(lái)，植被的分布也會(huì)影響土壤化學(xué)因子的含量。

氮和鉀均是植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的大量元素。在黃土高原，氮是植物生長(zhǎng)的主要限制性因子之一。云頂山亞高山草甸研究中TN和K+的含量均與豐富度指數(shù)、Shannon-Weiner指數(shù)呈正相關(guān)，表明了TN和K+對(duì)物種多樣性影響較大。相關(guān)研究表明TN與多樣性指數(shù)之間的關(guān)系包括三種情形：正相關(guān)[25～26]、負(fù)相關(guān)[11,27]、無(wú)相關(guān)性[10,12,23～24,28～29]；K+與多樣性指數(shù)之間的關(guān)系也包括同樣的三種情形[10,23～24,27,29～30]。土壤有機(jī)質(zhì)與多樣性之間的關(guān)系無(wú)固定規(guī)律可循。一種看法認(rèn)為：群落的物種多樣性最高時(shí)，土壤養(yǎng)分位于“中間位置”[31]；另一種看法認(rèn)為：隨著土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的增加，物種豐富度并未降低，在土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)水平最高時(shí)，物種的豐富度最高[31]。本研究中，豐富度指數(shù)和Shannon-Weiner指數(shù)在有機(jī)質(zhì)含量最高時(shí)最大，與第一種看法一致，并且有機(jī)質(zhì)與Shannon-Weiner指數(shù)呈正相關(guān)。一方面，物種多樣性影響土壤中有機(jī)質(zhì)、氮和鉀的含量，云頂山亞高山草甸的草本植物殘?bào)w進(jìn)入土壤后，在微生物的作用下容易分解，增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，另外，TN、K+含量和有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)，土壤中有機(jī)質(zhì)含量增加的同時(shí)氮、鉀的含量也增加。Tilman認(rèn)為：物種多樣性越高，土壤中的氮被利用的越充分，同時(shí)增加了土壤中礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的量[32～33]。另一方面，有機(jī)質(zhì)、氮和鉀的含量也影響著物種多樣性。據(jù)此可以認(rèn)為：TN、OM與物種多樣性的關(guān)系在不同的研究區(qū)域、對(duì)不同的研究對(duì)象是不一致的。

本研究中，Ca2+與Shannon-Weiner指數(shù)呈正相關(guān)是因?yàn)镃a2+在維持細(xì)胞內(nèi)離子的穩(wěn)態(tài)中起重要作用，較高的Ca2+含量可以提高植物對(duì)逆境的抗性，有利于群落多樣性的提高，并且有研究表明土壤中Ca2+含量升高可以提高物種豐富度指數(shù)[34]。云頂山亞高山草甸土壤中Mg2+含量和Cl-含量對(duì)植被影響較大：Mg2+與豐富度指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，Cl-與豐富度指數(shù)、Shannon-Weiner指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。Mg2+是植物生長(zhǎng)必需的大量元素，是植物生長(zhǎng)的限制因素，但賀強(qiáng)等在研究黃河河口鹽沼植被分布、多樣性與土壤化學(xué)因子的相關(guān)關(guān)系時(shí)認(rèn)為Na+可以促進(jìn)Mg2+的吸收，提高物種多樣性[12]。另有研究表明，土層的深度不同時(shí)Mg2+與多樣性指數(shù)的相關(guān)性也不同[10]。Cl-是植物必需的微量元素之一，含量較高對(duì)植物有毒害作用，會(huì)影響亞高山草甸群落物種多樣性。

與云頂山相關(guān)的研究表明：土壤含水量、干擾是影響云頂山亞高山草甸植被分布的重要因素[15,18]，結(jié)合土壤的化學(xué)性質(zhì)，可以說(shuō)明土壤的理化性質(zhì)、干擾等因素共同決定了云頂山亞高山草甸植被分布的復(fù)雜性。王琳等通過(guò)對(duì)歷山草甸的研究認(rèn)為，Cu2+與草甸群落物種多樣性指數(shù)呈正相關(guān)[27]，而本研究未測(cè)定Cu2+的含量，如要更全面的研究云頂山亞高山草甸和土壤因子之間的關(guān)系還需測(cè)定其他的土壤因子，如:全碳、速效磷、速效鉀、速效氮、Cu2+、Mn2+、Na+、土壤孔隙度、土壤含水量、土壤含鹽量(電導(dǎo)率)、土壤容重等。

植物群落和土壤是一個(gè)有機(jī)整體，植物群落是各種土壤因子綜合作用的表現(xiàn)形式，同時(shí)，植物群落也會(huì)影響土壤的理化性質(zhì)，因此，土壤因子與植被分布、物種多樣性相關(guān)性的研究結(jié)果會(huì)隨著研究地域、土壤類(lèi)型、氣候條件的不同而不同。

綜上，TN、Ca2+、Mg2+、Fe是影響云頂山亞高山草甸植被分布的主要土壤化學(xué)因子。Mg2+、Cl-、TN、K+對(duì)豐富度指數(shù)有顯著的影響；Ca2+、Cl-、TN、OM和K+對(duì)Shannon-Weiner指數(shù)有顯著的影響。因此，物種多樣性的保護(hù)與恢復(fù)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥捞攸c(diǎn)。

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《植物研究》編輯部

RelationshipsbetweenVegetationDistribution,SpeciesDiversityofSubalpineMeadowandSoilChemicalFactorsintheYundingshan,China

DU Jing-Qi1ZHANG Qiao-Xian1*TIAN Xiao-Dong1WANG Yue1XU Xin-Yun1SONG Li1YUAN Zi-Qiang2

(1. Institute of Plant Chemistry,Lüliang University,Lüliang 033000；2.State Key Laboratory of Grassland Agro-Ecosystems,Lanzhou 730000)

With the data from field investigation of 36 sampling areas with 27 species of the community of subalpine meadow in the Yundingshan, China, we used Two-way Indicator Species Analysis(TWINSPAN) to compartmentalize the sampling areas into different associations. Six associations were obtained: Ass.Taraxacummongolicum+Anemoneobtusiloba+Plantagoasiatica, Ass.Potentillachinensis+Gentianasquarrosa+Taraxacummongolicum+Plantagoasiatica, Ass.Taraxacummongolicum+Potentillachinensis+Thymusmongolicus, Ass.Plantagoasiatica+Potentillachinensis+Thymusmongolicus+Artemisiasacrorum, Ass.Plantagoasiatica+Artemisiasacrorum+Potentillachinensis, and Ass.Taraxacummongolicum+Festucaovina+Plantagoasiatica. By Canonical Correspondence Analysis(CCA), we analyzed the relationships between the meadow vegetation distribution patterns and soil chemical factors. Soil chemical factors consisted of soil pH, total nitrogen, total phosphprus, K+, Cl-, Ca2+, Mg2+, Zn2+, Fe, organic matter(OM). The total nitrogen, Ca2+, Mg2+, Fe were the main soil environmental factors which affected distribution of the community of subalpine meadow in the Yundingshan. Six associations were, respectively, correlated with different habitat. Correlation was carried out between species richness index, evenness index and Shannon-Weiner index, the results showed that total nitrogen, Ca2+showed a significant positive correlation with Shannon-Weiner index(P<0.05), a positive relationship was between total nitrogen and species richness index(P<0.05), a negative relationship was between species richness index and Mg2+(P<0.05), a positive relationship of between species richness index(P<0.05), evenness index(P<0.05), Shannon-Weiner index(P<0.01) and K+. Therefore, the protecting species diversity should be combined with local characteristics of the soil.

species diversity;distribution;Two-way Indicator Species Analysis(TWINSPAN);Canonical Correspondence Analysis(CCA);soil chemical factors

山西省基礎(chǔ)研究自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2013011029-1)；山西省高等學(xué)校科技創(chuàng)新項(xiàng)目(2013167)；呂梁學(xué)院校內(nèi)基金(ZRXN201309)

杜京旗(1984—)，男，講師，碩士，主要從事群落生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)研究。

2015-11-29

Q948

A

10.7525/j.issn.1673-5102.2016.03.019