王應(yīng)剛，張 婷,*，段毅豪，梁 煒，曹霄霄

1 山西大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，太原 030006 2 山西大學(xué)外國語學(xué)院，太原 030006

?

晉中盆地人類聚居地植物多樣性分異規(guī)律

王應(yīng)剛1，張 婷1,*，段毅豪2，梁 煒1，曹霄霄1

1 山西大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，太原 030006 2 山西大學(xué)外國語學(xué)院，太原 030006

在城市化的發(fā)展過程中，生物多樣性受到的影響日趨嚴(yán)重，因此開展這一方面的研究顯得非常重要。以晉中盆地為研究對(duì)象，用隨機(jī)抽樣法選取86個(gè)村莊駐地、48個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地及9個(gè)縣市駐地，然后在各個(gè)駐地建成區(qū)內(nèi)分別設(shè)置調(diào)查樣方，運(yùn)用Gleason豐富度指數(shù)、Whittaker Beta多樣性指數(shù)、Jaccard相似性指數(shù)和t-檢驗(yàn)對(duì)建成區(qū)內(nèi)野生植物、栽培植物及總植物物種進(jìn)行分析，同時(shí)探索總結(jié)植物多樣性分異規(guī)律。結(jié)果表明：沿村莊-鄉(xiāng)鎮(zhèn)-縣市梯度，野生植物平均豐富度降低，栽培植物平均豐富度增加，總植物物種平均豐富度先降低后增加；野生植物、栽培植物和總植物物種的β多樣性指數(shù)均降低；植物相似度方面，村莊與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的相似性最高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣市次之，村莊與縣市的相似性最低。同時(shí)，調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，沿“村莊-鄉(xiāng)鎮(zhèn)-縣市”梯度，城市化水平的差異與人為干擾強(qiáng)度的不同是引起盆地內(nèi)植物多樣性變化的重要原因。

植物多樣性；區(qū)域城市化；同質(zhì)化；晉中盆地；Gleason指數(shù)；Whittaker Beta指數(shù)；Jaccard相似性指數(shù)

在全球范圍內(nèi)，城市化的發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境已經(jīng)造成了一系列較大影響[1-3]。國外一些學(xué)者較早開始探索城市化對(duì)植被、土壤、水和大氣的影響[4-5]，我國學(xué)者也很早注意到城市化對(duì)生物的影響[6]。國內(nèi)外學(xué)者沿城市化梯度對(duì)生物及環(huán)境等開展了較多研究[7-11]。目前，城市化梯度的研究主要有兩種方法[12]，一種是沿“城區(qū)-郊區(qū)-農(nóng)區(qū)”梯度，如國外學(xué)者以“城區(qū)-郊區(qū)-農(nóng)區(qū)”的生態(tài)樣帶為基礎(chǔ)進(jìn)行研究[13-17]，馬克明和傅伯杰對(duì)遵化市的植物多樣性進(jìn)行了研究[18]。彭羽則對(duì)廊坊市的本土植物多樣性進(jìn)行了分析[19]。一種方法是根據(jù)城市中土地利用類型的不同進(jìn)行城市化梯度的研究[20-22 ]。如Porter研究了沿保護(hù)區(qū)-休閑區(qū)-高爾夫球場(chǎng)-住宅區(qū)-公寓-商業(yè)區(qū)植被和樹冠碎片的變化[12]。區(qū)域城市化對(duì)不同人類聚居區(qū)的植物多樣性產(chǎn)生了顯著影響，德國學(xué)者Rudiger Wittig對(duì)歐洲中西部的6個(gè)城市建成區(qū)和美國的一個(gè)城市建成區(qū)的植物同時(shí)進(jìn)行調(diào)查研究，揭示了一定地域尺度上植物多樣性的同質(zhì)化狀況[23]。然而目前國內(nèi)尚未有學(xué)者在區(qū)域尺度上沿“村莊-鄉(xiāng)鎮(zhèn)-縣市”梯度，對(duì)其建成區(qū)內(nèi)的野生植物與栽培植物物種多樣性進(jìn)行研究與分析。

晉中盆地屬于山西省發(fā)展較快的區(qū)域，快速的城市化進(jìn)程對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響。本文以晉中盆地作為研究區(qū)，沿村莊-鄉(xiāng)鎮(zhèn)-縣市梯度，調(diào)查了各駐地建成區(qū)內(nèi)的野生植物、栽培植物的種類，通過植物多樣性研究，闡明晉中盆地區(qū)域城市化發(fā)展過程植物多樣性規(guī)律，同時(shí)探索城市化過程中造成各村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和縣市建成區(qū)內(nèi)植物多樣性分異的原因。為盆地內(nèi)植物多樣性保護(hù)提供根據(jù)。

1 研究區(qū)概況

晉中盆地位于黃土高原東部山西省境內(nèi)的汾河谷地，介于我國東南部濕潤區(qū)與西北部干旱半干旱區(qū)之間的過度地帶，屬于半濕潤地區(qū)，為典型的大陸性季風(fēng)氣候。地理坐標(biāo)為111°45′—112°50′ E，36°48′—38°18′ N。盆地四面被丘陵、群山環(huán)抱，中央平原區(qū)海拔高程在760—840 m之間，年均降雨量為450—550 mm，年均氣溫在8—12℃之間，年平均濕度為55%—60%，晉中盆地是人類活動(dòng)比較悠久的地區(qū)之一，因其發(fā)達(dá)的政治、經(jīng)濟(jì)和文化，使當(dāng)?shù)氐某鞘谢M(jìn)程不但起步早而且發(fā)展速度比較快。到1950年時(shí)，晉中盆地的城市化水平已經(jīng)達(dá)到21.26%，遠(yuǎn)高于全國10.60%的平均水平。經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的歷程，在改革開放及其他政策的的推動(dòng)下，盆地內(nèi)城鎮(zhèn)人口數(shù)量急劇增加，到2003年時(shí)，盆地內(nèi)城鎮(zhèn)人口比重達(dá)到了60.33%。然而快速的城市化對(duì)區(qū)域氣候、地下水、地表水及盆地內(nèi)的植物多樣性產(chǎn)生了較大的影響，引起了一系列的生態(tài)問題。

2 研究方法

依據(jù)植物多樣性研究中的樣地布設(shè)原理和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的需要，在盆地內(nèi)3785個(gè)自然村中，對(duì)每個(gè)村莊進(jìn)行編號(hào)，運(yùn)用隨機(jī)抽樣法，選出86個(gè)村莊駐地，組成樣本Ⅰ，在樣本內(nèi)的每個(gè)村莊駐地建成區(qū)內(nèi)，隨機(jī)抽取16個(gè)100 m×20 m的樣方進(jìn)行調(diào)查，每個(gè)村莊的調(diào)查面積為32000 m2。用同樣方法在133個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，隨機(jī)抽出48個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地，組成樣本Ⅱ，每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地建成區(qū)內(nèi)隨機(jī)調(diào)查21個(gè)100 m×20 m樣方，每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的調(diào)查面積為42000 m2。同理，在太原市、介休市、孝義市、汾陽市、榆次市、平遙縣、太谷縣、祁縣、文水縣、交城縣、清徐縣、陽曲縣共12個(gè)縣市中，隨機(jī)抽出9個(gè)縣市駐地，組成樣本Ⅲ，每個(gè)縣市駐地建成區(qū)內(nèi)隨機(jī)調(diào)查26個(gè)100 m×20 m的樣方，每個(gè)縣市的調(diào)查面積為52000 m2。各駐地分布位置如圖1所示。

圖1 采樣點(diǎn)分布示意圖Fig.1 Location of the sampling sites

2.2 樣方調(diào)查

2012年6月至10月初對(duì)各駐地建成區(qū)樣方內(nèi)的植物物種進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，由于建成區(qū)內(nèi)受到人為干擾較強(qiáng)，已無法進(jìn)行群落單元研究，故本次僅調(diào)查每個(gè)樣方內(nèi)物種的有無。在每個(gè)設(shè)置的100 m×20 m樣方內(nèi)，對(duì)每一種植物(包括喬木、灌木、草本)的名稱及是否為野生植物或人工栽培植物等進(jìn)行了記錄。本文中記錄的植物均指能夠在戶外越冬，野生植物指能自然生長繁衍不依賴人為栽植；栽培植物是指人為有意識(shí)在戶外栽種，由栽培植物逸生的植物亦歸類為栽培植物。

同時(shí)，對(duì)每個(gè)村莊建成區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成區(qū)及縣市建成區(qū)內(nèi)的人口密度、建筑物壓占土地率、地面硬化率進(jìn)行調(diào)查。

2.3 數(shù)據(jù)處理

對(duì)每個(gè)村莊駐地建成區(qū)內(nèi)調(diào)查的16個(gè)樣方內(nèi)的植物進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，獲得該村莊駐地建成區(qū)內(nèi)記錄到的所有野生植物、栽培植物的名稱及物種數(shù)，同理，得到每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地建成區(qū)、縣市駐地建成區(qū)內(nèi)記錄到的所有野生植物、栽培植物的名稱及物種數(shù)。然后使用Excel、Origin8、SPSS13.0軟件進(jìn)行制圖分析。

(1) Gleason豐富度指數(shù)

由于在村莊建成區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成區(qū)及縣市建成區(qū)內(nèi)的人類活動(dòng)強(qiáng)烈，自然植被已經(jīng)被摧毀，只能見到不連續(xù)的零星分布的植物，在此情況下，已經(jīng)無法考慮各個(gè)物種之間的數(shù)量比例關(guān)系。因此，本研究選用不涉及各個(gè)物種之間的數(shù)量比例關(guān)系的Gleason index豐富度指數(shù)，計(jì)算公式為：

1.3.2 不良反應(yīng)評(píng)價(jià) 患者的不良反應(yīng)包括放療引起的不良反應(yīng)和化療引起的不良反應(yīng)，放療引起的不良反應(yīng)主要包括骨髓抑制（白細(xì)胞、血小板減少等）、患者皮膚黏膜改變和胃腸道反應(yīng)等；化療引起的不良反應(yīng)主要包括骨髓抑制（白細(xì)胞、血小板減少）、消化道反應(yīng)（如惡心、嘔吐、腹瀉、口腔潰瘍等）、毛發(fā)脫落、血尿、免疫功能減低，容易并發(fā)細(xì)菌或真菌感染等。分析對(duì)比兩組患者的不良反應(yīng)發(fā)生情況。

D=S/InA

式中,S為物種數(shù)，A為調(diào)查面積，D為Gleason物種豐富度指數(shù)。用此公式分別計(jì)算被調(diào)查每個(gè)村莊駐地建成區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地建成區(qū)、縣市駐地建成區(qū)的物種豐富度。

(2)Beta 多樣性指數(shù)

Whittaker Beta多樣性是生物多樣性的重要組成部分，人類活動(dòng)對(duì)能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生重要的影響[24]。本文將不同等級(jí)駐地建成區(qū)分別看作不同類型的取樣生境，來研究因人類干擾所導(dǎo)致的生境中物種組成變化[25]。

β=γ/α1

式中，γ為某取樣生境中的總物種數(shù)，α為某生境類型(村莊生境、鄉(xiāng)鎮(zhèn)生境及縣市生境)所有取樣點(diǎn)物種的平均數(shù)(本研究采用平均豐富度指數(shù)D代替α開展計(jì)算)

(3)相似性指數(shù)

Jaccard[26]相似性指數(shù)能夠分析在不同城市化梯度即不同樣本生境間出現(xiàn)相同物種的狀況。

J=c/(a+b-c)

式中，c為兩樣本間共有物種，a和b分別為兩個(gè)樣本的物種數(shù)。

3 結(jié)果分析

3.1 物種豐富度

運(yùn)用Gleason index對(duì)86個(gè)村莊駐地建成區(qū)、48個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地建成區(qū)、9個(gè)縣市駐地建成區(qū)的野生植物、栽培植物及總物種豐富度進(jìn)行分析(圖2—圖4)。

圖3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地物種豐富度Fig.3 Species richness in towns seats

圖4 縣市駐地物種豐富度Fig.4 Species richness in cities seats

在調(diào)查取樣的村莊駐地建成區(qū)中，野生植物豐富度的大小對(duì)于總植物物種豐富度起主導(dǎo)性作用，人工栽培植物的豐富度大多處于較低水平，且兩者豐富度相差較大。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地建成區(qū)中，野生植物豐富度高于栽培植物豐富度，野生植物豐富度絕大多數(shù)低于30而栽培植物豐富度大多介于10—20之間，兩者共同促進(jìn)了總植物物種豐富度的增加。在取樣的9個(gè)縣市駐地建成區(qū)中，野生植物豐富度稍低于栽培植物豐富度，在個(gè)別縣市野生植物豐富度大于栽培植物豐富度，同時(shí)城市9的栽培植物豐富度明顯較高是由于其采樣點(diǎn)為山西省會(huì)城市太原市。

圖5 各樣本平均豐富度指數(shù)Fig.5 Mean species richness of samples

對(duì)3個(gè)樣本內(nèi)的野生植物、栽培植物及總植物物種的平均豐富度分析。如圖5所示，沿“村莊-鄉(xiāng)鎮(zhèn)-縣市”梯度，野生植物豐富度減少，栽培植物豐富度增加，總植物物種豐富度先降低后增加。

使用SPSS13.0對(duì)3個(gè)樣本間的野生植物豐富度、栽培植物豐富度和總物種豐富度進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，結(jié)果如表1所示：野生植物和栽培植物，在各個(gè)樣本間均有顯著性差異。而從總植物物種豐富度來看，村莊與鄉(xiāng)鎮(zhèn)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣市有顯著差異，而村莊與縣市則無明顯差異。

3.2 Beta 多樣性指數(shù)分析

β多樣性指數(shù)反映了人類活動(dòng)對(duì)植物物種多樣性的影響，圖6表明：沿村莊-鄉(xiāng)鎮(zhèn)-縣市梯度，植物的β多樣性均降低，野生植物多樣性指數(shù)分別為5.18、5.05、3.51，栽培植物的多樣性指數(shù)為4.56、3.99、2.96。總植物物種多樣性指數(shù)為5.01、4.65、3.22。說明，隨著城市化強(qiáng)度的增強(qiáng)，各植物物種的多樣性降低，物種的同質(zhì)性增加[27]。

3.3 相似性指數(shù)分析

Jaccard指數(shù)反映了不同樣本生境間物種組成之間的相似程度，指數(shù)越小，說明物種組成差異越大[28]。

從圖8可知，Jaccard相似性指數(shù)，就栽培植物而言，縣市-村莊(0.53)、縣市-鄉(xiāng)鎮(zhèn)(0.61)均低于村莊-鄉(xiāng)鎮(zhèn)(0.78)。同樣，野生植物，縣市-村莊(0.41)、縣市-鄉(xiāng)鎮(zhèn)(0.52)均低于村莊-鄉(xiāng)鎮(zhèn)(0.64)，說明無論是野生植物還是栽培植物，縣市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊差異較為明顯，而村莊與鄉(xiāng)鎮(zhèn)則有較高的相似性。

表1 三類樣本間植物豐富度檢驗(yàn)

*P<0.05

圖6 各樣本β多樣性指數(shù)Fig.6 β-diversity of samples

圖7 各樣本城市化水平Fig.7 Urbanzation of samples

圖8 各樣本間相似性指數(shù)Fig.8 Similarity index between samples

3.4 物種組成分析

3.4.1 不同樣本間共有物種分析

對(duì)村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和縣市的野生共有物種進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)3個(gè)樣本間共有物種較多集中于菊科、禾本科和藜科3類，而栽培植物則集中于薔薇科、楊柳科等，具體植物見表2。從表中可以看出，野生植物大多為一年生草本，耐踐踏，且廣布于世界溫帶地區(qū)。栽培植物大多在各地廣為栽培，兼綠化觀賞及較高經(jīng)濟(jì)適用性。

表2 各樣本間共有物種

3.4.2 各樣本間獨(dú)有物種分析

對(duì)比分析3個(gè)樣本特有物種發(fā)現(xiàn)，村莊獨(dú)有的野生植物較多，栽培植物僅有向日葵(Helianthusannuus)和番茄(Lycopersiconesculentum)兩種?？h市獨(dú)有的栽培植物較多，獨(dú)有的小香蒲(Typhaminima)、寬葉香蒲(Typhalatifolia)、燈心草(Juncuseffusus)等幾種野生植物也僅均出現(xiàn)1次。鄉(xiāng)鎮(zhèn)則沒有獨(dú)有的野生植物和栽培植物。村莊和縣市的主要獨(dú)有物種見表3。

表3 各樣本獨(dú)有物種

4 討論

樣地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，城市化水平的差異與人為干擾強(qiáng)度的不同造成了植物多樣性分異。沿村莊-鄉(xiāng)鎮(zhèn)-縣市梯度，城市化程度增加，主要表現(xiàn)在人口密度加大、建筑物壓占土地率及地面硬化率升高。如圖7，調(diào)查顯示，盆地內(nèi)村莊人口密度較小，為4089人/km2，鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣市的人口密度分別為5525人/km2與9875人/km2。地面硬化率由村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣市依次為62%、73%及92%左右。建筑物壓占土地率亦同城市化水平高低一致，村莊最低為34%，鄉(xiāng)鎮(zhèn)稍高為42%，縣市最高為47%。

較低的城市化水平與低強(qiáng)度的人為破壞使得村莊內(nèi)野生植物的豐富度最高，而縣市內(nèi)人口密度大，污染物排放及除草踐踏等人為干擾活動(dòng)較強(qiáng)，使得縣市建成區(qū)內(nèi)的野生植物豐富度最低，鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城市化發(fā)展程度介于村莊與縣市之間，野生植物豐富度居中。而各樣地中栽培植物的豐富度則主要受到人為力量的主導(dǎo)。由于縣市發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)，對(duì)城市內(nèi)綠化及公園建設(shè)投入大量資金，引入了較多的可供觀賞綠化的外來物種，因而其栽培植物物種豐富度最高。鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展次之，栽培植物豐富度較高。村莊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)較弱，村莊建成區(qū)內(nèi)用于綠化美化的栽培植物種類較少，大多是農(nóng)戶自己栽植的較常見的的果木，所以栽培植物豐富度最低。而總植物物種豐富度則呈現(xiàn)出鄉(xiāng)村、縣市較高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)較低的情況，這是由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成區(qū)要承受比村莊更大的城市化建設(shè)，野生植物的生長受到一定程度干擾，同時(shí)因其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低于縣市，人工栽培植物種類較低，故而總植物物種豐富度低于村莊與縣市。顯然，本文研究因城市化梯度設(shè)置的特殊性與Connell提出的“中度干擾理論”[29]是不相關(guān)且不矛盾的。

植物的β多樣性指數(shù)沿村莊-鄉(xiāng)鎮(zhèn)-縣市梯度降低，因?yàn)檠卮颂荻?，人口密度增加，地面硬化率升高，建筑物壓占土地率增大，一些野生植物因生境受到土地利用方式的改變而消失，生存下來的物種大都是生命力強(qiáng)且耐踐踏的禾本科、藜科類等我國廣泛分布的習(xí)見植物[19]，出現(xiàn)了較大的同質(zhì)化現(xiàn)象。而縣市的栽培植物β多樣性最低則是由于在各縣市發(fā)展相當(dāng)?shù)那闆r下，因村莊鄉(xiāng)鎮(zhèn)及縣市建設(shè)均是為滿足人民生活需要，其建筑結(jié)構(gòu)與城市熱島效應(yīng)等氣候條件相似[30]，綠化引種植物亦較類同造成的，而縣市在這方面表現(xiàn)的更為強(qiáng)烈。說明城市化造成了各植物物種的均一化，這已被眾多學(xué)者研究證明[31-32]。此外，因村莊與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展差距較小，村莊與縣市的發(fā)展程度差距大，使得村莊與鄉(xiāng)鎮(zhèn)植物相似性最高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣市次之，村莊與縣市的相似性最低。

5 結(jié)論

德國學(xué)者Rudiger Wittig指出，在分析城市化導(dǎo)致物種同質(zhì)化的過程中，“純粹”的城市化棲息地會(huì)比城市與非城市混合的棲息地顯示更高的同質(zhì)化程度[23]。本文在晉中盆地區(qū)域尺度上，選擇了分別受城市化影響較強(qiáng)、居中及較弱的縣市建成區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成區(qū)和村莊建成區(qū)，故而能夠更加準(zhǔn)確地分析城市化對(duì)區(qū)域內(nèi)植物多樣性的影響。同時(shí)，通過選擇調(diào)查野生植物與栽培植物兩類受人為干擾較強(qiáng)的植物類別，亦能較好指示城市化過程中區(qū)域內(nèi)植物多樣性現(xiàn)狀。在晉中盆地，村莊建成區(qū)內(nèi)野生植物受人為干擾較輕，栽培植物引入很少，導(dǎo)致其總物種豐富度沒有明顯降低；鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地建成區(qū)野生植物物種豐富度在城市化建設(shè)過程中受到較大影響，而又沒有較多地引種栽培植物，導(dǎo)致其總物種豐富度明顯降低，這是在未來鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)過程中需要注意的一個(gè)問題；縣市建成區(qū)發(fā)展較為迅速，對(duì)野生植物生長和分布影響顯著，但在縣市建成區(qū)大量引入栽培植物進(jìn)行綠化，加之在人為干預(yù)下使建成區(qū)內(nèi)土地環(huán)境的異質(zhì)性明顯降低和綠化植物物種類同性較高，一方面導(dǎo)致其總物種豐富度明顯增加，另一方面也導(dǎo)致各縣市建成區(qū)內(nèi)物種的同質(zhì)化?？傊诖迩f、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和縣市建成區(qū)今后的發(fā)展過程中，盡量保留一些野生植物群落及其生境，合理選用和引入適合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境特點(diǎn)的多種類型的栽培植物進(jìn)行綠化，既提高植物物種多樣性又避免物種同質(zhì)化趨勢(shì)。

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Patterns of plant diversity and population distribution in the Jinzhong Basin

WANG Yinggang1, ZHANG Ting1,*, DUAN Yihao2, LIANG Wei1, CAO Xiaoxiao1

1SchoolofEnvironmentalScienceandResources,ShanxiUniversity,Taiyuan030006,China2SchoolofForeignLanguages,ShanxiUniversity,Taiyuan030006,China

The increasing negative impact of urbanization on biodiversity underlines the importance of studies in this field. Therefore, the present study focused on the effects of population distribution on plant diversity in the Jinzhong Basin. Overall, 86 villages, 48 towns, and 9 cities in the county were selected, and sampling plots were set up for plant surveys at each site. The Gleason index, the Whittaker Beta index, and the Jaccard similarity index were employed to discover patterns in regional biodiversity, and independent-sample t-tests were used to compare the patterns of wild and cultivated plants. Along the village-town-city gradient, the species richness decreased for wild plants, but increased for cultivated plants. The total plant richness for this gradient showed a bell-shaped curve, and theβ-diversity index consistently decreased. The floral similarity was lower in villages compared to towns and cities, while it was also lower in towns compared to cities. The common species in the villages, towns, and cities wereDigitariasanguinalis,Setariaviridis,Rosachinensis, andSalixbabylonica. Whereas most wild plants belonged to the families Gramineae and Asteraceae, most cultivated plants belonged to the families Rosaceae and Salicaceae. This result suggests that the differential urbanization development and the anthropogenic disturbance in the Jinzhong Basin are the crucial factors in explaining the pattern of biodiversity differentiation in this region. German scholar Wittig Rudiger stated that if urbanization really is the cause of homogenization, “pure” urban habitats should show a greater degree of homogenization than mixtures of urban and non-urban habitats. In this study, the “pure” urban habitats of build-up areas at city, town, and village level were affected by stronger, medium, and weaker urbanization, respectively.Furthermore, investigation of wild plants and cultivated plants, which are two plant categories with different anthropogenic disturbance, can signify the plant diversity status throughout the process of urbanization in the Jinzhong Basin. The wild plants in the built-up area of the villages experienced little anthropogenic disturbance, as well as little introduction of cultivated plants. This resulted in no significant decrease in total species richness for the villages. In the built-up area of the towns, wild plant species richness was affected by the process of urbanization, whereas no additional cultivated plants were introduced. Both these factors lead to the decrease of the total species richness here. For the built-up area of the cities, the rapid urban development significantly affected the growth and distribution of wild plants. Furthermore, afforestation caused a large number of cultivated plants to be introduced to the cities′ built-up areas. Finally, anthropogenic disturbance can decrease environmental heterogeneity in the built-up areas, while increasing the species similarity of the greening plants. On one hand, these processes increase total species richness, whereas on the other hand, they result in the homogenization of the species in the area. The results of this study could be useful for future developments, as they can provide referential data to improve the rationality and effectiveness of protecting biological plant diversity.

plant diversity; regional urbanization; homogenization; Jinzhong Basin;Gleason index; Whittaker Beta index; Jaccard similarity index

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31070424)

2015- 07- 09;

2015- 12- 08

10.5846/stxb201507091454

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zhangtingxyz@126.com

王應(yīng)剛，張婷, 段毅豪, 梁煒, 曹霄霄. 晉中盆地人類聚居地植物多樣性分異規(guī)律.生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(20):6556- 6564.

Wang Y G, Zhang T, Duan Y H, Liang W, Cao X X.Patterns of plant diversity and population distribution in the Jinzhong Basin.Acta Ecologica Sinica,2016,36(20):6556- 6564.