王 飛 屠彩蕓 曹秀文** 劉錦乾 楊永紅 張 濤 齊 昊

(1.甘肅省白龍江林業(yè)管理局林業(yè)科學(xué)研究所，蘭州 730070； 2.甘肅白龍江森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，舟曲 746300)

白龍江干旱河谷不同坡向主要灌叢群落隨海拔梯度變化的物種多樣性研究

王 飛1,2屠彩蕓1,2曹秀文1,2**劉錦乾1,2楊永紅1,2張 濤1,2齊 昊1,2

(1.甘肅省白龍江林業(yè)管理局林業(yè)科學(xué)研究所，蘭州 730070；2.甘肅白龍江森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，舟曲 746300)

采用樣方調(diào)查法，研究了白龍江干旱河谷不同坡向主要灌叢群落沿著海拔梯度的結(jié)構(gòu)特征、物種多樣性的變化規(guī)律，旨在了解白龍江干旱河谷不同海拔梯度植被特征和物種多樣性變化，為白龍江干旱河谷區(qū)域不同海拔植被恢復(fù)提供理論依據(jù)。研究結(jié)果表明：(1)不同海拔梯度同一坡向物種數(shù)不同，同一海拔不同坡向物種數(shù)也不同，隨著海拔的升高不同坡向物種數(shù)表現(xiàn)為先增加后減少的趨勢，同一海拔梯度內(nèi)不同坡向主要植被類型也不同。(2)主要灌木群落α多樣性在不同坡向隨著海拔梯度的升高，表現(xiàn)出先升高后減小的趨勢。不同坡向草本群落α多樣性隨著海拔的升高，也表現(xiàn)出先升高后減小的趨勢。對主要灌叢α多樣性指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析得物種豐富度指數(shù)對物種多樣性貢獻(xiàn)率最大，表現(xiàn)為豐富度指數(shù)(D1、D2)>生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)(SN)>種間機(jī)遇指數(shù)(H)>群落均勻度指數(shù)(R)。(3)不同坡向主要灌叢群落β多樣性Whittaker指數(shù)沿著不同海拔梯度變化不大，最大值出現(xiàn)在海拔1 250～1 650 m；Routledge和Codyβ多樣性指數(shù)在海拔1 450～1 650 m出現(xiàn)最大值，但是大體呈現(xiàn)出波形變化。草本β多樣性隨著海拔的升高變化較大，陽坡植物的β多樣性指數(shù)在海拔1 050～1 250 m達(dá)到最大，陰坡和半陰半陽坡在海拔區(qū)間1 250～1 450 m達(dá)到最大，半陰半陽坡的β多樣性指數(shù)均大于陽坡。白龍江干旱河谷不同坡向、不同海拔梯度物種α多樣性和β多樣性都不同，且不同坡向隨著海拔梯度的變化物種α多樣性和β多樣性呈一定的相關(guān)性，說明海拔和坡向是影響生物多樣性主要因子之一。

干旱河谷；灌叢；海拔；坡向；α多樣性；β多樣性

物種多樣性是表征群落學(xué)的重要指標(biāo)，在反映植物群落的生境差異、群落結(jié)構(gòu)組成和穩(wěn)定性程度等方面具有重要的意義[1～2]，植物群落種類組成、多樣性及群落結(jié)構(gòu)既是群落對生態(tài)環(huán)境的響應(yīng)，是植物生物學(xué)特征和生態(tài)學(xué)特性的綜合表現(xiàn)，通過研究天然植物群落結(jié)構(gòu)特征，可以有效評價一個群落的穩(wěn)定程度[3]。一個地區(qū)的植物群落的構(gòu)成是這個地區(qū)氣候、土壤以及人為因素等多方面因素的反映[4]，群落內(nèi)的物種多樣性高低是衡量一個群落是否健康的重要指標(biāo)之一[5]。國內(nèi)對植物群落物種多樣性的研究主要集中于多樣性在環(huán)境梯度和群落演替過程中的變化[6]，王翠紅[7]等對中國73個自然保護(hù)區(qū)種子植物多樣性的研究發(fā)現(xiàn)，緯度強(qiáng)烈影響著物種多樣性。于順利[8]等對中國東北地區(qū)蒙古棟群落的物種多樣性研究表明，隨緯度的增加，物種多樣性顯著下降；放牧對植物多樣性的影響，生物多樣性在中度放牧和重度放牧階段變化較大[9]；郭正剛[10]對白龍江上游地區(qū)森林植物群落物種多樣性進(jìn)行了研究，表明群落內(nèi)各層物種豐富度指數(shù)的大小順序為"灌木層>草本層>喬木層，白龍江群落主要以灌木為主；唐志堯[11]等對秦嶺牛背梁植物物種多樣性進(jìn)行了垂直分布格局研究認(rèn)為海拔梯度是牛背梁山區(qū)制約植物群落分布的主要因子，而坡向和坡度則起到次要作用。對物種多樣性的分析表明，物種總數(shù)、木本植物物種多樣性和草本植物物種多樣性在南北坡具有不同的海拔梯度格局；Huston M A等人研究認(rèn)為物種多樣性的空間分布格局受制于許多生態(tài)梯度的影響[12]，而海拔梯度被認(rèn)為是影響物種多樣性格局的決定性因素之一[13]，研究群落物種多樣性的梯度格局以及控制這些格局的生態(tài)因子，是保護(hù)生物學(xué)研究的基礎(chǔ)，因此研究生物多樣性的海拔梯度格局對于揭示生物多樣性的環(huán)境梯度變化規(guī)律具有重要意義[14]，本研究在白龍江干旱河谷區(qū)域，利用樣方調(diào)查法[18]，對甘肅白龍江干旱河谷不同海拔主要灌木群落特征、物種多樣性及穩(wěn)定性進(jìn)行研究，為該區(qū)域生態(tài)恢復(fù)和植被重建提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

白龍江干旱河谷是長江水系北部的生態(tài)脆弱帶和敏感區(qū)，近年來人為過渡放牧、采礦等，致使其植被生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化，泥石流和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，水土流失嚴(yán)重，治理困難，具有向荒漠化發(fā)展的趨勢[15]?，F(xiàn)存植被均為旱生灌叢、草叢，層次結(jié)構(gòu)單一，生態(tài)景觀特征呈現(xiàn)為旱生半荒漠化景觀，氣候干燥，降水少而不均，蒸發(fā)量極大[16～17]，植被恢復(fù)極其困難；白龍江位于青藏高原東北邊緣，流經(jīng)的地域廣、落差大，河道全長576 km，其位于東經(jīng)102°46′～104°52′，北緯33°04′～35°09′，屬典型的西南高山地形，溫度、降水具有明顯的垂直梯度和水平差異[18]。該區(qū)域坡陡谷深、降水量偏少、峽谷地貌對太陽輻射的反復(fù)折射和地面強(qiáng)烈輻射造成的增溫作用及焚風(fēng)效應(yīng)，加之樵采、墾荒、放牧、筑路等人為干擾的強(qiáng)度和頻度相對較大，在沿江海拔2 100 m(迭部縣尼傲鄉(xiāng))以下至760 m(文縣口頭壩鄉(xiāng))和主要支流(阿夏溝、岷江、拱壩河、北峪河、羊湯河、白水江)兩岸的河谷及淺山地帶，形成以氣候干暖少雨、植被稀疏殘敗、地形破碎、土地石漠化及巖漠化為主要特征的干旱河谷景觀，泛稱為干熱河谷。白龍江干旱河谷區(qū)域年降雨量在500 mm左右，且集中在每年的5～10月份，占全年降水量的85%，年蒸發(fā)量是年降水量的3～5倍[22]，植被主要由旱中生小葉落葉具刺灌木及耐旱草本(禾草為主)植物組成。根據(jù)氣候要素并參考植被特征，白龍江干旱河谷主要為干暖河谷類型，局部為干溫河谷類型[19]。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置與調(diào)查

2015年6～9月對甘肅白龍江干旱河谷區(qū)域植物群落以及立地條件進(jìn)行了調(diào)查，采用樣方法，從海拔760 m的文縣口頭壩鄉(xiāng)至2 100 m迭部縣尼傲鄉(xiāng)，利用GPS定位，分別在7個不同海拔地段具有代表性的植物群落設(shè)置9個大樣方，樣方面積為20 m×20 m，在大樣方內(nèi)運(yùn)用典型法選取具有代表性的小樣方4個5 m×5 m樣方，用于灌木層物種多樣性的調(diào)查，再運(yùn)用典型法取4個1 m×1 m的小樣方用于調(diào)查草本植物的多樣性。調(diào)查因子包括海拔高度、坡度、坡向、坡形、經(jīng)緯度等基本概況以及植物的名稱、株數(shù)、株高、基徑、冠幅等。

2.2 數(shù)據(jù)處理和分析方法

2.2.1重要值(VIT)和綜合優(yōu)勢比(SDR)[20]

VIT=(RC+RF+RD)/3

(1)

SDR=(RA+RC+RF+RH)/4

(2)

式中：RD為相對密度；RF為相對頻度；RC為相對蓋度；RH為相對高度。

2.2.2α多樣性計算[18]

在對群落α多樣性計算的過程中，為了避免單一選取造成的不足，所以選取物種豐富度指數(shù)(D1,D2)，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(SW)，修正后的Simpson生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)(SN)，種間機(jī)遇Hurlbert指數(shù)(H)以及群落均勻度指數(shù)Pielou(R)，其中：(1)物種豐富度指數(shù)(D1,D2)

Gleason指數(shù)：

(3)

Marglef指數(shù)：

(4)

(2)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(SW)

(5)

(3)修正后的Simpson生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)(SN)

前一天妻子跟我說，要去省立醫(yī)院看皮膚病。我說，你想去你去吧。不想妻子自投羅網(wǎng)，像是走進(jìn)鬼門關(guān)。那一刻，醫(yī)院人多嘈雜，大姐坐身邊，妻子卻似孤身一人待在一座孤零零的荒島上面。

(6)

(4)種間機(jī)遇Hurlbert指數(shù)(H)

(7)

(5)群落均勻度指數(shù)Pielou(R)

(8)

式中：S為研究系統(tǒng)中物種總數(shù)，A為單位面積，Ni為種i的個體數(shù)，N為所在群落的全部種的個體數(shù)目。

2.2.3群落β多樣性測定[18]

(1)Cody指數(shù)(βC)

(9)

式中：g(H)為沿海拔梯度上的新增種群數(shù)，l(H)為沿著海拔梯度上失去的種群數(shù)，即在上一個海拔梯度中存在而在下一個海拔梯度中沒有的物種數(shù)目。

(2)Whittaker指數(shù)(βW)

(10)

式中：S為研究系統(tǒng)中的物種總數(shù)；ma為各樣方中物種的平均數(shù)。

(3)Routledge指數(shù)(βR)

(11)

式中：S為研究系統(tǒng)中的物種總數(shù)；c為兩個樣方中共有的物種數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 白龍江干旱河谷區(qū)域群落結(jié)構(gòu)特征

白龍江干旱河谷植被群落中，共包含灌木植物共計130種，分屬于55科、93屬，中國特有種10種，占總灌木的7.7%，其中茜草科2種，分別是甘肅野丁香(LeptodermispurdomiiHutch)和傘花野丁香(LeptodermisumbellateLo)；豆科的懸垂黃耆(AstragalasdependensBunge)、菊科乳白香青(AnaphalislactealMaxim)、忍冬科毛藥忍冬(LoniceraserreanaHand)、白花丹科小藍(lán)雪(CeratostigmaminusStapf )、玄參科毛泡桐(Paulowniatomentosa(Thunb.) Steud)、柏科柏木(CupressusfunebrisEndl)、三尖衫科粗榧(Cephalotaxussinensis(Rehd. et Wils.) Li)、蕓香科川陜花椒(ZanthoxylumpiasezkiiMaxim)各1種。草本有43種，隸屬21科，37屬，其中菊科最多10種，占所有草本的23.4%，主要菊科有山艾蒿(ArtemisiaargyiLevl H.Lév. & Vaniot)、苦苣菜(SonchusoleraceusL.)、抱莖小苦荬(Ixeridiumsonchifolia(Maxim.) Shih)等；其次是禾本科9種，占所有草本的20.9%，主要是苔草(Carextristachya)、早熟禾(PoaannuaL.)、白茅(Imperatacylindrica(L.) Beauv)、蕓香草(Cymbopogondistans(Nees) Wats)等。由表1可知，同一坡向不同海拔梯度物種數(shù)不同，同一海拔梯度不同坡向物種數(shù)也不同。隨著海拔的升高不同坡向物種數(shù)變化基本一致，都表現(xiàn)出先增多后減少的趨勢。灌叢物種同一海拔梯度陽坡的物種數(shù)最少，隨著海拔的升高變化較小，陰坡物種數(shù)在海拔1 250 m處物種數(shù)最多(48種)，是同一海拔陽坡植物物種數(shù)的2倍，在海拔1 050 m處半陰半陽坡植物物種數(shù)達(dá)到最多然后減少，在海拔2 050 m處三種坡向的物種數(shù)相差不大；隨著海拔的升高陽坡植被類型變化較小，主要以荊條、小葉香茶菜、多花胡枝子灌叢為主，陰坡與半陰半陽坡植被類型變化較大。草本植物物種變化較小，總體陽坡物種數(shù)最小，半陰半陽坡物種數(shù)最多，不同海拔梯度有不同的主要植被類型，這與干旱河谷降雨量小，蒸發(fā)量大有關(guān)，白龍江干旱河谷是在海拔760～2 200 m的區(qū)域，在海拔760 m以下，以及2 200 m以上降雨量明顯大于干旱河谷區(qū)域，干旱河谷地帶陰坡與半陰半陽坡的土壤含水量較大，蒸發(fā)量小[22]，物種數(shù)較多。

表1 不同海拔梯度主要植被類型與物種數(shù)

注：括號里面為物種數(shù) 下同。

Note:There is the number of species in brackets.The same as below.

本文選取重要值排名前13的灌叢物種作為研究對象[21]，從不同坡向灌木層的重要值與綜合優(yōu)勢比(表2)可知，河朔蕘花(WikstroemiachamaedaphneMeisn)在半陰半陽坡的重要值與綜合優(yōu)勢比均大于陰坡和陽坡，川甘亞菊(Ajaniapotaninii(Krasch.) Poljak.)在海拔850～2 050 m的半陰半陽坡均有分布，小葉香茶菜(Rabdosiaparvifolia(Batalin) Hara)、多花胡枝子(LespedezafloribundaBunge)和川甘亞菊在白龍江干旱河谷區(qū)域均勻分布，其它物種隨著海拔梯度的增加而減少，在海拔1 850 m以后消失的物種有野丁香(SyringapersicaLinn.f.persica)、荊條(VitexnegundoL.)、酸棗(ZiziphusjujubaMill.)、杭子梢(Campylotropismacrocarpa(Bge.) Rehd)和紅花巖黃耆(HedysarummultijugumMaxim)。各群落類型的分別主要受海拔、坡度、坡位和生境條件等小地形因素的控制[18]。

表2 主要灌木群落重要值特征和綜合優(yōu)勢比

注：括號中的數(shù)字表示綜合優(yōu)勢比。

Note:The number in parentheses represents the comprehensive advantage ratio.

3.2 不同坡向主要群落沿海拔梯度的生物多樣性特征

3.2.1不同坡向主要群落α多樣性的垂直變化

α多樣性是表征植被群落內(nèi)物種組成的一項重要指標(biāo)，植物群落也是對外界環(huán)境反映的集合體，其群落本身特征隨物種組成變化而變化。甘肅白龍江干旱河谷區(qū)域因特殊的地理環(huán)境，降雨不足，蒸發(fā)量大等，致使物種種類少且分布不均勻，灌叢物種類型較為豐富。不同海拔和坡向的α多樣性指數(shù)如表3。

由表3可知，不同坡向的生物多樣性隨著海拔的變化有較大的差異。灌木陽坡的物種豐富度指數(shù)D1、D2、物種多樣性指數(shù)SW、生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)SN都在海拔1 250 m最大，在海拔1 850 m最小，說明在海拔1 250 m時物種多樣性最大，在海拔1 850 m最??；種間機(jī)遇指數(shù)H在海拔2 050 m最大(1.249)是在海拔1 850 m最小(0.714)的1.75倍，在海拔2 050 m的灌叢群落與其它海拔的植物群落相遇的機(jī)率最高，在海拔1 850 m時最??；均勻度指數(shù)R在0.714～0.85變化不大，在海拔1 650 m處是海拔1 850 m的1.19倍，說明干旱河谷區(qū)域陽坡物種分別較為均勻。陰坡物種豐富度指數(shù)D1、D2都在海拔1 650 m最大，在海拔850和1 850 m最小且一致；物種多樣性指數(shù)SW和生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)SN在海拔1 050 m處最大，在1 850 m處最小，種間相遇指數(shù)H和陽坡的種間相遇指數(shù)一樣都在海拔2 050 m最大是在海拔1 850 m時最小的1.81倍；均勻度指數(shù)變化很小，在0.714～0.986，在海拔850 m最大是在海拔最小1 250 m的1.38倍。半陰半陰坡的物種豐富度指數(shù)D1、D2、物種多樣性指數(shù)SW都在海拔1 450 m最大，在850 m最小；生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)SN在海拔1 850 m最大(2.192)，在海拔850 m最小(1.214)；種間相遇指數(shù)H和均勻度指數(shù)R變化相對較小，種間相遇指數(shù)在0.708～0.924，在海拔1 250 m最大是在海拔850 m最小的1.31倍，均勻度指數(shù)在0.7～0.816，海拔2 050和1 650 m最大是在海拔1 050 m最小的1.17倍。不同海拔的物種多樣性變化較大，在同一海拔的不同坡向物種多樣性變化也較大。對同一海拔不同坡向的草本植物α多樣性，Gleason指數(shù)(D1)和Marglef指數(shù)(D2)變化趨勢一致，都是半陰半陽坡植物的Gleason指數(shù)(D1)和Marglef指數(shù)(D2)最大值最大，都在海拔1 450 m達(dá)到最大值。陽坡植物物種豐富度最大的海拔區(qū)域為1 250 m，陰坡和半陰半陽坡在海拔1 450 m處最大，這與陽坡獲得的光照有關(guān)；其它4種α多樣性指數(shù)在同一海拔不同坡向之間沒有明顯的變化規(guī)律。在群落多樣性梯度上，在不同的空間水平，群落各種α多樣性指數(shù)對于群落物種多樣性的貢獻(xiàn)不同[23]，總體白龍江干旱河谷不同坡向主要灌叢沿不同海拔物種α多樣性指數(shù)豐富度指數(shù)D1、D2大于生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)SN，其次是種間機(jī)遇指數(shù)H，均勻度指數(shù)R最小，及豐富度指數(shù)對物種多樣性貢獻(xiàn)率最大，依次是生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)SN、種間機(jī)遇指數(shù)H，均勻度指數(shù)對物種多樣性貢獻(xiàn)率最小。

3.2.2不同海拔主要灌叢群落α多樣性指數(shù)的相關(guān)關(guān)系

陽坡植物群落多樣性指數(shù)相關(guān)分析結(jié)果可知(表4)：物種豐富度指數(shù)D1、D2和物種多樣性指數(shù)SW多樣性指數(shù)之間在P<0.01水平上呈及顯著正相關(guān)，種間相遇指數(shù)H與其它指數(shù)之間呈正相關(guān)，均勻度指數(shù)P與其它多樣性指數(shù)之間呈負(fù)相關(guān)性，海拔只有與種間相遇指數(shù)H和均勻度指數(shù)R呈正相關(guān)，與其他指數(shù)呈負(fù)相關(guān)性。

注：**在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；*在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；A.海拔 下同。

Note:**means significant at the 0.01 probability level and*means.The same as below.

陰坡植物群落多樣性指數(shù)相關(guān)分析結(jié)果可知(表5)：物種豐富度指數(shù)D1、D2和物種多樣性指數(shù)SW多樣性指數(shù)之間在P<0.01水平上呈極顯著正相關(guān)，SN與豐富度指數(shù)D1、D2在P<0.05水平上呈顯著正相關(guān)，種間相遇指數(shù)H和均勻度指數(shù)R與其它指數(shù)之間呈正相關(guān)，海拔與物種多樣性指數(shù)D和種間相遇指數(shù)H呈正相關(guān)，與其他指數(shù)呈負(fù)相關(guān)性。

表5 陰坡主要灌叢植物群落多樣性指數(shù)相關(guān)性分析

半陰半陽坡植物群落多樣性指數(shù)相關(guān)分析結(jié)果可知(表6)：物種豐富度指數(shù)D1、D2和物種多樣性指數(shù)SW多樣性指數(shù)之間在P<0.01水平上呈極顯著正相關(guān)，種間相遇指數(shù)H與生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)SN也在P<0.01水平上呈極顯著正相關(guān)，種間相遇指數(shù)與豐富度指數(shù)D1、D2在P<0.05水平上呈顯著正相關(guān)，均勻度指數(shù)R與物種多樣性指數(shù)SW和生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)SN在P<0.05水平上呈極顯著正相關(guān)，與其它指數(shù)之間呈正相關(guān)，海拔與其他多樣性指數(shù)都呈正相關(guān)性。

表6 半陰半陽坡主要灌叢植物群落多樣性指數(shù)相關(guān)性分析

3.2.3 不同坡向主要群落β多樣性的垂直變化

β多樣性是用來分析多樣性沿環(huán)境梯度不同生境之間群落的變化速率,并用以反映不同群落間物種組成的差異[11]，也可以指示生境被物種分隔的程度、比較不同地段的生境多樣性，還是理解生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵[24]。

白龍江干旱河谷主要灌叢群落β多樣性指數(shù)隨著海拔梯度的變化見表7；隨著海拔的升高不同坡向植物的3種β指數(shù)均表現(xiàn)出先升高后減小的趨勢。由表7可知陽坡β多樣性在海拔1 250～1 450 m最大；陰坡群落的Whittaker指數(shù)(Bw)在海拔1 050～1 250 m最大(5.815)，Cody指數(shù)(Bc)和Routledge(Br)在海拔1 450～1 650 m最大；半陰半陽坡的Whittaker指數(shù)在海拔1 250～1 450 m最大，Cody指數(shù)(Bc)和Routledge(Br)也在海拔1 450～1 650 m最大，且各指數(shù)之間的變化相比陽坡和陰坡的變化小，說明半陰半陽坡植物之間的差異和變化較小。β指數(shù)波動與相鄰樣方之間的水平距離引起的物種群落構(gòu)成變化大小有關(guān)[25]。

表7 物種β多樣性指數(shù)

白龍江干旱河谷β多樣性在垂直水平上變化較大，同一海拔不同坡向的β多樣性變化也較大。在垂直水平方向上隨著海拔梯度的增加Routledge(Br)指數(shù)>Cody指數(shù)(Bc)>Whittaker指數(shù)(Bw)，Routledge(Br)指數(shù)和Cody指數(shù)(Bc)在垂直方向上變化大于Whittaker指數(shù)(Bw)。陽坡植物草本β多樣性指數(shù)Routledge(Br)指數(shù)和Cody指數(shù)(Bc)隨著海拔的升高均表現(xiàn)出先增后減再升的趨勢，在海拔區(qū)間1 050～1 250 m時最大，Whittaker指數(shù)(Bw)隨著海拔的升高變化較小，也在海拔區(qū)間1 050～1 250 m時最大。陰坡草本植物的Routledge(Br)指數(shù)和Cody指數(shù)(Bc)在海拔1 250～1 450 m達(dá)到最大，而Whittaker指數(shù)(Bw)在海拔1 450～1 650 m達(dá)到最大；半陰半陽坡草本植物的Routledge(Br)指數(shù)和Cody指數(shù)(Bc)在海拔1 450～1 650 m達(dá)到最大，而Whittaker指數(shù)(Bw)在海拔1 250～1 450 m達(dá)到最大。

4 討論

(1)通過對白龍江干旱河谷植被群落調(diào)查，灌叢群落為主要優(yōu)勢種，共有灌木植物130種，分屬于55科、93屬，中國特有種10種，主要以薔薇科植物為主，草本植物共計43種，隸屬21科37屬，屬于中國特有的1種，菊科植物為主，不同海拔梯度同一坡向物種數(shù)不同，同一海拔不同坡向物種數(shù)也不同，隨著海拔的升高不同坡向物種數(shù)表現(xiàn)為先增加后減少的趨勢，同一海拔梯度內(nèi)不同坡向主要植被類型也不同。

(2)群落α多樣性具有海拔梯度、緯度梯度等多種環(huán)境梯度格局[23]，海拔梯度作為環(huán)境梯度格局中的主導(dǎo)梯度[26]。在白龍江干旱河谷區(qū)域生物多樣性研究中，陽坡灌叢群落在海拔1 250 m出現(xiàn)最大值，陰坡灌叢植物在海拔1 650 m出現(xiàn)最大值，半陰半陽坡灌叢群落在海拔1 450 m出現(xiàn)最大值，隨著海拔的升高，出現(xiàn)灌叢群落多樣性峰值的坡向依次是陽坡、半陰半陽坡和陰坡。

(3)群落中物種β多樣性反映了一定距離水平上群落物種組成的差異以及環(huán)境梯度上群落物種組成的更替[23]。研究發(fā)現(xiàn)灌木群落的Whittaker多樣性在不同坡向中變化不大，最大值出現(xiàn)在海拔1 250～1 650 m；其它β多樣性指數(shù)在海拔區(qū)域1 450～1 650 m出現(xiàn)最大值，但是大體呈現(xiàn)出波形變化。

白龍江干旱河谷區(qū)域群落物種組成受海拔和坡向等因子影響較大，不同海拔梯度同一坡向物種數(shù)不同，同一海拔不同坡向物種數(shù)也不同，隨著海拔的升高不同坡向物種數(shù)表現(xiàn)為先增加后減少的趨勢，同一海拔梯度內(nèi)不同坡向主要植被類型也不同，不同海拔主要植被類型也相差較大，同一海拔不同坡向植被類型也相差較大，這與金慧[23]等研究一致；不同海拔梯度之間陰坡與半陰半陽坡主要植被類型生物多樣性隨海拔升高變化較大，陽坡主要植被類型生物多樣性隨著海拔升高變化較小，陽坡土壤自然含水量小，光照充足，蒸發(fā)量較大，部分地表裸露等可能導(dǎo)致陽坡植物生物多樣性隨著海拔升高變化較小，這與郭星[22]等人的研究一致；在白龍江干旱河谷區(qū)域不同海拔坡向植物群落的均勻度變化較小，說明灌叢分布較為均勻，變化較??；在白龍江干旱河谷區(qū)域內(nèi)物種多樣性整體表現(xiàn)出先增加后減小的趨勢，隨著海拔的升高，水分、光照、蒸發(fā)等條件的變化，表現(xiàn)出物種多樣性不一致，這與王長庭[27]等人研究一致。隨著植物群落演替的進(jìn)行，種間的正負(fù)關(guān)聯(lián)將趨于正關(guān)聯(lián)，直至植物種間達(dá)到穩(wěn)定共存的局面，演替越到后期，正關(guān)聯(lián)的種對數(shù)越多，這與陳文思[28]等人研究一致。在白龍江干旱河谷主要灌叢生物多樣性研究中，海拔相近的區(qū)域，除了坡向以外，還有其它因子影響生物多樣性，本文中并未涉及，但是不容忽視。因此在以后的研究中在海拔梯度一致盡量涉及其它因子對生物多樣性的影響有待進(jìn)一步研究。

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Gansu youth science and technology fund project(145RJYK278);Gansu forestry science and technology project(2015kj048,2015kj051,2016kj058,2016kj062)

introduction：WANG Fei(1986—),male,bachelor of science,Engineer,mainly engaged in forestry ecological research.

date:2017-05-17

TheDifferentAltitudeGradientChangeRulesoftheMainShrubCommunityinAridValleysoftheBailongjiangRiverwithDifferentSlope

WANG Fei1,2TU Cai-Yun1,2CAO Xiu-Wen1,2**LIU Jin-Qian1,2YANG Yong-Hong1,2ZHANG Tao1,2QI Hao1,2

(1.Institute of Forestry Science,Bailongjiang Forestry Management Bureau of Gansu provience,Lanzhou 730070；2.Gansu Bailongjiang National Forest Ecosystem Research Station,Zhouqu 746300)

The change rules of different slope on the structure characteristics and species diversity of the Main shrub community in arid valleys of the Bailongjiang River were studied with Quadrat survey method. Aim to understand the vegetation characteristic and Species diversity changes from different elevation gradient of arid valleys in bailongjiang river, It will provides the theory basis for vegetation restoration in this region.Results show that: (1)species are different in the same slope of different altitude gradient, as well as in the different slope of same altitude gradient. with the increase of altitude,the species of different slope show that increased after decreased first, The main vegetation types are also different in the same slope of different altitude gradient; (2)With the increase of altitude gradient , α-diversity of shrub community and α-diversity of herb community in different slope all showed that a trend from rise to decline . Correlation analysis was carried out on the α-diversity index, contribution rate of species diversity for the species diversity is the largest，it is showed that the richness index(D1, D2)> ecological dominance index(SN)> interspecific opportunity index(H)> evenness index of community(R); (3)With the change of altitude gradient, β-diversity Whittaker index of the main shrub community have less change in different slope ，the maximum appeared at an altitude of 1 250-1 650 m，Routledge and Cody β-diversity index between an altitude of 1 450-1 650 m reache maximum, but generally presents the waveform changes. β-diversity of herb community have larger change, At an altitude of 1 050-1 250 m, β-diversity of herb community in the sunny slope reaches maximum. At an altitude of 1 250-1 450 m，β-diversity index of herb community in the semi-shady slope and semi-sunny slope reaches maximum, β-diversity index of herb community in the semi-shady slope and semi-sunny slope were higher than sunny slope. Species diversity α and diversity β are different that in Different slope directions and different altitudinal gradients in dry valleys of Bai Long River and different slope directions have a certain correlation with the change of altitudinal gradient, species diversity α and diversity β indicating that elevation and slope directions are one of the main factors affecting biodiversity.

arid valleys;shrub;altitude;slope direction;α-diversity;β-diversity

甘肅省青年科技基金計劃項目(145RJYK278)；甘肅省林業(yè)科技項目(2015kj048,2015kj051,2016kj058,2016kj062)

王飛(1986—)，男，本科，工程師，主要從事林業(yè)生態(tài)研究。

* 通信作者：E-mail:1336190642@qq.com

2017-05-17

* Corresponding author：E-mail:1336190642@qq.com

S719

A

10.7525/j.issn.1673-5102.2018.01.004