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1、黄土丘陵区天然群落的植物组成与生态适应性群落的组成是反映结构变化的重要指标。群落植物组成和区域组成是了解群落特征的基础 和关键。群落的植物物种多样性是表征植物群落结构的重要参数,能客观的反映群落内物 种组成的变化，其中物种多样性、物种丰富度是生态恢复的核心指标。由于环境因子对群 落的物种组成有着深刻的影响，因此,群落的物种多样性必然要反映环境对群落的这种影响本研究选择具有代表性的4种立地条件,通过对不同立地条件下天然植物群落组成、植物 多样性及其与环境因子的关系的研究，从群落结构组成的空间变异来分析环境因子对群落 组成和植物多样性的影响,探索陕北黄丘陵区天然群落自然恢复过程中群落的结构组成、
2、多样性与环境因子的关系，为该区植被恢复提供有效借鉴。1研究领域的总结和研究方法1.1 旱半干旱区人工湿地植物生长特性研究区位于陕北安塞县高桥乡，主要为梁郎状黄土丘陵。全区海拔10001400nl，年均日照时 数23002570h,年均降雨量490. 5663. 3mm,多集中在7-9月份,属干旱半干旱区。年均温 7.710.6,无霜期1574,10积温3170.3。土壤以黄绵土为主。地带性植被为森林 草原，植物以菊科(Compositae)、豆科(Leguminosae)、禾本科(Poaceae)和蔷薇科 (Rosaceae)的物种为主。分布较广且有代表性的植物种有铁杆蒿(Artemisia
3、sacrorum) 达乌里胡枝子(Lespedeza dahurica) 白羊草(Bothriochloa ischaemum) 长芒草(Stipa bungeana) 菱蒿(Artemisia giraldii)等。1.2 学习方法1.3 . 1调查样地的设置在高桥北宋塔、任台沟和刘坪沟3条沟道，选择群落类型相同、外貌相似的4个立地8个 群落(设2个重复)，这4个立地分别是阴坡上坡位、阴坡下坡位、阳坡上坡位和阳坡下坡 位俵1) O2008年6月、8月、10月初，用样方法进行群落调查，研究区的灌木基本上都是矮小的半灌 木，因此灌木样方面积为2mX2m,草本样方面积为ImX 1m,每个样地设置1
4、0个样方。调查 指标包括植物种类、高度、盖度、多度、频度和生活型等。3次调查的数据取其平均值用 作数据处理。生境因子记录地理位置、海拔高度、坡向以及坡度。样地设置与分析于2008年6月、8月、10月初，用烘干称重法测定OlOOcm 土层（除表层为010cm外，其 余为每20cm 一层）的土壤含水量。每块样地设置3次重复,取平均值作为该样地当月的土 壤含水量。2008年8月采集土样进行土壤养分分析。取样深度为020和2040cm,按S形设5个重复, 同一样地5个重复的土样按相同层次混合成一个样品，风干、磨碎、过筛，以四分法将土样 调减到所需的量。有机质测定采用重铭酸钾容量法外加热法1. 2. 3
5、 物种总数（simpson）重要值（IV）的计算公式生物多样性指数采用Simpson指数D、Shannon-Wiener （1949）指数H、Patrick （1949）丰富 度指数D式中：S为物种总数;N1.1 .4生命类型的定义本研究用Whittaker的生长型系统来表示生活型，即用群落中植物茎的木质化程度来确定 生活型1.3 处理数据数据采用SPSS 13. 0软件进行分析。2结果与分析2. 1坡向植物的组成由表2可知，不同立地的群落，物种的组成数目从大到小的顺序为：阴坡下坡位）阴坡上坡位 阳坡下坡位阳坡上坡位。各群落相比，属的个体数之和与种的组成有相同的规律，即阴坡 属的数目大于阳坡，
6、下坡位物种属数大于上坡位。从大类群的组成来看，阴坡科的数目大于 阳坡；同一坡向不同坡位相比，阴坡2个立地的科数目相同，阳坡下坡位科的数目是上坡位 的2倍;植物组成以双子叶居多，单子叶次之,裸子植物最少;且都属于高等植物。4个立地各群落植物种类属于菊科、禾本科、豆科、蔷薇科这4大科的比例较高，群落植物 组成主要集中在这4大科内。这4大科中又以菊科物种最多，禾本科次之,豆科较少,蔷薇 科最少。其中阴坡上坡位这4大科植物占本群落植物种之和的64. 58%,阴坡下坡位占 68. 42%,阳坡上坡位占86. 76%,阳坡下坡位占74. 19%。相对而言,这4大科的植物更适合阳 坡生长,主要原因是菊科、禾
7、本科等植物比较能适应干旱的环境。2.2 不同坡向的优势种和伴生种重要值表示一个种的优势程度,是反映该种群在群落中的相对重要性的一个综合指标和对 所处群落的适应程度 由表3可知,有些物种虽然在不同立地条件下均有分布，但是在不同群落中的功能和作用却 不同，如铁杆蒿在阴坡上坡位、阳坡上坡位、阳坡下坡位均为优势种，而在阴坡下坡位为亚 优势种。达乌里胡枝子在阴坡上坡位和阳坡上坡位是伴生种,而在阳坡下坡位却是亚优势 种。同一坡向的上、下坡位，优势种和伴生种重要值不同，因此形成的群落结构也不一样。铁杆 蒿和南牧蒿(A. eriopoda)在阴坡上坡位和阴坡下坡位均占有重要地位，只不过优势种和亚 优势种刚好互
8、换。阳坡的上坡位和下坡位的优势种均为铁杆蒿，而阳坡上坡位的亚优势种 为无芒隐子草(Cleistogenes songorica)和菱蒿，阳坡下坡位的亚优势种为达乌里胡枝子。 杠柳(Periploca sepium)在阳坡的2个坡位均为伴生种,而在阴坡的2个坡位虽然也有分 布，但其重要程度却比不上阳坡的2个坡位。由表3还可看出各个立地优势种的重要值均较小,重要值指数分配比较分散。如阳坡上坡 位的铁杆蒿的重要值为所有物种中最大的重要值，仅仅为18. 42%,各个样地主要伴生种的重 要值指数均较小。因此各个群落中物种的优势地位不是很明显。2.3 灌木群落的物种组成几种生活型相比,各个立地有相同的趋势
9、：多年生草本植物占优势,重要值之和均大于 59.73%,其次是半灌木，一、二年生草本植物和灌木的比例均较小。同一坡向不同坡位相比, 一、二年生草本植物和灌木均是下坡位优于上坡位。而多年生草本植物和灌木的重要值却 是上坡位大于下坡位。各个立地的群落中，灌木主要局限在几个物种之间，如阴坡上部是灌木铁线莲(Clematis fruticosa) 尖叶胡枝子(Lespedeza juncea);阴坡下坡位的灌木是杠柳、紫丁香 (Syringa oblata) 柔毛绣线菊(Spiraea pubescens) 尖叶胡枝子和山莓(Rubus corchorifolius);阳坡上坡位是灌木铁线莲、杠柳和狼
10、牙刺(Sophora viciifolia);阳坡 下坡位是灌木铁线莲、杠柳、扁核木(Prinsepia uniflora).紫丁香和狼牙刺。立地之间 相比,下坡位的灌木物种多于上坡位。各立地的半灌木物种数目相同，均是铁杆蒿和达乌里 胡枝子。草本植物主要以禾草类和蒿草类为主。2.4 群落相似性系数(jaccd)群落相似性表示2个群落共有的基本特征,相似性的大小直接反映群落间的相似程度。相 似性系数是测量群落间或者样方间种类组成上的相似程度的一种指标。二元数据Jaccord 相似系数结果表明(表5):阳坡上坡位和阳坡下坡位的群落相似性最大,2个相似系数为 0. 5429,阴坡的上下2个坡位次之,
11、相似性系数为0. 4474。阴坡下坡位与阳坡上坡位相似性 最小，相似系数为0.2388。即同坡向不同坡位的群落间相似性较高,而不同坡向不同坡位 的群落间相似性较低。2.5 物种多样性的影响4种立地条件下，相同坡位不同坡向相比,Simpson指数和Shannon-Wienner指数具有相同 的规律：阳坡大于阴坡;Patrick丰富度指数表现为阴坡大于阳坡。同一坡向不同坡位相 比，Simpson指数、Patrick丰富度指数以及Shannon-Winner指数均是下坡位大于上坡位。经Tukey多重比较,各立地群落中Patrick丰富度指数表现为：阴坡与阳坡相比时不论是上 坡位还是下坡位均达显著水平
12、(P0. 05),且阴坡下坡位分别与阳坡上坡位和阳坡下坡位的 差异达极显著水平(P=0. 00350, 01, P=0. 0079o. 05) o说明随着海 拔、坡向也会对物种多样性产生影响，但是海拔和坡向对多样性的影响远不如土壤含水量、 坡度以及有机质含量明显。由表8可知:土壤含水量与多样性指数之间的回归分析的t值为4. 4917,其值大于检验值t3讨论和结论3. 1不同植物种类群落的生态适应性黄土丘陵区由于其特殊的地理位置和生态环境,土壤水分具有非常重要的意义,它不仅影响 植物的个体发育,而且决定着植物的类型，限制植被的分布本研究中，各立地群落植物的种类主要集中在菊科、禾本科、豆科、蔷薇科
13、，其他科的物种 相对少且分散,这4大科的植物具有较强的生态适应性,能适应陕北黄土丘陵区干旱少雨、 土壤贫瘠的生态环境,是各个立地群落的主要组成部分;其中铁杆蒿在各立地均有分布,且 重要值相对较大,为各个立地的优势种或者亚优势种,表明菊科中的铁杆蒿在当地分布范围 很广,适应性强,在植被恢复重建过程中该种应优先考虑。群落的结构组成是群落的基本特征,分类上来自不同科、属的植物形态特征上的差异，也可 能预示着差异多样的生态属性。重要值表示一个种的优势程度,是反映该种群在群落中相 对重要性的一个综合指标和对所处群落的适应程度 不同立地条件下的群落，因组成群落各物种的生物、生态学特性不同，使群落的结构组成
14、表 现出一定差异。该研究中出现群落结构简单，物种单一且数目偏少，科、属和种相对集中， 以及物种的生活型是以草本植物占据优势、灌木和半灌木较少的局面,主要与陕北黄土丘 陵区干旱少雨的大环境有关，其次是由组成群落物种的生物学特性所决定。3.2立地条件的影响在本研究中，不同立地条件下群落的Simpson指数、Shannon-Wiener指数以及Patrick丰 富度指数的变化规律主要与各个立地的水分条件关系密切。因此在该区进行植被建设时应 优先选择水分条件较好的阴坡以及下坡位,在改变局部环境的情况下,逐渐改变该区的生态 环境。植物与环境存在着一定的相互关系，环境对植物群落的组成、结构、功能、成因、动态分 布等都有影响综上所述，生境的多样性影响群落的结构组成及其物种多样性。不同立地条件下的群落，因 生态因子的差异对物种的分布格局、群落类型产生影响，又由于组成群落的各个物种具有 生态生物学特性的异质性,从而导致了不同立地条件下群落结构和生物多样性的变化。土 壤含水量对该区植物群落的结构组成及其多样性起着关键性的作用，是黄土高原植被恢复 和重建的关键性因子。