賀蘭山西坡淺山帶植物多樣性分析

摘要：研究了賀蘭山西坡淺山帶（海拔1 250-2 200 m）的物種多樣性、科屬多樣性、植物多樣性和植物區(qū)系地理成分多樣性特征。結(jié)果表明，賀蘭山西坡淺山帶的植物總數(shù)為181種，隸屬于38科105屬。在海拔1 400 m以下，藜科、禾本科、豆科和菊科所占的比例較高；海拔1 400-1 600 m，植物科屬也以菊科、豆科、禾本科和藜科為主，與海拔1 400 m以下相比，菊科、豆科植物明顯增多，藜科植物明顯減少；海拔1 600-1 800 m，禾本科植物的數(shù)量最多，菊科、豆科植物次之；海拔1 800-2 000 m，菊科植物數(shù)量最多，禾本科、豆科植物顯著減少，同時薔薇科植物大量出現(xiàn)；海拔2 000 m到林線，以菊科、薔薇科、豆科和禾本科植物為主，同時也有部分忍冬科、茜草科植物分布。隨著海拔的升高，物種豐富度指數(shù)逐漸增大；多樣性指數(shù)在中、低海拔帶較小，高海拔帶較大；均勻度指數(shù)在中海拔帶較小，在低海拔、高海拔帶較高。植物區(qū)系地理成分包括9個分布類型和4個變型。

關(guān)鍵詞：植物多樣性；地理成分；海拔梯度；賀蘭山西坡；淺山帶

中圖分類號：S718.54 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）23-5730-05

山地由于具有濃縮的環(huán)境梯度和高度異質(zhì)化的生境、相對較低的人類干擾強度以及地質(zhì)歷史上常成為大量物種的避難所和新興植物區(qū)系分化繁衍的搖籃等特點，發(fā)育和保存著較高的生物多樣性，并成為全球生物多樣性研究和保護的重點區(qū)域[1]。山地植物群落多樣性隨海拔高度的變化規(guī)律一直是生態(tài)學家感興趣的問題。馬克平等[2]在北京東靈山地區(qū)的植物群落多樣性的研究表明，該地區(qū)的物種豐富度指數(shù)和物種多樣性指數(shù)隨海拔的升高而下降，物種均勻度則隨海拔升高而增加；張麗霞等[3]對蘆芽山植物群落多樣性的研究結(jié)果也印證了這種變化趨勢；趙淑清等[4]對長白山北坡植物群落物種多樣性的研究結(jié)果表明，隨著海拔的升高，喬木層和灌木層的物種豐富度呈下降趨勢，而草本層沒有明顯變化；王國宏[5]在祁連山北坡的研究則表明，中等海拔地帶草本層物種豐富度和多樣性最高，灌木層次之，喬木層變化不明顯。此外，還有不少山地生物多樣性的案例研究[6，7]。然而，對于中國北溫帶草原和荒漠過渡帶的賀蘭山地區(qū)的植物群落多樣性研究相對較少[8，9]。

賀蘭山橫跨寧夏、內(nèi)蒙古兩個自治區(qū)，隸屬于北溫帶草原和荒漠的過渡帶，位于銀川平原和阿拉善高原之間。賀蘭山以其特殊的地理位置、豐富的動植物資源、重要的水源涵養(yǎng)和獨特的生態(tài)旅游資源，充分發(fā)揮著巨大的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。賀蘭山作為西北地區(qū)一道極為重要的生態(tài)屏障，不但阻隔了騰格里沙漠的東移，保護了寧夏平原，還對源于阿拉善的沙塵暴有巨大的攔截作用。通過實地考察，對位于內(nèi)蒙古境內(nèi)賀蘭山西坡淺山帶的植物多樣性進行了較為全面和系統(tǒng)的研究，不僅可以為我國生物多樣性研究提供新資料，而且可為賀蘭山的生物多樣性保護和資源的合理開發(fā)利用提供重要參考。

1 研究區(qū)概況

由于賀蘭山地處內(nèi)陸，東南來的濕潤氣候因受秦嶺、六盤山等高山阻擋，對其影響甚微，而西北直接受蒙古高壓影響，全年為西北風所控制，加上西伯利亞冷空氣入侵，形成典型的大陸性氣候。冬季干燥嚴寒，盛行西北風，夏季天氣干燥炎熱，降水量很少。山麓地帶由南向北，年平均氣溫8.2～8.6 ℃，其中，1月平均氣溫-6.8 ℃，7月平均氣溫23.8 ℃；年≥10 ℃的活動積溫3 209.2 ℃；年降水量250～438 mm，降水量少而集中，多集中在7、8、9月，3個月的降水量占全年降水量的60%～70%；年蒸發(fā)量1 600～1 800 mm，年平均無霜期229 d[10]。

2 研究方法

根據(jù)2005年9月和2006年6月對賀蘭山西坡淺山帶（105°43′-105°56′E，38°24′-39°08′N）典型植被的調(diào)查結(jié)果，結(jié)合《賀蘭山國家級自然保護區(qū)植被類型圖》（1990年版），在賀蘭山西坡山麓由南向北依次設置5條10 m寬的樣帶，包括在南段的狹子溝、中段的哈拉烏溝、南寺以及北段的大西溝、亂柴溝；在對每條樣帶分布的植被群落調(diào)查時，沿海拔梯度設置樣方，其中狹子溝設置8個樣方，南寺設置6個樣方，哈拉烏溝、大西溝和亂柴溝各設置12個樣方，5條樣帶共計50個樣方。灌叢樣方4 m×4 m，調(diào)查記錄灌木、幼樹的物種名、高度、多度和蓋度，并記錄樣方內(nèi)出現(xiàn)的物種數(shù)和個體數(shù)；草本樣方1 m×1 m，調(diào)查記錄草本、灌木物種名、高度、多度和蓋度，同時記錄樣方內(nèi)出現(xiàn)的物種數(shù)。

3.2 賀蘭山西坡淺山帶植物科多樣性

3.3 賀蘭山西坡淺山帶植物物種多樣性

由圖1可以看出，在海拔1 250-2 200 m，隨著海拔的升高，賀蘭山西坡的物種豐富度指數(shù)總體呈增大趨勢，海拔1 250 m處的物種豐富度指數(shù)僅為0.743，海拔2 200 m處的物種豐富度指數(shù)高達2.440，是海拔1 250 m處的3.28倍。Simpson多樣性指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)均表明，在海拔1 250-1 950 m，賀蘭山西坡的植物物種多樣性指數(shù)較低，分別為0.559～0.846和0.889～2.099，在海拔 1 950-2 200 m，植物多樣性指數(shù)明顯升高，Simpson多樣性指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)最大值分別達到0.902和2.438。Pielou均勻度指數(shù)和Gini均勻度指數(shù)在賀蘭山西坡淺山帶呈雙峰形，即低海拔和高海拔植被帶具有較高的均勻度，中海拔植被帶具有較低的均勻度。

3.4 賀蘭山西坡淺山帶植物區(qū)系地理成分多樣性

賀蘭山地處蒙古高原中部南緣、華北黃土高原西北側(cè)，西南臨近青藏高原東北部，所以成為來自蒙古、華北、青藏高原以及其他植物成分相互滲透的匯集地，不僅使該地區(qū)植物區(qū)系的地理成分變得復雜多樣，而且具有顯著的過渡性特征。植物區(qū)系地理成分主要包括亞洲中部草原成分、哈薩克-蒙古成分、亞洲中部荒漠成分等9個分布型和4個變型，代表性的喬灌木及草本物種見表2。

4 討論

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[11，12]，而海拔梯度被認為是影響物種多樣性格局的決定性因素之一[13，14]。盡管幾個世紀以前，人們已經(jīng)認識到了物種多樣性隨海拔梯度變化的現(xiàn)象，但就這一問題至今尚未形成普遍共識。

對賀蘭山西坡植物多樣性的研究結(jié)果表明，該地區(qū)物種豐富度指數(shù)隨海拔的升高而增大，多樣性指數(shù)在中、低海拔帶較小，高海拔帶較大，均勻度指數(shù)在中海拔帶較小，在低海拔、高海拔帶較高。顯然，賀蘭山地區(qū)的植物多樣性分布規(guī)律與北京東靈山具有較大差異，與同屬西北干旱區(qū)山地的近鄰祁連山的植物多樣性分布規(guī)律也有一定的差異。這可能與賀蘭山正好是我國北溫帶草原與荒漠的過渡帶有關(guān)。在賀蘭山西坡，隨著海拔的升高，降雨量逐漸增加，氣溫逐漸下降，土壤水分條件有所改善，導致海拔梯度上物種豐富度指數(shù)呈逐漸增大的趨勢。低海拔帶由于降雨量稀少，蒸發(fā)強烈，加上近50多年的放牧干擾，導致1 600 m以下植被蓋度較小，多樣性指數(shù)較低；盡管中海拔帶降雨量有所增加，氣溫有所下降，水熱組合在該范圍內(nèi)也達到了最佳，但由于形成了針茅屬群落的單優(yōu)勢種，導致了海拔 1 600-1 800 m范圍內(nèi)植物多樣性較低，也正是由于在該梯度范圍內(nèi)形成了針茅屬群落的單優(yōu)勢種，才使得中海拔帶的均勻度指數(shù)明顯小于低海拔帶和高海拔帶。在高海拔帶，灰榆、小葉金露梅、蒙古扁桃等灌木的蓋度并不大，這些稀疏的灌木枝條可以給地面提供更多的光照，加上適宜的溫度和降水，導致高海拔帶具有較高的植物多樣性。

賀蘭山西坡植物群落的均勻度指數(shù)呈雙峰形表明，海拔 1 800 m處的生境異質(zhì)性較高。因此，1 800 m可能是荒漠草原帶和疏林灌叢帶的分界線，基于此，今后植物資源保護工作的重點有必要放在這個地段。

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