長治濕地主要植被類型及其多樣性梯度特征分析

傅英華

摘 要 濕地生態系統作為三大生態系統之一，對于區域乃至全球可持續發展具有重要的作用，已成為當代生態學研究的重點。研究以山西省長治市濕地為研究對象，采用TWINSPAN分類方法分析了該濕地生態系統的主要植被類型，并對每種植被類型的生物多樣性關系進行了分析。揭示了長治濕地主要植被類型及其多樣性梯度特征，表明水分和人為的干擾是決定生物多樣性的主要因子。研究將為濕地的規劃和建設提供新的思路和方法，為進一步研究濕地的植被群落特征奠定基礎，為濕地生態系統的動態發展研究作出貢獻。

關鍵詞 長治濕地；植被類型；生物多樣性；梯度特征

中圖分類號：Q948 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2014）27-0-02

濕地作為全球三大生態系統之一，是地球表層最獨特的生態系統和過渡性景觀，是地球表層系統最重要的“物種基因庫”，濕地為人類生產生活提供了水資源、生物資源、能源（泥炭、海鹽等）、交通和旅游等資源，是地球上最具親和力的生態系統之一。近年來，我國濕地研究方興未艾，取得了一批研究成果。

濕地生物多樣性是所有濕地生物種類、種內遺傳變異和它們的生存環境的總稱，包括所有不同種類的動物、植物和微生物及其所擁有的基因以及它們與環境所組成的生態系統。濕地生物多樣性包括生態系統、物種和遺傳多樣性3個層次。

1 研究目的及意義

濕地生物多樣性在區域生態系統中具有重要的意義，是區域生態系統中的重要組成部分，通過對進行長治濕地植被類型分析，為濕地的規劃和建設提供新的思路和方法，為進一步研究濕地的植被群落特征奠定基礎，為濕地生態系統的動態發展研究作出貢獻。通過采用TWINSPAN等級分類法對長治濕地植被群落類型和生物多樣性的調查和研究，探尋其植被群落的演替規律，為濕地的保護和規劃提供可行性的意見，保持濕地生態系統的穩定性，促進地區性可持續發展。

2 研究地區概況和研究方法

2.1 研究地區概況

2.1.1 地理位置

長治濕地位于山西省長治市主城區西北部，北緯36°14'，東經113°02'，平均海拔高度920 m。東倚太行山，與河北、河南兩省為鄰，西屏太岳山，與臨汾市接壤，南部與晉城市毗鄰，北部與晉中市交界。區域規劃面積11 120 hm?，其中濕地總面積超過2 000 hm?，水域面積2 400 hm?。

2.1.2 氣候

長治濕地地處上黨盆地，位于東亞季風區西北邊緣。長治屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，全年冬無嚴寒，夏無酷暑，雨熱同季。年平均氣溫在8.6～10.5 ℃之間，氣候條件與避暑山莊承德相近。1月份最冷，平均最低氣溫為-6.7 ℃；7月份最熱，平均最高氣溫為22.6 ℃，號稱“無扇之城”。年日照時數2 418～2 616 h，一般年降水量在537.4～656.7 mm，年平均無霜期在156.8～181.9 d，年平均風速為1.5～3.0 m/s之間。

2.2 研究方法

2.2.1 樣地設置及外業調查

根據本文研究內容的要求，依據已有的圖面、文獻資料，結合實地踏查，在長治濕地地帶選取調查采樣點12個（分別用A、B、C、D等表示），每個采樣點附近選取采樣樣方9個（其中灌木樣方3個，草本樣方6個），共選取樣方108個。草本樣方分別用A1-A6、B1-B6等表示。灌木選取樣方面積取2 m×2 m，草本樣方面積取1 m×1 m，灌木層分別調查密度、蓋度、高度、頻度等四項指標，而草本層分別調查蓋度、頻度等指標。108個樣方共記錄了217個植物種，其中草本種200個，木本植物17個，分別得到了36×17和72×200的木本植物和草本植物原始數據矩陣。

2.2.2 數據處理

植物種用重要值作為綜合數量指標。重要值計算公式如下：

重要值計算在excel軟件中進行。

2.2.3 群落類型分類

采用TWINSPAN軟件分別對得到的草本植物和木本植物原始數據矩陣進行草本植物群落和木本植物群落分類，本文數量分類中采用的TWINSPAN軟件是由Hill（1979）設計的，它是采用指示種進行的雙向等級分類。

2.2.4 生物多樣性計算

一般來說，在對一個群落和一個區域物種多樣性進行研究時，一般從豐富度指數、均勻度指數和多樣性指數三個指數出發，綜合分析比較物種的多樣性及其影響因素。基于此，將采用以上三種指數來分析長治濕地木本植物和草本植物群落多樣性，其計算公式如下：

豐富度指數采用公式：richness=Ln（s）

均勻度指數采用Pielou均勻度指數：

多樣性指數采用shannon-wiener公式：

其中

以上公式中為種的相對重要值；為種的重要值：為種所在樣方的物種總數.即豐富度指數。

2.2.5 生物多樣性梯度特征分析

對前面分類得到的植物群落類型，結合群落環境，群落演替地位及生境干擾狀況，進行植物群落類型的生態適應性功能組劃分，分析沿水分梯度、生境干擾梯度的生物多樣性變化格局。

3 結論與討論

3.1 結論

第一，草本群落類型包含蘆葦、香蒲、稗子、水芹和紅蓼、野艾蒿、灰綠藜、箻草以及草木樨、狗尾草、旋復花等11個群叢，其中蘆葦、香蒲、稗子、水芹、紅蓼為原生植物，它們占有較大面積，但在人為干擾較多的地帶，出現了一些退化植被，其中包括野艾蒿、灰綠藜、箻草、草木樨、狗尾草、旋復花等，這些次生植物占據面積較小。

第二，木本植物群落類型包括柳灌叢、楊樹矮林、青楊純林和楊柳混交灌叢。

第三，生物多樣性指數在不同草本植物群落類型之間都呈現相同的變化趨勢，表現如下：蘆葦群叢>紅蓼群叢>稗子群叢>香蒲群叢>水芹群叢>狗尾草群叢>旋復花群叢>灰綠藜群叢>草木樨群叢>箻草群叢>野艾蒿群叢，原生植被生物多樣性大于次生植被。而在木本植物群落類型之間變化趨勢如下：楊柳混交灌叢>楊樹矮林>柳灌叢。

第四，根據TWINSPAN的分類方法生態適應性功能組包括：濕生草本植物群落、旱生或中生草本植物群落、木本植物群落。生態適應性功能組的生物多樣性沿水梯度變化規律表明：水因子是引起該區濕地植物群叢類型變化和物種多樣性大小的主導因素。也是決定濕地群落結構和功能的主要因素。此外，人類干擾引起的土地利用變化和旱生物種入侵也是影響該區群叢類型和生物多樣性的主要因素。

3.2 濕地植物多樣性環境梯度特征

濕地植被的結構、功能及其多樣性能綜合反映濕地生態環境的基本特點、功能特性及其動態趨勢。本研究發現，該地原生濕地植被類型較為豐富，但由于受人類的干擾較為嚴重，原生濕地植被正在發生不同程度的退化和演變，這說明影響該區濕地植被類型多樣性的主要因素是人類干擾及其帶來的濕生環境旱生化現象。這與葛繼穩、馬秀梅、陸軍等的人研究結果相似，這些說明，濕地植物多樣性主要受濕地水環境的變化和濕地人為干擾程度的雙重影響。此外，其他因素如生態入侵、種間競爭等也會影響濕地植物群落多樣性。

參考文獻

[1]安樹青.濕地生態工程[M].北京：化學工業出版社，2003.

[2]崔麗娟，張曼胤.人類干擾對安慶沿江濕地植物多樣性的影響[J].林業科學研究，2005，18（4）.

[3]代紅艷.人工濕地植物的研究[J].太原大學學報，2007，8（4）.

[4]葛繼穩，蔡慶華，劉建康等.梁子湖濕地植物多樣性現狀與評價[J].中國環境科學，2003，23（5）.

[5]何斌源，范航清，王瑁等.中國紅樹林濕地物種多樣性及其形成[J].生態學報，2007，27（11）.

[6]何太蓉.重慶市濕地資源利用中存在的問題及對策[J].重慶師范學院學報：自然科學版，2012（9）.

（責任編輯：劉昀）endprint

摘 要 濕地生態系統作為三大生態系統之一，對于區域乃至全球可持續發展具有重要的作用，已成為當代生態學研究的重點。研究以山西省長治市濕地為研究對象，采用TWINSPAN分類方法分析了該濕地生態系統的主要植被類型，并對每種植被類型的生物多樣性關系進行了分析。揭示了長治濕地主要植被類型及其多樣性梯度特征，表明水分和人為的干擾是決定生物多樣性的主要因子。研究將為濕地的規劃和建設提供新的思路和方法，為進一步研究濕地的植被群落特征奠定基礎，為濕地生態系統的動態發展研究作出貢獻。

關鍵詞 長治濕地；植被類型；生物多樣性；梯度特征

中圖分類號：Q948 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2014）27-0-02

濕地作為全球三大生態系統之一，是地球表層最獨特的生態系統和過渡性景觀，是地球表層系統最重要的“物種基因庫”，濕地為人類生產生活提供了水資源、生物資源、能源（泥炭、海鹽等）、交通和旅游等資源，是地球上最具親和力的生態系統之一。近年來，我國濕地研究方興未艾，取得了一批研究成果。

濕地生物多樣性是所有濕地生物種類、種內遺傳變異和它們的生存環境的總稱，包括所有不同種類的動物、植物和微生物及其所擁有的基因以及它們與環境所組成的生態系統。濕地生物多樣性包括生態系統、物種和遺傳多樣性3個層次。

1 研究目的及意義

濕地生物多樣性在區域生態系統中具有重要的意義，是區域生態系統中的重要組成部分，通過對進行長治濕地植被類型分析，為濕地的規劃和建設提供新的思路和方法，為進一步研究濕地的植被群落特征奠定基礎，為濕地生態系統的動態發展研究作出貢獻。通過采用TWINSPAN等級分類法對長治濕地植被群落類型和生物多樣性的調查和研究，探尋其植被群落的演替規律，為濕地的保護和規劃提供可行性的意見，保持濕地生態系統的穩定性，促進地區性可持續發展。

2 研究地區概況和研究方法

2.1 研究地區概況

2.1.1 地理位置

長治濕地位于山西省長治市主城區西北部，北緯36°14'，東經113°02'，平均海拔高度920 m。東倚太行山，與河北、河南兩省為鄰，西屏太岳山，與臨汾市接壤，南部與晉城市毗鄰，北部與晉中市交界。區域規劃面積11 120 hm?，其中濕地總面積超過2 000 hm?，水域面積2 400 hm?。

2.1.2 氣候

長治濕地地處上黨盆地，位于東亞季風區西北邊緣。長治屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，全年冬無嚴寒，夏無酷暑，雨熱同季。年平均氣溫在8.6～10.5 ℃之間，氣候條件與避暑山莊承德相近。1月份最冷，平均最低氣溫為-6.7 ℃；7月份最熱，平均最高氣溫為22.6 ℃，號稱“無扇之城”。年日照時數2 418～2 616 h，一般年降水量在537.4～656.7 mm，年平均無霜期在156.8～181.9 d，年平均風速為1.5～3.0 m/s之間。

2.2 研究方法

2.2.1 樣地設置及外業調查

根據本文研究內容的要求，依據已有的圖面、文獻資料，結合實地踏查，在長治濕地地帶選取調查采樣點12個（分別用A、B、C、D等表示），每個采樣點附近選取采樣樣方9個（其中灌木樣方3個，草本樣方6個），共選取樣方108個。草本樣方分別用A1-A6、B1-B6等表示。灌木選取樣方面積取2 m×2 m，草本樣方面積取1 m×1 m，灌木層分別調查密度、蓋度、高度、頻度等四項指標，而草本層分別調查蓋度、頻度等指標。108個樣方共記錄了217個植物種，其中草本種200個，木本植物17個，分別得到了36×17和72×200的木本植物和草本植物原始數據矩陣。

2.2.2 數據處理

植物種用重要值作為綜合數量指標。重要值計算公式如下：

重要值計算在excel軟件中進行。

2.2.3 群落類型分類

采用TWINSPAN軟件分別對得到的草本植物和木本植物原始數據矩陣進行草本植物群落和木本植物群落分類，本文數量分類中采用的TWINSPAN軟件是由Hill（1979）設計的，它是采用指示種進行的雙向等級分類。

2.2.4 生物多樣性計算

一般來說，在對一個群落和一個區域物種多樣性進行研究時，一般從豐富度指數、均勻度指數和多樣性指數三個指數出發，綜合分析比較物種的多樣性及其影響因素。基于此，將采用以上三種指數來分析長治濕地木本植物和草本植物群落多樣性，其計算公式如下：

豐富度指數采用公式：richness=Ln（s）

均勻度指數采用Pielou均勻度指數：

多樣性指數采用shannon-wiener公式：

其中

以上公式中為種的相對重要值；為種的重要值：為種所在樣方的物種總數.即豐富度指數。

2.2.5 生物多樣性梯度特征分析

對前面分類得到的植物群落類型，結合群落環境，群落演替地位及生境干擾狀況，進行植物群落類型的生態適應性功能組劃分，分析沿水分梯度、生境干擾梯度的生物多樣性變化格局。

3 結論與討論

3.1 結論

第一，草本群落類型包含蘆葦、香蒲、稗子、水芹和紅蓼、野艾蒿、灰綠藜、箻草以及草木樨、狗尾草、旋復花等11個群叢，其中蘆葦、香蒲、稗子、水芹、紅蓼為原生植物，它們占有較大面積，但在人為干擾較多的地帶，出現了一些退化植被，其中包括野艾蒿、灰綠藜、箻草、草木樨、狗尾草、旋復花等，這些次生植物占據面積較小。

第二，木本植物群落類型包括柳灌叢、楊樹矮林、青楊純林和楊柳混交灌叢。

第三，生物多樣性指數在不同草本植物群落類型之間都呈現相同的變化趨勢，表現如下：蘆葦群叢>紅蓼群叢>稗子群叢>香蒲群叢>水芹群叢>狗尾草群叢>旋復花群叢>灰綠藜群叢>草木樨群叢>箻草群叢>野艾蒿群叢，原生植被生物多樣性大于次生植被。而在木本植物群落類型之間變化趨勢如下：楊柳混交灌叢>楊樹矮林>柳灌叢。

第四，根據TWINSPAN的分類方法生態適應性功能組包括：濕生草本植物群落、旱生或中生草本植物群落、木本植物群落。生態適應性功能組的生物多樣性沿水梯度變化規律表明：水因子是引起該區濕地植物群叢類型變化和物種多樣性大小的主導因素。也是決定濕地群落結構和功能的主要因素。此外，人類干擾引起的土地利用變化和旱生物種入侵也是影響該區群叢類型和生物多樣性的主要因素。

3.2 濕地植物多樣性環境梯度特征

濕地植被的結構、功能及其多樣性能綜合反映濕地生態環境的基本特點、功能特性及其動態趨勢。本研究發現，該地原生濕地植被類型較為豐富，但由于受人類的干擾較為嚴重，原生濕地植被正在發生不同程度的退化和演變，這說明影響該區濕地植被類型多樣性的主要因素是人類干擾及其帶來的濕生環境旱生化現象。這與葛繼穩、馬秀梅、陸軍等的人研究結果相似，這些說明，濕地植物多樣性主要受濕地水環境的變化和濕地人為干擾程度的雙重影響。此外，其他因素如生態入侵、種間競爭等也會影響濕地植物群落多樣性。

參考文獻

[1]安樹青.濕地生態工程[M].北京：化學工業出版社，2003.

[2]崔麗娟，張曼胤.人類干擾對安慶沿江濕地植物多樣性的影響[J].林業科學研究，2005，18（4）.

[3]代紅艷.人工濕地植物的研究[J].太原大學學報，2007，8（4）.

[4]葛繼穩，蔡慶華，劉建康等.梁子湖濕地植物多樣性現狀與評價[J].中國環境科學，2003，23（5）.

[5]何斌源，范航清，王瑁等.中國紅樹林濕地物種多樣性及其形成[J].生態學報，2007，27（11）.

[6]何太蓉.重慶市濕地資源利用中存在的問題及對策[J].重慶師范學院學報：自然科學版，2012（9）.

（責任編輯：劉昀）endprint

摘 要 濕地生態系統作為三大生態系統之一，對于區域乃至全球可持續發展具有重要的作用，已成為當代生態學研究的重點。研究以山西省長治市濕地為研究對象，采用TWINSPAN分類方法分析了該濕地生態系統的主要植被類型，并對每種植被類型的生物多樣性關系進行了分析。揭示了長治濕地主要植被類型及其多樣性梯度特征，表明水分和人為的干擾是決定生物多樣性的主要因子。研究將為濕地的規劃和建設提供新的思路和方法，為進一步研究濕地的植被群落特征奠定基礎，為濕地生態系統的動態發展研究作出貢獻。

關鍵詞 長治濕地；植被類型；生物多樣性；梯度特征

中圖分類號：Q948 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2014）27-0-02

濕地作為全球三大生態系統之一，是地球表層最獨特的生態系統和過渡性景觀，是地球表層系統最重要的“物種基因庫”，濕地為人類生產生活提供了水資源、生物資源、能源（泥炭、海鹽等）、交通和旅游等資源，是地球上最具親和力的生態系統之一。近年來，我國濕地研究方興未艾，取得了一批研究成果。

濕地生物多樣性是所有濕地生物種類、種內遺傳變異和它們的生存環境的總稱，包括所有不同種類的動物、植物和微生物及其所擁有的基因以及它們與環境所組成的生態系統。濕地生物多樣性包括生態系統、物種和遺傳多樣性3個層次。

1 研究目的及意義

濕地生物多樣性在區域生態系統中具有重要的意義，是區域生態系統中的重要組成部分，通過對進行長治濕地植被類型分析，為濕地的規劃和建設提供新的思路和方法，為進一步研究濕地的植被群落特征奠定基礎，為濕地生態系統的動態發展研究作出貢獻。通過采用TWINSPAN等級分類法對長治濕地植被群落類型和生物多樣性的調查和研究，探尋其植被群落的演替規律，為濕地的保護和規劃提供可行性的意見，保持濕地生態系統的穩定性，促進地區性可持續發展。

2 研究地區概況和研究方法

2.1 研究地區概況

2.1.1 地理位置

長治濕地位于山西省長治市主城區西北部，北緯36°14'，東經113°02'，平均海拔高度920 m。東倚太行山，與河北、河南兩省為鄰，西屏太岳山，與臨汾市接壤，南部與晉城市毗鄰，北部與晉中市交界。區域規劃面積11 120 hm?，其中濕地總面積超過2 000 hm?，水域面積2 400 hm?。

2.1.2 氣候

長治濕地地處上黨盆地，位于東亞季風區西北邊緣。長治屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，全年冬無嚴寒，夏無酷暑，雨熱同季。年平均氣溫在8.6～10.5 ℃之間，氣候條件與避暑山莊承德相近。1月份最冷，平均最低氣溫為-6.7 ℃；7月份最熱，平均最高氣溫為22.6 ℃，號稱“無扇之城”。年日照時數2 418～2 616 h，一般年降水量在537.4～656.7 mm，年平均無霜期在156.8～181.9 d，年平均風速為1.5～3.0 m/s之間。

2.2 研究方法

2.2.1 樣地設置及外業調查

根據本文研究內容的要求，依據已有的圖面、文獻資料，結合實地踏查，在長治濕地地帶選取調查采樣點12個（分別用A、B、C、D等表示），每個采樣點附近選取采樣樣方9個（其中灌木樣方3個，草本樣方6個），共選取樣方108個。草本樣方分別用A1-A6、B1-B6等表示。灌木選取樣方面積取2 m×2 m，草本樣方面積取1 m×1 m，灌木層分別調查密度、蓋度、高度、頻度等四項指標，而草本層分別調查蓋度、頻度等指標。108個樣方共記錄了217個植物種，其中草本種200個，木本植物17個，分別得到了36×17和72×200的木本植物和草本植物原始數據矩陣。

2.2.2 數據處理

植物種用重要值作為綜合數量指標。重要值計算公式如下：

重要值計算在excel軟件中進行。

2.2.3 群落類型分類

采用TWINSPAN軟件分別對得到的草本植物和木本植物原始數據矩陣進行草本植物群落和木本植物群落分類，本文數量分類中采用的TWINSPAN軟件是由Hill（1979）設計的，它是采用指示種進行的雙向等級分類。

2.2.4 生物多樣性計算

一般來說，在對一個群落和一個區域物種多樣性進行研究時，一般從豐富度指數、均勻度指數和多樣性指數三個指數出發，綜合分析比較物種的多樣性及其影響因素。基于此，將采用以上三種指數來分析長治濕地木本植物和草本植物群落多樣性，其計算公式如下：

豐富度指數采用公式：richness=Ln（s）

均勻度指數采用Pielou均勻度指數：

多樣性指數采用shannon-wiener公式：

其中

以上公式中為種的相對重要值；為種的重要值：為種所在樣方的物種總數.即豐富度指數。

2.2.5 生物多樣性梯度特征分析

對前面分類得到的植物群落類型，結合群落環境，群落演替地位及生境干擾狀況，進行植物群落類型的生態適應性功能組劃分，分析沿水分梯度、生境干擾梯度的生物多樣性變化格局。

3 結論與討論

3.1 結論

第一，草本群落類型包含蘆葦、香蒲、稗子、水芹和紅蓼、野艾蒿、灰綠藜、箻草以及草木樨、狗尾草、旋復花等11個群叢，其中蘆葦、香蒲、稗子、水芹、紅蓼為原生植物，它們占有較大面積，但在人為干擾較多的地帶，出現了一些退化植被，其中包括野艾蒿、灰綠藜、箻草、草木樨、狗尾草、旋復花等，這些次生植物占據面積較小。

第二，木本植物群落類型包括柳灌叢、楊樹矮林、青楊純林和楊柳混交灌叢。

第三，生物多樣性指數在不同草本植物群落類型之間都呈現相同的變化趨勢，表現如下：蘆葦群叢>紅蓼群叢>稗子群叢>香蒲群叢>水芹群叢>狗尾草群叢>旋復花群叢>灰綠藜群叢>草木樨群叢>箻草群叢>野艾蒿群叢，原生植被生物多樣性大于次生植被。而在木本植物群落類型之間變化趨勢如下：楊柳混交灌叢>楊樹矮林>柳灌叢。

第四，根據TWINSPAN的分類方法生態適應性功能組包括：濕生草本植物群落、旱生或中生草本植物群落、木本植物群落。生態適應性功能組的生物多樣性沿水梯度變化規律表明：水因子是引起該區濕地植物群叢類型變化和物種多樣性大小的主導因素。也是決定濕地群落結構和功能的主要因素。此外，人類干擾引起的土地利用變化和旱生物種入侵也是影響該區群叢類型和生物多樣性的主要因素。

3.2 濕地植物多樣性環境梯度特征

濕地植被的結構、功能及其多樣性能綜合反映濕地生態環境的基本特點、功能特性及其動態趨勢。本研究發現，該地原生濕地植被類型較為豐富，但由于受人類的干擾較為嚴重，原生濕地植被正在發生不同程度的退化和演變，這說明影響該區濕地植被類型多樣性的主要因素是人類干擾及其帶來的濕生環境旱生化現象。這與葛繼穩、馬秀梅、陸軍等的人研究結果相似，這些說明，濕地植物多樣性主要受濕地水環境的變化和濕地人為干擾程度的雙重影響。此外，其他因素如生態入侵、種間競爭等也會影響濕地植物群落多樣性。

參考文獻

[1]安樹青.濕地生態工程[M].北京：化學工業出版社，2003.

[2]崔麗娟，張曼胤.人類干擾對安慶沿江濕地植物多樣性的影響[J].林業科學研究，2005，18（4）.

[3]代紅艷.人工濕地植物的研究[J].太原大學學報，2007，8（4）.

[4]葛繼穩，蔡慶華，劉建康等.梁子湖濕地植物多樣性現狀與評價[J].中國環境科學，2003，23（5）.

[5]何斌源，范航清，王瑁等.中國紅樹林濕地物種多樣性及其形成[J].生態學報，2007，27（11）.

[6]何太蓉.重慶市濕地資源利用中存在的問題及對策[J].重慶師范學院學報：自然科學版，2012（9）.

（責任編輯：劉昀）endprint