黃河中下游典型河岸帶植物群落的β多樣性分析

余玉洋　周江松（河南大學　環境與規劃學院，河南　開封　475000）

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黃河中下游典型河岸帶植物群落的β多樣性分析

余玉洋周江松
（河南大學環境與規劃學院，河南開封475000）

β多樣性是表示植物群落變化的一個非常典型的因子，反映了物種多樣性在環境梯度上的變化特征，可以為植被保護與恢復提供基礎研究資料。不同樣地的β多樣性的物種數據測量結果反映了植物對物種多樣性的影響是不同的，β多樣性指標綜合考慮物種和物種數量的β多樣性的變化，適合研究區物種多樣性的分析。基于此，以黃河中下游地區為研究地區，利用β多樣性測度中的Jaccard指數和Sorenson指數來研究物種的相似性指數。結果表明：物種多樣性指數隨著物種數的變化而發生變化，當物種間的距離接近時，物種多樣性具有很大的相似性。

植物群落；河岸帶；β多樣性；黃河中下游

河岸帶是河流與河岸植被之間的過渡帶，植被作為河岸帶的重要組成部分，具有重要的自然、經濟和社會功能。河岸帶植被成為許多動植物的棲息地，并且為動植物遷徙和擴散提供了條件，并對河流沿岸的污染物起著重要的過濾和緩沖作用。河岸帶植被對保持河岸帶的穩定和支撐整個河流生態系統的連續性有重要的作用［1］。

物種多樣性是生態系統的基本特征之一，植物群落多樣性描述了在時空范圍內所有物種的變化規律，包括生物種群之間的相互影響，這一物種多樣性體現了生態系統典型的基本特征，對生態系統的功能和穩定起到重要作用。

β多樣性是指沿著環境梯度變化物種替代的程度，用來反映群落間物種組成的變化，是決定地區尺度物種多樣性的重要因素，是了解生態系統的功能、生物多樣性保護和生態系統管理的一個重要指標。β多樣性是研究群落演替規律而提出的，具體指在土壤和地貌等各種環境因素的影響下物種沿著環境梯度的替代程度及不同物種組成的狀況差異。生物生活環境被物種分割的程度和各地段的生境多樣性可以通過對植物群落β多樣性的研究體現出來。對植物群落β多樣性研究可以綜合分析某些具體的干擾因素對生物多樣性的干擾情況以及對物種提高抗干擾能力提供有價值的信息，還可以加強對物種的稀有和瀕危狀況的了解。因此，通過對黃河中下游河岸帶植物物種進行全面調查，進一步分析和了解生境被物種分割的程度、不同地段的生境多樣性及不同物種的組合差異，為河岸帶植物物種多樣性的保護提供依據。

1　研究區概況與研究方法

1.1研究區概況

研究區位于河南，地理坐標為134°56′N～134°52′N，114°06′E～114°23′E，東西橫跨10個縣市區。黃河中下游地區地勢從西南向東北傾斜，屬暖溫帶-亞熱帶、濕潤-半濕潤大陸性季風氣候。同時，自西向東呈現出由山地丘陵向平原過渡的特點，四季分明。一般特點是春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季干燥少雨，冬季寒冷干燥，年平均氣溫在12～16℃。年平均降水量在500～900mm，降水主要集中在夏季。當地自然災害頻繁，旱、澇、風沙等災害多發，其中旱災是主要的自然災害，同時當地土地沙化和鹽堿化較為嚴重，耕地質量下降，土壤有機質含量低，成為制約農業發展的重要因素。該區域植被類型多種多樣，主要以楊樹、柳樹和人工林為主。種植業以糧食和經濟作物為主，糧食作物主要有小麥、玉米、大豆等，經濟作物主要有棉花等，其他作物主要有蔬菜、瓜果等。

1.2研究方法

1.2.1樣地設置。在黃河中下游地區河岸緩沖區距離河流中心線的距離設置4個緩沖區，分別為距中心線1.5、1.5～3.0、3.0～4.5、4.5km以外4個區域范圍。選擇典型的樣地，從研究區內河流下游到上游依據樣地的設置，調查方法采用樣線法，共設置11條樣。依據距離黃河的遠近分別設置1～3個20m×20m的樣地，共52個樣地，并標注各地的經緯度坐標。同時，對喬木層、灌木層和草本層物種的統計，調查內容包括植物種類、數量、高度、蓋度、物種多優度、群聚度和生境特征等。通過調查植物物種的數據來反映河岸帶的群落特征。

1.2.2數據處理與分析。目前多樣性測度方法有多種，分別從不同的角度對物種組成在時空范圍內的變化進行評價，但是它們在使用頻率卻存在較大的差異。采用相似度指數表現群落物種的變化，是測度群落β多樣性最為便捷的方法。該研究采用群落相似度系數，主要有Jaccard指數和Sorenson指數。

Jaccard指數：Cj=j/（a+b-j）

Sorenson指數：Cs=2j/（a+b）

式中，a和b分別為樣地1和樣地2的物種數，j為兩個樣地共同的物種數。

采用Excel 2007對黃河兩岸的物種類型建立相應的數據庫，同時按不同物種及樣線建立相應的數據庫。通過公式計算得出結果來分析黃河中下游河岸帶物種的β多樣性特征。

2　結果與分析

隨研究區域河流下游到上游的變化，黃河中下游植物群落中的物種數量差異不是太大，總數變化也不是特別明顯，這可能是由于在濕潤半濕潤氣候條件下，植物生長條件差異性不大。同時，在這一個東西長度的范圍內，海拔無明顯變化，所導致的生態環境差異較小，沒有對植物生長和分布產生影響。對于樣地1的物種數高于其他樣地，可能是因為其生境條件較好，從各樣比較來看，研究地從下游到上游物種數呈現出下降后上升又下降的不規律現象，反映了各樣之間的差異并不明顯。

3　結論與討論

研究區植物的區系組成共有36科，78屬，86種。黃河中下游地區岸帶的植物以草本植物為主，出現頻率最多的有藜、夏至草、狗尾草、葎草、中華小苦荬和小蓬草等。不同群落中植物的分布存在一定差異，但總體來看河岸帶植物種類比較豐富。這項研究做了在一定水平距離范圍內和其他因素等對β多樣性指數的分析，強調了距離和環境因素的重要性，如對物種的擴散分布影響，而時空變化、演替、氣候、社會歷史因素也應考慮進去。黃河中下游植物群落的生長年限基本相近，其物種相似度和距離的遠近有關，距離較小的樣地之間物種相似度較高，當距離增加時，相似性逐漸減小，但不總是連續下降的，中間有較少的波動。水平距離的變化導致物種相似性大小的因素主要有2個。一是物種的擴散，所有物種的擴散都存在一定的范圍內，隨著距河流中心線距離的增加，物種共有數量一定會逐漸下降，但沒有大幅下降，因為有一些分布廣泛的物種，相似性指數總是保持在一定的水平之間；二是群落生境不同造成群落類型的差別，使得群落共有物種的減少。

植物群落結構和生物多樣性主要受河岸生態環境變化的影響，物種多樣性可評估河岸帶生境的實際狀況，調查表明，樣地植物β多樣性發生了變化，說明樣地間物種是有差異的。保護好河岸帶植物，利于維護河岸帶生態系統的穩定，促進生態可持續發展。

感謝國家地球系統數據共享平臺-黃河下游科學數據中心（http://henu.geodata.cn）提供數據支撐。

［1］王家生，孔麗娜，林木松，等.河岸帶特征和功能研究綜述［J］.長江科學院院報，2011（11）：28-35.

Analysis of Beta Diversity of Plant Communities in Typical Riparian Zone in the Middle and Lower Yellow River Regions

Yu YuyangZhou Jiangsong
（School of Enviroment&Planning of Henan University，Kaifeng Henan 475004）

Beta diversity is a very typical factor of plant community change，which reflects the variation of species diversity on environmental gradients，can provide basic research data for the protection and restoration of vegetation.Not as beta diversity and species data measurement results reflect the plants to effect on species diversity is different，beta diversity index considering species and species number of beta diversity of change for analyze the species diversity of study area.Based on this，the Jaccard index and Sorenson index in the Middle and Lower Yellow River Regions were used to study the similarity index of species. The results showed that the species diversity index changed with the number of species，and the species diversity was very similar when the distance between species was close.

plant community；riparian zone；beta diversity；Middle and Lower Yellow River Regions

Q948

A

1003-5168（2016）04-0152-02

2016-03-25

余玉洋（1993-）男，碩士，研究方向：虛擬地理環境與地學可視化。