阿拉善盟公益林植物多樣性調(diào)查與評價研究

蔡子良(國家林業(yè)局西北林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計院，陜西 西安 710048)

公益林通常指生態(tài)公益林，這些公益林主要包括提供社會性及公益性的服務和產(chǎn)品的林地、森林等，其可以改善生態(tài)環(huán)境，維護生態(tài)平衡[1]。如防止水土流失、維持生物多樣性、調(diào)節(jié)氣候等。目前，國家林業(yè)局將公益林分為防護林和特殊用途公益林兩大類。統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，北京地區(qū)暴發(fā)的7次沙塵暴均是發(fā)生在阿拉善盟7次大沙塵暴之后的第二天[2]。而阿拉善盟公益林作為重要的植被體系，能有效防止沙塵暴，減少土地沙化。作為阿拉善盟生物多樣性較高地區(qū)，公益林內(nèi)植物多樣性相對豐富，這些植物共同保障著阿拉善盟地區(qū)乃至整個華北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境安全[3,4]，近些年來，由于人為活動及氣候變化，阿拉善盟地區(qū)的公益林破壞嚴重，需進行有效保護及管理。但截至目前，關于阿拉善盟公益林的植物多樣性調(diào)查尚不夠深入，亟須進行相關的調(diào)查及研究。本文對阿拉善盟地區(qū)公益林植物多樣性進行了調(diào)查，并根據(jù)相關指數(shù)對調(diào)查數(shù)據(jù)進行分析，以期為阿拉善盟公益林管理及保護提供有效的理論依據(jù)。

1 地區(qū)概況

阿拉善盟地區(qū)海拔900～1 400 m，位于97°10′—106°52′ E、37°21′—42°47′ N，總占地面積高達26.76 km2，南北長598 km，東西長831 km。地處內(nèi)蒙古最西端，東北與鄂爾多斯市、烏海市、巴彥淖爾市相鄰，東南與銀川市、吳忠市、石嘴山市等相接，北接蒙古國，西連白銀市、武威市、金昌市、張掖市及酒泉市。阿拉善盟設有28個縣、2個國家自然保護區(qū)及3個國有農(nóng)場，由阿拉善右旗、額濟納旗、阿拉善左旗3旗及烏蘭布和生態(tài)沙產(chǎn)業(yè)示范區(qū)、騰格里經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、阿拉善經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、策克口岸經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、敖倫布拉格產(chǎn)業(yè)園區(qū)5區(qū)組成。阿拉善盟屬于典型溫帶大陸性氣候，平均溫度6～9 ℃，年降水量一般在85 mm以下。全盟年蒸發(fā)量高達2 800～4 100 mm。由于處于亞洲荒漠區(qū)域的東部，阿拉善盟植被分布規(guī)律具有明顯的地域特征，植物群落生活型一般為灌木，且具有旱生的特征。

2 調(diào)查方法及參數(shù)

本文采用典型選擇方法，在阿拉善公益林小班調(diào)查數(shù)據(jù)基礎上，設置阿拉善公益林資源檢測樣地。其中1 km2為樣地控制面積，本試驗中考慮到水土條件及植被組成，共布設了130個樣地，在每個樣地設置5個20 m×20 m的樣方，共布設650個監(jiān)測樣本。記錄監(jiān)測樣方中物種組成、植物類型、群落結構、個體數(shù)量等，詳見表1。

表1 阿拉善盟公益林監(jiān)測樣地數(shù)及樣方數(shù)

本文主要選擇以下5個多樣性指數(shù)分析阿拉善公益林植物多樣性：

(1)物種豐富度(R):R=樣方內(nèi)物種數(shù)

(2) Margalef豐富度指數(shù)(M)：M=(R-1)/lnN

(3)Shannon Wiener 多樣性指數(shù)(H′)：H′=-∑Pilog2Pi

(4) Simpson 指數(shù)(D)：D=1-∑Pi2

(5)Gleason豐富度指數(shù)(G)：G=R/lnA

其中，N是樣方內(nèi)所有物種個數(shù)之和；Pi為物種i的相對重要值。而重要值的計算需要根據(jù)植物個體的蓋度、高度、頻度及密度。

相對蓋度= 某種植物的蓋度 / 全部植物蓋度之和；

相對高度= 某種植物平均高度 / 所有種植株平均高度總和；

相對頻度= 某種植物的頻度 / 所有植物頻度總和；

相對密度= 某種植物的個體數(shù) / 所有植物個體數(shù)總和；

重要值=(相對密度+相對頻度+相對蓋度+相對高度)/ 4。

3 結果分析

3.1 植物物種

調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，阿拉善盟公益林植物共有71種，屬于21科56屬。其生活型主要分為草本、灌木及喬木。其中，多年生草本有26種，占總數(shù)的37.1%，1年生草本有26種，占總數(shù)的22.9%，小半灌木有4種，占總數(shù)的5.7%，小灌木有3種，占總數(shù)的4.3%，半灌木有8種，占總數(shù)的11.4%，灌木有12種，占總數(shù)的14.3%，喬木有1種，只占總數(shù)的2.9%。由此可知，阿拉善盟公益林植物主要以草本及灌木為主，夏季降雨量等自然條件會直接影響其生長繁殖情況。表2阿拉善公益林植物生活型及比例。

表2 阿拉善公益林植物各種生活型種數(shù)

由表3可知，豆科、藜科、菊科、禾本科4科種數(shù)占物種總數(shù)的58%，為優(yōu)勢科。該區(qū)域植物物種組成相對比較單調(diào)，種類簡單，且耐旱性植物占主導地位，如胡楊、梭梭等，這是由于該地區(qū)少雨干旱，年蒸發(fā)量大。

表3 阿拉善公益林部分植物種數(shù)及屬數(shù)

由表4可知，阿拉善公益林調(diào)查記錄的21科植物屬于4個分布型和3個分布亞型。其中，世界分布占比例最高。

表4 阿拉善公益林植物科的分布區(qū)類型

3.2 群落重要值

阿拉善盟地區(qū)公益林主要植物的重要值詳見表5。由表5可知，胡楊、梭梭、苦豆子、無毛畫眉草、棉刺、蒙古蟲實、紅柳、沙冬青、白刺、鵝絨藤、檸條錦雞兒、西伯利亞濱藜、霸王、沙拐棗、蒙古扁桃，阿拉善公益林這15種植物為整個生態(tài)系統(tǒng)中重要值較高的植物。阿拉善盟地區(qū)公益林優(yōu)勢植物多為灌木及草本，而喬木只有一種，比例較低。由于阿拉善盟地區(qū)公益林異質(zhì)性程度小且環(huán)境惡劣，故公益林植物生活型相對比較單調(diào)，極易受到人為活動和自然災害的破壞。

表5 阿拉善公益林主要植物重要值

群落結構及組成作為群落最基本的特征，能充分客觀地表征生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。其中，以檉柳為主的灌草叢是檉柳群落的主要群落結構；以白刺+紅砂為主的灌草叢、以白刺為主的灌叢、以白刺+霸王為主的灌叢、以白刺+檸條錦雞兒為主的灌叢、以白刺+沙冬青為主的灌叢、以白刺+霸王為主的灌叢是白刺群路的主要群落結構；以梭梭+紅砂為主的灌草叢、以梭梭為主的灌叢或以梭梭+白刺為主的灌叢是梭梭群落的主要結構；以沙冬青為主的灌叢、沙冬青+霸王為主的灌叢是沙冬青群落的主要群落結構；以棉刺為主的灌叢、以棉刺+白刺為主的灌叢、以棉刺+霸王為主的灌叢是棉刺群落的主要群落結構。

由上表可知，不同群落在植被高度、植被密度、植被蓋度及植被頻度上都有顯著差異。梭梭群落出現(xiàn)頻率最高，是分布最廣的群落。其他主要群落有檉柳群落、胡楊群落、沙冬青群落、白刺群落、棉刺群落、蒙古扁桃群落、檸條錦雞兒群落、霸王群落等。一般情況下，檉柳群落和胡楊群落的生活型比較多樣，其植被高度差異明顯；由于沙冬青群落只分布在鹽化灰漠土地區(qū)，該群落物種含鹽量均較高，植被相對稀疏，個體在密度上變異非常明顯。阿拉善盟公益林的主要群落是梭梭群落、檉柳群落、胡楊群落，而梭梭群落的優(yōu)勢物種是梭梭，檉柳群落的優(yōu)勢物種為檉柳，胡楊群落的優(yōu)勢物種為胡楊。故群落結構也相對單一，亟須改善。

表6 阿拉善公益林植物群落相關參數(shù)

3.3 植物多樣性

根據(jù)130個樣地的調(diào)查結果，根據(jù)物種組成、優(yōu)勢度、群落結構等將植物群落進行劃分，并根據(jù)上述多樣性參數(shù)計算方法計算阿拉善盟地區(qū)公益林植物多樣性相關參數(shù)值。詳見表7。

表7 阿拉善公益林植物多樣性

由表7可知，霸王群落的多樣性水平最高，物種組成相對比較豐富。綿刺群落及沙冬青群落具有較高的物種多樣性，但物種組成相對簡單；而檉柳群落物種組成及物種多樣性均較低。且隨著物種豐富度的增加，物種多樣性指數(shù)也相應增加。

將物種多樣性指數(shù)變化和植物群落的優(yōu)勢度變化進行比較，發(fā)現(xiàn)兩者變化完全相反，且植物群落的優(yōu)勢度變化和植物優(yōu)勢物種數(shù)量密切相關，檸條錦雞兒、檉柳等物種多樣性指數(shù)較低的群落包含的物種數(shù)少，優(yōu)勢物種更能影響群落多樣性指數(shù)的變化。總體而言，阿拉善盟地區(qū)的植物群落結構簡單，植物多樣性水平較低，物種相對單調(diào)，亟須開展相關的保護與管理工作。

4 結論

綜上所述，阿拉善盟地區(qū)公益林包含植物71種，屬于21科，56屬；豆科、藜科、菊科、禾本科為主要優(yōu)勢科；植物的物種生活型主要以灌木和草本為主；且胡楊群落、梭梭、沙冬青群落等構成了整個植物系統(tǒng)。總體而言，目前阿拉善盟公益林的物種生活型單一、群落類型簡單，易被破壞，且一旦破壞難以恢復原狀。故亟須加強對阿拉善盟公益林的保護與管理，如地區(qū)開發(fā)應合理、嚴格控制人口增加速度及相關社會活動，并加強相關宣傳教育工作，以期維持并豐富阿拉善盟地區(qū)公益林植物多樣性，進而改善整個華北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

[1] 李奕建,魯小珍,張金池,等.淳安縣生態(tài)公益林植物群落基本特征分析[J].林業(yè)科技開發(fā),2008(9):50

[2] 潘慧玲.內(nèi)蒙古阿拉善盟可持續(xù)發(fā)展問題研究[D].大連：東北財經(jīng)大學,2001

[3] 馬文琪,何磊,趙傳燕.2000-2012年阿拉善盟荒漠化動態(tài)[J].蘭州大學學報：自然科學版,2015(01):55-55

[4] 段雅婧.阿拉善盟旅游資源綜合評價研究網(wǎng)[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學,20011

[5] 聶大偉. 阿拉善左旗沙生植物人工種植發(fā)展優(yōu)先級的評價研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學,2017

[6] 何明珠. 阿拉善高原荒漠植被組成分布特征及其環(huán)境解釋Ⅴ.一年生植物層片物種多樣性及其分布特征[J]. 中國沙漠,2010,30(03):528-533

[7] 馬斌,周志宇,張莉麗,等. 阿拉善左旗植物物種多樣性空間分布特征[J]. 生態(tài)學報,2008,28(12):6099-6106

[8] 趙淑文. 阿拉善荒漠區(qū)種子植物區(qū)系研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學,2008