甘肅西部干旱區環境因子對植物物種多樣性的影響

關鍵詞：植物；物種多樣性；土壤養分；氣候因子;環境因子；干旱區；甘肅西部

中圖分類號：Q948文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2025.07.021

引用格式：，，.甘肅西部干旱區環境因子對植物物種多樣性的影響[J].中國水土保持，2025（7）：78-80.

全球氣候變暖、生態環境破壞、適宜生境喪失等因素都會加快物種滅絕，必然會對生態系統產生嚴重威脅[1]。物種多樣性不僅能表征群落結構組成、衡量群落功能復雜程度，還能指示環境對物種多樣性的影響[2]。因此，人類社會的健康發展深受生態環境的持續穩定影響。

國內外學者就生物多樣性與土壤養分因子之間的關系[3-7]開展了一系列的討論。白永飛等[8]在錫林河流域草原植物群落中的有關研究表明，物種豐富度和Shannon指數均隨著土壤有機質與全氮含量增加呈現顯著上升趨勢。張林靜等的研究顯示，新疆阜康綠洲荒漠過渡帶的土壤全磷含量與其物種多樣性指數之間無明顯相關性。YANGetal.[1o]研究發現，隨著降水的增加，溫帶草原的植物種類數量會相應增加。TABARESetal.[1]分析表明，非洲南部稀樹草原植被的組成、豐富度和多樣性隨著降水的變化而變化。在東北半干旱溫帶草原的調查中，學者們在研究中發現降水量的增加使得群落物種多樣性得到了提升[12-13]。武岳洋[14]對黑龍江小北湖國家級自然保護區物種多樣性的研究發現，氣溫上升對溫帶草地生態系統的物種多樣性的影響不明顯[15] 。

甘肅西部干旱區具有蒸發量大、降水量少、土壤鹽漬化比較嚴重的特點，導致植物群落結構相對簡單，不同地區的物種組成差異較大[16]。該區植物生存環境類型多樣，地區的差異造成了生物多樣性格局，而植物本身的生物學特點和空間大小對生態位分配和擴展均會產生影響[17]。目前關于降水、土壤、人為干擾等對干旱區物種多樣性的影響，以及優勢種群空間分布格局對物種多樣性的影響已有大量的研究，但對干旱區植物多樣性的調查研究相對較少[18-19]。本研究選取甘肅西部干旱區的植物群落作為研究對象，通過分析土壤、氣候、環境因子對植物物種多樣性的影響[20]，確定植物物種多樣性主要的影響因子，闡釋植物物種多樣性與環境因素之間的關系，以期為生態系統的可持續優化和改善提供理論支持和實踐依據。

1 研究方法

1. 1 試驗設計

2021年8月，沿自然降水梯度設置一條長約1000km 的樣帶，在此樣帶中選擇景泰縣、武威市、張掖市和酒泉市4個試驗區，4個試驗區的氣候干燥，年均降水量自東向西呈逐漸降低趨勢[21]。為減少地形、放牧、人類活動等因素對研究結果的影響，試驗區全都選在地勢比較平坦、植被豐富、生長良好的封禁區[18]。在各試驗區采用三角法分別設置3個 60m× 60m 的大樣方，大樣方之間間隔 15m ，在每個大樣方中按照十字交叉法分別設置5個 4m×4m 的小樣方進行灌木數量、基徑和蓋度等植物群落結構特征的調查，同時在大樣方內隨機布設3個 15m×15m 的小樣方進行草本數量的調查，并記錄各樣方的經緯度、海拔、氣溫、降雨量等環境參數[18] O

1.2 物種多樣性指數的計算

物種多樣性指數計算公式[22-23]為

式中： D 為豐富度指數； s 為群落中的總物種數，單位個； N 為樣方中所有植物種的總個體數，單位個； E 為均勻度指數;A為Shannon指數; λ 為Simpson指數； P_i 為樣方中第 i 個植物種的個體數占所有植物種總個體數的比例。

1.3土壤養分的測定

在各基本樣本中選取 0～50cm 的混合土樣本，隨后將這些樣品過 2mm 篩網，將其裝入密封袋中編號并進行風干處理[24]，之后分別通過重鉻酸鉀氧化-外加熱法、凱氏定氮法及鉬銻抗比色法進行土壤全磷、全氮和有機碳含量的測定[25] O

1.4 數據分析

運用Pearson相關性分析環境因子［有機碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、碳氮比（C/N）、碳磷比（C/P）、氮磷比（N/P）、海拔（以下簡稱“al\"）、年均溫度（以下簡稱“at”）、年降水量（以下簡稱“pr”）年蒸發量（以下簡稱“ec”）、日照時數（以下簡稱“sh”）]與物種多樣性指數（Simpson指數、Shannon指數、均勻度指數和豐富度指數）之間的相關關系[26] O

2 結果與分析

由圖1可知，土壤SOC含量與灌木均勻度指數和群落均勻度指數極顯著負相關，與群落豐富度指數極顯著正相關。土壤TN、TP含量與灌木Simpson指數、Shannon指數、豐富度指數和均勻度指數，以及草本均勻度指數和群落均勻度指數極顯著負相關，與群落豐富度指數顯著正相關。土壤 C/N，C/P 和N/P與灌木Simpson指數、Shannon指數、豐富度指數和群落均勻度指數極顯著正相關。al與草本均勻度指數顯著負相關，與草本豐富度指數和群落豐富度指數極顯著正相關，與群落Shannon指數顯著正相關。at與灌木Simpson指數、Shannon指數和群落Simpson指數顯著正相關，與灌木均勻度指數、群落均勻度指數極顯著正相關。pr與草本均勻度指數顯著負相關，與草本豐富度指數和群落豐富度指數極顯著正相關，與群落Shannon指數顯著正相關。ec與灌木Simpson指數、Shannon指數、豐富度指數和群落均勻度指數極顯著負相關，與灌木均勻度指數顯著負相關。日照時數與草本豐富度指數、群落Shannon指數顯著負相關，與群落豐富度指數極顯著負相關

3結論

1）SOC與灌木均勻度指數、群落均勻度指數極顯著負相關，與群落豐富度指數極顯著正相關。TN、TP與灌木所有多樣性指數（Simpson指數、Shannon指數、均勻度指數、豐富度指數）及草本均勻度指數、群落均勻度指數極顯著負相關，而與群落豐富度指數顯著正相關。

2）at與灌木Simpson指數、Shannon指數及群落Simpson指數顯著正相關，與灌木均勻度指數、群落均勻度指數極顯著正相關;pr與草本均勻度指數顯著負相關，與草本豐富度指數、群落豐富度指數極顯著正相關;ec與灌木Simpson指數、Shannon指數、豐富度指數及群落均勻度極顯著負相關;al與草本豐富度指數、群落豐富度指數極顯著正相關;sh與草本豐富度指數、Shannon指數及群落豐富度顯著負相關

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（責任編輯 楊傲秋）