全 文 ：第 24 卷 第 2 期
2015 年 6 月
青 海 草 业
QINGHAI PＲATACULTUＲE
Vol． 24． No． 2
Jun． 2015
. 文章编号:1008 － 1445(2015)02 － 0012 － 04
高山嵩草群落生物多样性与土壤养分的相关性研究
保娅1，达哇卓玛2
(1．曲麻莱县草原工作站，青海 约改滩 815500;2．曲麻莱县畜牧局，青海 约改滩 815500)
摘要:本研究选择不同海拔的高山嵩草草甸为研究对象，对高山嵩草群落的生物多样性指数与土壤养分
的相关性进行了研究，研究结果显示:全氮、全钾、PH值对 Simpson 指数的影响较大，全氮、PH值对 Shan-
non － Wiener指数的影响较大，全氮、全磷、全钾及 PH值对 Pielou指数的影响不明显。
关键词:高山嵩草群落;生物多样性;相关性
中图分类号:S812． 5 文献标识码:A
土壤养分梯度与植物群落多样性的关系已引
起了普遍重视，并开展了广泛地研究。Gartlan
等［1］的研究，土壤中 P、Mg、K 的水平与热带植物
群落物种多样性之间存在着显著相关关系。
Gough等［2］对阿拉斯加苔原冻土地带的维管植物
多样性研究也发现群落的物种多样性与土壤 PH
值呈极显著的线性正相关关系。Baer等［3］研究美
国南部草原植物群落多样性与土壤因子之间的关
系发现，增加土壤中 N 元素的含量会增加群落的
生产力而显著降低群落物种多样性。Ｒoem 等［3］
研究结果表明，荷兰中部草地和石南矮灌丛群落
的物种多样性和丰富度都均与土壤 PH 值呈极显
著的线性正相关关系，在 N、P 含量较低的生态系
统中增加 N、P 含量，可显著提高物种多样性。
Aerts［4］对草地生产力和多样性与土壤养分供给的
试验研究中却发现，增加土壤中 N、P 元素的含量
并不能增加群落的物种多样性。McCrea［5］对英格
兰西部地区草地的研究表明，土壤中速效 P 与群
落多样性呈负相关，而与速效 K 含量呈正相关。
为此，本文选择不同海拔高山嵩草群落为研究对
象，研究了生物多样性指数与土壤养分的相关性，
为高山嵩草群落生物多样性研究提供科学依据。
1 试验区自然概况
本项研究在青海省玉树藏族自治州曲麻莱县
的高寒草甸类草场上进行。县境为长江、黄河发
源地，地域辽阔，地形复杂多样。地势由东南向西
北逐渐升高，海拔约 4000 ～ 5990m。属高原大陆
性气候，多风少雨，干燥寒冷，太阳辐射强。年均
温约 － 2． 6℃，无绝对无霜期，年降水量 385mm。
该地区常见的主要伴生种类有:高山嵩草(Kobre-
sia pygmaea)、二柱头藨草(Scirpus distigmaticus)、
异针茅(Stipa aliena)、短穗兔耳草(Lagotis brach-
ystachya)、矮火绒草(Leontopodium nanum)、细叶
亚菊(Ajania tenuifolia)、兰石草(Lancea tibetica)、
美丽风毛菊(Saussurea superba)等。
2 研究方法
2． 1 群落调查
选择典型的高山嵩草草甸，从海拔 3600m 至
4200m每隔 200m设置一样地，共设置 4 个海拔梯
度，每个样地共设置两条 50m 样带，样带上每隔
5m调查 1m × 1m 样方，每个样带上的 10 个样方
计算平均值作为该试验点的样方数据，记录样方
内植物种类组成、种盖度、植物高度、植物种的密
度及群落总盖度等，完备后齐地面剪下，带回实验
室在 70℃的恒温箱中烘干至恒重，称重，进行有关
分析。
2． 2 统计分析
Shannon － wiener指数 H = －∑Pi lnPi
Simpson指数 D =1 －∑Pi
2
均匀度指数的计算采用 Pielou指数
Pielou指数 J =(－∑Pi lnPi)/ lnPi
式中，Pi 为种 i 的相对重要值(相对高度 +
21
相对盖度 +相对密度)/3，S为种所在样方的物种
总数。
数据统计采用 Excel和 SPSS统计软件进行统
计。
3 结果与分析
3． 1 群落物种多样性变化
随着海拔的逐渐升高，土壤中的全氮含量逐
渐降低，在海拔 4200m 处最低为 0． 38%;全磷含
量变化规律不明显;全钾含量逐渐降低，在海拔
4200m处最低为 1． 67%;PH 值含量逐渐升高，在
海拔 4200m处达到最高为 8． 25;高山嵩草群落的
物种多样性即 Simpson 指数、Shannon － Wiener 指
数、Pielou 指数均发生明显变化。Simpson 指数、
Shannon － Wiener 指数均随着海拔的升高先增大
后减小，在海拔 4000m 处达到最大值分别为
0． 9672、3． 5472;Pielou 指数随着海拔的升高先增
大后减小，在海拔 3800m 处达到最大值为 0． 9562
(表 1)。
表 1 不同海拔高山嵩草群落数量特征及多样性指数
样地
海拔
(m)
全氮
(%)
全磷
(%)
全钾
(%)
PH
Simpson
指数
Shannon － Wiener
指数
Pielou
指数
A 3600 0． 56 0． 071 2． 23 6． 91 0． 8957 3． 3987 0． 9214
B 3800 0． 52 0． 081 2． 15 7． 23 0． 9462 3． 5265 0． 9562
C 4000 0． 46 0． 072 1． 91 7． 92 0． 9672 3． 5472 0． 9431
D 4200 0． 38 0． 078 1． 67 8． 25 0． 9246 3． 4227 0． 9351
3． 2 Simpson指数与土壤养分的相关性分析
随着海拔梯度的逐渐升高，高山嵩草群落的
Simpson 指数与全氮、全磷、全钾及 PH 值均呈二
次函数关系变化，即 Simpson 指数随土样养分呈
先增大后减小的趋势变化(图 1)。Simpson 指数
与全氮、PH 值的相关性达到极显著水平(r =
0． 99，p ＜ 0． 01)，Simpson 指数与全钾的相关性达
到显著水平(r = 0． 92，p ＜ 0． 05)。说明全氮、全
钾、PH值对 Simpson 指数的影响较大。
3． 3 Shannon － Wiener指数与土壤养分的相关性
分析
随着海拔梯度的逐渐升高，高山嵩草群落的
Shannon － Wiener 指数与全氮、全磷、全钾及 PH
值均呈二次函数关系变化，即 Shannon － Wiener 指
数随土样养分呈先增大后减小的趋势变化(图
2)。Shannon － Wiener 指数与 PH 值的相关性达
到极显著水平(r = 0． 99，p ＜ 0． 01)，Shannon －
Wiener 指数与全氮的相关性达到显著水平(r =
0． 92，p ＜ 0． 05)。说明全氮 PH 值对 Shannon －
Wiener指数的影响较大。
3． 4 Pielou 指数与土壤养分的相关性分析
随着海拔梯度的逐渐升高，高山嵩草群落的
Pielou 指数与全氮、全磷、全钾及 PH 值均呈二次
函数关系变化，即 Pielou 指数随土样养分呈先增
大后减小的趋势变化(图 3)。Pielou 指数与全氮、
全磷、全钾及 PH值的相关性均未达到显著水平。
说明全氮、全磷、全钾及 PH 值对 Pielou 指数的影
响不明显。
图 1 Simpson指数与土壤养分的拟合曲线
31
高山嵩草群落生物多样性与土壤养分的相关性研究 保娅等
图 2 Shannon － Wiener指数与土壤养分的拟合曲线 图 3 Pielou指数与土壤养分的拟合曲线
4 讨论与小结
生物多样性是指所有来源的活的生物体中的
变异性，这些来源除包括陆地、海洋和其他水生生
态系统及其所构成的生态综合体，还包括物种内、
物种间和生态系统的多样性［6］。本研究显示，全
氮、全钾、PH 值对 Simpson 指数的影响较大，全
氮、PH值对 Shannon － Wiener指数的影响较大，全
氮、全磷、全钾及 PH 值对 Pielou 指数的影响不明
显。Wang等［7］的研究结果显示，随着海拔的升高
人为干扰逐渐减小，而且人为干扰严重影响了物
种的更替速率。植物群落物种多样性与海拔之间
的关系在不同地区是不一致的，而且不同植物群
落物种与海拔的相关关系也是不一样的［8］。由于
植物群落中各生物型物种对环境响应不尽一致，
不同生活型的植物种类沿海拔梯度同样呈现不同
的多样性格局。说明海拔导致水热条件及其组合
在空间上的变化，并常伴随着温度、降水、光照、土
壤等许多因子的改变，土壤的异质性，也在一定程
度上反映了物种的适应性，进而影响着植物群落
的分布与物种多样性。
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STUDY ON ＲELATIONSHIP BETWEEN KOBＲESIA PYGMAEA
COMMUNITY BIO －DIVEＲSITY AND SOIL NUTＲITION
BAO Ya et al
(Qumalai County Grassland station，Qumalai Qinghai 815500，China)
Abstract:This study choose different altitude Kobresia Meadow as research object，the correlation of Kobresia
species diversity index and soil nutrients were studied． The results showed that:the effect of total nitrogen，to-
tal potassium，PH value of Simpson index is obvious，total nitrogen，PH effects on Shannon － Wiener index
greater influence，total nitrogen，phosphorus，total potassium and pH value on the Pielou index is not obvious．
Key words:Lagotis brachystachya;Bio － diversity;
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
Correlation
(上接第 37 页)
TALK ON CONSTＲUCTION OF GＲASSLAND
ECO －CIVILIZATION IN QINGHAI PＲOVINCE
LI Xu － qian et al
(Qinghai Provincial Grassland Station，Xining Qinghai 810008，China)
Abstract:Grassland eco － civilization is plenty of connotation and to area wide ，construction of grassland eco
－ civilization is also a complicated eco － system project． Summary of grassland eco － civilization and present
situation of grassland eco － civilization construction in the paper．
Key words:Qinghai province;grassland;Eco － civilization;Construction;Present situation
51
高山嵩草群落生物多样性与土壤养分的相关性研究 保娅等