全 文 ：新疆博格达山地面生苔藓植物物种多样性研究*
张元明1, 2* *
曹
同2, 3
潘伯荣1
( 1 中国科学院新疆生态与地理研究所, 乌鲁木齐 830011; 2中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳 100016;
3 上海师范大学生物系, 上海 200234)
摘要
采用相似性系数和物种多样性指数对新疆博格达山地面生苔藓植物的物种多样性进行了研究.
结果表明, 博格达山地区苔藓植物区系具有丰富性和复杂性的特点, 共有地面生苔藓植物 32 科 73 属 186
种(含变种、变型) ;山地荒漠带和山地草原带苔藓植物物种相似性最高, 为 0. 6809, 山地森林带和高山垫
状植被带相似性最低, 仅为 0. 1342;山地森林带苔藓植物在整个博格达山地面生苔藓植物群落中占据优
势地位; 山地森林带苔藓植物物种多样性最为丰富, 为该山地苔藓植物多样性的分布中心, 是苔藓植物多
样性保护的关键地区.
关键词
博格达山
苔藓植物
物种多样性
相似性系数
文章编号
1001- 9332( 2003) 06- 0887- 05
中图分类号
Q948. 11
文献标识码
A
Species diversity of f loor bryophyte communities in Bogda Mountains, Xinjiang. ZHANG Yuanming 1, 2, CAO
Tong
2, 3
, PAN Borong
1
(
1
X inj iang Institute of Ecology and Geography , Chinese A cademy of Sciences , Urumqi
830011, China; 2 I nstitute of Applied Ecology , Chinese A cademy of Sciences , S henyang 110016, Chi

na; 3Depart ment of Biology , Shanghai Normal Univer sity , Shanghai 200234, China) .
Chin. J . A pp l . Ecol. ,
2003, 14( 6) : 887~ 891.
By means of species similarity coefficient and species diversity index , the characterist ics of species diversity of
floor bryophy te communities in Bogda Mountain, Xinjiang w ere studied. The r esults showed that the br yoflora of
Bogda Mountain had the char acteristics of richness and complexion. T here were 186 floor species ( including in

fraspecies tax a) belong ing to 73 gener a of 32 families. The species similarity between mountain desert and moun

tain grassland belt w as the highest ( 0. 6809) , w hile that between mountain forest and alpine cushion belt was the
low est ( 0. 1342) . The bryophyte community in mountain forest was the ominant one among t he floor bryophyte
communities. The bryophy te community in mountain forest had the r ichest species diversity, and the mountain
forest was the distr ibution center of br yophyte div ersity and the key area for bryophyte diversity conservation in
Bogda Mountain area.
Key words
Bogda Mountain, Bryophyte, Species div ersity, Similarity coefficient.
* 国家自然科学基金重大研究计划资助项目( 90202019) .
* * 通讯联系人.
2001- 05- 31收稿, 2001- 12- 14接受.
1
引

言
新疆维吾尔自治区是我国最大的省区, 面积约
1. 65 ! 106 km2, 占全国总面积的1/ 6.它位于亚欧大
陆腹地,是世界上离海洋最远的地区,加之喜玛拉雅
山脉阻挡了来自印度洋的暖湿气流,使这里的降水
量很少且分配极不均匀(多集中在山区) , 形成了典
型的干旱和半干旱气候特点[ 7] . 由于新疆地处中
亚、蒙古、印度、我国西藏和华北交界,多种植物区系
成分在这里交融,形成了复杂而独具特色的区系成
分,使新疆植物种类的组成比国内其它省区有明显
的差异,极具科学研究价值.因此,该山地苔藓植物
的研究在中国以至中亚苔藓植物研究中占有非常重
要的地位.
博格达山位于新疆的中部,属于天山山地及天
山山间盆地地貌大区. 最早在博格达山进行苔藓植
物标本采集工作的是刘慎谔教授[ 18] , 陈伯川[ 3, 4]报
道了其中的 35 种苔藓植物. 赵建成[ 19]报道了包括
博格达山在内的新疆东部天山有苔藓植物 38科 97
属 249种,认为该地区苔藓植物主要系泛北极区系
成分[ 19] .同年, 赵建成[ 20]报道了博格达山有苔藓植
物 37科 89属 211 种, 并对该山地苔藓植物的区系
成分、群落特征等作了较详细的研究.
国外关于苔藓植物多样性的研究较多[ 5, 14, 16] .
国内研究工作尚处于起步阶段. 曹同等[ 2]对我国长
白山主要生态系统苔藓植物多样性研究结果表明,
海拔高度、林冠郁闭度和林内湿度、土壤酸度、含水
量、林下倒木的丰富程度等可能是影响该地区苔藓
植物多样性的重要环境因子,而新疆在该领域的研
究仍处于空白.了解新疆苔藓植物多样性特点, 将为
应 用 生 态 学 报
2003 年 6 月
第 14 卷
第 6 期






























CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Jun. 2003, 14( 6)∀887~ 891
本地区苔藓植物多样性保护和生态环境的改善提供
理论依据.
2
研究地区与研究方法
21
研究地区概况
天山平均山脊线超过 4 000 m, 平均海拔 4 000~ 5 000
m, 最高峰达 7 349 m, 年降水量 400~ 600 mm, 年蒸发量
1 000~ 1 500 mm [ 1] . 博格达山位于新疆的中部, 主峰博格达
峰海拔高度为 5 445 m,大地构造属于天山纬向构造带.在新
疆地貌分区中,博格达山属于天山山地及天山山间盆地地貌
大区,位于天山东段, 为准噶尔盆地和吐鲁番盆地的界山. 其
西段的阜康山区向北强烈突出,形成了较有利于接受北方冷
湿气流的特殊地形, 加之该段的平均高度在 4 000 m 以上,
形成了较为完善的土壤垂直带谱: 自山麓而上依次为灰漠
土、山地棕钙土、山地栗钙土、山地黑钙土、山地灰褐森林土、
亚高山草甸土和高山草甸土 7 个土壤垂直带[ 9] . 博格达山北
坡天池气象站(海拔 1 995 m)的统计资料表明, 此处每年有
5 个月平均气温在 0 # 以下, 年平均气温 2 # ,最热月平均
气温 15. 3 # , 最冷月平均气温- 11. 6 # , 最低极温- 33. 4
# ;年降水量平均 497. 5 mm,且多集中在 5~ 8 月份(占全年
降水量的 70% ) , 年蒸发量为 1 417. 5 mm, 平均相对湿度
58% ,无霜期 88. 6 d, 最短仅 57 d.若以 0. 7 # ∃100 m- 1递减
率计算,年 0 # 等温线大致于 2 100 m 等高线重合.
该山地植被随着海拔高度、气候和土壤类型的变化, 形
成了由山麓到山顶的 5 个植被类型带: 山地荒漠带 (海拔
700~ 1 100 m)、山地草原带 (海拔 1 100~ 1 650 m 的前山
带)、山地森林带 (海拔 1 650~ 2 700 m 的阴坡)、亚高山
高
山草甸带 (海拔 2 700~ 3 300 m)和高山甸状植被带 (海拔
3 300~ 3 700 m) [ 8] .
22
研究方法
221 野外调查
在苔藓植被调查中,样地的设置采用典型
取样法,在山地荒漠带、山地草原带、山地森林带、亚高山
高
山草甸带和高山甸状植被带 5 个植被带类型中,选取具有代
表性的典型样地 60 个,每一样地大小为100 m2 .上述 5 个植
被带类型中的样地数分别为 10, 12, 18, 14和 6 个,对该地区
苔藓植物群落取样面积进行研究, 当样方面积为 2500 cm2
时,包括的种类数目占全部记录种的 98%以上, 因此, 在调
查中采用 50 cm ! 50 cm 的样方(有关最小取样面积的确定
另文报道) . 该样方又以 2. 5 cm 的间隔被细线再分成 400 个
小方格, 以便提高估算样方中植物盖度的精确度. 在选择的
每一样地中,随机设置 5 个 50 cm ! 50 cm 的样方,记录每种
苔藓植物的盖度,并采集每一样方内所有苔藓植物种类, 在
实验室内鉴定到种[ 1, 6, 10, 17] . 以每种苔藓植物在样方中平均
盖度作为样地的盖度.
222 分析方法


1)苔藓植物的重要值:
IV= (相对盖度+ 样方中出现的相对频度) / 200


2)相似性系数:采用 Sprenson[ 15]的公式, 计算不同植被
带中苔藓植物物种相似性:
S s= 2C/ ( A + B) ! 100% ( 1)
其中, A 为甲地区全部种数, B 为乙地区全部种数, C 为两
地区共有种数.


3)物种多样测度 :以苔藓植物盖度为计算指标, 测度公
式为[ 11] :


Simpson 多样性指数 D= %s
i= 1
N 1 (N i- 1)/ [ N (N- 1) ] ( 2)


Shannon
Wiener 指数 H&= - %s
i= 1
N i
N
ln
Ni
N
( 3)
式中, N 为S 个种的相对盖度之和, N i 为第 i 个种的相对盖
度.


用以上各式度量样方的多样性.
3
结果与分析
31
新疆博格达山地面生苔藓植物物种多样性


根据野外调查和结合已有资料统计, 新疆博格
达山共有地面生苔藓植物 32科 73属 186 种(含变
种、变型) .其中苔类植物 9科 14属 17种;藓类植物
23科 59 属 169种(变种、变型) [ 1, 6, 10, 12, 13, 17] . 以该
山地苔藓植物属、种数目为依据的地面生优势科的
统计见表 1.由表 1可以看出, 7个优势科虽然只占
该地区地面生苔藓植物总科数的 21. 88%, 却包含
了 38 属 121 种, 分别占总属数的 52. 28% 和
65. 05% ,说明上述各科植物为该地区地面生苔藓植
物区系的主体类群.同时,在这些优势科中既有典型
的耐旱科(如丛藓科、紫萼藓科和真藓科等)也有如
青藓科、提灯藓科、灰藓科和柳叶藓科等中生和水湿
生藓类. 这既说明了博格达山地区苔藓植物区系具
有丰富性和复杂性, 也反映了该地区地面生苔藓植
物生境的多样性和复杂性.
表 1
新疆博格达山不同植被带地面生苔藓植物优势科的种属统计
Table 1 Numbers of species and genus of dominant fami lies in Bogda
Mountain, Xinjiang
编号
No
科
名
Family
属
数
Genus
number
占总属数%
Percentage
种
数
Species
number
占总种数%
Percentage
1 丛藓科Po ttiaceae 10 13. 70 36 19. 35
2 真藓科Bryaceae 3 4. 11 22 11. 83
3 青藓科Brachy theciaceae 6 8. 44 17 9. 14
4 紫萼藓科Grimmiaceae 4 5. 48 14 7. 53
5 柳叶藓科Amblyst egiaceae 7 9. 59 11 5. 91
6 灰藓科Hypnaceae 4 5. 48 11 5. 91
7 提灯藓科Muniaceae 4 5. 48 10 5. 38
总计 38 52. 28 121 65. 05
T otal
32
不同植被带类型中苔藓植物物种相似性比较


物种相似性是指不同群落或样地间物种组成的
相似程度.以该系数作为相似程度最基本的数量指
标,分析不同样地或群落类型间苔藓植物种类组成
的相关程度. 新疆博格达山不同植被带地面生苔藓
888 应
用
生
态
学
报

















14卷
植物种类的相似性比较见表 2.由表 2可见,该地区
地面生苔藓植物物种的 Sprenson 相似性系数在
0. 1342~ 0. 6809之间.其中以山地荒漠带和山地草
原带的相似性最高, 为 0. 6809. 前者主要分布在海
拔 700~ 1 100 m 的山前荒漠带和低山河谷中.这里
植被稀疏,但地势较为平缓,加之有溪流的存在, 仍
有一定种类的湿生苔藓植物和一些广布种的分布.
后者主要分布在海拔 1 100~ 1 250 m 的山地草原
和灌丛下,该地带具有较为明显的干旱性,苔藓植物
种类增加不显著,除了在草原灌丛下生长的一些中
生种类外,大部分仍属旱生种类.两者之间除了各自
优势种有所不同外,在种类组成和分布特点上均十
分相似.山地森林带和高山垫状植被带苔藓植物物
种相似性最低, 为 0. 1342. 前者主要分布在海拔
1 650~ 2 700 m 的山地针叶林带.该地带以雪岭云
杉为建群种的针叶林下是该地区苔藓植物生长最为
优越的环境,苔藓植物的种类最为丰富,其群落的组
成也较为复杂. 后者主要分布在海拔 3 300 m 以上
的高山砾石植被带.这里气候寒冷干燥,土生苔藓植
物种类很少,常是一些耐寒耐旱的、在冻土上成片状
或斑块状生长,呈垫状藓丛.由于该地区不同植被带
类型与各自所处的海拔高度关系十分密切,说明海
拔高度对该地区地面生苔藓植物的分布有一定影
响.除山地森林带与其它植被带类型间苔藓植物种
类相似性较低外, 各植被带苔藓植物种类的相似性
均较高( > 0. 5) . 上述结果表明, 博格达山不同植被
带间的苔藓植物种类成分具有一定的相异性,更为
突出的是彼此之间的相似性.而山地森林带与其它
植被带类型间苔藓植物种类具有较高的差异性, 表
明该植被带是苔藓植物生长最为优越的环境,因此
苔藓植物的种类最为丰富,表现出很高的物种多样
性 .同时也说明博格达山地面生苔藓植物的多样性
表 2
新疆博格达山不同植被带地面生苔藓植物种类的相似性比较
Table 2 Species similarity of floor bryophytes in different vegetation types in Bogda Mountain, Xinjiang
植被带类型
Vegetation
type
海
拔
Altitude
( m)
种
数
Species
number
共有种数Number of common species
V 1 V 2 V 3 V 4 V 5
种相似性系数 Species similarit y
V 1 V 2 V 3 V 4 V5
V 1 700~ 1100 19 - 16 18 13 9 - 0. 6809 0. 2338 0. 6341 0. 5455
V 2 1100~ 1650 28 16 - 2 517 6 0. 6809 - 0. 3067 0. 6800 0. 2857
V 3 1650~ 2700 135 18 25 - 21 10 0. 2338 0. 3067 - 0. 2675 0. 1342
V 4 2700~ 3300 22 13 17 21 - 12 0. 6341 0. 6800 0. 2675 - 0. 6667
V 5 3300~ 3700 14 9 6 10 12 - 0. 5455 0. 2857 0. 1342 0. 6667 -
V 1:山地荒漠带M ountain desert; V 2: 山地草原带 Mountain grassland; V 3: 山地森林带 Mountain forest ; V 4: 亚高山
高山草甸带 Sub
alpine and
alpin e meadow ; V 5:高山垫状植被带Alpine cushion vegetation.
表 3
新疆博格达山不同植被带地面生苔藓植物优势种组成及其重要值
Table 3 Dominant species composi tion and their important value in Bogda Mountain, Xinjiang
重要值排
序
Im portant
value
order
山地荒漠带
Mountain desert
种名
Species
重要值
Important
value
山地草原带
Mountain grassland
种 名
Species
重要值
Im portant
value
山地森林带
Mountain forest
种 名
Species
重要值
Important
value
亚高山
高山草甸带
Sub
alpine and alpine meadow
种 名
Species
重要值
Important
value
高山垫状植被带
Alpine cushion
种名
Species
重要值
Important
value
1 牛角藓
Cratoneur on
f il icinum
0. 325 长肋扭口藓
Bar bula
longicostata
0.471 对叶藓
Disti chium
cap il laceum
0. 875 长尖叶墙藓
Tortula
longimucronata
0. 501 黑扭口藓
Barbula
nigrescens
0. 331
2 沼生湿柳藓
Hygroamblyst egium
noerop hilum
0. 281 黑扭口藓
Bar bula
nigr escens
0.432 真 藓
Bryum
argenteum
0. 793 粗疣连轴藓
S chistidium
stri ctum
0. 483 反叶扭口藓
Barbula
ref l exa
0. 279
3 真藓
Bryum
argenteum
0. 236 反叶扭口藓
Bar bula
ref lexa
0.419 北方美姿藓
Timmia
bavarica
0. 708 卵叶真藓
Bryum
calophyllum
0. 351
剑叶大帽藓
Encalypta
sp athulata
0. 263
4 葫芦藓
Funaria
hyg romet ri ca
0. 225 齿肋墙藓
Tortula
caninerv is
0.411 长蒴丝瓜藓
Pohlia
elongata
0. 641 橙色真藓
Bryum
rut ilans
0. 246 小酸土藓
Oxyst eg us
cuspidatus
0. 214
5 丛生真藓
Bryum
caesp it icium
0. 172 陈氏连轴藓
S chistidium
cheni i
0.384 弯叶青藓
Brachythecium
ref lex um
0. 557 卷叶牛毛藓
Ditr ichum
cri sp atissim um
0. 218 大墙藓
T or tula
princeps
0. 207
6 阔叶紫萼藓
G rimmia
lae vigata
0. 108 平肋提灯藓
Mnium
lae vinerv e
0.337 弯叶灰藓
Hyp num
hamulosum
0. 513 剑叶大帽藓
E ncalyp ta
spathulata
0. 203 阔叶紫萼藓
G rimmia
lae vigata
0. 148
7 水藓
Font inal is
antipyreti ca
0. 089 卵叶青藓
Brachythecium
r utabulum
0.323 高山金发藓
Polyt rich um
alp in um
0. 473 尖叶扭口藓
Bar bula
const ri cta
0. 146 小石藓
Weisia
controv ersa
0. 051
8 地钱
Marchant ia
poly morpha
0. 047 细叶毛灰藓
Homomal lium
lep tothallum
0.142 倾立裂叶苔
Lop hoz ia
ascend ens
0. 124 反叶扭口藓
Bar bula
ref lexa
0. 088 弯叶灰藓
Hyp num
hamulosum
0. 028
8896 期










张元明等:新疆博格达山地面生苔藓植物物种多样性研究








中心在针叶林带.
33
不同植被带类型中苔藓植物种类的重要值及
其变化特征


重要值可通过相对多度、相对频度、相对密度、
相对显著度等指标来综合表示群落中不同种类的相
对重要性, 从而较客观地显示出不同植物种群在群
落中的地位和作用.考虑到苔藓植物独特的生物学
特性, 本文主要通过苔藓植物的相对盖度和相对频
度来揭示博格达山地面生苔藓植物不同种群的相对
重要性.表 3显示了该地区不同植被带类型主要苔
藓植物植物类的重要值及其变化特征.


通过计算得出不同植被带中地面生苔藓植物的
重要值,并进行排序(取前 8位) ,以便发现不同植被
垂直带在苔藓植物种类组成上的变化. 由表 3可见,
山地森林带各优势种之间的重要值差别较大, 其中
对叶藓( Distichium cap il laceum )、真藓( Bryum ar

genteum )、北方美姿藓( T immia bavar ica)、长蒴丝
瓜藓 ( Pohlia elongata )、弯叶青藓 ( Brachythecium
ref l exum )、弯叶灰藓(H ypnum hamulosum )等种的
重要值均在 50%以上, 而其它植被带苔藓植物优势
种重要值均在 50% 以下 (除长尖叶墙藓 T or tula
longimucronata外) .这说明在整个博格达山地面生
苔藓植物群落中,山地森林带的优势种现象较明显.
34
同植被带类型中苔藓植物物种多样性变化


表 4和图 1显示了该地区不同植被带中地面生
苔藓植物物种多样性指数的异同. 统计结果表明,
Simpson指数和 Shannon
Wiener指数反映出的趋势
基本一致. 其中山地森林带苔藓植物物种多样性指
数均高于其它植被带类型,主要是由于分布于1 650
~ 2 700 m 的山地针叶林带, 这里的土壤和水分条
件有利于苔藓植物的生长, 以致苔藓植物种类组成
十分丰富,因而其物种多样性指数较高.由于该植被
带地处山地草原带和亚高山草甸带的过渡带, 生境
条件十分复杂, 表现在苔藓植物种类的组成上,既有
旱生性种类 (如紫萼藓属 ( Grimm ia )、真藓属
( Bryum )、墙藓属 ( Tor tula )等) , 又有许多中生和
水湿生的种类. 由图1还可见, 随着海拔高度的增
表 4
不同植被带地面生苔藓植物多样性指数
Table 4 Value of biodiversi ty index in different vegetation types
指 数
Index
山
地荒漠带
Mountain
desert
山
地草原带
M ountain
grassland
山
地森林带
Mountain
forest
亚高山
高
山草甸带
Sub
alpine
and alpine

meadow
高山垫状植 被带
Alpine
cushion
Simpson 0. 5139 0. 5214 0. 7963 0. 5023 0. 4985
Shannon 1. 2476 1. 1549 1. 8201 1. 0269 1. 1047

Wiener
图 1
不同植被带中地面生苔藓植物物种多样性
Fig. 1 Species diversity of floor bryophyte communit ies in dif ferent vege

tations.
1)山地荒漠带M ountain desert ; 2)山地草原带 Mountain grassland; 3 )
山地森林带 Mountain forest ; 4) 亚高山
高山草甸带 Sub
alpine and
alpine meadow ; 5)高山垫状植被带 Alpine cushin vegetation. ∋ . S im p

son指数 Simpson index ; ( . Shannon
Wiener 指数 Shannon
Wiener in

dex.
加,苔藓植物物种多样性呈现出两头低中间高的态
势.这与不同植被带苔藓植物群落在物种重要值及
其变化趋势方面反映出来的特征基本一致.
35
新疆博格达山苔藓植物多样性的保护


植物物种多样性的保护是植物物种多样性研究
的重要内容和最终目的. 由于新疆博格达山北坡有
海拔 1 991 m 的高山湖泊 ) ) ) 天池,其秀美的自然
景观吸引了众多国内外的旅游者.近年来,随着该地
区旅游业和工业的迅速发展,生态环境保护和重建
问题显得越来越突出. 人类干扰活动的日益加剧造
成了对该山地植被前所未有的破坏, 作为地被层的
苔藓植物破坏更加严重.研究表明,博格达山山地森
林带多数优势种的重要值均在 50%以上, 表现出较
为明显的优势种现象. 同时, 山地森林带苔藓植物
Simpson 和 Shannon
Wiener 多样性指数分别为
0. 7963和 1. 8201,高于其它植被带类型. 由此可见,
博格达山山地森林带是该山地苔藓植物多样性中
心,而针叶林带是该地区苔藓植物最丰富的地带,应
作为苔藓植物多样性保护的重点地区.因此,苔藓植
物多样性的保护应首先从保护森林入手, 加强森林
防火工作和保护自然、生态环境的科普宣传,禁止乱
砍乱伐和在林地内大兴土木建设.其次,应划定具体
旅游路线,减少游人和牲畜对苔藓植被的践踏, 为苔
藓植物的生存创造良好的生境条件.
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作者简介
张元明, 男, 1972 年生, 博士, 研究员, 主要从事干旱区植物生态和生物多样性研究, 发表论文 20 余篇. T el:
0991
3815629, E
mail: zhang
y
m@ 263. net
8916 期










张元明等:新疆博格达山地面生苔藓植物物种多样性研究