免费文献传递   相关文献

Analysis of the relationship between species diversity and hydrologic factors during an interval of intermittent water delivery at the Lower Reaches of Tarim River, China

输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系



全 文 :
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 7 期摇 摇 2013 年 4 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
线虫转型发育和寄主识别的化学通讯研究进展 张摇 宾,胡春祥,石摇 进,等 (2003)……………………………
生物物种资源监测原则与指标及抽样设计方法 徐海根,丁摇 晖,吴摇 军,等 (2013)……………………………
个体与基础生态
呼伦贝尔草原人为火空间分布格局 张正祥,张洪岩,李冬雪,等 (2023)…………………………………………
青藏高原草地地下生物量与环境因子的关系 杨秀静,黄摇 玫,王军邦,等 (2032)………………………………
1961—2010 年桂林气温和地温的变化特征 陈摇 超,周广胜 (2043)……………………………………………
黄泥河自然保护区狍冬季卧息地选择 朱洪强,葛志勇,刘摇 庚,等 (2054)………………………………………
青藏高原草地植物叶解剖特征 李全发,王宝娟,安丽华,等 (2062)………………………………………………
青藏高原高寒草甸夏季植被特征及对模拟增温的短期响应 徐满厚,薛摇 娴 (2071)……………………………
高温影响番茄小孢子发育的细胞学研究 彭摇 真,程摇 琳,何艳军,等 (2084)……………………………………
黄土丘陵半干旱区柠条林株高生长过程新模型 赵摇 龙,王振凤,郭忠升,等 (2093)……………………………
栎属 7 种植物种子的发芽抑制物质研究 李庆梅,刘摇 艳,刘广全,等 (2104)……………………………………
水分胁迫和杀真菌剂对黄顶菊生长和抗旱性的影响 陈冬青,皇甫超河,刘红梅,等 (2113)……………………
铜尾矿废弃地与相邻生境土壤种子库特征的比较 沈章军,欧祖兰,田胜尼,等 (2121)…………………………
云雾山典型草原火烧不同恢复年限土壤化学性质变化 李摇 媛,程积民,魏摇 琳,等 (2131)……………………
根系分区交替灌溉条件下水肥供应对番茄果实硝酸盐含量的影响 周振江,牛晓丽,李摇 瑞,等 (2139)………
喀斯特山区土地利用对土壤团聚体有机碳和活性有机碳特征的影响 李摇 娟,廖洪凯,龙摇 健,等 (2147)……
自生固氮菌活化土壤无机磷研究 张摇 亮,杨宇虹,李摇 倩,等 (2157)……………………………………………
德国鸢尾对 Cd胁迫的生理生态响应及积累特性 张呈祥,陈为峰 (2165)………………………………………
施污土壤重金属有效态分布及生物有效性 铁摇 梅,宋琳琳,惠秀娟,等 (2173)…………………………………
基于叶面积指数改进的直角双曲线模型在玉米农田生态系统中的应用 孙敬松,周广胜 (2182)………………
中稻田三种飞虱的捕食性天敌优势种及农药对天敌的影响 林摇 源,周夏芝,毕守东,等 (2189)………………
种群、群落和生态系统
珠江口超微型浮游植物时空分布及其与环境因子的关系 张摇 霞,黄小平,施摇 震,等 (2200)…………………
输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系 陈永金,刘加珍,陈亚宁,等 (2212)………………………
南海西北部陆架区鱼类的种类组成与群落格局 王雪辉,林昭进,杜飞雁,等 (2225)……………………………
滇西北高原碧塔湖滨沼泽植物群落分布与演替 韩大勇,杨永兴,杨摇 杨 (2236)………………………………
石羊河下游白刺灌丛演替过程中群落结构及数量特征 靳虎甲,马全林,何明珠,等 (2248)……………………
资源与产业生态
土壤深松和补灌对小麦干物质生产及水分利用率的影响 郑成岩,于振文,张永丽,等 (2260)…………………
豆科绿肥及施氮量对旱地麦田土壤主要肥力性状的影响 张达斌,姚鹏伟,李摇 婧,等 (2272)…………………
沟垄全覆盖种植方式对旱地玉米生长及水分利用效率的影响 李摇 荣,侯贤清,贾志宽,等 (2282)……………
城乡与社会生态
北京北护城河河岸带的温湿度调节效应 吴芳芳,张摇 娜,陈晓燕 (2292)………………………………………
西安太阳总辐射时空变化特征及对城市发展的响应 张宏利,张纳伟锐,刘敏茹,等 (2304)……………………
研究简报
安徽琅琊山大型真菌区系多样性 柴新义,许雪峰,汪美英,等 (2314)……………………………………………
中国生态学学会 2013 年学术年会征稿通知 (2320)………………………………………………………………
第七届现代生态学讲座、第四届国际青年生态学者论坛通知 (玉)………………………………………………
中、美生态学会联合招聘国际期刊主编 (印)………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*318*zh*P* ¥ 90郾 00*1510*32*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄04
封面图说: 金灿灿的小麦熟了———小麦是世界上最早栽培的农作物之一,是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物,起源于中
东地区。 全世界大概有 43 个国家,近 35%—40%的人口以小麦为主要粮食。 小麦是禾谷类作物中抗寒能力较强的
越冬作物,具有一定的耐旱和耐盐碱能力。 中国的小麦分布于全国各地,主要集中于东北平原、华北平原和长江中
下游一带。 小麦秋季播种、冬季生长、春季开花、夏季结实。 子粒含有丰富的淀粉、较多的蛋白质、少量的脂肪,还有
多种矿物质元素和维生素 B,是一种营养丰富、经济价值较高的粮食。
彩图及图说提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 7 期
2013 年 4 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 7
Apr. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金(40901276, 40871239,40871059); 中国博士后基金(2012M512058); 山东省优秀中青年科学家奖励基金
(2011BSB01256)资助
收稿日期:2011鄄12鄄26; 摇 摇 修订日期:2012鄄08鄄29
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: yongjinchen2004@ yahoo. com. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201112261977
陈永金,刘加珍,陈亚宁,李新功,朱海勇.输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系.生态学报,2013,33(7):2212鄄2224.
Chen Y J, Liu J Z, Chen Y N, Li X G, Zhu H Y. Analysis of the relationship between species diversity and hydrologic factors during an interval of
intermittent water delivery at the Lower Reaches of Tarim River, China. Acta Ecologica Sinica,2013,33(7):2212鄄2224.
输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系
陈永金1,2,*,刘加珍1,陈亚宁2,李新功2,朱海勇1
(1. 聊城大学环境与规划学院,聊城摇 252059;2. 荒漠与绿洲生态国家重点实验室,新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐摇 830011)
摘要:为检验连续 7a的输水对塔里木河下游生态系统稳定性的影响,根据 2006 年与 2010 年塔里木河下游地下水埋深、地下水
质以及植被调查资料,分析了 2006 到 2010 年间物种多样性、地下水位和水质变化状况,利用非参数相关和 RDA排序对输水间
歇物种多样性与地下水位、水质关系变化作了探讨,结果发现:塔里木河下游输水停止后地下水位不断下降,地下水矿化度也有
小幅度增加;物种多样性 Shannon鄄Weiner指数、Simpson指数、Margalef指数、Patrick指数以及 Cody指数都以下降为主,表明塔里
木河下游受损生态系统尚不具备自维持能力;物种多样性与地下水埋深和地下水矿化度的关系为,地下水平均埋深为 5 m左右
时,物种多样性主要受地下水质状况的影响,而当地下水平均埋深大于 6. 5 m时,物种多样性的制约因子则为地下水位。 因此,
从物种多样性角度看,塔里木河下游的合理水位应在 5 m左右,大于 6. 5 m则是物种多样性的胁迫水位.
关键词:塔里木河; 生态输水; 物种多样性; 合理地下水位
Analysis of the relationship between species diversity and hydrologic factors
during an interval of intermittent water delivery at the Lower Reaches of
Tarim River, China
CHEN Yongjin1,2,*, LIU Jiazhen1, CHEN Yaning2, LI Xingong2, ZHU Haiyong1
1 School of Environment and Planning, Liaocheng University, Liaocheng City, 252059, China
2 National Laboratory of Desert and Oasis Ecology, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences. , Urumqi 830011, China
Abstract: Tarim River is located in south Xinjiang, northwest China. With a length of 1321 km, it is one of the longest
inland rivers in the world. The name translates to “ Water of Life冶, and certainly the river plays a key role in the
development of the local society and the health of the ecosystem. Water resource development driven by irrational
exploitation and increases in water utilization at the upper reaches over the past five decades has greatly disturbed the
natural distribution of water resources within the valley. One major consequence is that more than 321 km of the watercourse
has been drained after the Daxihaizi Reservoir was built in the 1970s. Consequently, groundwater depths along the dry
watercourse increased leading to continual deterioration of groundwater quality. Along with fall in groundwater level and
deterioration of groundwater quality, was the deterioration of the desert riparian system at the lower reaches of Tarim River.
The desert riparian system reached a state of collapse: the area of Populus euphratica forest, the main tree species of the
region, declined from 5. 4 伊 104—0. 523 伊 104 hm2 along the lower reaches of Tarim River, while the area covered by
shrub and meadow decreased by 200 km2 . In addition, a total area of 12,300 km2 experienced desertification. To prevent
the continued deterioration of the ecosystem along the dried鄄up watercourse and to prevent further desertification, a water
delivery project has been carried out. Starting from May 2000, the water in Boston Lake was intermittently supplied to the
http: / / www. ecologica. cn
dry watercourse. By December 2006, 11 intermittent water releases had been carried out. The released water played a
critical role in vegetation recovery. However, from December 2006—June 2010, the ecological water delivery ceased. This
provided a research opportunity for studying the stability of the ecosystem at the lower Tarim River after seven years of
introduced water deliveries. The aims of this study were to 1) describe the variations in groundwater depths and the quality
of groundwater during the four year long interval of no water delivery, 2) depict the variations in vegetation species diversity
during the interval, 3) explain the relationships between groundwater and species diversity. Based on the monitoring data of
groundwater depths, groundwater chemistry and species of vegetation, the variations in species diversity and related factors
were analyzed. It was found that the average of groundwater depths in 2006 was approximately 5 m, while they were > 6. 5
m in 2010. The Shannon鄄Weiner, Simpson, Margalef and Pattrick and Cody indexes expressed a decreased change. In
contrast, the Peilou Index showed an increased change, indicating that the ecosystem in the lower Tarim River is in a
compromised state, even though seven years of introduced water delivery had been carried out. Both Non鄄Parameter
Analysis and Redundancy Analysis confirmed that in the year 2006, species diversity had close relationships to total
dissolved solids (TDS) of groundwater, while the relationship of species diversity to the depths of groundwater was not
significant. In contrast, species diversity had a close relationship to the depths of groundwater in 2010 rather than TDS.
Therefore, considering the relationship between variations in groundwater level and species diversity, it can be deduced that
the rational groundwater depth in the lower Tarim River under the situation of water delivery is 5 m and the intimidated
groundwater depth is 6. 5 m.
Key Words: Tarim River; ecological water deliveries; species diversity; rational groundwater depth
物种多样性是一个地区生态系统健康稳定的基础[1],反映某一群落内物种与物种、物种与环境之间的相
互关系。 物种多样性测定主要有 3 个空间尺度:琢多样性、茁多样性指数、酌多样性[2鄄5]。 琢多样性主要关注局
域均匀生境下的物种数目,因此也被称为生境内的多样性。 琢多样性的度量有物种丰富度指数如 Margalef指
数、Patrick指数等,均匀度指数如 Peilou指数等,多样性指数如 Shannon鄄Weiner指数、Simpson指数等。 茁 多样
性指数则是指物种多样性时空维的变化程度。 物种多样性的变化受诸多因素的影响[6鄄8],在干旱区主要受水
分及盐分的影响[9鄄17]。
干旱内陆河流域由于自然变化与人为活动的干扰,水资源时空配置异化,带来河流下游荒漠河岸林生态
系统的退化。 塔里木河下游应急生态输水对挽救濒临死亡的胡杨柽柳林起到雪中送炭的效果(输水相关信
息见表 1)。 学者对塔里木河下游输水条件下地下水位水质变化以及植被生理生态响应等进行了大量研究,
发现了地下水质随地下水位的变化而成升—降—升阶段性变化的特点[18鄄21]、生态输水使沿河两岸的植物得
到了复壮,胡杨、柽柳等植物体内的脯胺酸、SOD和水势等生理指标都对地下水位的变化有明显响应[22鄄27],随
着输水的进行群落物种多样性有显著变化,地下水位变化是影响物种多样性的最关键环境因子[28鄄37]、土壤水
盐与养分状况对物种多样性也有直接影响[38鄄39]。 而对于输水间歇地下水位、水质变化及其对物种多样性影
响的研究更为少见。 本文利用 2006 年和 2010 年塔里木河下游地下水埋深、地下水质和植物样地调查资料,
分析从 2006 年到 2010 年的输水间歇地下水位、水质和物种多样性的变化,研究分析经过连续输水后塔里木
河下游荒漠河岸林生态系统自维持能力,探讨输水条件下基于物种多样性的合理生态地下水位和胁迫水位,
为下游地区物种多样性的恢复提供科学参考,为干旱内陆河流域的水资源管理和生态保护提供科学依据。
1摇 研究区概况
塔里木河全长 1321 km,是我国最长,也是世界著名的内陆河。 其上游为肖夹克至英巴扎段,中游为英巴
扎至卡拉水库段,下游为卡拉水库至台特玛湖。 研究区属于典型的暖温带大陆性干旱气候区[21],根据铁干里
克气象站的观测资料,年均气温 10. 5 益,平均年降水量 17. 4—42. 0 mm,年潜在蒸发量 2500—3000 mm,沙尘
暴日数 8. 2 d,风沙危害严重。 由于多年断流,地下水位大都下降到 8—12 m,地下水含盐量及矿化度都很高。
3122摇 7 期 摇 摇 摇 陈永金摇 等:输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系 摇
http: / / www. ecologica. cn
植物区系包括亚洲中部成分、中亚成分、古地中海成分和少量泛热带成分[21],主要植物有胡杨(Populus
euphratica),柽柳(Tamarix ramosissima)、黑刺(Lycium ruthenicum)、铃铛刺 (Halimodendron halodendron)、芦苇
(Phragmites communis)、疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)、大花罗布麻(Apocynum venetum)、花花柴(Karelinia
caspica)、胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)等。
表 1摇 塔里木河下游历次输水信息统计
Table 1摇 Basic information of water delivery at the lower reaches of the Tarim River
次号
Water delivery
阶段
Stage
输水开始时间
Start date
输水结束时间
End date
输水量 / ( 伊108m3)
Volume
水头到达位置
Site of water鄄head
第 1 次 1st 2000鄄05鄄14 2000鄄07鄄12 0. 98 喀尔达依
第 2 次 2nd 2000鄄11鄄03 2001鄄02鄄05 2. 25 阿拉干
第 3 次 3 rd 2001鄄04鄄01 2001鄄11鄄18 3. 82 台特玛湖
第 4 次 4 th 2002鄄07鄄20 2002鄄11鄄10 3. 31 台特玛湖
第 5 次 5 th 1 2003鄄03鄄02 2003鄄06鄄25 3. 40 台特玛湖
2 2003鄄08鄄04 2003鄄11鄄03 2. 85 台特玛湖
第 6 次 6 th 1 2004 鄄04鄄22 2004 鄄06鄄25 1. 02 台特玛湖
2 2004 鄄08鄄04 2004鄄11鄄03 2. 85 台特玛湖
第 7 次 7 th 1 2005 鄄04鄄18 2005 鄄06鄄07 0. 52 台特玛湖
2 2005 鄄08 鄄30 2005 鄄10 鄄31 2. 28 台特玛湖
第 8 次 8 th 2006 鄄09 鄄25 2006 鄄11鄄 29 2. 33 考干
第 9 次 9th 2010鄄06鄄25 2010鄄11鄄06 3. 4 台特玛湖
2摇 数据采集与分析
摇 图 1摇 塔里木河下游植物样地与地下水监测井布设示意图
Fig. 1摇 Distributions of transects and investigating sections in the
lower reaches of the Tarim River
2. 1摇 数据采集
沿输水河道设置了 9 个监测断面,分别是阿克墩断
面(A)、亚合甫马罕断面(B)、英苏断面(C)、阿布达勒
断面(D)、喀尔达伊断面(E)、图格买莱断面(F)、阿拉
干断面(G)、依干布及麻断面(H)以及考干断面(I)(图
1),用于监测生态输水后地下水位, 水质的响应, 在每
个监测断面分别设置了 3—8眼监测井,共计 40 眼监测
井。 对每眼监测井进行定期的地下水埋深和地下水采
样测定,其测定方法为导线法,同进采集地下水水样,水
样采集后当场密封,送入实验室进行化学分析,内容包
括:矿化度、 pH 值、总碱度、总硬度、电导率、 CO2-3 、
HCO-3、Cl
-、SO2-4 、Ca2
+、Mg2+、K+、Na+等 13 项指标。 同
时,在每个断面每一监测井附近设置了植物调查样地,
调查时间在 7 月底到 8 月初。 因各断面植被长势不同,
设置样地的大小有所差异,其中,5 m伊5 m 的样地布设
于草本群落的段面;30 m伊30 m的样地布设在植被生长
稀疏或基本无草本植物的段面,以 15 m 为间隔设置 4
个 15 m伊15 m的乔灌木样方;50 m伊50 m的样地布设在
乔、灌、草植被都占一定比例的段面,以 25 m 为间隔设
置 4 个 25 m伊25 m的乔灌木样方,样方内设置 5 m伊5 m
的草本样方,样地选定后用 GPS定位,用木桩做固定标志。 调查内容为植物种类组成、植被盖度、个体数目、
4122 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
株高、冠幅、乔木胸径等指标。
2. 2摇 数据处理分析
2. 2. 1摇 多样性指标
本文相应选取了反应物种丰富度的 Margalef指数;反映物种均匀度 Pielou 指数;以信息公式表示多样性
的 Shannon鄄Wiener指数;以及综合反映物种丰富度和均匀度的修正的 Simpson 指数。 根据植物群落数量特征
的样方调查结果,分别计算各个物种的重要值 Pi,计算公式见文献[40]
因重要值考虑了频度、盖度、个体数及生物量等参数,从而避免了以单一的个体数来测度物种多样性指标
导致的偏差,故以重要值作为物种多样性的测度依据,计算出样地植被的多样性指数,具体计算公式见
文献[40]。
为了研究物种多样性随时间的变化,采用 茁多样性指数中的 Cody指数(茁):
茁 = [g(H) + I(H)] / 2 [41] (1)
式中,g(H)是沿生境梯度(或时间跨度)增加的物种数目;I(H)是沿生境梯度(或时间跨度)失去的物种数目,
即在上一个梯度中存在的而在下一个梯度中没有的物种数目.在空间维上得到的 茁 值称为物种替代速率[42],
时间维上得到的 茁值称为物种恢复或消亡速率[2,43]。 为了更好地体现植物物种的增加或减少,我们对 茁 多
样性指数计算公式进行修正,使 g(H)取正值,I(H)取负值,以直观地从 茁值上观察到植物物种多样性的变化
方向。 修正后的公式为:
茁 = [g(H) - I(H)] / 2 (2)
2. 2. 2摇 排序方法
冗余分析(RDA)是一种直接梯度分析方法,能从统计学的角度来评价一个或一组变量与另一组多变量
数据之间的关系。 本文选择 2006 年与 2010 年塔里木河下游 29 个样地的物种多样性、丰富度与均匀度指标,
及相应井位点的地下水矿化度、电导率、酸碱度、总碱度、总硬度与地下水位 6 个环境因子指标进行分析。 每
一年的分析采用了 2 个数据文件,即物种多样性数据文件与环境因子数据文件,用 DCA 估计排序轴梯度长度
(LGA),结果表明排序轴最大的梯度长度 2006 年为 0. 992,2010 年为 1. 344 均小于 4,表明数据文件均具有较
好的线性,即多样性对生态梯度的响应是线性的。 数据处理过程中对物种经过了中心化和标准化处理, 样方
没有中心化,用 499 次的蒙特卡罗检验来考察,整个分析过程在 Canoco4. 5 软件中完成。
3摇 结果与分析
3. 1摇 琢多样性变化
2006 年 Marglef指数在 7. 734—1. 09 之间,2010 年下降为 1. 24—0. 25 之间,下降幅度最大的断面是亚合
甫马罕断面,随着距离输水源头大西海子水库距离的增加下降幅度呈减小趋势(图 2)。
塔里木河下游河道的断流时间从阿克墩断面到考干断面逐渐递增,地下水埋深也从阿克墩断面到考干断
面逐渐增加。 2000 年开始的生态输水受益最大的是距离大西海子水库较近的监测断面,亚合甫马罕断面
2006 年地下水埋深在 3 m左右,这为浅根系草本植物物种的生长提供了条件,该断面物种数达 13 个;输水停
止后,地下水埋深不断增加,不少草本植物因根系无法获取充足的水分而枯死。 2010 年,亚合甫马罕断面物
种数仅有 7 个,接近一半的物种消失。
Patrick指数从 2006 年到 2010 年在下游各断面以下降为主,其中下降幅度最大的是亚合甫马罕断面:
2006 年该断面各样地平均物种数为 9. 5,2010 年则为 5. 5,下降幅度达 42% 。 只有阿拉干断面丰富度呈增加
变化,而阿克墩、阿布达勒、喀尔达伊以及依干布及麻断面丰富度变化幅度较小(图 2)。
种的均匀度是反映群落各物种个体数目分配的均匀程度的一项指标。 与 2006 年相比,2010 年下游各断
面 Pielou指数有的增加,有的降低,还有的基本未变。 但下降断面的下降幅度远小于上升的幅度,因此,从总
体看物种均匀度指数以上升为主。 一个区域物种多样性下降,其均匀度就高,这从一个侧面揭示了物种多样
性的降低 (图 2)。
5122摇 7 期 摇 摇 摇 陈永金摇 等:输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系 摇
http: / / www. ecologica. cn
图 2摇 塔里木河下游输水停止前后物种多样性的变化
Fig. 2摇 Variations in vegetation diversity between 2006—2010
多样性指数是丰富度和均匀性的综合指标。 2006 年下游 9 个断面物种 Shannon鄄Weiner 指数在 0. 5876—
1. 6233 之间,2010 年 Shannon鄄Weiner指数在 0. 5696—1. 4368 之间,物种多样性整体表现出下降趋势。 不论
是 2006 年还是 2010 年塔里木河下游 9 个监测断面中处于上段断面 Shannon鄄Weiner指数都比下段高;从年度
变化看,2010 年 Shannon鄄Weiner指数低于 2006 年:英苏断面 2006 年 Shannon鄄Weiner指数是 1. 247,2010 年则
变成了 0. 570,下降幅度达 54% ;考干断面,Shannon鄄Weiner指数从 0. 83 降至 0. 57,下降幅度大于 30% 。 与多
数断面不同的是阿克墩和阿拉干断面,这两个断面的 Shannon鄄Weiner指数呈上升变化的特点(图 2)。
2006 年到 2010 年,塔里木河下游物种多样性 Simpson指数的变化与 Shannon鄄Weiner 指数一样,以下降为
主:2006 年下游各断面 Simpson指数在 0. 3629—0. 7225 之间,2010 年变成 0. 2945—0. 7022 之间。 从整个下
游断面看,Simpson指数的下降有随着距离尾闾端越近,幅度越大的特点:阿克墩断面是增加的,亚合甫马罕
断面下降 0. 03,阿布达勒断面下降 0. 2,依干布及麻断面下降 0. 06,图格买莱断面下降 0. 09,考干断面下降
0郾 22。 与 Shannon鄄Weiner 指数的变化特点相似,阿克敦断面和阿拉干断面 Simpson 指数也是呈增加变化:阿
克墩断面 Simpson 指数 2006 年为 0. 47544,2010 年增长至 0. 63216,增长幅度为 33% ;阿拉干断面 2006 年
Simpson指数是 0. 3629,2010 年变为 0. 478894,增长幅度为 31. 96% ,略低于阿克墩断面(图 2)。
摇 图 3摇 塔里木河下游输水停止前后物种多样性 Cody指数的变化
Fig. 3 摇 Variations in Cody index between 2006—2010 at the
lower Tarim River
3. 2摇 茁多样性的变化
图 3 是塔里木河下游 2006 年至 2010 年间物种多
样性 茁指数的变化,从图上可行看出,在下游 9 个监测
断面中,除第 1 个断面(A 阿克墩断面)和第 7 个断面
(G阿拉干断面)物种呈增加变化外,其它断面都以减
小或不变为主,而且,有 6 个断面的物种呈减小变化,变
化值在-0. 5 到-3 之间。 说明在间歇性输水停止后,物
种多样性逐渐下降,塔里木河下游的生态系统尚处于不
稳定状态。
3. 3摇 物种多样性变化与水因子之间的关系
3. 3. 1摇 水盐环境因子的变化
摇 摇 比较 2006 年和 2010 年塔里木河下游代表性监测井地下水埋深变化情况,可以看出,输水停止后几乎所
6122 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
有的监测井地下水埋深都呈增加变化,即,地下水位是下降的。 单因素方差分析结果表明,2010 年和 2006 年
塔里木河下游各监测井地下水埋深差异显著。 2010 年整个下游地下水平均埋深远离大西海子水库的断面水
位下降幅度大,但考干断面地下水埋深不增反减,这可能是地下水从地势较高处下低洼方向运动的运动规律
所使然。 从垂直河道方向看,距离输水河道越近,地下水埋深变化幅度越大,喀尔达伊断面和阿拉干断面距离
河道最远的监测井水位都呈小幅度上升。
图 4 是塔里木河下游各生态监测断面代表性监测井 2006 年与 2010 年地下水埋深变化图,从图上可以看
出,除个别远离输水河道和远离大西海子水库断面的监测井地下水埋深有所减小外,绝大多数的监测井地下
水埋深随着时间的变化而增大。 统计结果表明,2006 年塔里木河下游各监测井地下水平均埋深是 5. 33 m,
2010 年是 6. 5 m,平均埋深增加了 1. 17 m。 虽然 2010 年的最大埋深 9. 52 m比 2006 年的 10. 83 m有所减小,
但最小埋深却增加了 1. 02 m(表 2)。
图 4摇 塔里木河下游 2006—2010 年地下水埋深与地下水矿化度的变化
Fig. 4摇 Variations in depth and TDS of groundwater during 2006—2010 at the lower Tarim River
表 2摇 塔里木河下游 2006 年与 2010 年地下水埋深的统计分析
Table 2摇 Statistics of groundwater depths in 2006 and 2010
年份
Year
样本数
N
均值
Mean
标准差
Std. Deviation
标准误
Std. Error
极小值
Minimum
极大值
Maximum
2006 29 5. 33 1. 82 0. 34 2. 49 10. 83
2010 29 6. 50 1. 23 0. 23 3. 51 9. 52
合计 Total 58 5. 92 1. 65 0. 22 2. 49 10. 83
输水停止后,河道两侧地下水矿化度有所增加,但增加幅度很小(图 4)。 从 2006 年与 2010 年各监测井
地下水矿化度含量曲线几乎看不出明显的变化. 统计结果表明,2010 年各监测井地下水矿化度平均含量比
2006 年仅增加 0. 168 g / L(表 3)。
3. 3. 2摇 物种多样性与地下水质、埋深关系分析
(1)非参数相关分析
把 2006 年塔里木河下游物种多样性与地下水埋深、地下水质进行非参数 Spearman 相关性分析,结果表
明 Shannon鄄Weiner指数,Margalef 指数和 Patrick指数和覆盖度与地下水矿化度都表现为显著相关,物种多样
性与地下水埋深相关性都不显著(表 4)。
7122摇 7 期 摇 摇 摇 陈永金摇 等:输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系 摇
http: / / www. ecologica. cn
表 3摇 塔里木河下游 2006 年与 2010 年地下水矿化度的统计分析
Table 3摇 Statistics of total dissolved solids in groundwater depths in 2006 and 2010
年份
Year
样本数
N
均值
Mean
标准差
Std. Deviation
标准误
Std. Error
最小值
Minimum
最大值
Maximum
2006 28 3. 71 4. 74 0. 89 1. 18 19. 97
2010 28 3. 87 4. 78 0. 90 1. 20 21. 13
总计 Total 56 3. 79 4. 72 0. 63 1. 18 21. 13
表 4摇 2006 塔里木河下游物种多样性与地下水埋深和矿化度相关性分析
Table 4摇 Nonparametric correlations between species diversity and depth and TDS in groundwater of the year 2006
Shannon鄄
Weiner指数
Shannon鄄Weiner
Index
Marglef
指数
Marglef Index
Pielou指数
Pielou Index
Patrick指数
Patrick Index
地下水埋深
Groundwater
depth
矿化度
TDS
Shannon鄄Weiner指数 Shannon鄄Weiner Index 1. 000 0. 835** 0. 505** 0. 835** -0. 178 0. 406*
Marglef 指数 Marglef Index 0. 835** 1. 000 0. 068 1. 000** -0. 308 0. 456*
Pielou 指数 Pielou Index 0. 565** 0. 342* 0. 827** 0. 068 0. 151 -0. 036
Patrick指数 0. 835** 1. 000** 0. 068 1. 000 -0. 308 0. 456*
地下水埋深 Groundwater depth -0. 178 -0. 308 0. 228 -0. 308 1. 000 0. 002
矿化度 TDS 0. 406* 0. 456* -0. 110 0. 456* 0. 002 1. 000
摇 摇 ** 置信水平为 0. 01 (双尾检验);* 置信水平水平 0. 05 (双尾检验).
2010 年物种多样性 Shannon鄄Weiner指数、Patrick指数都与地下水埋深显著相关,与地下水矿化度相关性
不显著(表 5)。
表 5摇 2010 塔里木河下游物种多样性与地下水埋深和矿化度相关性分析
Table 5摇 Nonparametric correlations between species diversity and depth and TDS in groundwater of the year 2010
Shannon鄄
Weiner指数
Shannon鄄Weiner
Index
Marglef指数
Marglef Index
Pielou指数
Pielou Index
Patrick指数
Patrick Index
地下水埋深
Groundwater
depth
矿化度
TDS
Shannon鄄Weiner指数 Shannon鄄Weiner Index 1. 000 0. 866** 0. 399* 0. 924** -0. 606** -0. 035
Marglef 指数 Marglef Index 0. 866** 1. 000 0. 130 0. 921** -0. 208 -0. 297
Pielou 指数 Pielou Index 0. 399* 0. 130 1. 000 0. 076 -0. 233 -0. 158
Patrick 指数 Patrick Index 0. 924** 0. 921** 0. 076 1. 000 -0. 537* -0. 129
地下水埋深 Groundwater depth -0. 580** -0. 208 -0. 233 -0. 487* 1. 000 -0. 136
矿化度 TDS -0. 035 -0. 297 -0. 158 -0. 129 -0. 136 1. 000
摇 摇 ** 置信水平为 0. 01 (双尾检验);* 置信水平水平 0. 05 (双尾检验)
比较 2006 年和 2010 年物种多样性与地下水埋深与地下水质相关性可以这样推测:2006 年地下水埋深
基本能满足植物生长的需要,这时候,水质就成为植物进一步向良化发展的限制因子,2010 年的地下水矿化
度比 2006 年有所增加,但埋深下降幅度更大,多数草本植物都无法继续生存,地下水位成为下游地区植物生
长的制约因子。
(2)排序分析
2006 年物种多样性与环境因子的排序结果如图 5 所示,图中,空心圆点表示样地,空心箭头射线分别代
表物种多样性、丰富度与均匀度的变化趋势,环境因子用带实心箭头的线段表示,连线的长短表示样地、植物
种类分布与该环境因子关系的大小,箭头连线方向与排序轴的夹角表示该环境因子与排序轴相关性的大小,
箭头所指的方向表示该环境变量值的增大趋势。 分析时,可以做出某一样点到环境因子射线(或多样性射
线)的垂直投影点,垂直投影点与环境因子实心箭头(或多样性空心箭头)越近,表示该种样点与该类生境因
8122 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
子的正相关性越大(或表示该样方中物种的多度值越大)。 空心射线与实心射线夹角的余玄值代表多样性与
环境因子变量的相关性大小。
图 5摇 2006 年塔里木河下游物种多样性与环境因子的 RDA排序图
Fig. 5摇 The graph of RDA ordination for diversity in the lower reaches of Tarim River in 2006
图中样点与环境因子箭头共同反映出物种多样性沿每一环境因子梯度的变化特征,约束性排序轴(第一
排序轴)、第二排序轴、第三排序轴的特征值分别为 0. 420,0. 284 和 0. 035。 第一排序轴与 pH 值与地下水埋
深呈正相关(0. 4140,0. 1372)与其它 4 个因呈负相关,第二排序轴与矿化度、电导率、总硬度呈较强正相关
(0. 6257,0. 5966,0. 5901),与其它 4 个因子相关性较小。 第一轴可以反映地下水的酸碱性,第二轴可以代表
地下水盐分状况。 较高的地下水位在强烈蒸发作用下,往往导致盐分含量因蒸发浓缩而升高,不利于对高盐
分含量耐受性低的物种的生长。 样地 A2,B3,E5,F3 位于第一象限内,这些样地的矿化度较高。 在第二象限
出现的样地有 C7、C8 与 D2、C4、E2,这些样地的多样性指数变化在 1. 02—1. 19 之间,依次分布于高矿化度与
矿化度居中区,其余大部分样地分布在第三、第四象限,趋向于低矿化度方向分布。
根据地下水中盐度因子对物种多样性的分布影响可把这些样地分为 3 个大区:第一大区是高矿化度区,
此区域分布两种类型的样地即高多样性低丰富度(组玉)与高多样性高丰富度组(组域),除 A2、D1 外此区域
样地大部分分布在远河道处。 第二大区为中矿化度区,此区域包括高多样性高丰富度(组 芋)与低多样性低
丰富度组(组 郁)两个类型,除 H3、B4 外此区域的样地大部分分布在近河道或中距离处。 第三大区为高矿化
度区,此区域包括低多样性高丰富度(组吁)与低多样性低丰富度组(组遇)。
图 6 是 2010 年物种多样性与环境因子的排序结果,图中第一排序轴、第二排序轴、第三排序轴的特征值
9122摇 7 期 摇 摇 摇 陈永金摇 等:输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系 摇
http: / / www. ecologica. cn
分别为 0. 569,0. 268 和 0. 007。 第一排序轴与总硬度、矿化度、电导率呈正相关,相关系数依次为 0. 9054、
0郾 8864、0. 6992,与其它 3 个因子相关性较小,第二排序轴与地下水埋深呈较强正相关(0. 3551),而与总碱度
呈负相关(0. 3216),与其它因子相关性较小。 第一轴可以代表地下水盐度,第二可以看成地下水埋深轴。 物
种多样性射线与矿化度呈正相关性,而与地下水位呈明显负相关。 物种丰富度指标与地下水埋深、矿化度均
呈明显负相关。 丰富度指数与地下水的酸碱性呈较大正相关。 样地 G1、D1、F1、A2、B2 等位于第一象限内,
这些样地的地下水埋深较浅,样地分布于近河道处,物种多样性接近均值,但物种丰富度较大。 在第二象限出
现样地 C7、C8,与 2006 年相同,此样地的多样性指数较高但丰富度较低,地下水位较高。 其余大部分样地分
布在第三、第四象限,趋向于地下水埋深较大的方向分布。
图 6摇 2010 年塔里木河下游物种多样性与环境因子的 RDA排序图
Fig. 6摇 The graph of RDA ordination for diversity in the lower reaches of Tarim River in 2010
根据地下水埋深对物种多样性分布的影响可把 2010 年样地分为 3 个大区:第一大区是高水位区,此区域
的样地群落为高多样性高丰富度(组玉),分布于近河道处。 第二大区为中水位区,此区域包括低多样性中丰
富度(组域)与高多样性低丰富度组(组 吁)两个类型,其中组吁的样地分布在远河道处,组域的样地大部分
分布在近河道或中距离处。 第三大区为高水位区,此区域包括低多样性中丰富度(组芋)与低多样性低丰富
度组(组郁),除 E2 外其它样地分布远河道及河流未端处。
经过连续 7a的输水,2006 年塔里木河下游平均地下水埋深 5. 3 m 左右,在下游上段以及距离河道近处
一般在 3 m左右,该水位条件能够满足干旱区植被正常生长的需要,因此,地下水埋深对物种多样性的影响下
降。 地下水埋深对物种多样性的影响较小,不是制约物种多样性的关键因子。 2010 平均地下水埋深超过 6. 5
m,此水位条件不能满足根系较浅的草本植物的生长,地下水埋深成为影响物种多样性的重要因子。
4摇 讨论
生态安全是区域安全的基础,物种多样性的变化与生态系统的健康息息相关。 塔里木河自 2006 年第 8
次应急输水后直到 2010 年 6 月才进行第 9 次输水,相对较长时间的输水间歇检验塔里木河下游地区物种多
样性的影响如何,受损生态系统是否达到自维持水平是一个良好的机会。 物种多样性多项指标都表明,输水
停止后物种多样性不断下降,生态环境依然脆弱。 各监测断面 Shannon鄄Weiner指数从 2006 年到 2010 年总体
0222 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
上呈下降变化,只有阿克墩断面和阿拉干断面呈上升趋势。 究其原因,阿克墩断面距离大西海子水库最近,每
次输水阿克墩最先受到输水的影响,受输水影响的时间最长,所以水分条件最好,这里芦苇茂密,很少有其它
物种存在。 2006 年以后由于长期处于输水的间歇,地下水埋深不断增加,芦苇高度、密度都大幅度下降,为其
它物种的入侵提供了条件,所以物种多样性呈增加变化。 阿拉干断面物种多样性的增加则是由于靠近河道的
第一个植物样地植物物种从只有胡杨和柽柳两种,由于在这里实施了人工抚育恢复,使得该断面物种多样性
增加。
Simpson指数被认为是反映群落优势度较好的一个指标,其值下降说明物种由于环境的影响优势度降
低。 塔里木河下游的输水始自 2000 年,到 2002 年,英苏断面物种多样性 Simpson 指数已经上升到 0. 7,而
2006 年变成 0. 64,2010 年基本没有变化。 依干布及麻断面 2002 年 Simpson 指数是 0. 26,2006 年上升至
0郾 479,2010 年又回落到 0. 363,说明输水对物种多样性的维持和保护具有积极意义,但输水仍需进行。
茁多样性与 琢多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。 反映 茁多样性指标的 Cody指数
从 2006 年到 2010 年 9 个监测断面中有 2 个断面为正值,6 个断面为负值,说明近 70%断面物种减少,说明塔
里木河下游生态恢复的任务依然艰巨。
物种多样性变化受水资源状况的影响[45鄄47],这在干旱区尤为显著。 塔里木河下游物种多样性与地下水
埋深及水质非参数相关性分析结果表明,2006 年物种多样性 Shannon鄄Weiner 指数、Marglef 指数和 Patrick 指
数都与地下水矿化度相关性显著,各多样性指数与地下水埋深的相关性都不显著;2010 年物种多样性
Shannon鄄Weiner指数、Patrick指数都与地下水埋深呈显著相关,各多样性指数与地下水矿化度相关性则不显
著。 RDA 排序结果进一步论证了非参数相关分析的结论。 由此可见,水、盐状况对荒漠河岸林群落物种多样
性有着重要影响,但它们并非同时起作用,当水分极度匮乏的时候,即使水质状况不好,也能满足植被一定程
度的需要,而水量条件不成为植物生长的限制因子的时候,水质对植被的制约作用开始显现。
相关研究表明,塔里木河下游物种多样性与地下水位变化有着密切的关系,地下水位对物种多样性的变
化起着主导作用[12,48]。 刘加珍等将塔里木河下游地下水位按埋深划分为 6 个梯度分析地下水位变化对植物
物种多样性的影响。 发现草本植物丰富度受损发生在地下水埋深大于 4 m,木本植物丰富度受损发生在地下
水埋深大于 8 m[49]。 郝兴明等研究发现,塔里木河下游地下水埋深 2—4 m时,物种多样性最高,其次为 4—6
m,地下水埋深大于 6 m,物种多样性锐减,认为塔里木河下游物种多样性受损的临界地下水位为 6 m 左
右[50鄄51]。 张佳等研究表明:塔里木沙漠公路防护林下草本植物层片物种多样性与地下水位与水质关系密
切[52];朱海勇等通过对塔里木河中游物种多样性变化与环境因子关系分析发现,物种多样性变化受地下水质
状况影响显著[53]。 从蒸发的角度看,当埋深大于 4 m,水分蒸发就已经非常微弱[54];从水质与地下水埋深关
系看,地下水矿化度在埋深 5 m左右时最小[19];从胡杨叶片脯氨酸含量看,当地下水埋深大于 5 m时,脯氨酸
含量急剧上升,表现处明显受胁迫状态[24]。 本研究中,物种多样性受地下水位影响较小的 2006 年的埋深为
5. 3 m左右,受地下水位制约较明显的 2010 年的埋深大于 6. 5 m。 因此,地下水埋深在 5 m左右是塔里木河
下游生态恢复的人工输水条件下物种多样性的合理水位,而地下水埋深大于 6. 5 m 则是物种多样性的胁迫
水位。
5摇 结论
(1)在间歇性输水停止的近 4 年时间里,塔里木河下游各监测断面物种多样性 Shannon鄄Weiner 指数、
Simpson指数、Margalef指数、Patrick指数以及 Cody 指数都以下降为主,而 Peilou 指数则呈增加变化,表明该
区域生态系统尚不具备自维持能力。
(2)塔里木河下游间歇性输水停止后,地下水埋深从 2006 年的平均 5. 33 m 增加到 2010 年的 6. 5 m,平
均增加了 1. 17 m,即水位下降了 1 m多;地下水矿化度增加幅度较小。
(3)地下水平均埋深为 5 m左右时,物种多样性主要受地下水质的影响,而当地下水平均埋深大于 6. 5 m
时,物种多样性的制约因子则为地下水位。 所以,从物种多样性角度看,塔里木河下游的合理水位应在 5 m左
1222摇 7 期 摇 摇 摇 陈永金摇 等:输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系 摇
http: / / www. ecologica. cn
右,大于 6. 5 m则是物种多样性的胁迫水位。
References:
[ 1 ]摇 Ricklefs R E, Schluter D. Species diversity: regional and historical influences / / Richlefs R E, Schluter, eds. Species Diversity in Ecological
Communities: Historical and Geographical Perspectives. Chicago: The University of Chicago Press, 1993: 350鄄364.
[ 2 ] 摇 Ma K P. The measurement of community diversity / / Qian Y Q, Ma K P, eds. Principle and Methods of Biodiversity Studies. Beijing: Chinese
Science and Technology Press, 1994: 141鄄165.
[ 3 ] 摇 Cody M L. Towards a theory of continental species diversities: bird distributions over Mediterranean habitat gradients / / Cody M L, Diamond J M,
eds. Ecology and Evolution of Communities. Cambridge: Harvard University Press, 1975: 214鄄257.
[ 4 ] 摇 Pielou E C. Mathematical Ecology. New York: John Wiley and Sons Inc. , 1977.
[ 5 ] 摇 Hong W, Wu C Z. Modification of Shannon鄄Wiener index. Journal of Tropical and Subtropical Botany, 1999, 7(2): 120鄄124.
[ 6 ] 摇 Lin G J, Huang Z L, Zhu L, Ouyang X J. Beta diversity of forest community on Dinghushan. Acta Ecologica Sinica, 2010, 30(18): 4875鄄4880.
[ 7 ] 摇 Zheng J K, Wei T X, Zheng L K, Da L Z, Chen Z F, Zhao J, Zhu W D, Sun H. Effects of landforms on 琢 biodiversity in slope scale. Ecology
and Environmental Sciences, 2009, 18(6): 2254鄄2259.
[ 8 ] 摇 Yue T X. Studies and questions of biological diversity. Acta Ecologica Sinica, 2001, 21(3): 462鄄467.
[ 9 ] 摇 Zhou H H, Chen Y N, Li W H. Response of species diversity to the variations in water resource in the Oasis鄄desert Transition Zone. Progress of
Natural Sciences, 2008, 18(7): 789鄄794.
[10] 摇 He F L, Li Z Y, Zhao M, Wei Q S, Guo S J, Wang D Z. Natural vegetation succession and soil water change in fallow salinization cropland in
Minqin Oasis, Gansu Province. Journal of Desert Research, 2010, 30(6): 1374鄄1380.
[11] 摇 Zheng T, Li W H, Li J G, Wan J H. Characters of community diversity in the oasis鄄desert transition zone in lower reaches of Tarim River. Journal
of Desert Research, 2009, 29(2): 241鄄247.
[12] 摇 Chen Y N, Zhang H F, Li W H, Chen Y P. Study on species diversity and the change of groundwater lavel in the lowes reaches of Tarim River,
Xinjiang, China. Advance in Earth Sciences, 2005, 20(2): 158鄄165.
[13] 摇 Yang Z H, E Y H, Fang E T, Liu H J, Ma Q L, Zhan K J. Response of plant species diversity to water resources change in Minqin Oasis Fringe.
Journal of Desert Research, 2007, 27(2): 278鄄282.
[14] 摇 Du Q, Shen H L, Wang J H. Plant community structure and species diversity of desert steppe in Ningxia. Chinese Journal of Ecology, 2006, 25
(2): 222鄄224.
[15] 摇 He Z B, Zhao W Z. Spatial pattern of two dominant shrub populations at transitional zone between oasis and desert of Heihe River Basin. Chinese
Journal of Applied Ecology, 2004, 15(6): 947鄄952.
[16] 摇 Zhao Y Z, Zhu Z Y, Liu Z L, Liang C Z, Wang W, Bao R N, Zhang T, Pei H. Analysis of plant diversity in oasis鄄deserta ecotone of North
Xinjiang. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2003, 17(1): 100鄄109.
[17] 摇 Zhang L J, Yue M, Zhang Y D, Gu F X, Pan X L, Zhao G F. Characteristics of plant community species diversity of oasis desert ecotone in
Fukang, Xinjiang. Scientia Geographica Sinica, 2003, 23(3): 329鄄334.
[18] 摇 Chen Y J, Chen Y N, Liu J Z, Li W H, Li J, Xu C C. Dynamical variations in groundwater chemistry influenced by intermittent water delivery at
the lower reaches of the Tarim River. Journal of Geographical Sciences, 2005, 15(1): 13鄄19.
[19] 摇 Chen Y J, Zhou K F, Chen Y N, Li W H, Liu J Z, Wang T. Response of groundwater chemistry to water deliveries in the lower reaches of Tarim
River, Northwest China. Environmental Geology, 2008, 53(6): 1365鄄1373.
[20] 摇 Chen Y J, Chen Y N, Liu J Z, Zhang E X. Influence of intermittent water releases on groundwater chemistry at the lower reaches of the Tarim
River, China. Environmental Monitoring and Assessment, 2009, 158(1 / 4): 251鄄264.
[21] 摇 Li W H, Hao X M, Chen Y J, Zhang L H, Ma X D, Zhou H H. Response of groundwater chemical characteristics to ecological water conveyance
in the lower reaches of the Tarim River, Xinjiang, China. Hydrological Processes, 2010, 24(2): 187鄄195.
[22] 摇 Chen Y P, Chen Y N, Li W H, Xu C C. Characterization of photosynthesis of Populus euphratica grown in the arid region. Photosynthetica, 2006,
44(4): 622鄄626.
[23] 摇 Chen Y N, Wang Q, Ruan X, Li W H, Chen Y P. Physiological response of Populus euphratica to artificial water鄄recharge of the lower reaches of
Tarim River. Acta Botanica Sinica, 2004, 46(12): 1393鄄1401.
[24] 摇 Chen Y N, Li W H, Chen Y P, Zhang H F, Zhuang L. Physiological response of natural plants to the change of groundwater level in the lower
reaches of Tarim River, Xinjiang. Progress in Natural Science, 2004, 14(11): 975鄄983.
[25] 摇 Wang Q, Ruan X, Chen Y N, Li W H. Eco鄄physiological response of Populus euphratica Oliv. to water release of the lower reaches of the Tarim
2222 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
River, China. Environmental Geology, 2007, 53(2): 349鄄357.
[26] 摇 Zhuang L, Chen Y N. Physiological response of Tamarix ramosissima under water stress along the lower reaches of Tarim River. Chinese Science
Bulletin, 2006, 51(9): 1123鄄1129.
[27] 摇 Fu A H, Chen Y N, Li W H. Analysis on water potential of Populus euphratica oliv and its meaning in the lower reaches of Tarim River, Xinjiang.
Chinese Science Bulletin, 2006, 51(Suppl): 221鄄228.
[28] 摇 Zhang Y M, Chen Y N, Pan B R. Distribution and floristics of desert plant communities in the lower reaches of Tarim River, southern Xinjiang,
People忆s Republic of China. Journal of Arid Environments, 2005, 63(4): 772鄄784.
[29] 摇 Liu Y B, Chen Y N, Deng M J. Saving the “Green Corridor冶: recharging groundwater to restore riparian forest along the lower Tarim River,
China. Ecological Restoration, 2007, 25(2): 112鄄117.
[30] 摇 Hao X M, Chen Y N, Li W H. Indicating appropriate groundwater tables for desert river鄄bank forest at the Tarim River, Xinjiang, China.
Environmental Monitoring and Assessment, 2009, 152(1 / 4): 167鄄177.
[31] 摇 Yuan S F, Chen Y N, Li W H, Liu J Z, Meng L H, Zhang L H. Analysis of the aboveground biomass and spatial distribution of shrubs in the
lower reaches of Tarim River, Xinjiang, China. Acta Ecologica Sinica, 2006, 26(6): 1818鄄1824.
[32] 摇 Liu J Z, Chen Y N, Li W H, Chen Y P. Analysis on the distribution and degraded succession of plant communities at lower reaches of Tarim
River. Acta Ecologica Sinica, 2004, 24(2): 379鄄383.
[33] 摇 Liu J Z, Chen Y N, Chen Y J, Zhang N, Li W H. Degradation of Populus euphratica community in the lower reaches of the Tarim River, Xinjiang,
China. Journal of Environmental Sciences, 2005, 17(5): 740鄄747.
[34] 摇 Zhang Y M, Chen Y N, Zhang X L. Plant communities and their interrelations with environmental factors in the lower reaches of Tarim River. Acta
Geographica Sinica, 2004, 59(6): 903鄄910.
[35] 摇 Chen Y N, Zhang X L, Zhu X M, Li W H, Zhang Y M, Xu H L, Zhang H F, Chen Y P. Analysis on the ecological benefits of the stream water
conveyance to the dried鄄up river of the lower reaches of Tarim River, China. Science in China Series D: Earth Sciences, 2004, 47 (11 ):
1053鄄1064.
[36] 摇 Chen Y N, Zilliacus H, Li W H, Zhang H F, Chen Y P. Ground鄄water level affects plant species diversity along the lower reaches of the Tarim
river, Western China. Journal of Arid Environments, 2006, 66(2): 231鄄246.
[37] 摇 Xu H L, Ye M, Song Y D, Chen Y N. The natural vegetation responses to the groundwater change resulting from ecological water conveyances to
the lower Tarim River. Environmental Monitoring and Assessment, 2007, 131(1 / 3): 37鄄48.
[38] 摇 Ma X D, Li W H, Zhu C G, Chen Y N. Spatio鄄temporal variation in soil moisture and vegetation along the lower reaches of Tarim River, China.
Acta Ecologica Sinica, 2010, 30(15): 4035鄄4045.
[39] 摇 Yang Y H, Chen Y N, Li W H. Soil properties and their impacts on changes in species diversity in the lower reaches of Tarim River, Xinjiang,
China. Acta Ecologica Sinica, 2008, 28(2): 602鄄611.
[40] 摇 Zhang J T. Method of Quantitative Vegetation Ecology. Beijing: Technologic Public House of China, 1995.
[41] 摇 Cody M L. Towards a theory of continental species diversity: birds distributions over Mediterranean habitat gradients / / Cody M L, Diamond J M,
eds. Ecology and Evolution of Communities. Cambridge: Harvard University Press, 1975: 214鄄257.
[42] 摇 Ricklefs R E, Schluter D. Species diversity: regional and historical influences / / Richlefs R E, Schluter, eds. Species Diversity in Ecological
Communities: Historical and Geographical Perspectives. Chicago: The University of Chicago Press, 1993: 350鄄364.
[43] 摇 Zheng D, Li W H, Chen Y P, Liu J Z. Relations between groundwater and natural vegetation in the arid zone. Resources Science, 2005, 27(4):
160鄄167.
[44] 摇 Brochway D G. Forest plant diversity at local and landscape scales in the Cascade Mountains of southwestern Washington. Forest Ecology and
Management, 1998, 109(1 / 3): 323鄄341.
[45] 摇 Lite S J, Bagstad K J, Stromberg J C. Riparian plant species richness along lateral and longitudinal gradients of water stress and flood disturbance,
San Pedro River, Arizona, USA. Journal of Arid Environments, 2005, 63(4): 785鄄813.
[46] 摇 Riis T, Hawes I. Relationships between water level fluctuations and vegetation diversity in shallow water of New Zealand lakes. Aquatic Botany,
2002, 74(2): 133鄄148.
[47] 摇 Zhang H F, Chen Y N, Li W H, Chen Y P. Grey incidence analysis between species diversity and groundwater level in the lower reaches of the
Tarim River. Journal of Glaciology and Geocryology, 2004, 26(6): 705鄄712.
[48] 摇 Liu J Z, Chen Y N, Li W H, Chen Y J. The process and mechanism of degradation of desert riparian vegetation. Acta Geographica Sinica, 2006,
61(9): 946鄄956.
[49] 摇 Hao X M, Chen Y N, Li W H. The relationship between species diversity and groundwater table in the low reaches of the Tarim River, Xinjiang,
China. Acta Ecologica Sinica, 2007, 27(10): 4106鄄4112.
3222摇 7 期 摇 摇 摇 陈永金摇 等:输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系 摇
http: / / www. ecologica. cn
[50]摇 Hao X M, Li W H, Chen Y N. Water table and the desert riparian forest community in the Lower Reaches of Tarim River, China. Journal of Plant
Ecology, 2008, 32(4): 838鄄847.
[51] 摇 Zhang J, Li S Y, Jin Z Z, Lei J Q. Relationship between species diversity of herbaceous plants in the shelterbelt and environment factors. Arid
Zone Research, 2011, 28(1): 118鄄125.
[52] 摇 Zhu H Y, Chen Y J, Liu J Z. Variations in species diversity with the gradients of depths and quality in groundwater at the middle reaches of Tarim
River. Ecology and Environmental Sciences, 2011, 20(8 / 9): 1226鄄1234.
[53] 摇 Zheng D, Li W H, Chen Y P, Liu J Z. Relations between groundwater and natural vegetation in the arid zone. Resources Science, 2005, 27(4):
160鄄167.
参考文献:
[ 2 ]摇 马克平. 生物群落多样性的测度方法 / / 钱迎情, 马克平. 生物多样性研究的原理与方法. 北京: 中国科学技术出版社, 1994: 141鄄165.
[ 5 ] 摇 洪伟, 吴承祯. Shannon鄄Wiener指数的改进. 热带亚热带植物学报, 1999, 7(2): 120鄄124.
[ 6 ] 摇 林国俊, 黄忠良, 竺琳, 欧阳学军. 鼎湖山森林群落 茁多样性. 生态学报, 2010, 30(18): 4875鄄4880.
[ 7 ] 摇 郑江坤, 魏天兴, 郑路坤, 大林直, 陈致富, 赵健, 朱文德, 孙慧. 坡面尺度上地貌对 琢 生物多样性的影响. 生态环境学报, 2009, 18
(6): 2254鄄2259.
[ 8 ] 摇 岳天祥. 生物多样性研究及其问题. 生态学报, 2001, 21(3): 462鄄467.
[ 9 ] 摇 周洪华, 陈亚宁, 李卫红. 绿洲鄄荒漠带植物物种多样性特征对水资源的响应. 自然科学进展, 2008, 18(7): 789鄄794.
[10] 摇 何芳兰, 李治元, 赵明, 尉秋实, 郭树江, 王多泽. 民勤绿洲盐碱化退耕地植被自然演替及土壤水分垂直变化研究. 中国沙漠, 2010, 30
(6): 1374鄄1380.
[11] 摇 郑田, 李卫红, 李建贵, 湾疆辉. 塔里木河下游绿洲荒漠过渡带群落多样性特征分析. 中国沙漠, 2009, 29(2): 241鄄247.
[12] 摇 陈亚宁, 张宏峰, 李卫红, 陈亚鹏. 新疆塔里木河下游物种多样性变化与地下水位的关系. 地球科学进展, 2005, 20(2): 158鄄165.
[13] 摇 杨自辉, 俄有浩, 方峨天, 刘虎俊, 马全林, 詹科杰. 民勤绿洲边缘物种多样性对水资源变化的响应. 中国沙漠, 2007, 27 (2):
278鄄282.
[14] 摇 杜茜, 沈海亮, 王季槐. 宁夏荒漠草原植物群落结构和物种多样性研究. 生态学杂志, 2006, 25(2): 222鄄224.
[15] 摇 何志斌, 赵文智. 黑河流域荒漠绿洲过渡带两种优势植物种群空间格局特征. 应用生态学报, 2004, 15(6): 947鄄952.
[16] 摇 赵一之, 朱宗元, 刘钟龄, 梁存柱, 王炜, 宝日娜, 张韬, 裴浩. 新疆北部绿洲鄄荒漠过渡带植物种类多样性分析. 干旱区资源与环境,
2003, 17(1): 100鄄109.
[17] 摇 张林静, 岳明, 张远东, 顾峰雪, 潘晓玲, 赵桂仿. 新疆阜康绿洲荒漠过渡带植物群落物种多样性特征. 地理科学, 2003, 23(3):
329鄄334.
[31] 摇 袁素芬, 陈亚宁, 李卫红, 刘加珍, 孟丽红, 张丽华. 新疆塔里木河下游灌丛地上生物量及其空间分布. 生态学报, 2006, 26(6):
1818鄄1824.
[32] 摇 刘加珍, 陈亚宁, 李卫红, 陈亚鹏. 塔里木河下游植物群落分布与衰退演替趋势分析. 生态学报, 2004, 24(2): 379鄄383.
[34] 摇 张元明, 陈亚宁, 张小雷. 塔里木河下游植物群落分布格局及其环境解释. 地理学报, 2004, 59(6): 903鄄910.
[38] 摇 马晓东, 李卫红, 朱成刚, 陈亚宁. 塔里木河下游土壤水分与植被时空变化特征. 生态学报, 2010, 30(15): 4035鄄4045.
[39] 摇 杨玉海, 陈亚宁, 李卫红. 新疆塔里木河下游土壤特性及其对物种多样性的影响. 生态学报, 2008, 28(2): 602鄄611.
[40] 摇 张金屯. 植被数量生态学方法. 北京: 中国科学技术出版社, 1995.
[47] 摇 张宏锋, 陈亚宁, 李卫红, 陈亚鹏. 塔里木河下游物种多样性与地下水位灰色关联分析. 冰川冻土, 2004, 26(6): 705鄄712.
[48] 摇 刘加珍, 陈亚宁, 李卫红, 陈永金. 荒漠河岸植被的受损过程与受损机理分析. 地理学报, 2006, 61(9): 946鄄956.
[49] 摇 郝兴明, 陈亚宁, 李卫红. 新疆塔里木河下游物种多样性与地下水位的关系. 生态学报, 2007, 27(10): 4106鄄4112.
[50] 摇 郝兴明, 李卫红, 陈亚宁. 新疆塔里木河下游荒漠河岸(林)植被合理生态水位. 植物生态学报, 2008, 32(4): 838鄄847.
[51] 摇 张佳, 李生宇, 靳正忠, 雷加强. 防护林下草本植物层片物种多样性与环境因子的关系. 干旱区研究, 2011, 28(1): 118鄄125.
[52] 摇 朱海勇, 陈永金, 刘加珍. 塔里木河中游水盐梯度下的物种多样性研究. 生态环境学报, 2011, 20(8 / 9): 1226鄄1234.
[53] 摇 郑丹, 李卫红, 陈亚鹏, 刘加珍. 干旱区地下水与天然植被关系研究综述. 资源科学, 2005, 27(4): 160鄄167.
4222 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 7 April,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
Research progress on chemical communication of development and host鄄finding of nematodes
ZHANG Bin, HU Chunxiang, SHI Jin,et al (2003)
…………………………………………
………………………………………………………………………………
Principles, indicators and sampling methods for species monitoring XU Haigen, DING Hui, WU Jun, et al (2013)…………………
Autecology & Fundamentals
Spatial distribution pattern of human鄄caused fires in Hulunbeir grassland
ZHANG Zhengxiang, ZHANG Hongyan, LI Dongxue,et al (2023)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………
Belowground biomass in Tibetan grasslands and its environmental control factors
YANG Xiujing, HUANG Mei, WANG Junbang, et al (2032)
………………………………………………………
………………………………………………………………………
Analysis on variation characteristics of air temperature and ground temperature in Guilin from 1961 to 2010
CHEN Chao, ZHOU Guangsheng (2043)
…………………………
……………………………………………………………………………………………
Winter bed鄄site selection by roe deer (Capreolus capreolus) in Huangnihe Nature Reserve
ZHU Hongqiang, GE Zhiyong, LIU Geng, et al (2054)
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Leaf anatomical characteristics of the plants of grasslands in the Tibetan Plateau
LI Quanfa, WANG Baojuan, AN Lihua, et al (2062)
………………………………………………………
………………………………………………………………………………
A research on summer vegetation characteristics & short鄄time responses to experimental warming of alpine meadow in the Qinghai鄄
Tibetan Plateau XU Manhou, XUE Xian (2071)……………………………………………………………………………………
Cytological study on microsporogenesis of Solanum lycopersicum var. Micro鄄Tom under high temperature stress
PENG Zhen, CHENG Lin, HE Yanjun, et al (2084)
………………………
………………………………………………………………………………
A new plant height growth process model of Caragana forest in semi鄄arid loess hilly region
ZHAO Long, WANG Zhenfeng,GUO Zhongsheng,et al (2093)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Germination inhibitory substances extracted from the seed of seven species of Quercus
LI Qingmei, LIU Yan, LIU Guangquan, et al (2104)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of water stress and fungicide on the growth and drought resistance of Flaveria bidentis
CHEN Dongqing, HUANGFU Chaohe, LIU Hongmei, et al (2113)
…………………………………………
………………………………………………………………
Characters of soil seed bank in copper tailings and its adjacent habitat SHEN Zhangjun, OU Zulan, TIAN Shengni, et al (2121)…
Changes of soil chemical properties after different burning years in typical steppe of Yunwun Mountains
LI Yuan, CHENG Jimin, WEI Lin, et al (2131)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Effects of water and fertilizers on nitrate content in tomato fruits under alternate partial root鄄zone irrigation
ZHOU Zhenjiang, NIU Xiaoli, LI Rui, et al (2139)
……………………………
………………………………………………………………………………
Effect of land use on the characteristics of organic carbon and labile organic carbon in soil aggregates in Karst mountain areas
LI Juan,LIAO Hongkai,LONG Jian,et al (2147)
………
……………………………………………………………………………………
Mobilization of inorganic phosphorus from soils by five azotobacters ZHANG Liang, YANG Yuhong, LI Qian, et al (2157)…………
Physiological鄄ecological responses of Iris germanica L. to Cd stress and its accumulation of Cd
ZHANG Chengxiang, CHEN Weifeng (2165)
………………………………………
………………………………………………………………………………………
The available forms and bioavailability of heavy metals in soil amended with sewage sludge
TIE Mei, SONG Linlin, HUI Xiujuan, et al (2173)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
LAI鄄based photosynthetic light response model and its application in a rainfed maize ecosystem
SUN Jingsong, ZHOU Guangsheng (2182)
………………………………………
…………………………………………………………………………………………
The dominant species of predatory natural enemies of three kinds of planthoppers and impact of pesticides on natural enemies
in paddy field LIN Yuan, ZHOU Xiazhi, BI Shoudong, et al (2189)……………………………………………………………
Population, Community and Ecosystem
Spatial and temporal variation of picophytoplankton in the Pearl River Estuary
ZHANG Xia, HUANG Xiaoping, SHI Zhen, et al (2200)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Analysis of the relationship between species diversity and hydrologic factors during an interval of intermittent water delivery at
the Lower Reaches of Tarim River, China CHEN Yongjin, LIU Jiazhen, CHEN Yaning, et al (2212)…………………………
Fish species composition and community pattern in the continental shelf of northwestern South China Sea
WANG Xuehui, LIN Zhaojin, DU Feiyan, et al (2225)
……………………………
……………………………………………………………………………
Distribution and succession of plant communities in Lake Bita coastal swamp on the plateau region, northwestern Yunnan
HAN Dayong, YANG Yongxing, YANG Yang (2236)
…………
………………………………………………………………………………
Analysis on community structure and quantitative characteristics of Nitraria tangutorum nebkhas at different succession stage in
lower reaches of Shiyang River JIN Hujia,MA Quanlin,HE Mingzhu,et al (2248)………………………………………………
Resource and Industrial Ecology
Effects of subsoiling and supplemental irrigation on dry matter production and water use efficiency in wheat
ZHENG Chengyan, YU Zhenwen, ZHANG Yongli, et al (2260)
…………………………
…………………………………………………………………
Effects of two years忆 incorporation of leguminous green manure on soil properties of a wheat field in dryland conditions
ZHANG Dabin, YAO Pengwei, LI Jing, et al (2272)
………………
………………………………………………………………………………
Effects of planting with ridge and furrow mulching on maize growth, yield and water use efficiency in dryland farming
LI Rong, HOU Xianqing, JIA Zhikuan, et al (2282)
………………
………………………………………………………………………………
Urban, Rural and Social Ecology
Effects of riparian buffers of North Mort of Beijing on air temperature and relative humidity
WU Fangfang, ZHANG Na,CHEN Xiaoyan (2292)
……………………………………………
…………………………………………………………………………………
Characteristics of spatial and temporal variations of global solar radiation in Xi忆an and relevant response in urban development
ZHANG Hongli,ZHANG Naweirui, LIU Minru,et al (2304)
………
………………………………………………………………………
Research Notes
A analysis of macrofungal flora diversity in Langyashan Nature Reserve, Anhui Province, China
CHAI Xinyi, XU Xuefeng, WANG Meiying, et al (2314)
………………………………………
…………………………………………………………………………

《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊,创刊于 1981 年,报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果。 坚持“百花齐放,百家
争鸣冶的方针,依靠和团结广大生态学科研工作者,探索自然奥秘,为生态学基础理论研究搭建交流平台,促
进生态学研究深入发展,为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务、为国民经济建设和发展服务。
《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果。 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方法、新技术介绍;新书评价和
学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
国内邮发代号:82鄄7,国外邮发代号:M670
标准刊号:ISSN 1000鄄0933摇 摇 CN 11鄄2031 / Q
全国各地邮局均可订阅,也可直接与编辑部联系购买。 欢迎广大科技工作者、科研单位、高等院校、图书
馆等订阅。
通讯地址: 100085 北京海淀区双清路 18 号摇 电摇 摇 话: (010)62941099; 62843362
E鄄mail: shengtaixuebao@ rcees. ac. cn摇 网摇 摇 址: www. ecologica. cn
本期责任副主编摇 陈利顶摇 摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 33 卷摇 第 7 期摇 (2013 年 4 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA

(Semimonthly,Started in 1981)

Vol郾 33摇 No郾 7 (April, 2013)
编摇 摇 辑摇 《生态学报》编辑部
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
电话:(010)62941099
www. ecologica. cn
shengtaixuebao@ rcees. ac. cn
主摇 摇 编摇 王如松
主摇 摇 管摇 中国科学技术协会
主摇 摇 办摇 中国生态学学会
中国科学院生态环境研究中心
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
出摇 摇 版摇
摇 摇 摇 摇 摇 地址:北京东黄城根北街 16 号
邮政编码:100717
印摇 摇 刷摇 北京北林印刷厂
发 行摇
地址:东黄城根北街 16 号
邮政编码:100717
电话:(010)64034563
E鄄mail:journal@ cspg. net
订摇 摇 购摇 全国各地邮局
国外发行摇 中国国际图书贸易总公司
地址:北京 399 信箱
邮政编码:100044
广告经营
许 可 证摇 京海工商广字第 8013 号
Edited by摇 Editorial board of
ACTA ECOLOGICA SINICA
Add:18,Shuangqing Street,Haidian,Beijing 100085,China
Tel:(010)62941099
www. ecologica. cn
shengtaixuebao@ rcees. ac. cn
Editor鄄in鄄chief摇 WANG Rusong
Supervised by摇 China Association for Science and Technology
Sponsored by摇 Ecological Society of China
Research Center for Eco鄄environmental Sciences, CAS
Add:18,Shuangqing Street,Haidian,Beijing 100085,China
Published by摇 Science Press
Add:16 Donghuangchenggen North Street,
Beijing摇 100717,China
Printed by摇 Beijing Bei Lin Printing House,
Beijing 100083,China
Distributed by摇 Science Press
Add:16 Donghuangchenggen North
Street,Beijing 100717,China
Tel:(010)64034563
E鄄mail:journal@ cspg. net
Domestic 摇 摇 All Local Post Offices in China
Foreign 摇 摇 China International Book Trading
Corporation
Add:P. O. Box 399 Beijing 100044,China
摇 ISSN 1000鄄0933
CN 11鄄2031 / Q
国内外公开发行 国内邮发代号 82鄄7 国外发行代号 M670 定价 90郾 00 元摇