全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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收稿日期$
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基金项目$山西省软科学研究项目"
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#%山西省留学基金项目"
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#%山西师范大学自然科学基金项目"
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#%大
学生创新实验项目"
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#
作者简介$王慧敏"
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#!女!在读硕士研究生!主要从事植物生态学方面的研究&
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通信作者$庞春花!副教授!主要从事植物生态学方面的研究&
4)5678
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汾河流域中下游植物群落物种
多样性与土壤因子的关系
王慧敏#!张
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峰!!庞春花#"!赵彩莉#!范
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晓#
"
#
山西师范大学 生命科学学院!山西临汾
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山西大学 生命科学学院!太原
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#
摘
!
要$于
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年
*
"
#"
月对汾河流域中下游
$$
个样地
#!
个样方的植被进行样地调查和土壤取样分析!并运用
双向指示种分析"
ABCD,EFD
#进行群落分类!用典范对应分析法"
22F
#分析
%
种土壤因子与汾河流域中下游植
物群落的分布关系!以揭示汾河流域中下游植被的物种多样性与土壤因子的关系&结果表明$"
#
#汾河流域中下游
地区共发现植物
#!#
种!隶属
$$
科
#
个属!其中以菊科禾本科藜科和蓼科植物最多!分别占总数的
!*:%+G

#*:"(G

:!9G
和
%:*$G
!且芦苇的分布频率最高!达到
*+G
&"
!
#双向指示种分析表明!汾河流域中下游
$$
个样
地分为

个群落类型"
#"$
#&"
$
#汾河流域中下游植物群落的
E6HI7;J
丰富度指数和
,@6>><>)B7K>KI
指数变化
趋势相似!而
,75
=
L<>
指数则与
E6HI7;J
丰富度指数和
,@6>><>)B7K>KI
指数呈相反的变化趋势%
E7K8均匀度指数
的变化趋势与其他
$
个指数均不同&"
*
#汾河流域中下游土壤含水量速效钾含量在不同群落类型的不同样地间
的差异大部分达到显著水平!土壤养分具有比较明显的空间分布中度不均的特点&"
(
#汾河流域中下游地区的土
壤有机质含量与物种
,75
=
L<>
指数以及土壤全氮与
E7K8均匀度指数均具有显著负相关关系&"
9
#
22F
排序结果
表明!土壤含水量及速效磷速效钾含量是影响植被群落分布最重要的环境因子&
关键词$汾河流域%植物群落%土壤因子%物种多样性%双向指示种分析%典范对应分析
中图分类号$
N+*:##$
文献标志码$
F
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3
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9
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"
ABCD,EFD
#%
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<>ZK>;K6>68
X
L7L
"
22F
#
!!
物种多样性是最简单有效的描述群落多样性的
方法(#)!)&对物种多样性进行深入探讨!不仅可以反
映群落或生境中物种的丰富度变化程度或均匀度!
也可反映不同自然地理条件与群落的相互关系($)*)&
土壤是植物群落发生发展的物质基础!植物群落又
影响着土壤性质和肥力状况&土壤的性状与植物群
落的组成结构和植物群落多样性有着怎样的联系!
一直是生态学研究的热点()&研究植物群落物种多
样性随土壤因子的变化特征是揭示生物多样性与土
壤因子相互关系的重要方面&杨玉海等(9)研究了塔
里木河下游土壤特性对物种多样性的影响!表明土
壤有机质全氮全磷全钾等对物种多样性变化有
一定影响&王顺忠等(%)利用逐步回归的方法对青海
湖鸟岛地区植物群落物种多样性与土壤环境因子的
关系研究表明!不同地区土壤因子对植物群落物种
多样性的影响具有一定的差异性&目前!许多学者
就汾河流域湿地数量分类与排序()湿地退化特征
及恢复对策(+)物种多样性(#")植被类型及其利用
与保护(##)种间关联(#!)等方面做了大量工作!但对
汾河流域中下游植被与土壤因子的关系研究未见
报道&
为了定量研究汾河流域中下游植被的物种多样
性与土壤因子之间的关系!本研究以汾河流域中下
游植被为研究对象!采用相关与回归双向指示种分
析"
ABCD,EFD
#和典范对应分析"
22F
#等探讨汾
河流域中下游植被物种多样性植被分布与土壤因
子的关系!以期对汾河流域的植被恢复与重建!生物
多样性维持与生态系统管理提供一定的参考价值和
理论指导&
#
!
材料和方法
=:=
!
研究区概况
汾河是山西最大河流!是注入黄河的第二大支
流&发源于宁武县管涔山!流经忻州太原晋中吕
梁临汾和运城等
$*
个县"市#!沿途汇入岚河潇
河文峪河昌源河洪安涧河涝河巨河浍河等支
流!于河津东湖潮村注入黄河!全长
9+*J5
!流域面
积
$+*%#J5
!
!占全省湿地面积的
#
*
9
&汾河上游
为源头至太原上兰村!中游为太原上兰村至洪洞石
滩!石滩至河津为下游&汾河流域地处山西省的中
部和西南部!位于东经
##"_$"`
"
##$_$!`
!北纬
$(_!"`
"
$+_""`
!呈带状分布!属温带大陆性气候!为半干旱
半湿润型气候过渡区!四季变化明显!年平均气温
9:!
a
"
#!:a
!
#
月平均气温
&+:%a
"
&!:9a
!
%
月
平均气温
!":"a
"
!9:a
!
#
#"a
积温
!(*#:!a
"
*!%#:$a
&全年
%"G
的降雨量集中在
9
"
+
月份!
全流域多年平均降雨
("*:55
(
#"
)
&
汾河河岸植物群落的分布受地貌类型和河岸水
分条件的影响较大!沙棘"
-
..
/
.
"$)#"$&0/1)*
#
群落小香蒲"
2
3.
"$&0&$
#群落主要分布在上游
山地河谷河岸!柽柳"
2$&$#45"0)0**
#群落假苇
拂子茅"
6$,$&$
%
#/*(*
.
*)+1/
.
"#$
%
&()*
#群落等
多见于中游河漫滩和淤积河岸&蒿属"
7#()&*$
#
群落芦苇"
!"#$
%
&()*$+*(#$,*
#群落赖草"
708
)+#/,)
.
1+&1)*
3
*($5"
3
*
#群落等主要出现在一
二级阶地上&沼泽化草甸类型分布在河流的高河漫
滩!沼泽类型则广泛分布在河流的低河漫滩和阶地
低洼地&从纵向看各类群落在河流两侧呈对列式不
%"!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
$$
卷
规则分布&从河流中心到两岸!由于水分的梯度变
化!植物群落从河流中的水生植物群落沼泽沼泽
化草甸到河岸边缘的中生植物群落(##)&
=:>
!
样方设置与调查
!"##
年
*
月
"
!"##
年
#"
月!对汾河流域中下
游"霍州洪洞临汾襄汾段#植被进行调查&采用
典型取样方法!在汾河两岸沿河岸线分别设置
#
条
(5
宽的水平样带!在每条水平样带上每间隔
(""
5
设置
#
个样地"每个样地设置
$
"
(
个
#5b#5
的草本样方#!共取样地
$$
个&调查记录每个样地
的海拔经纬度以及样地里每个样方的总盖度植物
种名盖度平均高度!同时在样地内采用五点法取
"
"
!";5
土样!混合均匀后带回实验室分析&土壤
有机质"
,R-
#测定采用重铬酸钾+外加热法%全氮
"
AD
#采用凯氏蒸馏定氮法%速钾"
F/
#采用醋酸铵
提取火焰光度法%速磷"
FE
#采用氢氧化钠熔融钼锑
抗比色法%
=
P
值采用
=
P
仪测定%电导率"
42
#采用
电导率仪测定%土壤含水量"
,B
#用容量法测定(#$)&
=:?
!
数据处理
"
#
#用重要值作为综合指标处理数据(#*)#()&草
本重要值采用下式计算$
草本重要值
c
相对盖度
d
相对高度
"
!
#物种多样性指数(#9)$
"
6
#
E6HI7;J
丰富度指数$
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"
#
#
"
Y
#
,75
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指数$
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"
;

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# "
$
#
"
*
#
E7K8均匀度指数$
*
8>:
"
*
#
式中!
:
为每一个样方中的物种总数!
;
为
:
个种
的全部重要值之和!
;

为第

个种的重要值!用以
上各式及
:
度量各个样地的多样性(#%)&
用
ABCD,EFD
对样地进行分类!分成不同的
群落类型%用
4U;K8
进行多样性指数的计算和绘图%
用
,E,,
软件分析各群落物种多样性指数与土壤因
子的相关与回归!土壤养分的描述性分析%用
26><)
;<*:(
对群落分布与土壤因子进行排序!用
26><)
1I6进行绘图&
!
!
结果与分析
>:=
!
汾河流域中下游植物群落的结构类型
>:=:=
!
植被调查结果
!
对汾河流域中下游植被
$$
个样地
#!
个样方的调查!共发现植物
#!#
种!隶属
$$
科
#
个属!其中以菊科禾本科藜科和蓼科植
物最多!分别占总数的
!*:%+G

#*:"(G

:!9G
和
%:*$G
&其中!芦苇"
!"#$
%
&()*$+*(#$,*
#的分布
频率最高!其次为扁秆草"
:5#
.
+*
.
,$05+,&*
#
和皱叶酸模"
9+&)45#*
.
+*
#&重要值
%
#
的物种
共有
$*
个!见表
#
&
>:=:>
!
植物群落的结构类型及其组成
!
采用双向
指示种划分法"
ABCD,EFD
#对汾河流域中下游植
物群落
$$
个样地进行等级分类&采用第三级水平
的划分结果"图
#
#!依据中国植被的分类原则和系
统!结合调查结果的生态分析和群落生境特征的指
表
=
!
?@
种植物的编号及重要值
A6Y8K#
!
D65K
!
>M5YKI6>Z75
=
;KW68MK=
K;7KL
编号
D<:
物种
,
=
K;7KL>65K
重要值
C5
=
;K
W68MK
频率
QIK
[
MK>;
X
*
G
#
芦苇
!"#$
%
&()*$+*(#$,* ##=9* *+
!
扁秆草
:5#
.
+*
.
,$05+,&* (=* !%
$
皱叶酸模
9+&)45#*
.
+* $=*$ !!
*
狗尾草
:)($#$>#1* $=*$ !"
(
黄花蒿
7#()&*$$00+$ !=+$ #+
9
飞蓬
<#
%
)#/0$5)# !=*% !"
%
猪毛菜
:$,*/,$5/,,0$ !=*$ #9

草
-+&+,+**5$01)0* !=$! !"
+
水葱
:5#
.
+*>$,1+* !=#" +
#"
无芒稗
<5"0/5",/$5#+*
%
$,W6I:&(* !="+ #9
##
藜
6")0/
.
/1+&$,?+& #=+$ #%
#!
香蒲
2
3.
"$/#)0($,* #=9 (
#$
酸模叶蓼
!/,
3%
/0+&,$
.
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@
/,+& #=! #$
#*
苣荬菜
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#(
野薄荷
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.
,/5$,
3
4 #=%% +
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腋花苋
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%
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牛皮消
6
3
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#
纤毛鹅观草
9/)
%
0)#$5,$#* #=** ##
#+
益母草
B)/0+#+*$#()&*$ #=$ 9
!"
苍耳
C$0("+&*?#5+& #=$! #$
!#
稗
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%
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!!
醴肠
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.
($
.
#/*(#$($ #=!* +
!$
野胡萝卜
D$+5+*5$#/($ #=#+ #!
!*
毛莲蒿
7#()&*$>)*(($ #=#
!(
广布野豌豆
E5$5#$55$ #=# (
!9
水蓼
!/,
3%
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3
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.

.
)# #=#%
!%
杖藜
6")0/
.
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%

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风花菜
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..
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!+
灰绿藜
6")0/
.
/1+&
%
,$+5+& #="% #"
$"
朝天委陵菜
!/()0(,,$*+
.
0$ #="% #*
$#
水柳
-/&/0/$#
.
$#$ #="$
$!
水棘针
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3
*()$5$)#+,)$ #="$ (
$$
曼陀罗
D$(+#$*(#$&/0+& #="! *
$*
野豌豆
E5$*)
.
+& #:"! (
+%"!
#"
期
!!!!!!!!!!
王慧敏!等$汾河流域中下游植物群落物种多样性与土壤因子的关系
示种和优势种命名群落类型!得到了根据不同优势
种确定的

种群落类型"图
#
#&每种群落类型的优
势种及主要环境特征见表
!
&
群落
#
$猪毛菜
d
野薄荷群落"
2<5::$,*/,$
5/,,0$dA)0("$"$
.
,/5$,
3
4
#以猪毛菜和野薄荷
"重要值分别为
!*:#
和
#+:$+
#为优势种!主要的
伴生种有苣卖菜"
:/05"+*$#>)0**
#和野豌豆"
E5$
*)
.
+&
#&
群落
&
$草木犀
d
铁秆蒿群落"
2<5:A),,/(+*
/
@@
50$,*d7#()&*$>)*(($
#以草木犀和铁杆蒿
为优势种!常常伴生物种有反枝苋"
7&$#$0("+*
#)(#/
@
,)4+*
#朝天委陵菜"
!/()0(,,$*+
.
0$
#和无
芒稗"
<5"0/5",/$5#+*
%
$,W6I:&(*
#等等!物种
丰富&
群落

$芦苇
d
扁秆草群落"
2<5:!"#$
%
8
&()*$+*(#$,*d:5#
.
+*
.
,$05+,&*
#以 芦 苇
"
*(:(
#和扁杆草"
$9:*#
#为优势种!常伴生有皱
叶酸模"
9+&)45#*
.
+*
#醴肠宽叶香蒲"
2
3.
"$
,$(
@
/,$
#水鳖"
-
3
1#/5"$#*1+?$
#&
群落
(
$芦苇
d
酸模叶蓼群落"
2<5:!"#$
%
8
&()*$+*(#$,*d!/,
3%
/0+&,$
.
$("
@
/,+&
#以芦
苇和酸模叶蓼"重要值分别为
#+:$9
和
#:"#
#为优
势种!常伴生有扁秆草朝天委陵菜皱叶酸模&
群落
)
$芦苇
d
白茅群落"
2<5:!"#$
%
&()*
$+*(#$,*dF&
.
)#$($5
3
,01#5$
#以芦苇和白茅为
优势种!常伴生地肤"
G/5"$*5/
.
$#$
#土荆芥
"
6")0/
.
/1+&$&?#/*/1)*
#香蒲"
2
3.
"$/#)08
($,*
#&
群落
*
$芦苇
d
荻群落"
2<5:!"#$
%
&()*$+*(8
#$,*d2#$##")0$*$55"$#
@
,/#$
#以芦苇和荻为优
势种!常伴生有灰绿藜"
6")0/
.
/1+&
%
,$+5+&
#皱
叶酸模风花菜&
群落
+
$芦苇
d
水葱群落"
2<5:!"#$
%
&()*
$+*(#$,*d:5#
.
+*>$,1+*
#以芦苇和水葱为优势
种!常伴生有扁秆草红蓼"
!/,
3%
/0+&/#)08
($,)
#女菀"
2+#5H$00/I$
@
$*(
%
$($
#石龙芮
"
9$0+05+,+**5),)#$(+*
#&
群落
$
$飞廉
d
铺地黍群落"
2<5:6$#1++*0+8
($0*d!$05+&#)
.
)0*
#以飞廉和铺地黍为优势种!
常伴生有风花菜"
9/#
..
$
%
,/?/*$
#黄花蒿"
7#()8
&*$$00+$
#箭叶旋花"
6/0>/,>+,+*$#>)0**
#&
>:>
!
汾河流域中下游植物群落物种多样性与土壤
因子的关系
>:>:=
!
植物群落物种多样性
!
由图
!
可以看出!
E6HI7;J
丰富度指数与
,@6>><>)B7K>KI
指数变化趋
势近乎相同!群落
#
的物种多样性指数最高!该群落
包括的样地
$!

$$
分布于襄汾段的汾河!人为干扰
图
#
!
汾河流域中下游植物群落
$$
个
样地的
ABCD,EFD
分类树状图
1
表示分级水平%
#"$
表示群落类型编号%
#
"
$$
分别代表
$$
个样地&下同
Q7
?
:#
!
1K>ZI<
?
I65
=
8K
=
8QK>@K]7WKIH@K57ZZ8K6>Z8<\KIIK6;@KL
17>Z7;6HKLH@K8KWK8
%
#"$
:2<55M>7H
X
H
X=
KL>M5YKI
%
#
"
$$:A@K$$L65
=
8K
6IK6:A@KL65K6LYK8<表
>
!
汾河流域中下游的植物群落类型及环境特征
A6Y8K!
!
A@K
=
86>H;<55M>7H
X
H
X=
KL6>ZK>W7I<>5K>H68;@6I6;HKI7LH7;L7>H@K57ZZ8K6>Z8<\KIIK6;@KL@K]7WKI
群落类型
2<55M>7H
X
H
X=
K
群落名称
2<55M>7H
X
>65K
海拔高度
F8H7HMZK
*
5
盖度
2?
K
*
G
样地编号
,65
=
8K
样地类型
,65
=
8KH
X=
K
#
猪毛菜
d
野薄荷
2<5:$,*/,$5/,,0$dA)0("$"$
.
,/5$,
3
4 *!"
"
**" $(
"
*" $!

$$
河漫滩
B6L@86>Z
&
草木犀
d
铁秆蒿
2<5:A),,/(+*/
@@
50$,*d7#()&*$>)*(($ *!"
"
**" $"
"
*( !9

$"

$#
河漫滩
B6L@86>Z

芦苇
d
扁秆草
2<5:!"#$
%
&()*$+*(#$,*d:5#
.
+*
.
,$05+,&* *((
"
*%" %"
"
( #

!

(

9

#"

!*

!(

!%

!

!+
湿地
BKH86>Z
(
芦苇
d
酸模叶蓼
2<5:!"#$
%
&()*$+*(#$,*d!/,
3%
/0+&,$
.
$("
@
/,+& *((
"
*%" ("
"
9" #*

#9

#%

#

#+

!"
湿地
BKH86>Z
)
芦苇
d
白茅
2<5:!"#$
%
&()*$+*(#$,*dF&
.
)#$($5
3
,01#5$ *((
"
*%" *(
"
(( $

%

!#

!!

!$
湿地
BKH86>Z
*
芦苇
d
荻
2<5:!"#$
%
&()*$+*(#$,*d2#$##")0$*$55"$#
@
,/#$ *((
"
*%" $"
"
*( +
湿地
BKH86>Z
+
芦苇
d
水葱
2<5:!"#$
%
&()*$+*(#$,*d:5#
.
+*>$,1+* *((
"
*%" 9"
"
%( *

##

#!

#$

#(
湿地
BKH86>Z
$
飞廉
d
铺地黍
2<5:6$#1++*0+($0*d!$05+&#)
.
)0* **"
"
*+" $(
"
*"
河漫滩
B6L@86>Z
""!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
$$
卷
少!群落结构复杂!植被的生态型较多!尤其是旱生
和中生植物物种较多!生态适应型分布也多!物种相
对丰富!所以物种多样性指数高&群落
*
的物种多
样性指数最低!由于该群落包括的样地
+
分布于霍
州段的汾河!污水排放和人为的开垦种植对植被产
生了一定的影响!物种种类少!而且芦苇和荻的优势
地位比较明显!所以多样性指数最低&
,75
=
L<>
优
势度指数的变化趋势与
E6HI7;J
丰富度指数和
,@6>><>)B7K>KI
指数的相反&它所反映的是优势
种在群落中的地位和作用的大小(#)&如果某个或
某几个优势种在群落中占有突出地位!那么!
,75
=
)
L<>
优势度指数值就较高(#+)&
E7K8均匀度指数的
变化趋势和上面
$
个指数都不同&均匀度指数表征
着群落中不同物种多度分布的均匀程度!分布越均
匀!指数越大&均匀度指数在一定程度上与物种种
类无关!只反映不同物种之间的数量对比关系(!")!
所以均匀度指数的变化趋势和其他指数不同&
>:>:>
!
植物群落的土壤特征
!

个群落土壤指标
有所差异!土壤
=
P
值介于
%:!
"
:%*
之间!均为
碱性%土壤含水量均值为
!(:#9G
%电导率为
":*!
%
速效磷含量为
#:$5
?
*
J
?
%速效钾有机质全氮的
平均含量分别为
":#

+:++

":$9
?
*
J
?
"表
*
#&在
土壤理化性质的
%
个指标中!土壤含水量速效钾含
量在不同群落类型的不同样地间差异大部分达到显
著水平"表
$
#!其余
(
种土壤理化性质在不同样地
间并未达到显著程度!表明汾河流域中下游土壤养
分含量变化趋势不明显&
根据变异系数"
2e
#的大小可以粗略估计变量
的变异程度!
2e
&
":#
属于弱变异性!
":#
&
2e
&
#
属于中等变异性!
2e
#
#
属于强变异性&从表
*
可
知!电导率"
42
#速效钾"
F/
#速效磷"
FE
#土壤
有机质"
,R-
#全氮"
AD
#土壤含水量"
,B
#的变
异系数在
":#(*
"
":(#%
之间!都属于中等变异程
度!存在异质性现象%而土壤
=
P
值属于弱变异程
度&结果反映了汾河流域中下游土壤养分具有空间
分布中度不均的特点&
>:?
!
汾河流域中下游物种多样性指数与土壤因子
的相关分析

个群落的
%
个土壤因子相关分析结果"表
(
#
显示!群落物种多样性与土壤因子的相关性主要表
现在与土壤有机质"
,R-
#含量全氮"
AD
#含量的
相关性&其中!样地中土壤有机质"
,R-
#的含量与
,75
=
L<>
指数"
%
#具有显著负相关关系"
!

":"(
#!
图
!
!
汾河流域中下游

个群落的物种
多样性指数的变化曲线
Q7
?
:!
!
A@K;MIWK
?
I6
=
@=
K;7KLZ7WKIL7H
X
7>Z7;KL7H
X
7>H@K57ZZ8K6>Z
8<\KIIK6;@KL@K]7WKI
表
?
!
汾河流域中下游
A
个植物群落类型的土壤环境特征
A6Y8K$
!
,<78K>W7I<>5K>H;@6I6;HKI7LH7;L7H
X
7>H@K57ZZ8K6>Z8<\KIIK6;@KL@K]7WKI
群落号
2<55M>7H
X
;速效
/
FW6786Y8K
=
*"
?
*
J
?
#
电导率
48K;HI7;
;<>ZM;H7W7H
X
=
P
值
=
PW68MK
速效
E
FW6786Y8K
=
@=
@*"
5
?
*
J
?
#
有机质
RI
?
6>7;56HHKI
*"
?
*
J
?
#
全
D
A7HI<
?
K>
*"
?
*
J
?
#
土壤含水量
,<785<7LHMIK
;<>HK>H
*
G
#
":#*Y; ":#*Y :%*6 #:("6 #":%(6 ":$$6 #+:#+;Z
&
":!$6Y ":%(6 %:!Y #:$!6 #*:!*6 ":$96 #(:#+Z

":#96Y; ":*6Y :$$6 #:#6 #!:*%6 ":*!6 $(:9*6Y
(
":#*Y; ":(%6Y :!*6 #:*96 #":"%6 ":$*6 !*:!$;
)
":!6 ":!96Y :*$6 #:%$6 :%(6 ":$96 $#:*!Y
*
":"+; ":(%6Y :!$6 ":9!6 (:(*6 ":*$6 !!:+#;
+
":!!6Y ":$$6Y :$"6 #:%#6 +:++6 ":*"6 *":(+6
$
":#6Y; ":#%Y :*+6 #:$6 %:$(6 ":!(6 #!:#!Z
!!
注$同一列中不含有相同小写字母表示差异显著"
!

":"(
#&
D$
A@KZ7SSKIK>H>L65K;<8M5>5K6>L7
?
>7S7;6>HZ7SSKIK>;K65<>
?
;<55M>7H7KL
"
!

":"(
#
:
#"!
#"
期
!!!!!!!!!!
王慧敏!等$汾河流域中下游植物群落物种多样性与土壤因子的关系
表
@
!
汾河流域中下游土壤养分的统计分析
A6Y8K*
!
1KL;I7
=
H7WKLH6H7LH7;LMHI7K>HL7>H@K57ZZ8K6>Z8<\KIIK6;@KL@K]7WKI
项目
CHK5
平均值
-K6>
最大值
-6U75M5
最小值
-7>75M5
标准差
,H6>Z6IZZKW76H7<>
偏度
,JK峰度
/MIH变异系数
2HW6I76H7<>
=
P :!* :%*" %:!%+ ":*!( &#:+$# (:"%# ":"(#
电导率
42 ":*!* ":%(( ":#$+ ":!#+ ":##$ &#:!! ":(#%
速效钾
F/ ":#%+ ":!9# ":"++ ":"(( ":#*9 &#:#** ":$"%
速效磷
FE #:$* #:%"+ ":(+ ":!%* &":%$ ":+% ":#+
有机质
,R- +:+9 #*:!$ 9:!%" !:(+9 ":!$" &":$#9 ":!9"
全氮
AD ":$(9 ":*# ":!*+ ":"(( &":+## #:"#* ":#(*
土壤含水量
,B !(:#9! *":(+! #!:#!! +:+9 ":$#$ &#:"+( ":$+%
表
B
!
汾河流域中下游物种多样性指数与土壤理化性质指标的
,$%0)"
相关系数
A6Y8K(
!
EK6IL<>;;HLYKH\KK>L
=
K;7KLZ7WKIL7H
X
6>ZL<78;@K57;68
7>Z7;KL7>H@K57ZZ8K6>Z8<\KIIK6;@KL@K]7WKI
多样性指数
17WKIL7H
X
7>ZKU
速效钾
F/
=
P
速效磷
FE
有机质
,R-
全氮
AD
土壤含水量
,B
电导率
42
9 &":## ":$!( ":$$9 ":(9 &#:"" &":!*# ":!!
!
&":#" &":#9! &":$!* &":%*(
"
&":"%$ ":$#+ &":!9+
- &":##" ":$% ":$$ ":("% &":!! &":"!"9 &":"
< &":(#9 ":*(# ":#(+ &":(9# &":*%
"
":!(+ &":*%
!!
注$
9:E6HI7;J
丰富度指数%
!
:,75
=
L<>
指数%
-:,@6>><>)B7K>KI
指数%
<:E7K8均匀度指数%
"
:!

":"(
&下同&
D$
9:E6HI7;JI7;@>KLL7>ZKU
%
!
:,75
=
L<>7>ZKU
%
-:,@6>><>)B7K>KI7>ZKU
%
<:E7K8>KLL7>ZKU
%
"
:!

":"(:A@KL65K6LYK8<\:
土壤全氮"
AD
#与
E7K8均匀度指数"
<
#具有显著
负相关关系"
!

":"(
#!相关系数分别为
&":%*(
和
&":*%
&而
E6HI7;J
丰富度指数"
9
#和
,@6>><>)
B7K>KI
指数"
-
#与土壤因子的相关性不显著&
从
EK6IL<>
相关系数分析"表
(
#可知!样地中
物种多样性指数与土壤因子的关系各不相同!对汾
河流域中下游植物群落物种多样性与土壤因子的逐
步回归统计结果如表
9
所示!
,75
=
L<>
指数"
!
#中只
有单因子有机质"
,R-
#的含量进入回归模型!复相
关系数为
":%*(
!模型的
J
检验为显著相关"
!

":"(
#&
E7K8均匀度指数"
<
#中只有单因子全氮
"
AD
#进入回归模型!并且复相关系数为
":*%
!模
型的
J
检验为极显著"
!

":"#
##相关&另外两个
多样性指数"
9
和
-
#都没有因子进入回归模型&
回归模型分析与
EK6IL<>
相关系数分析结果一致!
由此可见!群落各个物种多样性指数受土壤因子的
影响不完全相同&
>:@
!
植物群落分布与土壤因子的关系
以
%
个土壤因子建立环境数据矩阵!以物种重
要值建立物种数据矩阵!对汾河流域中下游植物群
落类型进行
22F
排序!排序结果见表
%
表

和图
$
&由表
%
可知!
22F
排序中前两个排序轴的特征
值分别为
":$($

":!!!
%植物种类组成和土壤因子
表
C
!
汾河流域中下游群落物种多样性
与土壤因子的逐步回归分析
A6Y8K9
!
,HK
=
\7LK5M8H7
=
8KIK
?
IKLL7<>YKH\KK>
L
=
K;7KLZ7WKIL7H
X
7>Z7;KL6>ZL<78S6;HH@K
57ZZ8K6>Z8<\KIIK6;@KL@K]7WKI
多样性指数
17WKIL7H
X
7>ZKU
逐步回归模型
,HK
=
\7LKIK
?
IKLL5复相关系数
-M8H7
=
8K
;
综合
J
值
C>HK
?
I6H7<>
J
! !
c":$!&":"!(,R- ":%*( %:*+
< 与前两个排序轴的相关系数分别为
":+!9

":%9"
&
前两轴的物种与土壤因子相关系数较高!共解释了
物种
)
环境关系总方差的
*:%G
!因此排序结果能
基本反映汾河流域中下游植物群落空间分布的
特征&
前两轴物种与土壤因子相关系数较高!共解释
了物种
)
环境关系总方差的
*:%G
!根据前两个排
序轴做出二维排序图"图
$
#&在排序图中!箭头所
处的象限表示环境因子与排序轴之间的正负相关
性!箭头连线的长度表示环境因子与群落分布相关
程度的大小!箭头连线与排序轴的夹角代表这个环
境因子与排序轴的相关性大小!夹角越小!相关性越
好&由
22F
排序图"图
$
#和表

得出!
22F
第一排
序轴与土壤含水量"
,B
#为极显著负相关"
!

!"!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
$$
卷
表
D
!
汾河流域中下游
EE;
排序的特征根
A6Y8K%
!
A@KK7
?
K>W68MKLH@K57ZZ8K6>Z8<\KIIK6;@KL@K]7WKI
项目
CHK5
轴
FU7L
# ! $ *
特征值
47
?
K>W68MKL ":$($ ":!!! ":!"9 ":#$%
物种
)
环境相关性
,
=
K;7;KL)K>W7I<>5K>H;L ":+!9 ":%9" ":%++ ":%*9
累计百分比方差
2M5M86H7WK
=
KI;K>H6
?
KW6I76>;K
物种数据
,
=
K;7KLZ6H6 %:! ##:% #9:" #:
物种
)
环境关系
,
=
K;7;KL)K>W7I<>5K>HIK86H7<> !+:+ *:% 99:! %%:
总特征值
,M5?
K>W68MKL *:+"
总典范特征值
,M5<>7;68K7
?
K>W68MKL #:#"
表
A
!
汾河流域中下游植物群落土壤因子
与
EE;
排序轴的相关系数
A6Y8K
!
2;HLYKH\KK>K>W7I<>5K>H68
S6;HZ22F6H7<>6UKL7>H@K57ZZ8K
6>Z8<\KIIK6;@KL@K]7WKI
项目
CHK5
轴
#FU7L#
轴
!FU7L!
轴
$FU7L$
=
P ":!(* &":"(%% ":"$#%
1A ":#+%$ &":$"!" ":#(9%
F/ &":$"#* ":9!%"
""
&":##$!
FE ":""!%
":$*"
"
&":#!((
,R- &":#$9* &":##% &":#!*$
AD ":#%(! &":"#!# ":9$!#
""
,B
&":+"+#
""
&":"*!% ":""
!!
D$
"
:!

":"(
%
""
:!

":"#:
图
$
!
汾河流域中下游植物群落类型与
土壤因子的
22F
排序图
图中群落类型标示方法$
(
:
群落
#
%
)
:
群落
&
%
*
:
群落

%
+
:
群落
(
%
,
:
群落
)
%
-
:
群落
*
%
.
:
群落
+
%
/
:
群落
$
Q7
?
:$
!
22F=
86>H;<55M>7H
X
6>ZL<78S6;HH@K
57ZZ8K6>Z8<\KIIK6;@KL@K]7WKI
Q7
?
MIK7>H@K;<55M>7H
X
H
X=
KL86YK8KZ5KH@$
(
:2<55M>7H
X#
%
)
:2<55M>7H
X&
%
*
:2<55M>7H
X
%
+
:2<55M>7H
X(
%
,
:2<55M>7H
X)
%
-
:2<55M>7H
X*
%
.
:2<55M>7H
X+
%
/
:2<55M>7H
X$
":"#
#!土壤含水量"
,B
#从左到右逐渐降低%
22F
第二排序轴与速钾"
F/
#为极显著正相关"
!

":"#
#!与速磷"
FE
#为显著正相关"
!

":"(
#!速磷
"
FE
#和速钾"
F/
#沿着第二排序轴从下到上逐渐增
大&其他因子与排序轴相关性不强&这表明影响汾
河流域中下游植物群落分布的主要土壤因子是土壤
含水量"
,B
#速钾"
F/
#和速磷"
FE
#&将
ABCD,)
EFD
分成的

个群落类型标示在
22F
排序图中!
沿第一轴方向

个群落很好地分散开来!从左到右
分别为群落
)
群落
(
群落
*
群落
#
群落
&
群
落
$
&剩下的两个群落沿着第二轴更好地分散开
来!由上到下分别为群落
+
和群落

!群落

与群落
(
群落
)
有不同程度的重叠&
$
!
讨
!
论
?:=
!
物种多样性及其与土壤因子的关系
在本研究的野外调查中共出现了
#!#
个物种!
以多年生草本为主!菊科禾本科和藜科为物种种数
最多的
$
个科!证明了其作为世界广布科对环境的
高度适应性&在样地中!芦苇扁秆草皱叶酸模
出现频率最高!分别达到
*+G
!
%G
!
!G
&芦苇是
湿生植物!分布区域广泛!根系较深!毛细根大多分
布在表层土壤中(!#)!它的生长与水分丰富程度关系
很大!在水分充足的时段或地段!长势明显要好&扁
秆草皱叶酸模为汾河流域中下游的常见种!常与
芦苇伴生存在!耐盐碱&物种的分布体现了汾河流
域湿地植被的物种组成特点&
由于研究区的海拔变化范围不是很大!样地的
气候环境相似!所以由海拔变化所引起的热量水分
等气候因素对于多样性的影响不是很大&本文主要
分析了土壤因素所引起的多样性指数的变化&植物
生长发育受土壤养分条件的制约!土壤环境的差异
会导致物种多样性的变化&有研究表明土壤肥力水
$"!
#"
期
!!!!!!!!!!
王慧敏!等$汾河流域中下游植物群落物种多样性与土壤因子的关系
平与热带植物群落物种多样性之间存在着显著相关
关系()!植物群落的物种多样性随着土壤肥沃程度
的增加而增加!有研究证实了在小尺度内土壤养分
和植物多样性呈负相关(!!)&本研究结果表明汾河
流域中下游植物群落多样性随土壤有机质全氮含
量的减少而增加!呈负相关关系!这与肖德荣对滇西
北高原纳帕海湿地的研究结果相同()&
本研究中!群落
*
所处样地由于靠近河岸带!植
物群落常年淹水!土壤全量养分处于相对封闭状态!
尽管土壤有机质"
,R-
#全氮"
AD
#含量很高!但不
利于植物的吸收利用!仅适于少数水生或湿生植物
的生长!形成以芦苇为优势种的单优群落!致使群落
多样性降低%群落
#
所处样地位于汾河流域中下游
水分环境随季节性丧失的河岸带!湿地淹水环境不
断丧失!土壤通气性增加!使表层土壤处于较为干燥
环境而有利于有机质矿化!同时!不同植物之间对土
壤有限资源的竞争!成为影响植物群落物种组成和
群落动态的关键因素(!$)!限制了水生和湿生优势物
种发展!使得更多物种共存物种多样性增加(!*)&
由于近年来对汾河流域水资源的无序利用!使
得湿地植被发生一定的改变!土壤养分也将随着群
落的演变而发生改变&汾河流域中下游植物群落多
样性随水生环境向湿生中旱生环境的演替而增加!
植物群落种类多样化和结构复杂化也随之增加!加
速土壤中物质的分解率和生物归还率!促进了土壤
物质循环(!()!使得土壤有机质全氮含量随植物多
样性的增加而呈减少趋势&
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植物群落分布与土壤因子的关系
ABCD,EFD
的结果客观地反映了调查结果!
将调查的
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个群落类型&
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排序
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分类的结果标示在
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图中后!样方沿第一
轴分为
9
大类群!由于第一轴反映了土壤含水量
"
,B
#的变化趋势!因此这
9
大类群的分布代表了群
落沿着水分梯度的变化规律!土壤水分状况成为决
定植被类型的主要因素!决定了群落的演替方向&
随着土壤水分的降低!群落类型由水生群落逐渐向
湿生中旱生植物群落发展&由此可见!水分环境的
变化导致湿地生态系统的变化!引起了植物群落类
型的改变&因此!在对汾河流域水资源利用的同时!
要注意对汾河流域植被的保护!防止植被类型由湿
生植物向草甸群落类型的转变!从而导致汾河流域
湿地功能的退化&
22F
排序同时要求结合物种和环境因子!将样
方和环境因子绘在一张图上!这样可以直观看出群
落分布与环境因子之间的关系!它有利于排序轴的
生态意义解释!能较好地表达群落的环境梯度!是目
前较先进的植被与环境关系多元分析技术之
一(!9)!%)&在本研究中
22F
前两轴共解释了物种
)
环
境关系方差的
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!显示出较好的排序效果!但
是尚有未解释部分!这可能与
22F
分析中所使用
的环境因子为人为测量的结果有关!所选取的环境
因子不能全部代表决定群落格局的主要因素&近年
来!随着工农业发展!对汾河流域水资源的利用率明
显提高!汾河流域污染日益严重!因此人为干扰水
质环境对汾河流域中下游植物群落的分布格局可能
产生较大影响&在今后的研究中!应加强这两方面
对汾河流域植物群落分布影响的研究!以期对汾河
流域的保护和持续利用提供更加详实的参考资料&
参考文献!
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