全 文 ：第 17 卷 第 5 期
Vol. 17 No . 5
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2009 年 9 月
Sep. 2009
壶流河湿地自然保护区湿地植物群落数量分析(简报)
赵璐璐1 , 连俊强1 , 张贵平1, 张 峰1, 2*
( 1.山西大学黄土高原研究所, 山西 太原 030006; 2.山西大学生命科学与技术学院, 山西 太原 030006)
关键词: 壶流河; 湿地植被; 数量分析; TWINSPAN ; DCA
中图分类号: Q948. 121 文献标识码: A 文章编号: 10070435( 2009) 05068904
Quantitative Analysis on Wetland Plant Communities in
Huliu River Nature Reserve, Shanxi
ZHAO Lulu1 , L IAN Junqiang1 , ZHANG Guiping1 , ZHANG Feng1, 2
( 1. Ins titute of loess Plateau, S hanxi University, T aiyuan 030006, China;
2. S chool of Life Science and T ech nology, S han xi U niver sity, T aiyu an 030006, C hina)
Key words: Huliu River N ature Reserv e; Wet land vegetation; Quant itat ive analy sis; T WINSPAN; DCA
湿地是分布于陆地系统和水体系统之间的, 由
陆地系统和水体系统相互作用形成的自然综合
体[ 1]。湿地植被的结构、功能和生态特征能综合反
映湿地生态环境的基本特点和功能特性。其既是湿
地化过程中形成的湿地生态系统的一部分, 反过来
又作用于环境, 对环境产生一定影响[ 2]。
多元分析技术通过对植物群落排序与分类, 并
对结果做出环境解释, 丛而客观和定量地描述自然
植物群落的生态关系, 以及植物群落与生境因子之
间的联系[ 3, 4]。该技术已经广泛应用于森林、草地
和农田杂草的植物群落分析, 是认识一定区域内植
被分布格局特征的重要手段。本文在野外调查基础
上,应用 TWINSPAN 和 DCA 对壶流河湿地自然
保护区进行了数量分类研究, 旨在为壶流河湿地自
然保护区的生物多样性保护提供理论基础。
壶流河湿地自然保护区为新成立的保护区, 国
内外学者对此地研究较少, 至今只有宋伯为等发表
过一篇壶流河湿地自然保护区生物多样性研究[ 5]。
1 自然地理条件概况
壶流河湿地自然保护区位于山西省广灵县境
内, 39386~ 394616 N, 1141439~ 1142457
E,总面积 11234 hm2 [ 6]。
壶流河湿地自然保护区属温带半干旱大陆性季
风气候, 基本气候特点是四季分明。年均气温
6. 8 , 最冷月均 1 月平均气温- 11. 3 , 最热月 7
月平均气温 22 。10 的年积温 3026 。年日
照时数 2854 h。年均太阳辐射总量为 5902 106
Jr/ m2。年均降水量 381. 6 mm 左右,年最大降水量
为 653. 1 mm, 最少降水量为 194. 2 mm, 日最大降
水量 97. 8 mm。年蒸发量 1962 mm。全年干燥多
风,西风占优势, 偏西风和偏南风是主导风向,全年
平均风速 2. 8 m/ s。无霜期平均 120 d。
地带性土壤为栗钙土, 土壤类型包括褐土(分布
在南部月明山)、栗褐土、栗钙土、草甸土(壶流河湿
地)。因气候、地形、海拔、坡向和植被的差异,土壤
垂直分布较为明显, 丛壶流河河漫滩到月明山依此
为:草甸土、栗钙土、栗褐土和褐土。
湿地植被的建群种和优势种有小香蒲( Typ ha
minima)、芦苇( Phr agmites communis )、慈姑( Sag
i ttar ia sagit ti solia)、泽泻( Al i sma p lantagoaquat
ica)、眼子菜( Potamogeton d ist inctus )、藨草( Scir
pus t riqueter )、毛茛( Ranunculus j ap onica)、牛毛毡
( Eleochari s yokoscensis )、鹅绒 委陵菜 ( Potentilla
anser ine )、稗( Echinochloa cr asgal l i )、旋覆花( I nula
收稿日期: 20090413;修回日期: 20090828
作者简介:赵璐璐( 1967 ) ,女,山西省太原人, 硕士研究生,主要从事数量生态学研究, Em ail: zll0128@ yahoo. com. cn; * 通讯作者 Au
thor for correspondence, Em ail: f zh ang@ sxu. edu . cn
草 地 学 报 第 17卷
j ap onica)等。
2 研究方法
2. 1 野外取样
在壶流河流域进行样地调查, 在下河湾水库、河
漫滩、河道,水神堂等地设置样地进行野外调查。在
每个样地取1~ 4个样方,面积1 m 1 m,共取样 70
个,出现 79种植物。
调查记录主要内容: ( 1)草本植物群落的盖度、
每种植物的盖度和高度; ( 2)样方的海拔高度、经纬
度以及地势情况。
记录后去掉出现频度小于 5%的种共 46个, 留
存 33个种, 因而得到 70 33的原始数据矩阵。草
本的重要值作为其数量指标。
2. 2 数据处理
植物种的数据我们采用重要值的综合指标。对
每个样方分别计算草本植物的重要值:
草本重要值= (相对高度+ 相对盖度) / 2
2. 3 数据分析
数量分类采用 MOPED( Modelling pat ter ns in
Environmental Data)软件包中 Hill( 1979)
设计的 TWIN SPAN。排序分析采用 MOPED
中 Dico rana中的 DCA。
3 结果分析
3. 1 TWINSPAN分类
壶流河湿地植物群丛 70 个样方 33 个种的
TWINSPAN 分类结果树状图(图 1)较客观地将 70
个样方划分为 14个组, 按照中国植被和中国湿
地植被关于群丛的命名原则,结合野外调查的实际
情况,将 14个组命名为 14个群丛:
荆三棱+ 水田芥群丛( Ass. Sci rp us yagar a
+ N asturt ium of f icinale ) 包含样方 6、12、13、14。
分布在下河湾水库进水口。群丛总盖度 90~ 95%。
荆三棱高度30~ 80 cm,盖度 50~ 90% ,水田芥高度
25~ 50 cm, 盖度 15~ 20%。伴生种有泽泻、芦苇
等,盖度皆小于 5%。
香蒲+ 慈姑群丛( Ass. T ypha or iental is +
Sagit taria sag it ti sol ia ) 包含样方 11、16、19、21、
27、29、31、32、53、58。分布在稻田边小水田水深 10
~ 30 cm 处。群丛总盖度 60~ 100%。香蒲高度
100~ 250 cm , 盖度 30~ 95%。慈姑高度 40~ 80
cm,盖度 40~ 90%。伴生种有芦苇、荆三棱( Scir
pus yagar a)、野大豆( Gly cine soj a)、小香蒲等。
小香蒲+ 芦苇群丛( Ass. T yp ha minima +
Phr agmites communis ) 包含样方 56、63、67、68、69、
70。分布在八角地村的壶流河河漫滩。群丛总盖度
80~ 100%。小香蒲高度 80~ 150 cm, 盖度 20~
80%。芦苇高度 20~ 30 cm,盖度 10~ 15%。伴生
种有藨草、莕菜 ( N ymphoides p eltatum )、旋覆花、
车前( P lantag o asiat ica)等。
芦苇群丛( Ass. Phr agm ites communis ) 包
含样方 15、34、35、36、39、43、44、45、48、51、59。分
布在河道及稻田田埂附近。群丛总盖度 60 ~
100%。芦苇高度 10~ 200 cm, 盖度 30~ 100%。伴
生种有毛茛、蒲公英( Taraxacum sinicum)、藨草等。
野大豆+ 隐花草群丛( Ass. G ly cine soj a +
Cryp sis aculeata) 包含样方 47、50、52、54、55、65。
分布于水神堂附近。群丛总盖度 90~ 100%, 野大
豆高度 25~ 50 cm, 盖度 70~ 100%。隐花草高度
25~ 70 cm,盖度 30~ 60%。伴生种有旋覆花、水葱
( S ci rp us validus)、芦苇等。
旋覆花群丛( Ass. I nula j ap onica) 包含样
方 20、62、64、66。分布在人为干扰较大的撂荒地,
近期有耕作的迹象。群落总盖度 60~ 100%。旋覆
花高度 15~ 55 cm, 盖度 30~ 90%。伴生种有荆三
棱、苔草( Car ex tr i stachya)、水葱、芦苇等。
藨草+ 水葱群丛 ( Ass. S ci rp us tr iqueter +
S cir pus v al idus ) 包含样方 7、46、49、57。分布在壶
流河河道的积水处。群丛总盖度 70~ 95%。藨草
高度 15~ 60 cm, 盖度 30~ 60%。水葱高度 40~ 45
cm,盖度 25~ 40%。伴生种有水田芥( N astur tium
of f icinale )、泽泻、芦苇等。
莕菜群丛( Ass. N ymphoides p eltatum ) 包
含样方 38、60、61。分布在河道和下河湾水库出水
口处。群丛总盖度 80~ 95%。莕菜高度 0 cm(浮水
植物) ,盖度 70~ 95%。伴生种有芦苇、水葱、藨草等。
鹅绒委陵菜群丛( Ass. Potent i lla anser ine )
包含样方 1、4、5、8。分布在下河湾水库进水口往西
20~ 50 m 附近。群丛总盖度 70~ 95%。鹅绒委陵
菜高度 4~ 15 cm, 盖度 20~ 60%。伴生种有节节草
( Equisctum ramosi ssimum )、芦苇、灰绿藜( Chenop
odium glaucm )、苔草、车前等。
690
第 5期 赵璐璐等:壶流河湿地自然保护区湿地植物群落的数量分析
图 1 壶流河湿地自然保护区 70 个样方
的 TWINSPAN分类树
Fig. 1 Dendrog ram o f the T WINSPAN classification of 70
plots in H uliuhe River Nature Reserve, Shanx i
苔草群丛( Ass. Car ex t ri stachya ) 包含样方 18、
22、30。分布在下河湾水库坝东 150 m 附近。群丛
总盖度 90%, 苔草高度 5~ 6 cm, 盖度 30~ 50%。
伴生种有荆三棱、荩草( A r thraxon hisp idus )、赖草
( L eymus secal inus )等。
荆三棱+ 大车前群丛( Ass. Sci rp us yagar a
+ P lantago maj or ) 包含样方 9、26、33、37、40。分
布在下河湾水库水口 100~ 150 m 处。群丛总盖度
80~ 100%。荆三棱高度 30 ~ 65 cm, 盖度 40 ~
80% ,大车前高度 15~ 30 cm,盖度 10~ 70%。伴生
种有车前、水葱、芦苇、蒲公英等。
稗+ 萹蓄群丛( Ass. E chinochloa crasgal l i
+ Polygonum av icular e ) 包含样方 10、23、24、25。
分布在下河湾水库库尾,放牧干扰较为严重。群丛
总盖度 60 ~ 95%。稗高度 5~ 10 cm, 盖度 30 ~
60%。萹蓄高度 8~ 10 cm ,盖度 10~ 20%。伴生种
有荆三棱、车前、水葱等。
碱蓬群丛( Ass. Suaeda glauca ) 包含样
方 3、17、41、42。分布在下河湾水库出水口附近。
群丛总盖度 70~ 90%。碱蓬高度 5~ 20 cm, 盖度 5
~ 90%。伴生种有芦苇、苔草、车前、赖草等。
蒲公英群丛( Ass. Taraxacum sinicum )
包含样方 2、28。分布在下河湾水库出水口附近。
群丛总盖度 80~ 90%。蒲公英高度 3~ 10 cm,盖度
30~ 50%。伴生种有芦苇、毛茛( Ranunculus j ap oni
ca)、赖草等。
3. 2 DCA排序
3. 2. 1 样方的 DCA排序 图2基本反映了植物群
丛之间以及群丛与环境之间的相互关系。TWINS
PAN 分类所得各群落类型在图 2均有较明确的分
布范围,验证了 TWINSPAN分类的正确性。
DCA 的横轴和纵轴显示了不同的生态学意义。
DCA 横轴的特征值为 0. 831, 反映了水分的变化,
从左到右水分逐渐减少。排序轴最左方为 莕菜群
丛,建群种为浮水植物莕菜,对水分要求较高。排序
轴最右方为 碱蓬群丛和 蒲公英群丛,其中
建群种碱蓬和蒲公英皆为中生植物, 对水分要求较
低。DCA 纵轴的特征值为 0. 595, 反映了土壤有机
质的变化,从上到下土壤有机质逐渐减少。排序轴
最上方为稗+ 萹蓄群丛, 分布于水库库尾,放牧干
扰较为严重,有机质较为丰富。排序轴最下方为
香蒲+ 慈姑群丛, 群从中多为浮水及水生植物, 对有
机质要求较低。
图 2 壶流河湿地自然保护区 70个样方的 DCA 二维排序
F ig . 2 Twodimensional ordination diagr am of 70 plo ts in
H uliuhe R iver Natur e Reserve, Shanx i by DCA
3. 2. 2 种的 DCA 排序 由图 3可见,植物群丛中
的优势种的分布格局与植物群丛类型的分布格局有
很大相似性, 如种 17为莕菜,而以莕菜为优势种的
样方 38、60和 61与种莕菜均位于排序轴第一轴的
最左端,同样种 8为碱蓬,而以碱蓬为优势种的样方
3、17、41、42 与种碱蓬均位于排序轴的最右端。这
反映出植物群丛中优势种的分布格局在很大程度上
决定着植物群丛类型的分布格局 [ 7]。
4 讨论与结论
本文采用 TWIN SPAN 与 DCA 技术对壶流河
湿地自然保护区进行了研究。用 TWINSPAN 进行
等级分类,将壶流河湿地自然保护区的群落划分为
14个组。在此基础上依据中国植被和中国湿地
植被的分类原则和系统,结合调查结果的生态分析
691
草 地 学 报 第 17卷
图 3 19 个优势种的 DCA二维排序图
F ig. 3 T he DCA ordination diagr am of 20 dominant species
in H uliuhe River Nature Reserv e, Shanx i
1.稗 Ech inochloa crasg al li 2.萹蓄 Poly g onum av icu lar e 3.藨
草 S ci rp us t riqu ete r 4. 慈姑 Sagi t tar ia sag i tt i sol ia 5.大车前 P lan
tag o maj or 6.鹅绒委陵菜 P otent il la anser ine 7.隐花草 Cry p si s acu
l eat e 8. 碱蓬 Suaed a g lauca 9. 荆三棱 S ci rp us y agar a 10. 芦苇
Phr agmi tes communis 11.蒲公英 Tar axacum sinicum 12.水葱 S ci r
pu s val idu s 13.水田芥 N asturt ium of f ic inale 14.苔草 Car ex tr i s
tachya 15.香蒲 Ty pha ori ental i s 16.小香蒲 Ty p haminima 17.莕菜
N y mph oide s p el tatum 18.旋覆花 Inu la j ap onica 19.野大豆 Glycine
soj a
和群落生境特征的指示种及其组合,划分为 14个群
从类型。
对壶流河湿地自然保护区植物群落 70个样方
进行的 DCA 排序取得了较好的结果, 不同群落类
型在排序轴上的位置基本反映出分布于环境梯度的
关系。图中横轴第一轴占了 83. 1%的信息量,表明
从左到右水分逐渐减少;纵轴第一轴占了 59. 5%的
信息量,表明从上到下土壤有机质逐渐减少。
对壶流河湿地自然保护区的 20个种进行 DCA
排序结果表明,群落中优势种分布格局所揭示的环
境梯度与群落类型分布梯度明显相似, 优势种分布
格局在很大程度上影响了植物群落的分布格局。
参考文献
[ 1] 吕宪国.湿地科学研究进展及研究方向[ J ] .中国科学院院刊,
2002, 20( 3) : 170172
[ 2] 吴东丽,上官铁梁,张金屯, 等. 滹沱河流域湿地植被的数量分
类和排序[ J] .西北植物学报, 2005, 25( 4) : 648654
[ 3] 董全民,赵新全,马玉寿.放牧强度对混播草地群落数量特征的
影响(简报) [ J] .草地学报, 2007, 15( 4) : 394397
[ 4] 张峰,张金屯. 我国植被数量分类和排序研究进展[ J] .山西大
学学报自然科学版, 2000, 23( 3) : 278282
[ 5] 宋伯为,王汝清,连俊强,等.壶流河湿地自然保护区生物多样
性研究[ J] .山西大学学报(自然科学版) , 2009, 32( 1) : 144147
[ 6] 李浩,靳力, 张贵平,等. 壶流河湿地植被优势种间关系分析
[ J] .湿地科学, 2008, 6( 3) : 366371
[ 7] 刘文治,张全发,李天煜,等.丹江口库区湿地植被的数量分类
和排序[ J] .武汉植物学研究, 2006, 24( 3) : 220224
(责任编辑 刘敏轩 才 杰)
中国科技核心期刊、全国优秀农业期刊
植物遗传资源学报征订启事
植物遗传资源学报是中国农业科学院作物科学研究所和中国农学会主办的学术期刊,为全国中文核
心期刊、中国科技核心期刊、全国优秀农业期刊。该刊为中国科技论文统计源期刊、中国科学引文数据库来
源期刊(核心期刊)、中国核心期刊(遴选)数据库收录期刊、中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊,又被
中国生物学文摘和中国生物学文献数据库、中文科技期刊数据库收录。据中国期刊引证研究报告统计,
2007年度植物遗传资源学报影响因子达 0. 914。
报道内容为大田、园艺作物,观赏、药用植物, 林用植物、草类植物及其一切经济植物的有关植物遗传资
源基础理论研究、应用研究方面的研究成果、创新性学术论文和高水平综述或评论。诸如,种质资源的考察、
收集、保存、评价、利用、创新, 信息学、管理学等;起源、演化、分类等系统学; 基因发掘、鉴定、克隆、基因文库
建立、遗传多样性研究。
双月刊,大 16 开本, 128页。定价 20 元, 全年 120元。各地邮局发行, 邮发代号: 82- 643。国内刊号
CN11- 4996/ S, 国际统一刊号 ISSN1672- 1810。
本刊编辑部常年办理订阅手续,如需邮挂每期另加 3元。
地 址:北京市中关村南大街 12号 中国农业科学院植物遗传资源学报编辑部
邮 编: 100081 电话: 010- 82105794 010- 82105796(兼传真)
Email: zw yczyxb2003@ 163. com zw yczyxb2003@ sina. com
692