扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查

段培,鮑敏,張營,馬繼雄,馬永貴,陳振寧

(青海師范大學(xué) 生命與地理科學(xué)學(xué)院,青海 西寧 810008)

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查

段培,鮑敏,張營,馬繼雄,馬永貴,陳振寧

(青海師范大學(xué) 生命與地理科學(xué)學(xué)院,青海 西寧 810008)

摘要:指出了扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)共記錄有野生動(dòng)物88種,其中鳥類51種,獸類29種,爬行類1種,魚類7種,含國家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物4種、Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物13種;植被種類共計(jì)17種,隸屬于6目8科,其中以禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和薔薇科(Rosaceae)植物為優(yōu)勢種。分析了間歇性積水草甸土、無積水草甸土和無積水沙土3個(gè)不同土壤環(huán)境生物群落結(jié)構(gòu)的Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻性指數(shù)和Jaccard指數(shù),結(jié)果表明:無積水沙土生物群落多樣性和均勻度均最高,間歇性積水草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無積水草甸生物群落結(jié)構(gòu)相似度最高,而間歇性積水草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無積水沙土生物群落結(jié)構(gòu)相似性最低;植物群落呈現(xiàn)出禾本科植物比例依次減少,雙子葉雜草類依次增加的趨勢;動(dòng)物群落呈現(xiàn)濕地鳥類數(shù)量依次減少,非濕地鳥類和獸類依次增加的趨勢。

關(guān)鍵詞:扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū);生物群落結(jié)構(gòu);濕地鳥類;禾本科(Gramineae)

1引言

青海省三江源國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)分區(qū)已被列入國際重要濕地名錄,是高原濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,濕地分布特點(diǎn)呈現(xiàn)以湖泊為中心的環(huán)帶狀分布和以主要河流為中心的條帶狀分布[1]。扎陵湖和鄂陵湖湖泊生物群落結(jié)構(gòu)中,浮游植物以硅藻和藍(lán)藻為主,水生維管束植物有龍須眼子菜(PotamogetonPectinatus)和細(xì)葉水毛茛(Batrachiumtrichophyllum)。浮游動(dòng)物以輪蟲為主,還有原生動(dòng)物、橈足類和枝角類,底棲動(dòng)物有鉤蝦(Gammarussp)和水生寡毛類,主要魚類有花斑裸鯉(Gymaocyprisecklohi)和極邊扁咽齒魚(Platyphrogodonextremus)[2]。本文主要對(duì)扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)的野生脊椎動(dòng)物、高寒沼澤草甸植被以及濕地生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查與研究,并分析了濕地退化的現(xiàn)狀和原因,試圖為高原濕地的研究與保護(hù)工作提供參考。

2研究區(qū)域概況

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)(34°48′~35°01′N,97°02′~97°55′E)位于青海省中南部,巴顏喀拉山北麓的瑪多縣境內(nèi),距西寧市西南部約500km,距瑪多縣城約80km,是黃河源頭眾水匯合之地。扎陵湖濕地面積5.261×104hm2,鄂陵湖濕地面積6.95×104hm2,兩湖海拔高度均在4300m。

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)屬于青藏高寒區(qū)的青海藏南亞區(qū),氣候特點(diǎn)嚴(yán)寒干旱、降水稀少和蒸發(fā)強(qiáng)烈。年平均氣溫-5~2.4℃,年日照時(shí)數(shù)2495~2799h,≥0℃積溫553~934℃。

年降水量194~409mm。年太陽輻射量623.9~678.7kJ/cm2。全年多霜凍災(zāi)害,無霜期不足20d,植物生長季123~154d[3]。

3研究方法

3.1　調(diào)查方法

調(diào)查時(shí)間選擇在2010年4月、2013年9月,共兩次對(duì)扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)內(nèi)的濕地生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)植物物種種類和數(shù)量進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上,查閱相關(guān)文獻(xiàn),進(jìn)行綜合分析。

3.1.1　野生動(dòng)物資源的調(diào)查方法

采用調(diào)查方法主要有樣方法、樣帶法、痕跡調(diào)查法和訪談?wù){(diào)查法。樣帶法用于對(duì)湖區(qū)濕地哺乳動(dòng)物的調(diào)查,樣方法主要用于對(duì)濕地鳥類的調(diào)查,調(diào)查地點(diǎn)選擇在鄂陵灘、鄂陵出水口,對(duì)見到的鳥獸的種類和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),然后進(jìn)行初步分析。

3.1.2　濕地植被的調(diào)查方法

采用調(diào)查方法主要有樣方法,選取10個(gè)1m×1m的樣方。采樣點(diǎn)在瑪多縣扎陵湖鄉(xiāng),對(duì)植被種類、平均蓋度、平均高度和株數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.1.3　濕地生態(tài)群落的調(diào)研方法

選擇間歇性積水的草甸土、無積水的草甸土和無積水的沙土3個(gè)不同的土壤環(huán)境,調(diào)查野生動(dòng)物種類和數(shù)量、植被群落組成并分析生物群落多樣性。

3.2　數(shù)據(jù)處理

生物群落多樣性分析采用Shannon-wiener指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)來分析物種的多樣性和均勻性,群落結(jié)構(gòu)的相似性采用Jaccard指數(shù)進(jìn)行分析。

3.2.1　Shannon-wiener指數(shù)

其中:H′為多樣性指數(shù),S為總的種數(shù),Pi為第i種的物種數(shù)與總物種數(shù)的比值。

3.2.2　Pielou均勻度指數(shù)

E=H′/Hmax

其中:E為均勻度指數(shù),S為群落物種種數(shù),Hmax=lnS,H′為Shannon-wiener指數(shù)。

3.2.3　Jaccard指數(shù)

Cj=j/(a+b-j)

其中:j為2種群落共有物種數(shù),a、b分別為群落A、B的物種數(shù)。

4研究結(jié)果

4.1　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)沼澤濕地野生動(dòng)物

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)中記錄到野生脊椎動(dòng)物88種,其中鳥類51種,獸類29種,兩棲爬行類1種,魚類7種,其中國家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物4種、Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物13種。

4.1.1　鳥類

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中,記錄鳥類共51種[4],隸屬于11目25科,具體目、科及所含種數(shù)見表1。

表1　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)鳥類系統(tǒng)分類統(tǒng)計(jì)

該自然保護(hù)分區(qū)內(nèi)國家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物有黑頸鶴(Grusnigricollis)、玉帶海雕(Haliaeetusleucoryphus);國家Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物有大天鵝(Cygnuscygnus)、大鵟(Buteohemilasius)、鳶(Milvuskouschun)、游隼(Falcoperegrinus)、獵隼(Falcocherrug)、淡腹雪雞(Tetraogallustibetanus)。

該保護(hù)分區(qū)內(nèi)記錄濕地鳥類共有13種,占鳥類總數(shù)的25.49%,其中以鳳頭(Podicepscristatus)、普通鸕鶿(Phalacrocoraxcarbo)、斑頭雁(Anserindicus)、赤麻鴨(Tadornaferruginea)、漁鷗(Larusichthyaetus)等為優(yōu)勢種群,具體鳥種和保護(hù)級(jí)別如表2所示。

表2　扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)分區(qū)濕地鳥類統(tǒng)計(jì)

4.1.2　獸類

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中,記錄獸類29種,隸屬于7目14科,其中以食肉目Carnivora(13種)和嚙齒目Rodentia(8種)種類最多,以藏野驢(Equuskiang)、藏原羚(Procaprapicticaudata)、高原鼢鼠(Myospalaxbaileyi)和高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)等青藏高原特有物種為優(yōu)勢種。

表3　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)獸類系統(tǒng)分類統(tǒng)計(jì)

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)國家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物有藏野驢、雪豹(Pantherauncia);國家Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物有西藏棕熊(Ursusarctospruinosus)、豺(Cuonalpinus)、石貂(Martesfoina)、兔猻(Fellismanul)、猞猁(Lynxlynx)、藏原羚、巖羊(Pseudoisnayaur)。

4.1.3　爬行類

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中,記錄爬行類1種,即青海沙蜥(Phrynocephalusvlangalii)。

4.1.4　魚類

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中,記錄魚類7種,均隸屬于鯉形目鯉科,即厚唇裸重唇魚(Gymnodiptychuspachycheilus)、花斑裸鯉(Gymnocyprisecklonieckloni)、黃河裸裂尻魚(Schizopygopsispylzovi)、骨唇黃河魚(Chuanchialabiosa)、極邊扁咽齒魚(Platypharodonextremus)、擬鯰高原鰍(Triplophysasiluroides)、東方高原鰍(Triplophysaorientalis)[7]。

4.2　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)沼澤濕地植被群落結(jié)構(gòu)

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)植被區(qū)系屬于高寒沼澤化草甸,共計(jì)調(diào)查10個(gè)樣方,其中樣方1土壤類型為無積水草甸土,樣方2土壤類型為間歇性積水草甸土,樣方3~10土壤類型為無積水沙土。調(diào)查到植被種類共計(jì)17種,隸屬于6目8科,其中禾本科Gramineae、菊科Compositae和薔薇科Rosaceae植物比例較高。每一樣方所調(diào)查的植物種類、平均蓋度、高度和株數(shù)見表4。

表4　扎陵湖-鄂陵湖區(qū)濕地植物統(tǒng)計(jì)

在沼澤濕地植被群落結(jié)構(gòu)中,建群種有紫花針茅、早熟禾、火絨草;伴生種有垂穗披堿草、矮火絨草、西柏利亞蓼、唐松草、萎陵草、多裂委陵菜、二裂委陵菜、臭蒿、賴草、藏嵩草、洽草、藍(lán)花棘豆、單子麻黃、甘肅雪蓮花。

4.3　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生物群落結(jié)構(gòu)

在扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)內(nèi),選擇地點(diǎn)分別為間歇性積水的草甸土、無積水的草甸土和無積水的沙土3個(gè)不同的土壤環(huán)境,記錄其生物群落結(jié)構(gòu),標(biāo)記為地點(diǎn)1(34°59′36.8″,97°36′3.01″,4285m)、地點(diǎn)2(34°59′38.3″,97°36′18.1″,4287m)、地點(diǎn)3(34°59′36.5″,97°36′07″,4298m)。

表5　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)生物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查表

4.3.1　三個(gè)不同地點(diǎn)的生物群落組成特點(diǎn)

間歇性積水的草甸土環(huán)境下植被以禾本科為主,紫花針茅和早熟禾的蓋度達(dá)40%和30%;動(dòng)物以濕地鳥類的比例較高。無積水沙土環(huán)境下植被種類較多,以雙子葉類雜草的比例較高,出現(xiàn)豆科植物(藍(lán)花棘豆);動(dòng)物中鳥類以非濕地物種為多,鷹類比例增加,獸類也較前者增加,且高原鼠兔數(shù)量較多。無積水草甸土環(huán)境下植被禾本科趨于減少,蓼科和毛茛科植物增加;濕地物種減少,非濕地物種比例增加。

4.3.2　Shannon-wiener、Pielou指數(shù)與鳥獸群落多樣性

從Shannon-wiener多樣性指數(shù)來看,鳥獸群落多樣性為地點(diǎn)3>地點(diǎn)1>地點(diǎn)2,說明無積水的草甸土生物群落多樣性最低,而無積水的沙土生物群落多樣性最高,間歇性積水的草甸土生物群落多樣性處于中間。Pielou均勻性指數(shù)的關(guān)系為地點(diǎn)3>地點(diǎn)2>地點(diǎn)1,說明無積水的沙土生物群落均勻度最高,間歇性積水的草甸土生物群落均勻度最低,無積水的草甸土生物群落均勻度處于中間。

表6　鄂陵湖-扎陵湖自然保護(hù)分區(qū)鳥獸群落多樣性(H′)和均勻度(E)

4.3.3　鳥獸群落相似性分析

從表7群落間相似性的Jaccard指數(shù)可以看出地點(diǎn)1與地點(diǎn)2相似性指數(shù)最高,說明間歇性積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)相似度最高;地點(diǎn)1與地點(diǎn)3的相似度較低,說明間歇性積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無積水的沙土生物群落結(jié)構(gòu)相似性最低;地點(diǎn)2和地點(diǎn)3的群落結(jié)構(gòu)相似性也較高,說明無積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無積水的沙土生物群落結(jié)構(gòu)也具有較高的相似性。

表7　鄂陵湖-扎陵湖自然保護(hù)分區(qū)鳥獸群落相似性(Cj)

5結(jié)語

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)中記錄有野生動(dòng)物共88種,其中鳥類51種,獸類29種,爬行類1種,魚類7種,含國家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物4種、Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物13種。植被種類共計(jì)17種,隸屬于6目8科,其中禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和薔薇科(Rosaceae)植物比例較高。

對(duì)于生物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)查研究,選擇間歇性積水的草甸土、無積水的草甸土和無積水的沙土3個(gè)不同的土壤環(huán)境,調(diào)查該環(huán)境中的植被和動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)。分析三個(gè)地點(diǎn)的生物群落結(jié)構(gòu),其中Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻性指數(shù)和Jaccard指數(shù)表明,無積水的沙土生物群落多樣性和均勻度均最高,間歇性積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)相似度最高,而間歇性積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無積水的沙土生物群落結(jié)構(gòu)相似性最低。植物群落呈現(xiàn)出禾本科植物比例依次減少,雙子葉雜草類依次增加的趨勢;動(dòng)物群落呈現(xiàn)濕地鳥類數(shù)量依次減少,非濕地鳥類和獸類依次增加的趨勢。

6討論

6.1　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地退化

濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化表現(xiàn)在濕地面積的減少和生物群落組成的逆行演替,這兩點(diǎn)在扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)分區(qū)均有體現(xiàn)。扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)分區(qū)(總面積為15507.21km2,其中核心區(qū)面積2317.22km2,緩沖區(qū)面積2906.19km2,試驗(yàn)區(qū)面積10283.8km2)在1970年中后期~1990,1990~2004年兩個(gè)時(shí)間段內(nèi),土地覆被狀況動(dòng)態(tài)度為0.1%和0.36%,且土地覆被狀況指數(shù)變化率均為負(fù)值,說明扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)分區(qū)生態(tài)系統(tǒng)濕地面積逐漸減少,且減少速率在1990~2004年間增長較快[8]。沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)的逆行演替主要表現(xiàn)在沼澤草甸生態(tài)系統(tǒng)植被群落結(jié)構(gòu)的變化,分析地點(diǎn)1、地點(diǎn)2和地點(diǎn)3的植被群落結(jié)構(gòu),可以得出莎草Cyperaceae蓋度極低,禾草Poaceae(如紫花針茅、早熟禾)等所占比例在間歇性積水的草甸土和無積水的草甸土中較高,而無積水的沙土中豆科Fabaceae等雙子葉類雜草的比重較高。濕地退化導(dǎo)致植被群落組成中雙子葉類雜草的比例大大增加,而雙子葉類雜草普遍較低的水分利用效率將會(huì)增大土壤水分通過光合作用的蒸騰散失,進(jìn)一步加劇群落生境的干旱化,不利于退化濕地的恢復(fù)和附近濕地的保護(hù)[9]。

6.2　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地退化原因分析

據(jù)CHEUNG Alan等的研究,導(dǎo)致該自然保護(hù)分區(qū)內(nèi)濕地退化的主要因素土壤含水量(Moisture content)>植被覆蓋率(Grass cover)>鼠兔密度(Density of pika burrows)。扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)退化,氣候條件的暖干化和人為的破壞及干擾是主要原因[14]。保護(hù)分區(qū)內(nèi)近幾十年來年平均氣溫以0.28℃/10年的速率升高,同期年降水量以4.32mm/10年的趨勢增加,且多集中在冬春兩季,蒸發(fā)率受氣溫變化影響顯著增大,多年凍土呈現(xiàn)顯著退化趨勢,這些氣候條件的變化引起植被退化、湖泊面積萎縮及沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)退化[10]。扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)內(nèi)兩湖湖濱草甸是牧民放牧的重要牧場,由于人們的過度放牧、20世紀(jì)80年代以來開采礦石以及在鄂陵湖出水口附近建立水電站等干擾和破壞濕地生態(tài)系統(tǒng),使水土流失加劇,打破原有的生態(tài)平衡。高原鼠兔Ochotona curzoniae種群數(shù)量的增加也在一定程度上加劇了該保護(hù)區(qū)的濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化,導(dǎo)致“黑土灘”的形成[11]。

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中圖分類號(hào):Q9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1674-9944(2015)01-0001-05

通訊作者:陳振寧(1970—),男,河南柘城人，碩士,教授,主要從事動(dòng)物系統(tǒng)分類及生態(tài)方面的教學(xué)與研究工作。

作者簡介:段培(1989—),女,陜西銅川人,青海師范大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院碩士研究生。

基金項(xiàng)目:國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2012BAC08B04)資助;693校級(jí)科技創(chuàng)新項(xiàng)目(編號(hào):019040904)

收稿日期:2014-11-03