蘭州市植物群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性調(diào)查

許宏剛，吳永華，張建旗，黃蓉

(蘭州市園林科學(xué)研究所，甘肅 蘭州　730070)

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蘭州市植物群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性調(diào)查

許宏剛，吳永華，張建旗，黃蓉

(蘭州市園林科學(xué)研究所，甘肅 蘭州730070)

【目的】 掌握蘭州及周邊地區(qū)植物群落結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢種組成、植被類型、物種多樣性特征，探究適合在蘭州及周邊地區(qū)特定立地條件下生長的植物，為植被恢復(fù)與重建提供理論依據(jù).【方法】 選擇榆中-蘭州-永登(線路1)、蘭州-皋蘭-白銀(線路2)、蘭州-中川-景泰(線路3)3條調(diào)查路線，采用線路調(diào)查與典型樣地調(diào)查相結(jié)合的方法，對蘭州地區(qū)的植物優(yōu)勢種組成、植被類型、物種多樣性等進(jìn)行調(diào)查研究.【結(jié)果】 調(diào)查區(qū)內(nèi)共有植物187種，分屬48個(gè)科，124個(gè)屬，其中喬木38種，灌木40種，草本107種；優(yōu)勢科為菊科、豆科、薔薇科、禾本科，分別占調(diào)查范圍內(nèi)所有種的15.14%、11.35%、11.35%、10.81%；檉柳、檸條、紅砂、白榆、束傘亞菊、冰草、灘地韭、長芒草、阿爾泰狗哇花、蝎虎霸王、蒔蘿蒿在3條線路中均有出現(xiàn)，并且重要值均較高；各條線路中植物群落出現(xiàn)了一定程度的演替，而群落更新不明顯；調(diào)查區(qū)內(nèi)植被類型可劃分為9種類型，4種天然植被類型和5種人工植被類型.【結(jié)論】 3條線路中，草本層的植物多樣性均大于喬灌層，線路2的Margalef豐富度、Simpson多樣性、Shannon-wiener多樣性低于線路1和線路3，而生態(tài)優(yōu)勢度高于線路1和線路3.

黃土丘陵區(qū)；蘭州市；植物群落結(jié)構(gòu)； 物種多樣性

城市植被在維持城市環(huán)境質(zhì)量上具有重要作用[1]，城市生態(tài)環(huán)境不僅是市民生活質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)志，也是城市環(huán)境和發(fā)展水平、潛力的一個(gè)重要指征[2].城市植物群落是生長在市區(qū)或周邊的對所在環(huán)境有美化和改善作用的植物群落，主要為人工植物群落或受干擾的自然植物群落[3].群落物種多樣性作為生物多樣性的重要組成部分，是群落生態(tài)系統(tǒng)研究的重點(diǎn)之一[4-5].目前已有關(guān)于上海、福州、南京、哈爾濱、北京、廣州等城市植物群落多樣性的研究報(bào)道[6-11].也有學(xué)者對蘭州地區(qū)某一物種的生態(tài)格局、生長特性及蘭州南北兩山的植被恢復(fù)和種質(zhì)資源進(jìn)行了調(diào)查研究[2，12-15]，但對于蘭州及周邊地區(qū)的植物群落結(jié)構(gòu)及物種多樣性的調(diào)查研究報(bào)道較少.本研究采用線路調(diào)查與典型樣地調(diào)查相結(jié)合的方法，選擇榆中-蘭州-永登，蘭州-皋蘭-白銀，蘭州-中川-景泰3條線路，調(diào)查各條線路上的植物種類，測定每種植物的特征指標(biāo)，分析各物種的重要值和多樣性指標(biāo)，初步掌握蘭州及周邊地區(qū)植物群落結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢種組成、植被類型、物種多樣性特征，探究適合在蘭州及周邊地區(qū)特定立地條件下生長的植物，為植被恢復(fù)與重建提供理論依據(jù)，使蘭州及周邊地區(qū)生態(tài)工程建設(shè)更科學(xué)、更經(jīng)濟(jì).

1　研究區(qū)概況

蘭州地區(qū)位于甘肅中部，隴西黃土高原的西部，是青藏高原向黃土高原的過渡地區(qū).地處N(35°34′20″～37°07′07″)，E(102°35′58″～104°34′29″)，北部和東北部毗鄰白銀市的白銀區(qū)、景泰縣和靖遠(yuǎn)縣；東部和南部與白銀市的會(huì)寧縣和定西市的安定區(qū)、臨洮縣相鄰；西南部和西部與青海省民和縣相連；西北部與武威市的天祝藏族自治縣接壤.市區(qū)海拔平均1 520 m.大部分地區(qū)屬溫帶干旱氣候，干燥少雨，年均溫11.2 ℃，河谷盆地氣溫較高，西部、北部及山區(qū)氣溫一般較河谷盆地低2～5 ℃.極端最高溫39.8 ℃，極端最低溫-19.7 ℃，平均日較差 27.7 ℃，10 ℃活動(dòng)積溫3 354.6 ℃；年均降水量327 mm，年最大降水量546.7 mm，最小降水量155.3 mm，降水主要集中在7～9月，占全年降水量的60%以上，年蒸發(fā)量1 446.4 mm，為年降水量的4.6倍，年相對濕度58%；年日照時(shí)間2 424 h，無霜期186 d，最大凍土層1.2 m.城區(qū)植被以人工植被為主，周邊地區(qū)以荒漠草原植被類型為主，土壤以黃綿土為主[16].

2　材料與方法

2.1線路選擇

通過查閱資料和實(shí)際調(diào)查，并根據(jù)項(xiàng)目需要，以蘭州為中心，以興隆山林緣往北推進(jìn)，設(shè)置3條調(diào)查路線，分別為線路1：榆中-蘭州-永登；線路2：蘭州-皋蘭-白銀；線路3：蘭州-中川-景泰，具體線路情況見表1.

2.2研究方法

本研究采用線路調(diào)查與典型樣地調(diào)查相結(jié)合的方法，于2012年7～8月在植物生長旺盛期，在所選的線路內(nèi)選擇具有代表性的樣地設(shè)置樣方.對于喬灌層，設(shè)置10 m×10 m樣方，分別記錄樣方內(nèi)植物的名稱、數(shù)量、郁閉度，實(shí)測其高度、冠幅、胸徑、地徑等指標(biāo)，每個(gè)樣地3個(gè)重復(fù)；對于草本層，如果植物分布較均勻時(shí)，在10 m×10 m的大樣方內(nèi)梅花狀設(shè)置5個(gè)1 m×1 m的小樣方，分別記錄植物名稱、株數(shù)、蓋度，實(shí)測其高度，目測其密度.若遇群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜且變化較大、植物分布不規(guī)則時(shí)，則應(yīng)提高樣方數(shù)目和取樣范圍，同時(shí)記錄新發(fā)現(xiàn)的植物種類，直到基本不再增加新種類為止.同時(shí)記錄樣方的海拔高度、坡度、坡向、經(jīng)緯度、調(diào)查時(shí)間與地點(diǎn)、群落的類型、土壤類型及整體植物的生長狀況等.草本樣方的蓋度由專人估測.

表1　線路分布Tab.1　The line distribution

密度=植物的總株數(shù)/樣方面積

物種重要值=(相對密度+相對蓋度+相對高度)/300

Margalef豐富度：

Ma=(S-1)/LnN

Simpson多樣性指數(shù)：

Shannon wiener多樣性指數(shù)：

Pielou均勻度指數(shù)：

H=H/lnS

生態(tài)優(yōu)勢度：

式中，S為物種數(shù)目；N為群落中全部物種的個(gè)體數(shù)；Pi為種i的個(gè)體數(shù)占群落總個(gè)體的比例；ni為第i個(gè)種的個(gè)體數(shù)[17-20].

3　結(jié)果與分析

3.1植被特征

3.1.1植物種類及生長狀況調(diào)查區(qū)域內(nèi)共有植

物185種，分屬48個(gè)科，124個(gè)屬，其中喬木38種，灌木40種，草本107種.優(yōu)勢科為禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、豆科(Leguminosae)、薔薇科(Rosaceae).對每一條線路的植物進(jìn)行匯總，結(jié)果顯示，線路1中共有36個(gè)科，83個(gè)屬，119個(gè)種；線路2中共有33個(gè)科，65個(gè)屬，89個(gè)種；線路3中共有36個(gè)科，84個(gè)屬，111個(gè)種.對3條線路中均有的代表植物進(jìn)行了篩選，其代表的喬木、灌木、草本及其重要值見表2.

從表2中可以看出，楊樹(Populussp.)、側(cè)柏(Platycladusorientalis)、白榆(Ulmnspumila)在3條線路中的重要值均較高，說明其對生境的適應(yīng)性較廣，能夠在所處的環(huán)境中較好地生長.新疆楊(Populusalba‘Pyramidalis’)和油松(Pinustabuliformis)在線路1和線路2中重要值較高，在線路3中重要值較低，僅為0.217、0.301.僅從喬灌木來看，樹種的重要值普遍表現(xiàn)為線路1較大，線路2次之，線路3較差(表2，3)，而對于草本植物來說，其重要值沒有明顯差別(表4).3條線路以自然植被為主，人工植被為輔，自然植被以一二年生草本及多年生灌木為主，代表種有阿爾泰狗娃花(Heteropap-pusaltaicus)、冰草(Agropyroncristatum)、長芒草(Stipabungeana)、刺蓬(Salsolaruthenica)、束傘亞菊(Ajaniaparviflora)、蝎虎霸王(Zygophyllummucronatum)、中華隱子草(Cleistogeneschinensis)等為主，人工植被以喬木及灌木為主且分布不均，以側(cè)柏、刺槐(Robiniapseudoacacia)、檸條、甘青錦雞兒(Caraganatangutica)為代表種，由于采取人為措施干預(yù)，人工林植被長勢較強(qiáng).

表2　喬木代表種重要值Tab.2　Important value of representative trees

表3　灌木代表種重要值Tab.3　Important value of representative shrubs

表4　草本代表種重要值Tab.4　Important value of representative herbals

3.1.2植物群落的優(yōu)勢種組成及空間結(jié)構(gòu)對3條線路上海拔高度、坡向、坡度進(jìn)行聚類，結(jié)合重要值，選出各條線路上的優(yōu)勢種，線路1中主要的優(yōu)勢種組成為檉柳、栒子(Cotoneasterhorizontalis)、甘青錦雞兒、檸條、紅砂、榆樹、丁香(Syringaoblata)、束傘亞菊(Ajaniaparviflora)、賴草(Leymussecalinus)、冰草、灘地韭(Alliumoreoprasum)、長芒草、刺蓬、冷蒿(Artemisiafrigida)、阿爾泰狗娃花、豬毛菜(Salsolacollina)、蝎虎霸王、大花蚓果芥(Torulariahumilis)、蒔蘿蒿(Artemisiaanethoides)等.線路2中主要的優(yōu)勢種組成為刺槐、油松、新疆楊、楊樹、檉柳、側(cè)柏、白榆、黃毛頭、紅砂、檸條、水柏枝(Myricariagermanica)、云杉、合頭草、錦雞兒(Caraganasinica)、蒔蘿蒿、刺蓬、束傘亞菊、長芒草、賴草、灘地韭、狗尾草(Setariaviridis)、冰草、蝎胡霸王、駱駝蓬(Peganumharmalavar.Multisecta)、黃花磯松(Limoniumaureum)、阿爾泰狗娃花、中華隱子草、鐵桿蒿(Heteropappusaltaicus)、堿蓬(Suaedaglauca)等.線路3中主要的優(yōu)勢種組成為側(cè)柏、楊樹、黃毛頭、檉柳、白榆、檸條、紅砂、云杉、合頭草、新疆楊、枸杞、連翹(Forsythiasuspensa)、小葉鐵線蓮、長芒草、蒔蘿蒿、西北針茅(StipasareptanaBechervar.krylovii)、刺蓬、冰草、狗尾草、束傘亞菊、中華隱子草、虎尾草(Chlorisvirgata)、灘地韭、西北天門冬(Asparaguspersicus)、大花蚓果芥、阿爾泰狗娃花、駱駝蓬、蝎虎霸王、堿蓬等.

調(diào)查結(jié)果顯示，線路2的喬灌木最多，為47種，線路3的最少，為33種；草本植物，線路3的最多為78種，線路2最少，僅為42種，且線路2的植物群落結(jié)構(gòu)比較單一.這是因?yàn)榫€路2受到人為干擾較大，且植被類型主要以人工植被為主，人為的干擾影響了路線2植被的空間結(jié)構(gòu)和物種組成.就3條線路的優(yōu)勢種而言，檉柳、檸條、紅砂、白榆、束傘亞菊、冰草、灘地韭、長芒草、阿爾泰狗娃花、蝎虎霸王、蒔蘿蒿在3條線路中均出現(xiàn)，并且重要值均較高，說明其適應(yīng)性較廣，能夠較好地適應(yīng)所處的環(huán)境，生長地較好，應(yīng)在蘭州地區(qū)大力推廣種植.總體而言，調(diào)查區(qū)天然植被中，草本植物占顯著優(yōu)勢，這些草本植物與當(dāng)?shù)貧夂?、土壤、水文等生境條件相適應(yīng).許多物種都表現(xiàn)出抗旱、耐鹽堿特性，如藜類、蒿類、阿爾泰狗哇花、駱駝蓬等，反映出調(diào)查區(qū)自然條件干旱，土壤瘠薄偏堿的生境特點(diǎn).

3.1.3植物群落的演替更新研究一個(gè)地區(qū)的群落演替規(guī)律有助于對自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行有效地控制和管理，并且可指導(dǎo)退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建.城市中的群落演替大多為次生演替，而對于次生演替的研究更能使人們在了解演替規(guī)律的基礎(chǔ)上通過人工干預(yù)、引導(dǎo)加速植被演替，以實(shí)現(xiàn)理想的目標(biāo)功能[21].本研究線路1中從榆中到永登，表現(xiàn)為喬灌木和草本種類的增加；線路2中從蘭州到白銀，喬灌木依此減少，草本在皋蘭縣最多；線路3中喬灌木在蘭州最多，草本植物在蘭州、中川、景泰3個(gè)地區(qū)種數(shù)相近.鄭宇等[22]認(rèn)為人為干擾是影響森林生態(tài)系統(tǒng)平衡、演替、穩(wěn)定的一大因素.蘭州市區(qū)的植被大多為人工植被，人為干擾影響了群落的演替，而在其周邊人為干擾較少的縣區(qū)，群落則可以進(jìn)行自然演替.如榆中縣陳家溝處于人為干擾破壞較輕的區(qū)域，灌木樹種還在逐步侵入，并逐漸形成灌草叢或灌叢，如果繼續(xù)封育則逐漸被喜陽的闊葉林所替代.隨著闊葉樹的侵入，群落生境將隨著改變，致使一些耐陰的針葉樹侵入，并使群落向著針闊葉混交的方向發(fā)展[24].調(diào)查區(qū)域現(xiàn)有人工植被主要以針葉林、闊葉林為主，它們都是在人為干預(yù)下形成的相對穩(wěn)定的植物群落.自然植被主要以草本植物為主，主要有長芒草群落、冰草群落、中華隱子草群落、蒔蘿蒿群落、束傘亞菊群落、針茅群落等.人為活動(dòng)和自然因素的干擾，對植物種群數(shù)量和分布格局及群落結(jié)構(gòu)與功能等都有不同程度的影響.為了適應(yīng)各種外界環(huán)境壓力，不同的物種采取不同的更新策略.植物的更新影響著群落的物種組成、結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化，是種群得以增殖、擴(kuò)散、延續(xù)和維持群落穩(wěn)定的一個(gè)重要生態(tài)過程[23].武利玉等[24]對蘭州南北兩山植被調(diào)查研究表明，人為干擾嚴(yán)重破壞了南北兩山原生態(tài)環(huán)境，加上生境條件比較嚴(yán)酷，樹種組成單一，林分年齡輕，自然更新趨勢不明顯.在蘭州地區(qū)，人為干擾和干旱少雨的氣候環(huán)境，使其群落更新的時(shí)間更長，在今后的植被建設(shè)與保護(hù)中應(yīng)注意考慮這些因素，對于檉柳、紅砂、合頭草等抗旱性強(qiáng)的樹種應(yīng)加以利用和保護(hù).

3.2植物區(qū)系和植被類型

3.2.1植物區(qū)系特征植物區(qū)系和植被分類是合理利用植被資源和充分發(fā)揮植被綜合效益的基礎(chǔ).植物區(qū)系是植被分類重要依據(jù)，植物種類組成構(gòu)成了植物群落本體.但目前以城市為單位進(jìn)行植物區(qū)系分析，在我國僅見《上海植物名錄》、《廣州植物志》、《北京植物》以及北京植物區(qū)系分析等文獻(xiàn)[25].在線路1中植物種達(dá)10種以上的科有菊科、禾本科、豆科和薔薇科，其植物種數(shù)分別為18、17、12、10；其余的32個(gè)科植物種數(shù)均在1～7種之間；線路3中植物種達(dá)10種以上的科有菊科、薔薇科、禾本科、豆科，其植物種數(shù)分別為19、19、17、11；線路2中各科的植物種數(shù)均明顯小于線路1和線路3，僅菊科的植物種數(shù)為10，其余各科的均小于10.對所有調(diào)查線路分析來看，蘭州及周邊地區(qū)主要以菊科、禾本科、豆科和薔薇科為主，所屬的植物種占調(diào)查范圍內(nèi)所有種的15.14%、11.35%、11.35%、10.81%.常見種有阿爾泰狗娃花、長芒草、刺蓬、大花蚓果芥、紅砂、黃毛頭、合頭草、束傘亞菊、蒔蘿蒿、蝎虎霸王等.3.2.2植被類型城市的自然植被和人工植被是城市植被各種自然條件和人類活動(dòng)的綜合產(chǎn)物，又是改善城市生態(tài)環(huán)境和美化城市主要對象.城市植被明顯特點(diǎn)是在人類活動(dòng)干擾下發(fā)生發(fā)展的，植被類型的劃分應(yīng)充分考慮人類活動(dòng)帶來的影響[25].根據(jù)調(diào)查區(qū)實(shí)際情況，按照植物群落生態(tài)學(xué)原則，參考中國植被分類系統(tǒng)將調(diào)查區(qū)劃分為9個(gè)植被類型[24].

表5　主要植被類型測量數(shù)據(jù)Tab.5　Measurement data of main vegetation types

從表5可以看出，人工林主要植被類型為楊樹人工林、側(cè)柏人工林、刺槐人工林、檉柳人工灌叢、檸條人工灌叢，大多為20世紀(jì)80，90年代栽植，樹齡在3～35 a；喬木平均株高根據(jù)植物種而不同，楊樹最大，為8.5 m，側(cè)柏最小，為3.1 m；平均胸徑刺槐最大，為10.5 cm，側(cè)柏最小，為3.5 cm；郁閉度由于各植物種冠幅不同，故遮蔽地面程度也不同，其中刺槐郁閉度最高，為0.3～0.6，側(cè)柏最小，為0.15～0.3；灌木覆蓋度和草本覆蓋度刺槐人工林最高，分別為25%～50%和30%～50%，相互伴生的植物種還有云杉、白榆、山杏等，但分布不均，主要集中在公園和單位責(zé)任區(qū).人工灌叢為檉柳人工灌叢和檸條人工灌叢，人工經(jīng)濟(jì)林多分布在山谷平地及山體臺(tái)地，代表種有山杏、梨樹、蘋果、桃、山楂等，水肥條件較好，長勢良好.天然灌叢主要植被類型為錦雞兒天然灌叢、紅砂天然灌叢、黃毛頭天然灌叢、合頭草天然灌叢，樹齡為5～25 a，受調(diào)查區(qū)域自然環(huán)境的影響，各植被測量指標(biāo)(株高、地徑、蓋度)反映其抗性，其中錦雞兒、紅砂抗性較強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)面較廣，對調(diào)查區(qū)植物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有積極作用.

3.3植物群落物種多樣性特征

由表6可以看出，3條線路中，在垂直方向，草本植物的豐富度、多樣性和均勻度均高于喬灌木，而生態(tài)優(yōu)勢度相反.從每條線路來看，在喬灌層，Margalef豐富度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均表現(xiàn)為線路1>線路3>線路2.而生態(tài)優(yōu)勢度表現(xiàn)為線路2 >線路3>線路1；在草本層，Margalef豐富度指數(shù)表現(xiàn)為線路1>線路3>線路2，Simpson多樣性指、Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均表現(xiàn)為線路3>線路2>線路1，優(yōu)勢度表現(xiàn)為線路1>線路2>線路3.從各條線路多樣性各指標(biāo)的平均值來看，Margalef豐富度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)表現(xiàn)為線路1>線路3 >線路2，Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度表現(xiàn)為線路3>線路1>線路2；優(yōu)勢度表現(xiàn)為線路2>線路3>線路1.

表6　植物群落物種多樣性指數(shù)Tab.6　Plant diversity indexes of communities

4　討論與結(jié)論

通過此次調(diào)查初步掌握了區(qū)域內(nèi)植物群落結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢種組成及植物群落物種多樣性，所調(diào)查植物共有185種，分屬48個(gè)科，124個(gè)屬，其中喬木38種，灌木40種，草本107種；優(yōu)勢科為菊科、豆科、薔薇科、禾本科，所屬的植物占調(diào)查范圍內(nèi)所有種的15.14%、11.35%、11.35%、10.81%.線路1中總共有36個(gè)科，82個(gè)屬，119個(gè)種；線路2中為33個(gè)科，64個(gè)屬，89個(gè)種；線路3中為36個(gè)科，83個(gè)屬，111個(gè)種.楊樹、側(cè)柏、白榆、檉柳、檸條、紅砂、束傘亞菊、冰草、灘地韭、長芒草、阿爾泰狗娃花、蝎虎霸王、蒔蘿蒿在3條線路中均出現(xiàn)，并且重要值均較高，說明其對生境的適應(yīng)能力較廣，適應(yīng)性也較強(qiáng)，能夠在所處的環(huán)境中較好地生長，應(yīng)在該區(qū)域內(nèi)大力推廣種植.從喬灌木來看，樹種的重要值普遍表現(xiàn)為線路1較大，線路2次之，線路3較差，此結(jié)果與降水量有較大關(guān)系，線路1中各樣點(diǎn)的年均降水量均較線路2和線路3高(表1)，而各草本植物的重要值沒有明顯的順序，這說明草本植物對水分的敏感性較喬灌木小，再者也與植物群落的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，喬灌木的遮擋也是草本重要值變化不明顯的原因之一.在所調(diào)查的區(qū)域內(nèi)，草本植物占顯著優(yōu)勢.趙文智等[26-27]的研究表明，當(dāng)降水量不足400 mm時(shí)，喬木較難生長.而蘭州的年均降水量僅為327 mm，這說明在蘭州形成天然的喬木植被類型比較困難，必須進(jìn)行人工撫育才能較好地生長，草本植物對于水分的需求量較喬灌木少，并且在蘭州干旱的環(huán)境中形成了抗旱、抗鹽堿的特性，能夠在所處的環(huán)境中較好地生長.

植物群落的演替過程伴隨著群落環(huán)境的改變過程，自然也是促使群落物種成分更新的過程[21].在本研究中，蘭州地區(qū)及周邊的喬灌木主要是人工林，受人為因素影響較大，草本植物大部分為自然植被，這與水分、地形和地貌的綜合影響有關(guān).這一研究結(jié)果與趙克昌等[21]的研究結(jié)果相似.在所調(diào)查的線路內(nèi)，植物表現(xiàn)出一定的演替，線路1從榆中到永登，均表現(xiàn)為喬灌木和草本種類的增加；線路2中從蘭州到白銀，喬灌木依次減少，草本在皋蘭縣最多；線路3中喬灌木在蘭州最多，草本植物在蘭州、中川、景泰3個(gè)地區(qū)種數(shù)相近.蘭州市區(qū)的喬灌木均較各縣區(qū)多，人為的干擾使其群落的演替受到了一定的影響.由于蘭州地區(qū)惡劣的氣候環(huán)境，使群落的更新需要更長的時(shí)間，再加上人為因素的干擾，在所調(diào)查的線路上，群落的更新不明顯.

調(diào)查結(jié)果顯示，在所調(diào)查線路中，線路2的植物種數(shù)明顯小于線路1和線路3，線路1和線路3中均以菊科、禾本科、豆科和薔薇科為優(yōu)勢科，且植物種數(shù)均在10種以上.植物區(qū)系與植被類型的劃分具有密切的關(guān)系[25].國外的學(xué)者主要以人類活動(dòng)對城市植被的影響和植被對人類活動(dòng)反作用二者之間的關(guān)系為研究內(nèi)容，從不同角度對城市植被進(jìn)行分類，國內(nèi)對城市植被的研究在傳統(tǒng)植被分類基礎(chǔ)上加入了城市特殊的生態(tài)環(huán)境因素，從植被的生態(tài)功能和景觀特征角度對綠地進(jìn)行分類[28].本文按照植物群落學(xué)生態(tài)學(xué)原則將調(diào)查區(qū)的植被類型分為9類，人工林主要為楊樹人工林、側(cè)柏人工林、刺槐人工林、檉柳人工灌叢、檸條人工灌叢；天然灌叢主要為錦雞兒天然灌叢、紅砂天然灌叢、黃毛頭天然灌叢、合頭草天然灌叢.王萬鵬等[29]研究表明，紅砂耐干旱、貧瘠，屬超旱生灌木，是蘭州的北山的主要建群種.在本研究中，紅砂、檉柳、檸條在3條線路中的重要值均較高，且生長范圍較廣，表明其抗性較強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，對調(diào)查區(qū)植物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有積極作用.

調(diào)查結(jié)果顯示，3條線路的草本植物多樣性均大于喬灌層，各群落的Simpson多樣性指數(shù)、Shannon-wiener多樣性指數(shù)與優(yōu)勢度的變化相反，這說明多樣性和優(yōu)勢度呈負(fù)相關(guān)，單一物種的優(yōu)勢度較高會(huì)導(dǎo)致該群落其他物種減少，優(yōu)勢度降低.這一研究結(jié)果與劉乾[30]的研究結(jié)果相同.有研究表明，草本植物的Shannon-wiener多樣性指數(shù)一般在1.5～3.5之間，而所調(diào)查線路中草本植物的Shannon-wiener均低于1.5，這說明蘭州地區(qū)的草本植物多樣性水平偏低，植被較脆弱，需要進(jìn)行保護(hù)和合理利用，以達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)[31-32].線路2中植物群落多樣性各指標(biāo)較線路1和線路3低，說明線路2的植物群落結(jié)構(gòu)比較單一.群落結(jié)構(gòu)較簡單，組成群落的植物及個(gè)體數(shù)越少，群落穩(wěn)定性較差.群落層次的增加，使群落在單位空間中能更充分地利用光熱等自然條件，生物產(chǎn)量更高，造林綠化效果更好，因此建議在以后的造林綠化中，結(jié)合實(shí)際情況，增加群落層次及其植物種類，優(yōu)化群落空間結(jié)構(gòu)，增加物種多樣性，增加群落的穩(wěn)定性，使其為蘭州的造林綠化發(fā)揮更好地作用.另外，蘭州及周邊地區(qū)干旱少雨，對天然植被與人工植被的影響較大，在人工措施促使植被恢復(fù)的前提下，應(yīng)充分依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，實(shí)現(xiàn)調(diào)查區(qū)域內(nèi)植被恢復(fù)和植物群落演替與更新.要長遠(yuǎn)解決這些問題，必須成立植被建設(shè)的研究所及試驗(yàn)站、管理站等部門.從現(xiàn)存植被中篩選、培育旱生性強(qiáng)，成叢性強(qiáng)和適應(yīng)性廣的灌草新品種，以提高栽培的成活率和植被覆蓋率，改善蘭州地區(qū)的環(huán)境[33].

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(責(zé)任編輯胡文忠)

Plant community structure and species diversity in Lanzhou City

XU Hong-gang,WU Yong-hua,ZHANG Jian-qi,HUANG Rong

(Lanzhou Landscape Institute,Lanzhou 730070,China)

【Objective】 The investigation aimed at mastering the plant community structure,dominant species composition,vegetation type and species diversity in Lanzhou City to explore the plants suitable to the site conditions of Lanzhou and its surrounding area and provide theoretical basis for vegetation restoration and reestablishment.【Method】 The plant dominant species composition,vegetation types,species diversity were investigated using route survey combining with typical sample-plot survey in the three selected lines including Yuzhong-Lanzhou-Yongdeng(line 1),Lanzhou-Gaolan-Baiyin (line 2) and Lanzhou-Zhongchuan-Jingtai (line 3).【Result】 The investigation found that there were 187 species which can be divided into 48 families,124 genera,among which arbors were 38,shrubs were 40 and herbs were 107.Dominant families were Asteraceae,Leguminosae,Rosaceae,Gramineae,and the plant species included in these families accounted for 15.14%,11.35%,11.35%,10.81% of total species in survey areas,respectively.Tamarixchinensis,CaraganaKorshinskii,Reaumuriasoongarica,Ulmnspumila,Ajaniaparviflora,Agropyroncristatum,Alliumoreoprasum,Stipabungeana,Heteropappusaltaicus,Zygophyllummucronatim,Artemisiaanethoideswere found in three lines and had a higher important value.The plant community in each line appeared succession to a certain extent,but community regeneration was not obvious.The vegetation in survey areas can be divided into 9 types,including 4 natural vegetations and 5 artificial vegetations.【Conclusion】 In the three lines,the plant diversity in herb layer were all higher than that of arbors and shrubs layer.Margalef richness indexes,Simpson diversity indexes,Shannon-wiener diversity indexes of line 2 were lower than that of those of line 1 and line 3,while the ecological dominance was higher than that of the other two lines.

loess hilly area;Lanzhou City；plant community structure;species diversity

許宏剛(1980-)，男，工程師，主要從事園林植物引種、繁殖、推廣與研究工作.E-mail:lzylxhg@126.com

吳永華，女，正高級工程師，主要從事園林植物研究工作.E-mail:Lzylky@126.com

國家科技支撐計(jì)劃專題(2011BAC07B05-5).

2015-06-12；

2015-07-16

Q 948.15

A

1003-4315(2016)04-0084-08