呼倫湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)蘆葦群落類型及物種多樣性研究

黃學(xué)文 ，楊美霞 ，龐 博 ，戴欣欣，孫勁一

（1.呼倫貝爾學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，呼倫貝爾021000；2.呼倫湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，呼倫貝爾021000；3.呼倫貝爾市北方寒冷干旱地區(qū)內(nèi)陸湖泊研究所，呼倫貝爾021000）

前言

濕地是自然界最富生物多樣性和生態(tài)功能最高的生態(tài)系統(tǒng)之一，被譽(yù)為“地球之腎”。濕地研究受到了國(guó)際上許多學(xué)科學(xué)者的廣泛關(guān)注，其中生物多樣性是濕地研究的重要內(nèi)容[1-3]。濕地是最重要的生態(tài)系統(tǒng)類型之一，由于特殊的環(huán)境條件，濕地孕育了豐富的生物物種[4]。

呼倫湖及其濕地被稱為呼倫貝爾“草原之腎”，在呼倫貝爾草原的生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，其水域與濕地發(fā)揮著不可替代的重要作用[5]。呼倫湖在維持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮著舉足輕重作用，是我國(guó)第五大淡水湖，也是內(nèi)蒙古境內(nèi)面積最大的湖泊[6]。然而，近年來呼倫湖水面面積下降，濕地萎縮，自然資源、生態(tài)環(huán)境受到影響[7]。

目前，呼倫湖濕地生態(tài)環(huán)境正在影響著東北乃至華北地區(qū)的生態(tài)安全。呼倫湖濕地為呼倫貝爾的濕生植被及水生動(dòng)物提供了天然的棲息地，對(duì)整個(gè)呼倫貝爾草原的生態(tài)系統(tǒng)及物種多樣性起到關(guān)鍵作用，而且由于呼倫湖所處的地理位置，讓呼倫湖成為了遷徙鳥類的食供地，我們對(duì)呼倫湖保護(hù)區(qū)植被的調(diào)查有利于我們對(duì)遷徙鳥類的保護(hù)[8]。

呼倫湖濕地植物群落最多的就是蘆葦群落，所以本次調(diào)查對(duì)呼倫湖自然保護(hù)區(qū)蘆葦濕地物種多樣性進(jìn)行研究，分析多樣性指數(shù)充分了解濕地植被的發(fā)展過程，探究環(huán)境對(duì)濕地植被的多方面影響，從而為濕地保護(hù)提出優(yōu)異的參考和建議。

1 研究區(qū)概況

呼倫湖 （117°00＇10"～118°08＇10"E，48°50＇80"～49°32＇50"N）位于我國(guó)內(nèi)蒙古高原東北部的呼倫貝爾市境內(nèi)。湖泊整體輪廓呈西南—東北走向的不規(guī)則長(zhǎng)方形，湖泊面積為2300km2，平均湖水水位海拔541m，平均水深為5.7m。該地處于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，位于中高緯度溫帶半干旱區(qū)，夏季溫和少雨，冬季寒冷漫長(zhǎng)，多年平均降水量為240～320mm，多年平均氣溫在1.1℃左右[9]。無霜期約為128d。呼倫湖水系是額爾古納河水系的組成部分，歷史上曾是額爾古納河的上源之一，呼倫湖保護(hù)區(qū)內(nèi)主要的核心區(qū)主要是：烏爾遜核心區(qū)、烏蘭諾爾核心區(qū)、嘎拉達(dá)白辛核心區(qū)、呼倫溝核心區(qū)[10]。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)的采集：選擇在植物生長(zhǎng)季8 月份，圍繞呼倫湖周邊進(jìn)行蘆葦群落的數(shù)據(jù)采集。采用樣方法，共選取了28 個(gè)樣地，每個(gè)樣地設(shè)置5 個(gè)樣方，每個(gè)樣方面積為1m×1m，記錄各樣方的植物種類、高度、密度、蓋度。同時(shí)測(cè)定并記錄各樣地的海拔高度、經(jīng)緯度等。

2.2 數(shù)據(jù)處理

2.2.1 物種重要值和多樣性指數(shù)。物種重要值（IV）測(cè)度指標(biāo)采取重要值，重要值IV＝（相對(duì)高度+相對(duì)密度+相對(duì)蓋度）/3。其中相對(duì)高度＝某個(gè)種的高度/所有種的高度之和×100%；相對(duì)密度＝某個(gè)種的密度/所有種的密度之和×100%；相對(duì)蓋度＝某個(gè)種的蓋度/所有種的蓋度之和×100%。

2.2.2 物種多樣性指標(biāo)。本文用于描述物種多樣性的是α 多樣性指數(shù)，以探討蘆葦群落的物種多樣性特征，采用的測(cè)度指標(biāo)是多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度。

物種多樣性指數(shù)Shannon-Wiener 指數(shù)：

式中：Pi為群落中某個(gè)物種其個(gè)體數(shù)量占該群落中所有物種個(gè)體數(shù)量的總和的百分比，即Pi=Ni/N，Ni為第i 個(gè)物種的數(shù)量，N 為群落的個(gè)體總數(shù)。

Margalef 物種豐富度指數(shù)：

式中：S 為群落中物種的數(shù)量，N 為群落的個(gè)體總數(shù)。

Pielou 均勻度指數(shù)：

式中：S 為物種數(shù)，Pi=Ni/N，N 為樣方中所有種的個(gè)體總數(shù)，Ni為樣方中第i 個(gè)種的個(gè)體總數(shù)。

生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)：

式中：Pi=Ni/N。

用Microsoft-excel、sas 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 群落類型分析

根據(jù)群落中各物種重要值大小，以優(yōu)勢(shì)種的重要值來命名群落名稱，可將研究區(qū)植物劃分為4 個(gè)典型群落[3（]表1）。

3.2 不同生境下蘆葦群落物種多樣性指數(shù)分析

不同生境下蘆葦群落物種多樣性指數(shù)分析見表2。

3.3 不同生境下物種多樣性分析

物種的豐富度指數(shù)是最直觀群落的物種數(shù)，是最直觀、最有效地反映群落多樣性的指標(biāo)[3]。由圖1 可知，物種多樣性指數(shù)Shannon-Wiener 指數(shù)、Margalef 指數(shù)、Pielou 指數(shù)、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)的排列順序均為陸生＞濕生＞水生。且在這三種生境間均有明顯顯著性差異。

4 討論

由表1 可知呼倫湖沿湖的群落類型分為蘆葦、蘆葦＋拂子茅、蘆葦＋堿蓬、蘆葦＋野大麥群落，形成這四種群落類型的主要原因是：蘆葦是水生或濕生植物，多長(zhǎng)在濕地；蘆葦＋拂子茅群落，拂子茅的生境較為復(fù)雜，多生長(zhǎng)在沙地，在湖水季節(jié)性淹沒后蘆葦侵入，出現(xiàn)了從拂子茅群落向蘆葦群落演替的趨勢(shì)。蘆葦＋野大麥群落一般分布在寬闊的河灘，蘆葦高度比較低，屬于剛侵入物種，演替發(fā)展趨勢(shì)不明顯；蘆葦＋堿蓬群落多分布在低濕河灘，土壤堿性大，堿蓬群落由于被湖水淹沒逐漸變濕，所以逐漸向蘆葦群落演替。

表1 呼倫湖濕地植物群落類型（以重要值分類）

表2 不同生境下蘆葦群落物種多樣性指數(shù)

根據(jù) Shannon-Wiener 指數(shù)、Margalef 物種豐富度指數(shù)和生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)的排列順序可知陸生生境中的物種數(shù)量較為豐富，主要原因有：①由于調(diào)查地區(qū)是圍繞呼倫湖進(jìn)行，所以陸生環(huán)境是由于湖水季節(jié)性的淹沒所形成的，所以有很多一年生植物出現(xiàn)，導(dǎo)致物種多樣性指數(shù)高。②由于湖水的季節(jié)性淹沒，所以陸生區(qū)域的土壤條件更加適合一些一年生植物生長(zhǎng)，導(dǎo)致物種多樣性指數(shù)高。③因?yàn)樗w環(huán)境弱光、缺氧、粘性高、密度大，不適合其他物種生存，物種較為單一。

從表2 可以看出水生環(huán)境下物種相對(duì)單一，樣地均以蘆葦為單優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)，其4 種指數(shù)都顯示為零。

5 結(jié)論

5.1 根據(jù)調(diào)查可知蘆葦在水生環(huán)境下長(zhǎng)勢(shì)較好且群落中多為單一物種，由此說明蘆葦適應(yīng)水生生長(zhǎng)，屬于水生或濕生植物；在被湖水季節(jié)性淹沒的地區(qū)，物種多樣性比較豐富。

5.2 本次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)在水深1m 左右的地方大多是單一蘆葦且它的生物量最高，高度也最高，密度最大。水生主要分布在呼倫溝核心區(qū)、嘎拉達(dá)白辛核心區(qū)、烏蘭諾爾核心區(qū)和呼倫湖西岸瀉湖也有少量分布。濕生主要分布在烏爾遜河灘、克爾倫河入湖口附近、鄂倫木河出湖口附近。陸生主要分布在烏爾遜河遠(yuǎn)河岸河灘、老嘎拉達(dá)白辛站附近。

圖1 不同生境下物種多樣性指數(shù)比較

5.3 本次研究調(diào)查結(jié)果顯示，呼倫湖濕地蘆葦群落可分為蘆葦群落、蘆葦＋拂子茅群落、蘆葦＋野大麥群落、蘆葦＋堿蓬群落，其蘆葦群落分布較多，其他群落在水分充足的情況下都有向蘆葦群落演替的趨勢(shì)。