黄河中下游典型河岸带植物群落的β多样性分析

余玉洋　周江松（河南大学　环境与规划学院，河南　开封　475000）



黄河中下游典型河岸带植物群落的β多样性分析

余玉洋周江松
（河南大学环境与规划学院，河南开封475000）

β多样性是表示植物群落变化的一个非常典型的因子，反映了物种多样性在环境梯度上的变化特征，可以为植被保护与恢复提供基础研究资料。不同样地的β多样性的物种数据测量结果反映了植物对物种多样性的影响是不同的，β多样性指标综合考虑物种和物种数量的β多样性的变化，适合研究区物种多样性的分析。基于此，以黄河中下游地区为研究地区，利用β多样性测度中的Jaccard指数和Sorenson指数来研究物种的相似性指数。结果表明：物种多样性指数随着物种数的变化而发生变化，当物种间的距离接近时，物种多样性具有很大的相似性。

植物群落；河岸带；β多样性；黄河中下游

河岸带是河流与河岸植被之间的过渡带，植被作为河岸带的重要组成部分，具有重要的自然、经济和社会功能。河岸带植被成为许多动植物的栖息地，并且为动植物迁徙和扩散提供了条件，并对河流沿岸的污染物起着重要的过滤和缓冲作用。河岸带植被对保持河岸带的稳定和支撑整个河流生态系统的连续性有重要的作用［1］。

物种多样性是生态系统的基本特征之一，植物群落多样性描述了在时空范围内所有物种的变化规律，包括生物种群之间的相互影响，这一物种多样性体现了生态系统典型的基本特征，对生态系统的功能和稳定起到重要作用。

β多样性是指沿着环境梯度变化物种替代的程度，用来反映群落间物种组成的变化，是决定地区尺度物种多样性的重要因素，是了解生态系统的功能、生物多样性保护和生态系统管理的一个重要指标。β多样性是研究群落演替规律而提出的，具体指在土壤和地貌等各种环境因素的影响下物种沿着环境梯度的替代程度及不同物种组成的状况差异。生物生活环境被物种分割的程度和各地段的生境多样性可以通过对植物群落β多样性的研究体现出来。对植物群落β多样性研究可以综合分析某些具体的干扰因素对生物多样性的干扰情况以及对物种提高抗干扰能力提供有价值的信息，还可以加强对物种的稀有和濒危状况的了解。因此，通过对黄河中下游河岸带植物物种进行全面调查，进一步分析和了解生境被物种分割的程度、不同地段的生境多样性及不同物种的组合差异，为河岸带植物物种多样性的保护提供依据。

1　研究区概况与研究方法

1.1研究区概况

研究区位于河南，地理坐标为134°56′N～134°52′N，114°06′E～114°23′E，东西横跨10个县市区。黄河中下游地区地势从西南向东北倾斜，属暖温带-亚热带、湿润-半湿润大陆性季风气候。同时，自西向东呈现出由山地丘陵向平原过渡的特点，四季分明。一般特点是春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季干燥少雨，冬季寒冷干燥，年平均气温在12～16℃。年平均降水量在500～900mm，降水主要集中在夏季。当地自然灾害频繁，旱、涝、风沙等灾害多发，其中旱灾是主要的自然灾害，同时当地土地沙化和盐碱化较为严重，耕地质量下降，土壤有机质含量低，成为制约农业发展的重要因素。该区域植被类型多种多样，主要以杨树、柳树和人工林为主。种植业以粮食和经济作物为主，粮食作物主要有小麦、玉米、大豆等，经济作物主要有棉花等，其他作物主要有蔬菜、瓜果等。

1.2研究方法

1.2.1样地设置。在黄河中下游地区河岸缓冲区距离河流中心线的距离设置4个缓冲区，分别为距中心线1.5、1.5～3.0、3.0～4.5、4.5km以外4个区域范围。选择典型的样地，从研究区内河流下游到上游依据样地的设置，调查方法采用样线法，共设置11条样。依据距离黄河的远近分别设置1～3个20m×20m的样地，共52个样地，并标注各地的经纬度坐标。同时，对乔木层、灌木层和草本层物种的统计，调查内容包括植物种类、数量、高度、盖度、物种多优度、群聚度和生境特征等。通过调查植物物种的数据来反映河岸带的群落特征。

1.2.2数据处理与分析。目前多样性测度方法有多种，分别从不同的角度对物种组成在时空范围内的变化进行评价，但是它们在使用频率却存在较大的差异。采用相似度指数表现群落物种的变化，是测度群落β多样性最为便捷的方法。该研究采用群落相似度系数，主要有Jaccard指数和Sorenson指数。

Jaccard指数：Cj=j/（a+b-j）

Sorenson指数：Cs=2j/（a+b）

式中，a和b分别为样地1和样地2的物种数，j为两个样地共同的物种数。

采用Excel 2007对黄河两岸的物种类型建立相应的数据库，同时按不同物种及样线建立相应的数据库。通过公式计算得出结果来分析黄河中下游河岸带物种的β多样性特征。

2　结果与分析

随研究区域河流下游到上游的变化，黄河中下游植物群落中的物种数量差异不是太大，总数变化也不是特别明显，这可能是由于在湿润半湿润气候条件下，植物生长条件差异性不大。同时，在这一个东西长度的范围内，海拔无明显变化，所导致的生态环境差异较小，没有对植物生长和分布产生影响。对于样地1的物种数高于其他样地，可能是因为其生境条件较好，从各样比较来看，研究地从下游到上游物种数呈现出下降后上升又下降的不规律现象，反映了各样之间的差异并不明显。

3　结论与讨论

研究区植物的区系组成共有36科，78属，86种。黄河中下游地区岸带的植物以草本植物为主，出现频率最多的有藜、夏至草、狗尾草、葎草、中华小苦荬和小蓬草等。不同群落中植物的分布存在一定差异，但总体来看河岸带植物种类比较丰富。这项研究做了在一定水平距离范围内和其他因素等对β多样性指数的分析，强调了距离和环境因素的重要性，如对物种的扩散分布影响，而时空变化、演替、气候、社会历史因素也应考虑进去。黄河中下游植物群落的生长年限基本相近，其物种相似度和距离的远近有关，距离较小的样地之间物种相似度较高，当距离增加时，相似性逐渐减小，但不总是连续下降的，中间有较少的波动。水平距离的变化导致物种相似性大小的因素主要有2个。一是物种的扩散，所有物种的扩散都存在一定的范围内，随着距河流中心线距离的增加，物种共有数量一定会逐渐下降，但没有大幅下降，因为有一些分布广泛的物种，相似性指数总是保持在一定的水平之间；二是群落生境不同造成群落类型的差别，使得群落共有物种的减少。

植物群落结构和生物多样性主要受河岸生态环境变化的影响，物种多样性可评估河岸带生境的实际状况，调查表明，样地植物β多样性发生了变化，说明样地间物种是有差异的。保护好河岸带植物，利于维护河岸带生态系统的稳定，促进生态可持续发展。

感谢国家地球系统数据共享平台-黄河下游科学数据中心（http://henu.geodata.cn）提供数据支撑。

［1］王家生，孔丽娜，林木松，等.河岸带特征和功能研究综述［J］.长江科学院院报，2011（11）：28-35.

Analysis of Beta Diversity of Plant Communities in Typical Riparian Zone in the Middle and Lower Yellow River Regions

Yu YuyangZhou Jiangsong
（School of Enviroment&Planning of Henan University，Kaifeng Henan 475004）

Beta diversity is a very typical factor of plant community change，which reflects the variation of species diversity on environmental gradients，can provide basic research data for the protection and restoration of vegetation.Not as beta diversity and species data measurement results reflect the plants to effect on species diversity is different，beta diversity index considering species and species number of beta diversity of change for analyze the species diversity of study area.Based on this，the Jaccard index and Sorenson index in the Middle and Lower Yellow River Regions were used to study the similarity index of species. The results showed that the species diversity index changed with the number of species，and the species diversity was very similar when the distance between species was close.

plant community；riparian zone；beta diversity；Middle and Lower Yellow River Regions

Q948

A

1003-5168（2016）04-0152-02

2016-03-25

余玉洋（1993-）男，硕士，研究方向：虚拟地理环境与地学可视化。