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汾河湿地是山西省湿地的重要组成部分,对哺育山西历史文化做出了重要贡献,对维系湿地生态系统的发展和进化过程具有重要作用。本文以汾河中下游湿地植被为研究对象,在野外样方调查的基础上,运用数量生态学的方法,分别对汾河中下游湿地植被的分类和排序、物种多样性、功能群、生态位等进行了研究,以期为汾河湿地资源、生态环境可持续利用提供科学依据。研究成果将对探索汾河区域生态恢复的途径、区域生态可持续发展道路具有重大意义。汾河中下游湿地植被野外调查的52个样地292个样方中出现物种96种,分属29科69属,其中含物种数量较多的科是菊科(19种)、禾本科(14种)、蓼科(9种)、莎草科(5种)等。应用TWINSPAN、DCA和CCA等方法对汾河中下游湿地植被的生态关系研究表明:(1)用TWNISPAN进行的数量分类,共划分出11个群落类型;(2)DCA和CCA排序较好地揭示了汾河中下游植被群落的分布格局与环境梯度的关系;CCA第一轴明显地反映出群落的土壤含水量、全钾、全磷、微量元素Zn的变化,沿CCA第一轴从左到右,土壤含水量、全磷、全钾的含量逐渐升高,微量元素Zn的含量逐渐降低;第二排序轴虽然与植物群落分布的相关性明显减少,但仍表现出植物群落所在生境的土壤有机质和全氮的状况,群落分布从下到上土壤有机质、全氮含量逐渐升高。(3)与DCA相比,CCA的排序轴更有利于生态意义的解释,因为CCA排序轴分类同时结合了植被因子与环境因子,所以它能较好地表达群落的环境梯度,反映环境的空间变异特点。(4)TWINSPAN分类与DCA和CCA排序的结果,同时表明了汾河中下游湿地植被群落的分布格局。通过对汾河中下游湿地植物群落52个样地的物种多样性调查研究,可以得出以下几点结论:(1)Patrick丰富度指数(R0)和Margalef丰富度指数(R1)测度物种的丰富结果一致性,Margalef丰富度指数(R1)更具有优势。Simpson指数(D)和Shannon-Wiener指数(H’)信息指数的测度结果一致性较好,只是Shannon-Wiener信息指数测度物种多样性更加灵敏。Simpon优势度指数(λ)因受到物种均匀度的制约而相对稳定。Pielou均匀度指数(E1)和Alatalo均匀度指数(E2)在群落物种均匀度测度中基本保持一致。(2)丰富度指数、多样性指数与均匀度指数呈极显著正相关,优势度指数与丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数呈极显著负相关。(3)从物种多样性与土壤环境因子的相关性分析表明汾河中下游湿地植被物种多样性指数主要受土壤有机质含量(SOM)和全氮含量(TN)的限制。选取汾河中下游湿地植被的34种优势种,以x2检验为基础,AC值、PC值、点相关系数Φ以及Ochiai指数为辅助参数,可以将汾河中下游草本植物划分为7组功能群。这7组功能群基本上反映了不同环境条件下不同结构与功能的草本植物的分布情况。同时结合聚类分析结果,将34种优势种划分为水生、湿生、湿中生、中生4个生态种组。应用Levins生态位宽度、Hurlbert生态位宽度指数及Pianka生态位重叠指数,研究了汾河中下游湿地植被34个优势种的生态位宽度和生态位重叠。结果表明,(1)芦苇和风花菜的生态位宽度最大,其Bi、Ba分别为3.193、3.183和2.248、1.619。表明物种的生态位宽度与其分布范围相关,表明它们具有较强的生态适应性,因而生存机会多,对环境资源利用最为充分,竞争能力最强,因而具有较宽的生态位。泽泻、薄荷生态位宽度较小,其Bi、Ba分别为0.199、0.280和0.028、0.020。表明对生存环境有特殊的要求,只存在于少数资源位上的物种,生态位宽度较窄。(2)研究表明种的生态位宽度越大,生态位重叠就越大,例如芦苇和风花菜。根据生态位重叠指数分析,说明汾河中下游湿地植被优势种群间并不表现出生态位完全普遍重叠的现象,这与物种本身生物学特征和对环境的适应能力的差异和取样环境的异质性关系较大。