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岷江上游干旱河谷是青藏高原特殊气候与地理环境条件下形成的脆弱生境,该区丰富的生物多样性资源是维持山地生态系统稳定与可持续发展的基础。由于近几十年在恶劣的自然环境和人为过度干扰共同驱动下,干旱河谷地区生态环境日益恶化,自然灾害频发,严重制约着区域社会经济发展,并对岷江流域生态安全构成严重威胁。因此,开展生物多样性的基础研究,对于揭示该区生态系统退化与修复机制,有效的促进植被恢复与重建具有重要意义。本文选取岷江上游干旱河谷植被垂直带植物群落为研究对象,沿其海拔梯度(1790~2510m,下同)进行调查取样,对该区植物群落、物种多样性特征及其与环境因子相关性进行了研究,并结合游动分割窗技术,对植被垂直带群落交错带进行了定量判定,主要结论如下:
1.在调查区域中,共记录到维管植物252种,隶属57科146属,其中乔木2科2属2种,灌木34科58属133种,草本35科91属117种。该区域优势科属明显,优势科内属以菊科(Compositae)、蔷薇科(Rosaceae)、禾本科(Graminea)为主;优势科内种以蔷薇科、菊科和忍冬科(Caprifoliaceae)为主;优势属内种最以柳属(Salix)、枸子属(Cotoneaster)和绣线菊属(Spiraea)为主。植物生活型以灌木为主,占总数的48.02%。植被垂直带群落灌木、草本植株平均高度和盖度都随海拔高度上升而增加,植物群落在物种组成及生活习性上表现为干旱河谷植物向半湿润植物再到亚高山植物过渡,植物群落结构特征在海拔梯度上分异明显。
2.植物群落物种丰富度在海拔梯度上具有明显的分布规律。灌木、草本以及群落物种丰富度随海拔上升表现为先增加后降低再增加的规律,总体呈增加的趋势。物种丰富度在海拔1790m处最低,在海拔2100m处较高,在海拔2510m处达到最高。
3.植物群落物种α多样性在海拔梯度上分布规律较明显。灌木α多样性的Shannon-Wiener指数随海拔升高呈先增加后减小再增加的规律,Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数在海拔梯度上差异较小。群落草本a多样性的Shannon-Wiener指数在海拔梯度上也呈先增加后减少而后又增加的规律,但变动幅度较灌木小,Simpson优势度及Pielou均匀度指数在海拔梯度上差异较小。
4.相邻样地群落β多样性的海拔梯度分布规律明显。相邻植物群落β多样性的Jaccard指数、Sorenson指数和Bray-Curtis指数随海拔梯度上升都表现为先减小后增加再下降的规律,而Cody相异性指数呈先增加后减小再增加的规律。相邻样地灌木、草本、群落在海拔1790m处相似度指数最高,相异性指数最低,表明物种的替代程度和速率低;在海拔2510m处,相邻群落相似度指数较低,相异性指数较高,物种的替代程度和速率高。此外,在海拔2100m处,相邻植物群落存在较高的物种替代程度和速率。
5.群落物种丰富度、多样性与环境因子相关性分析表明,灌木、草本物种丰富度与海拔、土壤含水量、有机质、土壤容重、PH值呈极显著相关关系;群落物种α多样性的Shannon-Wiener指数与环境因子中的海拔、土壤含水量、PH值呈显著相关关系,而Simpson优势度和Pielou均匀度指数与环境因子相关性不显著。群落物种丰富度、多样性与环境因子回归分析得知,PH值、海拔是影响群落物种丰富度和物种多样性的主要影响因子。干旱河谷植被垂直带植物群落与环境因子的除趋势典范对应分析法(DCCA)排序图显示,群落与海拔、土壤养分、水分具有较高的相关性,这表明岷江上游干旱河谷植物群落物种丰富度、多样性的海拔梯度分布格局是土壤养分、水分与海拔共同作用的结果。
6.基于群落二元属性数据和灌木重要值,采用平方欧式距离计算的游动分割窗峰值图都出现了一个较明显的峰值,表明岷江上游干旱河谷植被垂直带上群落交错特征明显。交错带以蔷薇、毛榛、绣线菊等灌丛与牛奶子、辽东栎等灌木和高山栎林的交错,海拔范围介于2060~2240m之间,群落分界位置在2120~2160m,交错带宽度120~160m,属于渐变型过渡带,表现为干旱河谷灌丛-山地森林交错带。