山西沁河源國家濕地公園物種及生境多樣性研究

張 欣

(山西省林業(yè)和草原科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

濕地是一種獨特的生態(tài)系統(tǒng)，具有豐富的動植物資源和別具一格的景觀特征。濕地植物是濕地生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力，是發(fā)揮濕地生態(tài)服務(wù)功能的基礎(chǔ)和前提。目前，已有許多學(xué)者對國內(nèi)不同地區(qū)的濕地植物資源進(jìn)行了調(diào)查和研究，但對于濕地生境多樣性的研究及物種多樣性與生境多樣性關(guān)系的研究較少。筆者以山西省沁河源國家濕地公園為研究對象，通過樣方調(diào)查及統(tǒng)計計算，對其物種多樣性及生境多樣性進(jìn)行研究，以期為今后濕地公園建設(shè)的總體規(guī)劃和物種選擇提供參考。

1 研究地概況

山西沁河源國家濕地公園位于太岳山林區(qū)中西部，太岳山脈東側(cè)，地處晉中、晉南、晉東南三地交界處，地理坐標(biāo)112°00′55"～112°06′01"E，36°48′00"～36°44′01"N.濕地公園總面積248.32 hm2，濕地面積94.43 hm2.濕地類型包括河流濕地、沼澤濕地和人工濕地，濕地率37.71%.該區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季雨量集中，秋季常有短時連陰雨，冬季少雪干燥，小氣候差異明顯。1月均溫-4.4 ℃，7月均溫23.9 ℃，年均溫10.6 ℃.年均降水量450 mm，多集中于7月至9月。無霜期平均為175 d，土壤主要以草甸土、沼澤土和沖積砂土為主。

2 研究方法

2.1 物種多樣性

在濕地公園內(nèi)根據(jù)林分及立地類型選擇10塊樣地，在每塊樣地內(nèi)設(shè)置100 m×100 m的喬木樣方，對樣方內(nèi)的喬木樹種進(jìn)行每木調(diào)查。在其對角線取2個10 m×10 m的灌木樣方，調(diào)查樣方內(nèi)灌木的種類、名稱、數(shù)量等。在其四角和中心位置設(shè)5個1 m×1 m的草本樣方，分別調(diào)查樣方內(nèi)草本的種類、名稱和蓋度等。根據(jù)Shannon-Wiener公式計算物種多樣性指數(shù)(H)。

式中：Pi——第i個植物物種株數(shù)在植物群落總株數(shù)(草本植物為蓋度)中所占百分比；

S——植物群落物種數(shù)目。

2.2 生境多樣性

本研究參考比利時學(xué)者的評價方法，將生境類型按照表1中的標(biāo)準(zhǔn)劃分為3類。

表1 生境單元多樣性分類標(biāo)準(zhǔn)

按此標(biāo)準(zhǔn)，面狀要素主要包括喬灌木林、草地、水域等，線狀要素包括道路、墻壁、橋梁等；點狀要素包括指示牌、紀(jì)念碑等。通過實地調(diào)查，分別統(tǒng)計3種類型生境要素的數(shù)量，并根據(jù)公式計算生境多樣性指數(shù)和生境飽和度指數(shù)。

生境多樣性指數(shù)的計算公式為：

式中：H′——生境單元多樣性指數(shù)；

i——第i個生境單元；

s——生境單元總數(shù)；

ni——生境單元i的面積、長度或數(shù)量；

N——生境單元的總面積、總長度或總數(shù)。

生境飽和度指數(shù)的計算公式為：

式中：S——生境飽和度指數(shù)；

Smax——生境單元的總數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 沁河源國家濕地公園植物資源

經(jīng)樣方調(diào)查統(tǒng)計，沁河源國家濕地公園植物資源見第9頁表2.

由表2可知，山西沁河源國家濕地公園內(nèi)共有植物37科83屬115種。其中，喬木樹種18種，主要包括油松、青楊、白樺、鵝耳櫪、茶條槭等；灌木樹種25種，主要包括北京丁香、土莊繡線菊、黃刺玫、金花忍冬等；草本植物72種，主要有山棉花、苔草、野艾蒿、蛇莓、柴胡等。區(qū)域內(nèi)種子植物主要分布有豆科、菊科、傘形科、薔薇科、毛茛科、莎草科等，屬主要有蒿屬、銀蓮花屬、苔草屬等。

3.2 物種多樣性分析

3.2.1 喬木樣方物種多樣性

沁河源國家濕地公園喬木樣方物種多樣性指數(shù)見圖1.

圖1 喬木樣方物種多樣性指數(shù)

由圖1可知，本研究共調(diào)查喬木樣方10個，物種多樣性指數(shù)平均值為0.81.其中，樣方1，樣方5和樣方6為人工純林，Shannon-Wiener指數(shù)為0；樣方8和樣方10為人工混交林，Shannon-Wiener指數(shù)較低，均小于1；其它樣方為天然雜木林，Shannon-Wiener指數(shù)較高，均大于1.

3.2.2 灌木樣方物種多樣性

沁河源國家濕地公園灌木樣方物種多樣性指數(shù)見第10頁圖2.

由圖2可知，本研究共調(diào)查灌木樣方20個，物種多樣性指數(shù)平均值為1.28.其中，樣方5-01和樣方5-02內(nèi)的灌木樹種較少，Shannon-Wiener指數(shù)較低，分別為0.38和0.00；其它樣方內(nèi)灌木樹種較為豐富，Shannon-Wiener指數(shù)較高，均大于1.

表2 沁河源國家濕地公園植物資源

圖2 灌木樣方物種多樣性指數(shù)

3.2.3 草本樣方物種多樣性

沁河源國家濕地公園草本樣方物種多樣性指數(shù)見圖3.

由圖3可以看出，本研究共調(diào)查草本樣方50個，物種多樣性指數(shù)平均值為1.47.其中，樣方2-01，樣方2-04，樣方2-05，樣方10-03內(nèi)的植物種類較少，Shannon-Wiener指數(shù)較低，均小于1；其它樣方內(nèi)草本植物種類較多，Shannon-Wiener指數(shù)較高，均大于1.

3.3 生境多樣性分析

3.3.1 面狀要素生境多樣性

通過濕地調(diào)查，統(tǒng)計沁河源國家濕地公園面狀要素的數(shù)量及生境多樣性指數(shù)，結(jié)果見表3.

圖3 草本樣方物種多樣性指數(shù)

表3 面狀要素的數(shù)量及生境多樣性指數(shù)

由表3可知，沁河源國家濕地公園內(nèi)的面狀要素共250.61 km2.其中，自然林分面積最大，占比超過面狀要素總量的一半；其次是季節(jié)性濕地、灌木林和永久性河流濕地；其它面狀要素面積較小。面狀要素的生境多樣性指數(shù)和生境飽和度指數(shù)分別為1.40和72.1%，均較大，說明面狀要素的生境多樣性較好。

3.3.2 線狀要素生境多樣性

沁河源國家濕地公園線狀要素的數(shù)量及生境多樣性指數(shù)，見表4.

表4 線狀要素的數(shù)量及生境多樣性指數(shù)

由表4可以看出，沁河源國家濕地公園內(nèi)線狀要素主要由兩部分組成，共4 703 m.生境多樣性指數(shù)較小，為0.64；生境飽和度指數(shù)較大，為92.3%.

3.3.3 點狀要素生境多樣性

沁河源國家濕地公園點狀要素的數(shù)量及生境多樣性指數(shù)，見第37頁表5.

由表5可以看出，沁河源國家濕地公園內(nèi)點狀要素共86個，占比較大的為解說牌和指示牌。點狀要素的生境多樣性指數(shù)和生境飽和度指數(shù)分別為0.86和48.2%，均較小。

表5 點狀要素的數(shù)量及生境多樣性指數(shù)

4 結(jié)論與討論

調(diào)查結(jié)果表明，山西沁河源國家濕地公園喬木樣方物種多樣性指數(shù)平均值為0.81，灌木樣方物種多樣性指數(shù)平均值為1.28，草本樣方物種多樣性指數(shù)平均值為1.47.物種多樣性指數(shù)大小整體表現(xiàn)為喬木樣方<灌木樣方<草本樣方，與公園內(nèi)植物實際生長情況一致。此外，人工林分內(nèi)物種多樣性普遍較差，自然林分物種多樣性較好，與前人的研究結(jié)果相似。

沁河源國家濕地公園內(nèi)面狀要素共250.61 km2，生境多樣性指數(shù)為1.40，生境飽和度指數(shù)為72.1%；線狀要素共4 703 m，生境多樣性指數(shù)為0.64，生境飽和度指數(shù)為92.3%；點狀要素共 86個，生境多樣性指數(shù)為0.86，生境飽和度指數(shù)為48.2%.公園內(nèi)各要素生境飽和度指數(shù)差距較大，線狀要素較高，面狀要素次之，點狀要素較低。表明當(dāng)?shù)厣硟?yōu)劣程度相差懸殊，與當(dāng)?shù)睾影稁Я兄仓参镙^好，水域面積上基本無水生植物的現(xiàn)狀一致。