浊漳河湿地植被数量分类与排序

2017-01-06 07:20张珍珍茹文明
山西农业科学 2016年7期
关键词:群丛建群盖度

金 山,张珍珍,王 昱,铁 军,茹文明

(1.长治学院生物科学与技术系,山西长治046011;2.长治学院太行山生态与环境研究所,山西长治046011;3.山西大学生物工程学院,山西太原030006;4.山西师范大学生命科学学院,山西临汾041004)

浊漳河湿地植被数量分类与排序

金 山1,2,张珍珍1,3,王 昱4,铁 军1,2,茹文明1,2

(1.长治学院生物科学与技术系,山西长治046011;2.长治学院太行山生态与环境研究所,山西长治046011;3.山西大学生物工程学院,山西太原030006;4.山西师范大学生命科学学院,山西临汾041004)

在野外调查的基础上,采用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析法(DCA)对浊漳河湿地植被进行数量分类和排序研究。结果表明,利用聚类分析可将浊漳河湿地植物群落划分为12个群丛:马唐群丛、狼尾草+稗群丛、香蒲+慈姑群丛、香蒲群丛、矛叶荩草+大蓟群丛、旋覆花+酸模叶蓼群丛、藨草+芦苇群丛、藨草+狼尾草群丛、水莎草群丛、鬼针草+野大豆群丛、水蓼+水芹群丛、红蓼群丛;DCA排序轴第1轴(横轴)主要反映了水质和人为干扰的情况,排序轴第2轴(纵轴)主要反映了土壤水分梯度的变化情况。TWINSPAN和DCA这2种方法对样地和植物种的分类、排序结果一致,能够有效分析浊漳河湿地植物种分布的差异性;在浊漳河湿地,中生和旱生植物群落占调查总数的34.3%,说明近年来浊漳河湿地仍在发挥其作用,但干旱现象日趋严重。

浊漳河;TWINSPAN;DCA;植物群落

植被分类和排序是揭示植物群落结构及其与环境之间生态关系的基础[1]。通过分类研究,可以加深对群落自身固有的特征及其形成条件之间相关关系[2]的认识。通过排序可以显示出实体在属性空间中位置的相对关系和变化的趋势[2]。分类适于揭示群落的间断性,排序适于揭示群落的连续性。1970年后,随着计算机的诞生,聚类分析在生态学中得到广泛应用。20世纪80年代,可以消除“弓形效应”的DCA排序法成为生态学排序的一种常用方法,该方法可以间接从物种组成数据来推算影响物种分布格局的主要环境因子。近年来,有许多研究案例将TWNSPAN分类和DCA排序法结合使用[3],研究对象主要集中在草原[4]、山地[5]、森林[6]、河滩湿地[7-8],现已扩展到水生植被、藻类植物群落等[9]。

浊漳河属海河水系,是漳河的主要支流,也是长治市最大的河流,其流域面积占全市总面积的71.9%[10]。了解浊漳河的湿地植被生态问题,对于该湿地的保护利用和当地人工湿地建设具有重要指导意义。关于浊漳河湿地植被的研究,尚未见系统报道。

本研究采用TWNSPAN和DCA方法,分析了浊漳河湿地植被物种组成,探讨了其植物群落分布格局,旨在揭示浊漳河湿地主要植物群落分布格局及影响因子,以期为该湿地今后的保护和建设提供科学依据。

1 研究区概况

浊漳河发源于我国山西省东南山地,自西向东横穿太行山,流入河南省林州市。地理坐标为111°58′~113°44′E,35°49′~37°08′N,长治市流域面积9 991 km2,占全市总面积的71.9%[10-11],调查区域海拔为624~757m。该流域属于暖温带半湿润大陆性季风气候,其气候特征为春季干旱多风,冬季寒冷干燥,雨量集中在夏季。年平均气温9℃,最热月(7月)均温28℃,最冷月(1月)均温12.5℃。无霜期为155~184 d,年降水量618.9 mm,年蒸发量1 578.8mm。年降水量多于全省的平均降水量,属于半湿润地区。流域呈扇形,上游分南、西、北三大支流,支流于襄垣县合河口汇合,始称浊漳河[12],又向东南经黎城、潞城、平顺,在平顺县东北部的下马塔出山西省境。

黎城县位于太行山东翼南段,海拔为622~2 020m,山区和丘陵较多,平川约占总面积的11%。村庄大多沿河岸分布,对浊漳河的干扰较为严重。黎城县峧口、大寺、上遥地形复杂,沿岸有滩涂、常年积水的沼泽、季节性积水的河漫滩、农田、小路等。

潞城市位于上党盆地东北边缘,总面积615 km2,海拔616~1 316 m。潞城市工业基础雄厚,排污处理系统较为完善,仅极少量污染物沿排污道进入浊漳河内,对水质影响较小。潞城南流、高山流水景区沿岸多为常年积水的滩涂和沼泽。

平顺县境内群山起伏,海拨380~1 876 m。全县交通便利,水利工程较多,红旗渠在平顺石城“引漳入林”,1996年,建成浊漳河沿岸自流灌区。平顺北耽车、湾里、柳树湾、奥治等地河面宽阔,滩涂及常年积水的沼泽较多,柳树湾、奥治河岸附近分布大量农田。平顺阳高、石城等地河漫滩地势较高,也分布有农田和小路。

2 研究方法

2.1 取样调查

2013年7—9月,对浊漳河湿地植被进行了实地调查取样,浊漳河湿地草本群落占绝对优势,根据河岸带的实际情况采用典型取样法取样[13]。选取的既有浊漳河常见湿地植被类型,如藨草群落(Ass. Scirpus triqueter)、水莎草群落(Ass. Juncellus serotinus)[10]等,又包含实地调查中典型的植被类型如红蓼群落(Ass.Polygonum orientale)、马唐群落(Ass. Digitaria sanguinalis)等。沿河在黎城大寺、上遥、北马村与寺底之间、南堡、王曲,潞城南流、高山流水景区,平顺湾里、柳树湾、奥治、太行水乡,共11个样地距离河道0~3m处设置样方,共设置1m×1m草本样方149个。每个样方调查记录内容包括植物的种名、盖度、平均高度和多度,测量参照方精云等[14]的方法进行,同时记录了样地所在地的海拔高度及样方的干扰程度、水质、土壤湿度等环境因子[14]。干扰程度、水质、土壤湿度采用等级制,干扰程度定性描述为轻微、中度和重度;水质定性描述为良好、较差、差;土壤含水量定性描述为高、较高、较低、低。

2.2 数据处理方法

经鉴定,149个样方共记录植物76种,隶属于21科49属。其中,禾本科(Gramineae 13种)、菊科(Compositae11种)和莎草科(Cyperaceae 8种)的植物所占比例较大(42%)。对数据进行整理,剔除频度小于5%的偶见种[13],剩余54个主要物种。统计54个物种在每个样方中的重要值[15-16]作为数量分类和排序的数据。运用TWINSPAN进行分类,然后利用DCA结合样方环境信息分析上述调查样方植物种数量特征,最后再将2种方法的结果进行对比分析。排序用CANOCO 4.5软件完成计算[17]。

3 结果与分析

3.1 浊漳河湿地植被TW INSPAN分类

采用《中国植被》[18]的分类方法和系统,运用PC-Ord软件进行TWINSPAN分类,将浊漳河湿地149个样方划分为18个组(图1),又结合野外调查的实际情况和群落生境特征指示种及其组合,最终将其归并为12个群丛。

Ⅰ.马唐群丛(Ass.Digitaria sanguinalis)

该群丛包括样方130,131,132,分布于黎城北马村与寺底之间、上遥、王曲、大寺村,平顺太行水乡,海拔637~757m。位于重度干扰、水质差、土壤含水量低的干旱撂荒地。群丛总盖度为35%~40%。建群种马唐(Digitaria sanguinalis)盖度为20%~35%,平均高度为5~15 cm;伴生种为稗(Echinochloacrusgalli)、艾蒿(Artemisia lavandulaefolia)、苍耳(Xanthium sibiricum)、大蓟(Cirsium japonicum)、矛叶荩草(Arthraxon lanceolatus)、狗尾草(Setaria viridis)、紫苜蓿(Medicago sativa)等,盖度皆小于5%。

Ⅱ.狼尾草+稗群丛 (Ass.Pennisetum alopecuroides+Echinochlos crusgalli)

该群丛包括样方133,134,135,分布于黎城王曲,海拔640~658 m。位于干扰轻微、水质较良好、土壤含水量较低的河漫滩地势较高处。群丛总盖度为85%~90%。建群种狼尾草(Pennisetum alopecuroides)盖度为20%~70%,平均高度为40~70 cm;稗盖度25%~60%,平均高度30~60 cm。伴生种有长芒稗(Panicum crusgalli)、沼生蔊菜(Rorippa islandica)、旋覆花(Inula japonica)、马唐等,盖度皆小于5%。

Ⅲ.香蒲+慈姑群丛(Ass.Typha orientalis+Sagittaria trifolia)

该群丛包括样方140,144,147,148,分布于潞城南流村、高山流水景区及平顺湾里,海拔624~639 m。位于干扰轻微、水质良好、土壤含水量高的常年积水的滩涂和沼泽。群丛总盖度为65%~95%。建群种香蒲(Typha orientalis)盖度为15%~90%,平均高度为160~230 cm;慈姑(Sagittaria trifolia)盖度为10%~15%,平均高度为60~70 cm。伴生种有芦苇(Phragmites australis)、泽泻(Rhizoma alismatis)、东方泽泻(Alisma orientale)等,盖度皆小于5%。

Ⅳ.香蒲群丛(Ass.Typha orientalis)

该群丛包括样方1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,分布于平顺柳树湾,海拔742~767m。位于干扰轻微、水质良好、土壤含水量较高的常年积水的滩涂和沼泽。群丛总盖度为30%~100%。建群种香蒲盖度为20%~60%,平均高度为130~220 cm。伴生种为东方泽泻、芦苇,盖度为5%~10%;矛叶荩草、早熟禾(Poa shansiensis)、水蓼(Polygonum hydropiper)、柳叶菜(Epilobium hirsutum)、紫菀(Aster tataricus)等,盖度皆小于5%。

Ⅴ.矛叶荩草+大蓟群丛(Ass.Arthraxon lanceolatus+Cirsium japonicum)

该群丛包括样方11,12,64,65,73,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,91,92,93,94,95,96,分布于平顺柳树湾、奥治,海拔649~757m。位于中度干扰、水质较差、土壤含水量较低的季节性积水区和田边。群丛总盖度为60%~100%。建群种矛叶荩草盖度为20%~100%,平均高度为30~100 cm;大蓟盖度为15%~80%,平均高度为15~70 cm。伴生种有鬼针草(Bidens pilosa)、稻(Oryza sativa),盖度为5%~10%;芦苇、野大豆(Glycine soja)、繁缕(Stellaria media)、葎草(Humulus scandens)、酸模(Rumex acetosa)、莳萝蒿(Artemisia anethoides)、节节草(Equisetum hiemale)、鹅观草(Roegneria kamoji)、苋(Amaranthus tricolor)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)等,盖度均小于5%。

Ⅵ.旋覆花+酸模叶蓼群丛(Ass.Inula japonica+Polygonum lapathifolium)

该群丛包括样方66,68,69,70,71,72,74,75,77,78,79,分布于平顺奥治,海拔640~658m。位于中度干扰、水质较差、土壤含水量较低的河漫滩地势较高处和路旁。群丛总盖度为80%~90%。建群种旋覆花盖度为30%~55%,平均高度为20~45 cm;酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)盖度为25%~35%,平均高度为80~200 cm。伴生种为假苇拂子茅(Calamagrostis pseudophragmites)、鹅观草等,盖度5%~10%;问荆(Equisetum arvense)、繁缕、鬼针草、薄荷(Mentha haplocalyx)、节节草、太阳花(Erodium stephanianum)、香附子(Cyperus rotundus)地榆(Sanguisorba officinalis)等,盖度均小于5%。

Ⅶ.藨草+芦苇群丛(Ass.Scirpus triqueter+Phragmites australis)

该群丛包括样方13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,38,41,42,43,44,45,47,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,63,67,145,分布于潞城高山流水景区,平顺柳树湾、奥治,海拔624~757m。位于中度干扰、水质良好、土壤含水量较高的河漫滩地势较低处和田边。群丛总盖度为65%~100%。建群种藨草(Scirpus triqueter)盖度为15%~80%,平均高度为10~35 cm;芦苇盖度为15%~70%,平均高度为20~55 cm。伴生种有紫菀、扁秆藨草(Scirpus planiculmis)、聚穗莎草(Cyperus glomeratus)、稻(Oryza sativa)、荸荠(Heleocharis dulcis)等,盖度皆小于5%。

Ⅷ.藨草+狼尾草群丛(Ass.Scirpus triqueter+Pennisetum alopecuroides)

该群丛包括样方29,30,31,32,33,34,35,36,37,39,40,41,42,43,44,45,46,48,62,76,109,分布于黎城上遥村,平顺柳树湾,海拔638~757m。位于干扰轻微、水质良好、土壤含水量较高的河漫滩地势较低处。群丛总盖度为35%~100%。建群种藨草盖度为15%~100%,平均高度为30~100 cm;狼尾草盖度为35%~85%,平均高度为50~150 cm。伴生种为球穗莎草(Cyperus difformis)、问荆、繁缕,盖度为5%~10%;早熟禾、柳叶菜、鹅观草、紫菀、假苇拂子茅、猪毛蒿(Artemisia scoparia)、莳萝蒿等,盖度均小于5%。

Ⅸ.水莎草群丛(Ass.Juncellus serotinus)

该群丛包括样方105,107,108,110,118,119,120,121,122,126,137,138,139,分布于黎城北马村与寺底之间、上遥村、大寺村,平顺太行水乡,海拔高度为637~757m。位于干扰轻微、水质良好、土壤含水量高的常年积水的滩涂和沼泽。群丛总盖度为35%~95%。建群种水莎草(Juncellus serotinus)盖度为30%~80%,平均高度为40~70 cm。伴生种为藨草、野大豆、艾蒿、聚穗莎草、灯心草(Juncus effusus)、刺儿菜(Cirsium setosum)等,盖度皆小于5%。

Ⅹ.鬼针草+野大豆群丛(Ass.Echinochlos crusgalii+Oenanthe javanica)

该群丛包括样方97,98,101,106,111,112,123,125,136,149,分布于黎城北马村与寺底村、大寺、上遥村,平顺湾里村,海拔624~757m。位于干扰轻微、水质良好、土壤含水量较低的季节性积水区和河漫滩地势较高处。群丛总盖度为50%~100%。建群种鬼针草盖度为50%~100%,平均高度为20~30 cm;野大豆盖度为15%~85%,平均高度为15~25 cm。伴生种有苍耳、水蓼(Polygonum hydropiper)、藨草、水芹(Oenanthe javanica)、旋覆花(Inula japonica)、长芒稗、黑沙蒿(Artemisia ordosica)、狼尾草、稗、狗尾草等,盖度皆小于5%。

Ⅺ.水蓼+水芹群丛(Ass.Polygonum hydropiper+Oenanthe javanica)

该群丛包括样方99,100,102,103,104,113,114,115,116,117,124,127,141,142,143,146,分布于平顺奥治,黎城北马村与寺底之间、大寺村、上遥村,潞城高山流水景区、南流村,海拔639~772 m。位于中度干扰、水质较差、土壤含水量较高的常年积水的沼泽和河漫滩地势较低处。群丛总盖度为30%~90%。建群种水蓼盖度为30%~50%,平均高度为15~60 cm;水芹盖度为15%~30%,平均高度为10~65 cm。伴生种有长芒稗、球穗扁莎(Pycreus globosus)、慈姑、酸模叶蓼、狼尾草、沼生蔊菜、画眉草(Eragrostis pilos)等,盖度皆小于5%。

Ⅻ.红蓼群丛(Ass.Polygonum orientale)

该群丛包括样方128,129,分布于黎城上遥村,海拔656~669m。位于重度干扰、水质差、土壤含水量较低的村庄排污水渠旁。群丛总盖度为90%~100%。优势种为红蓼(Polygonum orientale),盖度为90%~100%,平均高度为160~200 cm。伴生种有长芒稗、水蓼等,盖度皆小于5%。

3.2 浊漳河湿地植被DCA排序

采用DCA排序对149个样方进行分析,4个排序轴的特征值分别为0.977,0.853,0.692,0.498。其中,第1轴特征值最大,可以反映出最多的生态信息;第2轴次之。根据前2个轴,做出样方的二维排序图(图2)。

将TWINSPAN分类结果与DCA排序相结合。从图2可以看出,DCA排序较好地反映了植物群丛之间以及群丛与环境之间的关系。

排序轴第1轴(横轴)主要反映了水质和人为干扰的情况,排序轴第2轴(纵轴)主要反映了土壤水分梯度的变化情况。在水平方向上,从左到右,水质逐渐变差,人为干扰逐渐加强。如在横轴最左端的60,61号样方(建群种主要为藨草和芦苇)位于河边,水质没有受到污染,且人为活动较少。处于横轴中间位置的样方如样方113和116,生境类型为河滩边,样方位置离村庄较近,水质受到一定程度的污染,样方建群种为水蓼和水芹等。处于横轴最右端的样方为128和129,主要位于村庄排污渠附近,受到人类活动的严重干扰,水质污染严重,建群种为红蓼。从垂直方向看,沿纵轴从上到下,水分梯度依次增加,在排序轴的上面,集中了群丛1的3个样方(样方130,131和132),样方主要位于干旱的撂荒地,这个群丛的建群种为马唐,其为旱中生植物,对土壤水分要求不高。群丛Ⅰ(样地130,131,132)分布在排序图的上部,群丛Ⅲ的大部分样地(样地140,144,148)分布在排序图的下部,其优势种以水生植物为主,如香蒲和慈姑,主要分布在河边、沼泽积水处等地。排序图中部的群丛(样方)主要分布在河边与荒地的过渡区,这些地方土壤水分含量较为丰富,为湿润和半湿润区域。排序图中部的群丛建群种以湿生植物、湿中生植物为主,如东方泽泻、藨草、泽泻、鬼针草、水莎草、矛叶荩草、大蓟、稗等。

从图2,3可以看出,所反映的环境条件的变化基本一致。如种1为香蒲,而以香蒲为优势种的群丛Ⅲ与香蒲均位于排序轴的最下端;同样,种35为红蓼,而以红蓼为优势种的群丛Ⅻ与红蓼均位于排序轴的最右端。由此可反映出植物群丛中优势种的分布格局,在很大程度上决定着植物群丛类型的分布格局。植物群丛中的主要物种的分布格局与植物群丛类型的分布格局有很大的相似性,均反映了沿水质条件(人为干扰)和水分梯度的分布情况。同样方排序轴一样,物种排序轴第1轴(横轴)也主要反映了水质污染和人为干扰的情况,排序轴第2轴(纵轴)主要反映了土壤水分梯度的变化情况。横轴从左到右,水质逐渐变差,人为干扰逐渐增强。如位于横轴最左端的物种水莎草,主要生长在水质条件好的河边;沿横轴向右物种依次为荸荠、水蓼和红蓼,很好地反映了水质和人类活动的影响。红蓼主要生长在沟边湿地、村边路旁等地方,该区域的水质受到人类活动的严重污染。纵轴主要反映了水分梯度的变化,即沿纵轴从上到下,土壤水分逐渐增加。如位于纵轴最上端的物种为马唐,主要分布在干旱的撂荒地。沿纵轴往下依次出现的主要物种有矛叶荩草、旋覆花、野大豆、鬼针草、东方泽泻、香蒲和慈姑。这很好地反映了物种沿水分梯度的分布格局。位于纵轴最下方的物种为香蒲和慈姑,是典型的水生植物。

4 结论与讨论

湿地生态系统不仅为人类社会提供了丰厚的社会和经济效益,而且具有很高的生态效益[14,19]。浊漳河作为长治地区第一大河流,为野生动植物提供了很好的栖息环境,但由于近年来人为活动的加剧,人类的生产生活给浊漳河湿地植被的演替造成了一定的干扰。其中,放牧、开垦农田、旅游活动对浊漳河湿地植被演替过程干扰明显[20]。如在此次调查中发现,藨草等湿生植物群落由于受到人类放牧和农田开垦的影响,群落呈现出狭窄的条状分布,且连续性较差。在受人类干扰较强的地带,植被的分布反映了环境生态因子的综合作用及人为干扰程度的大小。如在部分村庄(黎城上遥村)附近的滩地和水池边,由于人类污水的排放,水体富营养化严重,植物群落以红蓼为单一的建群种,其他植物在此很难生长。因此,对浊漳河湿地生态系统进行长期的定位观测和研究,加强湿地保护的科学知识,增强当地居民保护湿地的意识,建立相关有效的保护法律法规和措施[21],促进浊漳河湿地植被生态系统向良性方面发展具有重要的理论和实际意义[22]。

本研究利用数量生态学方法对浊漳河湿地的植被进行了数量分析,探讨了植物群落之间及其与环境和人类活动之间的关系。TWINSPAN分类可以客观地反映植物群丛间的生态关系[23-25]。本研究结果表明,TWINSPAN等级分类将浊漳河湿地149个样方划分为18个组。野外调查显示,样方107,108,110位于黎城上遥村,建群种为水莎草,伴生种为聚穗莎草、藨草、刺儿菜;样方105位于黎城北马村与寺底之间,样方118,119,120,121,122,126分布于大寺村,样方137,138,139分布于平顺太行水乡,且建群种都为水莎草,伴生种有藨草、野大豆、艾蒿、刺儿菜、球穗扁莎、灯心草等。因为这些样方都以水莎草为建群种,且都分布在干扰轻微、水质良好、土壤含水量高的常年积水的滩涂和沼泽,所以将第9组和第10组合并为水莎草群丛。样方97,98,101,106,111,112,123,125,136,149都 位于干扰轻微、水质良好、土壤含水量较低的季节性积水区和河漫滩地势较高处,建群种都为鬼针草和野大豆,仅各样方中鬼针草和野大豆所占比例有差别,伴生种略有差异,将其合并为鬼针草+野大豆群丛。同理,依据群落生境特征指示种及其组合可将样方99,100,102,103,104,113,114,115,116,117,124,127,141,142,143,146合并为水蓼+水芹群丛。最终浊漳河湿地植被被归并为12个群丛类型。

通过样方和物种的DCA排序可以看出,影响浊漳河湿地植被分布的主要因子是水质条件(人为干扰)和土壤含水量。水分梯度在一定程度上决定着植物物种的分布,这与朱源[23]等、赵蓉等[26]、刘熙等[27]的研究结果相似。其中,第1轴(横轴)的特征值为0.977,反映的主要是水质的污染状况(人类干扰情况),而第2轴(纵轴)的特征值为0.853,主要反映的是水分梯度变化。人类活动对湿地植物的分布起着关键性的作用[28],可能是因为湿地植物对环境的变化存在较强的敏感性。DCA排序结果显示,横轴左端为湿地常见的藨草和芦苇等植被类型,横轴中间位置的样方建群种为较耐污染的水蓼和水芹等。而处于横轴最右端的蓼科植物红蓼能适应严重污染的环境[29]。可见,横轴代表从左到右,植物群落受到人类活动的影响逐渐加强,水质条件逐渐恶化。DCA排序图从下到上,样方分布的情况依次为河边、滩地、湿润地和干旱的撂荒地,植物类型依次为水生植物(香蒲、慈姑等),湿生植物(藨草、水莎草、芦苇等),中生植物(稗、旋覆花等)和旱中生植物(马唐等)。表明纵轴反映的是水分梯度的变化。浊漳河湿地水生群落(群丛Ⅲ,Ⅳ,包括14个样方)和旱生植物群落(群丛Ⅰ,包括3个样方)较少,中生植物群落(群丛Ⅱ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅹ,Ⅻ,包括48个样方)较多,湿生植物群落(群丛Ⅶ,Ⅷ,Ⅸ,Ⅹ,Ⅺ,包括124个样方)占绝对优势。在本次调查中,中生和旱生植物群落样方数量超过总数的1/3。说明近年来,浊漳河湿地仍在发挥其作用,但水流量减少,断流时间延长,湿地环境干旱化的现象日趋严重。

TWINSPAN是一种聚类分析,聚类分析是当前应用较为广泛的一种数据处理方法,其在烤烟化学品质分类评价[30]以及在分析油茶良种果实重要性状等研究时都可行[31]。退化湿地的植物种类较原生湿地耐干旱,物种多样性显著增大,群落地上生物量相对降低[32]。种群及建群种对群落生境具有指示作用,能客观反映群落的生境特征[33-34]。不同植物的净化[35]、恢复[36]能力有较大差异,芦苇净化能力较强,慈姑净化能力较弱。

结合TWINSPAN分类和样方的DCA排序结果可以看出,样方DCA排序的结果与TWINSPAN分类的结果较为一致[3,16-17],说明用这2种方法进行植被数量研究是可行的,而且二者可以对研究结果进行相互验证。DCA排序可以对群落分类的环境特征做出合理的解释,而TWINSPAN分类的结果则是对DCA排序结果的进一步细化[37]。如通过149个样方的DCA排列可以看出,从上至下,植物对土壤含水量的要求逐渐增强,植被类型由对水分需求量少的的马唐群丛向对水分需求量高的香蒲+慈姑群丛逐渐过渡。TWINSPAN分类将这种趋势具体化为12个群丛,同样比较客观地反映了植物群丛与水文环境的生态关系[38]。

[1]张金屯.数量生态学[M].北京:科学出版社,2004.

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Quantitative Classification and Ordination of W etland Vegetations in Zhuozhang River Basin,Shanxi

JINShan1,2,ZHANG Zhenzhen1,3,WANG Yu4,TIE Jun1,2,RU Wenming1,2
(1.DepartmentofBiological Science and Technology,Changzhi University,Changzhi 046011,China;2.Ecological and Environmental Institute of TaihangMountain,Changzhi University,Changzhi 046011,Chaina;3.CollegeofBioengineering,Shanxi University,Taiyuan 030006,China;4.Collegeof Life Sciences,Shanxi Normal University,Linfen 041004,China)

Based on the field investigation,this paper used two-way indicator species analysis(TWINSPAN)and detrended correspondence analysis(DCA)to do a quantitative classification and ordination of wetland vegetation in the Zhuozhang River.The results showed that the main plant species in Zhuozhang Rive wetland was classified into 12 community types by TWINSPAN.The first axisof DCA ordination expressed thewater quality and human disturbance,while the second one depicted the gradients of soil humidity. The resultsof TWINSPANwere corresponding to those ofDCA,which indicated thatboth themethodshad good performance in handling the vegetation in Zhuozhang River wetland.Mesophyte and xerophyte population accounted for 34.3%of the survey in the Zhuozhang River basin.It showed that Zhuozhang River basin still played its role,but the phenomenon of drying trend had become increasingly serious in recentyears.

Zhuozhang River;TWINSPAN;DCA;plantcommunity

Q948

A

1002-2481(2016)07-0988-08

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.07.23

2016-01-30

山西省自然科学基金项目(2010011041-2);长治学院博士启动基金项目

金 山(1972-),男,内蒙古通辽人,副教授,博士,主要从事植物生态学与植物多样性保护研究工作。茹文明为通信作者。

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