新疆博格达山岩面生地衣物种多样性1)

艾尼瓦尔·吐米尔 阿不都拉·阿巴斯

(新疆大学，乌鲁木齐，830046)

新疆博格达山岩面生地衣物种多样性1)

艾尼瓦尔·吐米尔 阿不都拉·阿巴斯

(新疆大学，乌鲁木齐，830046)

为了查明新疆博格达山岩面生地衣物种多样性及其分布特征，在研究区内的不同垂直带随机设立样方采集地衣标本，使用形态解剖观察和化学检测法鉴定地衣种类；以地衣的盖度为指标计算多样性和相似性系数。结果表明：博格达山地区共有岩面生地衣37种，隶属于11科21属，其中壳状地衣种类占优势，充分体现了岩面生地衣对干旱环境的适应特征。通过相似性指数的分析得知，山地荒漠带和高山垫状植物带的岩面生地衣相似性最高，为0.682和0.517。山地针叶林带和高山垫状植被带岩面生地衣相似性最低，分别为0.250和0.127。多样性指数显示岩面生地衣的多样性在低海拔和高海拔带较低，而中海拔带较高的特征。研究表明，博格达山独特而复杂的环境为地衣提供多种栖息地，从而丰富了地衣多样性。其中山地森林带微环境多样，岩面生地衣物种多样性最为丰富，是岩面生地衣的核心分布区。山地荒漠和草原带人为干扰较多，导致地衣种类的减少。

岩面生地衣；物种多样性；相似性系数；博格达山

地衣是一类最成功的共生联合体，在4亿年前的泥盘纪出现在地球陆地生态系统中，广泛的分布在不同的栖息环境，覆盖地球陆地面积的8%[1-2]。据文献显示，目前全球被定名的7万种菌物种中有1/5是地衣性真菌，其中我国已知的地衣型真菌约为240属，2 000多种左右，占全世界已报道的地衣型真菌总种数的13%[3-5]。据估计，中国的全部地衣型真菌的总数在2万至3万种左右，已报道种数占估计种数的6%～9%[35-]。因此，进一步深入的研究我国地衣种多样性，查明和评价地衣物种多样性资源现状具有重要的研究意义。新疆气候干旱，境内自然环境多样、地形复杂，从而形成了复杂而多样化的地衣植物区系成分，使地衣种类的组成比国内其他地区有明显的差异[6]。虽然新疆地衣学研究起步较晚，但在地衣物种多样性及地衣区系方面已有不少的研究报道[6-11]，至今已鉴定出的地衣有398种，隶属于98属[5]。

博格达山具有天山北坡典型的山地垂直自然带谱，是我国生物多样性保护优先区域[12-13]。有关天山博格达山地衣方面，最早是朱彦承[14]报道了有关博格达山的地衣种类，此后Magnusson[15]和Moreau[16]报道了天山(博格达山)地衣15属20种，阿不都拉·阿巴斯等[6]在新疆地衣著作中报道博格达山地区的地衣共71种。但有关该地区岩面生地衣物种多样性及其分布格局方面未见系统研究报道。岩面生地衣是陆地生态系统生物多样性的主要成分，定居在岩石上，腐蚀岩石形成土壤，改变岩石的微环境，为其他植物的定居、种群和群落的形成提供栖息地，从而促进植物群落的演替[17-20]。因此，研究该地区地衣物种多样性，查明岩面生地衣资源现状及分布特征，为有效保护该地区生物多样性方面具有一定的意义。

1 研究区概况

天池博格达峰国家自然保护区位于中国新疆维吾尔自治区阜康市境内，东天山博格达峰北麓，准噶尔盆地古尔班通古特沙漠的南缘，地处88°～88°20′E，43°45′～43°59′N，总面积38 069 hm2。是新疆维吾尔自治区第一个、中国第七个被纳入联合国“人与生物圈”网络的保护区。博格达峰北邻准噶尔盆地，南隔达坂城谷地，与吐鲁番盆地遥遥相望，处于荒漠包围之中。由于山体高大，在3 500 m以上高山地区北冰洋来的湿气流受阻，故气候湿润多雨，年降水量600～700 mm，年均温-6 ℃，雪线以上低于-9 ℃。保护区的核心区处在天山的逆温层中，气温温和稳定，年均温2 ℃；年降水量497.5 mm。保护区种子植物有200多种。植被垂直分布明显，自上而下可分为高山垫状植被带、高山草甸带、亚高山草甸带、山地森林带、山地草原带、河谷落叶阔叶林。森林以原始雪岭云杉林为主，广布于中山带阴坡与河谷[12-13]。

2 研究方法

2.1 野外调查

在岩面生地衣调查中，样点的设置采用典型取样法，在山地荒漠带(V1，700～1 100 m)、山地草原带(V2，1 100～1 650 m)、山地森林带(V3，1 650～2 700 m)、亚高山-高山草甸带(V4，2 700～3 300 m)、高山垫状植被带(V5，3 300～3 700 m)等5个不同植被垂直带中[13]，选取具有代表性的20个样点，每个样点的大小为20 m×20 m。每个样点内选择面积大于等于50 cm×50 cm的岩石，设立20 cm×20 cm的小样方1～5个，每个小样方由256个1.25 cm×1.25 cm的小方格组成。记录小样方内出现的每个地衣物种及其所占网格数，同时采集野外无法鉴定的地衣标本，在实验室进行物种鉴定[21-22]。地衣种类盖度以地衣物种出现的网格数占网格总数的百分数表示。对所采集的地衣标本在实验室采用形态解剖观察和显色反应检测方法进行物种鉴定[6,17]。

2.2 数据分析

根据岩面生地衣在各取样点的盖度，计算样点的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson’s多样性指数、Margalef多样性指数、Patrick丰富度指数和Pielou均匀度指数。

Shannon-Wiener多样性指数(H′)[23-24]：

式中：pi为第i物种盖度的百分比，pi=ni/N；ni为第i物种的盖度；N为总盖度。

Simpson’s多样性指数(D)[23-24]：

式中：S为物种数量；pi为第i物种盖度的百分比。

Margalef多样性指数(DMa)[23-24]：

式中：S为样点中的总种数；N为样点中观察到的个体总数。

Patrick丰富度指数：Dp=S，其中，Dp为丰富度指数；S为样点内的物种数[23-24]。

Pielou均匀度指数用以下公式来计算，J=H′/Hmax,其中，J为均匀度指数；H′为实测多样性值；Hmax为理论上群落多样性的最大值，Hmax=log2S，其中，S为总物种数[23-24]。

Jaccard’s相似性指数(Ja)[25]：

式中：S12为两个样点共有的物种数；S1(S2)为样地1(样点2)中的物种数。

Sörensen’s相似性指数(So)[25]：

式中：S12为两个样点都出现的物种数；S1(S2)为样地1(样点2)中的物种数。

3 结果与分析

3.1 岩面生地衣物种组成

本研究鉴定岩面生地衣共有37种，隶属于11科、21属(表1)。茶渍目地衣占优势，共有7科、11属，23种，分别占该地区岩面生地衣科、属和种总数的63.66%、52.38%和62.16%。从地衣种类的生长型可知，壳状地衣有19种，占51.35%；叶状地衣有16种，占43.24%；枝状地衣种数最少为2种，占5.41%。

3.2 不同样点岩面生地衣物种多样性比较

从表2中可看出，该地区不同样点中岩面生地衣物种多样性指数的差异。

从表2可知，3种多样性指数反映出的趋势基本一致。其中分布在中高海拔地带的样点中地衣的物种多样性指数最高，如样点10的多样性最大，为3.846，其次为样点11，为3.766；主要是由于分布在山地森林带(V3)和亚高山-高山草甸带(V4)，这里的水分条件有利于喜湿性地衣种类的分布，另外，这个过渡带的微环境较复杂，为多种地衣种类提供合适的栖息地，所以多样性指数最高。多样性最小的是分布在山地草原带(V2)的样点2，为1.673，其次为样点3，为1.808。由于这里植被稀少、光照强度大、干旱，并主要由耐旱的壳状地衣种类组成，另外,低海拔地区的人为干扰较多，污染较严重，所以地衣多样性较低。

表1 博格达山岩面生地衣名录

表2 20个样点的多样性和均匀度指数

3.3 不同样点岩面生地衣相似性比较

物种相似性是指不同群落或样地间物种组成的相似程度[3]。文中以Sörensen’s和Jaccard’s相似性指数作为相似程度最基本的数量指标，分析不同样点间岩面生地衣种类组成的相关程度(表3、表4)。

从表3和表4得知，分布在亚高山-高山草甸带(V4)的样点16和高山垫状植被带(V5)的样点19与样点20间的相似性最大，分别为0.77和0.63。分布在山地针叶林带(V3)和高山垫状植被带(V5)的各样点的相似性普遍较低。为了比较各植被带间的地衣相似性，把分布在同一个植被带的样点合并计算博格达山各植被带岩面生地衣物种相似性(表5)。

由表5可见，Sörensen’s相似性指数为0.241～0.682；Jaccard’s相似性指数为0.127～0.517。其中山地荒漠带(V1)和高山垫状植物带(V5)的相似性最高，分别为0.682和0.517。从而认为山地荒漠带和高山垫状植被带的植被稀少，光照强度高，有利于耐旱、耐寒的壳状地衣种类的栖息所以分布的地衣种类保持一致。山地针叶林带(V3)和高山垫状植被带(V5)间岩面生地衣的相似性最低，分别为0.250和0.127。因为针叶林带郁闭度较高，光照强度较低，湿度高，风速低，所以分布的地衣种类最为丰富。高山垫状植被带的气候寒冷干燥，光照强烈，风速高，风蚀严重，壳状地衣占优势，地衣种类单一，丰富度较低。

表3 20个取样点的Sörensen’s相似性矩阵

表4 20个取样点的Jaccard’s相似性矩阵

表5 博格达山不同植被带岩面生地衣种类的相似性比较

4 结论与讨论

地衣物种多样性的保护是地衣多样性研究的重要内容和最终目的。为了查明博格达山岩面生地衣物种多样性，根据野外调查并结合已有的文献资料统计得到分布在新疆博格达山地区的岩面生地衣共有37种，隶属于11科、21属。其中茶渍目地衣占优势，其科、属和种数分别占该地区岩面生地衣的63.66%、52.38%和62.16%。从地衣的生长型分析得知，该地区岩面生地衣中壳状地衣有19种，占51.35%；叶状地衣有16种，占43.24%；枝状地衣种数最少，为2种，占5.41%。充分体现了地衣对干旱环境的适应特征。

已有文献表明，岩面生地衣的多样性和物种分布与风速、降水、积雪、岩石坡度和太阳辐射强度等因素有关[16-17]。特别是在高海拔地区低温、风速、太阳辐射强度等因素直接限制陡峭岩石表面岩生地衣群落的形成[18-19]。通过研究发现，博格达山岩面生地衣的种类、盖度、多样性和相似性在各植被带间具有差异。一般山地针叶林带的岩面生地衣种类最多，多样性高；而山地荒漠带的地衣种数和多样性明显的少，充分地说明了地衣的分布与海拔、光照、湿度等环境因素间的相关性。另外还发现，地衣盖度影响岩石的腐蚀程度，从而导致岩石微环境的变化并影响地衣群落演替速度。因此，笔者正进行地衣盖度、海拔、光照强度、人为因素强度、岩石理化特征、岩石大小、降水量等因素对岩面生地衣群落影响方面的研究，结果将另文报道。张元明等[13]研究博格达山地面生苔藓植物物种多样性是认为随着旅游业的发展而出现的人类干扰活动的日益加剧造成了对该山地植被前所未有的破坏，严重降低了苔藓植物多样性。本研究也发现在博格达山低海拔的山地荒漠和山地草原带是旅游设施集中，人为干扰较多的地区，因此该地带的岩面生地衣的分布除了受到自然因素的影响外，还受到人为因素的影响，与张元明等[13]的结果保持一致。天池博格达山自然保护区的自然生态系统脆弱，保护区所在的博格达山南北毗邻全球极端干旱的吐鲁番盆地和准噶尔盆地，成为干旱区气候变化最敏感的指示器。近年来，随着全球气温的变暖该地区的生物多样性也发生了相应的变化，同时旅游的发展也影响了环境的质量，从而影响了对环境非常敏感的地衣多样性。因此，科学发展旅游事业，减少人为干扰和防治环境污染是有效保护该地区岩面生地衣多样性的有效途径。

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SaxicolousLichenSpeciesDiversityinBogdaMountains,Xinjiang//

Anwar Tumur, Abdulla Abbas

(Xinjiang University, Urumqi 830046, P. R. China)//

Saxicolous lichen; Species diversity; Similarity coefficient; Bogda Mountain

1)国家自然科学基金项目(31660009,31670023)。

艾尼瓦尔·吐米尔，男，1970年12月生，新疆大学生命科学与技术学院，教授。E-mail:anwartumursk@xju.edu.cn。

阿不都拉·阿巴斯，新疆大学生命科学与技术学院，教授。E-mail:abdulla@xju.edu.cn。

2017年1月22日。

责任编辑：任 俐。

Q914.84

Journal of Northeast Forestry University，2017,45(11)：60-64.

For saxicolous lichen species diversity in Bogda Mountains, Xinjiang, China, we studied the saxicolous lichens species diversity between the five different vegetation zones by using the sampling method, and identified the lichens by morphoanatomical observation and chemical spot tests. The lichens population similarity and diversity index were calculated according to the lichen species coverage in different sampling points. The 37 saxicolous lichen species belonging to 21 genera and 11 families were found on rock in the Bogda Mountain, crustose lichens were the most common and dominated. The Sörensen and Jaccard species similarity between mountain desert and alpine cushion belt was the highest, respectively, 0.682 and 0.517, between mountain forest and alpine cushion belt was the lowest 0.250 and 0.117. The lichen diversity highest in the lowest in mountain desert and alpine cushion belt, and highest in mountain coniferous forest belt. The Bogda Mountain unique and complex environments to provide a variety of habitat for lichens, which enriches the diversity of lichens in this area. The microclimate habitats diversity in the mountain forest was very high, the lichen communities in mountain forest had the richest species diversity, and it was the main distribution center of saxicolous lichen diversity in Bogda Mountain area.