阿拉善盟公益林植物多样性调查与评价研究

蔡子良(国家林业局西北林业调查规划设计院，陕西 西安 710048)

公益林通常指生态公益林，这些公益林主要包括提供社会性及公益性的服务和产品的林地、森林等，其可以改善生态环境，维护生态平衡[1]。如防止水土流失、维持生物多样性、调节气候等。目前，国家林业局将公益林分为防护林和特殊用途公益林两大类。统计研究发现，北京地区暴发的7次沙尘暴均是发生在阿拉善盟7次大沙尘暴之后的第二天[2]。而阿拉善盟公益林作为重要的植被体系，能有效防止沙尘暴，减少土地沙化。作为阿拉善盟生物多样性较高地区，公益林内植物多样性相对丰富，这些植物共同保障着阿拉善盟地区乃至整个华北地区的生态环境安全[3,4]，近些年来，由于人为活动及气候变化，阿拉善盟地区的公益林破坏严重，需进行有效保护及管理。但截至目前，关于阿拉善盟公益林的植物多样性调查尚不够深入，亟须进行相关的调查及研究。本文对阿拉善盟地区公益林植物多样性进行了调查，并根据相关指数对调查数据进行分析，以期为阿拉善盟公益林管理及保护提供有效的理论依据。

1 地区概况

阿拉善盟地区海拔900～1 400 m，位于97°10′—106°52′ E、37°21′—42°47′ N，总占地面积高达26.76 km2，南北长598 km，东西长831 km。地处内蒙古最西端，东北与鄂尔多斯市、乌海市、巴彦淖尔市相邻，东南与银川市、吴忠市、石嘴山市等相接，北接蒙古国，西连白银市、武威市、金昌市、张掖市及酒泉市。阿拉善盟设有28个县、2个国家自然保护区及3个国有农场，由阿拉善右旗、额济纳旗、阿拉善左旗3旗及乌兰布和生态沙产业示范区、腾格里经济技术开发区、阿拉善经济开发区、策克口岸经济开发区、敖伦布拉格产业园区5区组成。阿拉善盟属于典型温带大陆性气候，平均温度6～9 ℃，年降水量一般在85 mm以下。全盟年蒸发量高达2 800～4 100 mm。由于处于亚洲荒漠区域的东部，阿拉善盟植被分布规律具有明显的地域特征，植物群落生活型一般为灌木，且具有旱生的特征。

2 调查方法及参数

本文采用典型选择方法，在阿拉善公益林小班调查数据基础上，设置阿拉善公益林资源检测样地。其中1 km2为样地控制面积，本试验中考虑到水土条件及植被组成，共布设了130个样地，在每个样地设置5个20 m×20 m的样方，共布设650个监测样本。记录监测样方中物种组成、植物类型、群落结构、个体数量等，详见表1。

表1 阿拉善盟公益林监测样地数及样方数

本文主要选择以下5个多样性指数分析阿拉善公益林植物多样性：

(1)物种丰富度(R):R=样方内物种数

(2) Margalef丰富度指数(M)：M=(R-1)/lnN

(3)Shannon Wiener 多样性指数(H′)：H′=-∑Pilog2Pi

(4) Simpson 指数(D)：D=1-∑Pi2

(5)Gleason丰富度指数(G)：G=R/lnA

其中，N是样方内所有物种个数之和；Pi为物种i的相对重要值。而重要值的计算需要根据植物个体的盖度、高度、频度及密度。

相对盖度= 某种植物的盖度 / 全部植物盖度之和；

相对高度= 某种植物平均高度 / 所有种植株平均高度总和；

相对频度= 某种植物的频度 / 所有植物频度总和；

相对密度= 某种植物的个体数 / 所有植物个体数总和；

重要值=(相对密度+相对频度+相对盖度+相对高度)/ 4。

3 结果分析

3.1 植物物种

调查统计发现，阿拉善盟公益林植物共有71种，属于21科56属。其生活型主要分为草本、灌木及乔木。其中，多年生草本有26种，占总数的37.1%，1年生草本有26种，占总数的22.9%，小半灌木有4种，占总数的5.7%，小灌木有3种，占总数的4.3%，半灌木有8种，占总数的11.4%，灌木有12种，占总数的14.3%，乔木有1种，只占总数的2.9%。由此可知，阿拉善盟公益林植物主要以草本及灌木为主，夏季降雨量等自然条件会直接影响其生长繁殖情况。表2阿拉善公益林植物生活型及比例。

表2 阿拉善公益林植物各种生活型种数

由表3可知，豆科、藜科、菊科、禾本科4科种数占物种总数的58%，为优势科。该区域植物物种组成相对比较单调，种类简单，且耐旱性植物占主导地位，如胡杨、梭梭等，这是由于该地区少雨干旱，年蒸发量大。

表3 阿拉善公益林部分植物种数及属数

由表4可知，阿拉善公益林调查记录的21科植物属于4个分布型和3个分布亚型。其中，世界分布占比例最高。

表4 阿拉善公益林植物科的分布区类型

3.2 群落重要值

阿拉善盟地区公益林主要植物的重要值详见表5。由表5可知，胡杨、梭梭、苦豆子、无毛画眉草、棉刺、蒙古虫实、红柳、沙冬青、白刺、鹅绒藤、柠条锦鸡儿、西伯利亚滨藜、霸王、沙拐枣、蒙古扁桃，阿拉善公益林这15种植物为整个生态系统中重要值较高的植物。阿拉善盟地区公益林优势植物多为灌木及草本，而乔木只有一种，比例较低。由于阿拉善盟地区公益林异质性程度小且环境恶劣，故公益林植物生活型相对比较单调，极易受到人为活动和自然灾害的破坏。

表5 阿拉善公益林主要植物重要值

群落结构及组成作为群落最基本的特征，能充分客观地表征生态环境质量。其中，以柽柳为主的灌草丛是柽柳群落的主要群落结构；以白刺+红砂为主的灌草丛、以白刺为主的灌丛、以白刺+霸王为主的灌丛、以白刺+柠条锦鸡儿为主的灌丛、以白刺+沙冬青为主的灌丛、以白刺+霸王为主的灌丛是白刺群路的主要群落结构；以梭梭+红砂为主的灌草丛、以梭梭为主的灌丛或以梭梭+白刺为主的灌丛是梭梭群落的主要结构；以沙冬青为主的灌丛、沙冬青+霸王为主的灌丛是沙冬青群落的主要群落结构；以棉刺为主的灌丛、以棉刺+白刺为主的灌丛、以棉刺+霸王为主的灌丛是棉刺群落的主要群落结构。

由上表可知，不同群落在植被高度、植被密度、植被盖度及植被频度上都有显著差异。梭梭群落出现频率最高，是分布最广的群落。其他主要群落有柽柳群落、胡杨群落、沙冬青群落、白刺群落、棉刺群落、蒙古扁桃群落、柠条锦鸡儿群落、霸王群落等。一般情况下，柽柳群落和胡杨群落的生活型比较多样，其植被高度差异明显；由于沙冬青群落只分布在盐化灰漠土地区，该群落物种含盐量均较高，植被相对稀疏，个体在密度上变异非常明显。阿拉善盟公益林的主要群落是梭梭群落、柽柳群落、胡杨群落，而梭梭群落的优势物种是梭梭，柽柳群落的优势物种为柽柳，胡杨群落的优势物种为胡杨。故群落结构也相对单一，亟须改善。

表6 阿拉善公益林植物群落相关参数

3.3 植物多样性

根据130个样地的调查结果，根据物种组成、优势度、群落结构等将植物群落进行划分，并根据上述多样性参数计算方法计算阿拉善盟地区公益林植物多样性相关参数值。详见表7。

表7 阿拉善公益林植物多样性

由表7可知，霸王群落的多样性水平最高，物种组成相对比较丰富。绵刺群落及沙冬青群落具有较高的物种多样性，但物种组成相对简单；而柽柳群落物种组成及物种多样性均较低。且随着物种丰富度的增加，物种多样性指数也相应增加。

将物种多样性指数变化和植物群落的优势度变化进行比较，发现两者变化完全相反，且植物群落的优势度变化和植物优势物种数量密切相关，柠条锦鸡儿、柽柳等物种多样性指数较低的群落包含的物种数少，优势物种更能影响群落多样性指数的变化。总体而言，阿拉善盟地区的植物群落结构简单，植物多样性水平较低，物种相对单调，亟须开展相关的保护与管理工作。

4 结论

综上所述，阿拉善盟地区公益林包含植物71种，属于21科，56属；豆科、藜科、菊科、禾本科为主要优势科；植物的物种生活型主要以灌木和草本为主；且胡杨群落、梭梭、沙冬青群落等构成了整个植物系统。总体而言，目前阿拉善盟公益林的物种生活型单一、群落类型简单，易被破坏，且一旦破坏难以恢复原状。故亟须加强对阿拉善盟公益林的保护与管理，如地区开发应合理、严格控制人口增加速度及相关社会活动，并加强相关宣传教育工作，以期维持并丰富阿拉善盟地区公益林植物多样性，进而改善整个华北地区的生态环境。

[1] 李奕建,鲁小珍,张金池,等.淳安县生态公益林植物群落基本特征分析[J].林业科技开发,2008(9):50

[2] 潘慧玲.内蒙古阿拉善盟可持续发展问题研究[D].大连：东北财经大学,2001

[3] 马文琪,何磊,赵传燕.2000-2012年阿拉善盟荒漠化动态[J].兰州大学学报：自然科学版,2015(01):55-55

[4] 段雅婧.阿拉善盟旅游资源综合评价研究网[D].呼和浩特：内蒙古师范大学,20011

[5] 聂大伟. 阿拉善左旗沙生植物人工种植发展优先级的评价研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学,2017

[6] 何明珠. 阿拉善高原荒漠植被组成分布特征及其环境解释Ⅴ.一年生植物层片物种多样性及其分布特征[J]. 中国沙漠,2010,30(03):528-533

[7] 马斌,周志宇,张莉丽,等. 阿拉善左旗植物物种多样性空间分布特征[J]. 生态学报,2008,28(12):6099-6106

[8] 赵淑文. 阿拉善荒漠区种子植物区系研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学,2008