山西沁河源国家湿地公园物种及生境多样性研究

张 欣

(山西省林业和草原科学研究院，山西 太原 030012)

湿地是一种独特的生态系统，具有丰富的动植物资源和别具一格的景观特征。湿地植物是湿地生态系统的初级生产力，是发挥湿地生态服务功能的基础和前提。目前，已有许多学者对国内不同地区的湿地植物资源进行了调查和研究，但对于湿地生境多样性的研究及物种多样性与生境多样性关系的研究较少。笔者以山西省沁河源国家湿地公园为研究对象，通过样方调查及统计计算，对其物种多样性及生境多样性进行研究，以期为今后湿地公园建设的总体规划和物种选择提供参考。

1 研究地概况

山西沁河源国家湿地公园位于太岳山林区中西部，太岳山脉东侧，地处晋中、晋南、晋东南三地交界处，地理坐标112°00′55"～112°06′01"E，36°48′00"～36°44′01"N.湿地公园总面积248.32 hm2，湿地面积94.43 hm2.湿地类型包括河流湿地、沼泽湿地和人工湿地，湿地率37.71%.该区属暖温带大陆性季风气候，春季干旱多风，夏季雨量集中，秋季常有短时连阴雨，冬季少雪干燥，小气候差异明显。1月均温-4.4 ℃，7月均温23.9 ℃，年均温10.6 ℃.年均降水量450 mm，多集中于7月至9月。无霜期平均为175 d，土壤主要以草甸土、沼泽土和冲积砂土为主。

2 研究方法

2.1 物种多样性

在湿地公园内根据林分及立地类型选择10块样地，在每块样地内设置100 m×100 m的乔木样方，对样方内的乔木树种进行每木调查。在其对角线取2个10 m×10 m的灌木样方，调查样方内灌木的种类、名称、数量等。在其四角和中心位置设5个1 m×1 m的草本样方，分别调查样方内草本的种类、名称和盖度等。根据Shannon-Wiener公式计算物种多样性指数(H)。

式中：Pi——第i个植物物种株数在植物群落总株数(草本植物为盖度)中所占百分比；

S——植物群落物种数目。

2.2 生境多样性

本研究参考比利时学者的评价方法，将生境类型按照表1中的标准划分为3类。

表1 生境单元多样性分类标准

按此标准，面状要素主要包括乔灌木林、草地、水域等，线状要素包括道路、墙壁、桥梁等；点状要素包括指示牌、纪念碑等。通过实地调查，分别统计3种类型生境要素的数量，并根据公式计算生境多样性指数和生境饱和度指数。

生境多样性指数的计算公式为：

式中：H′——生境单元多样性指数；

i——第i个生境单元；

s——生境单元总数；

ni——生境单元i的面积、长度或数量；

N——生境单元的总面积、总长度或总数。

生境饱和度指数的计算公式为：

式中：S——生境饱和度指数；

Smax——生境单元的总数。

3 结果与分析

3.1 沁河源国家湿地公园植物资源

经样方调查统计，沁河源国家湿地公园植物资源见第9页表2.

由表2可知，山西沁河源国家湿地公园内共有植物37科83属115种。其中，乔木树种18种，主要包括油松、青杨、白桦、鹅耳枥、茶条槭等；灌木树种25种，主要包括北京丁香、土庄绣线菊、黄刺玫、金花忍冬等；草本植物72种，主要有山棉花、苔草、野艾蒿、蛇莓、柴胡等。区域内种子植物主要分布有豆科、菊科、伞形科、蔷薇科、毛茛科、莎草科等，属主要有蒿属、银莲花属、苔草属等。

3.2 物种多样性分析

3.2.1 乔木样方物种多样性

沁河源国家湿地公园乔木样方物种多样性指数见图1.

图1 乔木样方物种多样性指数

由图1可知，本研究共调查乔木样方10个，物种多样性指数平均值为0.81.其中，样方1，样方5和样方6为人工纯林，Shannon-Wiener指数为0；样方8和样方10为人工混交林，Shannon-Wiener指数较低，均小于1；其它样方为天然杂木林，Shannon-Wiener指数较高，均大于1.

3.2.2 灌木样方物种多样性

沁河源国家湿地公园灌木样方物种多样性指数见第10页图2.

由图2可知，本研究共调查灌木样方20个，物种多样性指数平均值为1.28.其中，样方5-01和样方5-02内的灌木树种较少，Shannon-Wiener指数较低，分别为0.38和0.00；其它样方内灌木树种较为丰富，Shannon-Wiener指数较高，均大于1.

表2 沁河源国家湿地公园植物资源

图2 灌木样方物种多样性指数

3.2.3 草本样方物种多样性

沁河源国家湿地公园草本样方物种多样性指数见图3.

由图3可以看出，本研究共调查草本样方50个，物种多样性指数平均值为1.47.其中，样方2-01，样方2-04，样方2-05，样方10-03内的植物种类较少，Shannon-Wiener指数较低，均小于1；其它样方内草本植物种类较多，Shannon-Wiener指数较高，均大于1.

3.3 生境多样性分析

3.3.1 面状要素生境多样性

通过湿地调查，统计沁河源国家湿地公园面状要素的数量及生境多样性指数，结果见表3.

图3 草本样方物种多样性指数

表3 面状要素的数量及生境多样性指数

由表3可知，沁河源国家湿地公园内的面状要素共250.61 km2.其中，自然林分面积最大，占比超过面状要素总量的一半；其次是季节性湿地、灌木林和永久性河流湿地；其它面状要素面积较小。面状要素的生境多样性指数和生境饱和度指数分别为1.40和72.1%，均较大，说明面状要素的生境多样性较好。

3.3.2 线状要素生境多样性

沁河源国家湿地公园线状要素的数量及生境多样性指数，见表4.

表4 线状要素的数量及生境多样性指数

由表4可以看出，沁河源国家湿地公园内线状要素主要由两部分组成，共4 703 m.生境多样性指数较小，为0.64；生境饱和度指数较大，为92.3%.

3.3.3 点状要素生境多样性

沁河源国家湿地公园点状要素的数量及生境多样性指数，见第37页表5.

由表5可以看出，沁河源国家湿地公园内点状要素共86个，占比较大的为解说牌和指示牌。点状要素的生境多样性指数和生境饱和度指数分别为0.86和48.2%，均较小。

表5 点状要素的数量及生境多样性指数

4 结论与讨论

调查结果表明，山西沁河源国家湿地公园乔木样方物种多样性指数平均值为0.81，灌木样方物种多样性指数平均值为1.28，草本样方物种多样性指数平均值为1.47.物种多样性指数大小整体表现为乔木样方<灌木样方<草本样方，与公园内植物实际生长情况一致。此外，人工林分内物种多样性普遍较差，自然林分物种多样性较好，与前人的研究结果相似。

沁河源国家湿地公园内面状要素共250.61 km2，生境多样性指数为1.40，生境饱和度指数为72.1%；线状要素共4 703 m，生境多样性指数为0.64，生境饱和度指数为92.3%；点状要素共 86个，生境多样性指数为0.86，生境饱和度指数为48.2%.公园内各要素生境饱和度指数差距较大，线状要素较高，面状要素次之，点状要素较低。表明当地生境优劣程度相差悬殊，与当地河岸带列植植物较好，水域面积上基本无水生植物的现状一致。