垂直梯度上植被多樣性及優(yōu)勢(shì)度變化分析.doc

垂直梯度上植被多樣性及優(yōu)勢(shì)度變化分析以天?？h朵什鄉(xiāng)茶樹溝為例摘要:通過天?？h朵什鄉(xiāng)茶樹溝自然保護(hù)區(qū)植被多樣性的調(diào)查,計(jì)算各海拔高度上植被的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度,配合各海拔高度上土壤水分的數(shù)據(jù)。運(yùn)用相關(guān)分析法，得到海拔高度、多樣性指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度和土壤水分之間的相關(guān)系數(shù)，分析物種多樣性、優(yōu)勢(shì)度及土壤水分與海拔高度之間的關(guān)系。結(jié)果表明隨著海拔的升高，氣溫降低，土壤蒸發(fā)減少，土壤水分增加，植被多樣性呈遞增的趨勢(shì)，而優(yōu)勢(shì)度則降低。關(guān)鍵字：垂直梯度；多樣性指數(shù)；優(yōu)勢(shì)度；土壤水分1區(qū)域概況 天?？h地處河西走廊東端。1020710346E、36313755N之間。本次考察地點(diǎn)是天?？h朵什鄉(xiāng)茶樹溝，主要的喬木有樺樹、青海云杉，灌木有金露梅、高山繡線菊等，草本有珠芽蓼、早熟禾等。20世紀(jì)70、80年代人們?yōu)榱双@取柴薪，大量的砍伐樺木和云杉，到80年代后期已經(jīng)砍伐殆盡，只剩下草本層,當(dāng)?shù)厝嗽诓荼緦由戏拍粒麄€(gè)生態(tài)面臨著失衡的危機(jī)，植被由原來的喬木占優(yōu)勢(shì)的種演替為草本優(yōu)勢(shì)種，在2000年以來，國家在這一地區(qū)實(shí)行了退耕還林工程，對(duì)山地植被實(shí)行了禁牧保護(hù)，在短短的8年內(nèi)，植被又恢復(fù)到了原來的狀態(tài)。 本次T-4組考察地的海拔高度在25302658m之間，其中喬木層植被主要是樺木，并且樺木在各樣方中的密度變化不大，而且比較稀疏，這樣對(duì)水分的競(jìng)爭(zhēng)不是太明顯，隨著海拔的升高土壤水分增加。2 數(shù)據(jù)與方法2.1數(shù)據(jù)來源 在海拔25302658m之間布設(shè)一樣帶，在這個(gè)樣帶上布設(shè)有6個(gè)10m10m大樣方，其中在海拔25302566m之間布設(shè)3個(gè)，在26342658m之間布設(shè)3個(gè)，在大樣方的邊界處設(shè)置50cm50cm的小樣方，將小樣方分為邊長(zhǎng)5cm的小格子。在大樣方中主要做喬木和灌木的一些指標(biāo)，在小樣方中做草本的密度、蓋度等，其中密度做兩個(gè)小樣方，在第一個(gè)小樣方中做出草本的蓋度；在樣方的周圍用35.6cm的鐵圈隨機(jī)扔出25次并記錄植物的頻度。3 研究的方法3.1相關(guān)分析法相關(guān)分析的任務(wù)，是揭示地理要素之間相互關(guān)系的密切程度。而地理要素之間相互關(guān)系密切程度的測(cè)定，主要是通過對(duì)相關(guān)系數(shù)的計(jì)算與檢驗(yàn)來完成的1。3.1.1相關(guān)系數(shù)的計(jì)算 （1） 式中表示要素與之間的相關(guān)系數(shù)；和分別表示兩個(gè)要素樣本值的平均值，即 相關(guān)系數(shù)是表示該兩要素之間的相關(guān)程度的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，它的值介于-1，1區(qū)間。0，表示正相關(guān)；0，表示負(fù)相關(guān)，即兩要素異向相關(guān)。的絕對(duì)值越接近于1，表示兩要素的關(guān)系越密切；越接近于0，表示兩要素的關(guān)系越不密切。 3.12相關(guān)系數(shù)的檢驗(yàn)當(dāng)要素之間的相關(guān)系數(shù)求出之后，還學(xué)要對(duì)所求得的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。這里的相關(guān)系數(shù)是根據(jù)要素之間的樣本值計(jì)算出來的，它隨著樣本數(shù)的多少或取樣方式的不同而不同，因此它只是要素之間的樣本相關(guān)系數(shù)，只有通過檢驗(yàn)，才能知道他的可信度。相關(guān)系數(shù)的檢驗(yàn)，是在給定的置信水平下，通過查相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)的臨界值表來完成。表1給出了相關(guān)系數(shù)真值=0（即兩要素不相關(guān)）時(shí)樣本相關(guān)系數(shù)的臨界值。3.2多樣性指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度計(jì)算公式3.2.1多樣性指數(shù) 3.2.2優(yōu)勢(shì)度多樣性的測(cè)度用香農(nóng)-威納指數(shù)(Shannon-Wiener)，其計(jì)算公式為： N為樣方內(nèi)植物的總個(gè)數(shù)，ni為第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)，SW為Shannon-Wiener多樣性指數(shù)。 優(yōu)勢(shì)度用以下公式計(jì)算： C =4 結(jié)果分析4.1 多樣性指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度的變化 利用上述模型計(jì)算出不同海拔高度上的多樣性和優(yōu)勢(shì)度的數(shù)據(jù)（表一、圖一），可以看出不同海拔上的植物的多樣性和優(yōu)勢(shì)的的變化趨勢(shì)，隨著海拔的升高，多樣性在增大，優(yōu)勢(shì)度減少，多樣性指數(shù)在4號(hào)樣方中有一峰值，4號(hào)樣方的海拔突變顯著。表一 不同海拔高度上植被多樣性和優(yōu)勢(shì)度樣方號(hào)T-4-001T-4-002T-4-003T-4-004T-4-005T-4-006海拔（m）253025502566263426492658Shannon-Wiener指數(shù)1.54821.64181.77682.02591.65162.5021優(yōu)勢(shì)度0.3881630.2060080.2219520.2261030.292540.106621從圖一中可以看出，海拔的升高使得氣溫下降，空氣濕度增加。各樣方內(nèi)樺木的密度比較少，冠幅小，光照可以直接到達(dá)草本層，因此，光照對(duì)下層草本的影響不是太大，這就決定了各樣方內(nèi)的草本所接受的光照資源差別不大，而水分對(duì)各樣方的植被多樣性有很大的影響，尤其是土壤水分的影響。4.2 土壤水分的變化 從表一和圖一中可以看出，土壤水分隨海拔的升高而增加，并且在樣方4中有一峰值，這就證實(shí)了植被多樣性在此樣方中升高的原因，從圖中還可以得到不同土層上的水分的比較，以第6樣方為例，010cm上的土層水分最大，其次是4050cm，1020cm、3040cm、2030cm的土壤水分依次減少。表二 不同樣方中土壤含水量樣方水分分層T-4-001T-4-002T-4-003T-4-004T-4-005T-4-0060100.183810.125040.131330.306510.234110.2928910200.173530.117310.122510.316820.200360.2406720300.158280.107750.132780.293660.204880.2196230400.147410.092850.157850.269740.188890.2261340500.119390.106680.123520.313740.215540.253015 結(jié)論與討論海拔高度、植被多樣性、優(yōu)勢(shì)度、土壤水分變化隨著海拔的升高，氣溫下降，濕度增大，土壤水分逐漸提高，優(yōu)勢(shì)種表現(xiàn)的不是很突出，多樣性較高。海拔高處土壤水分較高，各