万家寨引黄工程沿线植物群落优势种群分布格局研究.doc

刘瑞芳等：万家寨引黄工程沿线植物群落优势种群分布格局研究 1239万家寨引黄工程沿线植物群落优势种群分布格局研究刘瑞芳1，张 峰2*1. 平顶山工学院生物工程系，河南 平顶山 467044；2. 山西大学生命科学与技术学院，山西 太原 030006摘要：应用扩散系数、聚集指数、平均拥挤度、green指数、聚集强度和负二项分布的2拟合检验等方法，研究了山西万家寨引黄工程优势种群的分布格局，并阐述了各指数间的关系。结果表明：绝大多数自然种群都服从聚集分布，而沙棘、苔草和蒲公英呈随机分布。这主要与物种本身的生态和生物学特性有关，也与物种间的竞争排斥作用有关。在判定物种分布格局的5种方法中，以方差/均值比率和负二项分布的检验联合运用效果较好，不仅生态学意义明显，而且结果具有严格的统计学意义。关键词：万家寨引黄工程；植物优势种群；分布格局；山西中图分类号：q948.15 文献标识码：a 文章编号：1672-2175（2007）04-1235-03山西万家寨引黄工程是一项大型的跨流域引水项目，对于缓解太原、大同两市水资源紧缺局面，具有决定作用。在引黄工程沿线优势种群的区系分析、生物多样性等研究的基础上1-4，用扩散系数、聚集指数、平均拥挤度、green指数、聚集强度和负二项分布的2拟合检验等方法研究了山西万家寨引黄工程第一期工程沿线优势种群的分布格局，揭示各优势种群分布格局的形成规律，探索各优势种群之间的内在联系，为其生物保护提供理论依据。1 工程概况及生态地理环境引黄工程第一期工程由总干线、南干线和连接段3部分组成。总干线自山西省偏关县万家寨水利枢纽工程至偏关县下土寨，长44.35 km；南干线自下土寨经神池、平鲁至宁武头马营，长102.08 km；连接段自宁武县头马营至太原市尖草坪区呼延水厂，长138.6 km；整个工程全长285.03 km。工程性质主要包括隧洞工程、埋涵工程、渡槽工程及泵站、水厂土建工程等，按照设计能力向太原市供水 6.4108 m3/a。本文所论及的调查样区和引黄工程沿线是指引黄工程第一期工程沿线左右各1 km的范围，即从万家寨水利枢纽至呼延水厂的长285.03 km，宽2 km区域 2。万家寨水利枢纽至6#洞口(神池县温岭隧洞)为典型的黄土丘陵沟壑区，海拔高度10001300 m。南干线6# 隧洞南出口至头马营7# 隧洞属于低中山山地地貌，海拔高度11001500 m。头马营7# 隧洞至太原市尖草坪区呼延水厂的连接段多属于汾河河谷地貌，生境类型主要由河漫滩和一级阶地组成，海拔高度8001100 m。呼延水厂属于黄土丘陵地带。本区属于大陆性季风气候，年降水量较少。生态环境特点：(1)降水偏少，分布不均，水资源匮乏；(2)水土流失严重；(3)植被覆盖率较低和(4)生物多样性贫乏。由于人类的反复干扰，地带性的植被类型落叶阔叶林已不复存在，最明显的特征是不仅没有天然森林群落的存在，而且人工林类型、分布范围和面积都极少。植被类型主要有油松(pinus tabulaeformis)林、小叶杨(populus simonii) 林、沙棘(hippophae rhamnoides）灌丛、酸枣(zizphus jujube var.spinisa)灌丛、柠条锦鸡儿(caragana korshinskii) 灌丛、白羊草(bothrichloa ischaemum)草丛、百里香(thymus mongolica)草原等2-3。2 研究方法2.1 野外调查方法采用样方法进行野外调查，从1998年5月到2000年12月根据引黄工程的特点和不同的生态环境特征，主要选取了水泉河、下土寨、木爪沟、温岭、头马营、上石家庄、镇城底、呼延水厂等8个样地。灌丛群落样方每个面积4 m4 m，在每个灌丛样方内取1个1 m1 m的草本层样方，共取灌丛样方41个。草本群落样方每个面积1 m1 m，共取样30个。共取灌丛和草本群落样方71个。样方海拔7501380m。调查记录内容主要包括：(1)群落总盖度、灌木层的盖度、草本层盖度、每个种的多度和高度；(2)样方的海拔高度、坡度、坡向、枯枝落叶层厚度、人类活动干扰情况以及土壤类型等环境因子。灌木重要值和草本重要值分别用下式计算：灌木重要值=(相对盖度+相对高度)/2 （1）草本重要值=相对盖度 （2）2.2 分析方法本文采用扩散系数(di)、聚集指数(ci)、平均拥挤度(m*)、green指数(gi)、二项分布的聚集强度（k）、负二项分布的2检验等方法，研究优势种的分布格局。具体研究方法见文献5-9，不再赘述。3 研究结果应用扩散系数、聚集指数、平均拥挤度、green指数、聚集强度及负二项分布的2拟合检验等方法测定引黄工程沿线优势种群分布格局的结果(表1)。4 讨论4.1 各种测定方法之间的关系表1 引黄工程沿线优势种群分布格局的测定结果table 1 the pattern of dominant populations alongside wanjiazhai yellow river diversion project, shanxi种名个体总数扩散系数(di)聚集指数(ci)平均拥挤度(m*)green指数(gi)聚集强度(k)负二项分布的2检验分布格局类型沙棘hippophea rhamnoides68335.544334.544646.96250.05070.0596p0.05聚集酸枣ziziphus jujuba var.spinisa13640.513939.513941.98660.29270.0147p0.05聚集野艾蒿artemisa lavandulaefolia4116.307115.307116.05260.38270.0383p0.05聚集针茅stipa capillata31246.839245.839251.51190.14740.0525p0.05聚集中华隐子草cleistagenes chinensis13519.371718.371720.82630.13710.0682p0.05聚集苔草carex dispalata31730.092729.092734.85630.09210.0587p0.05聚集铁杆蒿artemisia gmelinii84440.811339.811355.15670.04230.1175p0.05聚集艾蒿artemisia argyi32450.791849.791855.68280.15420.0519p0.05聚集角蒿incarvillea sinensis24637.261736.261740.73440.14800.0750p0.05聚集冰草agropyron cristatum12824.158923.158925.48610.18230.0381p0.05聚集鹅观草roegneria kamoji49753.622752.622761.65910.10610.0776p0.05聚集百里香thymus mongolicus393538.5147537.5147544.66020.13480.0754p0.05聚集棘豆oxytropis ochrocephala10022.490721.490723.30890.21710.0668p0.05聚集蒲公英taraxacum mongolicum273.76272.762693.25360.10630.1045p0.05聚集本氏木兰indigofera bungeana417.81126.81127.55670.17030.0608p0.05聚集在分布格局研究中，频数分布的方法由于简单易行，且有相应的计算机软件，因此应用最为广泛5-9。在频数分布中，许多是由扩散系数衍生而成的，如聚集指数、平均拥挤度、green指数等，可以预言，他们在本质上是相同的或具有较大的相似性。根据张峰等的研究结果可知，扩散系数（di）、聚集指数(ci)和平均拥挤度（m*）之间的相关系数几乎等于（p0.01）8，这意味着他们表征相同的生态学意义。由于di计算简单，且可进行偏离poisson分布的显著性检验，因此，可用di完全代替ci和m*。类似地，可以用ci代替gi和pai8。上述各种指数的共同特征是，能够确定种群分布格局偏离随机分布的程度，但究竟种群分布格局是服从随机分布，还是服从负二项分布，还缺乏严格的统计学意义。因此，在di确定偏离随机分布的基础上，进一步应用负二项分布的2拟合检验，可准确判定他的分布格局类型，比仅用di来判定物种的分布格局6,8要严密得多，从而使分布格局的测定结果更加可靠。聚集强度（k）是负二项分布的重要参数，在种群总体数量因随机死亡而减少时，k保持不变7，因此，用k作为度量聚集程度的指数是适宜的。此外，k与其它指数呈负相关，他们表征相反的生态学意义10。4.2 引黄工程沿线优势种群分布格局种群分布格局是物种与环境长期以来相互适应、相互作用的结果，他不仅与物种的生态生物学特性和种内、种间的竞争排斥有关3，而且与物种的生境（包括土壤、地形、地貌等）有密切的联系。大量研究表明，绝大多数自然种群都服从聚集分布，而不服从随机分布8。这是因为：(1)在自然环境下，生境的异质性导致适应特定生境的物种呈斑块状聚集；(2)种子散布特性所致，许多物种种子都不会借助风力传播，而会在重力作用下自然下落于母株周围，种子萌生后形成围绕母株的幼苗群；(3)种内竞争11。只有环境资源分布均匀，种群内个体间没有彼此吸引或排斥的情况下，才易产生随机分布。沙棘、苔草种群和蒲公英种群表现出了与其他种群不同的特点，呈随机分布（表1）。主要原因是由于工程的影响，加上人类活动比较频繁，使这些种群长期遭到较为严重的人为干扰；另外，由于它们对生境要求不高，其特殊的生态生物学特性使得它们呈现随机分布。如苔草为多年生草本植物，根状茎粗壮，具匍匐枝，秆粗壮，小坚果椭圆形，长约2 mm，易于随风飘散，四处传播；蒲公英的廋果，有白色羽毛，是典型靠风传播的；因此他们的种子萌发后，形成的苔草种群和蒲公英种群就呈随机分布。沙棘是黄土高原地区分布最广，数量最多的灌木之一，自然分布于丘陵沟壑区的阴坡、半阴坡、河谷两侧以及河漫滩等地带。但是在引黄工程沿线，由于工程的影响，致使沙棘种群呈随机分布。 野艾蒿、铁杆蒿、艾蒿等是多年生植物，刘志民等研究表明，一些蒿属植物具有繁殖体分泌粘液，从而增加自身重量的降低位移的传播机制，种子落于母株周围11，因此，容易形成了聚集分布的格局。棘豆、针茅、本氏针茅、中华隐子草、冰草、百里香、本氏木兰、三裂绣线菊、酸枣等多生于荒山、荒地、丘陵、路旁，生长于向阳或干燥处，耐干旱，生态习性比较接近，都服从集聚分布。早熟禾、鹅观草多生山坡、路旁或阴湿处，生态习性较为一致，也服从集聚分布。参考文献：1 王桂花, 张峰, 上官铁梁山西万家寨引黄工程沿线生物多样性及其保护j. 重庆环境科学, 2003, 25(12): 102-103.wang guihua, zhang feng, shangguan tieliang. the biodiversity and protection alongside wanjiazhai yellow river diversion project j. chongqing environmental science, 2003, 25(12): 102-103.2 张峰,郭东龙.山西万家寨引黄工程沿线生态环境特征及其保护j. 农村生态环境,2000,1(1):26-29.zhang feng, guo donglong. characteristics and protection of the eco-environment alongside the wanjiazhai yellow river diversion project j. rural eco-environment, 2000, 1(1): 26-29.3 刘丽艳, 张峰, 张婉荣. 山西万家寨引黄工程沿线种子植物区系分析j. 植物研究, 2004, 24(1): 65-70.liu liyan, zhang feng, zhang wanrong. analysis on the flora of seed plants alongside wanjiazhai yellow river diversion project, shanxi j. bulleting of botanical research, 2004, 24(1): 65-70.4 韩书权, 郭东龙, 张峰. 山西万家寨引黄工程对野生动物的影响及保护对策j. 山西大学学报:自然科学版, 2001, 24(3): 275-278.han shuquan, guo donglong zhang feng. the effect of wanjiazhai yellow river diversion project on alongside wildlife and its protection strategiesj. journal of shanxi university: natural science edition, 2001, 24(3): 275-278.5 taylor l r. assessing and interpreting the spatial distributions of insect populations j. annual review entomology, 1984, 29: 321-357.6 郑元润. 各种方法在研究种群分布格局中的应用j. 植物生态学报, 1997, 21: 480-484.zheng yuanyun. the applicability of various methods in analysis of picea mongolica population spatial distribution patternj. acta phytoecologica sinica, 1997, 21: 480-484.7 丁岩钦. 昆虫数学生态学m. 北京: 科学出版社, 1994: 25-27.ding yanqin. insect mathematical ecologym. beijing: science press, 1994: 25-27.8 张峰, 上官铁梁. 山西翅果油树群落优势种群分布格局研究j植物生态学报, 2000, 5: 590-594.zhang feng, shangguan tieliang, population patterns of dominant species in elaeagnus mallis communities,shanxij. acta phytoecologica sinica, 2000, 5: 590-594.9 王峥嵘, 安树青, 朱学雷, 等. 热带雨林乔木种群分布格局研究及其研究方法的对比j. 应用生态学报, 1998, 9: 575-580.wang zhengrong, an shuqing,zhu xuelei, et al. distribution pattern of tree populations in tropical forest and comparison of its study methodsj. chinese journal of applied ecology, 2000, 5: 590-594.10 谢佳彦, 邓志平. 杭州五云山米槠种群幼苗大小结构及空间分布格局研究j. 生态学杂志, 2003, 22(5): 35-39.xie jiayan, deng zhiping. spatial pattern and size structure of castanopsis castanopsis population in wuyun mountainj. chinese journal of ecology, 2003, 22(5): 35-39.11 刘志民, 李雪华, 李荣平, 等. 科尔沁沙地70种植物繁殖体形状比较研究j. 草业学报, 2003, 12(5): 55-61.liu zhimin, li xuehua, li rongping, et al. a comparative study on diaspore shape of 70 species found in the sandy land of horqinj. acta prataculturae sinica, 2003, 12(5): 55-61.population patterns of dominants of plant communities alongside wanjiazhai yellow river diversion project，shanxiliu ruifang1，zhang feng21. department of biological engineering, pingdingshan college of technology, pingdingshan 467044,china；2. school of life science and technology, shanxi university, taiyuan 030006, chinaabstract: the patterns of dominant species alongside wanjiazhai yellow river diversion project in shanxi were studied by using dispersal index, clump intensity, mean crowding, greens index, intensity index and 2 test for goodness-of-fit to negative binomial distributionthe results indicated that most of the species were clumped while hippophea rhamnoides, carex dispalata and taraxacum mongolicum showed random distributionmoreover, the patterns not only were closely related to the ecological and biological characteristics of each species, but also relationships of competitive exclusion among themamong 6 methods used to measure the pattern, the application of variance/mean ratio together with the 2 test for goodness-of-fit to negative binomial distribution were deemed the best as their ecological meaning is explicitfurthermore, their results have more obvious statistical significance. key words: wanjiazhai yellow river diversion project; plant dominant populations; pattern; shanxi 我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情