（生态学专业论文）万家寨引黄工程沿线植被数量生态学研究.pdf

摘要 万家寨引黄入晋工程( 以下简称引黄工程) 是一项大型的跨流域引水 项目，是从根本上解决山西水资源紧缺、推动山西能源重化工基地全面 发展、振兴山西经济的国家重点工程。该工程位于山西省西北部，由万 家寨水利枢纽、总干线、南干线、联接段和北干线五大部分组成。 本文以引黄工程第一期工程沿线植被为研究对象，运用不同的数量 分析方法对该区域植物群落类型、结构、生态特征，以及群落物种多样 性与群落类型、生境、群落结构之间的关系进行了研究，并且对该区域 植被的生态恢复和重建进行了初步的探讨。 首先，在研究该区域植被的生态关系时，结合d c a 排序比较了组平 均法和t w i n s p a n 两种分类方法，最后采用组平均聚类分析的结果，将 该地植被类型分为1 2 个群落类型。d c a 排序结果表明：沿d c a 排序轴 的对角线，从左下角到右上角，海拔呈上升趋势。 其次，采用丰富度指数、综合多样性指数和均匀度指数1 2 个多样性 指数研究分析了该区域植物群落的物种多样性，并且对这1 2 个指数做了 进一步的比较。结果表明：1 ) s h a n n o n w i e n e r 多样性指数、h i l l 多样性 指数与三个丰富度指数具有相似的变化规律，与五个均匀度指数变化稍 有差异，s i m p s o n 指数则与其他指数呈相反的变化趋势；2 ) 通过对各个 指数的相关分析，认为在测度该区域物种多样性时，选用届、_ 和 日就可以描述群落的多样性特征。3 ) 群落的物种多样性与海拔梯度相关。 各多样性指数中，p a t r i c 丰富度指数与海拔正相关，h i l l 指数、s i m p s o n 指数和s h a n n o n w i e n e r 指数与海拔都相关极显著，4 ) 通过方差分析和 多重比较结果可以看出：大部分群落之间存在显著差异。同时也可以看 出，有些落问差异不显著，这说明群落间既存在着差异性，也存在着连 续性。 在对引黄沿线植被生态关系数量分析的基础上，分析了引黄工程前 后生态环境特征的变化，提出了该区域植被生态恢复和重建的对策。 关键词：万家寨引黄工程；分类与排序；物种多样性；生态恢复与重建 s h a n x iw a n j i a z h a iy e l l o wr i v e rd i v e r s i o np r o j e c t ( y r d p ) i sal a r g e i n t e r - b a s i nw a t e rt r a n s f e rp r o j e c ti nc h i n ar u n n i n gt h r o u g ht h eh a i h er i v e r a n dy e l l o wr i v e rw a t e r s h e d sa n dc o v e r i n gat o t a l l e n g t ho f2 8 5 k mf r o m w a n j i a z h a iw a t e rc o n s e r v a n c yp i v o tp r o j e c ti np i a n g u a nt oh u y a n w a t e r p r o c e s s i n gc e n t e ri nt a i y u a n ，w h i c hi san a t i o n a lk e yp r o j e c tt h a tw i l lm a k e u p t h ew a t e r s h o r t a g e i ns h a n x i p r o v i n c e ，s t i m u l a t e t h ea l l - r o u n d d e v e l o p m e n to ft h ee n e r g y , h e a v ya n dc h e m i c a li n d u s t r i e sa n dd e v e l o pt h e e c o n o m yh e r e i ti sl o c a t e di nt h en o r t h w e s tp a r to fs h a n x ip r o v i n c ea n d c o m p r i s e sf i v ec o m p o n e n t s ，n a m e l yw a n j i a z h a id a m ，g e n e r a lm a i n ( g m ) ， s o u t hm a i n ( s m ) ，c o n n e c t i n gw o r k s ( c w ) a n dn o r t hm a i n b a s e do nt h ev e g e t a t i o na l o n g s i d ey r d p , t h ev e g e t a t i o nc o m m u n i t y t y p e s ，c o m m u n i t ys t r u c t u r e ，e c o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ，a n dr e l a t i o n s h i p s b e t w e e nc o m m u n i t y s p e c i e sd i v e r s i t y a n d c o m m u n i t yt y p e s ，h a b i t a t s ， c o m m u n i t ys t r u c t u r ew e r ea n a l y z e db yu s i n gd i f f e r e n tq u a n t i t a t i v em e t h o d s f u r t h e r m o r e ，t h ep r o b l e mo fe c o l o g i c a lr e s t o r a t i o na n dr e e s t a b l i s h m e n th e r e w e r es t u d i e d f i r s t l y , t w ok i n d so fc l a s s i f i c a t i o nm e t h o d s ，g r o u pa v e r a g ec l u s t e r i n g a n a l y s i s a n dt w i n s p a n ，w e r ec o m p a r e dw h i l e v e g e t a t i o ne c o l o g i c a l r e l a t i o n s h i p si nt h er e g i o nb e i n ga n a l y z e d ，t h ev e g e t a t i o nw e r ed i v i d e di n t o 1 2c o m m u n i t yt y p e sb yg r o u pa v e r a g ec l u s t e r i n ga n a l y s i s a n dt h er e s u l to f c l a s s i f i c a t i o nw a sp r o v e dr e a s o n a b l yb yu s i n gd c ao r d i n a t i o n t h er e s u l to f d c ao r d i n a t i o ns h o w e dt h a td i f f e r e n t p l a n t c o m m u n i t i e sa n dt h e i r d i s t r i b u t i n g a r e av a r i e dw i t ht h ee n v i r o n m e n t a lc h a n g ei nt h eo r d i n a t i o n g r a p hw h e r ea l t i t u d eh a da ni n c r e a s i n gt r e n da l o n gt h ed i a g o n a la x i so fd c a f r o ml e f tt or i g h t t h es p e c i e sd i v e r s i t yo fv e g e t a t i o na l o n g s i d ey r d p , s h a n x iw a ss t u d i e d b yu s i n gr i c h n e s si n d i c e s ，s p e c i e sd i v e r s i t yi n d i c e sa n de v e n n e s si n d i c e s ， r e s p e c t i v e l y t h ed i f f e r e n ts i g n i f i c a n ta n dc o r r e l a t i o na m o n gt h e s ei n d i c e sf o r a l lc o m m u n i t i e sw e r es t u d i e db ya n a l y s i so fv a r i a l i c e c o r r e l a t i o nc o e m c i e n t s i i a n dd u n c a nm u l t i p l er a n g et e s t ，r e s p e c t i v e l y t h er e s u l t si n d i c a t e d t h a t ： f i r s t l y , t h ec u r v et r e n d so f h i l li n d e xa n ds h a n n o n w i e n e ri n d e xw e r es i m i l a r t or i c h n e s si n d i c e s ，a n dh a dal i t t l ed i f f e r e n c ew h e n c o m p a r e dw i t he v e n n e s s i n d i c e s ，h o w e v e r , s i m p s o ni n d e xw a so p p o s i t et ot h eo t h e r s ；s e c o n d l y , r o ，口， 丑a n de 4w e r eb e t t e rt h a nt h eo t h e r sw h e ns p e c i e sd i v e r s i t yw e r em e a s u r e d h e r e ，w h i c hc a nd e s c r i b et h e d i v e r s i t yc h a r a c t e r i s t i c s o fc o m m u n i t i e s p r o p e r l y ；t h i r d l y , s p e c i e sd i v e r s i t yw e r er e l a t e dw i t he l e v a t i o ng r a d i e n t ，t h e c o r r e l a t i o nb e t w e e nt h e s e i n d i c e s ，s u c ha ss i m p s o ni n d e x ，h i l li n d e x ， s h a n n o n w i e n e ri n d e xa n dt h ea l t i t u d ew e r ev e r ys i g n i f i c a n t f i n a l l y , t h e s i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sa m o n gm o s to fc o m m u n i t i e sw e r ee x i s t e dw h i l et h e d i f f e r e n c e so fs o m ec o m m u n i t i e sw e r en o ts i g n i f i c a n t ，w h i c hp r o v e dm e r e w e r ed i f f e r e n c e sa n dc o n t i n u i t ya m o n gc o m m u n i t i e s f i n a l l y ，b a s e do nt h er e s u l t so fq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sm e n t i o n e da b o v e ，t h e c h a n g e so fc h a r a c t e r i s t i c so fe c o l o g i c a le n v i r o n m e n tw e r ea n a l y z e d ，t h e s c i e n t i f i c s t r a t e g i e s f o rr e s t o r a t i o na n dr e e s t a b l i s h e do ft h e d e g r a d e d e n v i r o n m e n tw e r ep u tf o r w a r di nd e t a i l k e yw o r d s ：w a n j i a z h a iy e l l o wr i v e rd i v e r s i o np r o j e c t ；c l a s s i f i c a t i o na n d o r d i n a t i o n ；s p e c i e sd i v e r s i t y ；e c o l o g i c a lr e s t o r a t i o na n dr e e s t a b l i s h m e n t i i 第章引论 第一章引论 研究目的和意义 山西省水资源严重匮乏，水资源指数在全国排倒数第二，人均占水量只有4 3 8m ， 相当于全国人均水平的1 7 ，世界人均水平的4 【】。这样贫乏的水资源，加上十年 九旱的气候条件，人均实际拥有水量远远低于统计数字。随着工农业的发展，人民 生活水平的提高，缺水的问题将会更加尖锐。不仅会制约山西经济的发展，而且会 影响人们生活水平的进一步提高。 万家寨引黄入晋工程( 以下简称引黄工程) 是一项大型的跨流域引水项目，是从 根本上解决山西水资源紧缺、推动山西能源重化工基地全面发展、振兴山西经济发 展的国家重点工程。然而，该工程的实施必然会对沿线的生态环境造成一定影响。 本文对引黄工程总干线、南干线、联接段沿线植被进行了数量生态学研究，分析了 该区域植被群落之间、以及群落与环境之间的生态关系。一方面可以为该区域生态 环境的保护和治理提供科学依据，另一方面可以给其它工程项目的实施提供参考。 t r 耵黄工程及沿缓雨冒蒸砸理概况一 万家寨引黄入晋工程位于山西省西北部，由万家寨水利枢纽、总干线、南干线、 联接段和北干线五大部分组成，线路全长3 1 4 5 k m ，其中隧洞1 9 2 k r n 。枢纽工程是在 偏关县万家寨村黄河上建一座高9 0 m 、长4 3 8 m 的砼重力坝，总库容8 9 6 x 1 0 8 m 3 。坝 后建一座调峰电站，总装机容量1 0 8 1 0 6 k w ，年发电量2 7 5 x 1 0 。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4 4 3 5 k m ，年引水总量1 2 x 1 0 8 m 。 南干线由下土寨往南，过偏关河，穿越管涔山，到宁武县头马营入汾河，全长 1 0 2 0 8 k m 。联接段自宁武县头马营至太原市失草坪区呼延水厂，长1 3 8 6 k m 。工程性 质主要包括隧洞工程、埋函工程、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 4 x 1 0 8 i n 3 ，a 。引黄一期工程( 包括万家寨水利枢纽、总干线、南干 线和联接段) 于2 0 0 2 年1 0 月1 8 日全线试通水。 从地形地貌特征来看，引黄工程区自万家寨水利枢纽至64 隧洞( 神池县温岭隧 洞) 为典型的黄土丘陵沟壑区，海拔高度10 0 0 m 13 0 0 m ；南干线6 “隧洞南出口至头 马营7 4 隧洞属于低中山山地地貌，海拔高度11 0 0 m l5 0 0 m ；3 妈n t n n n x n n 尖草坪区呼延水厂的联接段多属于汾河河谷地貌，其生境类型主要由河漫滩和一级 阶地组成，海拔高度8 0 0 m 11 0 0 m ；呼延水厂属于黄土丘陵地带。按照山西省综合自 万家案引黄工程沿线植被数量生态学研究 然区划的结果，引黄工程沿线从万家寨水利枢纽至南干线6 “隧洞( 神池温岭隧洞) 以北 属于暖温带半干旱森林草原与干草原灰褐土地带，从南干线6 0 隧洞以南至太原市尖 草坪区呼延水厂属于暖温带半湿润落叶阔叶林地带与森林草原褐土地带口埘。 该区域属于大陆性季风气候，年降水量较少，主要集中于夏季，且分布极其不均 匀。生态环境特点：( 】) 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；( 4 ) 生物多样性贫乏1 4 j 。 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 l k m 的范围，即从万家寨水利枢纽至呼延水厂( 包括总干线、南干线、联接段) 长 2 8 5 0 3 k m ，宽2 k m 区域。 工程沿线区发现种子植物共有1 0 0 8 种4 1 9 属9 8 科，其中裸子植物9 种5 属3 科，被子 植物9 9 9 k 申4 1 4 属9 5 科。草本植物中，较大的科有菊科( 4 9 ：1 2 5 ( 属：种，下同) ) 、禾本 科( 4 5 ：1 0 7 ) 、豆科( 1 9 ：6 5 ) 、蔷薇科( 1 9 ：7 0 ) 、唇形科( 1 7 ：4 1 ) 等。较大的属有蒿 ( a r t e m i s a ) 、委陵菜( p o t e n t i t t a ) 、黄芪臼s t r a g a l u s ) 、棘豆( o 叼卉掣妇) 、早熟禾( p o a ) 、 针茅( s t i p a ) 等。木本植物中，重要的有油松( _ 尸加wt a b u l a e f o r m i s ) 、小叶杨( p o p u l u s s i m o n i i ) 、旱柳( 溉m a t s u d a n a ) 、柠条锦鸡) l ( c a r a g a n ak o r s h i n s k i i ) 、虎榛子( o s t r y o p s i s d a v i d i a n a ) 、三裂绣线菊( s p i r a e at r i l o b a t a ) 、黄刺玫僻o s ax a n t h i n a ) 、荆条( v i t e xn e g u n d o v a t h e t e r o p h y l l a ) 、酸枣( z i z i p h u s j u j u b a ) 、百里香( t h y m u ss e r p y l l u m ) 等。草本植物中常 见的有数种针茅( s t i p as p p ) 、早熟禾( p o aa n n u a ) 和各种蒿0 r t e m i s i as p p ) 等。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1 4 。 1 3 研究进展 1 3 1 引黄工程沿线植被生态的研究进展 自引黄工程实施以来，有关引黄工程的论文发表了很多，但大多是关于工程技 术方面的，对引黄工程沿线植被的研究很少，且大都集中于对植被的描述和保护方 面 4 - 6 。应用植被数量分析方法探讨引黄工程沿线植物群落之间、以及群落与环境之 间的生态关系的文章尚未见报道。 1 ，3 2 植被数量生态学研究进展 1 3 2 1 数量分类和排序的研究进展 排序是植被数量分析的重要手段。早在2 0 世纪3 0 年代，前苏联学者r a m e n s k y 就 提出了排序的概念，并发展了一种简单的排序方法。到了5 0 年代，许多学者认识到 2 第一章引论 排序可以揭示植被的连续性，排序方法由此开始研究进而得以发展。5 0 年代后期， 排序概念在研究群落之间、群落内部各成员之间、群落与其环境之间复杂关系的应 用日趋完善，并涌现出多种排序方法：如加权平均排序( w e i g h t e da v e r a g e ) 、极点排 序( p o l a ro r d i n a t i o n ) 、梯度分析( g r a d i e n ta n a l y s i s ) 、主分量分析( p r i n c i p l ec o m p o n e n t a n a l y s i s ，p c a ) 、主坐标分析( p r i n c i p l ec o o r d i n a t e sa n a l y s i s ，p c o a ) ，对应分析( c o t - r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，c a ) 或相互平均法( r e c i p r o c a la v e r a g i n g ，r a ) 等。这些排序方 法被广泛应用于植被研究中。其中，c a r a 由于可以提供较客观的分析结果，成为 7 0 年代后期和8 0 年代初期最常用的方法之一。为了克服r a 弓形效应这个缺点，h i l l 和g a u c h ( 19 8 0 ) 提出了除趋势对应分析( d e t r e n d e dc o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，c c a ) ， 该方法提高了排序的精度，是现代植被生态学研究不可缺少的数量手段。此后，又 有典范对应分析( c a n o n i c a lc o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，c c a ) 、除趋势典范对应分析 ( d e t r e n d e dc a n o n i c a lc o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，d c c a ) 、模糊数学排序( f u z z ys e t o r d i n a t i o n , f s o ) 等相继出现并应用。由于排序可以很好地反映植被与环境的关系， 所以它可以很好地应用于植被与气候、土壤等环境因子之间的生态关系分析。可以 预期，排序在将来仍是非常重要的、具有很大发展潜力的生态学技术【7 “。 植被数量分类是植被分类的分支学科，它是用数学方法来完成分类过程的，且 与排序不同，是由己相当发展的传统分类为基础发展起来的。在过去的三十多年中， 数量分类和排序一样，涌现出了大量的方法。单元等级分划法是数量分类发展早期 的一类方法，包括关联分析( a s s o c i a t i o na n a l y s i s ) 、组分析( g r o u pa n a l y s i s ) 和信 息分析法( i n f o r m a t i o na n a l y s i s ) 。这类方法在2 0 世纪6 0 年代和7 0 年代曾被广泛的应 用，至今仍有人使用。多元等级分划法结果优于单元分划法，有平方和减量法 ( d e c r e m e n t a ls u mo f s q u a r e s ) ，双向指示种分析( t w o w a yi n d i c a t o rs p e c i e s a n a l y s i s ， t w l n s p a n ) ，排序轴分类法( o r d i n a t i o na x e sc l u s t e r i n g ) 。其中，t w i n s p a n 是8 0 年代使用最多的方法，也是当今最重要的分类方法。等级聚合方法是多元分析方法， 在6 0 年代后期n 8 0 年代初在研究中占有重要位置，现在仍有一些学者使用。如最近 邻体法、最远邻体法、中值法、形心法、组平均法、可变聚合法、平方和增量法、 信息聚合法等，其中组平均法的结果较令人满意，受到较多学者的喜爱【7 】。近年来， 各种数量分析方法在不断地完善，除了使用国际上常用的分类方法，如t w i n s p a n ， 多元聚合等方法以外，我国学者也发展了一些新方法，如典型指示种分类法、排序 轴分类法、群落排表法、逐步聚类法、有序样方法聚类、模糊数学分类等【7 , 1 3 - 2 2 。 1 3 2 2 物种多样性的研究进展 万家寨引黄工程沿线植被数量生态学研究 物种多样性是生物多样性3 个研究层次( 遗传多样性、物种多样性和生态系统多 样性) 中最重要的一个环节。 。在物种多样性研究中，w h i t t a k e r ( 1 9 7 2 ) 提出了以下三种多样性，即a 一多样性、b 一 多样性、y 一多样性【7 】。其中，d 一多样性在生态调查过程中应用较广，主要包括物种丰 富度、物种多样性指数、物种均匀度和物种相对多度分布模型口。物种丰富度主要 是测定一定空间范围内的物种数目。目前，这种方法仍被多数的生态学家使用。广 泛使用的有p a t t i e 指数、m a g a l e f 指数( 1 9 5 8 ) 、m e n h i n i c k 指数( 1 9 6 4 ) j 。物种多样 性指数是把丰富度和均匀度结合起来的一个统计量，最为常用的是s i m p s o n 指数、 s h a n n o n w i e n e r 指数、种间相遇机率( p r o b a b i l i t yo f i n t e r s p e c i f i ce n c o u n t e r ) 2 4 - 2 6 1 。均 匀度指数是测度群落中不同物种的多度( 生物量、盖度或其他指标) 分布的均匀程度。 目前常用的主要是p i e l o u 均匀度指数( 以s i m p s o n 指数和s h a n n o n ，w i e n e r 指数为基础) ， a l a t a l o 均匀度指数，另外还有s h e l d o n 均匀度指数、h i e p 均匀度指数、h u f l b e r t 均匀度 指数等m 0 1 。物种的相对多度是指物种对群落总多度的贡献大小。物种相对多度模 型是物种多样性指数应用的基础，其中模型效果较好且为大多数学者采用的有几何 级数分布、对数级数分布、对数正态分布和分割线段模型( b r o k e ns t i c km o d e l ) 1 2 2 】。 1 3 3 生态恢复与重建研究进展 1 3 3 1 国际生态恢复和重建研究进展 人口的剧增、工业化的发展、以及人类对自然资源不合理的利用和开发，给自 然环境造成了很大的压力，导致了生态环境的退化，直接或间接地影响到了人类的 生存与发展。如何减缓和防止自然生态系统的退化、恢复和重建已经受损的生态系 统的研究越来越受到国际社会的普遍关注和重视。生态恢复最早源于美国威斯康星 州，1 9 3 5 年，l e o p o l d 及其助手一起在麦迪逊边缘一块2 4 h m 2 的废弃农场上着手进行牧 草恢复，如今这块草地已成为威斯康星大学具有美学和生态学双重意义的植物园【3 l 】。 此后，欧洲、北美针对各自面临的环境问题，进行了生态恢复的实践探索，取得了一定 的效果。2 0 世纪7 0 年代，生态恢复研究取得了较大的进步，其中对温带陆地、淡水生 态系统的退化与恢复关注较多【 。8 0 年代以来，随着生态环境的日益恶化，大量环 境问题的涌出，人们开始了大量的生态恢复和重建试验，并取得了一定的成绩。1 9 8 5 年a b e r 和j o r d a n 正式出版了恢复生态学一书，首次提出了“恢复生态学”这一科 学术语，标志着生态恢复作为一门学科产生了。在这之后，生态恢复受到各个领域 学者的关注与参与，取得了很大发展，涌现出大量的有关文献和专著【3 ”“。研究对 象也呈多元化，包括森林、草地、灌丛、水体等生态系统的生态退化与自然恢复， 第一章引论 还有诸如一些重大工程对环境的影响及生态恢复，如埃及阿斯旺大坝周围环境的生 态恢复与重建( 3 2 35 1 。这一时期以来，生态恢复的研究在理论和实践方面都取得了很 大的进展。 1 3 3 _ 2 国内生态恢复与重建研究进展 我国退化生态系统的恢复和重建的实践开展得较早。2 0 世纪5 0 年代，我国就开 始了退化环境的定位观测试验和综合整治工作，其后有关工作相继展开。举世瞩目的 中国十大防护林工程早在7 0 年代就开始了，如今仍在继续进行。2 0 世纪8 0 年代以来， 特别是近些年，生态退化、环境污染等问题日趋恶化，严重制约了我国经济的可持续 性发展，已经引起了有关政府部门和学者的关注和重视。在“七五”、“八五”期 间，国家有关部门开展了“生态环境综合整治与恢复技术研究”、“亚热带退化生 态系统的恢复研究”和“内蒙古典型草原草地退化原因、过程、防治途径及优化模 式”等课题的研究。此外，我国还先后实施了长江中上游地区( 包括岷江上游) 防护林 建设工程，水土流失治理工程，农牧交错区、丘陵山地和湿地等生态脆弱地区退化生 态环境恢复与重建工程，等等。这些生态建设实践与工程，为生态恢复和环境治理积 累了宝贵的经验。此外，我国科学家在生态系统退化的原因、程度、机理、诊断以及 退化生态系统恢复与重建的机理、模式、方法和技术方面也做了大量的研究，完善和 提高了生态恢复理论，提出了一些具有指导意义的应用基础理论，进行了典型区域生 态恢复实验，取得了显著的生态效益、社会效益和经济效益，为自然资源的可持续利 用和生态环境的改善发挥了重要的作用 3 ”。我国生态恢复研究在某些领域已达到 国际同类研究水平，在国际学术界产生了一定的影响。 万家寨引黄工程沿线植被数量生态学研究 第二章引黄工程沿线植被的生态关系研究 数量分类和排序是植物群落生态关系研究的重要手段。分类适用于揭示植被的间 断性，它是根据群落间的相似或相异关系，将群落归纳为若干组，使组内尽量相似， 而组间尽量相异，从而实现分类的目的。分类的结果可以反映一定的生态规律。排 序则是研究植被连续变化的方法，是根据群落相互闯的亲疏关系，通过压缩空间， 将样方或物种排列在一定的空间，使得排序轴能够反映一定的生态梯度，从而能够 解释植被与环境间的生态关系【 。植被数量分类和排序相结合的分析方法可以深刻地 揭示植物种、植物群落与环境之间的生态关系。 本章采用组平均法和t w i n s p a n 分类，并结合d c a 排序，对两种方法的分类 结果进行了比较，最后选取了组平均法的分类结果与d c a 排序结果，对引黄工程沿 线植被的分布规律及其与周围环境的生态关系进行了探讨，旨在更加深入地认识该 工程沿线植被的分布和生态关系，从而为该地区的植物保护和利用提供理论依据。 2 1 研究方法 2 1 1 取样 1 9 9 8 年5 月，1 9 9 9 年和2 0 0 0 年1 2 月分别在引黄一期工程沿线( z k 泉河、下土 寨、木爪沟、温岭、头马营、上石家庄、镇城底、呼延水厂等地) 进行实地调查，共 设置样方5 3 个，其中森林群落样方面积1 0 m 1 0 m ，灌丛样方面积4 m x 4 m ，草本群落 样方面积l m x l m 。在每一森林群落样方内，选取1 个4 m x 4 m 灌木样方和1 个l m x l m 草本样方。在每一灌丛样方内，选取1 个l m x lm 草本样方。样方分布于海拔8 8 0 m 1 3 8 0 m 。调查记录内容主要包括：1 ) 乔木种的株数、高度、盖度和胸径；2 ) 灌木种的 盖度、多度和高度；3 ) 草本植物的盖度、多度和高度。同时记录样方所在地的海拔 高度、坡向、坡度、枯枝落叶层厚度以及土壤类型等生态环境因子。5 3 个样方共记 录9 1 个种( 如表2 1 ) 。删掉盖度小于5 的偶见种，得到5 3 5 1 的原始矩阵。 2 1 2 数据处理 植物种的数据采用重要值作为综合指标来反映种的特性。分别用下式计算： 乔木重要值= ( 相对盖度+ 相对高度+ 相对优势度) 3 0 0 ( 2 1 ) 灌木重要值= ( 相对盖度+ 相对高度) 2 0 0 ( 2 2 ) 草本重要值= 相对盖度 ( 2 _ 3 ) 第二章引黄工程沿线植被的生态关系研究 表2 1 物种名及序号 f i g2 1 l i s to f s p e c i e sa l o n g s i d ey r d p 序号物种名 拉丁文名序号物种名拉丁文名 l 华北落叶松l a t e x p r i n c i p i sr u p r e c h t i i 4 7蓬子菜g a l i u mv e r u m 2油松p i n u st a b m a e f o r m f s 4 8 假苇拂子茅 c a t a m a g r o s t 3早柳 s a l i xm a t s u d a n a4 9 刺儿蕖 g i r s i u ms e g e t u m 4 小叶杨p o p u l u s s i m o n i i5 0苦菜l x e r i sc h i n e n s i s 5 沙棘h 啦p o p h a er h a m n o i d e s 5 l早开堇菜 v i o l a p r i o n a n t h a 6虎榛子 o s t r y o p s 括d a v i d i a n a 5 2 达乌里胡枝子l e s p e d e z ad a v u r i e a 7柠条 c a r a g a n ak o r s h i n s m i 5 3 百里香t h y m u ss e r p y l l u m 8三裂绣线菊 s p i r a e a i l o b a t a 5 4零零香 a n u p h a l i sh a n c o c 船 9 黄瑞香d a p h n eg i r a l d i i 5 5地榆 s a n g u i s o r b ao f f i c i n a l i s 1 0黄刺玫r o s a x a n t h i n a5 6地丁 c o r y d a l i sb u n g e a n a 1 1银露梅p o t e n t i l l ag l a b r a5 7 蓝花棘豆 o x y t r o p i sc o e r u l e a 1 2 酸枣z i z i p h u s j 巧u b a 5 8蒲公英t a r a x a c u mm o n g o l i c u m 1 3小叶鼠李 r h a m n u s p a r v i f o l i a 5 9达乌里瑞芭 o y m b a r i ad a h u r i c a 】4荆条l t e x n e g u n d ov 0 2 h e t e r o p h y l l a 6 0秦艽g e n t i a n am a c r o p h y l l a 1 5杠柳 n r i p l o c as e p i u m 6 l 细叶鸢尾l r i st e n u i f o l # z 1 6 铁杆蒿 a r t e m i s i ag m e l i n i l6 2 细叶百合l i l i u m p u m i l u m 1 7 艾蒿 aa r g y i6 3 苍术a t r a c t y l o d e sc h i n e n s i s 1 8 角蓠l n c a r v i l l e as i n e n m s 6 4 早熟禾p o a 1 1 q l l z d d 2 1 9 猪毛蒿 a s c o p a r i a 6 5 黄花苜蓿 m e d i c a g or u t h e n i c a 2 0野艾蒿al a v a n d u l a e f o l i a“ 野苜蓿 m e d i c a g o 丘l c a t a 2 l 茵陈蒿 ac a p i l l a r i s6 7野豌豆h c i ao m o e n a 2 2 茭蒿 ag i r a l d i i6 8苍耳x a n t k d u ms i b i r i c u m 2 3 黄花蒿 a n 口6 9 车前p l a n t a g o a s i a t i c a 2 4 马先蒿p e d i c u l a r i sb e t l a 7 0 地黄 r e h m a n n i a g l u t i n o s a 2 5 碱茅p u c c i n e l l i ad i s t a n s 7 1 黄芪 a s t r a g a l u sm o n g h o l i c u s 2 6 本氏针茅s t i p ab u n g e a n a 7 2 野燕麦a r e n a 庙t u a 2 7针茅 最c a p i l l a t a 7 3 本氏术兰 i n d i g o f e r ab u n g e a n a 2 8 隐子草 c l e w t o g e n e ss e r o t i n a 7 4 木贼 e q ”括p m 牌 把m 口如 2 9 瓣蕊唐松草t h n l i c t r u m p e t a t o i d e u m 7 5柴胡 b u p l e u r u mc h m e 肿e 3 0鬼针草b i d e n s6 扫i n n a t a7 6刺蓬曲括o ke l l 曲e n i c a 3 1茜草 r u b # zc o r d i f o h a 7 7沙蓬 a g r i o p h y l l u ms q u a r r o s u m 3 2 苔革 c a r e xs p 7 8薄荷 m e n f ah u p l o c a 啊 3 3冰草 a g r o p y r o nc r i s t a t u m 7 9狼毒s t e l l e r ac h a m a e j a s m e s 3 4 火绒草l e o n t o p o d i u ml e o n t o d i o i d e s 8 0 蓝刺头 e c h i n o p sl a t i f o 妇 3 5 鹅观草 r o e g n e r i ak a m o j i 8 1铁线莲c l e m a t i s o r i d a 3 6白羊草b o t h r i c h l o ab c h a e m u m8 2 远志p o l y g a l at e n u i f o 埔 3 7狗尾草s e t a r i av i r i d i s8 3防风 s a p o s h n i k o v i ad i v a r i c a t a 3 8翻白草p o t e n t i l l ad i s c o l o r8 4灰绿藜 c h e n o p o d i u mg l a u c u m 3 9猫眼草 e u p h o r b i al u n u l a t e 8 5天门冬 a s p a r a g u sc o c h i n c h i n e n s i s 4 0稗e c h i n o c h l o ac r u s g a l l i8 6 祁州漏芦 r h a p o n t i c u mu n 孵o m m 4 1鼠曲草 g n a p h a l i u mt r a n z s c h e l i i 8 7 阿尔泰狗娃花h e t e r o p a p p u sa l t a i c u s 4 2披碱草助m “jd a h u r i c u s8 8 白香草木樨 m e l i l o t u sa l b u s 4 3 风毛菊 s a u s s u m a j a p o n i c a 8 9 华北兰盆花 s c a b i o c at s c h i l i e n s i s 4 4 小红菊d e n d r a n t h e m ae r u b e s c e n s 9 0 旋覆花l n u l a j a p o n i c a 4 5 野菊d e n d r a n t h e m ai n d i c u m9 l 黄精p o l y g o n a t u m s i b i r i c u m 4 6 委陵菜p o t e n t i l l ac h i n e n s i s 7 万家察引黄工程沿线植被数量生态学研究 2 1 3 分析方法 2 1 _ 3 1t w i n s p a n 分类 t w i n s p a n 首先对数据进行c a r a h i ；序，得到第一排序轴，再以排序轴为基础 进行分类，它同时进行样方分类和种的分类，结果把种和样方类型排成一个矩阵， 该矩阵可以反映种类和样方间的关系以及环境梯度。该方法采用国际通用的程序 h i l l ( 1 9 7 9 ) 设计v e r s p a n 软件包。 2 1 - 3 2 组平均法聚类分析 1 用组平均法聚类分析时，度