（环境科学专业论文）锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究.pdf

锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 s t u d yo nm e t h a n i s mo fd i s t r i b u t i o no ft h ew e t l a n d v e g e t a t i o nt o n ei nt h ex i l i n h er i v e r m e c h a n i s mo fv e g e t a t i o nz o n ed i s t r i b u t i o ni nx i l i nr i v e rb a s i ni s s t u d i e df r o mt h em e c h a n i s ma s p e c t sf r o mt h e a s p e c t so fw e t l a n d c o m p o s i t i o n ，d y n a m i cc h a n g eo ft h es o i lm o i s t u r ec o n t e n t ，c o m m u n i t y e v a p o t r a n s p i r a t i o n ，p e r f e c to fp a r e n c h y m a ，c a l o r i f i cv a l u ea n ds p e c i e s ， f r o mt h et w oa s p e c t st h a ta f f e c t e dc o m m u n i t yc o m p o s i t i o n - - w a t e ra n d c o m p e t i t i o n t h er e s u l t ss h o w e dt h a t h ed i s t r i b u t i o n so fr i v e rw e t l a n d b v i o u s l yc h a r a c t e r i z e db yz o n a t i o n ，a n da f f e c t e db ym a n yf a c t o r s ： 1 、t h ed i f f e r e n c eo fc o n t o u ri st h ep r i n c i p a lc o n d i t i o no fz o n a t i o n f o rr i v e rb a s i nv e g e t a t i o n 2 、t h ey o k el a k e sw a sf o r m i n ga n dv a n i s h i n gc e a s e l e s s yi nt h e f i v e rg e o m o r p h o l o g y , a n dy e a r sl a t e rt h ef o r m e dp a r t sm a yb ee r o s i o n e d a g a i n ，t h a t i st h ep h y s i c a lm e c h a n i s mo fr i v e rw e t l a n dv e g e t a t i o n z o n a t i o n 3 、d u et ot h eh i g hd e p o s i t i o n 打e q u e n e yi nl o wf l o o dl a n da n dl o w d e p o s i t i o ni nh i g hf l o o dl a n d ，t h en u t r i t i o ni nd i f f e r e n tp a r t so fr i v e r w e t l a n dh a sd i f f e r e n c e s t h i se f f e c te n h a n c e dt h ee c o l o g i c a le f f e c t so f g r a d i e n to fh e i g h td i f f e r e n c ea n di ti st h eh y d r o l o g ym e c h a n i s mw h i c h m a k e sr i v e rw e t l a n di n t ov e g e t a t i o nb e l t s i i 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 4 、t h e r ea r ea n o t h e ri m p o r t a n tc h a r a c t e r sw h i c hi n c l u d eg a u s s i a n e f f e c t s ，s u c c e s s i o ne f f e c t sa n dc o m p e t i t i v ee f f e c t si ng e n e r a t i o no fz o n e n ec o m b i n e da c t i o n so fa l la b o v ef a c t o mf o r m e db a n d e d d i s t r i b u t i o no fw e t l a n dv e g e t a t i o n 1 k e y w o r d ：c o m p e t i t i o n ，c a l o r i f i cv a l u e ，p a r e n c h y m a , e v a p o t r a n s p i r a t i o n m 原创性声明 本人郑重声明：本人所星交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果 学位论文中凡引用他人己经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注萌出处除文 中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果对苯 文的研究成果做出重要贡献的个人与集体，均已在文中以明确方式标明 本声明的法律责任出本人承担 论文作者签名：姜垫 导师签名：论文作者签名：二茎：导师签名： 同 期：亟= 鲢型 日期： 关于学位论文使用授权的声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属内蒙古大学。本人完 全了解内蒙吉大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构 送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅，本人授权内蒙古大学可以将本学位论 文的全部或部分内容绽入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论 文本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单 位仍然为内蒙古大学 保密论文在解密后应遵守此规定 论文作者签名：敝 导师签名： 论文作者签名：鸯e 三坠 导师签名： r 期：q lq 兰兰开。期： 锝林河河流湿地植被成带分布机理的研究 刖置 湿地群落不同于其它群落，多水( 积水或饱和) 、独特的土壤和适水的动物活动是湿地的 基本要素i ，在群落特征上，表现出带状分布特点，其特征主要为：群落种类组成、物种丰 富度、盏度、优势种、界线等在这些带间明显不同。湿地植被成带分布的性质叫做成带性， 湿地具有岸带成带性和溯源成带性田，岸带成带性的演替序列在刘佳慧论文中已得到说明【3 】。 本文主要从影响群落构成的水分和竞争两个主要影响因素出发，探讨河岸岸带形成的机理。 湿地具有涵养水源、均化洪水、调节净化气候、净化环境、为野生动植物提供生境、提 供资源和休闲观光场所等生态环境与社会服务功能【4 l ，但湿地的破坏和受损却极其严重，因 其强大的功能和破坏的反差，对其进行保护的迫切性日渐突出，已引起世界范围内的广泛关 注，湿地的保护和研究已成为生态学研究的焦点。由于我国湿地研究起步较晚和湿地物种的 多样性、生态系统的复杂性，使湿地研究尤其在湿地形成、发育、演化的研究上还尚处于起 步阶段。 湿地的空间分布处于陆地生态系统和水体生态系统之间的过渡地带1 5 】，由于其地理位置 的特殊性，湿地植被形成、发育、演化过程既不同于水生群落，也不同于陆生生态系统。在 自然状态下，从河道到阶地，表现出带状分布特点。研究湿地形成、发育与演化是湿地的最 为基础的理论部分，是进行湿地恢复、保护、管理和价值评估的基础。对于湿地植被发育、 演化而进行的岸带成带性的描述和物理量的定性或定量测定、对于湿地季节性的连续的动态 研究和机理性研究国内文章鲜有报道。 本文基于刘佳慧硕士论文内蒙古东部区湿地植被分类及其空间分异规律研究的基础 上，沿用高程划分各带的方式，从水分、竞争、光合利用、通气状况等角度，通过群落调查、 蒸散变化、物种热值比较、植物个体通气状况分析等手段，从机理上探讨河流岸带形成的主 要原因，力图为河流岸带演替、个体生态学、岸带生态恢复、生态功能的进一步研究提供理 论依据，同时为湿地植被成带性的机理研究提供方法和理论上的借鉴。 1 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 第一章研究区域与样地自然概况 一、研究区域的自然概况 研究区位于内蒙古t l 治区锡林郭勒盟锡林河中游所在的白音锡勒牧场，该牧场位于东经 1 1 6 。0 4 1 1 7 。0 5 ，北纬4 3 。2 6 “40 8 之间，南与赤峰克什克腾旗相接，与西乌 珠穆沁旗相邻，东南毗邻大兴安岭余脉，南接灰腾梁玄武岩台地，全场面积3 8 0 3 k m 2 。 1 、气候特征 在中国气候区划上，锡林河流域属于中温带半干旱区，其气候类型属于大陆性气候中的 温带草原气候。四季分明，春季由于多气旋过境，常有大风，夏季气候暖湿，而秋冬季受蒙 古高压的控制，寒冷干燥【6 】。自东南到西北年降水量有逐渐降低的趋势。东南部年降水量可 以达到5 0 0 m 以上，而西北部不过2 5 0 m 左右。在一年之中，有5 个月的月平均气温都低于 o ，其中最冷月( 1 月) 平均温度为- - 2 2 o c ，极端最低一4 1 1 ，而最热月( 7 月) 平均温 度为1 8 3 c ，极端最高3 8 5 c 。 2 、地貌 在全国地貌区划中，本区属于内蒙古高原中部的锡林郭勒高平原与丘陵部分，东毗大兴 安岭低山与中山，南接昭盟玄武岩高原。全区海拔高度都在1 0 0 0 m 以上，从东向西逐渐l 绛低。 东南部最高峰嘎顺乌拉1 5 0 5 6 m ，而锡林河下游最低部分低于1 0 0 0 m 。穿过本区中部自东向西 流过的锡林河，大体上把本区分成南北地貌类型明显不同的两大部分。南部为明显的三级玄 武岩台地，有许多小型的火山锥散布其间，从而构成一幅玄武岩台地景观，而北部则是蒙古 构造剥蚀高平原的一部分，以低山丘陵与塔拉相间分布为其特征，中间则是绵延东西的风成 的固定沙带。 本区的地貌类型主要有6 类，即：l 山丘与岗地；2 河谷：3 塔拉；4 熔岩台地；5 风成 沙地；6 扇形地。 注：塔拉是蒙古族语，意思是平坦的土地，这是本区最重要的地貌类型，塔拉一般比较平坦，但在与 山地相连接处则坡度明显，其上第四纪沉积物很厚，其形成主要是由大片的洪积扇形地相连而成的洪积平 原。 2 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 二、样地的选择和分布 1 、湿地植被带的选择 样地选在锡林河中游的河漫滩水源稳定，在7 0 x 9 0 m 2 的区域内，出现9 个湿地带，且 带与带的分界线明显，各带高差不大且均为水生、湿生植物所覆盖，群落中既有垂直结构又 有水平结构变化，是一个较理想的实验区。 2 、研究样地的地理位置 如图所示，本实验研究区位于锡林河中游益和乌拉山南坡下沙地与河流北岸之间，在益 和乌拉大桥西侧1 0 0 米左右，为典型河流湿地类型。地理坐标为北纬4 3 。3 6 3 7 0 ”n ，东 经1 1 6 。3 9 ，2 4 2 ”e ，海拔1 1 7 0 米。中国科学院内蒙古草原生态系统定位站，位于样地以 东3 公里左右( 见图1 - 1 ) 。 图1 - 1 样地区域的遥感图像 f i g 1 1 t h er e m o t es e n s i n gp i c t u r e so fs i t er e # o n 锡林河河流湿地植被戒带分布机理的研究 8 、锡林河样地带分布图 按中国湿地植被分类的原则和方法，把锡林河样地分为如图所示各带。在芦苇( p h r a g m i t e $ a u s t r a l i $ ( c a r jt r i n s t e u d e l ) + 针苔草( c a r e xd a h u r i c a 髓k e n t h ) + 草木樨( m e l j l o t u ss u a v e o l e n s l e d e b ) 带以北直接进入阶地。阶地的高程为1 1 7 8 0 2 m ，土壤为沙质土，为小叶锦鸡儿 ( c a r a g a n am i c r o p h y l l al a m ) 灌丛化的退化草原群落。锡林河水深平均在3 3 c m 左右，最浅 处为2 3 c m ，最深处为5 5 c m ( 见图1 2 ) 。 图卜2 研究样地各带水平分布示意图( 7 月2 3 日) f i g 1 - 2 t h es k e t c h m a p o f t h ee v e n d i s u i b u t i o n o f e v e r y z o n a t i o n i n t h er e s e a r c hs i t e ( i n k y 2 3 ) 注：在芦苇群落问和水甜茅与草木樨之间有- - d 高地。小高地比牛轭湖平均高2 5 厘米左右，高地 下芦苇优势度不高，主要为阶地上芦苇群落。在芦苇+ e d - 苔草+ 草术樨更高的地方，为沙地边缘的草原群 落。 4 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 4 、岸带高差的变化 因1 3岸带高程图 f i g 1 - 3t h ee l e v a t i o nf i g u r eo fr i v e r s i d ez o n a t i o n 5 、岸带所在位置的类型 通过岸带的高程和岸带分布图，可以把岸带按牛轭湖植被、湿草甸植被、流动浅水植 被划分，河漫滩带可按高程与牛轭湖最高的中间型荸荠群落的高程相比，划分为低河漫滩 和高河漫滩，得到如下结果：小灯心草( 2 u , l c u sb u f o n i u sl ) 、草问荆( e q u i s e t u mp r a t e n s e e h r h ) 、中间型荸荠( e l e o c h a r l s i n t e r s i t az i n s e t l ) 生长在牛轭湖上，膜囊苔草( c a r e x y e s a r m l ) 、针苔草生长在低河漫滩上，草木樨、芦苇、假苇拂子茅( c a l a m a g r o s t i s p s e u d o p h r a g m i t e s ( h a r t ) k o e l 盯) 生长在高河漫滩上，水甜茅( g l y c e r i at r i f l o r ac k o n h ) l 【0 札) 群落生长在流 动浅水区。 5 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 第二章实验设计、研究方法和数据处理 一、实验设计 影响群落组成和结构的主要因素包括生物因素( 竞争和捕食) 、干扰、空间异质性、物种 丰富度f 矧。由于试验区禁牧三年，因此主要的食革者的因素可以忽略，除每年生长季末割草 外，干扰较少，基本属于自然生长状态，所以影响湿地群落构成的因素主要为水分、竞争和 环境条件。岸带形成的影响因素主要为水、物种的生理特点和物种间的竞争等。本文主要针 对这三个方面进行了岸带形成机理的研究。 1 、湿地土壤水分调查 调查各带土壤相对含水量。 2 、样地的群落构成 通过各物种沿海拔梯度的生物量变化，来认识样地植被带的构成和生存状态。 3 、植物生理特征调查 通过各带优势种通气组织的状况、蒸散量、热值变化等指标来测定沿海拔梯度湿地植被 带形成与植物物种生理特征的相关性。 4 、竞争 通过各带的优势种动态变化和过渡带的竞争关系，寻找在湿地带形成中竞争所起的作用 = 、研究方法： 根据实验设计，对应以上的研究方面，所采用的调查方法如下： 1 、湿地土壤水分情况调查 土壤含水量动态变化测定，通过烘干称重法进行，6 月5 日开始测定，每半个月测定1 次，到9 月4 日结柬，共3 个平行样，与群落样方测定同步。通过土钻在各带分层取土，每 1 0 c l 为一层，共取五层，分装入已标识好的铝盒中，并立即取回进行鲜重的测定。 6 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 土壤含水量= ( 湿土重烘干土重) 烘干土重 2 、样地群落结构调查 2 1 岸带高程的测定 2 0 0 6 年6 月1 8 日，在样地定一基准点，用木桩钉好。记录地理坐标和高程，地理坐标 为北纬4 3 。3 6 3 7 0 ”n ，东经1 1 6 。3 9 2 4 2 ”e ，高程为海拔1 1 7 0 米，所做样方点的位置 作为测定点，通过经纬仪测定各带的高程变化，每个带测定3 个数据，进行平均，得到每个 带的高程( 见图l - 3 ) 。 2 2 岸带群落构成 生长季( 6 _ _ 9 月) 每1 5 天为1 期，分7 期用样方法进行测定，对各带的全部植物种群地上 生物量及密度等进行动态监测。各带和过渡带分别做3 个平行样方，大小均为2 5 2 5 c m z 通 过绘制各主要植物种群的生态位分布图，把各主要物种在研究区的分布和动态变化情况联系 起来 3 、植物生理特征调查 3 1 植物蒸散量动态测定 分别于6 月2 6 日、7 月1 3 日、8 月5 日和8 月2 1 日对植物蒸散量进行测定。 本项实验利用l i 一7 0 0 0 c 0 。h 2 0 分析仪静态箱法沿水平梯度带每两小时测定一次各带的c 0 2 吸收量和蒸散量1 7 。另外，还测定了群落地上生物量( 5 0 5 0 c m 2 ) 、土壤相对含水量、气室 内外气温差异、光照强度、大气温度和地温。 本实验对原有实验方法进行了改进，仪器采用更为先进的l i - 7 0 0 0 c o ：h z 0 ，箱体采用有 机玻璃罩子( 5 0 5 0 x 7 5 m 3 ) ，其下端能插入土中，从而使其密闭性更强，有机玻璃透光率达 到9 1 2 ，较塑料罩子要高5 哦，但由于高大植被正午时的蒸散量达到最高值，在有机玻璃 壁上，有少量水珠，表明有温室效应，所以对于高大植被，其正午时的蒸散量值偏小。 光照强度采用z d s - i o w - 2 d 型号水下照度计测定。利用l i 一7 0 0 0 c 0 2 h 如分析仪测定群落的 c 吼吸收量和蒸散量数据的同时采集光照强度数据，每一个样方共读数3 次( 1 次r a i n ) 。 大气温度使用酒精温度计测定( 范围：o 5 0 ，误差i c ) ，从早8 点至晚6 点，每两 小时测定一次。酒精温度计距地面1 5 m 。 地温的测定包括地表的温度。距地面5 c m 、l o c m 处的土壤温度。把温度计垂直于地表放 7 塑苎塑塑堡堡丝篁垫塞堂坌塑垫墨箜堑塞 入地表、地面5 c m 、l o c m 处，与大气温度同步读数。 3 2 植物通气组织器官测定 通过石蜡切片法制作植物的根、茎、叶的切片，编号后放入切片盒中，备用【9 l 。把切片 放在o l y m p u s 系统显微镜下，观察，羁用o l y m p u sp - 3 0 全自动显微照相装置对切片进行拍 照，放大倍数为l o o x ，少部分由于植物组织器官过大，包括芦苇、水甜茅、柳叶鬼针草，放 大倍数为4 0 x ，用扫描仪以3 2 0 0 d p i 的分辨率扫入电脑，用p t g u i 进行拼图，然后用r 2 v 勾 出植物通气组织和植物组织总面积，并进行图形数字化，借助a r c g i s 软件进行拓扑，把属性 表下的植物通气组织和植物组织总面积导入e x c e l 进行处理。 3 3 淹水实验 于2 0 0 5 年7 月2 9 日、3 0 日、3 1 日，分别切取以小糠草种群( a g r o s t i s g i g a n t e a r o t h ) 居多 的、距河岸1 l m ，以拂子茅种群( c a i a m a g r o s t i s e p i g e o $ 皿) r o 也) 居多的、距河岸0 8 m ，以草 木樨、针苔草草甸类型为主的，距河岸4 8 m 的5 0 x5 0 c m 长宽、深为2 5 c m 的土体三块，放入 用塑料包裹的深为1 5 m 左右、宽为8 0 c m 左右的大坑内，用砖块把四周围起，用水填满大坑， 使水完全没过群落中的植物，并保证塑料没有窟窿，不会渗水，依次序分别记为l 号坑、2 号坑、3 号坑，并每日补充因蒸发而散失的水。 为了保证水的流动性，和现实的河流湿地发大洪水期水没过草甸的情况相似，每十天换 一次水，并每五天观测一次，记录植物变化。 3 4 植物地上部分热值测定 湿地植物以每1 5 天为一测定问隔( 6 9 月) 按种类随机地取一定株数，按叶、茎、果实 分别归类、搅匀、风干，备用。回到实验室，用p a r r 6 3 0 0 氧弹式热量计进行测定。 4 、种间竞争 设置了两个实验区，水甜茅、中间型荸荠竞争区和中间型荸荠、木贼( 励眈e 咖 归m 缸l ) 竞争区。为了防止对实验区的过渡破坏，中间型荸荠、木贼竞争区选取在样地外。选取的水 甜茅和中间型荸荠为高大植被与低矮植被间的垂直结构间的竞争，而中间型荸荠、木贼为低 矮植被问的水平结构间的竞争。群落大小为5 0 x 5 0 c m ，分别做了三个平行。 实验采用去除法，即把地上植物用剪刀去除，再用羊毛剪刀扎入土中，把根进行剪断， 对群落植被进行全部去除，并在样方周围2 5 c m 范围内采用同样的处理，做出缓冲带，防止外 来物种的侵入。6 月2 6 日进行了第一次的试验处理，记录下原始群落生物量、数量以及高度 的数据，于7 月2 0 日、8 月3 日、8 月2 2 日、9 月3 日继续进行相应处理，记录下样方内植 8 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 物的种类、数量以及高度。 三、数据处理 1 、植被生产力估算 植被生产力是指能量被固定的速率或单位面积、单位时间内所产生的有机物质。利用样 方数据绘制的群落动态曲线，得到群落的最大地上现存量，作为群落的生产力 2 、群落蒸散量、：吸收量计算 求取被测表面气体的通量f ( m g m 2 m i n 1 ) ： f = a m ( s a o = ( d v a c ) ( s + a t ) = d h a c a t = 0 7 5 i ip a a c r t a t p a 可以a t m 计算，l a t i n = 1 0 1 3k p a 式中m 为时间间隔t 内箱体内被测气体质量的变化( r a g ) ：s 为被测表面的箱体底面 积( m 2 ) ；d 为箱体内气体的密度，d = p l i r t ，且假定在时间间隔t 内气体密度变化不大 ( m g m - 3 ) ，其中p 为箱内气压( a i m ) ；u 为摩尔质量( g m o l 1 ) ，r 为气体普适常数 ( o 0 8 2 0 6 a t m m o l - i k 1 ) ，t 为箱体内气温( k ) ，t = 2 7 3 1 5 + t ；t 为箱体内气温( ) ；h 为观测 箱高度( m ) ；c 为时间a t 内箱内被测气体浓度的变化( i jm 0 1 m o l d ) 。 f c 0 2 ( m d m 2 m i n 1 ) - - 0 7 5 x 4 4 x p a a c ( 弘m o l m o l - 1 ) 0 0 8 2 0 6 ( 2 7 3 1 5 + 0 f h 2 0 ( g m - 2 m i n 1 ) - 0 7 5 x 1 8 xp a a c ( n n n 0 1 m o l 1 ) 0 0 8 2 0 6 ( 2 7 3 1 5 + o 3 、群落日蒸散量、0 0 2 吸收量的计算 利用o r i g i n 软件通过对样方在各采集时间点蒸散量、c 0 2 吸收量的数据进行拟合，做出 日变化曲线，得到拟合方程，用m a t h m a t i c a 软件进行积分，计算从早7 点至晚7 点群落日蒸 散量、c 0 2 吸收量的值( 蒸散量单位：8 m 2 、c 0 2 吸收量单位：m g m 2 ) 9 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 4 、气室内外温度差异比较 g3 3 0 5 鳇2 瓦i 瓦瓦习 | 里兰室墨虐i 飘匡匡蓁匿藿 81 0 1 21 41 61 8 时间t i m e ( h ) 图2 - 1 气室内外温度差异图 f i g 2 - 1t e m p e r a t u r ec o m p a r i s o nb e t w e e nt h ei n s i d ea n do u t s i d eo ft h ec l i m a t ec , 妇n b e l 气室内外温度差异不大，中午时气室内外温差较大，最大不超过6 c ，所以温室效应不 明显。 5 、植被耗水量估算 植被耗水量( 响) = 群落蒸散量( g 扩d - 测定的间隔时闯( d a y ) 1 0 0 0 ( g ) 6 、岸带植物热值计算 把物种的叶、茎、果实的热值分别乘以重量，除以叶、茎、果实的重量总和，再除以株 数，计算出平均单株的热值( 单位：k j g ) 。通过把群落不同植物的热值与重量相乘进行求和， 计算出样方群落总的热值量( 单位：k 。j ) 1 0 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 第三章锡林河湿地植物区系分析 ，河岸带及周边共3 3 个科，7 7 个属，1 0 0 种植物( 见附表1 ) ，1 1 个科为单子叶植物，3 6 个种，2 1 个科为双子叶植物。6 2 个种，有蕨类植物，1 科2 种，分别占锡林河流域植物种属 的1 - 5 7 、2 6 5 及0 6 5 ，其中菊科、莎草科、禾本科为最大的科，包括2 6 个属，3 4 种植 物，占全研究区植物种属的3 4 3 及3 3 8 。表明湿地是物种多样性水平较高的地方， 。湿地植物区系成分中泛北极种和古北极种的比例最高为5 3 9 ，东吉北极种占有很大比 例，以广泛分布于欧亚大陆温带地区的古北极种和东古北极种主要包含中生草甸植被类型， 泛北极种主要代表湿生和水生植物，因此湿地带具有水生、湿生和革甸的植物，提供了丰富 植物类型和梯度变化，具有典型性。 1 1 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 第四章影响河流岸带植被分布的因素 一、土壤含水量 从图3 1 可看到，水甜茅群落土壤相对含水量最高，由于其生长在水中和岸边，水分补 给来源稳定，相对含水量一直维持在o 3 0 左右；假苇拂子茅群落土壤相对含水量最低，主要 因高程最高，相对含水量一直稳定在o 1 7 左右；芦苇群落含水量有随时间变化递减的趋势， 这种变化只在芦苇群落中出现。总的来说，水甜茅群落的土壤相对含水量最高，假苇拂予茅 群落土壤相对含水量总是最低，表明岸带形成过程中两端的植被带形成与土壤含水量有关。 其余各带群落包括中间型荸荠、草问荆、针苔草、膜囊苔草、小灯心草、草木樨群落的相对 含水量分布于水甜茅群落与假苇拂子茅群落相对含水量之间。 图3 - 1 各带土壤0 3 0 c m 相对舍水量动态曲线 f i g ，3 - 1d 班啪i cc l 哪o f t h er e l a t i v em o i s l m ec o n t e n to f o 一3 0c ms o i ll a y e ri ne v e r yz o l 谢o n 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 二、岸带生物量 1 、各岸带植物群落的群落生物量动态变化 各带生物量变化在图3 - 2 中可以看到，以芦苇、假苇拂子茅为优势种的群落生物量在7 月上旬和8 月初出现极值，以水甜茅为优势种的群落生物量在8 月末出现极值。中间型荸荠、 针苔草、草问荆群落生物量变化呈“八”型，在7 月末生物量达到极值，其余群落的生物量呈 “m 型变化，在7 月初、8 月初出现极值，7 月末普遍生物量值较低。从7 月7 日开始，8 日、9 日、l o 日、1 2 日、1 7 日、2 0 臼、2 1 日都有降雨，降雨量分别为1 2 r a m 、0 6 m m 、5 8 m m 、 1 2 6 m m 、1 6 m m 、1 s m m 、0 2 r a m ，降雨频率高且降雨强度较大，因此，推测7 月末生物量 普遍较低、较高的原因可能与降雨有关，降雨所形成的水淹状况直接影响到植株的发育，大 多数植物出现生长迟滞现象，而针苔草、草问荆、中阈型荸荠群落未受水淹影响，获得生长。 从群落生物量上，水甜茅、芦苇、假苇拂予茅群落生物量明显高于中间型荸荠、草问荆、 针苔草、膜囊苔草、小灯心草、草木樨群落生物量。出现这种现象的主要原因为水甜茅、芦 苇、假苇拂子茅的根较深，能达到l 米左右，而中间型荸荠、草问荆、针苔草、膜囊苔草、 小灯心草、草木樨植物的根很浅，主要分布在o 2 0 c m ，很多又是匍匐茎，获取营养和水分的 量相对水甜茅、芦苇、假苇拂予茅植物要小的多。 图3 - 2 各带群落生物量( g ) 动态变化( 样方面积2 5x2 s o 2 ) f 塘3 - 2s e a 蝴试d y n 锄血so f a b o v 衄d 城呲撼si n “e l y2 0 越t i o n ( 湖p i es q l m 蛇5 2 5 c m ? ) 锡林河洞流湿地植被成带分布机理的研究 2 、各岸带主要优势种随海拔分布图 图3 - 36 月6 日各物种种群在各带的生物量( 样方面积2 5 2 5 c m 2 ) f i g 3 3 t h ep o p u l a t i o n sb i o m a s so f s p e c i e sp o p u l a t i o ni ne v e r yz o n a t i o nm j u n e6 图3 - 46 月1 8 日各物种种群在各带的生物量( 样方面积2 5 2 5 c a 2 ) f i g 3 _ 4t h ep o p u l a t i o n sb i o m a s so f s p e c i e sp o p u l a t i o ni ne v e r yz o n a t i o ni n j u a e1 8 1 4 锅林河河流湿地植被成带分布机理的研究 图3 - s7 月9 日各物种种群在各带的生物量( 样方面积2 5 2 5 c m 2 ) f i g 3 - 5t h e p o p u l a t i o n s b i o m a s s o f s p e c i e s p o p u l a t i o n i n e v e r y z o n a l i o n i n j u l y 9 图3 _ 67 月2 1 日各物种种群在各带的生物量( 样方面积2 5x2 5 c m 2 ) f i g 3 - 6t h e p o p u l a t i o n s b i o m a s s o f s p e c i e s p o p u l 叠t i o n i n e v e r y 7 d n a l 2 0 n i n j u l y 2 1 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 图3 78 月3 日各物种种群在各带的生物量( 样方面积2 5x2 5 c m 2 ) f i g 3 71 1 垃p o p u l a t i o n sb i o m a s so fs p e c i e sp o p u l a t i o ni ne v e r yz o n a t i o ni na u g u s t3 图3 - 88 月1 7 目各物种种群在各带的生物量( 样方面积2 5x2 5 c m 2 ) f i g 3 8 t h ep o p u l a t i o n sb i o m a s so f s p e c i e sp o p u l a t i o ni ne v e r yz o n a t i o ni na u g u s t1 7 1 6 锡林河河流攫地植被成带分布机理的研究 图3 - 99 月3 日各物种种群在各带的生物量( 样方面积2 5 2 5 c m 2 ) f i g 3 - 9 t h e p o p u l a t i o n sb i o m a s so f s p e c i e s i ne v e r yz o n a t a o n 证s e p * e m b e r3 注：鹅绒委陵菜( p o t e n t i l l aa n s e t _ n al ) 、蔓麦瓶蔫r l ( s r e p e n sp a r r ) 、魁蒿似p r i n c e p sp a m p ) 、海乳 草( o l a m m a r i t t m a l ) 、灰脉苔草( 觚呼掣m 撇幻( t r a u t v ) k o k e n t h ) 、水麦鸯- ( t r i g l o c h i n p a l u s t r e l ) 、 绶草( 盘龙参) ，f ，m l k ，s m e n s i s ( n 秘) a i i i c $ ) 、桃时蓼( p o l y g o n u mp e r s i c a r i al ) 、芹( s j u m $ 1 l a n ：e w a l t ) ，细灯心草( j u n c u s g r a c i l l i m u s ( b u c h ) 鼬臂z e t g o n t s c h ) 、苣荬菜( s o n c h m a r v e n s i s l ) 野慈 菇( s a g i t t a r i at r i f o l i al ) 、车前( p l a n t a g oa s i a “c al ) 、灰绿藜( c h e n o p o d i u mg l a u c u ml ) 、厚叶繁缕( s t f l l a r i a c r a s s i f o l j ae h r h ) 、地蝓( s a n g u i s o r b ao f f i c m a l # sl 。) 、扁秆蔗草( s c i r p p l a n i c u l m t sf r s e l a n i d t ) 、蒲公英 ( t a r a x a c u mm o n g o l i c u mh a n d - m a z z ) 、梅花苴a ( p a r n a s s i ap a l u s t r i sl ) 、懒h j o ac r u s g a l l i ( l ) b e a u v e s s a g r o s t ) 、散穗早熟禾( e o a s u b f a s t i g i a t a t r i n ) 、猫耳菊( a c h y r o p h o r u sc i l i a t u s ( t h u n b ) s c h - h i p ) 、马敞触肠c t e a p a l l v 器c h i n e n s i s a 隧s c h ) k o k l z ) 、欧亚旋复花旺b r y t a n i c a 乙) 、莲座蓟( c i r s i u m e s c u l e n t u m ( s i e v e r s ) c a m e y ) ，野火球( t r i f o l t u ml u p i n a s t el ) 、稗( 最c r u s g a l l i ( l ) b e a u v ) 、苍耳( x a n t h i u m a l b i r i r i c u mp = r i n ) 、金戴9 民( h a l e r p e s t e sr u t h e n i c a ( j a c q ) o v c z ) 、杉叶藻饵锄船廊v u l g a r t sl ) 、薄荷( m e n t h a h a p l o c a o b r i q ) ，火绒草( ll e o n t o p o d i o i d ( w i n d ) b - ) 、地檎( s a n g u i s o r b ao 渗c i n a l i sl ) 、猫儿菊 ( g c l w r o p 柏r u se f f j a n a ( t h t t a b ) s c h - s i p ) 、灰绿藜( 水灰藜x c h e n o p o d i u m g l a u c u ml ) 、猪毛菜( s c o l l m ap a l l ) 、 石龙芮( 冗口聊肿砌砌口靠口l ) 、细灯，l , 草( j u n c u sg r a c i l l i m u s ( b u c h ) k r e c , z e tg o m s c h ) 、水葱( s c j f p 惜 t a b e m a e m o n t a n ig m d ) 1 7 塑苎塑塑亟堡垫堕篓堕翌坌塑! ! 堡竺里苎 从图3 - 3 到图3 9 ，直观地给出各物种种群随季节在各岸带的生物量的动态变化和空间分 布，可得到岸带两端的主要的优势种群包括水甜茅种群、芦苇种群、假苇拂子茅种群的生物 总量在所有种群中是最高的；各库带优势种种群在其分布的特定高程下，生物量达到极值， 远远高于其它高程下其种群的生物量，其余伴生种群的生物量会随季节有波动，种群生物量 的值远远小于优势种群的生物量，对优势种种群的优势地位不会构成威胁，因此，带的形成 与特定种群在某一高程的生态适应有关，表现出岸带状分布特征。 除此之外，各种群生物量随季节的波动性很强，且各种群比重随季节变化剧烈，直接影 响到群落的结构和组成，其中中间型荸荠种群的生物量随季节逐渐降低，于9 月上旬，中间 型荸荠种群的优势地位完全被小糠草种群所取代，另外，在6 月膜囊苔草岸带并没有形成， 其生物量还没有达到使其成为优势种群的量，证明岸带中种群间竞争的激烈和群落结构的不 稳定性。 3 、岸带群落生产力估算 由图3 - 2 司知各岸带的群落生产力，这里用群落在生长季中达到的最大地上现存量作为 估算群落地上部分生产力的依据a 表3 - 1 各岸带群落生产力值( 单位g m - 2 f 。) t a b l e3 - 1t h eb i o m a s so ft h ew e t l a n dz o n a t i o nc o m m u n i t y 未退化的羊草+ 大针茅草原在条件很好的年份，地上现存量可超过3 0 0 9 m 2 ，条件很差的 年份可下降到不足2 0 0g m 2 ，平均为2 5 0 舀m 2 左右【1 0 1 。各岸带群落生产力均大于平均年份的 草原群落生产力，水甜茅、芦苇、假苇拂子茅群落的生物量甚至是草原群落的3 倍( 见表3 - 1 ) ， ，岸带生态系统所产生有机物质含量远大于草原生态系统所产生的有机物质含量，对于全球物 质循环的作用，尤其是碳、氮平衡的作用是重大的。 4 、岸带植被的空间分布 由图1 2 和图l o 可知，部分种群在牛轭湖或河漫滩区域内形成高程相同的不同斑块。 对特定高程具有生态适应性的一些物种成为优势种，共同构成了岸带植被。在空间分布上， 呈斑块状分布，其中膜囊苔草岸带被针苔草岸带所包围。 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 5 、各岸带植被所包含的植物种类： 植物种在各岸带的分布可反映植物种的生态幅宽度，小糠草、鹅绒委陵菜、细灯心草、 海乳草等生态幅较宽的植物在各岸带都有分布，扁秆蔗草、中间型荸荠生长于浅水区、牛轭 湖上，草木樨、膜囊苔草等分布于河漫滩上，水甜茅、芦苇、假苇拂子茅在其它带只有少量 分布，不同植被对水分梯度和岸带类型具有不同的适应性，反映在浅水植被一牛轭湖低河 漫滩一高河漫滩上，植物种类越来越丰富，物种丰富度逐渐增加，植物种类逐步向中生植物 过渡，水生植物逐步减少( 参见表3 - 2 ) ，至岸带最远端的假苇拂子茅岸带，已出现蔓麦瓶草、 猪毛菜、灰绿藜等旱生化植被，向草原植被逐步过渡。 。 袁3 - 2 各岸带的植物种类( 8 月3 日) t a b l e 3 0 2a l ls p e c 讳i ne v e r yz o n a t i o ni n a u | 9 ，越3 锡林河河流湿地植被成带分布机理的研究 三、小结 1 、水甜茅群落的土壤相对含水量最高，假苇拂子茅群落土壤相对含水量总是最低，表明 岸带形成中两端的植被带形成与土壤含水量有关。 2 、由于某一种群在某一海拔梯度上具有高度生态适应性，生物量明显高于其它种群，使 其形成岸带，成为优势种群。 3 、研究区的特定地形在牛轭湖或河漫滩区域内形成高程相同的不同斑块，这些斑块形成 了岸带，形成了现有的分布格局。 4 、不同植被对水分梯度和岸带类型具有不同的适应性，反映在浅水植被牛轭湖低河 漫滩一高河漫滩上，植物种类越来越丰富，由水生植物向中生植物过渡。 5 、岸带群落生产力均大于平均年份的草原群落生产力，证明了岸带生态系统对于全球物 质循环的重要性。 四、讨论 1 、岸带分布面积变化 在牛轭湖分布区，6 月初除水甜茅岸带、草问荆岸带较稳定外，大面积分布着中间型荸 荠，其它岸带只是小斑块分布，可以说六月初牛轭湖的岸带主要是中间型荸荠带、水甜茅带 和草问荆带。在河漫滩上，主要分布着针苔草，膜囊苔草还没有出现，草木樨呈小斑块局部 分布； 7 月初，草木樨岸带和芦苇岸带面积逐渐增大，针苔草岸带面积急剧下降，膜囊苔荜开 始出现，并有一