五台山冰缘地貌的植被生态研究

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五台山位于山西省东北部的五台、繁峙和代县境内,属太行山系的支脉,地理坐标介于38°27’-39°15’N,112°48’-113°55’E之间。最高海拔3061m,是华北地区最高峰,素有“华北屋脊”之称。本文以五台山冰缘地貌植被为研究对象,在野外调查的基础上,运用数量生态学的方法,对五台山冰缘地貌植物群落进行了较为系统的研究,包括植被的分类排序、群落的物种多样性、优势种群的生态位等。采用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析法(DCA)对五台山冰缘地貌植被进行了数量分类和排序研究。TWINSPAN方法将五台山冰缘地貌植被分为13个群丛,13个群丛是不同冰缘地貌生态景观的重要组成要素,各群丛的群落学特征与冰缘地貌生境有密切的生态关系。DCA样方排序结果和种排序结果表明,五台山冰缘地貌植物群落分布格局是土壤、水分、热量等综合环境因子决定的。而不同冰缘地貌上植物群丛优势种的分布格局在很大程度上决定着植物群丛类型的分布格局,反映出植物群落类型和物种分布随冰缘地貌类型及环境梯度变化的趋势。采用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数对五台山冰缘地貌植物群落的物种多样性进行研究,研究发现不同冰缘地貌植物群落类型的组成多样性有明显差异,根据13个群丛在不同冰缘地貌的分布状况可区分为共有性群丛和专有性群丛。依据不同冰缘地貌植物群落综合多样性指数的大小排序,依次为冻融草丘>石海>石环>冻融剥蚀面>石河>岩柱>泥流坡坎和泥流舌;冰缘地貌的海拔高度、土层厚度、水分热量是影响植物群落植物种多样性指数变化的主要因素。采用Shannon-Wiener生态位宽度指数和Petraitis生态位重叠指数测定了五台山冰缘地貌植物群落21个优势种群的生态位宽度和生态位重叠,并对主要种群的生态位宽度和生态位重叠关系以及环境适应能力进行了探讨。结果表明:苔草、莓叶委陵菜、嵩草、珠芽蓼、紫羊茅等物种能很好地适应冰缘地貌环境,对资源具有较强的利用能力,在竞争中占据优势地位,因而具有较宽的生态位;高山嵩草、早熟禾、委陵菜、圆叶堇菜、银露梅等在群落中分布范围较小、对环境的适应性及对资源的利用能力相对较差,因此其生态位较窄。五台山冰缘地貌植物群落21个优势种群构成的420个种对中有246个种对表现出生态位重叠,占整个种对的58.57%,其中生态位重叠值大于0.5的种对有8对,表明植物群落优势种生态位重叠不很明显。五台山亚高山草甸和冰缘地貌植被与中国同纬度山地群落类型相比最为丰富,其植被的植物种类组成具有一定的特殊性,冰缘地貌的植被是非常脆弱的生态系统。调查中发现由于旅游、放牧等人类活动对冰缘地貌植被分布格局和种群格局的干扰,不仅使优势种数量和种群格局发生变化,而且使冰缘地貌植物群落的维持与发展受到威胁,这将导致冰缘地貌植被生态系统的稳定性下降,如不加以控制,可能会引起整个系统的破坏。因此,深入研究该区域植被分布与冰缘地貌环境之间的关系,对于五台山世界文化景观遗产地的自然景观保护和生态安全具有重要的实际意义。
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