扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查

段培,鮑敏,張營(yíng),馬繼雄,馬永貴,陳振寧

(青海師范大學(xué) 生命與地理科學(xué)學(xué)院,青海 西寧 810008)

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查

段培,鮑敏,張營(yíng),馬繼雄,馬永貴,陳振寧

(青海師范大學(xué) 生命與地理科學(xué)學(xué)院,青海 西寧 810008)

摘要:指出了扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)共記錄有野生動(dòng)物88種,其中鳥(niǎo)類51種,獸類29種,爬行類1種,魚類7種,含國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物4種、Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物13種;植被種類共計(jì)17種,隸屬于6目8科,其中以禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和薔薇科(Rosaceae)植物為優(yōu)勢(shì)種。分析了間歇性積水草甸土、無(wú)積水草甸土和無(wú)積水沙土3個(gè)不同土壤環(huán)境生物群落結(jié)構(gòu)的Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻性指數(shù)和Jaccard指數(shù),結(jié)果表明:無(wú)積水沙土生物群落多樣性和均勻度均最高,間歇性積水草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無(wú)積水草甸生物群落結(jié)構(gòu)相似度最高,而間歇性積水草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無(wú)積水沙土生物群落結(jié)構(gòu)相似性最低;植物群落呈現(xiàn)出禾本科植物比例依次減少,雙子葉雜草類依次增加的趨勢(shì);動(dòng)物群落呈現(xiàn)濕地鳥(niǎo)類數(shù)量依次減少,非濕地鳥(niǎo)類和獸類依次增加的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞:扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū);生物群落結(jié)構(gòu);濕地鳥(niǎo)類;禾本科(Gramineae)

1引言

青海省三江源國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)分區(qū)已被列入國(guó)際重要濕地名錄,是高原濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,濕地分布特點(diǎn)呈現(xiàn)以湖泊為中心的環(huán)帶狀分布和以主要河流為中心的條帶狀分布[1]。扎陵湖和鄂陵湖湖泊生物群落結(jié)構(gòu)中,浮游植物以硅藻和藍(lán)藻為主,水生維管束植物有龍須眼子菜(PotamogetonPectinatus)和細(xì)葉水毛茛(Batrachiumtrichophyllum)。浮游動(dòng)物以輪蟲為主,還有原生動(dòng)物、橈足類和枝角類,底棲動(dòng)物有鉤蝦(Gammarussp)和水生寡毛類,主要魚類有花斑裸鯉(Gymaocyprisecklohi)和極邊扁咽齒魚(Platyphrogodonextremus)[2]。本文主要對(duì)扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)的野生脊椎動(dòng)物、高寒沼澤草甸植被以及濕地生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查與研究,并分析了濕地退化的現(xiàn)狀和原因,試圖為高原濕地的研究與保護(hù)工作提供參考。

2研究區(qū)域概況

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)(34°48′~35°01′N,97°02′~97°55′E)位于青海省中南部,巴顏喀拉山北麓的瑪多縣境內(nèi),距西寧市西南部約500km,距瑪多縣城約80km,是黃河源頭眾水匯合之地。扎陵湖濕地面積5.261×104hm2,鄂陵湖濕地面積6.95×104hm2,兩湖海拔高度均在4300m。

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)屬于青藏高寒區(qū)的青海藏南亞區(qū),氣候特點(diǎn)嚴(yán)寒干旱、降水稀少和蒸發(fā)強(qiáng)烈。年平均氣溫-5~2.4℃,年日照時(shí)數(shù)2495~2799h,≥0℃積溫553~934℃。

年降水量194~409mm。年太陽(yáng)輻射量623.9~678.7kJ/cm2。全年多霜凍災(zāi)害,無(wú)霜期不足20d,植物生長(zhǎng)季123~154d[3]。

3研究方法

3.1　調(diào)查方法

調(diào)查時(shí)間選擇在2010年4月、2013年9月,共兩次對(duì)扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)內(nèi)的濕地生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)植物物種種類和數(shù)量進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上,查閱相關(guān)文獻(xiàn),進(jìn)行綜合分析。

3.1.1　野生動(dòng)物資源的調(diào)查方法

采用調(diào)查方法主要有樣方法、樣帶法、痕跡調(diào)查法和訪談?wù){(diào)查法。樣帶法用于對(duì)湖區(qū)濕地哺乳動(dòng)物的調(diào)查,樣方法主要用于對(duì)濕地鳥(niǎo)類的調(diào)查,調(diào)查地點(diǎn)選擇在鄂陵灘、鄂陵出水口,對(duì)見(jiàn)到的鳥(niǎo)獸的種類和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),然后進(jìn)行初步分析。

3.1.2　濕地植被的調(diào)查方法

采用調(diào)查方法主要有樣方法,選取10個(gè)1m×1m的樣方。采樣點(diǎn)在瑪多縣扎陵湖鄉(xiāng),對(duì)植被種類、平均蓋度、平均高度和株數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.1.3　濕地生態(tài)群落的調(diào)研方法

選擇間歇性積水的草甸土、無(wú)積水的草甸土和無(wú)積水的沙土3個(gè)不同的土壤環(huán)境,調(diào)查野生動(dòng)物種類和數(shù)量、植被群落組成并分析生物群落多樣性。

3.2　數(shù)據(jù)處理

生物群落多樣性分析采用Shannon-wiener指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)來(lái)分析物種的多樣性和均勻性,群落結(jié)構(gòu)的相似性采用Jaccard指數(shù)進(jìn)行分析。

3.2.1　Shannon-wiener指數(shù)

其中:H′為多樣性指數(shù),S為總的種數(shù),Pi為第i種的物種數(shù)與總物種數(shù)的比值。

3.2.2　Pielou均勻度指數(shù)

E=H′/Hmax

其中:E為均勻度指數(shù),S為群落物種種數(shù),Hmax=lnS,H′為Shannon-wiener指數(shù)。

3.2.3　Jaccard指數(shù)

Cj=j/(a+b-j)

其中:j為2種群落共有物種數(shù),a、b分別為群落A、B的物種數(shù)。

4研究結(jié)果

4.1　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)沼澤濕地野生動(dòng)物

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)中記錄到野生脊椎動(dòng)物88種,其中鳥(niǎo)類51種,獸類29種,兩棲爬行類1種,魚類7種,其中國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物4種、Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物13種。

4.1.1　鳥(niǎo)類

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中,記錄鳥(niǎo)類共51種[4],隸屬于11目25科,具體目、科及所含種數(shù)見(jiàn)表1。

表1　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)鳥(niǎo)類系統(tǒng)分類統(tǒng)計(jì)

該自然保護(hù)分區(qū)內(nèi)國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物有黑頸鶴(Grusnigricollis)、玉帶海雕(Haliaeetusleucoryphus);國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物有大天鵝(Cygnuscygnus)、大鵟(Buteohemilasius)、鳶(Milvuskouschun)、游隼(Falcoperegrinus)、獵隼(Falcocherrug)、淡腹雪雞(Tetraogallustibetanus)。

該保護(hù)分區(qū)內(nèi)記錄濕地鳥(niǎo)類共有13種,占鳥(niǎo)類總數(shù)的25.49%,其中以鳳頭(Podicepscristatus)、普通鸕鶿(Phalacrocoraxcarbo)、斑頭雁(Anserindicus)、赤麻鴨(Tadornaferruginea)、漁鷗(Larusichthyaetus)等為優(yōu)勢(shì)種群,具體鳥(niǎo)種和保護(hù)級(jí)別如表2所示。

表2　扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)分區(qū)濕地鳥(niǎo)類統(tǒng)計(jì)

4.1.2　獸類

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中,記錄獸類29種,隸屬于7目14科,其中以食肉目Carnivora(13種)和嚙齒目Rodentia(8種)種類最多,以藏野驢(Equuskiang)、藏原羚(Procaprapicticaudata)、高原鼢鼠(Myospalaxbaileyi)和高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)等青藏高原特有物種為優(yōu)勢(shì)種。

表3　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)獸類系統(tǒng)分類統(tǒng)計(jì)

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物有藏野驢、雪豹(Pantherauncia);國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物有西藏棕熊(Ursusarctospruinosus)、豺(Cuonalpinus)、石貂(Martesfoina)、兔猻(Fellismanul)、猞猁(Lynxlynx)、藏原羚、巖羊(Pseudoisnayaur)。

4.1.3　爬行類

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中,記錄爬行類1種,即青海沙蜥(Phrynocephalusvlangalii)。

4.1.4　魚類

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中,記錄魚類7種,均隸屬于鯉形目鯉科,即厚唇裸重唇魚(Gymnodiptychuspachycheilus)、花斑裸鯉(Gymnocyprisecklonieckloni)、黃河裸裂尻魚(Schizopygopsispylzovi)、骨唇黃河魚(Chuanchialabiosa)、極邊扁咽齒魚(Platypharodonextremus)、擬鯰高原鰍(Triplophysasiluroides)、東方高原鰍(Triplophysaorientalis)[7]。

4.2　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)沼澤濕地植被群落結(jié)構(gòu)

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)植被區(qū)系屬于高寒沼澤化草甸,共計(jì)調(diào)查10個(gè)樣方,其中樣方1土壤類型為無(wú)積水草甸土,樣方2土壤類型為間歇性積水草甸土,樣方3~10土壤類型為無(wú)積水沙土。調(diào)查到植被種類共計(jì)17種,隸屬于6目8科,其中禾本科Gramineae、菊科Compositae和薔薇科Rosaceae植物比例較高。每一樣方所調(diào)查的植物種類、平均蓋度、高度和株數(shù)見(jiàn)表4。

表4　扎陵湖-鄂陵湖區(qū)濕地植物統(tǒng)計(jì)

在沼澤濕地植被群落結(jié)構(gòu)中,建群種有紫花針茅、早熟禾、火絨草;伴生種有垂穗披堿草、矮火絨草、西柏利亞蓼、唐松草、萎陵草、多裂委陵菜、二裂委陵菜、臭蒿、賴草、藏嵩草、洽草、藍(lán)花棘豆、單子麻黃、甘肅雪蓮花。

4.3　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生物群落結(jié)構(gòu)

在扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)內(nèi),選擇地點(diǎn)分別為間歇性積水的草甸土、無(wú)積水的草甸土和無(wú)積水的沙土3個(gè)不同的土壤環(huán)境,記錄其生物群落結(jié)構(gòu),標(biāo)記為地點(diǎn)1(34°59′36.8″,97°36′3.01″,4285m)、地點(diǎn)2(34°59′38.3″,97°36′18.1″,4287m)、地點(diǎn)3(34°59′36.5″,97°36′07″,4298m)。

表5　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)生物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查表

4.3.1　三個(gè)不同地點(diǎn)的生物群落組成特點(diǎn)

間歇性積水的草甸土環(huán)境下植被以禾本科為主,紫花針茅和早熟禾的蓋度達(dá)40%和30%;動(dòng)物以濕地鳥(niǎo)類的比例較高。無(wú)積水沙土環(huán)境下植被種類較多,以雙子葉類雜草的比例較高,出現(xiàn)豆科植物(藍(lán)花棘豆);動(dòng)物中鳥(niǎo)類以非濕地物種為多,鷹類比例增加,獸類也較前者增加,且高原鼠兔數(shù)量較多。無(wú)積水草甸土環(huán)境下植被禾本科趨于減少,蓼科和毛茛科植物增加;濕地物種減少,非濕地物種比例增加。

4.3.2　Shannon-wiener、Pielou指數(shù)與鳥(niǎo)獸群落多樣性

從Shannon-wiener多樣性指數(shù)來(lái)看,鳥(niǎo)獸群落多樣性為地點(diǎn)3>地點(diǎn)1>地點(diǎn)2,說(shuō)明無(wú)積水的草甸土生物群落多樣性最低,而無(wú)積水的沙土生物群落多樣性最高,間歇性積水的草甸土生物群落多樣性處于中間。Pielou均勻性指數(shù)的關(guān)系為地點(diǎn)3>地點(diǎn)2>地點(diǎn)1,說(shuō)明無(wú)積水的沙土生物群落均勻度最高,間歇性積水的草甸土生物群落均勻度最低,無(wú)積水的草甸土生物群落均勻度處于中間。

表6　鄂陵湖-扎陵湖自然保護(hù)分區(qū)鳥(niǎo)獸群落多樣性(H′)和均勻度(E)

4.3.3　鳥(niǎo)獸群落相似性分析

從表7群落間相似性的Jaccard指數(shù)可以看出地點(diǎn)1與地點(diǎn)2相似性指數(shù)最高,說(shuō)明間歇性積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無(wú)積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)相似度最高;地點(diǎn)1與地點(diǎn)3的相似度較低,說(shuō)明間歇性積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無(wú)積水的沙土生物群落結(jié)構(gòu)相似性最低;地點(diǎn)2和地點(diǎn)3的群落結(jié)構(gòu)相似性也較高,說(shuō)明無(wú)積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無(wú)積水的沙土生物群落結(jié)構(gòu)也具有較高的相似性。

表7　鄂陵湖-扎陵湖自然保護(hù)分區(qū)鳥(niǎo)獸群落相似性(Cj)

5結(jié)語(yǔ)

扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)中記錄有野生動(dòng)物共88種,其中鳥(niǎo)類51種,獸類29種,爬行類1種,魚類7種,含國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物4種、Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物13種。植被種類共計(jì)17種,隸屬于6目8科,其中禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和薔薇科(Rosaceae)植物比例較高。

對(duì)于生物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)查研究,選擇間歇性積水的草甸土、無(wú)積水的草甸土和無(wú)積水的沙土3個(gè)不同的土壤環(huán)境,調(diào)查該環(huán)境中的植被和動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)。分析三個(gè)地點(diǎn)的生物群落結(jié)構(gòu),其中Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻性指數(shù)和Jaccard指數(shù)表明,無(wú)積水的沙土生物群落多樣性和均勻度均最高,間歇性積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無(wú)積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)相似度最高,而間歇性積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無(wú)積水的沙土生物群落結(jié)構(gòu)相似性最低。植物群落呈現(xiàn)出禾本科植物比例依次減少,雙子葉雜草類依次增加的趨勢(shì);動(dòng)物群落呈現(xiàn)濕地鳥(niǎo)類數(shù)量依次減少,非濕地鳥(niǎo)類和獸類依次增加的趨勢(shì)。

6討論

6.1　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地退化

濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化表現(xiàn)在濕地面積的減少和生物群落組成的逆行演替,這兩點(diǎn)在扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)分區(qū)均有體現(xiàn)。扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)分區(qū)(總面積為15507.21km2,其中核心區(qū)面積2317.22km2,緩沖區(qū)面積2906.19km2,試驗(yàn)區(qū)面積10283.8km2)在1970年中后期~1990,1990~2004年兩個(gè)時(shí)間段內(nèi),土地覆被狀況動(dòng)態(tài)度為0.1%和0.36%,且土地覆被狀況指數(shù)變化率均為負(fù)值,說(shuō)明扎陵湖-鄂陵湖保護(hù)分區(qū)生態(tài)系統(tǒng)濕地面積逐漸減少,且減少速率在1990~2004年間增長(zhǎng)較快[8]。沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)的逆行演替主要表現(xiàn)在沼澤草甸生態(tài)系統(tǒng)植被群落結(jié)構(gòu)的變化,分析地點(diǎn)1、地點(diǎn)2和地點(diǎn)3的植被群落結(jié)構(gòu),可以得出莎草Cyperaceae蓋度極低,禾草Poaceae(如紫花針茅、早熟禾)等所占比例在間歇性積水的草甸土和無(wú)積水的草甸土中較高,而無(wú)積水的沙土中豆科Fabaceae等雙子葉類雜草的比重較高。濕地退化導(dǎo)致植被群落組成中雙子葉類雜草的比例大大增加,而雙子葉類雜草普遍較低的水分利用效率將會(huì)增大土壤水分通過(guò)光合作用的蒸騰散失,進(jìn)一步加劇群落生境的干旱化,不利于退化濕地的恢復(fù)和附近濕地的保護(hù)[9]。

6.2　扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地退化原因分析

據(jù)CHEUNG Alan等的研究,導(dǎo)致該自然保護(hù)分區(qū)內(nèi)濕地退化的主要因素土壤含水量(Moisture content)>植被覆蓋率(Grass cover)>鼠兔密度(Density of pika burrows)。扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)退化,氣候條件的暖干化和人為的破壞及干擾是主要原因[14]。保護(hù)分區(qū)內(nèi)近幾十年來(lái)年平均氣溫以0.28℃/10年的速率升高,同期年降水量以4.32mm/10年的趨勢(shì)增加,且多集中在冬春兩季,蒸發(fā)率受氣溫變化影響顯著增大,多年凍土呈現(xiàn)顯著退化趨勢(shì),這些氣候條件的變化引起植被退化、湖泊面積萎縮及沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)退化[10]。扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)分區(qū)內(nèi)兩湖湖濱草甸是牧民放牧的重要牧場(chǎng),由于人們的過(guò)度放牧、20世紀(jì)80年代以來(lái)開(kāi)采礦石以及在鄂陵湖出水口附近建立水電站等干擾和破壞濕地生態(tài)系統(tǒng),使水土流失加劇,打破原有的生態(tài)平衡。高原鼠兔Ochotona curzoniae種群數(shù)量的增加也在一定程度上加劇了該保護(hù)區(qū)的濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化,導(dǎo)致“黑土灘”的形成[11]。

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中圖分類號(hào):Q9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1674-9944(2015)01-0001-05

通訊作者:陳振寧(1970—),男,河南柘城人，碩士,教授,主要從事動(dòng)物系統(tǒng)分類及生態(tài)方面的教學(xué)與研究工作。

作者簡(jiǎn)介:段培(1989—),女,陜西銅川人,青海師范大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院碩士研究生。

基金項(xiàng)目:國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2012BAC08B04)資助;693校級(jí)科技創(chuàng)新項(xiàng)目(編號(hào):019040904)

收稿日期:2014-11-03