黃河源區河漫灘濕地土壤和植被變化特征

林春英+李希來+韓輝邦+Jay+Gao+顏海前+張博越

摘要：從黃河源區河漫灘濕地地理地形指標、土壤指標和植物群落指標出發，對黃河源區河漫灘濕地土壤和植被變化特征進行研究。結果表明，黃河源區河漫灘濕地土壤偏堿性，隨著土層的加深，草土比減小，黃河源區河漫灘濕地土壤為松沙土，土壤含水量隨著土層的加深而減少；黃河源區河漫灘濕地主要養分在垂直方向上都表現出上層高于下層的規律；調查的樣方內共出現高等植物23種，分屬于11科21屬，樣方內藏嵩草的重要值為36.87%，禾本科重要值為10.53%，莎草科的重要值為27.23%，雜草的重要值為17.42%，毒草的重要值最低，為7.95%。

關鍵詞：黃河源區；河漫灘濕地；土壤特征；土壤養分；植被特征

中圖分類號： S181

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0423-04

濕地是由水陸相互作用而形成的特殊自然綜合體，是生物多樣性最高和生態功能最全面的生態系統之一。濕地是一種兼具水分、土壤、空氣、生物等組分的獨特復合型生態系統，對全球變化具有較高的敏感性[1-4]，而青藏高原上又發育著世界上獨一無二的大面積高寒濕地群[1，5-7]，它們對高原生態環境意義重大。黃河源區是黃河的發源地，此處雪山連綿，河流、湖泊眾多，它是黃河水資源的主要來源地之一，故被稱為黃河的“水塔”。黃河源區位于青藏高原的東北部，涉及青海、四川、甘肅3省的6個州、19個縣，總面積約13.2萬km2。該地區位于青藏高原東北部，高原腹地東坡，印度洋高空水汽和滇西、藏東、川西低空水汽相交于此，水汽條件好，使得該地區降水量相對集中且大。該地區流入黃河的主要河流不下10條，由于境內多山和河谷，形成了無數小河組成的樹枝條水系，河流密布、沼澤眾多，是世界上海拔高且濕地分布較集中的地區。近幾年，由于全球氣溫的升高和人類活動的加劇，導致湖泊、沼澤等的嚴重縮減，生物多樣性的喪失等一系列情況的發生，區域內人口數量增加，家畜數量也成倍增長，放牧地點向高海拔的山地遷移，使人為影響或破壞的范圍擴大[8]。2012年在教育部長江學者和創新團隊發展計劃——“三江源生態演變與環境保護”的資助下，我們對黃河源區7類濕地進行了野外初步調查，結果顯示，黃河源區河漫灘濕地面積大、分布廣，在黃河源區占有重要位置，有必要加強對河漫灘濕地特別是土壤和植被變化的深入研究。

1 研究區概況和研究方法

1.1 研究區的自然概況

黃河源區地處青藏高原，河流密布、沼澤眾多，是世界上海拔高、濕地分布較集中的地區。該地區為川、甘、青3省交界，屬純牧區，包括青海省果洛州的瑪多縣、瑪沁縣、達日縣、甘德縣、班瑪縣和久治縣，玉樹州的稱多縣和曲麻萊縣，黃南州的河南縣和澤庫縣，海南州的同德縣、興海縣、貴南縣、共和縣和貴德縣；甘肅省甘南州的瑪曲縣；四川省阿壩州的阿壩縣、紅原縣和若爾蓋縣。黃河源區有無數條山河河流從西側流入黃河，故該地區河漫灘濕地面積大，地貌多為高山、草甸、草原。結合以往的調查研究，考慮到黃河源區的澤庫縣和河南縣境內分布的河漫灘濕地面積廣而且多，本項目研究區設在有一定研究基礎和氣象觀測數據容易獲得的黃南州河南縣和澤庫縣境內，沿河南—澤庫、澤庫—同仁、澤庫—同仁等公路沿途，隨機選取河漫灘濕地樣地共計13個（圖1）。河南縣和澤庫縣境內的所有河漫灘濕地樣地作為空間重復的樣地，地理位置詳見表1。研究區氣候為高原大陸性氣候，屬高原亞寒帶濕潤氣候區，平均海拔3 600 m。全年四季特征不明顯，僅分冷（干）季和暖（濕）季，冷季寒冷干燥而漫長，暖季溫和濕潤而短暫。年平均氣溫為0.0 ℃，最冷月平均氣溫為 -10.6 ℃，最熱月的平均氣溫為9.4 ℃。年降水量597.1～615.5 mm，年平均蒸發量為1 349.700 mm，年相對濕度為65%，全年日照時數3 241.8 h，日照時間長，晝夜溫差較大，平均無霜期為16.5 d。

1.2 研究方法

1.2.1 濕地地形地理指標及植物群落指標測定 于2014年8月在黃河源區河南縣和澤庫縣進行野外實地觀測。在河南縣和澤庫縣境內的所有13個河漫灘濕地樣地里，隨機選取3個樣方，樣方面積為1 m×1 m，保證樣方與整個群落外貌的一致性。測定樣方內的植物種類、蓋度、高度和地上生物量等指標。多度和蓋度通過目測法測定；高度測定以自然高度為準，每種植物測量5株，對于不足5株的種，全部測定；地上生物量測定是將每種植物的所有個體齊地面剪下后稱其鮮質量。

1.2.2 黃河源區河漫灘濕地土壤指標的測定 經過野外調查，濕地土壤根系分布深度范圍大致在23 cm左右，取3層，故每層為7.5 cm。每一樣方用土鉆取土3鉆，分為0～7.5、7.5～15、15～22.5 cm 3層，將同一樣地的同一層土壤混合在一起，裝入自封袋編號，帶回實驗室使其自然風干，在實驗室測土壤養分指標。采用甲種土壤比重計法測定土壤懸浮液的比重，確定土壤質地[9]。不同退化草地的土壤質地可以由土壤粒級組成確定，即小于0.01 mm 的物理黏粒土粒，并根據卡慶斯基土壤質地分類法確定土壤質地類型[10]；土樣自然風干后用土壤篩等工具分出土樣中的草根，再用電子天平稱出草根質量和取出草根后的土質量，二者之比即為草土比；將39個土壤樣品送青海鑫隆農業科技有限公司，測定土壤的全N總量、全P2O5總量、全K2O總量、堿解N總量、速效P總量、速效K總量、有機質總量。

1.3 數據處理

1.3.1 樣地土壤質地測定方法

溫度校正系數=（土壤懸液溫度-20）×0.6；

校正后甲種比重計讀數=甲種比重計原讀數+溫度校正系數；

土粒質量百分數=<0.01 mm物理性黏粒百分數=

校正后甲種比重計讀數烘干土質量×100%。

1.3.2 物種多樣性測度 群落結構特征主要以樣方內各物種重要值來描述，重要值的計算方法如下：

1.4 數據分析

數據分析采用Excel 2007和SPSS 17。

2 結果與分析

2.1 黃河源區河漫灘濕地土壤物理化學性質

由表2可知，黃河源區河漫灘濕地土壤的pH值都大于7，說明黃河源區河漫灘濕地土壤偏堿性，且土壤的pH值隨著土層的加深而增大，但是在0～7.5、7.5～15、15～22.5 cm土層之間差異不顯著；黃河源區河漫灘濕地的草土比隨著土層的加深而減小，草土比在0～7.5、7.5～15、15～22.5 cm之間差異顯著（P<0.05）；黃河源區河漫灘濕地土壤為松沙土，0～7.5、7.5～15、15～22.5 cm土層之間差異不顯著；土壤含水量隨著土層的加深而減少，但是土層之間差異不顯著。

土壤中各種養分含量是草地植物生長的限制性因子，黃河源區河漫灘濕地主要養分在垂直方向上都表現出上層高于下層（表3）的規律，這種變化主要是由植被枯落物返還量引起的。草地退化往往同時伴隨著土壤養分狀況的惡化。全N總量在4.59～12.55 g/kg變化，全N總量在0～7.5 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著；全P2O5總量在1.57～2.83 g/kg變化，全P2O5總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm 土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm土層與75～15 cm土層之間差異不顯著；全K2O總量在13.86～18.34 g/kg 變化，全K2O總量0～7.5 cm土層、7.5～15 cm土層、15～22.5 cm 土層之間差異不顯著；堿解N總量在32239～662.79 mg/kg 變化，堿解N總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm 土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm土層與75～15 cm土層之間差異不顯著；速效P總量在7.93～26.9 mg/kg 變化，速效P總量0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層、15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），7.5～15 cm 土層與15～22.5 cm土層之間差異不顯著；速效K總量在34.85～253.71 mg/kg變化，速效K總量0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層、15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），7.5～15 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異不顯著；有機質總量在86.95～263.06 g/kg變化，有機質總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm 土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著。

2.2 黃河源區河漫灘濕地植被特征

黃河源區河漫灘濕地群落調查的樣方內共出現高等植物23種，分屬于11科21屬（圖2）。河漫灘濕地和山前濕地遍布以西藏嵩草、甘肅嵩草為群落的優勢種[14]。其物種按經濟類群分為4類，優勢種植物為西藏嵩草（Kobresia tibetica Maxim）；禾本科植物有草地早熟禾（Poa pratensis L.）、垂穗披堿草（Elymus nutans）和紫花針茅（Stipa purpurea）；莎草科植物主要有西藏嵩草（Kobresia tibetica Maxim）、雙柱頭藨草（Scirpus distigmaticus）、華扁穗（Blysmus sinocompressus）、苔草（Carex zekuensis），線葉嵩草（Kobresia capillifolia）、小嵩草（Kobresia parva）；雜草主要有多裂委陵菜（Potentilla multifida L.）、蒲公英（Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz）、美麗風毛菊（Saussurea superba）、條葉垂頭菊（Cremanthodium lineare Maxim）；毒草主要有云生毛茛（Ranunculus longicaulis）、四數獐牙菜（Swertia tetraptera Maxim）、黃花棘豆（Oxytropis ochrocephala）、甘肅馬先蒿（Pedicularis kansuensis Maxim）、藍玉簪龍膽（Gentiana veitchiorum Hemsl）、花葶驢蹄草（Caltha scaposa）、夏河紫菀（Aster yunnanensis var. labrangensis）、甘青老鸛草（Geranium pylzowianum Maxim）、海韭菜（Triglochin maritinum）、弱小火絨草（Leontopodium pusillum）。在黃河源區河漫灘濕地樣方內藏嵩草的重要值為36.87%，禾本科的重要值為1053%，莎草科的重要值為27.23%，雜草的重要值為17.42%，毒草的重要值最低，為7.95%（表4、表5）。

3 結論

黃河源區河漫灘濕地土壤的pH值都大于7，說明黃河源區河漫灘濕地土壤偏堿性，且土壤的pH值隨著土層的加深而增大，土壤pH值在0～7.5 cm土層、7.5～15 cm土層、15～22.5 cm土層之間差異不顯著；黃河源區河漫灘濕地的草土比隨著土層的加深而減小，草土比在0～7.5 cm土層、75～15 cm土層、15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<005）；黃河源區河漫灘濕地土壤為松沙土，3個土層之間差異不顯著；土壤含水量隨著土層的加深而減少，但是3個土層之間差異不顯著。

黃河源區河漫灘濕地主要養分在垂直方向上都表現出上層高于下層的規律，這種變化主要是由植被枯落物返還量引起的。全N總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著；全P2O5總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著；全K2O總量0～7.5 cm土層、7.5～15 cm 土層、15～22.5 cm土層之間差異不顯著；堿解N總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<005），0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著；速效P總量0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層、15～22.5 cm 土層之間差異顯著（P<0.05），7.5～15 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異不顯著；速效K總量0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層、15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），7.5～15 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異不顯著；有機質總量0～7.5 cm 土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<005），0～7.5 cm 土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著。

黃河源區河漫灘濕地群落調查的樣方內共出現高等植物23種，分屬于11科21屬，樣方內藏嵩草的重要值為3687%，禾本科的重要值為10.53%，莎草科的重要值為2723%，雜草的重要值為17.42%，毒草的重要值最低，為7.95%。

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