垂直梯度上植被多样性及优势度变化分析.doc

垂直梯度上植被多样性及优势度变化分析以天祝县朵什乡茶树沟为例摘要:通过天祝县朵什乡茶树沟自然保护区植被多样性的调查,计算各海拔高度上植被的Shannon-Wiener多样性指数和优势度,配合各海拔高度上土壤水分的数据。运用相关分析法，得到海拔高度、多样性指数、优势度和土壤水分之间的相关系数，分析物种多样性、优势度及土壤水分与海拔高度之间的关系。结果表明随着海拔的升高，气温降低，土壤蒸发减少，土壤水分增加，植被多样性呈递增的趋势，而优势度则降低。关键字：垂直梯度；多样性指数；优势度；土壤水分1区域概况 天祝县地处河西走廊东端。1020710346E、36313755N之间。本次考察地点是天祝县朵什乡茶树沟，主要的乔木有桦树、青海云杉，灌木有金露梅、高山绣线菊等，草本有珠芽蓼、早熟禾等。20世纪70、80年代人们为了获取柴薪，大量的砍伐桦木和云杉，到80年代后期已经砍伐殆尽，只剩下草本层,当地人在草本层上放牧，整个生态面临着失衡的危机，植被由原来的乔木占优势的种演替为草本优势种，在2000年以来，国家在这一地区实行了退耕还林工程，对山地植被实行了禁牧保护，在短短的8年内，植被又恢复到了原来的状态。 本次T-4组考察地的海拔高度在25302658m之间，其中乔木层植被主要是桦木，并且桦木在各样方中的密度变化不大，而且比较稀疏，这样对水分的竞争不是太明显，随着海拔的升高土壤水分增加。2 数据与方法2.1数据来源 在海拔25302658m之间布设一样带，在这个样带上布设有6个10m10m大样方，其中在海拔25302566m之间布设3个，在26342658m之间布设3个，在大样方的边界处设置50cm50cm的小样方，将小样方分为边长5cm的小格子。在大样方中主要做乔木和灌木的一些指标，在小样方中做草本的密度、盖度等，其中密度做两个小样方，在第一个小样方中做出草本的盖度；在样方的周围用35.6cm的铁圈随机扔出25次并记录植物的频度。3 研究的方法3.1相关分析法相关分析的任务，是揭示地理要素之间相互关系的密切程度。而地理要素之间相互关系密切程度的测定，主要是通过对相关系数的计算与检验来完成的1。3.1.1相关系数的计算 （1） 式中表示要素与之间的相关系数；和分别表示两个要素样本值的平均值，即 相关系数是表示该两要素之间的相关程度的统计指标，它的值介于-1，1区间。0，表示正相关；0，表示负相关，即两要素异向相关。的绝对值越接近于1，表示两要素的关系越密切；越接近于0，表示两要素的关系越不密切。 3.12相关系数的检验当要素之间的相关系数求出之后，还学要对所求得的相关系数进行检验。这里的相关系数是根据要素之间的样本值计算出来的，它随着样本数的多少或取样方式的不同而不同，因此它只是要素之间的样本相关系数，只有通过检验，才能知道他的可信度。相关系数的检验，是在给定的置信水平下，通过查相关系数检验的临界值表来完成。表1给出了相关系数真值=0（即两要素不相关）时样本相关系数的临界值。3.2多样性指数、优势度计算公式3.2.1多样性指数 3.2.2优势度多样性的测度用香农-威纳指数(Shannon-Wiener)，其计算公式为： N为样方内植物的总个数，ni为第i个物种的个体数，SW为Shannon-Wiener多样性指数。 优势度用以下公式计算： C =4 结果分析4.1 多样性指数和优势度的变化 利用上述模型计算出不同海拔高度上的多样性和优势度的数据（表一、图一），可以看出不同海拔上的植物的多样性和优势的的变化趋势，随着海拔的升高，多样性在增大，优势度减少，多样性指数在4号样方中有一峰值，4号样方的海拔突变显著。表一 不同海拔高度上植被多样性和优势度样方号T-4-001T-4-002T-4-003T-4-004T-4-005T-4-006海拔（m）253025502566263426492658Shannon-Wiener指数1.54821.64181.77682.02591.65162.5021优势度0.3881630.2060080.2219520.2261030.292540.106621从图一中可以看出，海拔的升高使得气温下降，空气湿度增加。各样方内桦木的密度比较少，冠幅小，光照可以直接到达草本层，因此，光照对下层草本的影响不是太大，这就决定了各样方内的草本所接受的光照资源差别不大，而水分对各样方的植被多样性有很大的影响，尤其是土壤水分的影响。4.2 土壤水分的变化 从表一和图一中可以看出，土壤水分随海拔的升高而增加，并且在样方4中有一峰值，这就证实了植被多样性在此样方中升高的原因，从图中还可以得到不同土层上的水分的比较，以第6样方为例，010cm上的土层水分最大，其次是4050cm，1020cm、3040cm、2030cm的土壤水分依次减少。表二 不同样方中土壤含水量样方水分分层T-4-001T-4-002T-4-003T-4-004T-4-005T-4-0060100.183810.125040.131330.306510.234110.2928910200.173530.117310.122510.316820.200360.2406720300.158280.107750.132780.293660.204880.2196230400.147410.092850.157850.269740.188890.2261340500.119390.106680.123520.313740.215540.253015 结论与讨论海拔高度、植被多样性、优势度、土壤水分变化随着海拔的升高，气温下降，湿度增大，土壤水分逐渐提高，优势种表现的不是很突出，多样性较高。海拔高处土壤水分较高，各