生物多样性丰富的原因范文

生物多样性丰富的原因篇1

青藏高原是中国主要畜牧业基地之一,草地资源丰富,牧草品质优良,是发展草地畜牧业的物质基础[6]。然而,目前青藏高原草地退化严重,据不完全统计,青藏高原约有0.45×108hm2退化草地,约占青藏高原草地总面积的1/3,其中严重退化的次生裸地-"黑土滩",约占退化草地面积的16.5%[7],已经威胁到当地的生态与环境、生物多样性保护和畜牧业的发展[6,8]。为保护青藏高原的生态与环境,恢复治理退化草地,需要充分了解草地退化演替过程中的一些生物学过程和特征。目前在国内此类研究大多集中在内蒙古草原和东北草原上[9~10],在青藏高原亚高山草甸上的研究报道相对较少。为此以青藏高原亚高山草甸草地中具有代表性的甘肃玛曲县亚高山草甸为对象,在实地测定大量样方和统计分析的基础上,选取评价指标,制定亚高山草甸类草地生态质量的评价指标体系。选择各级别典型生态区域实例对比分析,为生态保护和生态恢复治理提供科学依据并为亚高山草甸生态系统的退化程度诊断提供量化指标。

1研究区域概况

甘肃玛曲县地处青藏高原东端,地理坐标为33°06′30″~34°30′15″N,100°45′45″~102°29′00″E。海拔3300~4806m。年平均气温1~2℃;年降水量615.5mm;5~9月降水量508.9mm,占全年总降水量的83%;雨热同季;年日照时数2583.9h;最热月7月平均气温10.7℃,最冷月2月平均气温-7.1℃。该区域拥有大面积亚高山草甸类草场,被誉为亚洲最好的牧场之一。草场植被的种类组成丰富,种的饱和度为40~45种/m2,覆盖度75%~90%,植被以中生禾,莎草为主,杂以少量湿中生、旱中生植物。草有短根茎密丛嵩草、苔草、疏丛、密丛禾草和杂类草。草高20~50cm,每0.42hm2可饲养一只绵羊。土壤为棕壤草甸和亚高山草甸土。这里既是黄河上游草地生态脆弱区,又是黄河补充水量关键区和水量变化敏感区[5]。

2评价指标量化值的确定

2.1评价指标确定的原则

2.1.1代表性原则区域生态质量是一个地区生态的基本特征,因此选择评价指标必须要选取能够代表该类型和区域生态特征的表征指标,即选取的指标必须代表区域生态的表征性特征。

2.1.2系统性原则区域生态本身就是一个独立的生态系统。因此,选取的生态特征指标必须要有系统性,既要考虑直观反映生态特征的表征性指标,同时也必须选取那些通过系统运行而影响生态的特征指标。

2.1.3科学性原则评价区域生态的好坏是一个科学定义的过程,因此制定区域生态评价指标时必须遵循科学性的原则,符合区域生态特征和环境结构。选取的评价指标应是科学定义准确,内涵清晰[11]。

2.1.4易获取和可操作性原则生态环境的评价是一项经常性和反复进行的常规评价,因此在制定评价指标时,必须考虑到评价指标的易获得和可操作性,只有这样才能使得评价工作得到顺利实施。

2.2评价指标的筛选

在区域生态背景条件相一致的情况下,区域生态的好坏,主要是受植被的表征性指标特征控制。从亚高山草甸的生态特征来看,其生态的变化动态主要体现在植被的覆盖度、物种组成、群落的结构、物种多样性、草地质量、优良牧草比例等指标,而反映群落差异和结构好坏的主要指标包括:植被覆盖度、物种多样性、群落物种组成、优势种所占比例等方面。从理论上讲,植被的覆盖度是反映植被茂盛程度的一个直接指标,一般来讲,植被的覆盖度越高,其茂盛程度越高,对区域生态的影响和作用也越大。因此,在选取评价指标时,单纯考虑植被盖度往往会产生偏差甚至是差错。因此,在选取植被盖度作为评价指标的同时,还应当考虑群落的结构特征和优势物种的比例[12]。通过对亚高山草甸植被结构特征和植被退化影响后的植被变化特征分析研究发现,植物群落的结构不仅与盖度密切相关,同时对于物种结构和优良物种的比例密切相关。除盖度外,亚高山草甸的特征性指标就是物种多样性和物种丰富度指标,一般来讲,物种丰富、群落结构复杂,则群落越稳定。

2.3评价指标量化值的确定

亚高山草甸在大环境背景条件相一致的情况下,区域生态质量好坏主要与植被的自身结构、特征有关。根据评价指标因子的选取原则,为了准确全面地制定亚高山草甸生态环境的各项评价因子的量化标准,我们选定了亚高山草甸不同分布区生态条件相对较好,受人为影响相对较轻的地区布设样线(剔除样线内受到人为明显影响和明显退化地区的样方),利用1m×1m的样方对植被特征进行实地调查。主要调查统计植物群落的盖度、高度、频度、徳氏多度;物种种类、分盖度;物种发育物候,生长势等。然后计算统计群落的总盖度、植物物种多样性指数、丰富度指数、物种种类数、草地质量指数、优良牧草比例等指标。生物多样性指数[13]的计算包括:(1)植物丰富度指数:S=n式中:n为出现在样方中的物种数目。(2)植物多样性指数(Shannon-Wiener):H=-∑si=1(pilnpi)式中:i=1,2,…,S物种序号;S为群落内物种总数;Pi为第i个物种的重要值之比值,Pi=ni/N,ni为种i的重要值;N为总重要值。牧草质量按张大勇等[14]提出的草场质量指数(indexofgrasslandquality,IGQ)来评价。牧草按其适口性划分为5类(优、良、中、差、毒),适口性值依次为3,2,1,0,-1。IGQ=∑3i=-1(iSi)式中:i是不同种的适口性值,Si为样方中各个种的分盖度。通过统计计算及对比分析,确定亚高山草甸植被退化等级评价指标值(表1)。

3生态现状对比分析

3.1未退化区域亚高山草甸类草场未退化区域,草场植被的种类组成丰富,种的饱和度为40~45种/m2,覆盖度80%~90%,植被以中生禾,莎草为主,杂以少量湿中生、旱中生植物。草有短根茎密丛嵩草、苔草、疏丛、密丛禾草和杂类草。草高20~50cm,每0.42hm2可饲养一只绵羊。如表2中玛曲县牧业气象观测站。

3.2轻度退化区域亚高山草甸类草场轻度退化区域较未退化区域盖度降低,草地质量指数下降,优良牧草比例降低,而植物多样性指数降低不多,有些区域反而上升,植物丰富度指数增加,植物物种数也增加,如表2的玛曲县尼玛乡天然草场,由此可见,从生物多样性的角度出发,草原的保护应有食草动物的适当放牧,草原植物资源的科学经营应以高植物多样性和高生产力为目标。#p#分页标题#e#

3.3中度退化区域亚高山草甸类草场中度退化区域较未退化区域盖度明显降低,草地质量指数明显下降,优良牧草比例明显降低,而植物多样性指数、植物丰富度指数、植物物种数降低不多。牧民定居点附近因牲畜过度采食践踏,多为中度退化区域。

3.4重度退化区域

3.4.1黑土滩所谓"黑土滩",是由于过牧、鼠害以及冻融、风蚀和水蚀所引起的重度退化草地,主要表现为植被稀疏、盖度极低、植物多样性指数、植物丰富度指数、植物物种数明显降低,草地质量指数、优良牧草比例极度下降,草原生产力大幅度降低,土地、土壤结构及理化性质变劣、水土流失及土地荒漠化加剧。玛曲县"黑土滩"面积26667hm2,占草场总面积的2.81%。

3.4.2土地沙漠化据玛曲县历史调查,在20世纪50年代该县还没有土地沙漠化现象发生,到60年代开始有零星沙漠化土地和小沙丘出现。此后,随着草地的退化,沙漠化面积逐渐扩大,且发展速度越来越快。80年代该县沙化总面积为1440hm2,而到1999年该县沙漠化普查结果,全县草场沙化面积达6080hm2,其中流动沙丘2020hm2,固定沙丘4060hm2,沙化草场面积占全县总土地面积的0.63%(表3)。到2001年每年增加128.2hm2,年增速为6.7%。2004年达到5.33×104hm2。据2003年调查,草场退化面积达74.7万hm2,占全县可利用草场面积的90%,其中重度退化草场面积达33.07万hm2,占全县可利用草场面积的39.84%[15]。生态按这样的速度恶化下去,甘南高原乃至青藏高原东部将成为我国第四大沙尘源。

3.4.3人为滥采乱挖玛曲草场拥有秦艽(Gentianastamunea)、贝母(Fritillariaprzewalskii)、冬虫夏草(Cordyceps)、红景天(Rhodiolasacra)等许多名贵中草药和藏药,20世纪80年代中后期以来,受市场价格上涨的利益驱动,滥采乱挖十分严重。以冬虫夏草为例,70年代每公斤市场收购价为数百元,80年代后期每公斤市场收购价为数千元,2000年代以后每公斤市场收购价涨到数万元。80年代后期至90年代初期因管理混乱,每年5~6月冬虫夏草采挖季节出现了各地群众蜂拥而至,漫山遍野采挖冬虫夏草的现象,使草地生态遭受严重破坏,草场退化、沙化,水土流失,生态功能弱化。玛曲县格尔珂金矿区3.7km2范围内因10余年的大规模开发建设,植被覆盖度由原先的75~90%下降到不足50%。特别是1997年以前,矿山开采混乱,露天剥离、乱挖乱采、工艺落后等原因对生态环境造成严重破坏,累计破坏植被333.33hm2,2500m露采边缘和2000m长弃土弃渣场边坡失稳,600~700m3弃土弃渣随意堆放,7处矿硐存在严重安全隐患,每年有5~10万t有毒有害污水渗入地下。

4结论与讨论

(1)利用反映植被茂盛程度的直接指标植被覆盖度和反映群落差异、结构好坏的主要指标,包括物种多样性指数、丰富度指数、物种数、草地质量指数、优良牧草比例等,研究确定了亚高山草甸类草地生态质量的评价四级指标值。该指标能够客观反映亚高山草甸类草场生态质量。

(2)由于牧民定居点附近长期重牧导致草地严重退化,草场质量和可食牧草比例都很低,进而导致草地多样性丧失和健康恶化,而远离牧民定居点处则由于草场所受放牧干扰轻,所以保持着原生未退化状态或轻度退化状态。在该研究中,植物丰富度指数和多样性指数在轻度退化阶段最大(表2),放牧所引发的草地补偿性生长能够提高系统生产力水平,因此,适度放牧是保护草地生物多样性,维护放牧生态系统功能与健康,发展草地生态生产力的有效途径。当亚高山草甸由未退化到重度退化时,面临着产草量下降,地上生物量锐减,生物多样性丧失,生态平衡失调等严重后果,恢复治理刻不容缓。

生物多样性丰富的原因篇2

关键词： 野生观赏植物资源；开发利用；引种驯化；驯化原理

 

我国地大物博，野生观赏植物资源极其丰富，高等植物约3万种，有观赏价值的园林植物达6 000种以上。我国不仅原产观赏植物种类繁多、品质优良，而且观赏植物栽培有极其古老的历史，早在公元前11至公元前7世纪的西周，我国劳动人民已在园圃中培育花木了。尽管如此，在我国城市绿化中，应用的植物种类并不多。如南京、杭州、宁波等城市一般为200～300种，上海有近400种。而且，除了生境条件极特殊的区域，如热带、寒带或干旱地区外，全国大多数城市的绿化没有很明显的区别，植物材料单调、雷同，造成千城一面的状况，这与植物资源大国的地位极不相称。 

 

1 野生观赏植物资源的开发现状 

 

1.1家底不清，保护不力 

我国丰富多彩的观赏植物种质资源尚未得到系统、全面的调查研究，即资源家底还未摸清。目前，不论野生还是栽培的园林植物种质资源，均由于多种原因而面临许多种类散失和濒于绝灭的严重威胁。野生的如兰属和金花茶系的某些种、变种、变型，栽培的如凤仙花品种，均为最突出的例证[1]。因此，进一步开展资源考察，摸清家底，加强保护是当前的一项迫切任务。近年来中央和地方主管部门做了些保护和管理工作，收到一定效果。如金花茶20世纪80年代由林业部通令全部种类一律禁止出口，后经再度修改，有些种类已对外开放，并在广西设立金花茶保护区与基因库，在洛阳建立中国洛阳牡丹基因库，在武汉建立中国梅花品种资源圃等。 

1.2科技落后，盲目引种 

①我国野生观赏植物资源虽很丰富，但大量可供观赏的种类却久居深山无人问，仍处于野生状态，未被开发利用；另一方面，我国育种水平还相当落后，如我国是山茶属的起源和分布中心，有不少优良茶花的传统品种和新品种，但与美国、日本、新西兰等茶花育种发达国家相比差距极大，现国际茶花协会登录的品种达2.2万个，而我国山茶栽培品种仅300多个，云南山茶140多个。②有盲目从国外引种的趋势，尤为严重的是我国缺乏对野生植物开发利用的深入研究。各地开发利用缺乏技术支撑，很多个体经营者直接从山上挖掘野生植物；一些政府职能部门缺乏长远的眼光或追求短期的政绩效应，造成资源的极大破坏，无异于杀鸡取卵。 

1.3“产用研”脱节 

①科研与生产脱节。由于科研体制问题，当前科研的一个共同的特点就是与生产相脱离，为科研而科研，通常是或课题结题之后就束之高阁，科研成果的转化率较低。②生产与应用脱节。生产者由于技术、投入或风险等原因，无力也不愿进行野生观赏植物资源的开发利用，而是随大流，生产“大路货”；而设计者在园林设计中力求满足人们日益增长的需要，应用尽可能多的植物种类来创造园林景观，但在实施过程中，却又因为植物应用的新材料、新品种的缺乏逼迫修改设计方案。 

 

2 野生观赏植物在园林中的应用 

 

植物造景是应用乔木、灌木、藤本及草本植物来创造景观，充分发挥植物本身形态、线条、色彩等自然美，配置成一幅幅美丽动人的画面，供人们观赏[2]。要创造出丰富多彩的植物景观，首先要有丰富的植物材料。因此，要在保护的基础上，合理开发利用当地野生观赏植物资源，既能丰富园林植物种类，克服各地园林植物种类单调，又能突出地方特色，具有事半功倍的效果。 

2.1丰富植物种类，提高城市品位 

虽然我国具有十分丰富的观赏植物资源，但是各地城市园林绿化中运用的植物材料显得单调、雷同，缺乏地方特色，观赏植物能代表城市的例子并不多见。随着经济的发展和人民生活质量的不断提高，人们对环境的要求越来越高。因此，运用一些新的植物种类来进行城市园林绿化将成为一种趋势。而野生植物，尤其是乡土植物不仅能体现鲜明的地方特色，更具有适应性强、容易引种成功的优势。现在正是野生观赏植物开发利用的大好时机。 

2.2开发野生资源，建设生态城市 

城市生态园林主要是指以生态学原理为指导所建设的园林绿地系统。在这个系统中，乔木、灌木、草本和藤本植物被因地制宜地配置在一个群落中，种间相互协调，有复合的层次和相宜的季相色彩，具有不同生态特性的植物各得其所。它是现代城市园林绿化工作最高层次的体现，是人类物质和精神文明发展的必然结果。“小桥流水”、“岁寒三友”之类的诗情画意已不能满足现代人游赏及改善环境生态效应的需要了。在生态园林建设中，不仅要注意乔木、灌木、地被植物的复层次生态位，而且要尽量丰富各层次内的植物种类。要让苔藓类、蕨类、草本类、藤本类、灌木类、乔木类植物都能在城市园林中找到自己的位置，发挥各自长处。野生植物是植物与环境相适应的最好样板，野生植物资源在生态园林中将起巨大作用。 

2.3合理利用野生植物，增加城市物种多样性 

生物多样性的3个层次中，最基本的就是物种多样性。在城市中绿地本身有限，在有限的范围内人工引进野生植物，再现植物的多样性具有更大的意义。在城市绿化中，近年也提出重视物种多样性，如从2000年开始，上海实施城市植物多样性3年行动计划，3年来，使常用园林植物由原来的400种增加到800种。其他城市也都希望能将物种多样性运用在园林绿化的实践中。 

3 野生观赏植物资源的引种驯化 

要将野生观赏植物资源成功地运用到城市园林绿化中，首要的工作是引种驯化。引种驯化是将野生或栽培植物的种子或营养体从其自然分布区域或栽培区域引入到新的地区栽培。如果引入地区与原产地自然条件差异不大或引入观赏植物本身适应范围较广，或只需要采取简单的措施即能适应新环境，并能正常生长发育，达到预期观赏效果的称为简单引种。如果引入地区自然条件和原分布区自然条件差异较大，或引入物种本身适应范围较窄，只有通过其遗传性状改变才能适应新环境或必需采用相应的农业措施，使其产生新的生理适应性的方式为驯化引种[3]。追溯引种驯化理论的历史时，一般都把达尔文学说作为起点，其观点使引种驯化成为可能并具有科学的理论依据。真正在国际上最受重视和应用的是德国著名林学家迈尔（Mayr H.）1906年提出的气候相似论。

3.1气候相似论 

生物多样性丰富的原因篇3

那么，产妇月子里究竟应吃哪些食物呢？

产后第1天至第2天因产妇胃肠功能尚弱，饮食不宜油腻，应以清淡、易消化、营养丰富为主。可喝红糖水、红糖大枣汤、红糖鸡蛋汤，吃挂面、馄饨等，这些食物有利益气补血，帮助子宫收缩，温经驱痛，排除恶露，止痛等。若食欲好，第3天开始可逐步过渡到正常饮食。食物着重注意以下几点：

一、多吃含蛋白质丰富的食物

蛋白质是维持生命、修补更新人体组织器官的主要物质。产妇身体复原和为婴儿分泌营养价值高的乳汁，都与母体蛋白质水平有关，若母亲体内储存充足而优质的蛋白质，就能保证婴儿正常生长发育对蛋白质的需要。否则，婴儿大脑发育会受影响。蛋、肉、禽、鱼类食物含动物性蛋白质丰富。动物性蛋白质是优质蛋白质，对人体补益较大。鸡肉所含营养比较全面，又容易被人体吸收，对于补益气血、生肌长肉、恢复体力作用很大。猪蹄、各种猪内脏、鱼翅含动物蛋白亦较丰富。豆类、豆制品等含植物性蛋白丰富。产妇比平常每天增加三个鸡蛋或100克鸡肉或150克瘦猪肉就能满足身体对蛋白质的要求。我国民间传统一个产妇在月子里往往要吃上百个鸡蛋，若干只鸡，是有一定道理的。但有的产妇以为吃得越多越好，甚至一天吃6~7个鸡蛋，隔一两天就吃上一只鸡。这种暴饮暴食是不科学的，不仅容易造成营养过剩，伤害胃肠，增加肾脏负担，而且容易导致疾病。一般每天吃3~4个鸡蛋、隔5天吃一只鸡就够了。同时，还要注意动物性蛋白质和植物性蛋白质混合搭配着吃，这样可以使营养成分更加全面。

二、多吃含维生素的食物

1.维生素A含量较丰富的食物。维生素A可以增强产妇抵抗疾病的能力，维护皮肤黏膜健康，促进产伤修复，有利于保护婴儿视力，防止干眼病及夜盲症。蛋黄、肝类（猪肝、鸡肝、牛肝、鱼肝）维生素A含量丰富。各种红、黄色蔬菜含量亦高，如胡萝卜、老南瓜含胡萝卜素丰富（胡萝卜素进入人体内可以合成维生素A）。

2.维生素B1含量丰富的食物。维生素B1能维持产妇心脏、胃肠的正常功能，增强肌力，促进血液循环，增汁分泌量，还有增进食欲作用。谷类、豆类、绿叶蔬菜、牛奶等含维生素B1较为丰富。

3.维生素B2含量丰富的食物。动物肝脏、蛋黄、干豆类、绿色蔬菜、蘑菇等维生素B2含量较为丰富。产妇要注意多吃肝、蛋、豆制品等。

4.维生素C含量丰富的食物。维生素C能使产妇增强抵抗疾病的能力，尤其是抵抗流行性感冒的能力，还有帮助产妇产伤愈合、促进铁质吸收和解毒的功能。维生素C广泛存在于一切新鲜蔬菜和水果之中，如小白菜、菠菜、豆角、西红柿、胡萝卜、橘子、柚子、枣子、山楂等。产妇对维生素C的需求量较大，应每天进食适量蔬菜和水果。

三、多吃含矿物质（无机盐）丰富的食物

1.钙含量多的食物。钙是婴儿构造骨骼、牙齿的重要材料。如果产妇严重缺钙，会引发婴儿骨骼发育障碍，产妇本身也会因缺钙而患骨软化症。因此，产妇应经常适量配餐食用虾皮、小杂鱼、排骨、奶类、豆类、芝麻酱等含钙丰富的食物，以保证对钙的需求。

2.铁含量丰富的食物。铁是造血的重要原料，与婴儿生长发育关系极为密切，对于产妇复原身体极为重要。所以，产妇应多吃绿色蔬菜、动物性食物和动物血。

3.锌含量丰富的食物。如果母体严重缺锌，会造成婴儿生长发育停滞、身材矮小、神经系统发育不健全，以及产妇创伤不易愈合等。动物性食物是锌的可靠来源，如猪肉、牛肉、羊肉等。

4.碘含量丰富的食物。碘是婴儿生长发育不可缺少的成分。严重缺碘可使小儿患呆小症，同时产妇可患甲状腺肿大（大脖子病）。各种海产品如海带、紫菜、蛤蜊等含碘丰富。一般每周食用这类产品一次即可。

四、水的饮用量要适当增加

一般产妇大约每天分泌乳汁800~1000毫升。因此，产妇每天至少要比平常多饮汤水或开水800~1000毫升，以利促进血液循环，增加乳汁分泌量。乳母每天共需饮水3500毫升。

五、多吃食物纤维

产妇由于全身活动量少，易造成腹肌及骨底盘肌松弛，胃肠蠕动减弱，极易发生便秘。为了防止胃肠胀气，保持大便通畅，产妇应经常均衡地选食白萝卜、韭菜、笋、土豆、地瓜等含粗纤维丰富的食物。

生物多样性丰富的原因篇4

关键词汇水面山植被；群落结构；物种多样性；高原湿地；纳帕海

中图分类号S718.54文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）03-0231-03

纳帕海湖盆三面环山，受周围陆生生态系统影响，尤其受汇水面山植被状况影响较大，汇水面山植被水土保持能力直接影响湿地淤积。我国多把湿地作为一个独立的生态系统进行内部过程的研究，对湿地与周边环境的研究相对较少[1-3]，尤其是周边环境与湿地的关系研究则更为少见。通过对纳帕海湿地周围陆生生态系统汇水面山植被组成状况以及群落特征的调查，分析不同群落的泥沙流失或产生的差异，进而分析可能对纳帕海湿地由于泥沙淤积带来的影响，为纳帕海复合生态系统的保护提供理论依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

高原湿地纳帕海位于云南省迪庆藏族自治州香格里拉县，平均海拔3 260 m，面积3 100 hm2，地理坐标为北纬27°47′~27°55′，东经99°35′~99°40′。纳帕海与其他湿地相互之间无水道相通，处于半闭合状态[1]，生态系统较为脆弱。植被类型主要有硬叶常绿阔叶林、落叶阔叶林、温性针叶林、灌丛等。面山的主要植物物种有云杉和冷杉林群落，乔木层中常见高山栎类（Quercus spp.）、红桦（Betula utilis var.）等阔叶树种。

1.2研究内容与方法

1.2.1调查内容与方法。采用群落学调查法，设置投影面积为15 m×15 m的正方形调查样地8块，总面积1 800 m2，将1个样地划分为25个3 m×3 m的正方形小样方，对每块样地均记录经纬度、海拔高度、土壤类型、土层厚度、坡向、坡度、坡位等立地因子，调查样方共计40个。样地类型依次为高山松林、高山松人工林、人工云杉林、落叶阔叶林、荒地、高山松云杉林。乔木层调查：对样地内胸径≥5 cm的乔木进行每木调查，记录物种种名、高度、胸径等。灌木草本层调查：在15 m×15 m的样地中选取5个3 m×3 m的小样方，在样地4个角及中心各选取1个样方，再分别记录每块小样方内的植物种类、单株/丛状、株数/丛数、高度、盖度、物候等指标。对于野外不能识别的物种，均采集标本，带回进行专家鉴定。

1.2.2群落物种多样性测算。对植物多样性测算主要选用以下4种指标[4-5]：物种丰富指数、物种多样性指数、均匀度指数、重要值。

物种丰富度指数（S）：即为一个群落结构中的物种总的数目。

物种多样性指数：Simpson指数（D）为：

以Shannon-Wiener多样性指数为基础的Alatalo均匀度指数（Ea）为：

Ea=（1-S2）/（1-1/S）（4）

重要值（Iv）为：

式（1）~（5）中，Ni为第i个种的个体数，N为所有的个体总数，S为物种数，Pi为第i个种的重要值，Hr为相对高度，Cr为相对盖度，Fr为相对频度。

2结果与分析

2.1群落结构分析

2.1.1群落的垂直结构。调查群落总体分为乔木层、灌木层和草本层。乔木层高度为0.65~36.00 m，由刺柏（Juniperus formosana）、高山红柳（Salix cupularis）、高山松（Pinus den-sata）等组成；灌木层高度为0.11~2.80 m，由高山红柳、刺叶高山栎（Quercus spinosa）、地杨梅（Luzula capitata）等组成；草本层高度为0.01~1.40 m，主要由毛茛（Ranunculus japonicus）、发草（Deschampsia caespitosa）、火绒草（Leontopodium alpin）等组成。由于竞争、树木死亡，下层树木和被压木的生长等，树冠的枝叶的垂直分布和叶面积的排列会发生规律的变化，而空间的异质性和干扰等环境因素也对群落复杂的垂直结构的形成具有一定作用[6-9]。不同群落的垂直结构配置对雨水的拦截、水土保持能力有不同的影响，从而对面山泥沙冲刷进入纳帕海泥沙量存在差异。

该研究区域共有维管束植物35科65属95种，占总数的68.42%。在这95种维管束植物中，草本植物71种，木本植物23种，藤本植物1种，分别占74.74%、24.21%、1.05%；种子植物35科65属95种。含3个种以上的科有13个，按种数由大到小排列分别为菊科、禾本科、蝶形花科、杜鹃花科、蔷薇科、伞形科、小檗科、唇形科、兰科、毛茛科、松科、玄参科、紫草科。上述的13个科包括58属62种，占总属数的89.23%，占总种数的65.26%。调查样地种子植物中含2种以上的属共有6个。含种数最多的是杜鹃属，有4种；含3种的有2个属，为栎属和马先蒿属；含2种的有3个属，为蒿属、龙胆属和松属，其余每个属均仅含1个种。

由此可见，研究区物种多以阳生性先锋植物和适应性强的广生耐寒耐旱植物物种为主，如菊科、禾本科、杜鹃属、栎属，马先蒿这一外来物种的存在表明湿地正向陆地化发展。

2.1.2群落的水平结构。研究区灌木层中分布频度较高，占50%以上分布的种有高山红柳、刺叶高山栎、地杨梅等6种。草本层中分布频度较高，占50%以上分布的种有毛茛、发草、火绒草等13种（表1）。5个频度级的大小序列为：A>B>C>D>E，A级占绝对优势，为44.0%，B级占35.2%，C级占11.0%，D级占8.8%，E级占1.1%。频度分析结果与Raunkiaer的标准频度图谱标准频度定律的A>B>C>D

2.1.3群落各层次主要物种分析。由表2可知，灌木层的优势物种为高山松、三颗针、刺叶高山栎等；草本层的优势物种为华扁穗草、发草、三叶草。调查样地中灌木层以松科、小檗科、壳斗科（Fagaceae）的物种占优势；草本层以禾本科、酢浆草科、车前科的物种占优势。

2.2多样性分析

2.2.1物种丰富度分析。研究结果表明，物种丰富度的变化规律为草本层>灌木层>乔木层，乔木层物种丰富度范围0~4，灌木层物种丰富度范围1~16；草本层物种丰富度范围11~39。灌木层物种最多的分布在高山松云杉林，最少的分布在高山松林和荒地；草本层物种最多的分布在落叶阔叶林，最少的分布在高山松林和人工云杉林。总体看来，草本层植物物种明显大于灌木层植物物种（图1）。李淼等[10]研究表明不同植被的产流大小关系为：农田>人工草地>天然荒坡>林地。由此可见，乔灌草的合理配置对水土保持和水源涵养有着密切的联系。草本层多属于一年生浅根系植物，其水土保持能力不及多年生深根系木本植物。王海龙等[11]研究表明，对产流影响最大的是枯落物生物量和林分郁闭度，对产沙影响最大的是草本生物量。多层次的混交林因有较高的灌草层盖度、草本和枯落物生物量，因此有较强的保水功能，这与许多研究结论是一致的[12-13]。落叶阔叶林、高山松、人工云杉混交林的混交层次丰度，物种丰富，具有较强的水土保持能力，而高山松纯林、人工云杉林和荒地群落结构层次单一，水保能力弱，致使雨季大量泥沙流入纳帕海，对湿地环境产生直接的影响。

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2.2.2物种多样性指数分析。分析比较各样地灌木层和草本层的Simpson指数和Shannon-Wiener指数，结果表明，灌木层Simpson指数最高值为0.999 9，Shannon-Wiener指数最高值为2.041 1。草本层Simpson指数最高值为0.958 5，Shannon-Wiener指数最高值为3.344 6；Simpson指数最低值为0.772 4。Shannon-Wiener指数最低值为1.723 7（图2、图3）。可见，各样地植物物种多样性指数的顺序表现为草本层>灌木层，这与物种丰富度的变化趋势一致。一般来说，物种丰富度值越高，相应的Simpson指数和Shannon-Wiener指数越大，成正线性相关。

多样性指数的极值与物种丰富度对应的样地类型一致，从另一个方面说明了落叶阔叶林、高山松云杉混交林高山纯林具有较强的水土保持及水源涵养能力，而人工云杉林、高山松纯林、荒地则相反。其他原因可能是所处的研究区域属于高原高寒地区，物种的多样性受到自然环境因素的影响较大，如温度、海拔、坡位、坡向等自然环境因素的限制导致物种的生活生长条件较严格。

2.2.3物种均匀度指数分析。分别采用基于Simpson指数的均匀度（Jsp）和基于Shannon-Wiener指数的均匀度（Jsw）进行比较。灌木层中物种均匀度Jsp范围在0~1.25，平均值0.708 4；草本层中物种均匀度Jsp范围在0.847 6~0.983 2，平均值0.933 4（图4）。灌木层中物种均匀度Jsw范围在0~0.801 8，平均值0.345 6；草本层中物种均匀度Jsw范围在0.289 2~0.912 9，平均值0.696 3（图5）。可以看出，2种均匀度指标虽然稍有差异，但变化趋势基本一致，物种均匀度排序为草本层>灌木层，草本层的均匀度高，说明草本层各物种株数分布在汇水面山植物群落中较均匀。相反，灌木层物种均匀度值小，说明灌木层植物个体数分布不均匀。落叶阔叶林具有最大物种丰富度和多样性指数，同时均匀度指数最大，说明这种群落类型对水土的保持能力最好，对纳帕海湿地环境的改善有一定作用，高山松纯林、人工云杉林、荒地群落结构单一，所产生的径流泥沙淤积在湖底，加快了湿地的陆地化进程。

3结论与讨论

研究结果表明，面山植物不同群落类型垂直结构差异较大，落叶阔叶林、高山松云杉混交林冠结构较为复杂，形成复层林冠，具有较好的水土保持能力；而人工林形成为同龄的纯林和荒地冠层结构单一，表明树种特性和人为干扰共同影响着群落的冠层结构，冠层结构对水土保持能力有着密切的联系。

纳帕海面山高寒山区，物种组成特征多以阳生性先锋植物和适应性强的广生耐寒耐旱植物物种为主，灌木层中杜鹃属、栎属的植物均为木质化程度较高的耐寒耐旱性植物，能很好地适应当地的环境。草本层中菊科、禾本科的植物占多数，牦牛的天然放养使面山植被受到一定程度的破坏，禾本科物种则是其食物的主要来源。湿地面山承受着巨大的放牧压力，要减轻放牧等人为活动对面山植物群落的影响、遏制群落的逆行演替，解决好冬季牲畜的草料问题是关键。马先蒿属植物是湿地的外来物种，严重影响着湿地的陆地化进程。

在调查区内灌木层中分布频度研究范围内E

落叶阔叶林和高山松云杉林物种丰富度、多样性指数、均匀度均较高，该群落类型对面山水土保持能力较强，而人工纯林和荒地群落类型物种丰富度、多样性指数均较小，物种较为单一，水土保持能力较弱。对植物物种组成多少和多样性高低与该地区气候、土壤等生境条件限制和人为活动干扰有一定关系，因此应加强该地区的保护，对人为生产活动进行有效的管理，去除人为生产活动的过度干扰，有效地保护物种多样性，进而维持群落的稳定性。

不同群落产生的不同径流泥沙对纳帕海湖底泥沙的淤积作用不同，坡面产流量与产沙量之间存在十分明显的直线关系[11，14]，为保护湿地环境，防止湿地萎缩，应科学地配置合理的植物群落类型，增强植物群落的水土保持功能，防止水土流失，减少湿地泥沙淤积。

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生物多样性丰富的原因篇5

[关键词] 黄连； 根腐病； 土壤酶活性； 土壤养分； 高通量测序； 细菌

Research on bacteria microecology in root rot rhizosphere soil of Coptis chinensis produced in Shizhu city

SONG Xuhong1，2，3， WANG Yu1，2，3， LI Longyun1，2，3*， TAN Jun1，2，3

（1. Chongqing Academy of Chinese Materia Medica， Chongqing 400065， China；

2. Chongqing Engineering Research Center for Fine Variety Breeding Techniques of Chinese Materia Medica，

Chongqing 400065， China；

3. Chongqing Subcenter of National Resource， Center for Chinese Materia Medica， China Academy of Chinese

Medical Science， Chongqing 400065， China）

[Abstract] Illumina Hiseq 2500 highthroughput sequencing platform was used to study the bacteria richness and diversity， the soil enzyme activities， nutrients in unplanted soil， rootrot and healthy rhizophere soil of Coptis chinensis for deeply discussing the mechanism of the rootrot of C. chinensis. The highthroughput sequencing result showed that the artificial cultivation effected the bacteria community richness and diversity. The bacteria community richness in healthy and diseased rhizosphere soil showed significant lower than that of in unplanted soil （P

2 结果与分析

2.1 未种植黄连、黄连健株和病株土样养分变化 未种过黄连的土pH显著高于病株和健株黄连根际土壤（P

2.2 未种植黄连、黄连健株和病株土样酶活性的变化 3种处理土壤之间酸性磷酸酶和酸性蛋白酶活性之间差异不显著；病株土样多酚氧化酶活性高于与健株土样和未种植黄连土样该酶活性，但与健株土样之间差异不显著，但是，健株土样和未种植黄连土样之间差异不显著。健株土样中过氧化氢酶的活性显著高于病株土样和未种植黄连土样（P

2.3 未种植黄连、黄连健株和病株土样细菌的α多样性分析 对黄连健株、病株及未种植黄连土样运用Hiseq2500/PE250测序平台进行高通量测序，过滤嵌合体后，最终用于后续分析的Effective Tags序列共153 493条，其中健株土样有54 587条，病株土样有45 497条，未种植黄连土样有53 409条，见表3。用于后续分析的Effective tags数目之多，说明采用该方法足以用于3种处理土样的细菌多样性分析。

对3种土样细菌α多样性指数进行分析表明，未种植黄连土样细菌的种群多样性指数（Shannon）显著高于健株和病株土样（P

2.4 物种稀释曲线和Veen图 黄连健株、病株根际土和未种植黄连土壤细菌稀释曲线比较平坦，说明测序数据量渐进合理，更多的数据量只会产生少量新的物种。从Venn图可以看出，健康植株土样（H.RMS）有767个特有的OTUs，未种植黄连土壤特有747个OTUs，而根腐病病株土壤（D.RMS）仅有219个特有的OUTs，见图1。

2.5 未种植黄连土样与黄连健株、病株土样物种相对丰富度分析 未种植黄连和黄连病株、健株土样细菌在门水平上的丰富度差异比较大。未种植黄连土样细菌中，按照种群的相对丰度从高到低进行排列，依次是变形菌门（Proteobacteria，38.83%）、酸杆菌门（Acidobacteria，26.19%）、疣微菌门（Verrucomicrobia，7.65%）、浮霉菌门（Planctomycetes，5.95%）、拟杆菌门（Bacteroidetes，5.08%）、厚壁菌门（Firmicutes，4.50%）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes，2.60%）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae，2.01%）、放线菌门（Actinobacteria，1.50%）、绿弯菌门（Chloroflexi，1.50%）、WS3（1.19%）和泉古菌门（Crenarchaeota，0.37%）；在黄连病株土壤细菌中，相对丰度依次为变形菌门（49.72%）、酸杆菌门（17.81%）、厚壁菌门（5.86%）、拟杆菌门（4.64%）、泉古菌门（4.63%）、疣微菌门（4.38%）、放线菌门（4.01%）、浮霉菌门（2.63%）、芽单胞菌门（1.99%）、绿弯菌门（0.72%）、硝化螺旋菌门（0.44%）和WS3（0.11%）；在黄连健株根际土壤细菌中，相对丰度由高到低依次为：变形菌门（51.34%）、酸杆菌门（16.70%）、拟杆菌门（6.18%）、放线菌门（5.73%）、疣微菌门（5.16%）、芽单胞菌门（3.18%）、浮霉菌门（3.05%）、厚壁菌门（2.62%）、泉古菌门（1.39%）、绿弯菌门（1.20%）、硝化螺旋菌门（0.75%）和WS3（0.23%），见图2。

差异显著性分析可知，3个处理土样中，疣微菌门，拟杆菌门，硝化螺旋菌门，绿弯菌门差异不显著；未种植黄连土样中，变形菌门、放线菌门和泉古菌门相对丰度显著低于2种栽培黄连土样（P

为了更直观的展现未种植黄连土样和健株、病株黄连根际土壤细菌种群的相似性及变异，根据所有样品在属水平的物种注释及丰度信息，选取丰度排名前35的属，根据其在每个样本中的丰度信息，从物种和样品2个层面来聚类，生成热图，见图3。在丰富度排名前35的属种，仅有Streptomyces在未种植黄连土壤中为0，其余34个属在3种处理土样中均有。未种植黄B土壤中细菌的相对丰度较其余2种均高的属为：DA101，Planctomyces，Nitrospira，Methylibium，Gemmata，Pirellula，Opitutus，Steroidobacter，A17；在健株土样中，下列属的相对丰富度高于病株土样和未种植黄连土样，分别是：Kaistobacter，Rhodoplanes，Burkholderia，Janthinobacterium，Pseudomonas，Flavobacterium，Chryseobacterium，Sphingopyxis，Sphingomonas，Streptacidiphilus，Pedobacter，Mesorhizobium，Agrobacterium，Cupriavidus。在病株中相对丰度较健株和未种植黄连土样均高的有：Rhodococcus，Nitrosotalea，Candidatus Koribacter，Rhodanobacter，Candidatus，Solibacter，Oscillospira，Allobaculum，Phenylobacterium，Aquicella，Bacteroides，Ruminococcus，Edaphobacter，Fimbriimonas。

2.6 未种植黄连土样与黄连健株、病株土样细菌的β多样性分析 病株和健株土样先聚在一起后和未种植黄连的土样聚在一起，病株土样细菌种群和健株土样之间的相异系数为0.205，病株与未种植黄连土样之间的相异系数为0.352，健株与未种植黄连土样细菌种群之间的相异系数为0.254。上述结果说明，未种植土样细菌种群组成与健株之间的相似度大于与病株之间的相似度，同时说明，黄连根腐病显著改变了黄连根际土细菌种群的组成，见图4。

3 结论与讨论

土壤酶是土壤生态系统中活跃的生物活性物质，在驱动土壤代谢和土壤中养分物质循环及养分的有效释放过程中起重要作用，是土壤品质和生态系统稳定的重要指标[13]。土壤理化性质和酶活性的变化可以引起植物根际土壤微生物的变化[14]。因此，详细了解土壤理化性质和酶活性对了解黄连根腐病的发生机制具有重要的意义。土壤脲酶能促进土壤中含氮有机化合物酰胺肽键的水解，生成的氨是植物氮素营养的来源之一；蔗糖酶又叫转化酶，主要参与土壤中碳水化合物的转化，其活性强弱反应土壤熟化程度和肥力水平，土壤肥力越高其活性

纵向为样品信息，横向为物种注释信息，左侧的聚类树为物种聚类树，上方的聚类树为样品组间的聚类树；中间热图对应的值为每一行物种相对丰度经过标准化处理后得到的Z值，即一个样品在某个分类上的Z值为样品在该分类上的相对丰度和所有样品在该分类的平均相对丰度的差除以所有样品在该分类上的标准差所得到的值。

a.样品的聚类分析，左侧是UPGMA聚类树结构，右侧的是各样品在门水平上的物种相对丰度分布图；b. β多样性指数热图，图中方格中的数字是Weighted Unifrac距离计算出的样品两两之间的相异系数，相异系数越小的2个样品，物种多样性的差异越小。

也越强。这2种酶均与土壤矿质营养密切相关，酶活性的高低影响作物可吸收利用的有效营养物质多寡。病株土样中速效钾和速效磷含量较健株土样显著升高，尤其是速效钾的3倍量增加，说明病株土壤肥力水平要显著高于健株土样，也跟研究中病株土样蔗糖酶活性的显著升高相一致。病株土样中，脲酶活性的降低减少了土壤中含氮有机物酰胺肽键的水解，造成了病株土样中碱解氮的显著降低。过氧化氢酶能够减轻土壤中的过氧化氢对生物体的毒害作用。在本研究中，病株土壤的过氧化氢酶活性显著低于健株土壤和未种植黄连土壤，这就有可能造成黄连植株根部有毒害物质积累过多，对黄连植株产生毒害作用，从而造成根部病害的发生。

有研究表明，有机碳含量高可提高土样中微生物活性，增加细菌的多样性[1516]。有机碳含量低，且土壤碳氮比率变小，使得甜菜发生根腐病发生严重[17]。在本研究中，有C碳的含量在健康土样中显著高于病株和未种植黄连土样。说明黄连根腐病的发生可能与黄连土壤中有机碳含量的降低有一定的关系。

16S rRNA位于原核细胞核糖体小亚基上，包括 10 个保守区域（conserved regions）和 9 个高变区域（hypervariable regions），其中高变区具有属或种的特异性，随亲缘关系不同而有一定的差异，16S rRNA的V4区是常用的扩增目标区，已经被证实可以很好的用来分析根际土壤的细菌种群多样性变化[12，1920]及再植性病害土壤分析[21]。

微生物种群的丰富度和变异在土壤质量、功能和土壤生态系统的可持续性发展中扮演着重要的角色[22]。在某种程度上，土壤微生物群落的组成变化、群落类型或者微生物量的变化可以放映出土壤质量的变化[23]。有研究表明，土壤微生物种群丰富度的降低和变异性的降低可能跟连作障碍[24]和植株罹患病害有一定的关系[25]，Yang 等[26]也发现，健康植株根际土壤的细菌多样性显著高于发病植株。在种植了黄连的2种处理土样中，健康植株的根际土细菌种群丰富度和多样性要高于罹患根腐病的土样。因此，在本研究中，根腐病病株根际土样较健株土样和未种植黄连土样的细菌种群丰富度和多样性的降低，可能是诱导黄连罹患根腐病的一个重要原因。

在种植黄连土样中，健株和病株土样中变形菌门、酸酐菌门、放线菌门、疣微菌门、拟杆菌门、浮霉菌门、消化螺旋菌门、绿弯菌门和WS3差异不显著；根腐病病株土壤中厚壁菌门和泉古菌门的相对丰度显著高于健株土样，而芽单胞菌门的相对丰度则显著低于健株土样（P

有研究表明，黄连须根浸提液对细菌起到一定的抑制作用[34]，黄连根系分泌的酚酸类物质也是影响黄连细菌数量的一个重要原因[35]。在本研究中，未种植黄连的土壤中，细菌的种群多样性显著高于种植过黄连的土样，种群的细菌丰富度也高于种植过黄连的土样。也就是说，黄连的种植，降低了黄连种植土壤细菌种群丰富度和多样性。在对3种处理土样中丰富度排名前12门进行比较分析可知，未种植黄连的土样细菌中变形菌门，放线菌门和泉古菌门相对丰度显著低于2种栽培黄连土样，酸杆菌门，浮霉菌门和WS3在未种植土样中的相对丰度显著高于种植黄连土样。栽培黄连是通过什么途径改变了这6个细菌门在土壤中的相对丰度，是黄连根际分泌或者是植株在自然条件下的降解物，亦或者是人工栽培措施（施肥等）改变了连田的土壤细菌群落，是下一步值得深入研究的课题。

总之，本研究表明，黄连种植造成了土壤中pH值、速效磷、脲酶的显著降低和蔗糖酶的显著升高，未栽培黄连土样中变形菌门、放线菌门、泉古菌门的丰度显著低于2种栽培土样，酸杆菌门、WS3则显著高于2种栽培土样。黄连根腐病土样中，有机碳、过氧化氢酶活性和细菌种群丰度的显著降低及细菌种群多样性的降低有可能是造成黄连根腐病的重要原因，但是，黄连根腐病发生的原因比较复杂，仅仅从土壤养分、酶活变化及土壤根际细菌多样性变化的角度来解释缺乏充分的理论依据，黄连化感物质的种类，化感物质跟土壤微生物之间的关系也值得深入研究。

[⒖嘉南]

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[34] 李阳波， 何林卫， 张薇， 等. 黄连根须浸提液对土壤微生物及酶活性的影响[J]. 中国中药杂志， 2014， 39（11）： 4205.

生物多样性丰富的原因篇6

关键词：道路景观；设计分析

1设计思路

1.1切合周文化，突出特色

项目区位于岐山县东大门，其景观绿化设计应适宜于当地历史文化和风土民情，并展示其深厚的地域文化历史底蕴。

1.2考虑功能性，兼顾兼顾

绿化工程的设计应遵循安全行车和可持续理念，让道路功能和景观绿化融合成为一体，形成道路景观特色，促进道路景观与周围环境的融合。

1.3多元化搭配，适地适树

在设计中，要做到适地适树，适宜当地环境，适宜居民的生活习惯和喜好，以乡土树种为主，多元化搭配，宜树则树，宜草则草，发挥植物最大的生态功能和景观效果，形成反映地域文化的景观环境，赋予景观鲜活的生命力。

2设计原则

2.1生态学原则

生态学原则即“大绿”原则。道路绿化的主要功能是生态防护，防止浅层岩石塌方和滑落，保持公路边坡的水土流失。因此，在绿化形式和植物选择上，针对植物的特性，突出生态防护功能。

2.2植物学原则

充分考虑施工地点的气候特征、立地条件等综合因素，选择适宜环境的植物，增强生态效果。要求植物具有特点是：抗旱耐瘠薄，根系发达，耐粗放管理，种子丰富，发芽力强，容易更新，育苗容易并能大量繁殖，生态防护效果好。

2.3景观学原则

道路绿化属于线性绿化，空间跨度比较大，景观设计应追求大的节奏和韵律的变化，采用大手笔，形成大景观，即在整体上体现大景观，形成赏心悦目的景观绿色长廊，营造舒适优美的行车环境。

3设计方案

3.1东大门十字设计

东大门位于北环路与关中旅游环线、西宝北线交汇处，由1处圆形交通大环岛绿地和4块三角形绿地及道路外侧绿地组成。环岛绿地采用十大功劳形成一圈绿带，将金叶女贞均匀布设绿带之中，并配置黄杨球等。采用置国槐、五角枫等乔木树种作为骨干树种，并选用树形较好、耐修剪的景观树种修剪成一定造型景观。

3.2西宝北线堰河段丁字路设计

西宝北线堰河段丁字路设计采用两侧对称布局，运用丰花月季、金叶女贞、紫叶矮樱和珊瑚树进行植物构图，形成植物群落，营造大气、美观的景观环境，并行列式配置樱花和女贞，散植红叶李进行点缀。

3.3道路设计

道路绿化设计主要设计了两种配置模式，可根据不同道路特点进行选用。第一种模式采用自然式对称布局，以雪松作为背景树种，采用丁香、石楠、锦带花、珊瑚树和红瑞木进行植物构图，形成景观色块，采用樱花和女贞行列式配置进行点缀。第二种模式采用规则式对称布局，以杨树、樱花单行种植作为背景树种，采紫薇和白皮松阵列式种植，形成整齐、统一的景观效果。

4树种选择与植物景观设计

4.1树种选择的原则

①树种以乡土树种为主；②选择观赏性强的树种，形成美丽的植物景观；③树种选择应多样化，以多样化的树种形成景观丰富、结构稳定的植物景观；④以常绿树种为主，常绿树种和落叶树种结合；⑤根据环境特点，选择耐寒、耐旱、适应性强的树种，既能提高达到绿化效果，又能减少后期管护成本。

4.2树种选择

绿化设计拟选择植物20余种，主要有：雪松、白皮松、大叶女贞、杨树、紫薇、紫荆、樱花、碧桃、金叶榆、五角枫、丁香、石楠、锦带花、珊瑚树、红瑞木、丰花月季、金叶女贞、紫叶矮樱及混播等。

4.3植物景观设计

4.3.1层次丰富的植物景观。根据区域气候、植被特点和景观的需求，结合树种的生态学习性，植物景观设计以乔、灌、地被合理搭配，形成大乔层、小乔木和花灌木层、地被植物层三个层次结构，既满足植物对阳光强度的不同要求，形成了生态功能完善、群落稳定的植物景观，又满足了景观的层次感，丰富了观赏效果。

4.3.2多样化的植物群落。充分考虑树种的生态适应性，适地适树，以乡土树种为主。适当引进适宜本地的外来树种，设计中尽可能采用多种树种，以多样化的植物搭配形成丰富的植物群落。

4.3.3变化多样的景观空间。植物景观设计要根据各个景观空间的景观主题风格分别进行设计，通过不同植物景观的营造，一方面确定主调树种，使各段植物景观保持和谐统一，另一方面通过局部变化，营造丰富多彩、变化多样的植物景观。

生物多样性丰富的原因篇7

关键词：河流生态系统 生态系统胁迫

1．引言

自然界或人类对于生态系统造成的不利影响，生态学中称为胁迫（stress）。人类活动对于河流生态系统的胁迫主要来自以下5个方面：（1）工农业及生活污染物质对河流造成污染；（2）从河流、水库中超量引水，使得河流流量无法满足生态用水的最低需要；（3）通过对湖泊、河流滩地的围垦挤占水域面积以及上游毁林造成水土流失，导致湖泊、河流的退化；（4）在湖泊、河流或水库中，不适当地引入外来物种造成生物入侵，使乡土种受到威胁或消失；（5）水利工程对于生态系统的胁迫。本文重点讨论水利工程的负面影响问题。

众所周知，兴建的大量水利工程满足了人们对于供水、防洪、灌溉、发电、航运、渔业及旅游等需求，水利工程对于经济发展、社会进步的作用巨大。水利工程在生态建设方面也同样具有积极作用。通过调节水量丰枯，抵御洪涝灾害对生态系统的冲击，改善干旱与半干旱地区生态状况以及调节生态用水等方面，水利工程同样贡献巨大。

那么，“水利工程对生态系统造成胁迫”这个命题又从何谈起呢？

事物无不具有两重性。从人类幼年时代开始至今在地球上进行的大规模生产和经济活动，首推大片土地的农业垦殖及城市利用，其次是森林大规模砍伐，自工业化社会以来的温室气体排放等，都是引起全球生态系统变化的重要因素。而自远古至今兴建的水利工程是一种在流域和区域水平上对生态系统产生重大影响的事件。人类为自身的安全和经济利益，在疏导河流、整治河道，筑坝壅水等方面，不仅明显地改变着地地形地貌，影响着局部气候，同时也大幅度地改变着河流自身的形态，在不同程度上降低了河流形态多样性。其结果将导致水域生物群落多样性的降低，使生态系统的健康和稳定性都受到不同程度的影响。

一般认为，生态系统是指一定空间中的生物群落（动物、植物、微生物）与其环境组成的系统，其中各成员借助能量交换和物质循环形成一个有组织的功能复合体。

在生态学中，具体的生物个体和群体生活地区内的生态环境称为“生境”（habitat）。在生境各个要素中，水又具有特殊的不可替代的重要作用。水是生物群落生命的载体，又是能量流动和物质循环的介质。生境中的主要因素称为生态因子（ecological factors）。在水域生态系统中，河流的流速、流量、水温、水深、水质以及水文周期等，都是重要的生境因子。

2. 淡水生态系统的特点

2.1生物群落与生境的统一性

有什么样的生境就造就了什么样的生物群落，二者是不可分割的。如果说生物群落是生态系统的主体，那么，生境就是生物群落的生存条件。一个地区丰富的生境能造就丰富的生物群落，生境多样性是生物群落多样性的基础。如果生境多样性受到破坏，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，生物群落多样性必然会受到影响。在生境各个要素中，水又具有特殊的不可替代的重要作用。

2.2 生态系统结构的整体性

从生物群落内部看，整体性是生态系统结构的重要特征。一旦形成系统，其内部各要素不能被分割而孤立存在。如果硬性分开，那么分解的要素就不具备整体性的特点和功能。在一个淡水水域中，各类生物互为依存，互相制约，互相作用，形成了食物链结构。研究表明，一个生态系统的生物群落多样性越丰富，或者说食物链越复杂，形成三维的网状结构称为“食物网”，这种复杂的食物网组成的生态系统稳定性要高。另外，一个健康的淡水生态系统，不但生物物种的种类多，而且数量比较均衡，没有哪一种物种占有优势，这就使得各物种间既能互为依存，也能互相制衡，使生态系统达到某种平衡态即稳态，这样的生态系统功能肯定是完善的。反之，如果一个淡水生态系统的生物群落内比例失调，会造成整个系统恶化。

2.3自我修复功能与自我净化功能

淡水生态系统结构的另一个重要特征是具有自我修复功能和自我净化功能。在长期的进化过程中，形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控，保持着一种协调关系。水体自我修复能力，也是淡水生态系统自我调控能力的一种。在外界干扰条件下，通过自我修复，保持水体的洁净。由于具有这种自我修复功能和自我净化功能，才使淡水生态系统具有相对的稳定性。

所谓稳定性具有两层含意，一是指对于外界干扰的适应力或称为弹性，二是在受到干扰后回到原平衡态的恢复能力。需要指出的是，生态系统的稳定性是相对的，其适应性也是有限的。所谓弹性限度也就是淡水生态系统对外界干扰的承载力。当超过某一个弹性限度，生态系统将出现一种不断远离平衡点的正反馈，加快系统失稳，常以爆发的方式导致系统的全面恶化。

综上所述，什么是一个健康的淡水生态系统呢？它是一个生物群落多样性丰富的系统，是一个食物链（网）结构复杂而完善的系统，是一个物质循环、能量流动及物种流动通畅的系统。

3. 河流形态多样性是生物群落多样性的基础

生物群落与生境的统一性是生态系统的基本特征。在流域生态系统的各种生境因素中，河流形态多样性是流域生态系统最重要生态因子之一。河流形态多样性及与生物群落多样性的关系可以归纳为以下5个方面。

3.1水－陆两相和水－气两相的联系紧密性

与湖泊相对照，河流是一个流动的生态系统。河流与周围的陆地有更多的联系，水－陆两相（two-phase）联系紧密，是相对开放的生态系统。水域与陆地间过渡带是两种生境交汇的地方，由于异质性高，使得生物群落多样性的水平高，适于多种生物生长，优于陆地或单纯水域。在水陆联结处的湿地，聚集着水禽、鱼类、两栖动物和鸟类等大量动物。植物有沉水植物、挺水植物和陆生植物，并以层状结构分布。另外，河流又是联结陆地与海洋的纽带，河口三角洲是滨海盐生沼泽湿地。

由于河流中水体流动，水深又往往比湖水浅，与大气接触面积大，所以河流水体含有较丰富的氧气，是一种联系紧密的水－气两相结构。特别在急流、跌水和瀑布河段，曝气作用更为明显。

3.2 上中下游的生境异质性

我国的大江大河多发源于高原，流经高山峡谷和丘陵盆地，穿过冲积平原到达宽阔的河口。上中下游所流经地区的气象、水文、地貌和地质条件有很大差异，在水平和垂直方向上形成了极为丰富的流域生境多样化条件，这种条件对于生物群落的性质、优势种和种群密度以及微生物的作用都产生重大影响。在生态系统长期的发展过程中，形成了河流沿线各具特色的生物群落，形成了丰富的河流生态系统。

3.3 河流的蜿蜒性

自然界的河流都是蜿蜒曲折的，显然不存在直线或折线形态的天然河流。在自然界长期的演变过程中，河流的河势也处于演变之中，使得弯曲与自然裁弯两种作用交替发生。但是弯曲或微弯是河流的趋向形态。另外，也有一些流经丘陵、平原的河流在自然状态下处于分岔散乱状态。一些分岔散乱状态的河流归入主槽形成明显的干流，往往是由于人类治河工程的结果。需要强调指出，蜿蜒性是自然河流的重要特征。河流的蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河湾、沼泽、急流和浅滩等丰富多样的生境。由此形成了丰富的河滨植被、河流植物，为鱼类的产卵创造条件，成为鸟类、两栖动物和昆虫的栖息地和避难所。

3.4 河流断面形状的多样性

自然河流的横断面也多有变化。河流的横断面形状多样性，表现为非规则断面，也常有深潭与浅滩交错的布局出现。显然，不存在梯形或矩形等几何规则断面的自然河流。河流浅滩的生境，光热条件优越，适于形成湿地，供鸟类、两栖动物和昆虫栖息。积水洼地中，鱼类和各类软体动物丰富，它们是肉食候鸟的食物来源，鸟粪和鱼类肥土又促进水生植物生长，水生植物又是植食鸟类的食物，形成了有利于珍禽生长的食物链。由于水文条件随年周期循环变化，河湾湿地也呈周期变化。在洪水季节水生植物种群占优势。水位下降后，水生植物让位给湿生植物种群，是一种脉冲式的生物群落变化模式。由于水温、阳光辐射、食物和含氧量沿水深变化，在深潭中存在着生物群落的分层现象。

3.5 河床材料的透水性与多孔性

河床的冲淤特性取决于水流流速、流态、水流的含沙率、颗粒级配以及河床的地质条件等。由悬移质和推移质的长期运动形成了河流动态的河床。在高山峡谷湍急的河段，河床由冲刷作用形成，其河床材料是透水性较差的岩石，除此之外，大部分河流的河床覆盖有冲积层，河床材料都是透水的，即由卵石、砾石、沙土、黏土等材料构成的。具有透水性能的河床材料，适于水生和湿生植物以及微生物生存。不同粒径卵石的自然组合，又为鱼类产卵提供了场所。同时，透水的河床又是联结地表水和地下水的通道，使淡水系统形成整体。

综上所述，水－陆两相和水－气两相的紧密关系，形成了较为开放的生境条件；上中下游的生境异质性，造就了丰富的流域生境多样化条件；河流形态的蜿蜒性 形成了急流与缓流相间；河流的横断面形状多样性，表现为深潭与浅滩交错；河床材料的透水性为生物提供了栖息所。由于河流形态多样性形成的在流速、流量、水深、水温、水质、河床材料构成等多种生态因子的异质性，造就了丰富的生境多样性，形成了丰富的河流生物群落多样性。所以说，河流形态多样性是维持河流生物群落多样性的基础。

4. 水利工程如何对河流生态系统造成胁迫

水利工程对河流生态系统造成某种胁迫，具体表现是一些水利工程建设造成河流形态的均一化和非连续化，其后果是生物群落多样性水平下降。

4.1 河流形态的均一化和非连续化改变了生境多样性

所谓河流形态的均一化主要是指自然河流的渠道化或人工河网化。具体表现为:（1）平面布置上，河流形态直线化。即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流或人工河网。采用这种规划设计方法的理由是：直线型的渠道工程量小，同时节省耕地，减少移民搬迁。（2）渠道横断面几何规则化。把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断面。规则的渠道断面输水能力强，也可减少占地。设计时易于计算，建设时易于施工。（3）河床材料的硬质化。渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。防洪工程的河流堤防和边坡护岸的迎水面也采用这些硬质材料。原因是渠道工程中可减少渠水的渗漏，以利节水。光滑的渠坡减少表面糙率，提高输水效率。在岸坡防护方面，采用硬质材料的原因是其抗冲、抗侵蚀性及耐久性好。（4）河流的裁弯取直工程。

所谓河流形态的非连续化是指在河流筑坝形成水库，造成水流的非连续性。有的河流进行梯级开发，更形成河流多级非连续化的格局。水库蓄水后，淹没了原有的河流两岸的陆生植被，使得丘陵和平地岛屿化和片断化，陆生动物被迫迁徙。被搬迁的城镇及废弃的农田沉入库底，未清除的垃圾、工业废料及化肥农药残留统统进入水库。

4.2 河流形态多样性的降低对于生物群落多样性的影响

河流的渠道化和裁弯取直工程彻底改变了河流蜿蜒型的基本形态，急流、缓流、弯道及浅滩相间的格局消失，而横断面上的几何规则化，也改变了深潭、浅滩交错的形势，生境的异质性降低，水域生态系统的结构与功能随之发生变化，特别是生物群落多样性将随之降低，可能引起淡水生态系统退化。具体表现为河滨植被、河流植物的面积减少，微生境的生物多样性降低，鱼类的产卵条件发生变化，鸟类、两栖动物和昆虫的栖息地改变或避难所消失，可能造成物种的数量减少和某些物种的消亡。河床材料的硬质化，切断或减少了地表水与地下水的有机联系通道，本来在沙土、砾石或黏土中辛勤工作的数目巨大的微生物再也找不到生存环境，水生植物和湿生植物无法生长，使得植食两栖动物、鸟类及昆虫失去生存条件。本来复杂的食物链（网）在某些关键种和重要环节上断裂，这对于生物群落多样性的影响将不是局部的，而是全局性的。

水，是河流生态系统的重要要素，是河流生态系统的动脉。当人们开发和利用水资源时，如果硬要把水与生物群落分割开来，放到一个直线线路、规则断面并由人工材料建设的人工河道中，很显然，这种新的河流生态系统将不再具备原来河流生态系统的整体功能和特点。

自然河流的非连续化，造成的影响是将动水生境改变成了静水生境，二者分别对应着动水生物群落和静水生物群落。由于水库水深远大于河流水深，太阳光辐射作用随水深加大而减弱，在深水条件下，光合作用较为微弱，所以水库生境的生态系统生产力（productivity）较低，物质循环和能量流动都不如河流生态系统那样通畅。水库的淡水生态系统是一个相对封闭的系统，与河流生态系统相比较为脆弱，表现为抗逆性较弱，自我恢复能力也弱。退化的水库一般难于自我恢复，需要人类干预才有可能。水库形成以后，原来河流上中下游蜿蜒曲折的形态在库区消失了，主流、支流、河湾、沼泽、急流和浅滩等丰富多样的生境代之以较为单一的水库生境，生物群落多样性在不同程度上受到影响。另外，筑坝以后给洄游鱼类造成了不可逾越的障碍。如果没有建设适合鱼类习性的鱼道，将对某些洄游鱼类造成致命的打击。

4.3 生物群落多样性下降的后果

在生态学中，把由生态系统为人类提供的物质和生活环境的功能称为生态系统服务功能（Ecosystem services）。研究生态系统服务功能可以清晰地了解人类对于生态系统的高度依赖性，可以更深刻地理解人类对生态系统非理智的破坏行为，反过来会给人类自身造成的重大损害。

淡水生态系统对于人类的生态系统服务是多方面的。水域、湿地为人类提供食品及其它生活物资；对气温、云量和降雨进行调节，在全球、流域、地区和小生境等不同的尺度上影响着气候；对水文循环起调节作用，具有缓解旱涝灾害的功能；植物能涵养水分，有利水土保持；优美的水域景观具有休闲旅游功能，雄伟秀丽的高山大川本身就是一种文明财富。特别要强调的是，淡水生态系统具有的净化环境的功能，对于人类的生存环境具有关键意义。水生植物可以吸收、分解和利用水域中氮、磷等营养物质以及细菌、病毒，并可富集金属及有毒物质。生物净化过程，是在淡水生态系统的食物链（网）中进行的复杂的生物代谢和物理化学过程。通过这个过程，水体中的各种有机物和无机物溶解物和悬浮物被截留，有毒物质被转化，可以防止物质的过分积累所形成的污染，从而清洁了水体。水体的自我净化、自我修复功能，是水域生态系统极为宝贵的服务功能。

人们容易看到水利工程在供水、灌溉、发电等方面给人们带来的直接、有形的效益，却往往忽视水域生态系统为人类带来的利益，更难于看到因水利工程改变河流形态多样性，对人的利益造成的长远的隐形的损害。一旦生态系统遭到外界因素的破坏，大自然无偿提供给我们的服务功能将下降，当破坏程度达到某临界值时，这种服务功能甚至会丧失。

5．新的工程理念与技术对策

对于水利工程对于生态系统的胁迫，存在着两种认识及两种对策。一种是片面强调水利工程对生态系统的负面影响，全盘否定水利工程建设的积极作用，不分青红皂白对新建大坝和水利工程一律反对。在西方国家一些极端环保主义组织和人士就持这种态度。由于出现这样一股思潮和社会力量，使得一些国家特别是发展中国家政府筹划的解决供水、防洪或具有发电、灌溉效益的水利工程项目被封杀在图纸中。除了某些政治因素外，从思想方法角度看，用“因噎废食”来描述这种认识恐不夸张。对于水利工程对生态系统的负面影响，正确的认识应该是正视这些负面影响，对水利工程的工程理念进行反思，以“趋利弊害”的态度，改进和完善水利工程的规划和设计技术。从建设目标看，水利工程在满足人们对水的种种需求的同时，还能兼顾维持生态系统健康性的需求，促进人与自然的和谐共存。换言之，未来的水利工程应具有双重功能，即不但是有具有直接功效的供水、防洪、发电、航运工程，而且还应该是有利于生态系统健康与稳定的生态工程。

为消除水利工程对于生态系统的负面影响，从技术层面上看，似有以下问题值得重视和研究。

1．研究生态水工学。所谓“生态水工学”（Eco-Hydraulic Engineering）是水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人的需求的同时，兼顾水域生态系统健康性与稳定性需求的原理与技术方法的工程学。

2．水利工程要尽最大可能保护和恢复河流形态的多样性。新建水库工程要充分论证由于水库建设改变河流生态系统为静水生态系统的利弊得失，采取必要的补偿工程措施和生物措施。

3．开展已建水库的生态系统健康评估与预测，加强库区生物群落调查。重视水库生态系统退化的恢复及富营养化控制问题。

4．合理调度水库及其它水利设施。水库调度在满足人的需求的同时，兼顾生态系统的健康性的需求，克服静水、深水对于生物群落的不利影响。通过水库库区生态建设及水生生物的合理结构设计，提高水库水体自净能力和自我修复能力。充分利用乡土种生物，慎重引进外来种，注意防止生物入侵。

5．保持河流的蜿蜒性是保护河流形态多样性的重点之一。在河道整治工程中，尊重天然河道形态，避免直线和折线型的河道设计。灌溉渠道设计也要注意模仿河流自然形态的特点。对于河流的裁弯取直工程要充分论证，取慎重态度。

6．保持河流断面形状的多样性，尊重河流原有的自然断面形态。河道整治工程中应尽可能避免采用几何规则断面，疏浚工程施工中避免河道断面的均一化。

7．河道防护工程的岸坡采用有利植物生长的透水材料，特别注意采用当地天然材料。注意整理、发掘和发展我国各地的传统治河工法和材料。开发和推广输水渠道新型衬砌材料，可供植物生长并具有一定防渗性能。

8．水利工程设计应为植物生长和动物栖息创造条件。提供鱼类产卵条件以及鸟类和水禽栖息地和避难所。建设符合生态学原理的过坝鱼道。

9. 利用生态系统自我修复和自我净化功能，开发与推广生态系统治污技术，开发人工湿地、生物廊道、生态浮岛等经济实用技术。

参考文献

1．Mitsch ，W.J. 1989 Ecological engineering， John Wiley & Sons Ltd.

2. 董哲仁，生态水工学的理论框架， 《水利学报》，2003年第1期

3. 董哲仁，水利工程对生态系统的胁迫， 《水利水电技术》2003年第7期

4. 董哲仁，保护与恢复河流形态的多样性，《中国水利》2003年第6期

生物多样性丰富的原因篇8

    关 键 词: 植物多样性; 灌排系统; 生态效应; 银川平原

   水利工程建设是对生态系统的人为改造，必然会产生各种各样的生态影响。长期以来，国内研究者对水利水电工程的社会经济影响关注较多，而对生态环境影响研究则比较少。虽然我国的重大建设项目环境影响评价制度已经实施了近 20 a，对工程建设和运营中可能产生的生态环境影响有了规范化的评价方法，但是对于工程项目实施后生态环境的实时监测和评价工作的研究还较少［1 －4］，有针对性地定量研究则更少［5 －6］。开展水利工程生态效应的野外监测和分析研究，是推行“水利工程生态化”和“生态水利”的基础［7 －8］，对于工程建设后的生态修复和同类工程的环境影响评价，都具有重要的理论和实践意义。

    1 银川平原及其灌排工程概况

银川平原位于我国西北地区东部，是贺兰山与鄂尔多斯高原之间的一块冲积洪积平原，南北长165 km，东西宽10 ～50 km，总面积为 7 978 km2，黄河纵贯其中。银川平原海拔为1 100 ～1 200 m，地势自西南向东北微倾，土层深厚。该区属温带大陆性半干旱气候区，年平均降水量为 200 mm 左右，水面蒸发能力为2 000 mm 左右，光照充足，年平均气温为 9 ℃ ，气温年较差和日较差大，具有春迟秋早，冬长夏短，干燥多风的气候特点。银川平原的地带性植被和土壤分别是荒漠草原植被和灰钙土，隐域性的沙生、沼生、盐生植被及风沙土、潮土、盐渍土等都很发育.

自秦汉时起，包括银川平原与卫宁平原在内的宁夏平原就开始了自流灌溉工程建设和农业开发，2 000 多年来世代沿续，形成了越来越完善的灌排体系，为发展灌溉农业奠定了良好的水利基础，在唐代这里就有了“塞上江南”的美誉。到 20 世纪中期，银川平原已有大小干渠 15 条，灌溉面积有 9． 6 万 hm2。

    1958 年青铜峡水库建成后，结束了银川平原无坝引水的历史，水利事业得到突飞猛进的发展。目前，银川平原有总干渠、干渠和支干渠 18 条，总长度为 1 084 km，总引水流量为 603m3/ s，灌溉面积为 33． 0 万 hm2; 有骨干排水沟道 24 条，总长度为 660 km，控制排水面积为 41． 9 万 hm2，排水能力达 955m3/ s［9 －10］。完善的灌排体系为银川平原的农业生产奠定了良好的基础，尽管其耕地面积仅占宁夏回族自治区耕地总面积的1 /4 左右，但是粮食产量则占到全区粮食总产量的 2 /3，粮食商品率在 30%以上。

    2 灌排工程植物多样性研究方法

2． 1 野外调查本次研究采用样线与样地相结合的野外调查方法，分别对银川平原干、支、斗、农四级灌渠和排水沟进行选线，每个级别的沟渠视生境异质性程度和土地利用方式，少则选择 3 条、多则选择 5 ～6 条。针对每一条沟渠样线在其上、中、下游三段各选取 1 个断面，断面从沟渠一侧堤坝顶部沿伸至另一侧堤坝顶部，尽可能放在整修时间 3 a 以上的地段，按照生态序列的递变特征，在断面上布设样方。草本群落取 1 m ×1 m 的样方，灌木群落取 4 m ×4 m 的样方，每个群系类型都在截面邻近地段沿沟渠流向设置 3 个重复。在样方调查中，陆生植物主要记录物种的名称、数量或多度、盖度、高度、生活型; 水生植物主要记录物种名称和盖度。

    2． 2 多样性指数

虽然多度、盖度、密度、频度等植物群落属性指标也能够体现一定的生态效应，但是其内涵相对简单和直接，不同样地面积和群落类型之间可比性差，而物种多样性指数则不然，它是测定生物多样性程度及其空间分布特征的综合数值指标，目前已有十多种表征意义不尽相同的物种多样性指数。这里主要选用几个常用的指数，即 margalef 物种丰富度指数、simpson 物种优势度指数、shannon-wiener 物种多样性指数和 pielou 物种均匀度指数，其计算公式如下。

    margalef 指数:

r = ( s － 1) / ln nsimpson 指数:d = 1 －∑p2ishannon-wiener 指数:h = －∑pilb pipielou 指数:e = h / lb s式中: n 为 i 类植物所在样方的各个种类的相对重要值之和; s为 i 类植物所在样方的物种总数; pi为第 i 种植物的相对重要值。

    草本和灌木的相对重要值 = ( 相对高度 + 相对盖度) /2。

    在计算出每个样地的多样性指数后，根据样地所属排灌系统类型，相加后求平均值，即得到不同等级沟渠的多样性指数。支沟与斗沟、农沟的等级排列关系在野外常难以区分，因此合并调查、计算。

    3 不同灌排水系的植物多样性特征及其影响因素3． 1 不同多样性指数的计算结果及其含义margalef 指数( r) 是反映群落内部或环境中物种数目多少的指标，该数值越大，说明物种个体丰富度越高; 反之说明个体丰富度越低。从银川平原不同类型灌排渠系的 margalef 物种丰富度指数运算结果( 图 1( a) ) 来看，泄洪沟的值最大，干渠的值最小，两者相差 1 倍左右。其他沟渠类型的物种丰富度为支 － 斗 － 农沟 ＞ 干沟 ＞ 农 － 毛渠 ＞ 支渠 ＞ 斗渠。

    图 1 不同沟渠类型植物多样性指数simpson 指数( d) 是反映植物群落中物种优势程度的 指标，d 值越大，说明优势物种越少; 反之则说明优势物种越多。

    银川平原不同类型灌排渠系的 simpson 指数运算结果( 图 1( b) ) 显示，不同灌排渠系的物种优势度相差不大，比较而言支渠和干沟的 d 值更大一些，干渠的 d 值最小，优势物种的组成情况是干渠最突出，支渠和干沟最不突出，其他沟渠类型居中。

    shannon-wiener 指数( h) 是基于物种数量反映群落种类多样性的指标，h 值越大，表示群落中生物种类越多，群落的复杂程度越高; h 值越小，则表明群落中生物种类越少，群落的复杂程度越低。银川平原不同类型灌排渠系的 shannon-wiener 指数运算结果( 图 1( c) ) 与 margalef 物种丰富度指数类似，即泄洪沟最大，干渠最小，但两者相差只有 1/3 左右。其他沟渠类型的物种多样性指数大小为干沟 ＞ 支 － 斗 － 农沟 ＞ 支渠 ＞农 － 毛渠 ＞ 斗渠。

    pielou 指数( e) 为群落均匀度指标，一般用来指示群落中物种的空间分布是否均匀，是随机散点分布还是聚合成不同大小的团块状分布，e 值越大，植物分布越均匀，物种的生态贡献也就越大。运算结果显示( 图 1( d) ) ，银川平原灌排系统的pielou 指数大小为干沟 ＞ 农 － 毛渠 ＞ 支渠 ＞ 泄洪沟 ＞ 斗渠 ＞支 － 斗 － 农沟 ＞ 干渠，说明干沟的植物群落有较均匀的分布，干渠的植物分布最不均匀。

    3． 2 影响灌排体系植物多样性的因素水质和土壤检测结果表明，其与植物多样性指数有较密切的相关关系。另外，水文和水利工程与植物多样性指数也密切相关。对比不同排灌水系 200 多个样地的多样性指数值，发现生态序列越完整的沟渠，反映样地中个体数量和种类的 r 值与h 值越大，如典型泄洪沟断面( 图 2) 自下而上出现从水生植物群落—湿生( 盐生) 植物群落—中生植物群落—旱生( 盐生) 植物群落的更替，缺失群落序列或生态序列狭窄的沟渠，其植物多样性的 r 值与 h 值往往都偏小。反映种类优势程度的 d 值与反映个体分布均匀程度的 e 值在不同排灌水系的样地中差异不太显著，这可能与水生环境的隐域性和相似性有关，总体上是支渠和干沟稍大，干渠稍小。生态序列的完整性主要受到水文和水利工程状态的影响。

    图 2 高家闸泄洪沟典型断面生态序列水文因素中，影响植物多样性的首先是水量，全年有水的沟道相当于常年河，具有相对稳定的生态系统和比较完整的生态序列，因而植物多样性比较丰富; 而各级引水渠道相当于季节性河流，生境状态年内变化强烈，不能形成稳定的生态系统，因而植物群落类型简单。其次为水流流速，它与植物多样性在一定程度上呈负相关关系，引水灌渠的水流流速一般是逐级递减的，致使渠道水淹断面的植物多样性有逐级增强的趋势，干沟沟底几无植物生存，迎水坡过水断面上部有时有杨、柳、紫穗槐、柽柳、芦苇等根系发达的耐水淹植物生长; 支渠在粗糙度较大的沟底会有积水，伴生有挺水植物芦苇、香蒲、扁杆藨草、水莎草等，迎水坡上中生、旱生植物生长旺盛; 斗渠、农渠和毛渠从底部和迎水坡上多生长一年生和多年生草本及小半灌木; 排水沟水流普遍流速较慢，沟底水生植物群落生长较好，流速越慢的地段沉水和浮叶植物种类越多。最后的影响因素为泥沙，主要体现在泥沙沉积对中生植物的生长非常有利，有泥沙堆积的渠道底部及其边坡上，中生植物种类较多，而无泥沙沉积的沟道两侧湿盐生植物和旱生、盐生植物较多。

    灌排工程建设状况与植物多样性的关系也非常密切。第一，防渗措施处理过的沟渠底面和边坡，一般在数年以内植物都无法生长，经过防渗处理后再采用混凝土预制板衬砌的 u 形或倒梯形渠系，往往能隔绝植物根茎十多年，但可减少渠道渗漏损失 60% 以上［11］。减少植物根茎阻滞并保持水流的通畅性，是现阶段提高农用水效率的重要水利措施，但其对植物多样性的负面影响也是不言而喻的。用混凝土或其他新型保水保温材料衬砌的灌溉渠系，过水断面上缺少水生、湿生乃至中生生境下的植物。第二，边坡坡度大小与植物生物多样性也有直接关系。调查显示，坡度为 30°左右的标准边坡能够构造出较好的生境梯度，断面上生态序列完整，植物丰富度指数 r 值和物种多样性指数 h 值都比较大; 阶梯状边坡除 r 值和 h 值比较大外，优势度指数 d 值也比较大; 边坡小于 15°时湿盐生植物群落发育较好; 边坡大于 45°时繁殖体保存和植物扎根困难，大多只有根茎禾草植物生长。第三，沟渠整修时间长短与植物多样性关系密切。一般施工后3 ～ 5 a，才能出现植物群落构成比较完整的生态序列，这在排水沟道表现尤其明显; 灌溉渠道整修频繁，在未做防水处理的情况下，r 值和 h 值都比较大，但生态序列不完整，说明植物群落的生境分异还未形成，处在资源竞争阶段。

    4 结 语

( 1) 在几种植物多样性指数中，margalef 物种丰富度指数和 shannon-wiener 物种多样性指数对植物多样性的表征意义比较显著，是指示灌排水系生态效应的良好指标，应优先采用。

    ( 2) 各级排水沟地势低、常年积水，加上衬砌程度低、边坡稳定性较强、以地下水补给为主，以及水流较慢等原因，植物多样性指数普遍比各级灌渠大，生态效应较好。

    ( 3) 沟渠砌护是对植物多样性负面影响最大的水利工程措施，但在提高水资源利用效率和农田灌溉保证率方面却非常有效。由于干支两级渠系渗漏的损失量占灌溉用水总损失量的60% ～ 70%［12］，因此在综合考虑节水和生态双重效益的前提下，应当采取干支渠全面砌护、斗渠减少砌护、农渠与毛渠不砌护的生态水工策略。

    ( 4) 适当减缓沟渠迎水坡坡度，加长坡面，或者采取阶梯状边坡筑建模式，能较大幅度地提高灌排水系边坡的植物多样性，增强其生态效应。以景观和生态功能为核心的城镇人工水系营造中，尤其适合选取这一模式。

    ( 5) 灌排水系的修整间隔时间应尽可能拉长，整修时对同一沟渠可分地段、分时段逐次进行，排水沟和干沟、支沟尤其应当如此。另外，低级渠系实行岁修制度，有助于保持竞争状态下较大的植物多样性指数值。

    参考文献: