三江源自然保护区主要林区种子植物多样性及其保护研究

本论文以青海省三江源国家级自然保护区澜沧江流域的江西林区、白扎林区，长江流域的玛可河林区和黄河流域的麦秀林区为研究地点，分析了主要林区种子植物区系、植物物种濒危等级和优先保护类别、森林珍稀草本植物生态位、优势灌木和草本种间联结、植被类型及其分布规律、主要群系建群种空间分布格局和物种多样性变化、不同时期植被景观变化，旨在为三江源自然保护区植物多样性保护、自然保护区建设和管理提供科学依据。研究取得的主要结果如下： 　　1)主要林区共有种子植物946种，分归66科，296属。属级区系分析表明，热带性质的属占总属数的3.49％，温带性质的属占总属数的90.31％，而以北温带成分占有明显优势；种级水平组成中，中国特有分布(537种，占总种数的57.30％)占优势。特有属大多为青藏高原横断山区和唐古特地区所共有。植物区系由横断山区植物区系和唐古特地区植物区系成分深度融合发展而来，以中国-喜马拉雅植物亚区的横断山地区植物区系为主。 　　2)构建了三江源自然保护区主要林区植物濒危等级、优先保护类别定量评价指标体系以及相应的定量评价标准。评价体系包括植物物种的濒危状况、遗传损失状况和利用价值状况。以物种濒危系数和物种优先保护系数分别度量物种濒危等级和优先保护程度。结果表明：①三江源自然保护区主要林区的种子植物有濒危种2种，即油麦吊云杉、华福花；易危种37种，如垂枝祁连圆柏、桃儿七和红花绿绒蒿等；近危种140种，如星叶草、山莨菪和膜荚黄芪等；安全种767种，如川西云杉、甘青乌头和疏花翠雀花等。②该地区种子植物一类优先关注物种4种，即油麦吊云杉、华福花、鳞皮冷杉和狭苞兔耳草；二类优先关注物种18种，如岷江冷杉、膜荚黄芪和羽叶点地梅等；三类优先关注物种150种，如川西云杉、星叶草和桃儿七等；一般关注物种774种，如冰岛蓼、草玉梅和唐古特虎耳草等。 　　3)以不同群落类型和海拔高度作为资源位，分别以物种重要值和个体多度为生态位计测的状态指标，对桃儿七、星叶草及选取的几种对照草本植物进行生态位的计测和分析。结果表明：桃儿七、星叶草、角盘兰生态位宽度值小。草本植物的生态位重叠值较小，大于0.01的仅占21.43％，其中桃儿七、星叶草、角盘兰之间生态位重叠程度最小，说明它们分布的群落类型相似程度小。 　　4)种间联结表明：351对灌木组合中，仅有104对呈现正联结，占总数的29.63％，而负联结有245对，占总数的69.80％，完全独立的有2对，占总数的0.57％，表明多数灌木物种之间对生态环境的需求不同，虽然有些物种生态学特性和生物学特性相似，但是为了生存，相互之间竞争有限的资源而独立占据一定生态位。大多数草本之间表现出正联结，能够共同利用资源和生态空间，但是从连接系数和共同出现百分率来看，他们之间的正联结性都很弱。231对草本组合中，正联结有118对，占总数的51.08％，负联结112对，占总数的48.48％，完全独立的1对，占总数的0.44％。 　　5)通过二元指示种分析(two-wayindicatorsspeciesanalysis，TWINSPAN)，将植被划分成4个植被型组，即针叶林、阔叶林、灌丛、草甸；4个植被型，即寒温性针叶林、落叶阔叶林、高寒灌丛和高寒草甸；26个群系，如川西云杉林、白桦林、雪层杜鹃灌丛和嵩草草甸等；40个群丛，如东方草莓-灰枸子-川西云杉、短轴嵩草等。无趋势对应排序(detrendedcorrespondenceanalysis，DCA)结果表明，植被分布规律与经度地带性、纬度地带性和垂直梯度有关。 　　6)采用多种聚集度指标分析青海云杉林、川西云杉林、紫果云杉林和大果圆柏林4种主要群系建群种空间分布格局，结果表明：青海云杉、川西云杉、紫果云杉和大果圆柏幼年阶段(Ⅰ级幼苗和Ⅱ级幼树)的空间分布格局皆呈聚集分布，主要与他们的繁殖特性有关，其中川西云杉林和紫果云杉林中较多的中等大小林窗也是造成幼苗聚集分布的原因。随着建群种幼苗和幼树的生长发育，种内和种间竞争加剧，产生自疏和他疏效应，青海云杉、川西云杉、大果圆柏成熟时期(Ⅲ级小树、Ⅳ级中树和Ⅴ级大树)皆为随机分布，而紫果云杉由于受到强度较大的人为干扰，成熟阶段仍表现为聚集分布。 　　7)青海云杉林、川西云杉林、紫果云杉林和大果圆柏林4种主要群系内部，三个片层间物种多样性都表现为草本层＞灌木层＞乔木层，反映了三江源自然保护区主要林区森林群落层片的物种多样性格局。乔木层物种多样性从高到低依次为青海云杉林＞紫果云杉林＞大果圆柏林＞川西云杉林，主要原因与群系分布的地理位置、海拔等环境因子和建群种生态学特性有关。灌木层物种多样性，分布在阴坡地段的青海云杉林、川西云杉林和紫果云杉林差别不大，但都比分布在阳坡地段的大果圆柏林高，主要与阳坡早春树木生理干旱和放牧有关。草本层物种多样性从高到低的顺序基本与灌木层相反，分布在阳坡的大果圆柏林草本层物种多样性高于分布在阴坡群系中的物种多样性。β多样性表明，群系物种组成相似性程度，首先取决于群系建群种生态幅的宽窄，其次与建群种之间的生态学特性和生物学特性有关。