段培,鮑敏,張營,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-鄂陵湖自然保護分區(qū)濕地生物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查

段培,鮑敏,張營,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-鄂陵湖自然保護分區(qū)共記錄有野生動物88種,其中鳥類51種,獸類29種,爬行類1種,魚類7種,含國家Ⅰ級保護動物4種、Ⅱ級保護動物13種;植被種類共計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)勢種。分析了間歇性積水草甸土、無積水草甸土和無積水沙土3個不同土壤環(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;動物群落呈現(xiàn)濕地鳥類數(shù)量依次減少,非濕地鳥類和獸類依次增加的趨勢。

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

1引言

青海省三江源國家級自然保護區(qū)的扎陵湖-鄂陵湖保護分區(qū)已被列入國際重要濕地名錄,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藻為主,水生維管束植物有龍須眼子菜(PotamogetonPectinatus)和細葉水毛茛(Batrachiumtrichophyllum)。浮游動物以輪蟲為主,還有原生動物、橈足類和枝角類,底棲動物有鉤蝦(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]。本文主要對扎陵湖-鄂陵湖自然保護分區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)的野生脊椎動物、高寒沼澤草甸植被以及濕地生物群落結(jié)構(gòu)進行調(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工作提供參考。

2研究區(qū)域概況

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

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

3研究方法

3.1　調(diào)查方法

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

3.1.1　野生動物資源的調(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。樣帶法用于對湖區(qū)濕地哺乳動物的調(diào)查,樣方法主要用于對濕地鳥類的調(diào)查,調(diào)查地點選擇在鄂陵灘、鄂陵出水口,對見到的鳥獸的種類和數(shù)量進行統(tǒng)計,然后進行初步分析。

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1m×1m的樣方。采樣點在瑪多縣扎陵湖鄉(xiāng),對植被種類、平均蓋度、平均高度和株數(shù)進行統(tǒng)計。

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、無積水的草甸土和無積水的沙土3個不同的土壤環(huán)境,調(diào)查野生動物種類和數(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-鄂陵湖自然保護分區(qū)沼澤濕地野生動物

扎陵湖-鄂陵湖自然保護分區(qū)中記錄到野生脊椎動物88種,其中鳥類51種,獸類29種,兩棲爬行類1種,魚類7種,其中國家Ⅰ級保護動物4種、Ⅱ級保護動物13種。

4.1.1　鳥類

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

表1　扎陵湖-鄂陵湖自然保護分區(qū)鳥類系統(tǒng)分類統(tǒng)計

該自然保護分區(qū)內(nèi)國家Ⅰ級保護動物有黑頸鶴(Grusnigricollis)、玉帶海雕(Haliaeetusleucoryphus);國家Ⅱ級保護動物有大天鵝(Cygnuscygnus)、大鵟(Buteohemilasius)、鳶(Milvuskouschun)、游隼(Falcoperegrinus)、獵隼(Falcocherrug)、淡腹雪雞(Tetraogallustibetanus)。

該保護分區(qū)內(nèi)記錄濕地鳥類共有13種,占鳥類總數(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)勢種群,具體鳥種和保護級別如表2所示。

表2　扎陵湖-鄂陵湖保護分區(qū)濕地鳥類統(tǒng)計

4.1.2　獸類

扎陵湖-鄂陵湖自然保護分區(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)勢種。

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

扎陵湖-鄂陵湖自然保護分區(qū)國家Ⅰ級保護動物有藏野驢、雪豹(Pantherauncia);國家Ⅱ級保護動物有西藏棕熊(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-鄂陵湖自然保護分區(qū)植被區(qū)系屬于高寒沼澤化草甸,共計調(diào)查10個樣方,其中樣方1土壤類型為無積水草甸土,樣方2土壤類型為間歇性積水草甸土,樣方3~10土壤類型為無積水沙土。調(diào)查到植被種類共計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)見表4。

表4　扎陵湖-鄂陵湖區(qū)濕地植物統(tǒng)計

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、藍花棘豆、單子麻黃、甘肅雪蓮花。

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

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

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

4.3.1　三個不同地點的生物群落組成特點

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40%和30%;動物以濕地鳥類的比例較高。無積水沙土環(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(藍花棘豆);動物中鳥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)與鳥獸群落多樣性

從Shannon-wiener多樣性指數(shù)來看,鳥獸群落多樣性為地點3>地點1>地點2,說明無積水的草甸土生物群落多樣性最低,而無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3>地點2>地點1,說明無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-扎陵湖自然保護分區(qū)鳥獸群落多樣性(H′)和均勻度(E)

4.3.3　鳥獸群落相似性分析

從表7群落間相似性的Jaccard指數(shù)可以看出地點1與地點2相似性指數(shù)最高,說明間歇性積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)相似度最高;地點1與地點3的相似度較低,說明間歇性積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無積水的沙土生物群落結(jié)構(gòu)相似性最低;地點2和地點3的群落結(jié)構(gòu)相似性也較高,說明無積水的草甸生物群落結(jié)構(gòu)與無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-扎陵湖自然保護分區(qū)鳥獸群落相似性(Cj)

5結(jié)語

扎陵湖-鄂陵湖自然保護分區(qū)中記錄有野生動物共88種,其中鳥類51種,獸類29種,爬行類1種,魚類7種,含國家Ⅰ級保護動物4種、Ⅱ級保護動物13種。植被種類共計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、無積水的草甸土和無積水的沙土3個不同的土壤環(huán)境,調(diào)查該環(huán)境中的植被和動物群落結(jié)構(gòu)。分析三個地點的生物群落結(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;動物群落呈現(xiàn)濕地鳥類數(shù)量依次減少,非濕地鳥類和獸類依次增加的趨勢。

6討論

6.1　扎陵湖-鄂陵湖自然保護分區(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,這兩點在扎陵湖-鄂陵湖保護分區(qū)均有體現(xiàn)。扎陵湖-鄂陵湖保護分區(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,試驗區(qū)面積10283.8km2)在1970年中后期~1990,1990~2004年兩個時間段內(nèi),土地覆被狀況動態(tài)度為0.1%和0.36%,且土地覆被狀況指數(shù)變化率均為負值,說明扎陵湖-鄂陵湖保護分區(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1、地點2和地點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積水的草甸土中較高,而無積水的沙土中豆科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增大土壤水分通過光合作用的蒸騰散失,進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[9]。

6.2　扎陵湖-鄂陵湖自然保護分區(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]。保護分區(qū)內(nèi)近幾十年來年平均氣溫以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,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-鄂陵湖自然保護分區(qū)內(nèi)兩湖湖濱草甸是牧民放牧的重要牧場,由于人們的過度放牧、20世紀80年代以來開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區(qū)的濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化,導(dǎo)致“黑土灘”的形成[11]。

參考文獻:

[1] 陳桂琛,黃志偉,盧學(xué)峰,等.青海高原濕地特征及其保護[J].冰川凍土,2002,24(3):254~259.

[2] 候希斌.黃河源頭鄂陵湖區(qū)水環(huán)境現(xiàn)狀評價[J].青海環(huán)境,1998,8(2):85~88.

[3] 王立亞.黃河源區(qū)瑪多縣草地退化特征分析及治理模式初探[D].蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2004.

[4] 鄭光美.中國鳥類分類與分布名錄[M].北京:科學(xué)出版社,2011.

[5] 李德浩.青海經(jīng)濟動物志[M].西寧:青海人民出版社,1989:229~534.

[6] 李來興.青藏高原濕地鳥類物種名錄及其保護[J].自然資源學(xué)報,1996,6(1):19~26.

[7] 唐文家,申志新,簡生龍.青海省黃河珍稀瀕危魚類及保護對策[J].水利漁業(yè).2006,26(1):57~60.

[8] 陳浩,趙志平.近30年來三江源自然保護區(qū)土地覆被變化分析[J].地球信息科學(xué)學(xué)報,2009,11(3):390~399.

[9] 李宏林,徐當(dāng)會,杜國禎.青藏高原高寒沼澤濕地在退化梯度上植物群落組成的改變對濕地水分狀況的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報,2012,36(5):403~410.

[10] 李林,吳素霞,朱西德,等.21世紀以來黃河源區(qū)高原湖泊群對氣候變化的響應(yīng)[J].自然資源學(xué)報,2008,23(2):245~253.

[11] 王一博,王根緒,沈永平,等.青藏高原高寒區(qū)草地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)退化研究[J].冰川凍土,2005,27(5):633~640.

[12] 鄭杰.青海保護區(qū)研究[M].西寧:青海人民出版社,2011.

[13] 李迪強,李建文.三江源生物多樣性——三江源自然保護區(qū)科學(xué)考察報告[R].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2002.

[14] CHEUNG Alan and YANG Yuan-wu.Degradation of Wetlands on the Qinghai-Tibet Plateau:A Comparison of the Effectiveness of Three Indicators [J].J Mt Sci,2013,10(4):658~667.

中圖分類號:Q9

文獻標識碼:A

文章編號:1674-9944(2015)01-0001-05

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

作者簡介: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。

基金項目:國家科技支撐計劃項目(編號:2012BAC08B04)資助;693校級科技創(chuàng)新項目(編號:019040904)

收稿日期:2014-11-03