贺兰山西坡浅山带植物多样性分析

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摘要：研究了贺兰山西坡浅山带（海拔1 250-2 200 m）的物种多样性、科属多样性、植物多样性和植物区系地理成分多样性特征。结果表明，贺兰山西坡浅山带的植物总数为181种，隶属于38科105属。在海拔1 400 m以下，藜科、禾本科、豆科和菊科所占的比例较高；海拔1 400-1 600 m，植物科属也以菊科、豆科、禾本科和藜科为主，与海拔1 400 m以下相比，菊科、豆科植物明显增多，藜科植物明显减少；海拔1 600-1 800 m，禾本科植物的数量最多，菊科、豆科植物次之；海拔1 800-2 000 m，菊科植物数量最多，禾本科、豆科植物显著减少，同时蔷薇科植物大量出现；海拔2 000 m到林线，以菊科、蔷薇科、豆科和禾本科植物为主，同时也有部分忍冬科、茜草科植物分布。随着海拔的升高，物种丰富度指数逐渐增大；多样性指数在中、低海拔带较小，高海拔带较大；均匀度指数在中海拔带较小，在低海拔、高海拔带较高。植物区系地理成分包括9个分布类型和4个变型。

关键词：植物多样性；地理成分；海拔梯度；贺兰山西坡；浅山带

中图分类号：S718.54 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）23-5730-05

山地由于具有浓缩的环境梯度和高度异质化的生境、相对较低的人类干扰强度以及地质历史上常成为大量物种的避难所和新兴植物区系分化繁衍的摇篮等特点，发育和保存着较高的生物多样性，并成为全球生物多样性研究和保护的重点区域[1]。山地植物群落多样性随海拔高度的变化规律一直是生态学家感兴趣的问题。马克平等[2]在北京东灵山地区的植物群落多样性的研究表明，该地区的物种丰富度指数和物种多样性指数随海拔的升高而下降，物种均匀度则随海拔升高而增加；张丽霞等[3]对芦芽山植物群落多样性的研究结果也印证了这种变化趋势；赵淑清等[4]对长白山北坡植物群落物种多样性的研究结果表明，随着海拔的升高，乔木层和灌木层的物种丰富度呈下降趋势，而草本层没有明显变化；王国宏[5]在祁连山北坡的研究则表明，中等海拔地带草本层物种丰富度和多样性最高，灌木层次之，乔木层变化不明显。此外，还有不少山地生物多样性的案例研究[6，7]。然而，对于中国北温带草原和荒漠过渡带的贺兰山地区的植物群落多样性研究相对较少[8，9]。

贺兰山横跨宁夏、内蒙古两个自治区，隶属于北温带草原和荒漠的过渡带，位于银川平原和阿拉善高原之间。贺兰山以其特殊的地理位置、丰富的动植物资源、重要的水源涵养和独特的生态旅游资源，充分发挥着巨大的经济效益、社会效益和生态效益。贺兰山作为西北地区一道极为重要的生态屏障，不但阻隔了腾格里沙漠的东移，保护了宁夏平原，还对源于阿拉善的沙尘暴有巨大的拦截作用。通过实地考察，对位于内蒙古境内贺兰山西坡浅山带的植物多样性进行了较为全面和系统的研究，不仅可以为我国生物多样性研究提供新资料，而且可为贺兰山的生物多样性保护和资源的合理开发利用提供重要参考。

1 研究区概况

由于贺兰山地处内陆，东南来的湿润气候因受秦岭、六盘山等高山阻挡，对其影响甚微，而西北直接受蒙古高压影响，全年为西北风所控制，加上西伯利亚冷空气入侵，形成典型的大陆性气候。冬季干燥严寒，盛行西北风，夏季天气干燥炎热，降水量很少。山麓地带由南向北，年平均气温8.2～8.6 ℃，其中，1月平均气温-6.8 ℃，7月平均气温23.8 ℃；年≥10 ℃的活动积温3 209.2 ℃；年降水量250～438 mm，降水量少而集中，多集中在7、8、9月，3个月的降水量占全年降水量的60%～70%；年蒸发量1 600～1 800 mm，年平均无霜期229 d[10]。

2 研究方法

根据2005年9月和2006年6月对贺兰山西坡浅山带（105°43′-105°56′E，38°24′-39°08′N）典型植被的调查结果，结合《贺兰山国家级自然保护区植被类型图》（1990年版），在贺兰山西坡山麓由南向北依次设置5条10 m宽的样带，包括在南段的狭子沟、中段的哈拉乌沟、南寺以及北段的大西沟、乱柴沟；在对每条样带分布的植被群落调查时，沿海拔梯度设置样方，其中狭子沟设置8个样方，南寺设置6个样方，哈拉乌沟、大西沟和乱柴沟各设置12个样方，5条样带共计50个样方。灌丛样方4 m×4 m，调查记录灌木、幼树的物种名、高度、多度和盖度，并记录样方内出现的物种数和个体数；草本样方1 m×1 m，调查记录草本、灌木物种名、高度、多度和盖度，同时记录样方内出现的物种数。

3.2 贺兰山西坡浅山带植物科多样性

3.3 贺兰山西坡浅山带植物物种多样性

由图1可以看出，在海拔1 250-2 200 m，随着海拔的升高，贺兰山西坡的物种丰富度指数总体呈增大趋势，海拔1 250 m处的物种丰富度指数仅为0.743，海拔2 200 m处的物种丰富度指数高达2.440，是海拔1 250 m处的3.28倍。Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数均表明，在海拔1 250-1 950 m，贺兰山西坡的植物物种多样性指数较低，分别为0.559～0.846和0.889～2.099，在海拔 1 950-2 200 m，植物多样性指数明显升高，Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数最大值分别达到0.902和2.438。Pielou均匀度指数和Gini均匀度指数在贺兰山西坡浅山带呈双峰形，即低海拔和高海拔植被带具有较高的均匀度，中海拔植被带具有较低的均匀度。

3.4 贺兰山西坡浅山带植物区系地理成分多样性

贺兰山地处蒙古高原中部南缘、华北黄土高原西北侧，西南临近青藏高原东北部，所以成为来自蒙古、华北、青藏高原以及其他植物成分相互渗透的汇集地，不仅使该地区植物区系的地理成分变得复杂多样，而且具有显著的过渡性特征。植物区系地理成分主要包括亚洲中部草原成分、哈萨克-蒙古成分、亚洲中部荒漠成分等9个分布型和4个变型，代表性的乔灌木及草本物种见表2。

4 讨论

物种多样性的空间分布格局受制于许多生态梯度的影响[11，12]，而海拔梯度被认为是影响物种多样性格局的决定性因素之一[13，14]。尽管几个世纪以前，人们已经认识到了物种多样性随海拔梯度变化的现象，但就这一问题至今尚未形成普遍共识。

对贺兰山西坡植物多样性的研究结果表明，该地区物种丰富度指数随海拔的升高而增大，多样性指数在中、低海拔带较小，高海拔带较大，均匀度指数在中海拔带较小，在低海拔、高海拔带较高。显然，贺兰山地区的植物多样性分布规律与北京东灵山具有较大差异，与同属西北干旱区山地的近邻祁连山的植物多样性分布规律也有一定的差异。这可能与贺兰山正好是我国北温带草原与荒漠的过渡带有关。在贺兰山西坡，随着海拔的升高，降雨量逐渐增加，气温逐渐下降，土壤水分条件有所改善，导致海拔梯度上物种丰富度指数呈逐渐增大的趋势。低海拔带由于降雨量稀少，蒸发强烈，加上近50多年的放牧干扰，导致1 600 m以下植被盖度较小，多样性指数较低；尽管中海拔带降雨量有所增加，气温有所下降，水热组合在该范围内也达到了最佳，但由于形成了针茅属群落的单优势种，导致了海拔 1 600-1 800 m范围内植物多样性较低，也正是由于在该梯度范围内形成了针茅属群落的单优势种，才使得中海拔带的均匀度指数明显小于低海拔带和高海拔带。在高海拔带，灰榆、小叶金露梅、蒙古扁桃等灌木的盖度并不大，这些稀疏的灌木枝条可以给地面提供更多的光照，加上适宜的温度和降水，导致高海拔带具有较高的植物多样性。

贺兰山西坡植物群落的均匀度指数呈双峰形表明，海拔 1 800 m处的生境异质性较高。因此，1 800 m可能是荒漠草原带和疏林灌丛带的分界线，基于此，今后植物资源保护工作的重点有必要放在这个地段。

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