1、植物生态学报 2010, 34 (10): 11421154 doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.10.003 Chinese Journal of Plant Ecology http:/www.plant- 收稿日期 Received: 2009-12-10 接受日期 Accepted: 2010-04-01 * 通讯作者 Author for correspondence (E-mail: ) 伊犁河谷山地植物群落物种多样性分布格局及环境解释 徐远杰1,2陈亚宁1*李卫红1付爱红1马晓东1桂东伟1陈亚鹏11中国科学院新疆生态与地理研究所中国科学院绿洲生态
2、与荒漠环境重点实验室 , 乌鲁木齐 830011; 2中国科学院研究生院 , 北京 100049 摘 要 结合对新疆伊犁河两岸科古琴山南坡 (河谷北坡 )和乌孙山北坡 (河谷南坡 ) 94个样地的调查资料 , 采用 DCCA (de-trended canonical correspondence analysis)排序法 , 分析了物种多样性指数与环境因子之间的关系 , 运用广义可加模型拟合植物群落总体多样性指数对海拔梯度的响应曲线 , 探讨了伊犁河谷山地植物群落物种多样性的垂直分布格局。结果表明 : 在调查的 94个样地中 , 共出现 259种植物 , 其中 , 草本植物的种类极其丰富 ,
3、 多达 235种 , 木本植物的种类极其有限 ; 垂直结构完整的植物群落具有较高的多样性指数 ; 河谷北坡植物群落物种多样性的分布格局受海拔、坡度、坡向以及土壤全氮、全钾、有机质、含水量等环境因子的影响较大 , 而在河谷南坡 , 物种多样性分布格局主要受坡度、海拔、有效磷含量和土壤含水量等环境因子的影响 ; 在河谷北坡 , 植物群落的 Patrick丰富度指数与 Shannon-Wiener指数与海拔呈明显的双峰曲线关系 , Simpson指数与 Pielou均匀度指数呈不对称的单峰格局 , 而河谷南坡的物种多样性指数随海拔均呈双峰格局 , 尽管 Patrick丰富度指数不甚明显。山地植物群落
4、物种多样性的垂直分布格局是由海拔为主的多种环境因子综合作用的结果。 关键词 分布格局 , 伊犁河谷 , 山地 , 植物群落 , 物种多样性 Distribution pattern and environmental interpretation of plant species diversity in the moun-tainous region of Ili River Valley, Xinjiang, China XU Yuan-Jie1,2, CHEN Ya-Ning1*, LI Wei-Hong1, FU Ai-Hong1, MA Xiao-Dong1, GUI Dong-We
5、i1, and CHEN Ya-Peng11Key Laboratory of Oasis Ecology and Desert Environment, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, rmqi, 830011, China; and 2Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China Abstract Aims Our major objective was to reveal
6、the distribution pattern of plant species diversity in the mountainous region of Ili River Valley, Xinjiang, China and explore how environmental gradients influenced the pattern. Methods Based on a survey of 94 sample plots in the study area, DCCA was performed to analyze the relation-ships between
7、diversity indices and environmental gradients and GAM was employed to model the response curve of diversity indices to elevation. Important findings We recorded 259 plant species, including 235 herbaceous species; the species of woody plants were very limited. Communities with complex vertical struc
8、ture had higher values of diversity. The distri-bution pattern of species diversity on the northern slope was affected by elevation, slope aspect, slope gradient, total nitrogen, total potassium, soil water content, organic matter, etc., and that on the southern slope was mainly affected by slope gr
9、adient, elevation, available phosphorus, soil water content, etc. On the northern slope, Patrick index and Shannon-Wiener index had a bimodal pattern with elevation and Simpson index and Pielou index showed a partially unimodal pattern. On the southern slope all the distribution pattern of species d
10、iversity indices showed two peaks, though that of the Patrick index was not obvious. These patterns were formed by the synthetic action of a variety of environmental factors in which elevation played an important role. Key words distribution pattern, Ili River Valley, mountainous region, plant commu
11、nities, species diversity 植物群落物种多样性的空间分布格局是各种生态因子梯度变化的综合反映 (赵常明等 , 2007), 生态因子与生物多样性格局的关系一直是生态学研究的热点领域 , 生境异质性被认为是生态系统生物徐远杰等 : 伊犁河谷山地植物群落物种多样性分布格局及环境解释 1143doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.10.003 多样性得以维持的重要因素 (赵振勇等 , 2007)。研 究植物群落物种多样性的梯度格局以及控制这些格局的生态因子 , 是保护生物学研究的基础 (唐志尧和方精云 , 2004), 有利于揭示群落结构和物种
12、多样性分布格局以及进一步了解植物群落的生态学过程 (苗莉云等 , 2004)。地形因子对山地森林植物物种多样性格局显示了多方面和多尺度的影响 (沈泽昊等 , 2000); 土壤物理、 化学性质的不同 , 土壤母质的不同 , 都可能影响生长其中的植物 , 从而影响到物种多样性 (王琳等 , 2004)。海拔的变化常常是决定山地生境差异的主导因子 (岳明等 , 2002)。海拔梯度包含温度、湿度、光照和土壤属性等直接生境因子的多尺度变化 (沈泽昊等 , 2007), 影响着植物群落的分布与结构及物种多样性 , 在诸多生态因子梯度中 , 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 (王国宏
13、, 2002)。 伊犁河谷位于新疆西天山地区 , 是新疆干旱区的一块 “湿岛 ”, 孕育了丰富而独特的植物种类 , 被列为中国 5个具有全国意义的陆生生物多样性关键地区之一 (陈灵芝 , 1993)。目前在这一地区开展的研究仅是对野果林植物资源、区系的分析 (羊海军等 , 2003; 崔大方等 , 2006), 而关于此区域植物群落物种多样性分布格局及其与环境因子关系的报道并未见到。本文以伊犁河两岸山地的植物群落为研究对象 , 选取海拔、坡度、坡向、土壤含水量、土壤养分和盐分等 13项环境因子 , 通过对多样性指数的DCCA (detrended canonical correspondenc
14、e analysis)排序分析 , 探讨影响群落中各生活型及总体物种多样性分布格局的关键性环境因子 ; 运用广义可加模型 (generalized additive model, GAM)拟合河谷南北坡植物群落总体多样性指数对海拔梯度的响应曲线 , 从而探寻伊犁河谷山地植物群落物种多样性的垂直分布格局 , 为伊犁河谷的开发建设与生态保护提供科学依据。 1 研究区概况 伊犁河是中国和哈萨克斯坦共有的河流 , 其主源特克斯河发源于汗腾格里峰北坡 , 流入中国新疆巩乃斯河后与喀什河汇合而成伊犁河 , 然后流入哈萨克斯坦巴尔喀什湖。 伊犁河谷地处欧亚大陆腹地 , 虽深居内陆 , 三面环山 , 远离海洋
15、 , 属大陆性中温带干旱气候 , 但其独特的地形地貌和山体走向 , 使来自大西洋及地中海、黑海的西风气流可以沿谷而上并形成降水 , 而位于盆地南、北两侧的天山支脉又将古尔班通古特沙漠和塔克拉玛干沙漠的干热气流和西伯利亚的干冷寒流阻隔于河谷之外 , 形成了伊犁河谷温和湿润的气候基调 , 使其成为天山及亚洲中部的降水中心 (张军民 , 2006)。年平均降水量200800 mm, 降水随高程上升增多明显 ; 年平均蒸发量 1 2601 900 mm, 年平均气温 2.99.1 , 无霜期 130180天 , 年平均日照时数达 2 7003 000 h (周聿超 , 1999)。伊犁河谷为一相对沉降
16、的山间谷地 , 西部敞开 , 南北东 3面雪山耸立 ; 向东变狭 , 地势隆起 , 常形成丰富的地形雨 , 谷地两侧山地中山带降雨量可达 800 mm以上 , 为山地森林和草甸植被的发育提供了优越的生态环境 , 成为天山山地中植被最发达的地方 (中国植被编辑委员会 , 1995)。 2 研究方法 2.1 取样 2009年 67月在位于伊犁河北岸的科古琴山南坡 (简称伊犁河谷北坡， 81.51882.075 E, 44.134 44.432 N, 海拔 1 1282 134 m)和位于伊犁河南岸的乌孙山北坡 (简称伊犁河谷南坡 , 81.03181.138 E, 43.38643.526, 海拔
17、 1 4062 982 m), 选择具有代表性的植物群落进行样地调查。调查范围从山顶到山前荒漠草原带 , 一般海拔每下降 100 m设置 3个样地 , 而在物种特别丰富的海拔段上增设 12个样地。其中 , 乔木样地面积为 20 m 20 m, 灌木样地及草本样地的面积分别为 10 m 10 m和 1 m 1 m; 在每个乔木样地内随机设置 3个灌木样方和 3个草本样方 , 在每个灌木样地随机设置 3个草本样方。 分层调查乔木、灌木及草本 , 调查内容包括乔木和灌木的多度、高度及冠幅 , 草本的高度及盖度。最终在伊犁河谷北坡 2 1341 128 m的海拔范围内设置样地 44个 , 伊犁河谷南坡
18、 2 9821 406 m的海拔范围内设置样地 50个 (图 1)。 用 GPS记录每个样地的海拔和经纬度 , 用罗盘仪测量样地的坡度和坡向 , 在每个样地的中心处 , 分 020 cm、 2040 cm及 4060 cm 3层取土样 , 带回实验室风干分析。 2.2 数据处理 2.2.1 重要值 对每个样地分别计算乔木、灌木和草本的重要 1144 植物生态学报 Chinese Journal of Plant Ecology 2010, 34 (10): 11421154 www.plant- 图 1 研究区及样地的地理位置。 Fig. 1 The location of study are
19、a and the investigated plots. 值 , 其公式 (Zhang et al., 2006 )如下 : 乔木、 灌木 = (相对多度 +相对高度 +相对盖度 )/3 草本 = (相对高度 +相对盖度 )/2 2.2.2 多样性指数 (马克平等 , 1995) (1) Patrick丰富度指数 SR = (2) Simpson指数 =Siip121 S为每个样方的物种总数 , pi为第 i 个物种的重要值。 按照以上公式计算各层的多样性指数。根据群落垂直结构的特点 , 在测度群落总体多样性指数时 , 对不同生长型的多样性指数进行加权 , 权重为不同生长型的相对盖度和叶层的
20、相对厚度之和的平均值 (汪超等 , 2006), 其公式 (高贤明等 , 1997)如下 : ()/2iiiChWCh=+式中 , C为群落的总盖度 (C = Ci) ( 1=i , 乔木层 ; 2 , 灌木层 ; 3 , 草本层 ; 下同 ); h为群落各生长型的平均高度 (h = hi); Wi为群落第 i个生长型多样性指数的加权参数 , Ci为第 i 个生长型的盖度 ; hi为第 i个生长型的平均高度。其中 , 乔木层的叶层 (林冠 )厚度按乔木层高度的 1/3计算 , 灌木层按 1/2计算 , 草本层按草本层高度 100%计算。 Wi计算结果为 : 乔木层加权参数 W1 = 0.394
21、 1 灌木层加权参数 W2 = 0.116 3 草本层加权参数 W3 = 0.489 6 群落总体多样性指数按照以下公式计算 : D = W1D1+ W2D2+ W3D3, 式中 , W1、 W2、 W3分别为乔木层、灌木层、草本层的加权参数 ; D1、 D2、 D3分别为乔木层、灌木层、草本层的多样性指数。 最后采用公式 : Di = (Di Dmin) / (Dmax Dmin)对全部多样性指数做归一化处理 , 得到 0100的区间值 (沈泽昊等 , 2000), 式中 , Di为归一化处理之后的多样性数值 , Di、 Dmin、 Dmax分别为乔木层、灌木层、草本层、群落总体的一组多样性
22、指数里面的原始值、最小值和最大值。 2.2.3 环境指标的获取方法 环境因子包括海拔 (Elev)、坡度 (Slop)、坡向(Expo)、土壤含水量 (SW)、 pH值 (pH)、总盐 (TS)、有机质 (SOM)、全氮 (TN)、全磷 (TP)、全钾 (TK)、有效氮 (AN)、有效磷 (AP)及有效钾 (AK)等 13项。坡徐远杰等 : 伊犁河谷山地植物群落物种多样性分布格局及环境解释 1145doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.10.003 度的转换方法为取其正弦值 ; 对于群落所处位置的坡面朝向 , 采用将 0360的方位角转换为 01之间的 TRAS
23、P (transformation of aspect)指数 (刘秋锋等 , 2006)。 TRASP指数越大表明坡向越向阳 , 反之越背阴 , 其中 1代表南偏西 30, 0代表北偏东 30, 计算公式如下 : 2180/)30(cos1 =aspectTRASP式中 TRASP表示坡向指数 , aspect 表示坡向度。 由于有些样地内土层很薄而未能取到深层土样 , 所以选择表层土样的测定结果进行分析 (Xu et al., 2006)。土壤含水量的测定用烘干法 , pH值用电位测定法 , 总盐用残渣烘干 -质量法 , 有机质用重铬酸钾容量 -外加热法 , 全氮用高氯酸 -硫酸消化法 ,
24、全磷用酸溶 -钼锑抗比色法 , 全钾用酸溶 -火焰光度法 , 有效氮用碱解蒸馏法 , 有效磷采用碳酸氢钠浸提 -钼锑抗比色法 , 有效钾用乙酸铵浸提 -火焰光度计法 (Yang et al., 2008)。 2.3 数据分析 采用 WinTWINS (Version 2.3)划分植物群落类型 , Canoco (Version 4.5)分析软件对各层及总体的多样性指数进行 DCCA排序 , CanoDraw (Version 4.0)绘制排序图以及群落总体多样性指数对海拔梯度的响应曲线图。 3 结果分析 3.1 植物群落的物种组成、类型及环境特征 在所调查的 94个样地中 , 共记录种子植物
25、259种 , 其中 , 伊犁河谷北坡 44个样地 143种 , 河谷南坡50个样地 196种 , 两面山坡共有的植物为 80种。 木本植物的种类极其有限 , 其中 , 北坡共有 7个样地出现乔木层 , 10个样地出现灌木层 , 南坡共有 7个样地出现乔木层 , 雪岭云杉 (Picea schrenkiana)为其唯一的种类 ; 共有 32个样地出现灌木层。草本层的种类极其丰富 , 多达 235种。 河谷北坡样地内草本层物种数最多达 33种 , 出现在 1 445 m的落叶阔叶林 (野果林 ) 下 , 主要是播娘蒿 (Desurainia sophia) 和荠(Capsella bursa-pa
26、storia)等 , 草本层物种数最少为 7种 , 出现在海拔 1 213 m的荒漠灌丛的下层 , 主要是狗牙根 (Cynodon dactylon)和短柱薹草 (Carex turke-stanica)等 , 河谷北坡草本层物种数平均为 16种 ; 而在河谷南坡 , 样地内草本层物种数最多达 38种 , 出现在海拔 1 813 m的灌丛草原 , 主要为草原糙苏(Phlomis pratensis)、千叶蓍 (Achillea millefolium)、森林老鹳草 (Geranium sylvaticum)及鸭茅 (Dactylis glomerata)等 , 而在荒漠草原 , 草本层物种数最
27、少 , 样地内仅出现 6种 , 主要为刺旋花 (Convolvulus tra-gacanthoides)及披碱草 (Elymus dahuricus)等 , 河谷南坡草本层物种数平均为 19种 ; 所有样地草本层物种数平均为 17种。 运用二元指示种分析法 (TWINSPAN)进行样地群落分类 , 结果显示 , 河谷北坡 44个植物样地被划分为 10种群落类型 , 南坡 50个样地被划分为 11种。每种群落类型的主要环境因子的特征值 (所属同一类型样地的环境因子的平均值 )及优势种见表 1。 图 2显示的是河谷北坡 10种和河谷南坡 11种群落类型的总体多样性指数情况。 其中 , Patri
28、ck丰富度指数和Shannon-Wiener指数的变化趋势相似 , 而 Simpson指数和 Pielou均匀度指数的变化趋势较为一致。在低海拔地区多样性指数明显较低 , 这主要是由干旱和贫瘠的土壤环境造成的。河谷北坡 , 4种多样性指数均最高的群落 (即表 1中 N7)中乔、灌、草 3层结构完整 , 乔木层由天山桦 (Betula tianschanica)和黄果山楂 (Crataegus chlorocarps)构成 , 灌木层有刚毛忍冬 (Lonicera hispida) 和梨果栒子 (Cotoneaster roborowskii), 草本层的种类很丰富 , 以鸭茅、灰绿藜 (Che
29、nopodium glaucum) 、小凤仙花 (Impatiens parviflora)和水金凤 (I. brachycertra)为主。河谷南坡的多样性指数波动较大 , 但最大的群落 (表 1中 S9)属于灌丛草原型 , 灌木层主要是金丝桃叶绣线菊(Spiraea hypericifolia)和腺齿蔷薇 (Rosa albertii), 草本层由假梯牧草 (Phleum phleoides)、千叶蓍和森林老鹳草等诸多物种组成。 3.2 多样性指数的 DCCA排序分析 3.2.1 河谷北坡多样性指数的 DCCA排序分析 对河谷北坡 44个样地乔、灌、草各层及总体的多样性指数进行 DCCA排
30、序分析 , Monte-Carlo test显示所有的排序轴都是极显著的 (p = 0.001)。 4个排序轴的特征值分别为 0.316、 0.051、 0.011及 0.002, 合计占总特征值的 53.30%; 多样性累积解释量及多样性 -环境关系累积解释量分别达 53.3%和 82.3% (表2), 说明排序效果良好。 与 DCCA第一轴存在极显著(p 0.01)负相关关系的环境因子是海拔和全氮 , 正相关的是坡度和全钾 ; 此外 , 土壤含水量和有机质 1146 植物生态学报 Chinese Journal of Plant Ecology 2010, 34 (10): 1142115
31、4 www.plant- 表 1 伊犁河谷北、南坡的植物群落类型及环境特征 (平均值 ) Table 1 The plant community types and environmental characteristics on the northern (N) and southern (S) slope of the Ili River Valley (average values) Elev, elevation; Expo, slope aspect; SOM, organic matter; Slop, slope gradient; SW, soil water content.
32、 含量与第一轴呈显著 (p 0.05)负相关关系。仅有坡向与第二轴显示出显著正相关 (表 3)。这表明 13个环境因子中 , 影响河谷北坡植物群落物种多样性分布格局的主要因子是海拔、全氮、坡度、全钾、土壤含水量、有机质及坡向。 根据前两个排序轴作出二维排序图 (图 3), 各多样性指数在排序图中是一个点 , 其位置反映该指数在环境因子梯度上取得最高值的位置。指向诸环境因子的箭头的方向代表其与排序轴的正负相关性 , 长度反映环境因子与多样性指数分布格局之间关 群落编号 Community code 海拔 Elev (m) 坡度 Slop () 坡向Expo土壤含水量 SW (%) 有机质 SOM
33、 ( gkg1) 植物群落类型 Plant community type N1 2 092 0.45 0.35 38.23 82.53 白喉乌头 +林地早熟禾 +高山羊角芹 Aconitum leucostomum + Poa nemoralis + Aegopodium alpestre N2 1 895 0.47 0.01 50.00 114.61 羊茅 +白花车轴草 +千叶蓍 Festuca ovina + Trifolium repens + Achillea millefolium N3 1 848 0.19 0.49 19.84 68.99 草原薹草 +阿尔泰百里香 +草原糙苏 C
34、arex liparocarpos + Thymus altaicus + Phlomis pratensis N4 1 695 0.22 0.55 15.15 77.05 草原薹草 +无芒雀麦 +仰卧早熟禾 Carex liparocarpos + Bromus intermis + Poa supina N5 1 560 0.21 0.22 17.45 83.57 草原糙苏 +无芒雀麦 +大叶橐吾 Phlomis pratensis + Bromus intermis + Ligularia macrophylla N6 1 415 0.33 0.47 11.40 103.34 野杏 +新
35、疆野苹果 金丝桃叶绣线菊 播娘蒿 +荠 Armeniaca vulgaris + Malus sieversiiSpiraea hypericifoli Desurainia sophia + Capsella bursa-pastoria N7 1 398 0.61 0.16 16.58 70.37 天山桦 +黄果山楂 刚毛忍冬 鸭茅 +灰绿藜 Betula tianschanica + Crataegus chlorocarps Lonicera hispid Dactylis glomerata + Chenopodium glaucum N8 1 207 0.61 0.71 4.03
36、23.05 天山樱桃 +金丝桃叶绣线菊 狗牙根 +短柱薹草 Cerasus tianschanica + Spiraea hypericifoli Cynodon dactylon + Carex turk-estanica N9 1 141 0.57 0.94 2.32 11.82 美丽木蓼 +金丝桃叶绣线菊 金色狗尾草 +芳香新塔花 Atraphaxia decipiens + Spiraea hypericifoli Setaria glauca + Ziziphora cli-nopodioides N10 1 128 0.39 0.19 3.89 20.50 芨芨草 +雀麦 +狗牙根
37、 Achnatherum splendens + Bromus japonicus + Cynodon dactylon S1 2 927 0.38 0.44 73.84 139.58 欧亚圆柏 +小叶金露梅 细果薹草 +线叶嵩草 Juniperus sabina + Pentaphylloides parvifolia Carex stenocarpa + Kobresia capillifolium S2 2 706 0.59 0.87 22.80 88.15 雪岭云杉 欧亚圆柏 +小叶金露梅 黑花薹草 +线叶嵩草 Picea schrenkiana Juniperus sabina +
38、Pentaphylloides parvifolia Carex melanantha + Kobresia capillifolium S3 2 616 0.53 0.17 53.49 77.60 雪岭云杉 欧亚圆柏 +鬼见愁锦鸡儿 黑花薹草 +线叶嵩草 Picea schrenkiana Juniperus sabina + Caragana jubata Carex melanantha + Kobresia capillifolium S4 2 465 0.54 0.38 33.13 104.44 高山早熟禾 +高山梯牧草 +高山地榆 Poa alpina + Phleum alpin
39、um + Sanguisorba alpina S5 2 246 0.52 0.02 60.05 135.79 腺齿蔷薇 假梯牧草 +高山岩黄芪 +天山羽衣草 Rosa albertii Phleum phleoides + Hedysarum alpinum + Alchemilla tian-schanica S6 2 180 0.55 0.55 33.12 111.64 金丝桃叶绣线菊 +宽刺蔷薇 草原老鹳草 +阿尔泰独尾草 Spiraea hypericifolia + Rosa platyacantha Geranium pratense + Eremurus altaicus S7
40、 2 123 0.45 0.91 11.60 80.87 宽刺蔷薇 +腺齿蔷薇 阿尔泰独尾草 +莲座蓟 Rosa platyacantha + Rosa albertii Eremurus altaicus + Cirsium esculentum S8 1 865 0.43 0.47 9.95 88.82 腺齿蔷薇 +宽刺蔷薇 草原薹草 +芳香新塔花 Rosa albertii + Rosa platyacantha Carex liparocarpos + Ziziphora clinopodi-oides S9 1 840 0.48 0.07 21.80 122.58 金丝桃叶绣线菊 +
41、腺齿蔷薇 假梯牧草 +千叶蓍 Spiraea hypericifolia + Rosa albertii Phleum phleoides + Achillea millefoliumS10 1 627 0.24 0.28 19.30 102.01 短柱薹草 +芨芨草 +针茅 Carex turkestanica + Achnatherum splendens + Stipa capillata S11 1 456 0.06 0.19 9.95 60.96 披碱草 +短柱薹草 +新疆绢蒿 Elymus dahuricus + Carex turkestanica + Seriphidium k
42、aschgaricum 徐远杰等 : 伊犁河谷山地植物群落物种多样性分布格局及环境解释 1147doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.10.003 图 2 伊犁河谷北坡和南坡不同植物群落类型的总体多样性指数。 N, 河谷北坡 ; S, 河谷南坡。 Rt、 Et、 Ht和 t分别是群落总体的 Patrick丰富度指数、 Pielou均匀度指数、 Shannon-Wiener指数和 Simpson指数。植物群落类型同表 1。 Fig. 2 The diversity indices of different plant community types on the
43、northern and southern slope of the Ili River Valley. N, the northern slope; S, the southern slope. Rt, Et, Ht, and t are Patrick abundance index, Pielou evenness index, Shannon-Wiener index and Simpson index of the tal plant communities, respectively. Plant community types see Table 1. 表 2 DCCA排序的特征
44、值及累积解释量 Table 2 Eigenvalues, cumulative percentage variance of DCCA ordination 河谷北坡 The northern slope 河谷南坡 The southern slope 排序轴 Axe 1 2 3 4 1 2 3 4 特征值 Eigenvalue 0.316 0.051 0.011 0.002 0.062 0.008 0.004 0.002 多样性与环境相关性 Diversity-environment correlations 0.915 0.603 0.427 0.384 0.710 0.514 0.538
45、 0.413 多样性累积解释量 Cumulative variance of diversity (%) 44.3 51.4 53.0 53.3 30.6 34.6 36.8 37.7 多样性与环境关系累积解释量 Cumulative variance of diversity-environment correlation (%) 68.4 79.4 81.9 82.3 76.3 86.2 91.7 93.9 系的强弱。线越长 , 说明相关性越大 , 反之则越小。箭头连线与排序轴的夹角表示某个环境因子与排序轴之间相关性的大小 , 夹角越小 , 相关性越大。沿着 DCCA第一轴从左向右 , 海
46、拔逐渐下降 , 土壤含水量以及有机质和全氮等土壤养分的含量逐渐下降 , 而坡度和全钾的含量逐渐上升。沿着第二轴从下往上 , 坡向指数逐渐增大 , 表明环境由阴坡向阳坡的转变。乔、灌、草及总体各自的多样性指数聚集在一起 , 其中草本层与总体的多样性指数相距很近 , 说明总体多样性指数受草本层的影响比较大 , 它们在相似的环境下取得了最大值 , 其环境具有中性的特征 : 处于海拔、坡度、坡向、土壤含水量、全钾和全氮等重要的环境梯度的中间位置。乔木层的多样性指数受坡度的影响较大 , 在较低的海拔、最阴的坡向、较大的坡度上取得最大值。灌木层的多样性指数受全钾的影响较大 , 在最低的海拔、较高的全钾含量
47、、较大的坡度上取得最大值。 3.2.2 河谷南坡多样性指数的 DCCA排序分析 对河谷南坡 50个样地乔、灌、草各层及总体的多样性指数进行的 DCCA排序分析显示 , 第一排序 1148 植物生态学报 Chinese Journal of Plant Ecology 2010, 34 (10): 11421154 www.plant- 表 3 各 DCCA排序轴与环境因子的相关系数 Table 3 Correlation coefficients of the DCCA ordination axes and the environmental factors *, p 0.05; *, p
48、0.01. AN, available nitrogen; AP, available phosphorus; AK, available potassium; Elev, elevation; SOM, organic matter, Expo, slope aspect; Slop, slope gradient; SW, soil water content; TN, total nitrogen; TP, total phosphorus; TK, total potassium; TS, total salt. 图 3 伊犁河谷北坡多样性指数的 DCCA分析。 AN, 有效氮 ; A
49、P, 有效磷 ; AK, 有效钾 ; Elev, 海拔 ; SOM, 有机质 ; R, Patrick丰富度指数 ; E, Pielou均匀度指数 ; H, Shannon-Wiener指数 ; , Simpson指数 ; Expo, 坡向 ; Slop, 坡度 ; SW, 土壤含水量 ; TN, 全氮 ; TP, 全磷 ; TK, 全钾 ; TS, 总盐。 a, 乔木层 ; h, 草本层 ; s, 灌木层 ; t, 群落总体。 Fig. 3 DCCA analysis of diversity indices on the northern slope of Ili River Valley. AN, available nitrogen; AP, available
