博斯騰湖湖區(qū)植物多樣性特征研究

宋佳　葉茂

【摘 要】博斯騰湖地處歐亞大陸腹地，是我國最大的內(nèi)陸湖。人類活動與長期氣候變化的影響下，博斯騰湖的水位從1959年的1048.75 m下降到1988年的1045.21 m，30年間水面積縮小了120 km2，蓄水量減少了約3.0×109 m3[1]，湖區(qū)植物多樣性也在發(fā)生劇烈改變。本文應(yīng)用博斯騰湖湖區(qū)2014年8月植被調(diào)查數(shù)據(jù)，通過生物多樣性指數(shù)分析方法，分析了博斯騰湖湖區(qū)植物多樣性的特征，從而為改善博斯騰湖水質(zhì)，為博斯騰湖濕地植被恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)與決策支持。

【關(guān)鍵詞】博斯騰湖；水位；生物多樣性

0 引言

博斯騰湖是新疆最大的內(nèi)陸淡水湖，是新疆水資源重要的儲存庫。然而由氣象資料分析表明，自20世紀(jì)以來，我國西北內(nèi)陸地區(qū)氣候增暖過程明顯，加之人類不合理的開發(fā)利用土地[2]，博斯騰湖水位不斷發(fā)生波動，造成湖面面積以及周邊植被分布不斷發(fā)生變化。

本文在對博斯騰湖植被調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析研究博湖湖區(qū)植被多樣性特征及其原因，以助于了解博湖湖區(qū)植被現(xiàn)狀，為改善博湖水質(zhì)及其濕地植被恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)特征及研究范圍

博斯騰湖位于焉耆盆地東南部的低洼處，地理位置介于41°56′～42°14′N，86°40′～87°56′E，既是開都河的尾闕，也是孔雀河的源頭[3]。由海拔2000～3000m的山地環(huán)繞，屬于山前綠洲湖泊。水位1050m，最大湖長81km，最大湖寬42km，面積約1005km2。湖泊最大水深為14m，平均水深6m，蓄水量達(dá)59×108m3。

本文的研究范圍為博斯騰湖湖濱帶一周，分別對湖泊周邊11個樣地進(jìn)行植被調(diào)查。

2 資料與研究方法

2.1 樣地調(diào)查

野外的調(diào)查采用隨機(jī)抽樣法，借助GPS、測繩、卷尺等工具，圍繞博湖湖濱帶一周共抽取11個樣地，并根據(jù)每個樣地的植被蓋度、稀疏程度的不同以及生長狀況的差異，對于植被蓋度大，生長茂密的低矮灌木，采用5m×5m的灌木樣方；對于植被蓋度小的樣地，采用10m×10m的灌木樣方，總共26個樣方，調(diào)查記錄樣方內(nèi)灌木的種名、數(shù)量、胸徑、冠幅、高度，用GPS測定樣地的經(jīng)緯度、海拔，記錄樣地的總蓋度以及周邊的環(huán)境。

2.2 研究方法

生物多樣性是各種生命形式時間及其環(huán)境之間的多種相互作用，以及各種生物群落、生態(tài)系統(tǒng)及其生境與生態(tài)過程的復(fù)雜性。而生物多樣性指數(shù)則是對生物多樣性最直觀的表現(xiàn)。生物多樣性指數(shù)是運用數(shù)理統(tǒng)計的方法求得表示生物群落的種類和個數(shù)量的數(shù)值，用以評價環(huán)境質(zhì)量。本文主要采用了α多樣性中的物種豐富度指數(shù)（物種數(shù)、Margalef指數(shù)、Gleason指數(shù)）、物種多樣性指數(shù)（Simpson指數(shù)、Shannon-Winener指數(shù)）[4]，對博湖湖濱帶的植被分布狀況進(jìn)行一個簡單地介紹。

①Gleason指數(shù)：

D=S/lnA

式中A為單位面積，S為群落中的物種數(shù)目。

②Margalef指數(shù)：

D=（S-1）/lnN

式中S為群落中的總數(shù)目，N為觀察到的個體總數(shù)。

③Simpson指數(shù)：

D=1-ΣPi2

式中Pi種的個體數(shù)占群落中總個體數(shù)的比例。

④Shannon-Winener指數(shù)：

H=-Σpilnpi

3 結(jié)果與分析

3.1 調(diào)查結(jié)果

根據(jù)采樣地點的分布狀況，本文通過環(huán)繞湖區(qū)一周的4個區(qū)，即東南、西南、西北、東北，在其具有代表性的地段進(jìn)行樣地（樣方）來分析調(diào)查結(jié)果。從采樣點的分布來看，樣地1、2、3為東南區(qū)，樣地4、5、6、7、8為西南區(qū)，樣地9、10為西北區(qū)，樣地11為東北區(qū)。以下是分別對這4個區(qū)的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行說明。

3.2 結(jié)果分析

1）從采樣點的分布來看，東南區(qū)地處半荒漠地帶，沿湖土地尚未被開發(fā)，也無居民點，植被類型多為梭梭、蓼子樸、沙蓬等耐鹽堿性強(qiáng)的植被，植被覆蓋率比較低，植被生長基本保持原始狀態(tài)，無人為干擾，因此東南區(qū)的1-4號樣方的物種豐富度和物種多樣性值較大，說明物種均勻度較高，物種多樣性較為豐富，表示該區(qū)域向著各子系統(tǒng)對區(qū)域性質(zhì)均勻貢獻(xiàn)的方向發(fā)展[4]。

2）西南區(qū)地處孔雀河綠洲和開都河綠洲，在野外考察采樣過程中發(fā)現(xiàn)，樣地5的7-9號樣方，是以蘆葦為主，蓋度高達(dá)75%，周圍散布著沙棗樹、榆莢、鈴鐺刺、以及檉柳，公路的周圍種植有棉花、玉米等農(nóng)作物，并且有居住點散布；樣地6的10-11號樣方，除了記錄下來數(shù)據(jù)的沙拐棗、梭梭、鹽生草等植被，周圍的檉柳、蘆葦很多，并且靠水的檉柳顏色是紅色；樣地7的12-13號樣方以蘆葦、檉柳為主進(jìn)行了計算，總蓋度93%，其中又以蘆葦為主，蘆葦蓋度高達(dá)70%，該樣地位于揚(yáng)水站附近，靠近湖的一面是蘆葦和檉柳，而公路的另一邊全是蘆葦，一年生的檉柳很多，說明湖水退化嚴(yán)重；樣地8位于大河口，在此采取了14-17號樣方，該樣地以蘆葦和檉柳為主，總蓋度90%，在考察過程中發(fā)現(xiàn)，在靠近湖500m左右的區(qū)域有植被，500m以外的區(qū)域全是耕地；從以上記錄分析，西南區(qū)植被的優(yōu)勢種是蘆葦，該區(qū)域地處孔雀河綠洲，人為干擾大，植被類型較為單一，隨著綠洲人口的增加，工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水等需求量增大，導(dǎo)致西南區(qū)湖水退化嚴(yán)重[5]；因此西南區(qū)的5-17號樣方中，物種豐富度和物種多樣性都比較低，說明該區(qū)域向著單一系統(tǒng)對區(qū)域性質(zhì)主要進(jìn)行貢獻(xiàn)的方向發(fā)展，也就是該區(qū)域以蘆葦為主要貢獻(xiàn)者。

3）西北區(qū)的樣地9是鹽堿地，其18-19樣方以鹽穗木、檉柳、蘆葦為主，且總蓋度都很低，其中蘆葦?shù)臄?shù)量較高；樣地10位于和碩縣，其20-21號樣方以蘆葦、苦苣菜為主，其中蘆葦占據(jù)絕對優(yōu)勢，總蓋度高達(dá)98%。蘆葦在西北區(qū)占了絕對優(yōu)勢，造成了該區(qū)的物種豐富度和物種多樣性都很低，也就說明該區(qū)域向著單一系統(tǒng)對區(qū)域性質(zhì)主要進(jìn)行貢獻(xiàn)的方向發(fā)展。

4）東北區(qū)的樣地11位于博湖金沙灘，從22-26號樣方的采樣可以看出，該區(qū)域以檉柳、蘆葦為主，零星分散著梭梭以及一些未知植被，總蓋度90%；該區(qū)與東南區(qū)有著相似的地理環(huán)境，人為干擾比較小，因此植被狀態(tài)比較原始。東北區(qū)的物種多樣性和豐富度比較高，說明了該區(qū)域向著各子系統(tǒng)對區(qū)域性質(zhì)均勻貢獻(xiàn)的方向發(fā)展。

4 結(jié)論

博斯騰湖湖區(qū)植物多樣性特征與人類的活動密切相關(guān)。

1）博湖東南區(qū)和東北區(qū)地處半荒漠地帶，植被多為梭梭、蓼子樸、沙蓬等耐旱耐堿性植物，并且由于受人類干擾小，植被特征多因自然環(huán)境變化引起，湖水退化相對較輕，其生物多樣性相對比較豐富。

2）博湖西南區(qū)和西北區(qū)地處開孔河綠洲，人口相對比較密集，加上近些年人類不合理的開發(fā)利用土地，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水嚴(yán)重，造成了該區(qū)域的湖水退化嚴(yán)重，植被類型較為單一，物種多樣性比較匱乏，蘆葦為該區(qū)的優(yōu)勢種。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳敬祿，馬龍，曾海鰲.新疆博斯騰湖水質(zhì)水量及其演化特征分析[J].地理科學(xué)，2013，33（2）：231-237.

[2]李世杰.中國湖泊變遷[J].森林與人類，2007（7）：12-25.

[3]艾克拜爾.買提尼亞孜，阿里木江.卡斯木.博斯騰湖濕地景觀格局動態(tài)變化及其驅(qū)動機(jī)制分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2012，26（12）：161-166.

[4]陳夢，劉恩斌.生物多樣性熵值測度指標(biāo)的應(yīng)用與分析[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005，29（1）：37-40.

[5]李衛(wèi)紅，陳忠升，李寶富，等.新疆開都-孔雀河流域綠洲需水量與穩(wěn)定性分析[J].冰川凍土，2012，34（6）：1470-1476.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]