黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤和植被變化特征

林春英+李希來+韓輝邦+Jay+Gao+顏海前+張博越

摘要：從黃河源區(qū)河漫灘濕地地理地形指標、土壤指標和植物群落指標出發(fā)，對黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤和植被變化特征進行研究。結果表明，黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤偏堿性，隨著土層的加深，草土比減小，黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤為松沙土，土壤含水量隨著土層的加深而減少；黃河源區(qū)河漫灘濕地主要養(yǎng)分在垂直方向上都表現(xiàn)出上層高于下層的規(guī)律；調查的樣方內共出現(xiàn)高等植物23種，分屬于11科21屬，樣方內藏嵩草的重要值為36.87%，禾本科重要值為10.53%，莎草科的重要值為27.23%，雜草的重要值為17.42%，毒草的重要值最低，為7.95%。

關鍵詞：黃河源區(qū)；河漫灘濕地；土壤特征；土壤養(yǎng)分；植被特征

中圖分類號： S181

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0423-04

濕地是由水陸相互作用而形成的特殊自然綜合體，是生物多樣性最高和生態(tài)功能最全面的生態(tài)系統(tǒng)之一。濕地是一種兼具水分、土壤、空氣、生物等組分的獨特復合型生態(tài)系統(tǒng)，對全球變化具有較高的敏感性[1-4]，而青藏高原上又發(fā)育著世界上獨一無二的大面積高寒濕地群[1，5-7]，它們對高原生態(tài)環(huán)境意義重大。黃河源區(qū)是黃河的發(fā)源地，此處雪山連綿，河流、湖泊眾多，它是黃河水資源的主要來源地之一，故被稱為黃河的“水塔”。黃河源區(qū)位于青藏高原的東北部，涉及青海、四川、甘肅3省的6個州、19個縣，總面積約13.2萬km2。該地區(qū)位于青藏高原東北部，高原腹地東坡，印度洋高空水汽和滇西、藏東、川西低空水汽相交于此，水汽條件好，使得該地區(qū)降水量相對集中且大。該地區(qū)流入黃河的主要河流不下10條，由于境內多山和河谷，形成了無數(shù)小河組成的樹枝條水系，河流密布、沼澤眾多，是世界上海拔高且濕地分布較集中的地區(qū)。近幾年，由于全球氣溫的升高和人類活動的加劇，導致湖泊、沼澤等的嚴重縮減，生物多樣性的喪失等一系列情況的發(fā)生，區(qū)域內人口數(shù)量增加，家畜數(shù)量也成倍增長，放牧地點向高海拔的山地遷移，使人為影響或破壞的范圍擴大[8]。2012年在教育部長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃——“三江源生態(tài)演變與環(huán)境保護”的資助下，我們對黃河源區(qū)7類濕地進行了野外初步調查，結果顯示，黃河源區(qū)河漫灘濕地面積大、分布廣，在黃河源區(qū)占有重要位置，有必要加強對河漫灘濕地特別是土壤和植被變化的深入研究。

1 研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)的自然概況

黃河源區(qū)地處青藏高原，河流密布、沼澤眾多，是世界上海拔高、濕地分布較集中的地區(qū)。該地區(qū)為川、甘、青3省交界，屬純牧區(qū)，包括青海省果洛州的瑪多縣、瑪沁縣、達日縣、甘德縣、班瑪縣和久治縣，玉樹州的稱多縣和曲麻萊縣，黃南州的河南縣和澤庫縣，海南州的同德縣、興海縣、貴南縣、共和縣和貴德縣；甘肅省甘南州的瑪曲縣；四川省阿壩州的阿壩縣、紅原縣和若爾蓋縣。黃河源區(qū)有無數(shù)條山河河流從西側流入黃河，故該地區(qū)河漫灘濕地面積大，地貌多為高山、草甸、草原。結合以往的調查研究，考慮到黃河源區(qū)的澤庫縣和河南縣境內分布的河漫灘濕地面積廣而且多，本項目研究區(qū)設在有一定研究基礎和氣象觀測數(shù)據(jù)容易獲得的黃南州河南縣和澤庫縣境內，沿河南—澤庫、澤庫—同仁、澤庫—同仁等公路沿途，隨機選取河漫灘濕地樣地共計13個（圖1）。河南縣和澤庫縣境內的所有河漫灘濕地樣地作為空間重復的樣地，地理位置詳見表1。研究區(qū)氣候為高原大陸性氣候，屬高原亞寒帶濕潤氣候區(qū)，平均海拔3 600 m。全年四季特征不明顯，僅分冷（干）季和暖（濕）季，冷季寒冷干燥而漫長，暖季溫和濕潤而短暫。年平均氣溫為0.0 ℃，最冷月平均氣溫為 -10.6 ℃，最熱月的平均氣溫為9.4 ℃。年降水量597.1～615.5 mm，年平均蒸發(fā)量為1 349.700 mm，年相對濕度為65%，全年日照時數(shù)3 241.8 h，日照時間長，晝夜溫差較大，平均無霜期為16.5 d。

1.2 研究方法

1.2.1 濕地地形地理指標及植物群落指標測定 于2014年8月在黃河源區(qū)河南縣和澤庫縣進行野外實地觀測。在河南縣和澤庫縣境內的所有13個河漫灘濕地樣地里，隨機選取3個樣方，樣方面積為1 m×1 m，保證樣方與整個群落外貌的一致性。測定樣方內的植物種類、蓋度、高度和地上生物量等指標。多度和蓋度通過目測法測定；高度測定以自然高度為準，每種植物測量5株，對于不足5株的種，全部測定；地上生物量測定是將每種植物的所有個體齊地面剪下后稱其鮮質量。

1.2.2 黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤指標的測定 經過野外調查，濕地土壤根系分布深度范圍大致在23 cm左右，取3層，故每層為7.5 cm。每一樣方用土鉆取土3鉆，分為0～7.5、7.5～15、15～22.5 cm 3層，將同一樣地的同一層土壤混合在一起，裝入自封袋編號，帶回實驗室使其自然風干，在實驗室測土壤養(yǎng)分指標。采用甲種土壤比重計法測定土壤懸浮液的比重，確定土壤質地[9]。不同退化草地的土壤質地可以由土壤粒級組成確定，即小于0.01 mm 的物理黏粒土粒，并根據(jù)卡慶斯基土壤質地分類法確定土壤質地類型[10]；土樣自然風干后用土壤篩等工具分出土樣中的草根，再用電子天平稱出草根質量和取出草根后的土質量，二者之比即為草土比；將39個土壤樣品送青海鑫隆農業(yè)科技有限公司，測定土壤的全N總量、全P2O5總量、全K2O總量、堿解N總量、速效P總量、速效K總量、有機質總量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 樣地土壤質地測定方法

溫度校正系數(shù)=（土壤懸液溫度-20）×0.6；

校正后甲種比重計讀數(shù)=甲種比重計原讀數(shù)+溫度校正系數(shù)；

土粒質量百分數(shù)=<0.01 mm物理性黏粒百分數(shù)=

校正后甲種比重計讀數(shù)烘干土質量×100%。

1.3.2 物種多樣性測度 群落結構特征主要以樣方內各物種重要值來描述，重要值的計算方法如下：

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2007和SPSS 17。

2 結果與分析

2.1 黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤物理化學性質

由表2可知，黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤的pH值都大于7，說明黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤偏堿性，且土壤的pH值隨著土層的加深而增大，但是在0～7.5、7.5～15、15～22.5 cm土層之間差異不顯著；黃河源區(qū)河漫灘濕地的草土比隨著土層的加深而減小，草土比在0～7.5、7.5～15、15～22.5 cm之間差異顯著（P<0.05）；黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤為松沙土，0～7.5、7.5～15、15～22.5 cm土層之間差異不顯著；土壤含水量隨著土層的加深而減少，但是土層之間差異不顯著。

土壤中各種養(yǎng)分含量是草地植物生長的限制性因子，黃河源區(qū)河漫灘濕地主要養(yǎng)分在垂直方向上都表現(xiàn)出上層高于下層（表3）的規(guī)律，這種變化主要是由植被枯落物返還量引起的。草地退化往往同時伴隨著土壤養(yǎng)分狀況的惡化。全N總量在4.59～12.55 g/kg變化，全N總量在0～7.5 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著；全P2O5總量在1.57～2.83 g/kg變化，全P2O5總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm 土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm土層與75～15 cm土層之間差異不顯著；全K2O總量在13.86～18.34 g/kg 變化，全K2O總量0～7.5 cm土層、7.5～15 cm土層、15～22.5 cm 土層之間差異不顯著；堿解N總量在32239～662.79 mg/kg 變化，堿解N總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm 土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm土層與75～15 cm土層之間差異不顯著；速效P總量在7.93～26.9 mg/kg 變化，速效P總量0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層、15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），7.5～15 cm 土層與15～22.5 cm土層之間差異不顯著；速效K總量在34.85～253.71 mg/kg變化，速效K總量0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層、15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），7.5～15 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異不顯著；有機質總量在86.95～263.06 g/kg變化，有機質總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm 土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著。

2.2 黃河源區(qū)河漫灘濕地植被特征

黃河源區(qū)河漫灘濕地群落調查的樣方內共出現(xiàn)高等植物23種，分屬于11科21屬（圖2）。河漫灘濕地和山前濕地遍布以西藏嵩草、甘肅嵩草為群落的優(yōu)勢種[14]。其物種按經濟類群分為4類，優(yōu)勢種植物為西藏嵩草（Kobresia tibetica Maxim）；禾本科植物有草地早熟禾（Poa pratensis L.）、垂穗披堿草（Elymus nutans）和紫花針茅（Stipa purpurea）；莎草科植物主要有西藏嵩草（Kobresia tibetica Maxim）、雙柱頭藨草（Scirpus distigmaticus）、華扁穗（Blysmus sinocompressus）、苔草（Carex zekuensis），線葉嵩草（Kobresia capillifolia）、小嵩草（Kobresia parva）；雜草主要有多裂委陵菜（Potentilla multifida L.）、蒲公英（Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz）、美麗風毛菊（Saussurea superba）、條葉垂頭菊（Cremanthodium lineare Maxim）；毒草主要有云生毛茛（Ranunculus longicaulis）、四數(shù)獐牙菜（Swertia tetraptera Maxim）、黃花棘豆（Oxytropis ochrocephala）、甘肅馬先蒿（Pedicularis kansuensis Maxim）、藍玉簪龍膽（Gentiana veitchiorum Hemsl）、花葶驢蹄草（Caltha scaposa）、夏河紫菀（Aster yunnanensis var. labrangensis）、甘青老鸛草（Geranium pylzowianum Maxim）、海韭菜（Triglochin maritinum）、弱小火絨草（Leontopodium pusillum）。在黃河源區(qū)河漫灘濕地樣方內藏嵩草的重要值為36.87%，禾本科的重要值為1053%，莎草科的重要值為27.23%，雜草的重要值為17.42%，毒草的重要值最低，為7.95%（表4、表5）。

3 結論

黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤的pH值都大于7，說明黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤偏堿性，且土壤的pH值隨著土層的加深而增大，土壤pH值在0～7.5 cm土層、7.5～15 cm土層、15～22.5 cm土層之間差異不顯著；黃河源區(qū)河漫灘濕地的草土比隨著土層的加深而減小，草土比在0～7.5 cm土層、75～15 cm土層、15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<005）；黃河源區(qū)河漫灘濕地土壤為松沙土，3個土層之間差異不顯著；土壤含水量隨著土層的加深而減少，但是3個土層之間差異不顯著。

黃河源區(qū)河漫灘濕地主要養(yǎng)分在垂直方向上都表現(xiàn)出上層高于下層的規(guī)律，這種變化主要是由植被枯落物返還量引起的。全N總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著；全P2O5總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著；全K2O總量0～7.5 cm土層、7.5～15 cm 土層、15～22.5 cm土層之間差異不顯著；堿解N總量0～7.5 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<005），0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著；速效P總量0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層、15～22.5 cm 土層之間差異顯著（P<0.05），7.5～15 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異不顯著；速效K總量0～7.5 cm土層與7.5～15 cm土層、15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<0.05），7.5～15 cm土層與15～22.5 cm土層之間差異不顯著；有機質總量0～7.5 cm 土層與15～22.5 cm土層之間差異顯著（P<005），0～7.5 cm 土層與7.5～15 cm土層之間差異不顯著。

黃河源區(qū)河漫灘濕地群落調查的樣方內共出現(xiàn)高等植物23種，分屬于11科21屬，樣方內藏嵩草的重要值為3687%，禾本科的重要值為10.53%，莎草科的重要值為2723%，雜草的重要值為17.42%，毒草的重要值最低，為7.95%。

參考文獻：

[1]羅 磊. 青藏高原濕地退化的氣候背景分析[J]. 濕地科學，2005，3（3）：190-199.

[2]McCarthy J J，Canziani O F，Leary N A，et al. IPCC climate change 2001：impacts，adaptation，and vulnerability[M]. Cambridge：Cambridge University Press，2001.

[3]陳克林，張小紅，呂 詠. 氣候變化與濕地[J]. 濕地科學，2003，1（1）：73-77.

[4]宋長春. 濕地生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應[J]. 濕地科學，2003，1（2）：122-127.

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

[6]朱萬澤，鐘祥浩，范建榮. 西藏高原濕地生態(tài)系統(tǒng)特征及其保護對策[J]. 山地學報，2003，21（增刊1）：7-12.

[7]鄭 杰，蔡 平. 青海省濕地類型保護區(qū)現(xiàn)狀與發(fā)展對策[J]. 青海環(huán)境，2003，13（1）：43-46.

[8]黃桂林. 青海三江源區(qū)濕地狀況及保護對策[J]. 林業(yè)資源管理，2005（8）：36-39..

[9]青海畜牧局草原工作隊.果洛地區(qū)黑土灘退化草地的調查報告[J].畜牧獸醫(yī)科技通訊，1976（3）：8-10.

[10]林成谷. 土壤學（北方本）[M].北京：中國農業(yè)出版社，1998.

[11]李自珍. 高寒濕地植物群落的物種多樣性保護及生態(tài)恢復對策[J]. 西北植物學報，2003，24（3）：364-369.

[12]哀建國，梅盛龍，劉勝龍. 浙江鳳陽山自然保護區(qū)福建柏群落物種多樣性[J]. 浙江林學院學報，2006，23（1）：41-45.

[13]郝文芳，梁宗鎖，陳存根. 黃土丘陵區(qū)棄耕地群落演替過程中的物種多樣性研究[J]. 草業(yè)科學，2005，22（9）：1-8.

[14]孫海群，翟德蘋，李長慧，等. 三江源區(qū)不同高寒濕地類型的植被特征分析[J]. 河南農業(yè)科學，2013，42（11）：124-128.葉 達，吳克寧，趙華甫，等. 不同限制因子組合區(qū)土壤改良對耕地質量等級的影響[J]. 江蘇農業(yè)科學，2016，44（4）：427-430.