基于植物多樣性的銀川平原灌排系統(tǒng)生態(tài)效應(yīng)的論文

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1、基于植物多樣性的銀川平原灌排系統(tǒng)生態(tài)效應(yīng)的論文摘要:在對銀川平原各級溝渠體系進行植物群落調(diào)查的基礎(chǔ)上，計算了各級溝渠濕地的4個常用的植物多樣性指數(shù)，即margalef指數(shù)、simpson指數(shù)、shannon-argalef物種豐富度指數(shù)和shannon-，東西寬10～50km，總面積為7978km2，黃河縱貫其中。銀川平原海拔為1100～1200m，地勢自西南向東北微傾，土層深厚。該區(qū)屬溫帶大陸性半干旱氣候區(qū)，年平均降水量為200mm左右，水面蒸發(fā)能力為2000mm左右，光照充足，年平均氣溫為9℃，氣溫年較差和日較差大，具有春遲秋早，冬長夏短，干燥多風(fēng)的氣候特點。銀川平原的地帶性植

2、被和土壤分別是荒漠草原植被和灰鈣土，隱域性的沙生、沼生、鹽生植被及風(fēng)沙土、潮土、鹽漬土等都很發(fā)育.自秦漢時起，包括銀川平原與衛(wèi)寧平原在內(nèi)的寧夏平原就開始了自流灌溉工程建設(shè)和農(nóng)業(yè)開發(fā)，2000多年來世代沿續(xù)，形成了越來越完善的灌排體系，為發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)奠定了良好的水利基礎(chǔ)，在唐代這里就有了“塞上江南”的美譽。到20世紀(jì)中期，銀川平原已有大小干渠15條，灌溉面積有9．6萬hm2。1958年青銅峽水庫建成后，結(jié)束了銀川平原無壩引水的歷史，水利事業(yè)得到突飛猛進的發(fā)展。目前，銀川平原有總干渠、干渠和支干渠18條，總長度為1084km，總引水流量為603m3/s，灌溉面積為33．0萬hm2;有骨

3、干排水溝道24條，總長度為660km，控制排水面積為41．9萬hm2，排水能力達955m3/s［9－10］。完善的灌排體系為銀川平原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)，盡管其耕地面積僅占寧夏回族自治區(qū)耕地總面積的1/4左右，但是糧食產(chǎn)量則占到全區(qū)糧食總產(chǎn)量的2/3，糧食商品率在30%以上。2灌排工程植物多樣性研究方法2．1野外調(diào)查本次研究采用樣線與樣地相結(jié)合的野外調(diào)查方法，分別對銀川平原干、支、斗、農(nóng)四級灌渠和排水溝進行選線，每個級別的溝渠視生境異質(zhì)性程度和土地利用方式，少則選擇3條、多則選擇5～6條。針對每一條溝渠樣線在其上、中、下游三段各選取1個斷面，斷面從溝渠一側(cè)堤壩頂部沿伸至另一側(cè)

4、堤壩頂部，盡可能放在整修時間3a以上的地段，按照生態(tài)序列的遞變特征，在斷面上布設(shè)樣方。草本群落取1m×1m的樣方，灌木群落取4m×4m的樣方，每個群系類型都在截面鄰近地段沿溝渠流向設(shè)置3個重復(fù)。在樣方調(diào)查中，陸生植物主要記錄物種的名稱、數(shù)量或多度、蓋度、高度、生活型;水生植物主要記錄物種名稱和蓋度。2．2多樣性指數(shù)雖然多度、蓋度、密度、頻度等植物群落屬性指標(biāo)也能夠體現(xiàn)一定的生態(tài)效應(yīng)，但是其內(nèi)涵相對簡單和直接，不同樣地面積和群落類型之間可比性差，而物種多樣性指數(shù)則不然，它是測定生物多樣性程度及其空間分布特征的綜合數(shù)值指標(biāo)，目前已有十多種表征意義不盡相同的物種多樣性指數(shù)。這里主要選用幾

5、個常用的指數(shù)，即margalef物種豐富度指數(shù)、simpson物種優(yōu)勢度指數(shù)、shannon-argalef指數(shù):r=(s－1)/lnnsimpson指數(shù):d=1－∑p2ishannon-argalef指數(shù)(r)是反映群落內(nèi)部或環(huán)境中物種數(shù)目多少的指標(biāo)，該數(shù)值越大，說明物種個體豐富度越高;反之說明個體豐富度越低。從銀川平原不同類型灌排渠系的margalef物種豐富度指數(shù)運算結(jié)果(圖1(a))來看，泄洪溝的值最大，干渠的值最小，兩者相差1倍左右。其他溝渠類型的物種豐富度為支－斗－農(nóng)溝＞干溝＞農(nóng)－毛渠＞支渠＞斗渠。圖1不同溝渠類型植物多樣性指數(shù)simpson指數(shù)(d)是反映植物群落中物

6、種優(yōu)勢程度的指標(biāo)，d值越大，說明優(yōu)勢物種越少;反之則說明優(yōu)勢物種越多。銀川平原不同類型灌排渠系的simpson指數(shù)運算結(jié)果(圖1(b))顯示，不同灌排渠系的物種優(yōu)勢度相差不大，比較而言支渠和干溝的d值更大一些，干渠的d值最小，優(yōu)勢物種的組成情況是干渠最突出，支渠和干溝最不突出，其他溝渠類型居中。shannon-argalef物種豐富度指數(shù)類似，即泄洪溝最大，干渠最小，但兩者相差只有1/3左右。其他溝渠類型的物種多樣性指數(shù)大小為干溝＞支－斗－農(nóng)溝＞支渠＞農(nóng)－毛渠＞斗渠。pielou指數(shù)(e)為群落均勻度指標(biāo)，一般用來指示群落中物種的空間分布是否均勻，是隨機散點分布還是聚合成不同大小的

7、團塊狀分布，e值越大，植物分布越均勻，物種的生態(tài)貢獻也就越大。運算結(jié)果顯示(圖1(d))，銀川平原灌排系統(tǒng)的pielou指數(shù)大小為干溝＞農(nóng)－毛渠＞支渠＞泄洪溝＞斗渠＞支－斗－農(nóng)溝＞干渠，說明干溝的植物群落有較均勻的分布，干渠的植物分布最不均勻。3．2影響灌排體系植物多樣性的因素水質(zhì)和土壤檢測結(jié)果表明，其與植物多樣性指數(shù)有較密切的相關(guān)關(guān)系。另外，水文和水利工程與植物多樣性指數(shù)也密切相關(guān)。對比不同排灌水系200多個樣地的多樣性指數(shù)值，發(fā)現(xiàn)生態(tài)序列越完整的溝渠，反映樣地中個