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黄河下游平原农业景观中非农生境植物多样性 (2)
时间：2016-03-18 11:51 文章来源：http://www.lunwenbuluo.com 作者：卢训令，梁国付，汤茜 点击次数：
农业景观是地球陆地表面最主要的景观类型之是人类生存生活所需资料的最主要来源地。农业生态系统功能和服务的稳定与持续是人类生存和福祉的基础。生物多样性是影响生态系统功能和服务发挥的最关键因素之一。农业景观中的生物多样性对系统内生态过程、功能、服务和持续具有极其重要的作用，农业系统的可持续发展离不开生物多样性已成为共识。研究表明农业景观中非农生境对生物多样性保护、景观结构和农业产量等具有重要作用m。而农业景观中的生物多样性的维持依赖于生境多样性和异质性的存在和维持,通过增加农业景观多样性和异质性以提高生物多样性已成为欧盟和美国农业环境保护的重要内容,研究者还探讨了一些被认为能提高生物多样性的土地利用和农业管理策略。随着人口的激增，粮食需求、农业用地的增加和生物多样性保护间的权衡已成为全球性的挑战M。如何在农业景观中既维持较高的生产力，又进行有效的生物多样性保护就显得尤为重要。为此，国内外研究人员对农业景观中不同土地利用方式、不同景观格局或不同耕作模式与管理方式下，农业生态系统生态过程和功能的变化开展了大量研究,研究尺度涵盖了区域（景观）、局地和田块等不同水平。研究的生物类群涵盖了动物、植物、土壤微生物等，但以动物类群为主。受“杂草”称呼和对农产品产量负效应的影响，对农业景观中植物多样性保护及其格局、过程和生态效应的研究相对较少,而农业景观中的植物群落又是动物的食源地、栖息地、越冬地和庇护所等，对其他生物具有重要的生态意义。如何进行农业景观的构建，才能达到农业生产力的持续与生物多样性保护和生态系统功能维持间的平衡？这一问题尚未能很好的解决。
黄河下游平原是我国黄淮海平原的主体和最重要的粮食主产区之耕作历史最为悠久，人类活动对农业景观中生物多样性和生态系统稳定性产生了重要影响，但目前关于区内农业生态系统生物多样性的研究还较少,区内农业景观中物种多样性格局如何变化？不同生境中物种多样性变化特征是怎样的？区域内不同生境对植物多样性保护的贡献度如何？这些问题均尚待解决。而对这些的问题的研究又是探讨农业景观生态过程、功能和服务健康可持续的基础。为此，本研究通过对黄河中下游平原农业景观格局、群落结构和物种多样性的调查分析，探讨区内主要非农生境中的物种多样性与群落结构特征，可为未来区域可持续农业景观构建和生态系统服务功能维持的研究提供理论支持，并为区域城乡景观规划和设计实践提供技术支撑。
1研究区概况
研究区位于河南省新乡市封丘县，地处黄河故道，是典型的黄河下游冲积平原区，全国的商品粮基地县之一。地理位置为北纬34。53'—35。14',东经114。14'—114°45'之间，总面积约1225.6km2。区内地势由西南向东北倾斜，成土母质为第四纪全新世以来的黄河冲积物，土壤类型以潮土为主，属暖温带大陆性季风气候，多年平均降雨量约615mm,年均温13.9°C,地带性植被类型为落叶阔叶林，但目前已几乎消失殆尽，取而代之的是大量的农田和少量的人工植被。
2研究方法
2.1样地设置
在研究区卫星影像和土地利用现状图的基础上，设置4kmX4km网格，在每个网格中选取1kmX1km的网格为调查区域，在每个调查区中选取主要的非农生境（主要包括人工林地、树篱、田间道路和沟渠等）进行调查,每个生境类别5个样方，一共布设26个样点,350个调查样方。采用典型样地法对各样方的草本植被进行群落调查，主要记录指标为物种、多优度、群集度、物候期等，同时记录各样地的地理坐标。因人工林地和树篱虽然存在乔木层,但其物种绝大多数均为单一的杨树，且在整个研究区内各生境中几乎均不存在灌木层，故整个研究和数据分析中所用的资料均为草本层数据。野外调查时间为2011年5月10日一5月25日，并于2012年4月26日一5月5日进行了复查。
2.2指数计算
（1）景观格局分析以2007年土地利用现状图和2009年遥感数据为基础，使用ArcGis10.0对区内的景观格局特征进行分析，考虑到行政区域的完整性,景观格局分析数据以整个封丘县行政区界为限。
（2）物种丰富度以样地中出现的物种数目S表示。
（3）物种多样性指数选取Shannon~Wiener指数为指标，计算公式为：
SH'=-^Pt\nPti=1
式中，H'为Shannon-Wiener指数;S为样方内物种数目；Pi为物种i在群落中的重要性,为物种i的多优度与总多优度的比值。
（4）均匀度指数
本文选用基于Shannon-Wiener多样性指数的均匀度指数进行研究：
H'JH=H~#其中Hmax=lnS1max
（5）Beta多样性选取WhittakerBeta多样性指数来反映生境中群落组成变化的幅度和分化程度。计算公式为：
j3=y/a-1
式中，为某取样生境中的总物种数,a为某生境类型所有取样点物种数的平均值。
（6）相似性系数
分别选取Jaccard相似性系数、Czekanowski相似性系数（又称Scrensen系数）和Gleason群落相似性系数进行计算，其中Gleason系数由Jaccard相似性系数演变而来，选用的计算指标为重要值，具体的计算公式分别如下：
ISJ=aa+b+c×100%
ISc=2a2a+b+c×100%
ISg=IVaIVa+IVb+IVc×100%
IV=PＲ+FＲ
式中，ISJ、ISc和ISg分别为Jaccard、Czekanowski和Gleason相似性系数，a为两个群落共有的物种数，b和c分别为两个群落独有的物种数，IV为物种的重要值，PＲ为物种的相对显著度，由物种的多优度计算获得，FＲ为物种的相对频度，所有物种的重要值总和为2。
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