前坪水库植物物种多样性及其对环境的回应_翟心语.pdf

第 57 卷第 1 期河 南 农 业 大 学 学 报Vol 57No 12023 年2 月Journal of Henan Agricultural UniversityFeb2023收稿日期:20221009基金项目:河南省水利科技攻关专案项目(GG202069);河南省城乡绿地资源调控与景观生态设计学科创新引智基地专案项目(GXJD006);河南省科技攻关项目专案(222102320465)作者简介:翟心语(2000)，女，河南南召人，硕士研究生，主要从事植物多样性与生态修复研究。通信作者:徐恩凯(1982)，男，河南南阳人，讲师，博士。引用:翟心语，历从实，胡永歌，等 前坪水库植物物种多样性及其对环境的回应 J 河南农业大学学报，2023，57(1):8195 DOI:10 16445/j cnki 10002340 20221128 002前坪水库植物物种多样性及其对环境的回应翟心语1，历从实2，胡永歌1，3，田国行1，3，雷雅凯1，3，徐恩凯1，3(1 河南农业大学风景园林与艺术学院，河南 郑州 450002;2 河南省前坪水库建设管理局，河南 郑州 450016;3 河南省风景园林国际联合实验室，河南 郑州 450002)摘要:【目的】探寻前坪水库库区植物物种多样性、群落物种分布对环境的回应。【方法】采用野外调查的方法，在前坪水库库区设置了 15 个样地，在植物群落和环境因子调查的基础上，采用冗余分析法(redundancy analysis，DA)和典范对应分析法(canonical correspondence analysis，CCA)等，对前坪水库植物物种多样性指数、样方内物种重要值和各环境因子进行相关性分析。【结果】经调查，样方中共有植物 49 科、102 属、112 种。主要优势种为酸枣(Ziziphus jujuba Mill var spinosa(Bunge)Hu ex H F Chow)、杨树(Populus L)和荆条(Vitex negundo varheterophylla(Franch)ehd)等。多元回归树(MT)分析将前坪水库植物群落分为 5 个群落类型:榆树酸枣艾群落，杨树荆条艾群落，榆树酸枣狗尾草群落，刚竹胡枝子狗尾草群落和杨树木槿狗尾草群落。冗余分析(DA)表明，海拔和距河流水平距离对前坪水库库区植物群落物种多样性的影响较大，解释度分别为 9 0%和 3 9%，贡献度为 37 3%和 16 2%;典范对应分析(CCA)表明，群落物种组成与纬度、海拔、经度、距河流水平距离及样方内乔木平均胸径均有显著相关性(P0 01)，关系最为密切的为纬度和海拔，解释度和贡献度分别为 4 7%、4 0%和 20 3%、17 0%。【结论】前坪水库库区灌木层植物组成极为单一，草本层植物组成相对丰富。样方植物群落物种丰富度、shannon-wiener 多样性指数、simpson 优势度指数和 pielou 均匀度指数的相关性显著。海拔和距河流水平距离对库区植物群落物种多样性的影响最大，群落物种分布与纬度和海拔的关系较为密切。关键词:前坪水库;物种多样性;环境因子;冗余分析;典范对应分析中图分类号:Q948文献标志码:A文章编号:10002340(2023)01008115Plant species diversity and its response to environmentin Qianping eservoirZHAI Xinyu1，LI Congshi2，HU Yongge1，3，TIAN Guohang1，3，LEI Yakai1，3，XU Enkai1，3(1 College of Landscape Architecture and Art，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China;2 Henan Qianping eservoir Construction Administration，Zhengzhou 450016，China;3 Henan International Joint Laboratory of Landscape Architecture，Zhengzhou 450002，China)Abstract:【Objective】This study was conducted to explore the response of plant species diversity andcommunity species distribution to the environment in Qianping eservoir Area【Method】Fifteensample plots were set up in the reservoir area of Qianping eservoir by means of field survey Based onthe survey of plant communities and environmental factors，redundancy analysis(DA)and canonical82河南农业大学学报第 57 卷correspondence analysis(CCA)were used to analyze the correlation between plant species diversityindex，importance value of species in the sample plot and various environmental factors in Qianpingeservoir【esult】There were 112 species of plants belonging to 102 genera and 49 families in thequadrat The main dominant species are wild jujube(Ziziphus jujuba Mill var spinosa(Bunge)Huex HFChow)，poplar(Populus L)and chinese mugwort(Vitex negundo varheterophylla(Franch)ehd)，etc;According to multiple regression tree(MT)analysis，the plantcommunities in Qianping eservoir can be divided into five community types:elm jujube mugwortcommunity，poplar twig mugwort community，elm jujube Setariaviridis community，elmjujube Setariaviridis community and V elm jujube Setariaviridis community;edundancy analysis(DA)showed that the elevation and the horizontal distance from the river had a great impact on thespecies diversity of plant communities in Qianping eservoir Area，with the interpretation degree of9 0%and 3 9%，respectively，and the contribution degree of 37 3%and 16 2%;Canonicalcorrespondence analysis(CCA)showed that the species composition of the community was significantlycorrelated with latitude，elevation，longitude，horizontal distance from the river and the average DBHof trees in the quadrat(P0 01)Latitude and elevation were the most closely related，and theinterpretation degree and contribution degree were 4 7%，4 0%，20 3%and 17 0%respectively【Conclusion】The plant composition of shrub layer in Qianping reservoir area is very single，while thatof herb layer is relatively richThe species richness，shannon wiener diversity index，Simpsondominance index and Pielou evenness index of the quadrat plant community were significantlycorrelated Elevation and horizontal distance from the river have the greatest impact on the speciesdiversity of the plant community in the reservoir area，and the species distribution of the community isclosely related to latitude and elevationKey words:Qianping eservoir;species diversity;environmental factors;redundancy analysis;canoni-cal correspondence analysis生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体，以及与此相关的各种生态过程的总和，是一个内涵十分丰富的重要概念，主要分为基因多样性、物种多样性和生态系统多样性 3 个层次12。植物群落物种多样性能够反映群落物种分布格局、群落结构和功能特征。植物群落物种多样性的变化规律是确定植物群落演替阶段和序列的重要依据34。植物多样性与环境间的回应规律是近年来的研究热点，探索影响植物群落物种多样性的关键环境因子及相互关系，对于预测群落多样性的动态变化有重要意义3，56。国内外学者对于受损生态系统中植物群落物种多样性与环境因子间的关系进行了大量的研究716。有研究表明，海拔带动了温度、湿度和光照度等诸多因素的变化，并且能够间接影响水分、水位、土壤水分含量和土壤基质类型等，对植物种群的空间分布格局具有显著的影响79。还有研究表明，乔木的胸径能够反映乔木的长势，进而影响林内的光环境、水分和土壤情况，能够对乔木层的物种多样性造成显著影响1011。齐丹卉等5 通过典范对应分析法发现降水、温度、土壤全氮和全钾含量对浑善达克沙地植物群落物种多样性具有重要影响。赵清贺等12 使用冗余分析揭示了海拔和距河流水平距离是影响河岸带植物群落物种多样性的关键因子。乔欧盟等13 发现有机质和土壤含水量是矿区生态护坡植物多样性主要的限制因子。徐恩凯等14 通过主成分分析法和 AHP-模糊综合评价法研究了商登高速公路航空港区段边坡土壤理化性质对植物群落动态变化特征的影响。陈功等15 发现海拔和水淹时间是三峡水库秭归段消落带植被群落物种组成的主要因子，吴昊等16 发现土壤 pH 值与硝态氮是决定草本物种分布及群落物种多样性的主导性环境因子。以上研究均证明了在一定区域内，植物群落物种多样性的变化规律、群落物种演替趋势和一定关键环境因子显著相关。综合来看，在大尺度的区域范围内，植物多样性的分布格局常常是由降水、温度等气候因子为主导;而在小尺度范围内，如矿区、公路路段、风景名胜区、河岸带等，土壤的理化性质、海拔、坡度、坡向等常常成为影响植物多样性的关键因子。目前第 1 期翟心语，等:前坪水库植物物种多样性及其对环境的回应83的研究大多为一定范围内某单一自然形态，如湿地、草原、沙漠、河流或山地等的植物多样性与环境的关系1727，但对包含森林、河流和湿地等多种自然形态的复杂集合体，如水库库区的植物物种多样性和群落物种组成及其环境解释的研究鲜有报道。近年来，由于前坪水库建设项目等工程建设项目的实施，机械开挖回填等工程活动大幅改变了地表结构，部分山地、干涸河道和河岸带的水土资源被不合理开发和利用，导致植物生境恶化，进而引发了水土流失、生物多样性降低等生态问题，严重影响周边的生态环境、景观和可持续发展。植被是生态系统的重要组成部分，是工程扰动区生态系统中物质循环与能量流动的中枢。植被恢复能够有效地维持生物多样性、改善工程扰动区环境，是生态系统修复的前提2829。因此，开展对受到工程扰动的水库库区植物对环境的回应研究，对于修复库区受损生态系统、保护和维持植物多样性具有重要意义。本研究在对前坪水库库区 45 个样方植物群落调查的基础上，计算乔木、灌木与草本植物 3 个植物类群的物种多样性指数，揭示其变化趋势及各项指数之间的关系;使用冗余分析和典范对应分析对物种多样性、群落物种组成、海拔、坡度和坡向等 7个环境因子进行排序，探讨前坪水库植物群落物种多样性对环境的回应机制，为前坪水库库区的植被恢复和生物多样性保护和长期维持提供理论依据和数据支撑。1研究区与研究方法1 1研究区概况前坪水库位于河南省汝阳县县城以西 9 km处，地处豫西低山与丘陵区，山势西高东低，地貌主要为构造、剥蚀地貌和河流侵蚀堆积地貌，地貌单元有中低山、丘陵和阶地、河床、河漫滩，土壤类型主要为棕壤、黄棕壤。海拔范围为 3111 115 m。属大陆性季风气候区，多年平均气温为 14 2，多年平均降水量 761 7 mm。植被类型为温带落叶阔叶林，主要生态树种有侧柏(Platycladus orientalis(L)Franco)、油松(Pinus tabuliformis Carriere)、刺槐(obinia pseudoacacia L)、泡桐(Paulownia for-tunei(Seem)Hemsl)、杨属(Populus)树种、榆树(UlmuspumilaL)、臭 椿(Ailanthusaltissima(Mill)Swingle)、香椿(Toona sinensis(A Juss)oem)、国 槐(Styphnolobiumjaponicum(L)Schott)、麻栎(Quercus acutissima Carruth)等，植被覆盖率约为 30 0%。图 1研究范围及样地分布Fig 1Study area and distribution of sampling points1 2研究方法1 2 1野外植物群落调查植物群落及物种多样性调查于 2021 年 79 月进行，综合考虑高程、地形、植被覆盖度等多方面因素，沿汝河及其支流浑椿河从上游至下游兼顾海拔分割纵向梯度和横向梯度设置样带，样带上每隔 300800 m 设置 1 个面积约为 1 hm2(100 m100 m)的样地，共 15 个样地(图 1)。每块样地设置 3 个乔木样方(20 m20m)，基于样地编号为乔木样方编号，样方编号=3(样地编号1)+1、3(样地编号1)+2、3(样地编号1)+3，如样地 10 的 3 个样方编号为 28、29、30。在每个乔木样方的中点或 4 角随机选择一处84河南农业大学学报第 57 卷设置 1 个灌木样方(5 m5 m)和 1 个草本样方(1 m1 m)(图 1)，参考方精云等30 的植物清查办法，根据 Braun-Blanquet 多度等级划分标准分别记录样方内乔木的种名、数量、胸径、冠幅、高度和灌木、草本植物的种名、个体数、盖度、平均高度等，使用手持 GPS 记录各样地的经度、纬度和海拔等。1 2 2环境因子数据获取本研究选择海拔(elevation)、距 河 流 水 平 距 离(HD)、坡 度(slope)、坡 向(aspect)、样 方 内 乔 木 平 均 胸 径(DBH)、经度(longitude)、纬度(latitude)共 7 个环境因 子。坡 度、坡 向 数 据 由 地 理 空 间 数 据 云(https:/www gscloud cn/)下载的 2021 年 30 m分辨率 DEM 数据经过 ArcGIS 10 2 处理后获得。其中，坡向由 18 的整数表示，即北、东北、西北、东、西、东南、西南、南分别赋值为 1、2、3、4、5、6、7、8，坡的向阳程度与数字大小呈正相关关系。1 2 3数据处理分析野外调查数据的统计和多样性指数计算在 EXCEL 和 PAST4 09 中完成。基于物种在样方内的重要值(IV)计算物种的多样性指数。本研究选取物种丰富度(S)、shannon-wiener多样性指数(H)、simpson 优势度指数(D)和 pielou均匀度指数(E)共 4 种物种多样性指数，公式如下3133:物种重要值(IV):IV=相对多度+相对高度+相对显著度或相对盖度3物种丰富度(S):S=样地内出现的物种数shannon-wiener 多样性指数(H):H=Si=1PilnPisimpson 优势度指数(D):D=1 Si=1P2ipielou 均匀度指数(E):E=H/lnS式中:Pi为种 i 的相对重要值。4 个多样性指数的散点图绘制在 Origin 2021软件中实现。各个生长型的 4 个多样性指数间的相关性分析、显著性检验和线性回归分析 在SPSS26 中完成。多元回归树(MT)是一种较新的研究物种分布与环境因子之间关系的数量分类方法，能很好地反映异质环境下群落的结构特征3334。本研究基于 45 个样方的环境数据和 112 个物种在样方内的重要值，在 4 1 软件中使用 mvpart 包进行多元回归树分析，以划分群落的类型。植物群落物种多样性与环境因子的直接梯度分析(约束性排序)在 CANOCO5 中实现，这种分析方法适用于大部分以样点为基础的观察数据的分析35。本研究首先将环境数据和物种多样性数据进行去趋势对应分析(detrended correspondenceanalysis，DCA)，4 个排序轴的梯度长度最大值为0 8 SD(standard deviation，标准差)，小于 3 SD，选择冗余分析(redundancy analysis，DA)研究前坪水库植物多样性对环境的回应。另外基于物种的重要值和环境数据进行去趋势对应分析，梯度长度最大值为 4 9 SD，大于 4 SD，因此选择典范对应分析(canonical correspondence analysis，CCA)研究前坪水库植物群落物种组成与环境因子的关系。2结果与分析2 1前坪水库库区植物科属种出现频率及分布区类型经统计，在此次调查的 15 个样地中共有 49科、102 属、112 种植物，其中乔木 20 科、28 属、29种植物，灌木 13 科、16 属、16 种植物，草本 25 科、58 属、67 种植物。从科内属和种的数量的角度看，在乔木中壳斗科(Fagaceae Dumort)的种数最多，为 13 种，占总种数的 33 3%;灌木中各个科的物种数都较为单一;在草本中菊科(Asteraceae Bercht J Presl)的属与种数量最多，为 13 属、19 种，分别占比 22 4%和 28 4%。乔木中榆科(Ulmaceae Mirb)、杨柳科(Sali-caceae Mirb)、楝科(Meliaceae Juss)、柏科(Cu-pressaceae Gray)植物出现的频率最高，分别为62%和 56%、38%和 31%，其中杨树(Populus L)、榆树的频率最高，为 56%和 62%;灌木中鼠李科(ham-naceae Juss)、马 鞭 草 科(Verbenaceae JSt Hil)植物出现频率最高，为42%和29%，其中酸枣(Ziziphus jujuba Mill var spinosa(Bunge)Hu exH F Chow)的频率最高，为 42%;草本中菊科、禾本科(Poaceae Barnhart)的出现频率最高，其中菊科的出现频率达到了 84%，禾本科为 53%。菊科的艾(Artemisia argyi Lvl et Van)出现频率最高，为 47%。杨树、榆树在乔木中的重要值最高，分别为13 046 和 9 462，其次为麻栎(Quercus acutissimaCarruth)和侧柏;灌木中酸枣的重要值最高，为15 702，其次为荆条(Vitex negundo var heterophylla第 1 期翟心语，等:前坪水库植物物种多样性及其对环境的回应85(Franch)ehd)和 胡 枝 子(Lespedeza bicolorTurcz);草 本 中 狗 尾 草(Setaria viridis(L)Beauv)的重要值最高，为 6 688;其次为艾和茜草(ubia cordifolia L)。说明在前坪水库的植物群落中，杨树、酸枣、荆条、胡枝子和狗尾草是主要的优势种。表 1前坪水库库区主要植物物种的重要值和频率Table 1Importance values and frequencies of dominant plant species in Qianping reservoir物种 Species重要值Importancevalue频度/%Frequency相对多度elativeabundance相对盖度elativecoverage平均胸径/cmAverageDBH杨树 Populus L13 0465610 75114 52284 63榆树 Ulmus pumila L9 4626210 1588 83122 05麻栎 Quercus acutissima Carruth2 887133 1252 59143 78侧柏 Platycladus orientalis(L)Franco2 259222 8042 08622 67香椿 Toona sinensis(A Juss)oem2 257241 7362 68467 45刺槐 obinia pseudoacacia L1 887111 8051 90536 85刚竹 Phyllostachys sulphurea(Carr)AViridis1 60671 6251 3495 50臭椿 Ailanthus altissima(Mill)Swingle1 486181 0091 68392 74酸枣 Ziziphus jujuba Mill var spinosa(Bunge)Hu exH F Chow15 7024215 66315 894荆条 Vitex negundo var heterophylla(Franch)ehd10 2792910 11210 299胡枝子 Lespedeza bicolor Turcz7 238227 1686 978连翘 Forsythia suspensa(Thunb)Vahl3 13893 1673 200木槿 Hibiscus syriacus L3 00073 0003 000白刺 Nitraria tangutorum Bobr2 27472 2902 278狗尾草 Setaria viridis(L)Beauv6 688426 3215 427艾 Artemisia argyi Lvl et Van6 264477 6437 833茜草 ubia cordifolia L2 653223 1122 167沿阶草 Ophiopogon bodinieri Levl2 317182 5852 206青蒿 Artemisia caruifolia Buch Ham ex oxb1 861382 1532 368野菊 Chrysanthemum indicum L1 552131 5192 272根据吴征镒等36 的种子植物分布区类型及其起源和分化，将本次调查 15 个样地中的 49 科植物划分为 4 个分布区类型(表 2)。其中世界广布类型(1 型)有菊科、禾本科等 25 个科，占比51 02%;泛热带或全热带分布类型(2 型)的有樟科(Lauraceae Juss)、芸香科(utaceae Juss)等13个科，占比 26 53%;亚热带(热带)亚洲和热带(亚热带)美洲(中、南美)环太平洋的洲际间断分布类型(3 型)的有马鞭草科 1 科，占比 2 04%;北温带分布类型(8 型)的有杨柳科、松科(Pinaceae Spreng表 2前坪水库库区植物科的分布区类型Table 2Distribution types of plant familiesin Qianping reservoir代号Code分布区类型Type of distribution area数量 Quantity(科 family)所占比例%Proportion1世界广布2551 022泛热带或全热带分布1326 533亚热带亚洲和热带美洲环太平洋的洲际间断分布12 048北温带分布1020 41总计Total49100 00ex F udolphi)、壳斗科等 10 个科，占比 20 41%。2 2前坪水库库区样方植物物种多样性指数变化及相关关系各个样方内植物的物种丰富度、shannon-wie-ner 多样性指数、simpson 优势度指数、pielou 均匀度指数在数值上大致呈现出草本层乔木层灌木层的情况(图 2)。乔木层的物种丰富度在 19 之间浮动，低谷值出现在样方 21、22、35，峰值出现在样方 40，此地有附近村民自行开垦的耕地及人为播撒种子、种植苗木的痕迹。同样，有人为开垦情况的样方还包括 28、29 和 30，其 S 指数分别为 8、5、8，属相对较高水平，因此不排除人为开垦耕地和乔木层物种丰富度增高相关的可能性。H(shan-non-wiener 多样性)指数在 0 2 013 间浮动，D(simpson 优势度)指数在 0 0 845 间浮动，E(pielou 均匀度)指数在 00 91 间浮动，低谷值均出现在样方 21、22、35，H、D 指数的峰值出现在样方 40，E 指数的峰值出现在样方 2。样方 28、40 的物种丰富度和多样性虽然优于样方 2，但均匀度低于后者。灌木层的物种丰富度在 14 间浮动，H 指数86河南农业大学学报第 57 卷在 01 171 间浮动，D 指数在 00 639 间浮动，E指数在 00 991 间浮动，丰富度、多样性和优势度指数的峰值均在样方 42，均匀度指数的峰值出现在样方 20。样方 42 的海拔在 45 个样方中属于较高水平，为 461 95 m，年平均降水量也较多，为705 7 mm。样地1、2、5、6、10、12 中共18 个样方的S 指数为 1，H、D、E 指数均为 0，可见上述 18 个样方的灌木组成极为单一，其中样地 1、2、10 均有人为开垦耕地的现象，因此不排除人为开垦耕地与灌木层植物多样性降低具有相关性的可能。草本层的物种丰富度在 28 之间浮动，H 指数在 0 6321 828 间浮动，低谷值出现在样方 25，峰值出现在样方 33，样方 33 有少量村民倾倒的不同类别生活垃圾与工程残余土石碎渣，且存在数个人为挖掘的土洞。D 指数在 0 103 0 819 间浮动，E 指数在 0 3040 972 间浮动，D、E 指数的峰值均出现在样方 36，低谷值均出现在样方 25，样方25 的坡向朝北，即最缺少光照的坡向，且海拔在所有样方中位列第 2，为 533 53 m。样方 13、14 地处靠近河流的土质边坡，水分充足，且人为干扰程度较低，样方内草本植物的 S、D、H、E 指数均呈现出较高的水平。物种丰富度、shannon-wiener 多样性指数和simpson 优势度指数间的相关性如表 3 所示，3 个生长型的 S、H、D、E 指数均呈现出显著的相关性。以 H 指数为因变量，S、D、E 指数为自变量的一元线性回归方程如下:乔木层:H=0 219S+0 037，r=0 874，n=45(P0 01);H=2 044D 0 071，r=0 968，n=45(P 0 01);H=1 422E 0 063，r=0 758，n=45(P 0 01)。灌木层:H=0 406S0 393，r=0 971，n=45(P0 01);H=1 685D 0 002，r=0 993，n=45(P 0 01);H=0 978E 0 002，r=0 857，n=45(P 0 01)。草本层:H=0 243S+0 087，r=0 889，n=15(P0 01);H=2 271D 0 209，r=0 962，n=15(P 0 01);H=1 962E 0 377，r=0 759，n=15(P 0 01)。图 2前坪水库库区各生长型植物物种多样性指数的变化散点图Fig 2Scatter plot of plant species diversity index of different strata in Qianping eservoir第 1 期翟心语，等:前坪水库植物物种多样性及其对环境的回应87表 3前坪水库库区各生长型植物物种多样性指数间的相关系数Table 3Correlation coefficients among plant diversity indices of different strata in Qianping eservoir物种多样性指数Species diversityindex相关系数 Correlation coefficientSHDE乔木层Tree layerS1H0 749 1D0 874 0 968 1E0 435 0 871 0 758 1灌木层Shrub layerS1H0 941 1D0 971 0 993 1E0 869 0 971 0 946 1草本层Herb layerS1H0 759 1D0 889 0 962 1E0 408 0 880 0 759 1注:在 0 01 级别(双尾)，相关性显著。Note:at 0 01 level(double tail)，the correlation is significant2 3前坪水库库区植物物种多样性与环境因子的关系以前坪水库库区各样方的植物群落物种多样性与 7 种环境因子为数据源，构成物种多样性与环境因子矩阵。在初次排序中样方内乔木平均胸径(DBH)的贡献度最小为 1 5%，P 值为 0 9，且在DA 二维分析图上投射出的箭头长度几乎可以忽略不计，因此选择剔除该因子，并进行再次排序，绘制前坪水库库区植物物种多样性与环境因子的DA 二维排序图。DA 分析前两轴的特征值分别为 0 139 和 0 080，分别解释了 57 38%和 33 15%的物 种环 境 关 系，四 轴 累 计 方 差 解 释 率 为98 76%，能较为完整地反映排序信息，前两轴的累计方差解释率为 90 53%，这表明前两轴包含的信息占全部排序信息的绝大部分。6 种环境因子中海拔的解释度和贡献度最高，分别为 9 0%和 37 3%，其次为距河流水平距离、坡向、坡度、经度和纬度。纬度对群落物种的解释度最低为 2 0%，贡献度为 8 4%。海拔因子的 P值为 0 008，小于 0 01，说明海拔与前坪水库植物群落物种多样性有极显著的相关性(表 4)。灌木层的 S、H、D 指数与经度、海拔的相关性显著，草本层的 D、H、E 指数与海拔相关性显著(P0 01)(表 5)。乔木层植物的 S、H、D、E 指数和纬度、经度、海拔的夹角近乎 90，说明其相关性近乎为 0;与坡度、坡向和距河流水平距离的夹角较小，与其呈正相关关系，即海拔越高、距离河流水平距离越远、坡度越高，乔木层植物的丰富度、多样性、优势度和均匀度越高。灌木层植物的物种多样性和海拔有极强的正相关性，和经度、纬度、坡的向阳程度、距河流水平距离有较强的负相关关系，与坡度呈较弱的正相关关系，与距河流水平距离里有较弱的负相关关系(图 3)。由此可见，距河流距离越近、海拔越高、坡面向阳程度越低、坡度越高，灌木层植物的物种多样性指数越高。而草本层植物的多样性指数与经度和纬度有强正相关关系，与坡向和距河流水平距离的关系较小，与坡度和海拔有较强的负相关关系。这意味着随着海拔和坡度降低、经度和纬度升高，草本层植物的物种多样性指数升高。表 4前坪水库库区环境因子对植物物种多样性的解释与贡献率Table 4Interpretation and contribution rate of environmentalfactors to plant species diversity in Qianping reservoir环境因子Environmental factors解释率%Interpretationrate贡献率%ContributionrateP海拔 Elevation9 037 30 008距河流水平距离 Horizon-tal distance from river3 916 20 130坡向 Aspect3 514 30 164坡度 Slope3 112 90 238经度 Longitude2 610 80 274纬度 Latitude2 08 40 37288河南农业大学学报第 57 卷表 5前坪水库库区植物物种多样性和环境因子间的相关系数Table 5Correlation coefficient between plant species diversity and environmental factors in Qianping eservoir多样性指数Diversity Index经度Longitude纬度Latitude海拔Elevation坡度Slope坡向Aspect距河流水平距离Horizontal distancefrom riverS(T)0 0820 1340 0250 1780 2060 014D(T)0 0520 1200 0690 2820 0660 082H(T)0 0820 1460 0220 2710 1170 063E(T)0 0230 0970 0160 324*0 0800 017S(S)0 408 0 330*0 437 0 1570 351*0 190D(S)0 385 0 298*0 404 0 1900 2790 152H(S)0 396 0 314*0 425 0 1790 301*0 163E(S)0 374*0 2750 361*0 2230 2380 134S(H)0 1840 1440 303*0 0240 0170 210D(H)0 2190 2180 460 0 0980 1820 007H(H)0 2410 2230 427 0 0670 1200 056E(H)0 2210 2430 465 0 0950 1470 176注:在 0 01 级别(双尾)，相关性显著;*在 0 05 级别(双尾)，相关性显著。多样性指数后括号内内容指代各生长型，(T):乔木层;(S):灌木层;(H):草本层。Note:at 0 01 level(double tail)，the correlation is significant;*at 0 05 level(double tail)，the correlation is significant Contents inbrackets af