不同高寒退化草地阿尔泰针茅种群的小尺度点格局

种群空间格局是种群自身特性、种间相互关系及环境条件综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡选择未退化、轻度退化、中度退化和重度退化等4种高寒草地,分析了阿尔泰针茅(Stipa krylovii)种群斑块特征、株丛结构和点格局特征。结果表明:阿尔泰针茅在衰退过程中种群密度和种群领地面积减小,空斑面积增大,领地密度先增大后减小,小株丛(株丛径0.1—1.0 cm)比例增加,大株丛(株丛径2.1—7.0 cm)比例减小;不同草地梯度中阿尔泰针茅种群的空间格局存在明显差异:未退化草地中阿尔泰针茅种群在0—64 cm尺度上为均匀分布,64—100 cm尺度上为随机分布;中度退化草地中阿尔泰针茅种群在0—70 cm尺度上为随机分布,而在70—100 cm尺度上为聚集分布;轻度退化和重度退化草地中阿尔泰针茅种群在0—100 cm尺度上均为随机分布。在放牧干扰和种间竞争作用下,阿尔泰针茅种群斑块从中心开始破碎,并逐渐向四周辐散,引起小尺度上种群斑块间分布格局出现"随机分布-聚集分布-随机分布"转变,促使原有斑块被分割为多个直径较小的"岛"状小斑块并进一步分化,最终种群斑块完全破碎、草毡层逐步消失,从而造成阿尔泰针茅种群的衰退。

退化草地阿尔泰针茅生殖株丛与非生殖株丛的空间格局

生殖株丛与非生殖株丛的空间格局是株丛自身特性和植物种内、种间关系综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡高寒退化草地设置4个退化梯度,每个梯度内随机设置3个2 m×2 m的样方,分析了0—100cm空间尺度上阿尔泰针茅(Stipa krylovii)种群生殖与非生殖株丛的生物量、高度和空间格局。结果表明:未退化草地中,阿尔泰针茅生殖与非生殖株丛均出现聚集格局,且分布于不同的尺度区间;草地退化过程中,生殖与非生殖株丛聚集格局出现重叠且重叠的空间尺度发生转换,从18—19 cm、54—68 cm转换为45—78 cm;生殖株丛空间格局以聚集分布为主,聚集格局尺度随生物量和株高增加而增大;非生殖株丛以聚集和均匀分布为主,聚集格局尺度随生物量和株高下降而减小,均匀格局尺度增大。在干扰活动影响下,生物量分配和株高的转变是种群空间格局发生尺度转换的关键因素,反映了退化草地植物种群繁殖与更新的适应性途径。

退化草地阿尔泰针茅与狼毒种群的小尺度种间空间关联

采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡选择4种退化高寒草地群落,分析了阿尔泰针茅(Stipa krylovii)与狼毒(Stellera chamaejasme)种群的大小结构、斑块特征和种间关联关系。结果表明:随天然草地退化过程延续,阿尔泰针茅由大株丛结构演变为小株丛结构,种群密度和领地面积减小、空斑面积增大、领地密度先增大后减小,狼毒种群的株丛结构和斑块特征发生了相反的变化趋势;不同退化草地阿尔泰针茅和狼毒种群的空间关联呈现负关联、正关联和不关联规律;在未退化草地和轻度退化草地、中度退化草地,阿尔泰针茅与狼毒的关联性分别由0—14 cm、0—51 cm尺度上的负相关和0—85 cm尺度上的不相关,转变为14—100 cm、51—100 cm尺度上的不相关和86—100 cm尺度上的正相关。物种个体大小结构变化,以及狼毒种群的斑块吞并、合并和阿尔泰针茅种群的斑块破碎、被分割过程,既是物种关联性发生尺度转换的先决条件,又是引起草地群落中物种地位与作用改变的关键因素。

退化草地阿尔泰针茅种群个体空间格局及关联性

植物的空间格局及关联性是自身特性和环境因素综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡阿尔泰针茅草原,根据株丛径大小将阿尔泰针茅(Stipa krylovii)分为3个大小等级:A级(1.1—7.0 cm)、B级(1.1—7.0 cm)和C级(株丛径7.1 cm以上),分析了阿尔泰针茅种群的大小结构和不同大小等级个体的空间格局及关联性。结果表明:随天然草地退化过程延续,阿尔泰针茅种群个体空间格局由聚集分布转变为非聚集分布,个体间的关联性由正相关为主转化为不相关和负相关;不同大小等级个体的空间格局存在差异,C级个体仅在中度退化草地表现出聚集格局,A级和B级个体以聚集和随机格局为主,且在未退化和轻度退化草地由随机转向聚集格局;不同等级个体间的空间关联性与形体大小差异不存在相关性,A级与B级、C级个体间正关联尺度明显增大,B级与C级个体间则以不相关和负相关为主且负相关尺度增大。物种大小结构和个体间的竞争关系变化,是种群不同大小等级空间格局及关联性转换的关键因素,反映了退化草地植物应对干扰的更新途径。

甘肃臭草型退化草地优势种群空间格局及其关联性

空间格局和空间关联性是研究种群扩散和群落演替的重要方法。在石羊河上游高寒退化草地,运用点格局分析法,对不同演替阶段甘肃臭草和阿尔泰针茅的格局及关联性进行了研究。结果表明:甘肃臭草在没有形成斑块(CK)和斑块形成阶段(A),所有尺度上为聚集分布,在斑块扩散(B)、稳定(C)和衰退阶段(D)分别在0—90 cm、0—70 cm和0—40 cm上为聚集分布,90—100 cm、70—150 cm和40—150 cm为随机分布;阿尔泰针茅在CK阶段所有尺度上为随机分布,在A、B、C阶段分别在0—47 cm、0—75 cm、0—130 cm上为聚集分布,在47—50 cm、75—100 cm和130—150 cm上为随机分布,D阶段在所有尺度上为聚集分布;从CK—D阶段,甘肃臭草和阿尔泰针茅之间的关联性由显著负关联向关联性不显著转变,负关联显著程度先增强,后减弱;甘肃臭草种群从CK到D样地,种群领地密度先增大后减小,阿尔泰针茅种群领地密度逐渐减小。优势种替代过程中,种内竞争和种间竞争的相互转化影响格局的分布类型,竞争的不对称性影响关联性程度的强弱。

一个未开发的天然草坡

牧草是牲畜的粮食,天然草坡是国家宝贵的自然资源,是发展牧畜业的物质基础。我省是一个多山之省,分布有许多天然牧场和草坡。我们于1982年7月18日至8月8日在雁北地区进行植被考察,在广灵县邵家庄公社发现一片大约八千亩大的天然优良草坡。现在报告如下: 一、天然草坡的地里方位及自然条件 邵家庄公社位于广灵县城正南方向约40华里,城关盆地的南缘。约东经114°14′,北纬39°38′,属于恒山山脉的北端。海拔在1300～1800米之间,分水岭与灵邱县相接。西部及西北部有殿顶山、石人山及六棱山环绕,减弱了蒙古高原冷空气的影响;

祁连山北坡“毒杂草”型退化草地群落生态位特征

采用生态位相关理论,分析了祁连山北坡阿尔泰针茅草原放牧干扰下"毒杂草"型退化草地群落生态位特征。结果表明:在"毒杂草"型退化草地,建群种阿尔泰针茅(Stipa krylovii)与狼毒(Stellera chamaejasme)和甘肃臭草(Melica przewalskyi)等伴生物种的重要值相似,均有较高重要值;阿尔泰针茅的生态位宽度小于赖草(Aneurolepidium dasystachys)和狼毒等伴生物种,赖草和狼毒的生态位宽度分别为0.925、0.922,阿尔泰针茅仅为0.669;草地群落中植物物种之间生态位重叠较高,生态位重叠值大于0.050的种对有207对。"毒杂草"型退化草地群落生态位特征具有一定的特殊性,不同于其他草地退化类型,这与过度放牧引起的群落微环境改变以及植物种群抵御群落环境改变的策略和种群自身的适应能力相关,反映了"毒杂草"型退化草地植物种群应对放牧干扰的更新途径。

甘肃臭草型退化草地优势物种格局控制关系

在石羊河上游高寒退化草地,应用点格局和RipleyK函数检测种间格局控制关系,按照时间序列设置甘肃臭草退化的5个样地,包括未形成斑块(CK)、斑块形成(A),斑块扩散(B)、斑块稳定(C)和斑块衰退(D)样地,研究了不同样地中甘肃臭草与阿尔泰针茅之间的空间分布格局、空间关联性和格局控制关系。结果表明:CK→D样地阿尔泰针茅由随机分布转变为聚集分布;甘肃臭草和阿尔泰针茅之间的关联性由显著负关联向无显著关联转变,负关联显著性先增强后减弱;A、B、C样地中分别在0～15、0～12和0～10cm尺度范围内甘肃臭草对阿尔泰针茅表现出格局控制关系,CK和D样地中没有格局控制关系。体型、规模大,竞争力强的物种,通过改变微生境,迫使其他物种改变分布方式,形成规则分布,进而形成对其他物种的格局控制作用。