放牧对荒漠草原主要植物种群空间格局与生态位的影响

本研究以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,在长期不同载畜率(对照CK、轻度放牧LG、中度放牧MG和重度放牧HG)放牧样地,通过群落调查探讨建群种短花针茅、优势种冷蒿(Artemisia frigida)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)以及主要伴生种银灰旋花(Convolvulus ammannii)的空间分布格局和生态位特征。结果表明:物种多样性指数随载畜率增加而降低,在HG处理显著低于其他处理(P<0.05);不同载畜率下,4种植物均为聚集分布的格局;随载畜率的增加,短花针茅和无芒隐子草的聚集强度降低,生态位变宽,冷蒿和银灰旋花的聚集强度提高,生态位变窄;短花针茅和无芒隐子草之间的生态位重叠随载畜率的增加而增加,二者的种间竞争作用加强,而冷蒿和银灰旋花之间或二者与短花针茅或无芒隐子草之间的生态位重叠均降低。综上,放牧改变了4种植物种群的空间分布和生态位,随载畜率增加,群落中短花针茅和无芒隐子草在群落中处于优势地位,冷蒿和银灰旋花在群落中的地位减弱。

围封10年对荒漠草原群落物种多样性与优势种空间分布格局的影响

围封是修复退化草原生态系统的主要措施之一,科学与优化围封方式是目前草地资源管理中急需解决的科学问题。以内蒙古围栏封育10年和未围封的荒漠草原为研究对象,分析围封和未围封对内蒙古荒漠草原群落物种多样性和优势种空间分布格局的影响,旨在为荒漠草原的恢复与重建提供科学依据。结果显示:(1)围封10年显著提高了荒漠草原的植被盖度、密度、高度和地上生物量;(2)围封10年对Margalef多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson丰富度指数和Pielou均匀度指数无显著影响,但围封均低于未围封样地;(3)围封10年对优势种短花针茅(Stipa breviflora)及糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)的空间分布格局有较为显著的影响,与未围封相比围封后糙隐子草的分布格局变得单一,短花针茅分布格局变得多样。总体看来,围封10年后,荒漠草原群落物种组成、物种优势度和优势种的空间分布格局均发生一定程度变化,反映出围封后草地生态系统中植物适应其生存环境的策略,围封方式应根据立地条件,科学制定围封年限以达到较好的生态恢复效果。

荒漠草原蒙古冰草种群分布格局及种内关联性

空间格局是植物种群受生物和非生物因素影响综合形成的结果。为了解荒漠草原蒙古冰草种群空间分布格局对外部环境变化的适应策略,分别在宁夏盐池县大水坑镇、青山乡、花马池镇和高沙窝镇选取以蒙古冰草为优势种的群落为研究样地(分别以D、Q、H和G样地表示),在每个样地,将蒙古冰草个体按丛径划分为Ⅰ级(0─5cm)、Ⅱ级(5.1─10cm)、Ⅲ级(10.1─15cm)、Ⅳ级(>15cm)4个株丛级,并基于点格局分析探讨了蒙古冰草的株丛结构、空间分布格局及种内关联。结果表明:(1)4个研究样地蒙古冰草和牛枝子的重要值、生态位宽度均较大,其间生态位重叠指数较高,其他物种的重要值及生态位特征值在不同样地之间变异较大。(2)蒙古冰草的株丛密度和平均丛径在不同样地之间均存在显著差异(P<0.05)。在Q、G和H样地中,蒙古冰草以Ⅰ级株丛为主;在D样地中,蒙古冰草以Ⅱ级株丛占比最高,为43.98%,株丛密度较小。(3)在本研究尺度范围内,蒙古冰草种群在Q和G样地中主要呈聚集分布,在D和H样地中表现为聚集和随机交替分布。其中,各样地中Ⅰ级株丛在小尺度范围内主要呈聚集分布,Ⅱ级株丛随尺度的增大逐渐由聚集分布过渡到随机分布和均匀分布,Ⅲ、Ⅳ级株丛主要表现为随机分布。(4)在本研究尺度范围内,蒙古冰草Ⅰ级株丛分别与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级株丛呈负关联或无关联;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级各株丛级之间主要呈无关联。综上,随荒漠草原环境条件的变化,蒙古冰草可以通过调节种群结构、密度及整体分布格局以维持种群的更新和稳定。

霍城县温性荒漠化草原蝗虫种群空间格局及抽样模型的建立

本研究以样方法调查霍城县温性荒漠化草原蝗虫种群密度,利用聚集度指标、Iwao m^(*)/m回归模型研究分析草原蝗虫种群在上坡、中坡、下坡、坡脚平地的空间分布型,并确定理论抽样数。结果表明,蝗虫分布型主要以聚集分布为主,有些种类表现出均匀分布和随机分布特点,如蓝斑翅蝗(Oedipoda caerulescens)、绿纹蝗(Aiolopus thalassinus)、荒地剑角蝗(Acrida oxycephala)等3种蝗虫分布于下坡及坡脚平地,均为均匀分布,其余种类随着坡地及植被群落结构不同表现出不同的分布型。建立的最适理论抽样数模型为(1/D)2(1.0602/m+0.1515);最佳序贯抽样模型为T′0,T″0(n)=0.5000n±0.7537 n,基于回归模型抽样技术明确了蝗虫在置信概率t=1,D=0.1、0.2、0.3时,当m=0.5头/m^(2),最大理论抽样数分别为227、57、25头;当m=1.0头/m^(2)时,最大理论抽样数分别为121、30、13头;当m=1.5头/m^(2)时,最大理论抽样数分别为86、21、10头;当m=2.0头/m^(2)时,最大理论抽样数分别为68、17、8头。

荒漠草原蝗虫群落空间格局的研究

应用种－面积关系模型，计算出宁夏荒漠草原蝗虫群落最小调查面积；通过２×２联列表，用点相关系数和相关系数公式对蝗虫种间分布关系进行分析，用模糊聚类法将调查蝗虫划分为４个类群；以６项聚集指标和新提出的混合度指数，对９种蝗虫种群及群落分布型进行了分析，用主成分分析法进行了排序归类。最后依据种群数量、混合度指数、分布型相似性提出群落格局的“主导分布型”新概念，认为宁夏束颈蝗种群分布型为宁夏荒漠草原蝗虫群落空间格局的“主导分布型”

气候变化对内蒙古荒漠草原牧草气候生产力的影响

根据内蒙古荒漠草原1961-2007年11个气象站点的年平均气温、年降水量资料,采用Thornthwaite Me-morial模型计算牧草气候生产力,运用气候诊断分析、相关分析等方法分析荒漠草原年平均气温、年降水量、牧草气候生产力的时空变化特征及趋势,并探讨了不同气候变化情景对内蒙古荒漠草原牧草气候生产力的影响。结果表明：（1）近47年来内蒙古荒漠草原年平均气温呈极显著的上升趋势,荒漠草原东北部和西部增温幅度相对较大;年降水量总体变化趋势不明显,但东北部地区年降水量明显减少。（2）牧草气候生产力总体为不显著的线性增加趋势,其中荒漠草原中部牧草气候生产力增加显著。（3）未来＂暖湿型＂气候可使牧草气候生产力提高,＂暖干型＂气候使牧草气候生产力降低,＂冷湿型＂气候也有利于牧草气候生产力的增长。（4）年降水量与牧草气候生产力有极其显著的相关性,降水是影响内蒙古荒漠草原牧草气候生产力的关键因子。

短花针茅荒漠草原群落优势种群空间格局分析

采用地统计学分析方法,研究内蒙古短花针茅草原优势种群短花针茅(Stipa breviflora)种群、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)种群、冷蒿(Artemisia frigida)种群、银灰旋花(Convolvulus ammannii)种群在中小尺度不同方向的盖度空间分布的类型及其空间变异。结果表明:各优势种种群在中小尺度均呈聚集分布。相同尺度不同方向、相同方向不同尺度的空间分布格局变化明显,相同尺度种群格局的各向异性比也存在差异。小尺度种群格局的变化主要受放牧和种群的繁殖特性影响,在大尺度不同方向的种群空间格局比较中,地形因素、地貌、土壤异质性等成为影响空间格局的主要原因。

荒漠草原油蒿(Artemisia ordosica)种群的空间分布格局特征

油蒿是荒漠草原常见的一种植被,其在荒漠草原生态系统恢复与重建中有非常重要的作用。现在调查荒漠草原围封条件下油蒿种群的空间分布格局基础上,应用Ripley’s K（t）系数法对油蒿种群的空间格局及不同龄级的空间关联性进行了分析研究。结果表明：围封条件下油蒿种群基本属于稳定型种群,但由于幼小级个体偏少,可能会影响到该区域油蒿种群的发展。在0-12m的空间尺度下油蒿种群是显著聚集的,不同龄级油蒿聚集的强度和尺度有所不同,随着龄级的增大,油蒿种群的聚集强度逐渐减弱。油蒿种群在不同的发育阶段的空间关联性不同,相邻的发育阶段之间在小尺度上关联性较强;随着尺度的增加,相邻的发育阶段之间关联性有减弱的趋势;随着种群的发育,相邻的发育阶段之间关联性有减弱的趋势,这说明油蒿种群的空间分布和空间关联是一致的。

短花针茅荒漠草原不同载畜率植物群落优势种群空间分布格局的研究

以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,应用扩散系数的t检验、平均拥挤度、丛生指标、聚块性指标、Green指数、Cassie指标等方法,研究了短花针茅、无芒隐子草和冷蒿3种优势植物在不同载畜率下的格局分布类型、格局规模以及聚集强度。结果表明,短花针茅、无芒隐子草和冷蒿的分布类型均为聚集分布,其中,在对照区和中牧区,其聚集强度的大小顺序依次为无芒隐子草、冷蒿、短花针茅;在轻牧区和重牧区,聚集强度的大小顺序依次为冷蒿、无芒隐子草、短花针茅。随着草地的退化,无芒隐子草和冷蒿在群落中上升为主要的种群。

荒漠草原牛心朴子种群点格局分析

植物种群空间格局反映了种群自身特性、种间相互作用以及种群与环境间的关系.以荒漠草原退化指示物种牛心朴子(Cynanchum komarovii)种群为研究对象,针对灰钙土、流沙土和红粘土生境,运用Ripley函数对其空间格局和空间关联性进行分析,评价其生存状态和演变趋势,为荒漠草原生态安全预警提供理论依据.结果表明:在灰钙土、流沙土和红粘土3种土壤类型中牛心朴子种群分别在0~1.8、0~1.5和0~1.4 m等小尺度上呈随机分布,种群空间无明显的关联性,在超过临界值的较大尺度上均倾向集群分布,个体间的空间关联性演变为正关联;随着尺度增大,小个体的牛心朴子有随机分布向集群分布演变的趋势,但大个体植株始终呈随机分布状态;形体大小差异越大,它们的正关联关系就越弱.比较而言,在流沙地这种扰动状态的生境中牛心朴子种群呈衰退状态,因而土壤面临进一步沙化的危险,需要加强生态保育,遏制生境恶化.

宁夏荒漠草原不同群落蒙古冰草种群空间格局及种间关联性

为探讨蒙古冰草种群对环境的适应对策,以宁夏盐池县荒漠草原短花针茅+蒙古冰草群落、蒙古冰草+牛枝子群落、蒙古冰草+牛心朴子群落为研究对象,采用点格局分析中的O-ring函数统计方法,分析了不同群落中蒙古冰草种群的数量特征、分布类型及优势种群的种间关联性。结果表明:不同群落生境条件下,蒙古冰草+牛枝子群落中蒙古冰草种群的密度、盖度和地上生物量显著高于短花针茅+蒙古冰草群落和蒙古冰草+牛心朴子群落(P<0.05),3个群落之间蒙古冰草种群的高度差异不显著(P<0.05)。不同群落生境蒙古冰草种群在<4 m尺度范围内主要表现为聚集分布,随尺度增大,聚集强度减弱,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。蒙古冰草种群与短花针茅种群、蒙古冰草种群与牛枝子种群在小于4 m尺度上呈显著负关联,随尺度的增大趋于无关联;蒙古冰草种群与牛心朴子种群在整个研究尺度上无关联。

荒漠草原优势种群油蒿空间分布格局对封育恢复的响应

灌木对维持草原生物多样性、稳定性及生态服务功能等具有重要作用,探究封育措施对优势灌木种群的影响,可为草原恢复和抚育管理提供科学指导。本研究对荒漠草原4个封育时间(封育0、5、15、25年)的优势种群油蒿个体特征及种群空间分布格局进行研究。结果表明:油蒿种群密度随着封育时间延长先增加后降低,封育15年时最高,为未封育样地的3.7倍;冠幅和投影面积变化趋势与密度正好相反,封育15年后分别减少了31.7%和52.3%;封育5年后个体高度减小了25.3%,之后逐步增加;半方差函数分析表明,各样地油蒿种群分布均符合高斯模型,封育初期种群空间异质性逐渐降低,封育15年后又有所增加。各样地结构比均高于0.75,而块金值相对较小,表明油蒿种群空间自相关性较高,空间分布格局受结构性因素影响较大,受随机性因素影响较小。油蒿种群呈斑块状和条带状空间分布,封育可降低种群小尺度空间变异程度,但封育25年后随着斑块分离,种群空间异质性及尺度依赖性又有所增强。恢复时间是影响荒漠草原优势种群生长及分布的关键因子,长期封育导致优势种群空间异质性增强,建议在封育15年后对草地进行适度人为干预。