全 文 ：应 用 生 态 学 报 20 0 3 年 9 月 第 14 卷 第 9 期
CH IN E SE J O U R N A L O F A P P L I E D E CO L O G Y , S e p t
.
2 0 0 3 , 14 (9 ) : 1 4 6 4 一 14 6 8
松嫩平原西部生态脆弱带景观结构与
生态藕合分析 关
宋长春“ 邓 伟 宋新山 染兆擎
(中国科学院东北地理与农业生态研究所 , 长春 1 3 0 01 2)
[摘要 l 研究了松嫩平原西部生态脆弱带生态景观结构 , 认为景观地球化学的空间分异及相互复合 , 决定
了西部复杂而有规律的生态景观结构 . 景观地球化学梯度和生态梯度的藕合结果反映出大多植物沿景观
地球化学梯度的生长状况表现为钟形或生态分布形曲线 ‘现代条件下 , 西部植物群落的演替与土壤景观地
球化学条件的改变几乎是同时发生的 , 二者在一定条件下互 为因果关系 .
关键词 松嫩平原西部 生态环境脆弱带 景观地球化学 生态根合
文章编号
L a n d s c a详
20 0 1 一 9 3 3 2 (2 0 0 3 )0 9 一 1 4 6 4 一 0 5 中图分类号 Q 1 4 9 文献标识码
s t r u e t u r e a n d e e o log ie a l e o o P li n g a n a ly s is o f e c o t o n e o n t h e w 巴 t
A
S o n n e n P la i n
.
S〔)N G
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, ’, D E N G w e i ‘, s o N G x , n s h a n , ( ’N 刀
户动〔u st 介, st 打u 份 of G叫g ,二尸u a 7“ 八名r 应“lt u ra z 皿’o l‘召) ,
以 in es A 政欢云产卿 of 反。ces , 〔头d , 砚召r 为u , , 1 3 0 0 1 2 , 以 i , , a )一以 i , , · J · A P I . 且℃ 2 . , 2 0 0 3 , 1 4 (9 ) : 14 6 4 一 1 4 6 8 .
E e o t o n e 15 a s p e e l a l z o n e in th e la n d s e a p e
,
w h i e h 15 v e r y s u s e e p t l v e t o t h e e h a n g es in e n v iro n m e n t a l e o n d i t io n s ,
a n d h e n e e , 15 p ro n e t o t h e d , s t u r b a n e e b y u n f a v o r a b le e o n d i t io n s
.
H u m a n a e t i v i t y h a s a s e r ies o f P o s i t iv e a n d n e g
-
a t l v e e f f e e t s o n i t , a n d g r e a t ly e h a n g e s t h e g印一 e h e m i e a l P ro e e s in t h e e e os 邓t e m . I n t h e e e o s y s t e m , es p e e ia lly in
t h e e e o t o n e
,
d if fe r e n t s y s t e m s a n d r e g i rn e s a r e in t e r e o n n e e t e d a n d in r e r
一
d e t e r m in e d
.
F o r t h e s u s t a in a b le d e v e lo p
-
m e n t o f e e o s y s t e rn a n d t h e p ro t e e t io n a n d r a t io n a l u t i li z a t io n o f r e s o u r e e s , i t 15 o f g r e a t im p o rt a n e e t o s t u d y t h i s
一n t e r n a l r e l a t io n s h ip a n d t o s e e k r a t io n a l r e g u la t io n a n d e o n t ro l m e as u r es
.
W i t h t h e e e o t o n e in t h e w es t 乳n g n e n
P la in a s a n e x a m l ) l e , a n d b a s e d o n t h e s t u d ies o f t h e t o p o g r a p h y
,
p l : 邓 io g n o m y , 50 11, v e g e t a t io n , a n d t h e i r g e o -
g r a p h l e d , s t r 、b u t 一o n in th e e e o t o n e
.
, t h i s p a p e r e x p l a 一n e d t ll e s t r u e t u r e o f t }i e e e o !o g i e al l a n d s e a p e , a n d q u a n t i t a
-
t 一v e ly a n a l邓 e d t h e e e o lo g i e a l g e 任 e h e m i e a l p ro e es e s u n d e r d if f e r e n t la n d s e a p e e o n d i t io n s
.
I n a d d i t io n , t h is p a p e r
a 15 0 t r i e d t o m a k e e o u p lin g a n a ly s es t o t h e e e o lo g ie s u e e e s io n a n d t l : e la n d s e a p e g e o- e h e m ie a l e n v iro n m e n t
.
U r i
-
d e r e u r r e n t e o n d i t l o n s , t h e s 口 e e e s s io n o f p la n t e om rn u n i t ies a n d t ll e s h if t o f 50 11 la n d s e a p e g e o- e h e m ie a l co n d i t io n s
一n t h e w e s t 乳n g n e n P la in a r e a lm o s t co in s t a n t a n eo u s , a n d t h e s e t w o fa e t o r s e a n in t e r 一d e t e rm in e d t l n d e r e e r t a in
e o n d l t io n s
.
K e y w o r ds 阮 n g n e n P l a i , i , E e o t o n e , E e o lo g ie l a n d s e a p e g e oc h e m is t r y , E e o lo g i e a l e o u p li n g
1 引 言
生态环境脆弱带 ( E co to n e ) 是指在生态系统 中
处于两种或两种以上的物质体系 、能量体系 、结构体
系 、功能体系之间形成的 “界面 ” 以及围绕该界面 向
外延伸的 “过渡带 ” 「9 ] . 松嫩平原生态脆弱带是处于
一种多体系界而上 , 其景观地球化学环境的演化受
多种物质体系 、能量体系 、结构体系和功能体系的共
同作用与控制一方面受自然形成因素(地质地貌及
水文地质条件等 )的控制 , 其生态环境具有“ 过渡 ”性
质 ;另一方面在人类活动影响下 , 该区处于农 、林 、牧
各业的 “交错界面 ”上 , 各种因素的共同作用下的景
观地球化学演化过程造成了该区主要以土地盐碱化
和沙漠化为表征的脆弱的生态景观 . 而人类与环境
的关系是对立统一的综合体系 , 人类在有 目的 、有计
划地利用和改造地球环境的过程中通过影响或改变
景观内的地球化学流型式 , 驱动着景观地球化学环
境的相对快速演化 . 如人类通过土壤改良而影响生
态景观 内元素的主迁移循环 ( m a in m i g r a t io n a l c y -
cle
,
MM C) ; 通过水利工程的建设改变了水环境系统
间的景观地球化学流 ( la n d s e a p e g e o e h e m ie a l flo w ,
L G F ); 通过向环境中排放污染物或割草 、放牧等造
成正或负的外景观地球化学流 ( e x t r a la n d s a p e g e o -
e h e m ie a l fl o w
, E G F )
, 景观内地球化学流型的改变造
成区域内水环境 , 生物环境及土壤环境等的改变 , 促
中国科学院知识创新工程重大资助项 目( KZC xl 一Sw 一 19) .
通讯联系人
2 0 0 0 一 12 一 0 4 收稿 , 20 0 1 一 0 8 一 15 接受 .
9 期 宋长春等 : 松嫩平原西部生态脆弱带景观结构与生态藕合分析 1 4 6 5
进了区域景观地球化学环境的演化 .
在松嫩平原西部生态脆弱带 , 不同群落生态系
统的平衡与土壤中景观地球化学元素之间具有密切
的关系 . 分析其生态藕合 , 对于揭示该区生态环境 自
然要素的景观地球化学特征 , 达到合理保护和利用
植物 、 土地资源之 目的具有重要意义 .
2 研究地区与研究方法
2
.
1 研究区景观结构特征
该区干旱 、半干早的气候条件一与地貌及生态环境条件相
互叠加 , 构成 了本区特殊 的景观结构 . 本区总体地形表现为
西高东低 , 区内有丘陵 、 台地 , 河 流冲积阶地 , 河漫滩 、 低平
地、 风积沙丘 , 沙平地及沙垄和盐碱化的垄间洼地等地貌类
型 , 目前平原上的众多的湖泡 , 以及连绵起伏的沙垄洼地与
区内水系变迁 、河流改道有关 . 这些湖泡多成为局部积水洼
地 , 是易溶盐分集中的地方 .
植被景现以菊科和 禾本科为优势植物 [ 4 , ’] , 由东部的羊
草( A 、eu ro leP “爪 n , ch 动。 lce ) , 杂草草甸草原向西部的干草
原地带过渡 . 土壤分布也具有明显的分带性 , 自东向西由黑
钙土向栗钙土及其亚类过渡 , 另外 区内还分布有大面积的非
地带性土壤 , 主要有草甸土 、 风 沙土 、盐碱土等 , 并常呈复区
出现 . 受自然环境因素综合作用结果 , 由西部山前倾斜平原
到中部低平原 , 依次形成淋溶型 ‘迁移 型~ 沉积型土壤植被
景观带 (表 l) 〔4 } . 本区以东为纯农业 区 , 以 玉米生产为主 , 以
西以牧业为主 . 本区处于典 型的农牧 交.错带上 , 土地利 用方
式和强度是造成区域生态环境脆弱的直接原因! 5〕.
就植物的生态地理分布而 言 , 尽管区 内不同植物分布
区不尽相同, 但有 一些共同点 !2 · ’) , 在森林草原带和草原带
的盐化草甸 、湖边 、河岸边的盐碱地上 , 分布着星 星草 (几 c -
南le la 彻川口而 ra ) 、碱蓬〔5 倪 a ‘汕 君翻 况、 ) 、野大麦 ( Ht) , 飞汲周阴
b ,二办u bla , , , m ) 及碱地凤毛 菊 ( 品 , ‘、 。,二a r u , , c i , ,a z a ) 等 ; 在草
原带和荒漠带的盐碱土及盐碱化草甸中广泛分布有碱地肤
口丈认h 敌 s~
敌, ,a ) 和西 伯$1j 亚 萝 (几今, 〕, 矛。 , , , 、i乃i r 介u 。 , )
等 ;在荒漠草原带及 荒漠带的干燥盐土 及沙质土壤上 , 植物
分布相对较少 , 如二色补血草 ( L I,} It) }l :‘n 了 b、如厂 ) 等 , 在重度
表 l 松嫩平原西部景观分异特征表
盐碱地上有碱蓬 ( 5 “d碗脚uca ) 和角碱蓬 ( 5 . co o ic u 么ta )
分布 ; 在一 些自然地带性的盐化草甸 , 盐沼低地或含盐细沙
粘质土壤上分布有芦苇 (Ph rQ g 刀z ltns co o m “ 、ls )等常见种 ; 另
在 田野 、路旁 、荒地等受人为影响下的景观生态 区 , 分布有虎
尾草 (以lor 八 访rg’: ta )和莎隐草帆盛255 e) , 7i r n 衣才la 、必 i~ )等
,
总体上 , 区域 内由西向东 , 大致的生态系列是贝 加尔针茅
(凡咖 加。加 , sz )群落一杂草类群落~ 榆树 ( Ul 。。 Pu o i -
勿 ) 疏林灌丛~ 羊草 + 杂草类群落~ 羊草群落~ 盐生群落~
芦苇群落 .
总之 , 区域尺度上的地形变化和微地形变化控制着区内
景观地球化学的空间分异及相互复合 , 山此形成了松嫩平原
生态脆弱带复杂而 有规律的景观地球化学环 境 , 在此影响
下 , 亦形成了相应的复杂生态景观结构 .
2
.
2 研究方一法
在松嫩平原西部选取 6 个土壤盐渍化程度不同的生态
景观 区 , 在每个生态景观 区随机选取 5 个 1 . 5 m K I . s m 样
方‘ , 3 次重复 , 分别于 1 9 9 9 年 7 月 中旬和 8 月 中句两次进行
调查和采样 , 包括对植被类型 、 分布 、生物量等的调查与测
量 , 利用 FI ST G R Ow T H F 地表植物覆 盖分析仪通过数字相
机成像计算植物的覆盖度 , 同时采集土壤样品 (0 一 8() 。m ) ,
现场测定 土壤含水量 (0 一 30 Cm ) , 并对土壤剖而进行观察和
计录 . 土壤样 品在实验室经预处理后测定其 p H 、盐分离子含
量 、土壤溶液电导率 ( E C ) 、碱化度 ( E S P) 及全盐量 ;选取 p H 、
土壤水分 、 土壤全盐量 和植物覆盖度 4 个主 要 指标, 利用
M A TI A B 软件进行统计分析和模拟 , 模拟出植物覆 盖度与
其它 3 种 因变量间的根合曲线方程 , 并计算出不同植被类型
的生态适应性参数值等 , 进行藕合分析研究 .
3 结果与分析
3
.
1 不同景观条件下的植物生态梯度分析
研究结果及统计分析表明 , 植物群落的形成与
组合与不 同的景观 环境之 间有 着密切 的联 系 ( 图
l )
. 不同的景观地球化学梯度影响下 , 植物的生长发
育状况不同 , 在景观地球化学梯度的低值端和高值
端 , 植物的生长都表现 出一定的不适性 ( 覆盖度降
低 ) , 只有一在合适的梯度条件下 , 植物的生长才是最
T a h i e 1 C h a 一a e t e r s ‘讲f s p a c 云a 苦、公r i a t 盛硬) n 寸奋f Ia n d 、e a伴 三n t h e w e s t S o n g n e n l , l a i n
地貌类型 土壤类型 植物群落 含盐量 pH
(二印 n 一。r p l l ( )10 9 , e t y p e 阮 21 t y p c 肠r n n l u r l t y Sa lt
( 伙)
台地(堆积) 栗钙上 C a 、t a n o z e : n 大针茅+ 贝加尔牛十茅群落 0 . 03 一。 伪 6 . 5 一 7 . 5
P I。是几; r m ( a c e ;, ; :, 。l。花, 。。 ) 阶咖 考, 召从 为、+ Sl 咖 加况在奴、: 、贝加尔针茅群落十 线叶菊群落扮咖 撇撇如 ,玛碱化草甸土 Alka ‘: n 。 川。a do w 、, I 杂类草群落 刀““肠二1 0 . 1一 0 . 2 8 . 4 一 9 . 0
淡黑钙上 1 191、t c {l e r n o z om 大针茅群落 St 咖 岁二 ,确 0 . 0 5一 0 . t 7 〔)一 7 . 8贝加尔针茅群落 .qt 咖 加。、如s。平原(冲积, 湖积) 风沙土 E o l . a 「, s a 「: d * , t! 愉树疏林灌丛 Ul o Z,。 加 l) , lju l , g l lt f。) r e s t 0 . 1 一 0 . 5 6 5一 7 . 5
I, la , n ( a l lu v l a l
,
!a ke 草甸黑钙土 M e ad o w e ll e r rl o : e rn 贝加尔针茅群落st 和 加。。如*。 0 .叱 一 () . 1 7 . () 一 7 . 8
J。闪、i, ) 碱化草甸土 Alko l :n 。 。。d* 、 l} 羊草 + 杂类草群落月二 , 1破了‘乃刀刀 , ‘为;~
+ r 、t de r a l 0
.
1 一 (1
.
2 8 4 一 9 . 吸)
盐碱洼地 浅位柱状碱土 , ‘山ow 。)Iu n , 。 al 同1 0 1 羊草群落 ,、。 ,飞戒沪应人uI} , (布~ 0
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2 一 0
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4 8
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5 一 9 . 9
Sa l‘de p r e 、10 , , 盐碱土 , {‘ , 〕、l 碱蓬等盐生群落及仙 笼勿加二 一 2 5 . 5 一 10 5
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14 6 6 应 用 生 态 学 报 1 4 卷
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6 7
环境梯度
: ’百 3 4 5 6 7 8
川|。
JO八一 E n v i r o旧e n t a l g阳 di e n t图 1 植物覆盖度与不同景观地球化学梯度的祸合曲线F ig . l 肠u p l in g e u rv e s fo r p l a n t e o v e r d e g r e e a n d d i f fe r e n t l a n d s e a p e g e oc h e rn ie a l g r a d s .1 : 土壤 p H 梯度下 川 o n g p H t h 。 g r a ds ; 2 : 土壤盐分梯度下 2划。 n g t h e 、l i n i t y g r a d s ; 3 : 土壤水分梯度下 A IO n g t h e mo i s t u r e g r a d s . a : 羊草 A neu 八J八);加了Iu 刀 , 认 i ne n、 ; b : 野大麦 H ”飞左侧 刀, 肋飞左公ub 勿tu m ; 。 : 碱蓬 S如更州么加。 ; d: 角碱蓬 5 . co 川 i’u 勿ta ; 。 : 星 星草 产、“乞刀君左必 如 u (汤 ra ;广芦苇P/l ra 岁2 之le, 阴m n z u z老舀 .
适宜的 . 反映在曲线上 , 大多植物沿景观地球化学梯
度的生长状况表现为钟形或生 态分布形曲线 , 这是
地球化学梯度和植被生态梯度的藕合效应 .
表 2 土墉梯度因子划分标准
T a b l e 2 S t a n d a r d 化r t he c las 云f i c a t io 几 o f so 互1 g r a d s fa c t o r s
在正态曲线方程 必( x ) 一示蔬‘
纽二习三,
2 占2 甲 , 蚕
数占( 占= 生; 艺 ( 二、一 刃 , )反映 了曲线的陡峭程刀 一 1
土壤因子
5 21 fa e t o r
梯度级 G r a d s
1 2 3 4 5 6 7 8
P H
盐分含量 S a l t ( % )
水分含量 M o , s t u r e ( % )
< 6
.
5
< 0
.
0 3
< 10
6
.
5一 7 . 0
0
.
0 3一 0 . 1
10 一 12
7
.
0一 7 . 5
0
.
1一 0 . 2 5
1 2 一 14
7
.
5 一 8 . 5
0
.
2 5 一 0 . 4
1 4 一 18
8
.
5 一 9 . 0
0
.
4 一 0 . 5 5
18 一 2 2
9
.
0 一 9 . 5
0
.
5 5 一 0 70
2 2 一 2 6
> 9 5
> 0 70
2 6 一 3 0 > 30
表 3 松嫩平原草地植物对 p H 、含盐且 、水分的 6 与 a 值
T a b , e 3 V a l u e o f 6 a n d a o f g r a s s l a n d s p l a n t s i n t h e S o n gn e n p l a i n co r re s PO n d i n g t o p H , s a l t a n d mo i s t u re i n 犯11
植物种名
S P e e 一e s
P H
a 6
土壤含盐量 Sa h 土壤水分 M o is t u r e
a 占 a 6
碱 蓬 5 “￡之段 la 肿~角碱蓬 5 . ctj 。““勿 ta
星星草 内二 。 , “。 份, : “叮Zo ra
碱 篙 A爪。~ “ n et h zfo l故璋 毛 A 以u 刀 JI 刁矛* lt 勿ra lo v ar . sl n en s 行
刺果粉黎Ol, 。 , 肋 :川二
野大麦 Ho 八乙, 才n 矛 肋r 沉巧u b扭tu m
碱地肤 矛依方。一二、海 草 6 左之二 : n o rlt 动、碱地蒲公英 了盗ra ra 。。 : 而n 女u T}l
碱地凤毛菊从“、 u、 ru 、 :二la
碱 葱 A l “ ,)I 户心”五二u 、
马蔺 I) 补 和 l la 豆;
西柏利亚募 月心g , n “n , :而二、、
虎尾草 以勿。 、 饭尹召议ta
莎隐草 几介‘义% 吠大刀 :之己翻 豆阮二。
羊 草 A ne u 。介户泛云u , , : 汰 i ,。 :、
芦 苇几八谓刀“榔 co m m u n 打
海滨天冬 A和rag “、 b几况人、娜洲l “*罗布麻 A户人〕, 川m , la lu m
二色补血草 I.l 刀 : tjn lu m b io J乙, r
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4
.
5
4
.
5
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.
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4
2
2
0
.
73 9
0
.
7 5 5
0
.
9 8 7
1
.
4 0 9
0
.
8 5 0
0
.
6 7 3
1
.
0 8 9
1
.
0 0 7
1
.
3 8 1
1
.
6 8 8
0
.
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.
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.
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.
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9 7 3
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5 0
.
9 3 6
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0 9 1
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.
8 3 1
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.
62 3
4 1
.
22 6
4 0
.
84 9
3 0 98 9
3 1
,
15 9
3 1
.
14 9
3 1
.
50 9
2
.
5 1
.
69 2
7 0
.
7 12
7 0
.
83 2
6 0
.
79 8
7
.
5
8
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7
.
5
7
5
4
.
5
4
.
5
4
.
5
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.
5
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.
5
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.
5
5
5
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,
5
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.
5
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2
2
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1
.
0 3 1
0
.
8 2 1
1
,
3 0 9
0 9 55
0
.
9 8 8
0
.
7 0 6
1 14 8
1
.
0 3 3
0
.
9 9 8
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.
7 8 8
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,
5 4 3
1
.
0 19
1 0 2 2
1
.
0 0 6
1
.
4 2 1
1
.
0 7 2
1 5 9 3
1
.
5 6 5
1
.
0 34
0
.
7 6 1
1
.
1 17
‘U6
‘U6
‘、甘4
9 期 宋长春等 : 松嫩平原西部生态脆弱带景观结构与生态藕合分析 1 4 67
强 , 分解后产生大量的 N aZ c O 3 、 N a H CO 3 , 提高了交
换性钠的含量 , 同时降低了交换性 c 扩十 、M扩+ 含量
使 E SP 增高 .
在松嫩平原草地中 , 羊草是重要的优势种 , 群落
中羊草的减少表明群落逆行演替的开始 . 由表 4 可
见 , 羊草的退化导致 了 E C 和 E S P 的升高 , 同时 , 羊
草重要值指标对土壤 E C 和 E S P 的影响要大于羊草
相对盖度指标的影响( 即方程 中 6 . 25 > 3 . 97 , 75 . 6
> 4
.
89 )
. 对比其函数曲线可以看出 , 其函数关系非
常相似 , 这说明在植被退化过程中 , 土壤的盐化和碱
化过程的发生具有同时性
在群落逆行演替中 , N a + 在根层的累积加强 , 而
在不同群落植物体 内其钠 含量变化规律亦很 明显
(图 2 ) . 这 说明植物体内的高钠含量与对其生境的
长期适应性有关 .
表 4 羊草群落退化与土壤因子变化的藕合曲线方程
T a b l e 4 C o u p l i n g c u r v e e q o a t i . , n s f( , r r e t 。》g r e s s i o n o r A柳即资叩记泛um
ch 止n 印肥 叩m m u n 气t y a n d 仁h a n 郎 o f 50 1‘fa e t o r s
方程 相关系数 样本数 显著性检验
E q u a t i o n s CO r
r e l a t io n S a m p }e s T e s t o f
e o e f f一e l e n t s 一g n l fi e a n e e
万C = 1 1 . 1 2 一 6 . 2 5 lg I V R = 一 0 8 4 9 9 ” = 18 P “ 0 . 0 1
E ( ) = 7
.
8 8 一 3
.
9 7 lg C R = 一 ()
.
8 75 5 n = 18 P “ 0
‘
0 1
五5 1〕 = 13 6 . 5 8 一 7 5 . 6 lg I V R = 一 0 . 7 5 10 n = 18 P 之 0 . 0 1
五S尸 二 8 8 . 8 8 一 4 4 . 89 Ig C R = 一 0 . 7 24 6 , 一= I S P “ 0 . 0 1
E c : 土壤溶液电导率 E l e e t r i。 。o n d u e r i、, l t y ; E S p : 碱化度 E x e h a n g o a b l e
刘 , u m Pe 二en ta g 。 ; 落v : 羊草重要值 (0 一 10 0 , 在松嫩平原其分布范围
()一 6 0 ) Im po r t a n ‘ v a l u e o f A n 。八 J人夕刀、方。刀 , 动 i , ,阴、 ( 0 一 10 0 , 0 一 6 0 ,n
t h e 阮n g o e n P 一a , 「1 ) ; e : 羊草相对盖度 ( o 一 10 0 , 在松嫩平原其范围为0
一 9 6 )R e la t i、 e e o v e r d e g r o e o f A , , eu o leP ldz u n : 认 i , 。,、 ( 0 一 10 0 , o 一
9 6 , n rh e So n g n e n P l a l n )
.
0一助洲·成旦
0400,J乙
,丈功.‘.云油旧沐
+ 招之于长异埋
度 , · ( 。 一青艺x 、, 九 一 7 或 8 )反映了曲线中 ,。偏离
原点的距离 . 占越小 , 反映在曲线上就较陡较窄 , 古
越大 , 反映在曲线上就较宽较缓 ; 而 a 则反映了 毋
( r) 取极大值时 的 二 值 , 因此 以 p H , 土壤盐含量和
土壤含水量 3 个因子为地球化学梯度 因子 , 以植被
盖度为生态梯度因子 , 其中 p H 和含盐量由低到高
分为 7 级 , 而含水量则分为 8 级 (表 2 ) .
在此基础上对地球化学梯度和生态梯度的藕合
曲线(图 1) 进行方程拟合 , 得出各种植物的 a 值及 a
值(表 3) . 其中 占值表示了某种植物在某种土壤梯
度下的生态适应性 , a 越大表明其适应性越强 , 其生
态幅越宽 , 而 a 值则表明其最优生态梯度所对应的
土壤因子梯度 , a 大则对应土壤因子梯度的高值区 、
反之则对应低值区 .
由表 3 可见 , 不同植物对同一地球化学因子梯
度的生态适应性不一样 , 即其 a 值不同 , 但总体上 ,
羊草和芦苇的生态适应性较强 .
3
.
2 生态演替与对景观地球化学的影响
植物群落与一定 的景观地球化学条件相互适
应 , 当景观中土壤的理化条件改变时 , 引起群落在不
同方向的演替 , 反之生态 系统的演替也会影响到土
壤地球化学条件的 改变比 ” ] , 对其 中内在联系 , 进
行藕合分析愈来愈引起了人们的注意 [’ 3 , 4 , ’”〕.
在松嫩平原西部生态脆弱带 , 现代条件下植物
群落的演替与土壤景观地球化学条件的改变几乎是
同时发生的 , 二者在一定条件下互为因果 . 但我们认
为 , 对松嫩平原生态脆弱带土壤剖面中盐分的积累
和分布而言 , 植被产生了更重要的影响 , 在某种意义
上可以说是植被演替决定 了土壤剖面 中盐分状况 .
这是因为在松嫩平原西部 , 内陆干旱区域成土母质
中的水溶性表 生地球化学元素 随水迁移到 湿润低
地 , 随蒸发上升和降水淋溶 , 其在土壤中的分布状况
受上下行水流的影响 . 而植被则是影响土壤水分运
动的重要环境因子 , 植物的种类 、盖度及生长状况等
对土壤水分运动产生很大影响 . 植被种类不同 , 根系
形态 、吸水能力 、分布深度亦不同 , 其对土壤影响亦
不同〔“一 “1 .
在松嫩平原生态脆弱带植被群落的逆行演替以
致退化过程中 , 植被盖度减少及 种类的改变使其对
土壤水分的吸收和利用数量及植物叶面蒸腾 , 土壤
表面蒸发改变 , 从而影响到盐分在土中的积累强度
及分布 发生改变[8, 川 . 另 一方面 , 植被退化盖度减
少不但增加了土壤表面蒸发力 , 而且有机质分解加
图 2 不同群落植物体内 N a 十含量对 比
F ig . 2 肠m p a r i哭 r 一 o f N a 十 e o n t e n t i n p l a n t s o f d 一「f e r e n t co 仃l m u r z【七y ·
由表 5 可以看 出, 在逆 向演替 中根层土壤中
c a +
、
M扩+ 、K 斗 有减少趋势 , 而代换性 C a + 、M扩十 、
K 十 相对减少则明显 ( E S P 升高 ) . 同时可溶性 N a 十
和代换性 N a + 均增加 . 根据波雷诺夫的意见 C a Z 十 、
K 十
、
M扩十 、 N a ‘ 均属于生物累积元素[’] , 其生物吸
收强度的顺序是 C a > K > M g > N a . 因此 , 上述逆行
演替造成的景观地球化学环境显然不适于生物的良
好生长 .
另外根据松嫩平原典型生态群落的演替规律 ,
1 4 6 8 应 用 生 态 学 报 1 4 卷
表 5 生态演替中土壤环境因子的变化 (0 一30 c m 均值 )
T a b l e 5 C h a n g e o f e n v i ro n m e n t a l f a e t o r s i n 5 0 11 d u r 血n g 姗l o g i e (砒 a n o f o ~ 3 0 e m 5 0 11)
群落肠mm t一n i t y 。一629174.-.一441l一,‘凡j ‘qI
p H 盐分总量
T o t a l s a l t
( % )
s a l t (m e
·
10 0 9 一 1 50 11)
C a Z + Mg Z
水溶性盐 So lub le
K + N a + C O 3 2
-
0
.
0 8 9
0
.
2 0 0
0
.
0 4 3
0
.
13 8
0
.
10 9
0
.
0 7 7
0
.
10 9
0
.
0 5 2
0
.
3 5 5
0
.
15 1
0
.
0 5 7
0
.
2 5 9
2
.
0 5 3
2
.
12 3
3
.
8 4 1
5
.
8 8 2
0
.
3 04
0
.
7 2 6
1
.
9 2 9
2
.
6 3 1
HC O 3 -
0
.
4 7 7
0
‘
5 5 1
0
.
8 6 9
1
.
3 0 8
s认2 - C 1
碱化度
A lk a lis a t i o n
0
.
16 1
0
.
3 5 3
0
.
2 8 1
0
.
4 6 1
0 4 3 2
0
.
2 7 4
0
.
2 3 3
0
.
7 18
,一石U飞厂n21内j
,
00CUO气0jq了n,267.‘‘O凸n八gC,-气‘,、
.斗
l : 羊草群落 A ~ 。z更丫放z : u 。 访 i ,。2、 e o m m u n , t y ; 2 : 虎尾草群落 以勿。 “卿ta e o rn m u n : t y ; 3 : 星星草群落 八似 i ,Il 纪l应泣 ten u 王介 , ra e o mm u n i t y ; 4 :角碱蓬群落 S (o 。,衣u 故 ta c o m m u n lt y .
表 6 植被群落顺行演替与土壤景观地球化学环境的变化
T a b l e 6 P r o公r e s s i v e s u c c e s s i‘. n o f v e g e t a t i o n c o m m u n i t y a n d c h a n g e s o f 50 11 Ia n d s c a p e g e oc h e m i e a l e o ”d i t i o n s
群落
C o r r l n l u r l 一t v
土层
H o r 一z o n
( 。。1 )
0 一 2 (1
20 一 5 0
50 一 8 0
0 一 2 0
Zf) 一 5 0
50 一 8 0
〔) 一 2 ()
2 () 一 5 0
5 0 一 80
P H 盐分含量 盐分离子 Io n s (m e 一 0 0 9 一 ’50 11)
一 ’、) i一)Saltl0mm
门‘气Q0工f工f6,
护气月斗只,J一72J7了门、
,…O子八勺gCn,O了吕Q碱 斑A跳 a l ; 少J t虎尾草
以初八 丫 t 咫明 a r a
羊 草
‘八, , 。u 。介户诚‘、刀 z (人: , , ‘, 2、
K 十 N a 十 公2 十 Mg Z 十 O 〕3 2 一 H C O 3 一 C I 一 驹: 2 -
0
.
0 1 1 8
.
3 18 0
.
1 1() 0
.
15 0 6
.
7 8 0 3
.
0 9 8 0
.
8 4 4 1
.
8 86
0
.
0 0 7 6 9 19 0
.
2 0 0 0
.
2 9 8 4
.
6 10 2
.
6 8 1 0
.
7 5 6 0
.
8 9 8
0 0 0 9 3
.
4 3 () 0
‘
2 9 2 0
.
3 96 2
.
8 2 4 0
.
8 8 6 0
.
4 12 0
.
9 3 6
0
.
0 17 6
.
4 6 4 0
.
0 8 4 0
.
12 4 5
.
8 18 2
.
8 6 5 0
.
4 7 6 1
.
6 7 4
0
.
0 17 6
.
5 5 2 0 1()6 0
.
13 6 4
.
4 8 0 2
.
7 7 0 0
.
6 3 6 1
.
9 4 4
0
.
0 15 2
.
7 2 4 0
.
2 4 8 0
.
2 24 0
.
6 14 2
.
18 7 0
.
19 7 0 5 6 8
0
.
0 2 1 3
.
5 5 1 0
.
4 7 8 0
.
3 58 一 】. 9 5 1 0 . 4 4 9 1 . 4 7 0
()
.
()2 9 4 9 14 0 3 3 2 0
.
0 8 0 1
.
5 80 1
.
8 1() 2
.
6 0 0 2
.
3 2 (1
0 0 16 6
.
15 5 0
.
2 5 6 0
.
0 4 0 2
.
6 68 2 6 0 5 1
.
0 5 1 1
.
8 2 8
通过人为措施控制使之顺向演替 , 结果发现 , 生态顺
行演替过程中不但整个上壤剖面中的全盐量和 p H
值降低 , 而 且表层土壤的 p H 和盐分 含量减少更显
著 , 其它如 N a 十 、 c ( ) 3 “一 、H c ( ) : 一 、 c l 一 、 5 0 4 2 一 等有相
同规律 , 而 c a , 从M g “ + 离子的变化规律则与之相反
(表 6 ) , 此时土壤景观地球化学环境更适于植被的
发育 .
参考文献
4 结 论
松嫩平原西部地处干旱一半干旱的季风气候区 ,
生态环境 卜分脆弱 . 目前由于受人类不合理生产活
动的影响 , 生态系统退化呈 日趋加重的趋势 . 西部脆
弱带生态系统的演化及生态系统的平衡 , 受 自然和
人为双重因素的影响 , 生态藕合分析表明 , 土壤景观
地球化学环境与植被生态梯度间有着密切的相关关
系 , 大多植物沿景观地球化学梯度的生长状况表现
为钟形或生态分布形曲线 , 这是地球化学梯度和植
被生态梯度的藕合效应 . 现代条件下 , 植物群落的演
替与土壤景观地球化学条件的改变几乎是同时发生
的 , 二者在一定条件下互为因果关系 , 因此可通过增
施有机肥 , 增加土壤中有 机质 含量 , 施用土壤改 良
剂 , 降低土壤盐分含量和 p H 值 , 通过水利工程 , 降
低潜水水位等一系列综合治理技术使西部退化的植
物群落沿顺向演替 , 试验表明 , 生态顺行演替过程中
不但整个土壤剖面中的全盐量和 p H 值明显 降低 ,
而且土壤物理性质得到显著的改善 .
I G ( ) l ( 11〕e r g l ) E a n d B a r to 下t AM
.
19 9 2
、
P a t t e rn s a n d co t 、哭q u e n e e s 、T卜
t e r s p e e 一f 一c c o m p e t l t l o n z n 了l a t u r a ! e o n 飞n l u n z t i e s : A r e v 一七w o f fi e ld o x
-
p o r lr 「lo r 一t 、 w 一t !1 p l a n t s
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s o r y , 、, a l l 了, a s e tn 卜 a r , d g r a 、s l a n d
. 皿。乙召〕 , 72 : 1 13 8 一 1 14 9
3 J 、l r , k W J
,
B a y l e y P B a r , d S p a r k s R E 19 8 9
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T h e 日。X } p u l s e e o n e o p t
: : 、 r i、, e r 一f lo d p l a , n s y s t e m s Q n 匀犯 , Pu bl 二 于飞V i A 7ua r 叙 , 10 6
1 1() 一 12 7
4 I I J
一 I) (李建东 ) , z h 。 :飞g H 一Y (郑慧莹 ) 一 9 9 7 . E e o lo g i c a l R e co 、·。 r y
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一 e e o lo g le a l M e e h a n i s m o f t h e S a l in e a lk a l l G r a s s I a n d
.
B e 卜
2l r , g : S : , e , , e o P r e 、、
.
3 0 一 8 5 ( :n C h : n e , 。)
5 I u X G ( 吕宪国 ) , W a n g Q 一C ( 王其存 ) , 2 1、a n g X 一P (张晓平 )
19 9 6
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T }l e l a n d s e a p e e c o lo g ,e a l s t r u e t u r e a n d b u l ld i n g 一n t }l e w o s t
p 盯t o f t ho s ) n g n e n l ) {a l n . I : l : H u a n g X 一C 黄锡畴) , M e n g X 一X (孟
宪玺) e d s . ‘r h o s , t , d y o n t h 。 F r o g : l e E e o l( ) g l e a l E n 、、 r o r皿 e n t , n : h e
W o s r IJ a r t 〔, f N () r t h e a s t C l、: n a
.
B 。 !JI 丁19 : S c ie ,、e e l , r e s s
.
8 8 一 93 ( 】r -
C }1 t rl 。、。 )
6 M a c A r r l l u r R H a n d W一ls o n EO
.
1 96 3
.
A n e q u 一]i卜r x u m t h印 r y o f 一n -
、u lo r z 〔、) g 。。)g r a p }l y
. 肠们l u t “J , z , 1 7 : 3 73 一 3 8 7
7 M e A , 一{, f fe J R
.
19 9 4 L a n d、e a p o e v 〔, l u t :、) r 一
, 5 0 】l fo r rn a r , o rl
, a r 一d e e o
-
l叹 l e a l P o t r e r 们 、 a n d p r(> e e 5 、e s i n 阮r 一〔〕r a n d o s o r t b a 一a d a s . 皿 习l
人饥J Zz以月, ~ , 6 4 : 11 1 一 14 8
8 M l l l l e 万f f . 19 9 3 . I 〕。 r t e r n a n a ly s ls fo r l a , 一d 、e a p e o v o l、一a t ,o n a n d e h a r -
a c t o r z a t l o r l
.
I n : J c n s e n M E
,
Bo : :唱e r o n P S , ed s
.
E e o s y s t e m M a ; l a g c
-
「r lo n t l , r : n c l p l e 、 a l l d A p p li e a t : o r , 5
.
G o n T e e l l R e详 )r t P N w 一G T R -
3 18 1) e p a r tm e r, t o f A g r ie u l t u r e FO r
e s t S e r v i e e
,
P a c i f . e N o r t h w e s t
R e s c a r c h S t a t 一o n
.
3 0 一 9 ()
g N 】u w
一
Y (牛文元 ) . 19 8 9 . ‘Th e l , a s a l d 1 s e r i t n . n a t o r y o f o e o to o e . A’ -
翻 皿。1 51 , , (生态学报 ) , 9 ( 2 ) : 9 7 一 10 4 ( i n C h i n e 、e )
10 S e h o l l e r l M C T
,
B l o a w w P
,
S t ro e d e n g a M
, ‘ a l . 19 8 7 . T h e in 一p a c t
‘) f e o rn p e t i t x、
, e 一n t e r a e t 一o n s o n t h e g m w t }, a n d d i、t r ib t 一t io n
S P e c l e s 一n s a l
I
, a n d a n ‘1 S e a
tm a s h e s
.
Ir l : H u is ke s AH I
, e d s
. 、, e g e t a t i o n
0 f
b e t
P l a n r
、V e e TI
N o w Y o r k : C a m b r : dg o U n i v e r 、, t y P r e s s
.
8 0 一 13 0
1 1 1
’ 0 5 , J a : , d V o e r tm a n R F 19 6 4
. 阮m e e n v i r o n m e n t a l fa e r o r s .n t }飞e
e c o n o , n i C d e v e l叩m e n t o f ‘h e ‘ro o i e s .肠, Zo n , G 戈, ‘ , 40 : 18 9 一 2‘)5
作者简介 宋长春 , 男 , 1 9 6 8 年生 , 博士 , 研究员 , 主要从事生态地球化学研究 , 发表论文 3() 余篇 . E 一m ail : , n gc 。@ m ail .
n e i g a e
·
a c c n