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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 10 期摇 摇 2011 年 5 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
大熊猫取食竹笋期间的昼夜活动节律和强度 张晋东,Vanessa HULL,黄金燕,等 (2655)………………………
高枝假木贼的胎生萌发特性及其生态适应 韩建欣,魏摇 岩,严摇 成,等 (2662)…………………………………
准噶尔盆地典型地段植物群落及其与环境因子的关系 赵从举,康慕谊,雷加强 (2669)………………………
喀斯特山地典型植被恢复过程中表土孢粉与植被的关系 郝秀东,欧阳绪红,谢世友,等 (2678)………………
青藏高原高寒草甸土壤 CO2排放对模拟氮沉降的早期响应 朱天鸿,程淑兰,方华军,等 (2687)………………
毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤水分和植被空间格局 邱开阳,谢应忠,许冬梅,等 (2697)………………
雪灾后粤北山地常绿阔叶林优势树种幼苗更新动态 区余端,苏志尧,解丹丹,等 (2708)………………………
四川盆地四种柏木林分类型的水文效应 龚固堂,陈俊华,黎燕琼,等 (2716)……………………………………
平茬对半干旱黄土丘陵区柠条林地土壤水分的影响 李耀林,郭忠升 (2727)……………………………………
连栽杉木林林下植被生物量动态格局 杨摇 超,田大伦,胡曰利,等 (2737)………………………………………
近 48a华北区太阳辐射量时空格局的变化特征 杨建莹,刘摇 勤,严昌荣,等 (2748)……………………………
中型景观尺度下杨树人工林林分特征对树干病害发生的影响———以河南省清丰县为例
王摇 静,崔令军,梁摇 军,等 (2757)
………………………
……………………………………………………………………………
耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响 田欣欣,薄存瑶,李摇 丽,等 (2768)………………………
官山保护区白颈长尾雉栖息地适宜性评价 陈俊豪,黄晓凤,鲁长虎,等 (2776)…………………………………
花椒园节肢动物群落特征与气象因子的关系 高摇 鑫,张晓明,杨摇 洁,等 (2788)………………………………
沙漠前沿不同植被恢复模式的生态服务功能差异 周志强,黎摇 明,侯建国,等 (2797)…………………………
大豆出苗期和苗期对盐胁迫的响应及耐盐指标评价 张海波,崔继哲,曹甜甜,等 (2805)………………………
不同耐盐植物根际土壤盐分的动态变化 董利苹,曹摇 靖,李先婷,等 (2813)……………………………………
短期 NaCl胁迫对不同小麦品种幼苗 K+吸收和 Na+、K+积累的影响 王晓冬,王摇 成,马智宏,等 (2822)……
套袋微域环境对富士苹果果皮结构的影响 郝燕燕,赵旗峰,刘群龙,等 (2831)…………………………………
畜禽粪便施用对稻麦轮作土壤质量的影响 李江涛, 钟晓兰,赵其国 (2837)……………………………………
土霉素胁迫下拟南芥基因组 DNA甲基化的 MSAP分析 杜亚琼,王子成,李摇 霞 (2846)………………………
甲藻孢囊在长山群岛海域表层沉积物中的分布 邵魁双,巩摇 宁,杨摇 青,等 (2854)……………………………
湖南省城市群生态网络构建与优化 尹海伟, 孔繁花,祈摇 毅,等 (2863)………………………………………
基于多智能体与元胞自动机的上海城市扩展动态模拟 全摇 泉, 田光进,沙默泉 (2875)………………………
城市道路绿化带“微峡谷效应冶及其对非机动车道污染物浓度的影响 李摇 萍,王摇 松,王亚英,等 (2888)…
专论与综述
北冰洋微型浮游生物分布及其多样性 郭超颖,王桂忠,张摇 芳,等 (2897)………………………………………
种子微生物生态学研究进展 邹媛媛,刘摇 洋,王建华,等 (2906)………………………………………………
条件价值评估的有效性与可靠性改善———理论、方法与应用 蔡志坚,杜丽永,蒋摇 瞻 (2915)…………………
问题讨论
中国生态学期刊现状分析 刘天星,孔红梅,段摇 靖 (2924)………………………………………………………
研究简报
四季竹耐盐能力的季节性差异 顾大形,郭子武,李迎春,等 (2932)………………………………………………
新疆乌恰泉华地震前后泉水细菌群落的变化 杨红梅,欧提库尔·玛合木提,曾摇 军,等 (2940)………………
两种猎物对南方小花蝽种群增长的影响及其对二斑叶螨的控害潜能 黄增玉,黄林茂,黄寿山 (2947)………
学术信息与动态
全球变化下的国际水文学研究进展:特点与启示 ———2011 年欧洲地球科学联合会会员大会述评
卫摇 伟,陈利顶 (2953)
……………
…………………………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*302*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*34*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄05
封面图说: 藏酋猴(Macaca thibetana)属猴科(Cercopithecidae )猕猴属(Macaca)又名四川短尾猴、大青猴,为我国特有灵长类之
一,被列为国家二级保护野生动物;近年来,由于人类活动加剧,栖息环境恶化,导致藏酋猴种群数量和分布日趋缩
小;本照片摄于四川卧龙国家级自然保护区(拍摄时间:2010 年 3 月)。
彩图提供: 中国科学院生态环境研究中心张晋东博士摇 E鄄mail:zhangjd224@ 163. com
生 态 学 报 2011,31(10):2669—2677
Acta Ecologica Sinica
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基金项目:国家自然科学基金项目(40961033);国家科技攻关项目(2002BA901A35);国家重点基础研究项目(2007CB106807)资助
收稿日期:2010鄄08鄄05; 摇 摇 修订日期:2011鄄01鄄13
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: kangmy@ bnu. edu. cn
准噶尔盆地典型地段植物群落及其与环境因子的关系
赵从举1,2,康慕谊2,*,雷加强3
(1. 海南师范大学 地理与旅游学院,海口摇 571158;2. 北京师范大学 地表过程与资源生态国家重点实验室,北京摇 100875;
3. 中国科学院 新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐摇 830011)
摘要:沿 88毅E 线,南北纵穿新疆北部准噶尔盆地,选择环境梯度明显的典型地段,设置 33 个具有代表性的野外样方,应用
TWINSPAN与 DCCA分析样方的物种数据和环境数据。 研究结果表明:(1)样方 TWINSPAN 分类结果的第一级分类将分布于
流动、半流动沙丘(垄)上的白梭梭群落与固定、半固定沙地上的梭梭群落区分开来,进一步的分类,可将 33 个样方划分为 12 个
组。 35 种优势植物种 TWINSPAN第 1 级分类把沙漠内部植物种与外缘物种分开。 第 2 级分类把沙漠内部垄上与垄间植物种
以及沙漠外缘旱生、中生和盐生植物种分开。 (2)在各种环境因子中,土壤水分与相对高度(或地面活动性)是影响植物群落分
布的最主要环境因子,DCCA第一排序轴反映生境水分环境条件,第 2 轴反映土壤结构梯度的变化。 (3)除相对高度(或地面活
动性)与土壤水分外,在沙漠南部外缘的山前冲积、洪积扇扇缘,土壤盐分状况亦为植物生长的重要胁迫因子;在沙漠北部外缘
的砾石戈壁平原,基质的机械组成对群落分布格局有重要影响;在沙漠内部,土壤质地、地面坡度对植物群落的分布有较大影
响。 (4)以沙漠为中心的准噶尔盆地地势相对高度与地面活动性、土壤有机质与土壤粘粒、土壤水分与土壤总盐、pH 值、有机
质、相对高度之间存在显著相关关系。
关键词:双向指示种分析法;除趋势对应分析;植物群落;环境因子;古尔班通古特沙漠;准噶尔盆地
Relationships between plant community characteristics and environmental factors
in the typical profiles from Dzungaria Basin
ZHAO Congju1,2, KANG Muyi2,*, LEI Jiaqiang3
1 School of Geography and Tourism,Hainan Normal University, Haikou 571158, China
2 State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology,Beijing Normal University, Beijing 100875, China
3 Xinjiang Institute of Ecology and Geography, CAS,Urumqi 830011, China
Abstract: Dzungaria Basin, located in Northern Xinjiang, is one of the desert regions in China with a mid鄄latitude arid
climate where the mean annual precipitation is around only 70 150 mm. The ecosystems in the basin are extremely fragile
to resist any severe disturbance. With the exploitation and exploration of oil and gas resources, parts of the ecosystems in
Dzungaria Basin have been degraded or even damaged. In order to provide background data for restoring the damaged desert
ecosystems, a survey of the desert vegetation to reveal its relationships with environment factors was conducted in the basin.
33 sampling plots, with each 10 m伊20 m in size and following the contour of the land, were set up at the typical transect
with distinct environmental gradients along 88毅E across the Dzungaria Basin. The species and coverage of trees and shrubs
of desert vegetation were surveyed in each plot. Each plot was further sub鄄divided into fifty 2 m伊2 m quadrats, and the
species and coverage of herbs were then surveyed in three randomly selected quadrats per plot. Meanwhile, the
environmental data of the 33 plots, including ground activity, relative altitude, ground slope, slope aspect, and physical鄄
chemical features of topsoil like total salts, pH, organic matter, water content, medium鄄coarse grain and clay grain, etc.
were collected. The quantitative ordination and classification approaches as DCCA and TWINSPAN were used to analyze the
collected species and environmental data so as to explore and reveal the distribution pattern of plant community influenced
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by environmental factors. The results were shown as follows. (1) There are two main types of desert vegetation sparsely
distributed along the transect. One is Formation Haloxylon persicum scattered on mobile and semi鄄mobile dunes, while the
other is Formation Haloxylon ammodendron emerged only on fixed and semi鄄fixed sandy land. Those two main vegetation
types can be further divided by TWINSPAN until the sixth level into 12 vegetation groups, each of which shows more or less
distinct features including distribution preferences from others. 35 dominant plant species can be roughly divided into two
categories, namely the inner and the outer species of the basin, at first level by TWINSPAN. The inner species can be
further divided into species on the upper or the lower slopes of dunes, and the outer species can be further divided into
categories of xerophyte, mesophyte and halophyte at second level by TWINSPAN. (2) The ordination results of the 33 plots
with 35 dominant plant species by DCCA showed the distribution pattern of plant communities changed apparently with the
gradient of environment factors. The first axis of the DCCA ordination chiefly reflected the gradient of soil water content,
and the second axis mainly related to soil structure gradient, which indicated that of all the environmental factors examined,
soil water content and relative altitude (or ground activity) were the two most prominent environmental factors controlling
the community distribution pattern. (3) Apart from relative altitude (ground activity) and soil water content, soil salinity
also emerged as an environmental factor stressing vegetation, especially at the marginal zone of piedmont diluvial fans in the
southern fringe of the desert. Soil texture was another factor influencing the vegetation features as well as distribution,
particularly in the gobi plain along the northern outskirt of the desert. Meanwhile, soil texture and dune slope also
contributed to the plant distribution pattern in inner desert as two extra environmental gradients. (4) Significant correlations
can be found between relative altitude and ground activity, between soil organic matter and soil clay content, or between
soil water content and total soil salts, pH, relative altitude, and soil organic matter in Dzungaria Basin.
Key Words: TWINSPAN; DCCA; plant community; environmental factor; Gurbantonggut Desert; Dzungaria Basin
植物群落的数量分类和排序研究能较好地解释植物群落的空间分布与环境因子之间的关系。 国外在运
用数量分析方法研究植被分布与环境因子方面有较多报道[1鄄2]。 国内学者亦有应用,但在广阔的新疆北部干
旱、半干旱地区,运用数量分析方法研究植物群落与环境因子关系的著述还较少,研究地域还具有较大的局限
性[3鄄7]。 近年来,新疆北部油气资源的开发、道路等工程项目的建设对荒漠生态系统施加重大影响。 古尔班
通古特沙漠脆弱生态系统的保育和受损生态系统的恢复与重建,成为研究的重点[8鄄9]。 本研究南北纵穿古尔
班通古特沙漠,选择具有地域代表性的样带、样方,收集环境数据和植物数据,运用数量分析方法,研究该区环
境因子与植被分布的关系。
1摇 研究区域概况与研究方法
1. 1摇 研究区域概况
天山北部是由山地与盆地相间排列形成的典型山盆系统,地处准噶尔盆地中央的古尔班通古特沙漠,是
我国最大的固定与半固定沙漠,整个沙漠面积的 95%以上为固定、半固定风沙土[10]。 地貌类型以沙垄及树枝
状沙垄为主,沙丘相对高度一般为 10—50m。 从沙漠中部到外缘,年降水量约为 70—150mm,降水季节分配较
为均匀,各月都有一定数量的降水。 冬季有稳定积雪,最大积雪深度多在 20cm以上。 年平均气温 5—6益,极
端最高气温 40益以上,极端最低气温-40益以下;年潜在蒸发量约 2000—2800mm 左右[11]。 地下水埋深从沙
漠外缘的 0. 5—2m,边缘>5m,到沙漠内部>16m。 8 级以上大风天数在沙漠中部到边缘为 25—77d 不等[12]。
冬春气温低、蒸发弱,故春季干旱相对不明显,沙垄各部位普遍有厚度不等的悬湿沙层,有利于植物生长。 春
末夏初的 5—6 月,植被盖度为年内最大;植物的生活型具有多样性,从矮乔木到短生植物均有分布[13]。 植被
种类组成以藜科、菊科、十字花科、禾本科的植物为主。 这里具有世界温带荒漠中最为丰富的生物资源,构成
了多样的荒漠植物群落类型[14]。
研究样带呈狭长带状南北纵贯古尔班通古特沙漠,主要地形单元包括沙漠及其南北外缘的冲洪积平原。
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图 1摇 古尔班通古特沙漠位置及 33 个样地的布设
摇 Fig. 1摇 Sketch map of Gurbantunggut Desert and the distribution
of 33 quadrats
地理坐标:44毅13忆21义—45毅46忆36义N,87毅34忆56义—88毅24忆5义
E(图 1)。
1. 2摇 研究方法
1. 2. 1摇 数量分析方法
植被数量分析排序方法经历了以主成分分析
(Principal Components Analysis, PCA)法为主(1964—
1980 年) [15],到对应分析 ( Correspondence Analysis,
CA)(1973—1985 年),再到除趋势对应分析(Detrended
Correspondence Analysis, DCA) (1979—1990 年)的过
程[16]。 Braak提出了一种新的排序方法———典范对应
分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA) [17]。 综合
CCA、DCA优点而集成的除趋势典范对应分析(Detrended
Canonical Correspondence Analysis,DCCA)现已成为国
内外使用最为普遍的直接梯度分析方法[18]。 植被数量
分析排序方法不仅适用于环境梯度较大地段,在环境梯
度变化较短小地段(<3SD),DCCA也可以很好地解释植物种分布与环境因子之间的关系[19]。
双向指示种分析法(two鄄way indicator species analysis, TWINSPAN)可以同时完成样方和种类分类,是目
前国际上通用且使用较为广泛的植物群落数量分类方法[20]。 本文用 DCCA与 TWINSPAN方法,对样方、植物
种进行排序、分类,用以揭示植被分布与环境因子的关系。
1. 2. 2摇 数据采集与处理
2002 年、2004 年和 2008 年 5—6 月,3 次对研究区布设的 10 个样带(A—J)、33 个样方(表 1)进行调查。
表 1摇 33 个样方的位置及微地貌特征*
Table 1摇 Locations and micro鄄topographic features of 33 plots
编号 No. 地理特征 Geographic features 编号 No. 地理特征 Geographic features
A 沙漠北部戈壁荒漠平原 F2 沙垄东坡中部
45毅46忆36义N, 87毅34忆56义E F3 沙垄东坡中上部
B 沙漠北部边缘凹陷带 F4 半固定沙垄垄顶
45毅39忆23义N, 87毅48忆15义E F5 半流动沙垄垄顶
C 沙漠北部 F6 沙垄西坡中上部
45毅34忆38义N, 87毅44忆2义E F7 沙垄西坡中下部
C1 垄间 G 沙漠南部
C2 沙垄东坡 44毅27忆20义N, 88毅24忆7义E
C3 沙垄垄顶 G1 垄间
C4 沙垄西坡 G2 沙垄东坡中部
D 沙漠中北部 G3 沙垄垄顶
45毅4忆20义N, 87毅37忆38义E G4 沙垄西坡中下部
D1 垄间 H 沙漠南缘
D2 沙垄东北坡 44毅25忆33义N, 88毅27忆55义E
D3 沙垄垄顶 H1 垄间
D4 沙垄西南坡 H2 沙垄东坡
E 沙漠中部 H3 沙垄垄顶
44毅57忆55义N, 87毅35忆31义E H4 沙垄西坡
E1 垄间 I 沙漠南部的冲洪积平原与荒漠过渡带
E2 沙垄东坡 44毅23忆56义N, 88毅14忆45义E
E3 沙垄垄顶 J 沙漠南部的冲洪积平原
E4 沙垄西坡 44毅13忆21义N, 87毅48忆2义
F 沙漠中南部 J1 轻盐渍化区
44毅32忆27义N, 88毅16忆33义E J2 中等盐渍化区
F1 垄间 J3 重盐渍化区
摇 摇 *A—J,表示 10 个样带,每个样带给出一个经纬度;C1—C4 表示样带 C中设 4 个样方,依次类推;表 3、图 2、图 4 样方编号同此表
1762摇 10 期 摇 摇 摇 赵从举摇 等:准噶尔盆地典型地段植物群落及其与环境因子的关系 摇
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每个样带根据沙垄形态差异及环境梯度变化,分别布设 1—6 个大小为 10m ´20m 的调查样方,样方设置基本
与等高线平行。 在乔灌木调查中,记录每种乔灌木的个体数、株高、冠幅、盖度等数据;同时,再随机设置 3 个
大小为 2m ´2m草本子样方,记录每种草本的个体数、株高、冠幅、盖度等数据。 在每一样方统计物种数据的
同时,在样方的对角线上、中、下 3 个部位取 0—20cm 表土充分混合,测定土壤理化属性,包括土壤总盐、pH
值、有机质以及中粗砂、粘粒含量等;按 10cm间隔挖取 0—50cm深土样,测定土壤水分;在样带线上,用罗盘、
卷尺测量坡度、坡向、沙垄相对高度;每一样带的经纬度与海拔均以 GPS 测定;每个样方共采集地面活动性、
相对高度、坡度、坡向、土壤总盐、pH值、有机质、中粗砂、土壤水分、粘粒等 10 个环境变量。
用专家打分的方法,确定各样方的地面活动系数。 考虑坡向对日照时数和太阳辐射强度影响的特殊性,
坡向数据是将罗盘仪的实测方位角转换为 0毅(N)—180毅(S)。 东、西不分,坡度<5毅的无坡向地段取中值 90毅。
数字越大,表示越向阳,日照时数较长,太阳辐射强度较大。 其余环境因子数据均用实际测量值。
2摇 结果与分析
2. 1摇 主要植物种类与环境因子
在 33 个样方中,共记录到乔、灌木及草本植物 69 种,分属 17 科,以藜科、菊科、十字花科、禾本科等科的
植物为主,其中盖度 1%以上的植物有 35 种(表 2)。 植物生活型多样,包括乔木、灌木、多年生草本植物、1 年
生草本植物和苔藓及地衣等。 其中,短生、类短生植物是荒漠地区植物区系的重要组成部分,早春可以形成明
显层片,局部可成为单优势种群落[21]。
表 2摇 研究区主要的植物种类*
Table 2摇 Dominant species in the study area
种 名 Species 编号 No. 种名 Species 编号 No.
叉毛篷 Petrosimonia sibirica 1 白茎绢蒿 Seriphidium terrae鄄alba 19
刺毛碱蓬 Saueda acuminate 2 簇花芹 Soranthus meyeri 20
囊果碱蓬 Sauedaphysophora 3 独尾草 Eremurus anisopteris 21
小叶碱蓬 Saueda microphylla 4 白梭梭 Haloxylon persicum 22
琵琶柴 Reaumuria soongorica 5 囊果苔草 Carex physodes 23
梭梭 Haloxylon ammodendron 6 白杆沙拐枣 Calligonum leucocladum 24
雾冰藜 Bassia dasyphylla 7 沙漠绢蒿 Seriphidium santolina 25
盐爪爪 Kalidium foliatum 8 羽状三芒草 Aristida pennata 26
柽柳 Tamarix ramosissima 9 琉苞菊 Hyalea pulchella 27
猪毛菜 Salsola collina 10 蛇麻黄 Ephedra distachya 28
无叶假木贼 Anabasis aphylla 11 沙蒿 Artemisia arenaria 29
虫实 Corispermum lehmannianum 12 沙生针茅 Stipa glareosa 30
芨芨草 Achnatherum splendens 13 白茎盐生草 Halogeton arachnoideus 31
角果藜 Ceratocarpus arenarius 14 短叶假木贼 Anabasis brevifolia 32
盐生草 Halogeton glomeratus 15 驼绒藜 Ceratoides lateens 33
抱茎独行菜 Lepidium perfoliatum 16 散枝猪毛菜 Salsola brachiata 34
灰白糖芥 Erysimum cheiranthoides 17 木本猪毛菜 Salsola arbuscula 35
尖喙牻牛儿苗 Erodium oxyrrhynchum 18
摇 摇 *图 3、图 4 中的植物种类编号同此表
10 个环境因子经最大值标准化处理,结果见表 3。 环境因子内相关分析表明:相对高度与地面活动性、土
壤有机质与土壤粘粒之间存在极显著相关关系。 为了减小部分因子的协同作用对排序的影响,选取相对高
度、土壤有机质等 8 个环境因子作为环境数据源。 相关分析结果显示,土壤水分与土壤总盐、pH 值、有机质
(或土壤粘粒)呈极显著正相关关系,而与相对高度(或地面活动性)呈极显著负相关关系;有机质与土壤总
盐、pH值呈极显著正相关关系,而与相对高度(或地面活动性)呈极显著负相关关系;土壤 pH 值与总盐之间
呈极显著正相关关系,而与相对高度(或地面活动性)呈极显著负相关关系(表 4)。
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表 3摇 研究区最大值标准化后的 10 个环境因子数据
Table 3摇 Ten standardized environmental factors in the study area
QUAD ACTI ALTI SLOP ASPE SALT pH ORGA MEDI MOIS CLAY
A 0. 20 0. 01 0. 01 0. 53 0. 02 0. 91 0. 80 0. 39 0. 26 0. 74
B 0. 20 0. 01 0. 01 0. 53 0. 03 0. 91 0. 34 0. 40 0. 24 0. 67
C1 0. 20 0. 01 0. 01 0. 53 0. 03 0. 90 0. 40 0. 48 0. 18 0. 41
C2 0. 40 0. 15 0. 37 0. 59 0. 03 0. 89 0. 33 0. 65 0. 17 0. 15
C3 0. 60 0. 39 0. 07 0. 53 0. 03 0. 87 0. 06 1. 00 0. 12 0. 01
C4 0. 40 0. 11 0. 43 0. 47 0. 02 0. 87 0. 28 0. 77 0. 13 0. 01
D1 0. 01 0. 01 0. 01 0. 53 0. 03 0. 92 0. 46 0. 41 0. 15 0. 54
D2 0. 50 0. 09 0. 43 0. 29 0. 02 0. 89 0. 33 0. 54 0. 15 0. 30
D3 0. 55 0. 17 0. 10 0. 53 0. 03 0. 87 0. 11 0. 84 0. 10 0. 01
D4 0. 40 0. 13 0. 40 0. 79 0. 02 0. 90 0. 39 0. 69 0. 11 0. 10
E1 0. 30 0. 01 0. 10 0. 53 0. 03 0. 93 0. 52 0. 33 0. 16 0. 66
E2 0. 70 0. 43 0. 67 0. 06 0. 01 0. 90 0. 38 0. 61 0. 16 0. 20
E3 1. 00 1. 00 0. 13 0. 53 0. 03 0. 88 0. 16 0. 86 0. 10 0. 01
E4 0. 60 0. 52 0. 93 1. 00 0. 02 0. 91 0. 44 0. 43 0. 12 0. 45
F1 0. 20 0. 01 0. 01 0. 53 0. 02 0. 89 0. 31 0. 17 0. 22 0. 14
F2 0. 40 0. 35 1. 00 0. 47 0. 02 0. 87 0. 39 0. 22 0. 21 0. 03
F3 0. 60 0. 74 0. 83 0. 47 0. 02 0. 88 0. 26 0. 24 0. 14 0. 01
F4 0. 70 0. 61 0. 07 0. 53 0. 03 0. 84 0. 05 0. 44 0. 14 0. 01
F5 0. 90 0. 87 0. 10 0. 53 0. 02 0. 86 0. 10 0. 57 0. 13 0. 01
F6 0. 60 0. 65 0. 73 0. 65 0. 01 0. 86 0. 22 0. 31 0. 15 0. 01
F7 0. 50 0. 35 0. 67 0. 68 0. 02 0. 88 0. 37 0. 22 0. 16 0. 11
G1 0. 10 0. 01 0. 01 0. 53 0. 03 0. 90 0. 47 0. 14 0. 25 0. 23
G2 0. 20 0. 22 0. 83 0. 26 0. 02 0. 88 0. 58 0. 19 0. 24 0. 20
G3 0. 40 0. 35 0. 53 0. 79 0. 02 0. 87 0. 34 0. 19 0. 18 0. 06
G4 0. 60 0. 57 0. 07 0. 53 0. 03 0. 89 0. 47 0. 38 0. 17 0. 02
H1 0. 10 0. 01 0. 01 0. 53 0. 08 0. 91 0. 81 0. 30 0. 33 0. 38
H2 0. 20 0. 11 0. 17 0. 65 0. 08 0. 90 0. 77 0. 32 0. 25 0. 31
H3 0. 40 0. 22 0. 01 0. 53 0. 09 0. 86 0. 10 0. 10 0. 22 0. 03
H4 0. 20 0. 11 0. 13 0. 41 0. 07 0. 89 0. 65 0. 10 0. 32 0. 22
I 0. 10 0. 01 0. 01 0. 53 0. 22 0. 89 1. 00 0. 27 0. 48 0. 69
J1 0. 10 0. 01 0. 01 0. 53 0. 80 0. 89 0. 85 0. 43 0. 75 1. 00
J2 0. 10 0. 01 0. 01 0. 53 0. 52 0. 91 0. 91 0. 23 0. 80 0. 69
J3 0. 10 0. 01 0. 01 0. 53 1. 00 1. 00 0. 74 0. 25 1. 00 0. 62
摇 摇 QUAD:样方编号 Quadrat number,ACTI:地面活动性 Ground activity,ALTI:相对高度 Relative altitude,SLOP:坡度 Slope,ASPE:坡向 Slope
aspect,SALT:总盐 Total salts,pH:pH值 pH value,ORGA:有机质 Organic matter,MEDI:中粗砂 Medium鄄coarse grain,MOIS:土壤水分 Soil moisture,
CLAY:粘粒 Clay grain
表 4摇 研究区 8 个环境因子间的相关系数
Table 4摇 Correlation coefficients among eight environmental factors in the study area
ALTI SLOP ASPE SALT pH ORGA MEDI MOIS
ALTI 1
SLOP 0. 359* 1
ASPE 0. 143 0. 454* 1
SALT -0. 386* -0. 299 -0. 221 1
PH -0. 531** -0. 255 -0. 203 0. 568** 1
ORGA -0. 724** -0. 222 -0. 135 0. 507** 0. 571** 1
MEDI 0. 268 -0. 064 0. 041 -0. 165 -0. 179 -0. 438* 1
MOIS -0. 556** -0. 343 -0. 26 0. 936** 0. 588** 0. 703** -0. 350* 1
摇 摇 **显著水平为 0. 01,*显著水平为 0. 05,环境因子缩写同表 3
3762摇 10 期 摇 摇 摇 赵从举摇 等:准噶尔盆地典型地段植物群落及其与环境因子的关系 摇
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2. 2摇 样方与植物种类的分类
2. 2. 1摇 样方 TWINSPAN数量分类
摇 摇 研究区 33 个样方 TWINSPAN等级分类结果表明,第一级分类可以将分布于流动、半流动沙丘(垄)上的
白梭梭群落与固定、半固定沙地上的梭梭群落区分开来;进一步的分类, 33 个样方可以分为 12 样方组(图
2)。 具体分为:分布于流动、半流动沙垄垄顶的沙蒿+羽状三芒草群落(E3、F5、H3);固定、半固定沙垄垄顶的
白梭梭+沙蒿+草本类群落(C3、F4、G3);沙漠中北部的白梭梭+蛇麻黄+草本类群落(D2、D3、D4);分布广泛
的白梭梭+白杆沙拐枣+沙漠绢蒿+草本类群落(C1、C2、C4、E2、E4、F2、F3、F6、F7);垄间地的蛇麻黄+沙漠绢
蒿+草本类群落(D1、E1、F1);沙漠北部戈壁平原的驼绒藜+沙生针茅群落(A);沙漠南部的白梭梭+沙漠绢蒿
+草本类群落(G1、G2、G4);沙漠北部边缘的梭梭+短叶假木贼群落(B);沙漠南部边缘的梭梭+囊果苔草群落
(H1、H2、H4);沙漠南部冲洪积平原与荒漠过度带的梭梭+草本类植物群落(I);沙漠南部冲洪积平原上的梭
梭+盐爪爪+琵琶柴群落(J1、J2)和柽柳+琵琶柴+草本类群落(J3)。 该分类结果较为客观地对研究区荒漠群
落进行划分,准确地揭示出植物群落类型与环境梯度之间的关系。
N=8N=25
N=3N=5N=22
J1
J2
G1
G2
G4
H1
H2
H4
AC3
F4
G3
D2
D3
D4
E3
F5
H3
J3I
Division 1 N=33
N=18
B
N=4
N=12
N=19
D1
E1
F1
N=6
D2 D2
D3D3D3D4 D4
D5
D6D6
C1 C2 C4
E2 E4 F2
F3 F6 F7
图 2摇 准噶尔盆地 33 个样方的 TWINSPAN分类树状图
Fig. 2摇 Dendrogram of TWINSPAN classification of 33 plots in Dzungaria Basin
2. 2. 2摇 优势种的数量分类
盖度 1%以上的 35 种植物 TWINSPAN第 1 级分类把沙漠内部植物种与外缘物种分开(图 3)。 第 2 级分
类把沙漠内部垄上与垄间植物种以及沙漠外缘中生、湿生植物植物种分开。 分类结果从左向右种类的变化反
映了地面活动性(或相对高度)、土壤水分 2 个环境梯度对植物空间分异的影响。 最左面的物种主要有羽状
三芒草(26#)、沙蒿(29#)等适应地面基质不稳、抗旱能力强的旱生、超旱生草本、小半灌木植物;然后是白梭
梭(22#)、蛇麻黄(28#)等旱生植物;中部的虫实(12#)、尖喙牻牛儿苗(18#)等物种为短生、类短生植物;最右
面物种主要是刺毛碱蓬(2#)、琵琶柴(5#)、柽柳(9#)等较耐盐碱的中生、湿生植物。
2. 3摇 样方与植物种类的 DCCA排序
以 8 个环境因子的预处理数据作为环境数据源,以植物盖度等指标为种类数据源,构成环境因子与种类
数据矩阵,应用 CANOCO4. 5 软件对数据进行分析,得到研究区 33 个样方和 35 种植物的 DCCA 二维排序图
(图 4)。 种名与样方位置参见表 1、表 2。 环境因子用带有箭头的线段表示,连线的长短表示植物种类的分布
与该环境因子关系的大小,箭头连线与排序轴的夹角表示该环境因子与排序轴相关性的大小,箭头所指的方
向表示该环境因子的变化趋势。 种类、样方与环境因子箭头共同反映出植物物种的分布沿每一环境因子的梯
度方向的变化特征与样方的环境梯度。 第一排序轴、第二排序轴、第三排序轴的特征值分别为 0. 832、0. 506
和 0. 344。 排序分析的特征值总和为 2. 481,其中前 3 轴的累计值占特征值总和的 67. 8% ,表明前 3 轴集中了
4762 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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N=19
N=9
N=11
N=3 N=6
N=9 N=7
N=8
6
10
4 15
16
31
34
22
23
24
25
27
28
20
21
26
29
9
11
13
N=16
Division 1 N=35
N=3
30 19 12
18
14 32
35
1 2
3 5
7 8
17
33
N=13
D2
D3
D4
D5 D5
D3 D3
D2
D3
D4D4
图 3摇 准噶尔盆地主要的植物种类的 TWINSPAN分类树状图
Fig. 3摇 Dendrogram of TWINSPAN classification of 35 dominant species inDzungaria Basin
全部排序轴所反映的植被鄄生境关系信息的大部分。 第一排序轴与土壤水分、有机质(或土壤粘粒)、总盐呈正
相关关系,相关系数分别为 0. 916、0. 846、0. 761,与相对高度(或地面活动性)呈负相关( -0. 723);第二排序
轴与中粗砂含量呈负相关(-0. 454),与地形坡度呈正相关(0. 368)。
pH
坡度
相对高度
坡向
中粗砂粒
总盐 土壤水分
有机质
AX2
AX1
-2 8
5
-1
图 4摇 研究区植物群落 DCCA二维排序图
摇 Fig. 4摇 A two鄄dimensional graph of DCCA ordination for
plant communities
+表示物种,阴表示样方
样方整体沿着第一排序轴分布,反映土壤水分梯度
对植物种分布的影响。 最右端的样方 I、J1、J2、J3 分布
在地势平坦、土壤湿润、有机质含量和总盐含量相对较
高的生境中,主要物种包括:柽柳、琵琶柴、盐爪爪、雾冰
藜、无叶假木贼、叉毛篷、刺毛碱蓬、囊果碱蓬等。 最左
端的样方 E3、F5、H3 等分布在相对高度较大、基质不
稳、土壤水分条件恶劣的生境,主要物种有羽状三芒草、
沙蒿以及短命、类短命植物等。 第二排序轴反映土壤质
地与地形坡度对植物种分布的影响。 沿着第二排序轴
展开的样方主要有 E3、F2、F3、G2、G4 等分布于沙垄的
两坡上部,尤其是背风坡,土壤质地较粗,主要物种有琉
苞菊、簇花芹、独尾草等。 C1、D1、F1、G1 等为短生植物
占优势的样方,它们接近多个环境变量的质心,表明这
些植物分布对环境没有特别的偏好,也表明短生植物对研究区自然环境具有广泛的适应性,空间分布广,因此
成为广布种[5]。
3摇 讨论与结论
3. 1摇 采用 TWINSPAN等级分类,沿 88毅E线,南北纵穿准噶尔盆地的 33 个荒漠植物群落样方分为 12 个群落
类型,其中第一级分类将梭梭群落与白梭梭群落区分开来。 分类结果较为准确地揭示出植物群落类型与环境
梯度之间的关系。
3. 2摇 DCCA第一排序轴反映生境相对高度与水分环境条件,第 2 排序轴反映土壤结构梯度的变化。 表明准
噶尔盆地植物群落分布格局是由土壤水分、相对高度(或地面活动性)、有机质(或土壤粘粒)、以及中粗砂含
量、地形坡度等环境因子决定的。 其中土壤水分与相对高度(地面活动性)是影响植物群落分布的最主要环
境因子。
研究结果表明,相对高度为影响本区植物群落空间格局分布的重要环境因子,且与植物群落空间格局分
5762摇 10 期 摇 摇 摇 赵从举摇 等:准噶尔盆地典型地段植物群落及其与环境因子的关系 摇
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布相符。 海拔高度是影响群落空间分异的重要的环境因子,而地势相对高度对植被格局影响的研究较少报
道[22鄄23]。 准噶尔盆地北高南低,海拔高差仅百余米,而内部的固定、半固定沙垄高度通常为 10—50m,可达
100m,因而与海拔高度相比,相对高度更能体现研究区地貌特征,更能反映高度对植被格局的影响。 这对类
似地貌单元植物群落格局研究具重要借鉴意义。
3. 3摇 环境因子对植被格局分布的影响。 准噶尔盆地沙漠内部因相对高度(或地面活动性)、土壤质地的差异
引起植物群落的空间分布差异。 沙蒿+羽状三芒草群落分布于流动、半流动沙垄垄顶,白梭梭+沙蒿+草本类
群落多分布于固定、半固定沙垄垄顶,而垄间低地主要为蛇麻黄+沙漠绢蒿+草本类群落。 沙漠中北部质地较
粗,植被类型以白梭梭+蛇麻黄+草本类群落为主,而沙漠南部质地相对较细,白梭梭+沙漠绢蒿+草本类群落
为主要的植被类型。 白梭梭+白杆沙拐枣+沙漠绢蒿+草本类群落为沙漠地区分布广泛的植被类型,分布于具
有一定的相对高度、坡度与土壤质地较粗条件的沙垄的中上部。 沙漠南部的荒漠—绿洲过渡带,降水稍多,受
地下水位较高的影响,形成盖度较高、物种较为丰富的梭梭+草本类植物群落。 准噶尔盆地沙漠南部外缘的
山前冲洪积扇扇缘带,形成以琵琶柴群落为代表的植物群落[7]。 准噶尔盆地沙漠北部及其外缘的砾石戈壁
平原,因土壤质地较粗,环境因子中基质的机械组成对群落分布格局有重要影响,分别形成驼绒藜+沙生针茅
群落和梭梭+短叶假木贼群落[24]。
3. 4摇 准噶尔盆地荒漠生境中地势相对高度与地面活动性、土壤有机质与土壤粘粒、土壤水分与土壤总盐、pH
值、有机质、相对高度等环境因子之间存在显著相关关系。
植物群落空间分布格局的复杂性与多变性是由光照、热量、水分、土壤、生物等多个环境因子综合作用的
结果。 研究区光照、热量充足,这两个因子不会成为植物格局差异形成的限制因子[11]。 所以,本研究采集的
10 个环境因子涵盖了影响植物空间分异的所有重要因子。 除坡度、坡向外,土壤有机质与土壤粘粒、相对高
度与地面活动性、中粗砂含量以及土壤水分与土壤总盐、pH值、有机质、相对高度等环境因子之间存在显著相
关关系。 与其它生境相比,干旱地区环境因子间相关关系更为显著,关系变化也更为简单,这可能是导致干旱
生境系统稳定性差,抗干扰能力弱,生态脆弱的重要原因[25]。
致谢:数据采集及写作过程中,得到中国科学院新疆生态与地理研究所张立运先生、蒋进研究员、王雪芹博士、
李生宇博士和穆元伟、陈钧杰、宋春武等同学的帮助,特此致谢。
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7762摇 10 期 摇 摇 摇 赵从举摇 等:准噶尔盆地典型地段植物群落及其与环境因子的关系 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 10 May,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Circadian activity pattern of giant pandas during the bamboo growing season
ZHANG Jindong, Vanessa HULL,HUANG Jinyan, et al (2655)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………
The vivipary characteristic of Anabasis elatior and its ecological adaptation HAN Jianxin, WEI Yan, YAN Cheng, et al (2662)……
Relationships between plant community characteristics and environmental factors in the typical profiles from Dzungaria Basin
ZHAO Congju, KANG Muyi, LEI Jiaqiang (2669)
………
…………………………………………………………………………………
The relationship between pollen assemblage in topsoil and vegetation in karst mountain during different restoration period of typical
vegetation community HAO Xiudong, OUYANG Xuhong,XIE Shiyou,et al (2678)………………………………………………
Early responses of soil CO2 emission to simulating atmospheric nitrogen deposition in an alpine meadow on the Qinghai Tibetan Plateau
ZHU Tianhong, CHENG Shulan, FANG Huajun, et al (2687)……………………………………………………………………
Spatial pattern of soil moisture and vegetation attributes along the critical area of desertification in Southern Mu Us Sandy Land
QIU Kaiyang, XIE Yingzhong, XU Dongmei, et al (2697)
……
…………………………………………………………………………
Dynamics ofdominant tree seedlings in montane evergreen broadleaved forest following a snow disaster in North Guangdong
OU Yuduan, SU Zhiyao, XIE Dandan, et al (2708)
…………
………………………………………………………………………………
A comparative analysis of the hydrological effects of the four cypress stand types in Sichuan Basin
GONG Gutang, CHEN Junhua, LI Yanqiong, et al (2716)
……………………………………
…………………………………………………………………………
Effect of cutting management on soil moisture in semi鄄arid Loess Hilly region LI Yaolin, GUO Zhongsheng (2727)…………………
Dynamics of understory vegetation biomass in successive rotations of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) plantations
YANG Chao,TIAN Dalun,HU Yueli,et al (2737)
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Spatial and temporal variation of solar radiation in recent 48 years in North China
YANG Jianying, LIU Qin,YAN Changrong, et al (2748)
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Impact of stand features of short鄄rotation poplar plantations on canker disease incidence at a mesoscale landscape: a case study
in Qingfeng County, Henan Province, China WANG Jing,CUI Lingjun,LIANG Jun,et al (2757)………………………………
Effects of different soil tillage systems on weed biodiversity and wheat yield in winter wheat (Triticum aestivum L. ) field
TIAN Xinxin, BO Cunyao, LI Li, et al (2768)
……………
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Habitat suitability evaluation of Elliot忆s pheasant (Syrmaticus ellioti) in Guanshan Nature Reserve
CHEN Junhao, HUANG Xiaofeng, LU Changhu,et al (2776)
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Relationships between arthropod community characteristic and meteorological factors in Zanthoxylum bungeanum gardens
GAO Xin, ZHANG Xiaoming, YANG Jie, et al (2788)
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The differences of ecosystem services between vegetation restoration modelsat desert front
ZHOU Zhiqiang, LI Ming, HOU Jianguo, et al (2797)
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Response to salt stresses and assessment of salt tolerability of soybean varieties in emergence and seedling stages
ZHANG Haibo, CUI Jizhe, CAO Tiantian, et al (2805)
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Dynamic change of salt contents in rhizosphere soil of salt鄄tolerant plants DONG Liping, CAO Jing,LI Xianting, et al (2813)………
Effect of short鄄term salt stress on the absorption of K+ and accumulation of Na+,K+ in seedlings of different wheat varieties
WANG Xiaodong, WANG Cheng, MA Zhihong, et al (2822)
…………
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Effects of the micro鄄environment inside fruit bags on the structure of fruit peel in ‘Fuji爷 apple
HAO Yanyan, ZHAO Qifeng, LIU Qunlong, et al (2831)
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Enhancement of soil quality in a rice鄄wheat rotation after long鄄term application of poultry litter and livestock manure
LI Jiangtao, ZHONG Xiaolan, ZHAO Qiguo (2837)
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MSAP analysis of DNA methylation in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) under Oxytetracycline Stress
DU Yaqiong, WANG Zicheng, LI Xia (2846)
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Distribution of dinoflagellate cysts in surface sediments from Changshan Archipelagoin the North Yellow Sea
SHAO Kuishuang, GONG Ning,YANG Qing, et al (2854)
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Developing and optimizing ecological networks in urban agglomeration of Hunan Province, China
YIN Haiwei, KONG Fanhua, QI Yi, et al (2863)
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Dynamic simulation of Shanghai urban expansion based on multi鄄agent system and cellular automata models
QUAN Quan, TIAN Guangjin,SHA Moquan (2875)
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“Micro鄄canyon effect冶 of city road green belt and its effect on the pollutant concentration above roads for non鄄motorized vehicles
LI Ping, WANG Song, WANG Yaying,et al (2888)
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Review and Monograph
The abundance and diversity of nanoplankton in Arcitic Ocean GUO Chaoying,WANG Guizhong,ZHANG Fang,et al (2897)………
Advances in plant seed鄄associated microbial ecology ZOU Yuanyuan,LIU Yang,WANG Jianhua,et al (2906)………………………
Improving validity and reliability of contingent valuation method through reducing biases and errors: theory, method and applic鄄
ation CAI Zhijian, DU Liyong, JIANG Zhan (2915)………………………………………………………………………………
Discussion
The analysis of Chinese ecological academic journals LIU Tianxing, KONG Hongmei, DUAN Jing (2924)……………………………
Scientific Note
Seasonal variations in salt tolerance of Oligostachyum lubricum GU Daxing, GUO Ziwu, LI Yingchun, et al (2932)…………………
Variation of a spring bacterial community from Wuqia Sinter in Xinjiang during the pre鄄 and post鄄earthquake period
YANG Hongmei,OTKUR ·Mahmut,ZENG Jun,et al (2940)
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Comparison of the effect of two prey species on the population growth of Orius similis Zheng and the implications for the control
of Tetranychus urticae Koch HUANG Zengyu, HUANG Linmao, HUANG Shoushan (2947)……………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 10 期摇 (2011 年 5 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 10摇 2011
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