全 文 ：第 wu卷 第 x期
u s s y年 x 月
林 业 科 学
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∂²¯1wu o‘²1x
¤¼ou s s y
绿洲外围沙冬青群落多种群多规模格局特点研究
李慧卿t ov 李慧勇w 张景波u 赵秀莲t 江泽平t
kt1 中国林业科学研究院林业研究所 国家林业局林木培育重点实验室 北京 tsss|t ~ u1 中国林业科学研究院沙漠林业
实验中心 磴口 stxuss ~ v1 北京林业大学水土保持学院 北京 tsss{v ~w1 山西省水利科学研究所 太原 svsssul
摘 要 } 以乌兰布和沙漠东北缘黄灌区绿洲以及井灌区绿洲外围天然沙冬青群落为研究对象 o采用 ∂ µ¨‹²¨©修
正的多规模排序法和 ⁄¤¯¨提出的格局强度及多种群格局一致性指标等分析方法 o分析两个群落内的多种群多规模
格局 !多规模格局内植物种的贡献率及其组合 !格局强度以及格局一致性 o探讨两种灌溉模式绿洲外围植被的空间
分布格局特点 !不同格局规模上植物种间关系 o为该区人工防治荒漠化及植被恢复提供依据 ∀研究结果表明 }黄灌
区绿洲外围沙冬青群落格局规模较小 o而井灌区绿洲外围沙冬青群落格局规模相对较大 ~两个群落都以多种群灌
木格局为主 ~黄灌区绿洲外围沙冬青群落整体格局强度相对较大 o但格局一致性却相对较低 ∀而井灌区则正好相
反 o整体格局强度相对较小 o但格局一致性却较高 ∀
关键词 } 沙冬青 ~群落 ~多种群多规模格局 ~贡献率 ~种间关系
中图分类号 }≥zt{1x 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylsx p ssst p sx
收稿日期 }ussw p sy p sw ∀
基金项目 }/十五0国家科技攻关计划专题 }/沿黄灌区绿洲型防沙治沙综合技术体系研究0kussu…„xtz„s| p ul ∀
Αναλψσισ ον Μυλτι2Σπεχιεσ ανδ Μυλτι2Σχαλε Παττερν οφ Αµ µοπιπταντηυσ µονγολιχυσ
Χοµ µ υνιτιεσ Ουτσιδε Οασεσ
¬‹∏¬´¬±ªtov ¬‹∏¬¼²±ªw «¤±ª¬±ª¥²u «¤² ÷¬∏¯¬¤±t ¬¤±ª ³¨¬²ªt
kt1 Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστρψo ΧΑΦ Λαβορατορψοφ Τρεε Βρεεδινγ ανδ Χυλτιϖατιον o Στατε Φορεστρψ Αδµινιστρατιον Βειϕινγ tsss|t ~ u1 ∆εσερτ Φορεστρψ
Εξπεριµενταλ Χεντερo ΧΑΦ ∆ενγκου stxuss ~ v1 Σοιλανδ Ωατερ Χονσερϖατιον Χολλεγε o Βειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγ tsss{v ~
w1 Σηανξι Ωατερ Ρεσουρχε ανδ Ηψδραυλιχσ Ρεσεαρχη Ινστιτυτε Ταιψυαν svsssul
Αβστραχτ} ˜¯ ¤±¥∏«¨ §¨¶¨µ·¬¶²±¨ ²©·«¨ ¶¬·¨¶·«¤·¶∏³³¯¼ °∏¦« °¤·¨µ¬¤¯ ©²µ§∏¶·¶·²µ°¶¬± ±²µ·« ≤«¬±¤q Αµ µοπιπταντηυσ
µονγολιχυσ¬¶ ±¨§¤±ª¨µ¨§º«¬¦«¬¶·«¨ ²±¯¼ √¨¨ µªµ¨ ±¨ ¥µ²¤§¯ ¤¨©¶³¨¦¬¨¶¬±¶¤±§¤µ¨¤²©±²µ·« º¨ ¶·≤«¬±¤¤±§¬¶¤¯¶²ª²²§©¬¬¬±ª
¶¤±§³¯¤±·q׫¬¶³¤³¨µ¦²±·µ¤¶·¶·º²±¤·∏µ¤¯ Αq µονγολιχυ󦲰°∏±¬·¬¨¶²∏·¶¬§¨ ·«¨ ²¤¶¨¶²±·«¨ ±²µ·« º¨ ¶·²© ˜¯¤±¥∏«¨ §¨¶¨µ·
·«¤·¤µ¨ ¬µµ¬ª¤·¨§¥¼ ‹∏¤±ª«¨ •¬√¨ µ¤±§º¨ ¯¯ º¤·¨µµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ o∏¶¬±ª·«¨ °¨ ·«²§¶²© °∏¯·¬2¶¦¤¯¨²µ§¬±¤·¬²± º«¬¦« ∂ µ¨‹²¨© ετ
αλqkt|{|l «¤√¨ µ¨√¬¶¨§¤±§·«¨ ³¤·¨µ±¬±·¨±¶¬·¼ ¤±§³¤·¨µ±¦²±¶¬¶·¨±¦¼¬±§¨¬ º«¬¦«⁄¤¯¨ ετ αλqkt||xl ³∏·©²µº¤µ§q׫¨ ¤¬°
²©·«¬¶³¤³¨µ¬¶·² ¬¨³¯²µ¨·«¨ √¨ ª¨·¤·¬²±¶·µ∏¦·∏µ¨ ¦«¤µ¤¦·¨µ¶¤±§¶³¨¦¬¨¶µ¨ ¤¯·¬²±¶²±§¬©©¨µ¨±·¶¦¤¯ ¶¨²∏·¶¬§¨ ·«¨ ²¤¶¨¶¤±§³µ²√¬§¨
·«¨ ¥¤¶¬¶§¤·¤©²µ¦²°¥¤·¬±ª§¨¶¨µ·¬©¬¦¤·¬²± ¤±§√¨ ª¨·¤·¬²± µ¨¶·²µ¤·¬²±¬±·«¨ ¤µ¨¤q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §o·«¨ ³¤·¨µ± ¶¦¤¯¨²© Αq
µονγολιχυ󦲰°∏±¬·¼ ²∏·¶¬§¨ ·«¨ ²¤¶¬¶¬µµ¬ª¤·¨§¥¼·«¨ ≠¨¯¯ ²º •¬√¨ µ¬¶°∏¦«¶°¤¯¯¨µ·«¤±·«¤·²∏·¶¬§¨ ·«¨ ²¤¶¬¶¬µµ¬ª¤·¨§¥¼ º¨ ¯¯
º¤·¨µq ²¶·³¤·¨µ±¶²©·«¨ ·º²¦²°°∏±¬·¬¨¶¤µ¨ °∏¯·¬2¶³¨¦¬¨¶¶«µ∏¥³¤·¨µ±¶q„±§º«¤·°²µ¨ o·«¨ ³¤·¨µ±¬±·¨±¶¬·¼¬¶¯ ¤µª¨µ¤±§
·«¨ ³¤·¨µ±¦²±¶¬¶·¨±¦¼¬±§¨¬¬¶¶°¤¯¯¨µ¬±·«¨ ¦²°°∏±¬·¼ ²∏·¶¬§¨ ·«¨ ²¤¶¬¶¬µµ¬ª¤·¨§¥¼·«¨ ≠¨¯¯ ²º •¬√¨ µ·«¤±·«¤·²∏·¶¬§¨ ·«¨
²¤¶¬¶¬µµ¬ª¤·¨§¥¼ º¨ ¯¯ º¤·¨µq
Κεψ ωορδσ} Αµ µοπιπταντηυσ µονγολιχυσ~¦²°°∏±¬·¼~°∏¯·¬2¶³¨¦¬¨¶¤±§°∏¯·¬2¶¦¤¯¨³¤·¨µ±~¦²±·µ¬¥∏·¬²±~¶³¨¦¬¨¶µ¨ ¤¯·¬²±¶
种群空间格局分析是研究群落结构 !种群间相互作用以及种群与环境关系的重要手段 o是现代植物生态
学研究的主题之一k张金屯 ot||x ~⁄¤¯¨ ετ αλqot|{|l ∀自从 Šµ¨¬ª2≥°¬·«kt|ytl开创空间格局的研究工作以
来 o自然植被单种群空间格局的研究颇多kŠ¤¯¬¤±²ot|{v ~∂ µ¨‹²¨© ετ αλqot||v ~⁄¤¯¨ ετ αλqot|{| l ∀过去多
局限于多种群单规模或单种群多规模的研究k∂ µ¨‹²¨© ετ αλqot|{| ~ Š¤¯¬¤±²ot|{vl ∀ ∂ µ¨‹²¨©等kt|{|l 在
‘²¼2 ¬¨µ等kt|ztl 多规模排序方法的基础上 o对其进行了修正 o能有效鉴别出多种群及其相应的空间格局规
模 ∀ ⁄¤¯¨等kt||xl以修正的多规模排序法为基础 o将空间一致性指标扩展用于多种群多规模空间格局分析 o
本文在研究中又将其扩展用于群落植被总体格局一致性分析 ∀这几种方法相结合不仅能有效分析天然植被
真实群落结构 o也是人工植被恢复中物种配置的有效工具 ∀
沙冬青kΑµ µοπιπταντηυσ µονγολιχυσl是我国西北荒漠地区唯一超旱生常绿阔叶灌木树种 o在沙漠植物中
有活化石之称 o是我国珍稀濒危 !重点保护植物 ∀沙冬青耐旱 !耐寒 !耐瘠薄 !根系发达 o是优良的固沙植物
k李慧卿等 ousssl ∀不少学者在沙冬青引种 !生态 !超微结构等方面展开了不同程度的研究 o但从群落内进行
多种群多规模格局的研究还未见报道 ∀
t 研究区概况
乌兰布和沙漠kv|βt|χ ) wsβxzχ‘otsyβs|χ ) tsyβxzχ∞l位于中国北方半干旱与干旱区的过渡地带 o气候波
动性大 o生态系统脆弱 o是中国北方沙尘暴频繁发生的主要沙源地之一 o被国家列为沙质荒漠化严重发展区 ∀
在风力作用下 o沙漠东北缘的流动和半固定沙丘 o往往沿主害风方向前移 o危害极大 ∀防治绿洲周边的流动
沙丘 !半固定沙丘是植被恢复的重点工作 ∀乌兰布和沙漠东北部以河套绿洲为界 o西部以阿拉善盟阿左旗吉
兰泰 p图库木公路为界 o西北部以狼山为界 o东至黄河 o南至贺兰山 ∀总面积 tu|1{万 «°u o是我国八大沙漠
之一 ∀其中流动沙丘约占总面积的 vy1| h o半固定沙丘占 vv1v h o固定沙丘占 u|1{ h ∀该区平均气温 {1x
ε o年降水量 {s ∗ txs °° o年蒸发量 v xss °° o蒸发量是降水量的 uv ∗ ww倍 ∀
试验区位于中国林业科学研究院沙漠林业实验中心实验场 ∀将绿洲分为黄河水灌溉区k黄灌区l和井水
灌溉区k井灌区l ∀黄灌区地势较低 o地下水埋深 v °左右 ~黄灌区绿洲外围沙冬青群落位于实验一场南大
滩 o为缓平沙丘 o附近有废弃的羊房 o主要灌木有沙冬青 !油蒿k Αρτεµισια ορδοσιχαl !白刺k Νιτραρια τανγυτορυµl !
籽蒿kΑρτεµισια σπηαεροχεπηαλαl o草本植物有沙地旋覆花kΙνυλα αµ µοπηιλαl !苦豆子k Σοπηορα αλοπεχυροιδεσl !沙竹
kΠσαµ µοχηλοα ϖιλλοσαl等 ∀井灌区地势较高 o地下水埋深 | °左右 ∀井灌区绿洲外围沙冬青群落位于实验四
场东南冬青滩 o为缓平沙丘 ∀群落主要有灌木植物沙冬青 !白刺等 o以及草本植物沙米k Αγριοπηψλλυµ
σθυαρροσυµl !五星蒿k Βασσια δασψπηψλλαl !虫实k Χορισπερµυµ µονγλιχυµl !猪毛菜k Σαλσολα χολλιναl等 ∀
u 研究方法
211 取样方法
采用连续小样方组成的样带法取样 ∀于 ussv年 |月初 o在乌兰布和沙漠东北缘黄灌区绿洲外围以及井
灌区绿洲外围的天然沙冬青群落内分别取样 ∀样带方向垂直于西北风主害风方向k主害风方向为西偏北
tuβl o因为在冬春季节 o起沙风以西北风为主 o垂直于主害风方向的植被格局对沙面稳定的影响较大 ∀本文
研究的是灌木加草本的多种群混合格局 o综合考虑草本植物与灌木植物对样方的需求 o将小样方设计为 xs
¦° ≅ xs ¦°∀根据群落的大小 o黄灌区绿洲外围沙冬青群落取小样方 uxy个 o井灌区绿洲外围沙冬青群落取
小样方 xtu个 ∀记录小样方中所有植物种的盖度 ∀
212 数据分析方法
tl格局规模 }采用 ∂ µ¨‹²¨©等kt|{|l修正的多规模排序法 ~ul植物种对格局的贡献率 }采用 ⁄¤¯¨等
kt||xl建议的方法 ~vl格局强度 }采用 ⁄¤¯¨等kt||xl的完全格局强度法 ~wl格局一致性 }采用 ⁄¤¯¨等kt||xl
提出的方法以及李慧卿等kussxl的推算方法 ∀
v 结果与分析
311 黄灌区绿洲外围沙冬青群落多种群多规模格局特点
v1t1t 格局规模及植物种对格局的贡献率 对黄灌区绿洲外围沙冬青群落所有植物种不同区组协方差和
矩阵进行主成分分析 o根据特征值占总方差的比率及其累积贡献率k见表 tl o选取 v个主成分可以解释植被
信息量的 |{1u| h ∀其中第 t主成分解释信息量的 yv1yw h o第 u主成分解释信息量的 uz1xy h o第 v主成分
解释信息量的 z1s| h ∀
图 t为黄灌区绿洲外围沙冬青群落 v个主成分分配在区组中的主成分特征值k方差l与区组大小所作的
图 ∀图形曲线中出现的峰值揭示了植被格局中最显著的格局规模 ∀假设植被格局是同等规模大小的斑块和
间隙交替出现的完全斑块 o那么斑块长度就可以用峰值对应的区组数 ≅ 样方边长来表示k∂ µ¨‹²¨© ετ αλqo
t|{|l ∀如果方差峰高且陡峭 o暗示存在着明显 !紧凑的丛生斑块 ∀如果方差峰对应的区组较多 o暗示着斑块
的界限不明显k²«± ετ αλqot|{{l ∀从图 t可以看出 }第 t主成分在区组 ts处 !第 u主成分在区组 tw及 wz
u 林 业 科 学 wu卷
表 1 沙冬青群落不同区组协方差和矩阵主成分特征值
Ταβ . 1 Τηε ειγενϖαλυεσ οφ ΠΧΑ αναλψσισφορ τηε τοταλ χοϖαριανχε µατριξ
ιν Α . µονγολιχυσ χοµ µ υνιτψ
特征值
∞¬ª¨ ±√¤¯∏¨
上下特征值差
⁄¬©©¨µ¨±¦¨
主成分对方差贡献率
°µ²³²µ·¬²±
累积贡献率
≤∏°∏¯¤·¬√¨³µ²³²µ·¬²±
uy1uuz x tw1{y| t s1yvy w s1yvy w
tt1vx{ w {1wvy z s1uzx y s1|tu s
u1|ut z u1xvw | s1szs | s1|{u |
处 !第 v主成分在区组 ts和 w|
处存在着格局规模 o即斑块长
度分别为 x !z !uv1x !x和 uw1x
°∀从方差峰的陡峭程度来
看 o第一主成分解释的区组 ts
规模的斑块内外植被盖度差别
较大 o斑块界限相对比较明显 ∀
表 2 黄灌区绿洲外围沙冬青群落植物种在植被格局中的贡献率及主成分的特征向量
Ταβ . 2 Τηε Χοντριβυτιον οφ σπεχιεστο ϖεγετατιον παττερν ανδ τηε ειγενϖεχτορσ οφ τηε πρινχιπλε
χοµ πονεντσιν Α . µονγολιχυσ χοµ µ υνιτψ ουτσιδε τηε Ηυανγηε Ριϖερ ιρριγατινγ οασισ
植物种 ≥³¨¦¬¨¶
第一主成分
׫¨ ©¬µ¶·³µ¬±¦¬³¯¨¦²°³²±¨ ±·
第二主成分
׫¨ ¶¨¦²±§³µ¬±¦¬³¯¨¦²°³²±¨ ±·
第三主成分
׫¨ ·«¬µ§³µ¬±¦¬³¯¨¦²°³²±¨ ±·
贡献率
≤²±·µ¬¥∏·¬²±
特征向量
∞¬ª¨ ±√ ¦¨·²µ
贡献率
≤²±·µ¬¥∏·¬²±
特征向量
∞¬ª¨ ±√¨ ¦·²µ
贡献率
≤²±·µ¬¥∏·¬²±
特征向量
∞¬ª¨ ±√ ¦¨·²µ
白刺 Νqτανγυτορυµ s1sss s p s1sss | s1vuy y p s1xzt x s1xvs z s1zu{ x
沙冬青 Αqµονγολιχυσ s1uv| v p s1w{| t s1wu{ u s1yxw w s1uss z s1ww{ s
沙地旋覆花 Ι qαµ µοπηιλα s1ssx s p s1szs { s1st{ u p s1tvx t s1stw u p s1tt| u
油蒿 Αqορδοσιχα s1zv| w s1{x| | s1tu{ t s1vxz | s1s|v u s1vsx v
籽蒿 Αqσπηαεροχεπηαλα s1sst t p s1svv v s1s|w x p s1vsz w s1ss{ s s1s{| y
苦豆子 Σ qαλοπεχυροιδεσ s1stx u p s1tuv u s1ssw u s1syw | s1txv t s1v|t u
沙竹 Πqϖιλλοσα s1sss s p s1sst v s1sss t p s1stt u s1sss s s1ssy w
在表 u中可以看出 }在第
图 t 黄灌区绿洲外围半固定沙冬青群落区组 p方差图
ƒ¬ªqt …¯²¦®2√¤µ¬¤±¦¨ ©¬ª∏µ¨ ©²µ·«¨ ³µ¬±¦¬³¯¨¦²°³²±¨ ±·¶¬± Αq µονγολιχυ󦲰°∏±¬·¼¬± «¤¯©©¬¬¨ §§∏±¨ ¶²∏·¶¬§¨ ·«¨ ≠¨¯ ²¯º •¬√ µ¨¬µµ¬ª¤·¬±ª²¤¶¬¶
t主成分解释的植被信息量中 o油蒿贡献率最高 o占 zv1|w h ~沙冬青次之 o占 uv1|v h o其次为苦豆子 !沙地旋
覆花 !籽蒿 !沙竹和白刺 o第 t主成分解释的植被格局是以油蒿为主导地位的油蒿和沙冬青共同控制的灌木
植被格局 ∀在第 u主成分解释的植被信息量中 o沙冬青贡献率最高 o占 wu1{u h o白刺次之 o占 vu1yy h o油蒿
占 tu1{t h o籽蒿占 |1wx h o沙地旋覆花 !苦豆子及沙竹 o对第 u主成分的贡献率较低 o第 u主成分解释的植被
格局为沙冬青 !白刺 !油蒿及籽蒿多种群共同控制的灌木格局 ∀在第 v主成分解释的植被信息量中 o白刺贡
献率最高 o占 xv1sz h o沙冬青次之 o为 us1sz h o苦豆子 tx1vt h o油蒿 |1vu h o第 v主成分解释的植被格局为
灌木与草本共同控制 o灌木占主导地位 ∀
v1t1u 植物种在不同格局规模上的种间关系 在主成分特征向量提供的植物种得分中 o具有相似分数的植
物 o在这个格局规模上最大程度地趋向于正关联k∂ µ¨‹²¨© ετ αλqot|{|l ∀由表 u看出 o在第 t主成分解释的
区组 ts规模k斑块长 x °l上 o油蒿得正分 o其他的都得负分 o它们之间成正关联 ∀在第 u主成分解释的区组
twkz °l和区组 wzkuv1x °l规模上 o得正分的有沙冬青 !油蒿与苦豆子 o它们之间成正关联 ~得负分的有白刺 !
籽蒿 !沙地旋覆花和沙竹 o它们之间同样成正关联 ∀在第 v主成分解释的区组 tskx °l和区组 w|规模kuw1x
°l上 o得负分的只有沙地旋覆花 o其他植物之间成正关联 ∀
v1t1v 格局强度及
格局一致性 对黄灌
区绿洲外围沙冬青群
落的格局强度及格局
一致性进行分析 o第
t主成分解释的植被
总体格局一致性指标
为 s1vvx s o其中区组
ts规模kx °l的格局
强度为 s1vsz z o对应
的格局一致性指标为
s1x{z w ∀第 u主成分
v 第 x期 李慧卿等 }绿洲外围沙冬青群落多种群多规模格局特点研究
解释的植被总体格局一致性指标为 s1uxz w o其中区组 twkz °l和 wzkuv1x °l规模的格局强度分别为 s1t{u s
和 s1ttx u o相应的格局一致性指标为 s1vwz w和 s1ut| | ∀第 v主成分解释的植被总体格局一致性指标为
s1t|v w o其中区组 ts kx °l和区组 w|kuw1x °l规模相应的格局强度分别为 s1txs {和 s1s|w y ~相应的格局一
致性指标为 s1u{z {和 s1t{s z ∀群落的总体格局一致性指标为 s1u|z | ∀
312 井灌区绿洲外围沙冬青群落多种群多规模格局特点
v1u1t 格局规模及植物种对格局的贡献率 对井灌区绿洲外围沙冬青群落所有植物种不同区组协方差和
矩阵进行主成分分析 o根据特征值占总方差的比率及其累积贡献率k见表 vl o选取 u个主成分可以解释植被
信息量的 ||1vy h ∀其中 o第 t主成分解释植被信息量的 y|1sx h o第 u主成分解释植被信息量的 vs1vt h ∀
表 3 井灌区绿洲外围沙冬青群落不同区组协方差和矩阵主成分特征值
Ταβ . 3 Τηε ειγενϖαλυεσ οφ ΠΧΑ αναλψσισφορ τηε τοταλ χοϖαριανχε µατριξ
ιν Α . µονγολιχυσ χοµ µ υνιτψ ουτσιδε τηε ωελλ ωατερ ιρριγατινγ οασισ
特征值
∞¬ª¨ ±√¤¯∏¨
上下特征值之差
⁄¬©©¨µ¨±¦¨
主成分对方差的贡献率
°µ²³²µ·¬²±
累积的贡献率
≤∏°∏¯¤·¬√¨
ut1ysw x tu1tt| y s1y|s x s1y|s x
|1w{x s |1u{| u s1vsv t s1||v y
从井灌区绿洲外围沙冬青
群落两个主成分分配在区组中
的主成分特征值k方差l与区组
大小所作的图形k图 ul可以看
出 }第 t主成分在区组 ut和区
组 yy处存在着格局规模 ~第 u
主成分在区组 vu 和区组 tys
处存在着格局规模 ∀即斑块长度分别为 ts1x !vv !ty及 {s °∀
图 u 井灌区绿洲外围半固定沙冬青群落区组 p方差图
ƒ¬ªqu …¯²¦®2√¤µ¬¤±¦¨ ©¬ª∏µ¨ ©²µ·«¨ ³µ¬±¦¬³¯¨¦²°³²±¨ ±·¶¬± Αq µονγολιχυσ
¦²°°∏±¬·¼¬± «¤¯©©¬¬¨ §§∏±¨ ¶²∏·¶¬§¨ ·«¨ º¨¯¯ º¤·¨µ¬µµ¬ª¤·¬±ª²¤¶¬¶
从植物种对格局贡献率来看k表
wl o第 t主成分解释的 y|1sx h的植被
信息量中 o白刺贡献率最高 o占
z{1|y h ~沙冬青次之 o占 t|1u| h ~其
余植物较低 ∀因此第 t主成分解释的
是以白刺为主导地位的白刺与沙冬青
共同控制的灌木格局 ∀第 u主成分解
释的 vs1vt h植被信息中 o沙冬青贡献
率最高 o占 zz1t| h ~白刺次之 o占
us1yy h ~其余的贡献率较低 ∀因此第u
主成分解释的是以沙冬青为主导地位的
沙冬青与白刺共同控制的灌木格局 ∀
v1u1u 植物种在不同格局规模上的种间关系 从表 w可以看出 o在第 t主成分解释的区组 utkts1x °l和区
组 yykvv °l规模上 o白刺 !沙冬青 !沙竹 !三芒草之间成正关联 o沙米 !油蒿 !虫实 !白山蓟 !猪毛菜 !五星蒿及
籽蒿之间成正关联 ∀在第 u主成分解释的区组 vukty °l和区组 tysk{s °l规模上 o沙冬青 !虫实 !沙竹 !白山
蓟及三芒草之间成正关联 o白刺 !沙米 !五星蒿 !猪毛菜 !油蒿及籽蒿间成正关联 ∀
v1u1v 格局强度及格局一致性 对井灌区绿洲外围沙冬青群落的格局强度以及格局一致性进行分析 o第 t
主成分解释的植被总体格局一致性指标为 s1{tw z o区组 ut规模kts1x °l的格局强度为s1tyv z o格局一致性
指标为 s1yws { ~区组 yy规模kvv °l的格局强度为 s1ttt v o格局一致性指标为 s1|uw w ~第 u主成分解释的植
被总体格局一致性指标为 s1yuz s o区组 vu规模kty °l的格局强度为 s1tss v o格局一致性指标为 s1{vv t ~区
组 tys规模k{s °l的格局强度为 s1syw | o格局一致性指标为 s1xv{ |∀群落的总体格局一致性指标为 s1zxu y∀
w 结论与讨论
对比两个沙冬青群落的格局规模 o发现黄灌区以较小的格局规模为主 o井灌区以较大格局规模为主 ∀对
于单种群而言 o格局规模可以定义为两个连续斑块中心平均距离的一半 o或者一个斑块中心到相邻间隙中心
的平均距离k⁄¤¯¨ ετ αλqot||x ~Šµ¨¬ª2≥°¬·«ot|{vl ∀在利用单种群格局分析方法向多种群格局分析扩展时 o通
过观测规模变化对种群协方差的影响查找多种群的格局规模kŠµ¨¬ª2≥°¬·«ot|{v ~⁄¤¯¨ ετ αλqot||tl o因此多
种群格局规模指的是相同k或相似l密度k盖度l植物种组合的距离的一半 ∀
从植物种对格局的贡献率可以看出 }两个群落格局基本以多种群共同控制的灌木格局为主 o草本植物在
w 林 业 科 学 wu卷
表 4 井灌区绿洲外围沙冬青群落植物种在植被格局中的贡献率以及主成分的特征向量
Ταβ . 4 Χοντριβυτιον οφ σπεχιεστο ϖεγετατιον παττερν ανδ τηε ειγενϖεχτορσ οφ τηε πρινχιπλε
χοµ πονεντσιν Α . µονγολιχυσ χοµ µ υνιτψ ουτσιδε τηε ωελλ ωατερ ιρριγατινγ οασισ
植物种 ≥³¨¦¬¨¶
第一主成分
׫¨ ©¬µ¶·³µ¬±¦¬³¯¨¦²°³²±¨ ±·
第二主成分
׫¨ ¶¨¦²±§³µ¬±¦¬³¯¨¦²°³²±¨ ±·
贡献率
≤²±·µ¬¥∏·¬²±
特征向量
∞¬ª¨ ±√¨ ¦·²µ
贡献率
≤²±·µ¬¥∏·¬²±
特征向量
∞¬ª¨ ±√ ¦¨·²µ
沙米 Αq σθυαρροσυµ s1stw v p s1tt| x s1stv | p s1ttz |
五星蒿 Β q δασψπηψλλα s1sss s p s1sss x s1sss | p s1svs x
虫实 Χq µονγλιχυµ s1sss u p s1stx s s1sss w s1st| |
油蒿 Αq ορδοσιχα s1ssu | p s1sxw s s1ssy s p s1szz w
籽蒿 Αq σπηαεροχεπηαλα s1sss s p s1sss t s1sss s p s1sss t
白刺 Νq τανγυτορυµ s1z{| y s1{{{ y s1usy y p s1wxw x
猪毛菜 Σ q χολλινα s1sss s p s1sss { s1sss u p s1stx w
沙冬青 Αq µονγολιχυσ s1t|u | s1wv| u s1zzt | s1{z{ y
沙竹 Πq ϖιλλοσα s1sss s s1ssu { s1sss s s1ssz s
白山蓟 Ολγαεα λευχοπηψλλα s1sss s p s1sst s s1sss s s1ssu w
三芒草 Αριστιδα αδσχενσιονισ s1sss s s1sss t s1sss s s1sss v
格局中的贡献率较低 ∀黄
灌区绿洲外围沙冬青群落
以油蒿与沙冬青控制的灌
木格局为主 o还出现沙冬
青 !白刺 !油蒿与籽蒿多种
控制的灌木格局 ∀而井灌
区绿洲外围沙冬青群落格
局的控制种仅以白刺与沙
冬青为主 ∀
黄灌区绿洲外围沙冬
青群落整体格局强度相对
较大 o但格局一致性相对
较低 ∀井灌区则整体格局
强度相对较小 o但格局一
致性却较高 ∀格局强度一
般指斑块平均密度k盖度l
与间隙密度k盖度l的差异
性k‹¬¯¯ ot|zvl ∀格局一致性指标用来衡量斑块密度k盖度l与斑块大小的不规则性 ∀植被密度k盖度l格局的
不规则性通常是由斑块与间隙的大小变化以及斑块内的密度k盖度l变化造成的 ∀植被密度k盖度l格局一致
性指标越高 o越接近于一个完全规则的 !斑块密度一致的平衡的格局k⁄¤¯¨ ετ αλqot||sl ∀ Ž¨µ¶«¤ºkt|x|l和
Šµ¨¬ª2≥°¬·«kt|ytl认为 }随着群落的演替 o有一些斑块会合并 o因此有一些规模的格局将会消失 ~但随着一些
大植株体的建立 o另有一些新规模的格局将会出现 ∀随着群落向顶级的演替 o斑块逐渐破碎 o格局将变得更
加不规则 o即密度k盖度l格局一致性指标将会逐渐降低 o并且格局强度也会降低 ∀黄灌区与井灌区绿洲外围
两个沙冬青群落格局特点出现明显差异的原因 o可以分为两类 }一类是植物的生物学特征不同 o如两个群落
的主要植物种不同 o不同植物的繁殖特点及对其他植物种的反应也不同 o群落自身的演替特点不同等 ∀另一
类是环境因子对群落的影响不同 o如地下水埋深 !沙丘上下层结构 !沙丘微地貌变化特点以及绿洲开发对外
围植被的干扰等都会影响到不同植物种的组合 ∀进一步开展植被多种群多规模格局特点与环境因子关系的
研究 o对绿洲外围人工植被恢复进行植物种选择以及植物种配置具有非常重要的意义 o同时加强植被格局特
点与沙面稳定性关系的研究也至关重要 ∀
参 考 文 献
李慧卿 o马文元 o李慧勇 qusss1 沙冬青抗逆性及开发利用前景分析研究 q世界林业研究 oktvlx }yz p zs
李慧卿 o赵秀莲 o张景波 o等 qussx1 乌兰布和沙漠东北缘不同灌溉模式绿洲外围半固定白刺群落格局研究 q林业科学研究 ot{ kul }tx{ p tyu
张金屯 qt||x1 植被数量生态学方法 q北京 }中国科学技术出版社
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k责任编辑 于静娴 张君颖l
x 第 x期 李慧卿等 }绿洲外围沙冬青群落多种群多规模格局特点研究