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Effect of Climate Change on the Stipa krylovii Grassland Vegetation of Hulun Buir

气候变化对呼伦贝尔克氏针茅草原植被的影响



全 文 :第21卷 第2期
 Vol.21  No.2
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
      2013年 3月
  Mar. 2013
doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2013.02.004
气候变化对呼伦贝尔克氏针茅草原植被的影响
乌力吉1,李国海1,张 娜1,李孝荣2,崔海清3
(1.内蒙古达赉湖国家级自然保护区,内蒙古 海拉尔 021008;2.内蒙古新巴尔虎右旗气象局,
内蒙古 新巴尔虎右旗 021300;3.内蒙古赤峰市宁城县水利局,内蒙古 宁城县 024200)
摘要:为了解气候变化对克氏针茅(Stipakrylovii)草原植被及植被群落特征的影响,对额尔古纳河流域呼伦湖周
边地区呼伦贝尔克氏针茅草原2002-2006年连续5年的温度和植被进行调查(样方法)分析。结果表明:该地区
的均温随着时间的推移呈波动型递减趋势,冬季最高温逐年下降;随着冬季温度的下降,克氏针茅、羊草(Leymus
chinensis)、二裂委陵菜(Potentillabifurca)和碱蓬(Suaedasalsa)的重要值呈递减趋势,糙隐子草(Cleistogenes
squarrosa)呈递增趋势,且其株高、丛数、盖度和重要值与冬季最高温显著负相关,而群落主要优势种克氏针茅和羊
草对冬季最高温度的变化反应不明显;群落的多样性指数(Simpson指数和Shannon-Wiener指数)和均匀度指数与
冬季最高温无显著相关性。由此可知,5年间虽有少数植物对冬季最高温度变化反应敏感,但是对群落的结构和功
能没有产生明显影响。
关键词:克氏针茅草原;气候变化;重要值;草原群落特征
中图分类号:Q948.15    文献标识码:A     文章编号:1007-0435(2013)02-0230-06
EffectofClimateChangeontheStipakrylovi GrasslandVegetationofHulunBuir
Wuliji1,LIGuo-hai1,ZHANGNa1,LIXiao-rong2,CUIHai-qing3
(1.DaLaiLakeNationalNatureReserveInnerMongolia,HulunBuir,InnerMongolia021008,China;
2.XinbaerhuyouqiMeteorologicalBureau,HulunBuir,InnerMongolia021300,China;
3.NingchengCountryWaterConservancyBureau,Chifeng,InnerMongolia024200,China)
Abstract:InordertounderstandtheeffectofclimatechangeonStipakryloviigrasslandvegetationandits
characteristics,thetemperatureandvegetationofHulunBuirStipakryloviigrasslandinArgunRiverBa-
sinduring2002-2006wereinvestigatedandanalyzed.Resultsshowedthattheaveragetemperatureofthis
areahadafluctuatingdeclinewiththeadvanceoftime.TheimportantvalueofStipakrylovii,Leymus
chinensis,Suaedaglauca,Potentillabifurcadecreasedwiththeyearlydecreaseofwintermaximumtem-
perature,whereasthatofCleistogenesaquarrosaincreased.Theplantheight,clusternumber,coverage
andimportantvalueofCleistogenesaquarrosahadnegativecorrelationswithwintermaximumtemperature
significantly.Theeffectofprecipitationonpredominantspecieswasnotobvious.Therewasnosignificant
relationshipbetweenwintermaximumtemperatureanddiversityindices(SimpsonindexandShannon-Wie-
nerindex)andevennessindex.Therefore,therewasnosignificantimpactonthestructureandfunctionof
Stipakryloviigrasslandcommunityduringthesefiveyears,althoughafewplantsweresensitivetothe
changeofwintermaximumtemperature.
Keywords:Stipakryloviigrassland;Climatechange;Importantvalue;Characteristicsofgrassland
  植被是自然生态系统中的活跃因子,它能够指
示自然环境中一些成分的变化,是生态景观变化的
指示器[1],目前植被对气候变化的响应已经成为研
究的热点[2]。温度是控制植被生长和分布的关键环
境因素之一,它的变化会对自然环境生态植被的结
构和功能产生一定的影响[3],有学者认为,全球增温
会导致植被生产力及土壤呼吸增大,C4 植物丰富度
增加[4-6]。影响植被生长的不仅有温度,降水量也是
制约植被生长发育的关键因子[7],它们单独或复合
的变化势必引起植物在不同尺度上的变化[8-9],也有
学者认为降水量可以改变植被的类型及其覆盖
度[10]。目前就草原植被对气候变化响应的研究多
收稿日期:2012-10-29;修回日期:2013-02-25
基金项目:国家自然科学基金项目(40865005)资助
作者简介:乌力吉(1962-),男,蒙古族,内蒙古赤峰人,高级工程师,主要从事草原湿地生态研究,Email:Liji_Wu@yahoo.com.cn
第2期 乌力吉等:气候变化对呼伦贝尔克氏针茅草原植被的影响
集中在植被遥感指数[11]、群落多样性指数等方
面[3],对呼伦贝尔草原植被的重要值、生长发育等方
面的研究较少。而且,目前针对植被对温度变化响
应的研究多集中于平均温度,鲜有研究将其分为最
高温度、最低温度和均温分别研究。
克氏针茅(StipakryloviiRoshev)草原是亚洲
中部草原区所特有的草原群系,是典型草原的代表
类型之一[12],呼伦贝尔克氏针茅草原是我国温带草
原分布最集中、最具代表性的生态系统类型,是我国
北方地区的重要生态防护屏障[13]。在呼伦贝尔地
区,也是一类重要的草地资源,在畜牧业生产中占有
重要的地位,而且气候干旱,生态系统脆弱,对气候
变化响应十分敏感,因此呼伦贝尔克氏针茅草原是
全球化研究的典型区域之一[14]。本研究以呼伦贝
尔克氏针茅草原植被为研究对象,利用2002-2006
年连续5年的气象资料和植被调查数据分析年际温
度变化,及其对针茅草原植被建群种的株高、丛数、
重要值及草原群落数量特征的影响,探讨近年来草
原植被对气候变化的响应机制,为预测草原植被在
气候变化下的发展趋势提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究区域概况
研究区域位于内蒙古高原东北部的呼伦湖(又
名达赉湖)周边地区呼伦贝尔高原腹地,属于额尔古
纳流域的上游低山丘陵地貌。该区地处N48°17′~
48°56′,E117°06′~117°35′,海拔574m。属于中温
带半干旱大陆性季风气候,冬季严寒而漫长,春季干
燥风大,秋季气温骤降霜冻早;降水主要集中在6-
9月,土壤类型为沙质栗钙土,主要植被为克氏针茅
草原。
1.2 研究方法
采用克氏针茅草原固定围栏样地2002-2006
年的植被调查资料及同期的气象资料进行分析。固
定样地设在乌兰诺尔北泉水点东面的低山丘陵顶
部,地势微倾斜,地表平整,土壤为栗钙草甸土,设置
5个样点。物种以克氏针茅、羊草(Leymuschinen-
sis)等为主。在每年生长季的7-8月进行植被调
查,植被调查样方面积为1m×1m,10个重复。主
要调查内容包括:植物种类、分种高度、丛幅、重要
值;历年气象资料从呼伦贝尔市气象局获得。
1.3 数据分析
植物群落的重要值=(相对密度+相对频度+
相对生物量)/3;
多样性指数采用Shannon-Winener指数(H)、
Simpson指数(D)及均匀度指数表示植被群落特征。
H=-∑PilnPi
D=1/∑P2i
式中:Pi为i个物种个体(生物量、重要值)等
所占样方总个体数(生物量、重要值)比值。本研究
使用重要值进行相关计算。
均匀度指数(C):C=H/lnS
式中:S 为物种数目,H 为Shannon-Winener
指数。
试验数据采用SAS9.0版及Excel2003软件
进行一元回归分析。相关性在0.05水平检验,气候
资料年际分析通过最小差异显著法(LSD)在0.05
水平检验。
2 结果与分析
2.1 温度年际变化特征
为了解克氏针茅草原温度随时间的变化状况,
采用一元回归方法分析2002-2006年连续5年,不
同时期平均温度、最高温度和最低温度与时间的回
归关系。由表1可知,年份及春、夏、冬3季的均温、
最高温度和最低温度均在波动中呈递减趋势。其中
年均温降温0.1℃;年均最低温、冬季均温和冬季最
高温与年份间存在显著相关性(P<0.05),且冬季
最高温年均降温1.45℃,其他时间的均温、最高温
和最低温与年份间无显著相关性。这一结果表明,
2002-2006年连续5年间在该地区突出的表现是
冬季最高温度的降低,冬季均温的降低可能是由于
冬季最高温度的降低,因为其他3季最高温度没有
显著降低。全年最低温呈下降趋势,而冬季最高温和
冬季均温在2006年时,温度有所升高。由此可知,全
年最低温的降低与冬季高温下降关系不明显。
由表2可知,年均气温呈波动型下降趋势,2006
年的均温显著低于其他年份(P<0.05);全年最低
温度呈递减趋势下降,随着年份推移,冬季均温呈递
减趋势,且2006年的冬季均温显著低于2002年的
冬季均温(P<0.05);随着年际变化,冬季最高温度
逐渐下降,且各年际间存在显著差异,而冬季最低温
在各年际间变化无显著差异,由此可知,冬季均温的
132
草 地 学 报 第21卷
表1 不同时期平均温度、最高温度和最低温度与时间的回归分析
Table1 Regressionanalysesbetweentimeandaveragetemperature,maximumtemperatureandminimumtemperature
时间
Time
一元回归方程
Simplelinearregression
复相关系数
Coefficientsquare(R2)
显著度
P
年均温 Averageannualtemperature Tave-a=2.2233-0.1year 0.1256 0.5543
冬半年均温 Winterhalftheaveragetemperature Tave-wh=-10.512-0.195year 0.6598 0.0948
夏半年均温Summerhalftheaveragetemperature Tave-sh=16.002-0.145year 0.1218 0.5672
春季均温 Averagespringtemperature Tave-sp=4.680-0.54year 0.4174 0.2395
夏季均温 Averagesummertemperature Tave-su=21.22+0.013year 0.0003 0.9798
秋季均温 Averagefaltemperature Tave-f=-0.47+0.683year 0.6549 0.0968
冬季均温 Averagewintertemperature Tave-w=-16.537-0.737year 0.7899 0.0262∗
年最高温 Annualmaximumtemperature Tmax-a=23.32-0.2year 0.1414 0.6834
春季最高温Springmaximumtemperature Tmax-sp=13.6-0.32year 0.1220 0.5645
夏季最高温Summermaximumtemperature Tmax-su=23.32-0.2year 0.1414 0.5327
秋季最高温Fal maximumtemperature Tmax-f=12.49+0.25year 0.4837 0.1922
冬季最高温 Wintermaximumtemperature Tmax-w=-12.07-1.45year 0.8153 0.0358∗
年最低温 Annualminimumtemperature Tmin-a=-16.6-1.16year 0.8343 0.0302∗
春季最低温Springlminimumtemperature Tmin-sp=-5.82-0.46year 0.0771 0.6510
夏季最低温Summerminimumtemperature Tmin-su=19.76-0.04year 0.0020 0.9429
秋季最低温Fal minimumtemperature Tmin-f=-13.99+1.37year 0.6430 0.1026
冬季最低温 Winterminimumtemperature Tmin-w=-20.49-0.17year 0.0957 0.6125
  注(Note):∗:P<0.05,下同(thesameasbelow)
表2 不同时期历年均温、最高温、最低温的方差分析
Table2 Varianceanalysisofaveragetemperature,maximumtemperatureandminimumtemperatureofdifferentperiod
时间 Time 2002 2003 2004 2005 2006
年均气温 Averageannualtemperature 2.37a 1.38c 2.33a 1.99ab 1.56bc
全年最低温度 Annualminimumtemperature -16.8a -20.2b -20.2b -21b -22.2bc
全年最高温度 Annualmaximumtemperature 23.1a 22.2ab 23.4a 23.4a 21.5b
冬半年均温 Winterhalftheaveragetemperature -10.67a -11.15ab -10.75a -11.40ab -11.52ab
夏半年均温 Wummerhalftheaveragetemperature 16.13a 14.85b 16.03a 15.97a 14.85b
春季均温 Averagespringtemperature 5.40a 2.50b 2.17b 2.57b 2.67b
夏季均温 Averagesummertemperature 21.47ab 19.77c 22.53a 22.23a 20.30bc
秋季均温 Averagefaltemperature -0.30d 1.07c 3.50a 3.57a 2.77b
冬季均温 Averagewintertemperature -17.10a -17.83ab -18.90b -20.40c -19.50bc
春季最高温Springmaximumtemperature 14.9a 11.7c 11.6c 11.7c 13.3b
春季最低温Springminimumtemperature -3.1a -9.9e -8.9d -7.5c -6.6b
夏季最高温Summermaximumtemperature 23.1a 22.2b 23.4a 23.4a 21.5bc
夏季最低温Summerminimumtemperature 20.1a 17.9c 20.9a 20.9a 18.4b
秋季最高温Fal maximumtemperature 13.1a 12.4b 13.2a 13.9a 13.6a
秋季最低温Fal minimumtemperature -13.4d -12.1c -7.4a -7.8a -8.7b
冬季最高温 Wintermaximumtemperature -12.9a -15.4b -16.2bc -19.5d -18.1cd
冬季最低温 Winterminimumtemperature -21.6a -20.2a -20.3a -20.7a -22.2a
  注:不同小写字母表示在0.05水平上差异显著(P<0.05);不同大写字母表示在0.01水平上差异极显著(P<0.01)。下同
Note:Differentsmallettersmeansignificantdifferencesatthe0.05level,differentcapitallettersmeansignificantdifferencesatthe0.01
level,thesameasbelow
下降是由冬季最高温度的下降所造成,且5年来,冬
季最高温下降明显。
2.2 冬季最高温度下降对优势种的影响
这9个主要建群种的年均重要值之和约为总群
落的78%,由表3可知,在优势种中占主要地位的
是克氏针茅,其重要值占其他建群种重要值之和的
37.98%,其次为羊草,占22.37%。建群种按年均
重要值由大到小分别为克氏针茅、羊草、多根葱
(Allium polyrhizum Turcz.)、碱 蒿 (Artemisia
anethifolia Weber)、红沙(Reaumuriasoongorica
Pal.)、碱蓬(SuaedasalsaPal.)、二裂委陵菜(Po-
tentillabifurca Linn.)、西伯利亚滨藜(Atriplex
sibiricaLinn.)、糙隐子草(Cleistogenessquarrosa
Keng)。不同年际间9种建群种呈波动型变化,其中
克氏针茅、羊草、二裂委陵菜、碱蓬在波动中呈递减趋
232
第2期 乌力吉等:气候变化对呼伦贝尔克氏针茅草原植被的影响
势,到2006年,克氏针茅的重要值比2002年下降了
9.17%,羊草则下降了8.49%。
为了解冬季最高温度的变化是否对9种建群植
物产生影响,进一步采用Spearman相关分析方法
对冬季最高温度变化和9种建群种的株高、丛幅数
和重要值进行相关性分析。由表4可知,冬季最高
温度的降低与糙隐子草的株高、丛幅数、重要值存在
显著负相关关系(P<0.05),与西伯利亚滨藜的丛
幅数显著负相关(P<0.05);其他各物种的特征与
冬季最高温度降低无显著相关性。由此可知,冬季
最高温度的降低会对少数建群种有一定的影响,但
是不会对优势种造成影响,对克氏针茅草原植物群
落的结构影响很小。
  由于植物的生长不仅受温度的影响,还与降水
表3 克氏针茅草原建群种重要值的变化
Table3 Changesofconstructivespecies’importantvaluesinStipakryloviigrassland
物种
Species
年份 Year
2002 2003 2004 2005 2006
均值±标准差
Mean±Standarderror
克氏针茅Stipakrylovii 32.28 28.19 31.27 30.12 29.32 30.24±1.60
羊草Leymuschinensis 20.14 14.33 18.73 17.42 18.43 17.81±2.17
多根葱Alliumpolyrhizum 12.64 13.07 14.02 14.04 13.42 13.44±0.61
二裂委陵菜Potentillabifurca 1.92 1.50 1.67 2.03 1.78 1.78±0.21
碱蒿Artemisiaanethifolia 4.04 6.84 5.67 4.74 5.02 5.26±1.06
红沙Reaumuriasoongorica 4.37 5.12 4.78 5.01 4.79 4.81±0.29
西伯利亚滨藜Atriplexsibirica 0.82 1.03 1.08 1.32 0.94 1.03±0.12
碱蓬Suaedasalsa 4.62 5.14 3.78 4.12 4.04 4.34±0.54
糙隐子草Cleistogenessquarrosa 0.66 0.88 1.03 1.21 0.93 0.92±0.23
表4 主要建群植物株高、丛数和重要值与冬季最高温的相关性分析
Table4 Coefficientrelationshipsbetweenconstructivespecies’height,clusternumber,
importantvalueandwintermaximumtemperature
物种
Species
株高与冬季最高温度
Heightandwinter
maximumtemperature
丛数与冬季最高温度
Clusternumberandwinter
maximumtemperature
重要值与冬季最高温度
Importantvalueandwinter
maximumtemperature
相关系数
Correlation
coefficient
显著性平
Significant
level
相关系数
Correlation
coefficient
显著性水平
Significant
level
相关系数
Correlation
coefficient
显著性水平
Significant
level
克氏针茅Stipakrylovii -0.7325 0.1592 -0.2869 0.6398 0.4440 0.4538
羊草Leymuschinensis -0.1009 0.8718 -0.1273 0.8383 0.2270 0.7135
多根葱Alliumpolyrhizum 0.7331 0.1587 -0.4257 0.4748 -0.7916 0.1105
二裂委陵菜Potentillabifurca 0.3754 0.5335 -0.4895 0.4026 -0.2782 0.6504
碱蒿Artemisiaanethifolia 0.4687 0.4259 0.7750 0.1237 -0.0547 0.9304
红沙Reaumuriasoongorica -0.0367 0.9533 0.8112 0.0957 -0.6236 0.2610
西伯利亚滨藜Atriplexsibirica -0.5204 0.3686 -0.9437∗ 0.0159 -0.7780 0.1213
碱蓬Suaedasalsa -0.0735 0.9066 -0.2143 0.7293 0.5206 0.3685
糙隐子草Cleistogenessquarrosa -0.8901∗ 0.0421 -0.8897∗ 0.0432 -0.8981∗ 0.0384
等因素密切相关,由于本试验地长期围封,受其他因
素干扰较小,因此在相对较短(5年)的情况下,认为
温度和降水是影响植物生长的主要因素,为了判断
9种建群植物是否受同期降水量的影响,采用
Spearman相关分析法对降水量和9种建群植物的
重要值进行相关分析。由表5可知,各建群植物的
重要值与降水量间不存在显著相关性,这一结果可
以排除同期降水量对其生长的影响。
  采用Spearman相关分析方法对降水量的变化
及冬季最高温度和9种建群种的盖度进行相关性分
析。由表6可知,冬季最高温度的降低与糙隐子草
和西伯利亚滨藜的盖度存在显著负相关关系(P<
0.05);其他建群种的盖度与冬季最高温度降低无显
著相关性。由此可知,冬季最高温度的降低会对少
数建群种有一定的影响但是不会对优势种造成影
响,对克氏针茅草原植物群落的结构影响很小。降
水量和9种建群植物的盖度分析表明,各建群植物
的盖度与降水量间不存在显著相关性,这一结果可
以排除同期降水量对其生长的影响。
2.3 冬季最高温度下降对克氏针茅草原群落的影响
植物群落的结构和功能是植物群落特征的重要
332
草 地 学 报 第21卷
表5 主要建群植物重要值与降水量的相关性分析
Table5 Coefficientrelationshipbetweenconstructivespecies’importantvalueandprecipitation
物种     
Species     
相关系数
Correlationcoefficient
显著度水平
Significantlevel
克氏针茅Stipakrylovii 0.7578 0.1378
羊草Leymuschinensis 0.6564 0.2289
多根葱Alliumpolyrhizum -0.0794 0.8990
二裂委陵菜Potentillabifurca -0.1046 0.8670
碱蒿Artemisiaanethifolia -0.2218 0.7199
红沙Reaumuriasoongorica -0.6959 0.1918
西伯利亚滨藜Atriplexsibirica -0.4835 0.4093
碱蓬Suaedasalsa -0.3553 0.5574
糙隐子草Cleistogenessquarrosa -0.4035 0.5501
表6 主要建群植物盖度与降水量和冬季最高温度的相关性分析
Table6 Coefficientrelationshipsbetweenconstructivespecies’coverageandprecipitationandwintermaximumtemperature
物种
Species
盖度与冬季最高温度
Coverageandwintermaximumtemperature
盖度与降水量
Coverageandprecipatation
相关系数
Correlationcoefficient
显著性平
Significantlevel
相关系数
Correlationcoefficient
显著性水平
Significantlevel
克氏针茅Stipakrylovii -0.2786 0.6511 0.5432 0.3587
羊草Leymuschinensis -0.1374 0.8572 0.7214 0.1842
多根葱Alliumpolyrhizum -0.3872 0.5864 -0.1721 0.8124
二裂委陵菜Potentillabifurca -0.4217 0.4789 -0.2214 0.7838
碱蒿Artemisiaanethifolia 0.6382 0.2978 -0.3443 0.5872
红沙Reaumuriasoongorica 0.7732 0.1387 0.7646 0.1267
西伯利亚滨藜Atriplexsibirica -0.9327∗ 0.0201 -0.6217 0.2618
碱蓬Suaedasalsa -0.1785 0.8012 -0.2988 0.6273
糙隐子草Cleistogenessquarrosa -0.9012∗ 0.0378 -0.4835 0.4093
表现。由表7所示的2002-2006年连续5年调查
样方的多样性指数和均匀度指数发现,均匀度指数
和Simpson指数的年际波动幅度相对较小,均匀度
指数在0.75~0.80之间波动,2006年群落均匀度
指数较2002年升高了3.34%;Simpson 指数在
3.97~4.67之间波动,2006年群落Simpson指数
较2002年升高了7.36%,说明2006年优势度物种
小于2002年。而Shannon-Wiener指数的年际变化
幅度相对较大,Shannon-Wiener指数在1.64~1.76
之间波动,在2003年Shannon-Wiener指数最大,而
2006年的Shannon-Wiener指数较2002年提升了
3.41%,由此可知,2003年该群落内所包含的物种最
多,而2006年该群落包含的物种信息多于2002年。
表7 克氏针茅草原群落特征年际变化
Table7 Changesofcommunitycharacteristics
ofStipakryloviigrassland
群落特征值
Communitycharacteristicsvalue
年份 Year
2002 2003 2004 2005 2006
Shannon-Wiener指数 1.643 1.752 1.690 1.697 1.699
均匀度指数Evennessindex 0.748 0.797 0.769 0.772 0.773
Simpson指数 3.979 4.544 4.207 4.661 4.272
  由表8可知,多样性指数和均匀度指数与冬季
最高温度相关性不显著,这表明近5年冬季最高温
度下降对克氏针茅草原植物群落特征影响较小,且
冬季最高温度下降不会对克氏针茅植物群落的结构
和功能造成明显影响。
表8 克氏针茅草原群落特征与冬季最高温的相关性分析
Table8 Coefficientrelationshipbetweencharacteristicsof
Stipakryloviigrasslandandwintermaximumtemperature
Shannon-Wiener
指数
Simpson
指数
均匀度指数
Evennessindex
相关系数
Correlationcoeficient
-0.3533 -0.7105 -0.347
显著度水平
Significantlevel
0.5597 0.1786 0.5672
3 讨论
目前气候变化已成为研究的焦点,本研究通过
连续5年的数据分析表明,在呼伦贝尔克氏针茅草
原区域,在5年内年均温呈波动型下降趋势,气候变
化不是一个均匀的变化过程,存在着最低温度比最
高温度、冬季温度比夏季温度变化明显的特征[15],
432
第2期 乌力吉等:气候变化对呼伦贝尔克氏针茅草原植被的影响
但是目前还没有充足的证据证明植物对最低温度或
最高温度变化的响应与其对平均温度变化的响应相
同[16-18],因此,了解气候变化的趋势和程度,重视研
究区域各气候因子的变化特征,弄清温度变化,特别
是温度的不对称变化对于植物的影响机理是理解植
物对全球变化的响应及制定应对策略的关键。
前人在气候变化对草原群落建群种变化方面做
了大量研究,结果表明气候变化会对优势种的重要
值造成一定的影响,但是对其在群落结构中的功能
和地位影响较小[19]。本文研究了冬季高温对9个
建群种的影响,优势种克氏针茅、羊草随着冬季最高
温的降低呈波动型递减趋势,但无显著相关性,而其
他建群种二裂委陵菜、西伯利亚滨藜、红沙、碱蓬等
表现出相互消涨的互补关系,糙隐子草与冬季最高
温呈现出负相关关系,这种由于竞争力相近的物种
对环境变化的互补关系,增加了群落物种之间动态
变化的复杂性,长期持续下去可能会改变群落的结
构和功能。有学者在羊草方面也做了大量研究得出
相同的结论[20],还有学者通过数学模拟表明,当种
群群落受影响时,集合的种群强弱顺序变化,物种在
群落中的地位会发生改变[21]。但是就本研究通过5
年的观察,气候变化对主要优势种的影响很小。
有学者认为物种对气候变化的响应也将引起群
落的变化[22],不同的群落对温度变化有不同的响应
机制,因此群落会发生结构的改变来适应气候变
化[23]。黄培祐等[24]对梭梭(Haloxylonammoden-
dronBunge.)的研究发现,气候变化使梭梭群落出
现逆行演替。本研究中,群落特征指数和冬季最高
温的相关性表明,冬季最高温度的变化不会对克氏
针茅草原群落的结构和功能造成影响,但2006年的
Shannon-Wiener指数高于2002年,可见2006年该
群落里所包含的物种信息多于2002年,说明该群落
有其他物种的进入开始复杂化,且2006年的Simp-
son指数要高于2002年,说明2006年主要优势种
所占的比例较2002年有所下降,由此推断,如果随
着时间的推移继续降温,那么糙隐子草在群落中的
作用很可能会发生变化,可能会对群落的结构和功
能产生一定的影响。
4 结论
近5年来由冬季最高温度下降引起克氏针茅草
原均温下降,糙隐子草对温度变化的响应敏感,主要
优势种克氏针茅和羊草变化较小,群落特征指数与
温度间无显著相关性。5年间虽有少数植物对冬季
最高温度变化反应敏感,但是对群落的结构和功能
没有产生明显影响。
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(责任编辑 李美娟)
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