土壤空間變異規(guī)律與差巴嘎蒿種群生態(tài)位的相關性研究——科爾沁沙地植物群落演替機制的研究.pdf

1、本文以科爾沁沙地不同演替階段的差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)種群為研究對象,通過研究半干旱區(qū)對植物生長起決定作用的土壤水分、養(yǎng)分含量的空間分布,從物種、層片、水分生態(tài)類群三個層次的生態(tài)位變化來揭示環(huán)境對植物的限制作用以及植物對環(huán)境的適應。目的是闡述沙地植物群落演替序列中土壤因子的空間變異性引起的優(yōu)勢種群的相互替代而導致群落在組成、結構和功能等方面發(fā)生的變化。本文研究的主要結論如下： 1.土壤的空間異質性表

2、現(xiàn)為：在不同類型沙地上,0-30cm土壤含水量的空間異質性為：固定沙地為隨機因素引起的純塊金模型,半固定沙地和流動沙地均為指數(shù)模型,具有強烈的空間相關性,但空間相關范圍和Moran's Ⅰ系數(shù)范圍表現(xiàn)為流動沙地>半固定沙地；在不同類型沙地上,0-30cm土壤有機碳的空間分布明顯不同,流動、半固定、固定沙地變異函數(shù)分別擬合為線性模型、塊金模型、球狀模型。流動沙地表現(xiàn)為在研究空間尺度下土壤有機碳空間異質性的依賴距離較長,變程為77.06m,

3、超越了樣地設置的空間范圍,遠遠大于半固定沙地(16.55m)。分維數(shù)為半固定沙地(1.984)>固定沙地(1.880)>流動沙地(1.488),表明半固定沙地的土壤有機碳的空間分布趨向于均勻分布,流動沙地空間異質性較強；在不同類型沙地上,0-30cm土壤全氮的空間分布均能較好的擬合成球狀模型,其中流動沙地變程最大為38.16m、分維數(shù)最小為1.724、Moran's I系數(shù)正相關范圍最大為16m,說明流動沙地土壤全氮的空間異質性強烈。固

4、定、半固定沙地空間異質性依次減弱。 2.通過分析不同層次、不同尺度(物種、生活型、水分生態(tài)類群)的生態(tài)位變化,結果表明：灌木層片中的差巴嘎蒿種群的生態(tài)位寬度在流動沙地上的先鋒群聚中最大(7.40),隨著基質固定程度的增加,減少到2.97,直至被冷蒿種群所取代；冷蒿的生態(tài)位寬度從半固定沙地的3.95上升到固定沙地的5.88,在群落中處于優(yōu)勢地位；一、二年生的草本層片中的先鋒物種逐漸被多年生草本層片的草原物種所取代。由于受到人為干擾,一、二

5、年生雜類草層片在演替的不同階段都具有較寬的生態(tài)位。各類型沙地種群之間生態(tài)位重疊程度總體較高,大部分在0.4～0.7之間,生態(tài)位重疊平均值的大小為固定沙地(0.60)>半固定沙地(0.50)>流動沙地(0.42)。固定沙地優(yōu)勢種的生態(tài)位重疊均在0.8以上。 3.用TWlNSPAN分類和CCA排序對群落進行劃分結果一致,揭示出重要的環(huán)境梯度,并將群落劃分出3個類群：流動沙地上的差巴嘎蒿--、二年生先鋒植物群聚(先鋒群落),半固定沙地