高寒退化草地甘肅臭草種群空間分布格局對土壤水分的響應.pdf

1、在全球變化影響下植物分布格局呈現(xiàn)多元化趨勢，繁殖力、適應力強的入侵種容易形成組成簡單的單一優(yōu)勢種群，其中在干旱半干旱區(qū)，單一優(yōu)勢種群群落已成為植被退化的主要形式之一，這種單一優(yōu)勢種群斑塊可能會改變小尺度范圍內(nèi)土壤水分分布格局，從而優(yōu)化植物種群對環(huán)境響應的分布區(qū)擴散機制。因此，單一優(yōu)勢種群格局與土壤水分關系的研究，對于揭示植物應對土壤水分變化的可塑性機制，深入理解植物與環(huán)境之間的協(xié)同關系具有重要意義。祁連山北坡高寒山區(qū)特殊的地理環(huán)境及氣候

2、條件，加之氣候變遷和家畜過度放牧干擾下，甘肅臭草憑借自身生物學特征、可塑性以及對環(huán)境的適應能力，在祁連山北坡中山地帶形成大量面積不等、繁茂生長的單一優(yōu)勢種群斑塊，對于甘肅臭草單一優(yōu)勢斑塊的研究有助于對干旱半干旱地區(qū)植被與環(huán)境之間相互作用的認識。鑒于此，本文利用點格局分析法與群落調查法相結合，在東祁連山北坡研究了甘肅臭草種群分布格局、土壤水分、種群生物學特征，結果表明：
　?。?）甘肅臭草型退化草地中，甘肅臭草斑塊在形成、擴散和穩(wěn)定

3、階段種群高度、密度、蓋度由中心向邊緣逐漸減小，衰退階段由中心向邊緣逐漸增大，在斑塊形成初期，生物多樣性較高，但是隨著甘肅臭草群落的演替發(fā)展，甘肅臭草群落的生物多樣性逐漸降低，然后再升高，同時甘肅臭草群落的生物量先增大，后減小。
　?。?）植被對土壤水分的變化具有適應性和反作用的特征，甘肅臭草斑塊內(nèi)土壤水分由中心向邊緣逐漸增大，斑塊內(nèi)土壤水分大于斑塊外；斑塊內(nèi)土壤水分與植被主要生物學特征之間由負相關向正相關過渡，甘肅臭草具有明顯的可

4、塑性，通過對干旱區(qū)環(huán)境的長期適應，改變了小范圍內(nèi)土壤水分分布結構，進而形成繁茂生長的單一優(yōu)勢種群斑塊。
　?。?）在5個不同發(fā)育階段甘肅臭草從伴生種–優(yōu)勢種–單一優(yōu)勢種過程中空間分布格局由聚集分布轉變?yōu)殡S機分布，競爭關系由種間競爭為主轉化為種內(nèi)競爭為主，西北針茅從優(yōu)勢種–伴生種的過程中空間分布格局由隨機分布轉變?yōu)榫奂植?，競爭關系由種內(nèi)競爭為主轉化為種間競爭為主，在部分樣地內(nèi)一定尺度上，甘肅臭草還表現(xiàn)出對西北針茅的格局控制關系，而

5、西北針茅對甘肅臭草沒有格局控制關系。
　?。?）在4個形成斑塊的階段甘肅臭草種群的空間格局由聚集分布過渡為隨即分布，土壤水分均呈現(xiàn)出從斑塊中心向邊緣增大的趨勢；在斑塊形成、擴散、穩(wěn)定階段，甘肅臭草斑塊以類似“同心圓”的方式向周圍土壤水分高的空間擴散，斑塊半徑由0.5m擴大至1.5m，種群的高度、密度、蓋度由斑塊中心向邊緣遞減；在衰退階段斑塊中心出現(xiàn)裸斑，種群的高度、密度、蓋度以類似“同心圓”方式從中心向邊緣逐層遞增。在甘肅臭草斑塊