内蒙古温带疏林草地生态系统植被

1、内蒙古温带疏林草地生态系统植被土壤的空间分异特征研究以榆树 (Ulmus pumila L.) 为主要优势种的疏林草地是适应浑善达克沙地植 被演替的顶极群落。 榆树疏林生态系统具有较高的生境多样性、 生物多样性以及 结构多样性 , 在维护区域的生态稳定和生态安全中发挥着不可替代的作用 ,对控 制草地沙化具有重要意义。20世纪后期,在气候变化以及人为活动 (农耕、放牧)等因素的影响下 ,浑善 达克沙地榆树疏林遭到破坏 , 榆树种群的更新受到了极大的限制 , 整个榆树疏林 生态系统的植被盖度、 物种多样性也随之降低。 榆树疏林生态退化的问题已经影 响到了整个区域的生态格局和经济安全。因此, 亟需对

2、浑善达克沙地榆树疏林生态系统的空间分布及其影响因素开展 相关研究 , 并以此为浑善达克沙地榆树疏林的保护和恢复工作提供理论支持。本 研究以浑善达克沙地榆树疏林为研究对象 , 通过研究天然状态下榆树疏林的空间 分布特征 , 探讨空间格局的形成原因 , 分析潜在生态过程以及干扰因子。主要结论如下 :(1) 榆树种群的年龄结构呈现 2 个峰值, 存在严重断层问题 , 属于衰退型种群。在东部区域,以第I龄级(DBH&lt;5 cm)、第川龄级(10 cm < DBH&lt;15 cm)和第W龄级(15 cm < DBH&lt;20 cm)的榆树较多；在北部、南部和

3、西部区域,第I龄级(DBH&lt;5cm)、第V龄级(20 cm< DBH&lt;25 cm)和第切龄级 (25 cm < DBH&lt;30 cm)的榆树数量较多。相对于东部区域 , 北部、南部和西部区域的种群衰退问题更加严重。榆树种 群呈现前期锐减、中期稳定、后期衰退的动态特征。榆树种群更新的关键时期处于第U龄级(5 cm < DBH&lt;10 cm),在避免对该龄级干扰的基础上加强保护是促进榆树种群良性发展的关键。 (2) 榆树疏林中主 要木本植物 ( 榆树、耧斗叶绣线菊 (Spiraea aquilegifolia Pall.) 和小

4、叶锦鸡儿 (Caragana microphylla Lam.) 在小尺度上呈现出显著的聚集分布特征 , 相对于 乔木, 灌木具有更大的聚集尺度。种子扩散限制、萌蘖繁殖以及生境异质性可能是影响木本植物空间分布特征 的主要作用因子。不同龄级的榆树之间在小尺度上呈现出显著相互促进的作用关 系, 成年榆树与榆树幼苗呈现“庇护与被庇护”的种内关系。榆树分别与耧斗叶绣线菊和小叶锦鸡儿在所有尺度上 (0-50 m) 呈现出相互 独立的种间关系。榆树与 2 种灌木各自占据不同的空间位置 , 未产生直接的种间 竞争。(3) 榆树的种群密度在东部区域最高 , 在南部区域最低 , 北部和西部区域居中。 这与该区域

5、内的年均温度呈现出一致的空间分布规律 , 温度可能是影响榆树种群 空间分布的重要环境因子。榆树的种群密度分别与胸径、树高、冠幅呈现相反的空间分布规律 , 表明榆 树种群存在“自疏”现象, 随着榆树个体的生长 ,种群密度逐渐降低。 榆树种群的 密度和灌木群落的密度之间呈现出显著的负相关关系 , 表明榆树种群与灌木群落 呈现相反的空间分布格局。草本群落与土壤理化性质的空间分布具有较好的一致性 , 土壤理化性质可能 是影响草本群落空间分布的主要作用因子。 (4) 沙丘对榆树疏林植被和土壤理化 性质的空间分布具有显著的影响 , 不同微地形间的乔木层、灌木层、草本层植被 各指标具有显著性差异 , 背风坡

6、的植被最为丰富 , 迎风坡最为稀疏。土壤理化性质各指标从丘间地、 背风坡、坡顶到迎风坡依次呈现逐渐递减的 梯度变化。丘间地的水分状况、土壤结构和养分状况最好 , 迎风坡最差(5) 放牧是导致林分结构退化的重要干扰因子 ,随着放牧强度的增加 , 木本植 物的数量逐渐降低。 放牧活动对榆树种群空间格局的影响主要体现在对幼树和幼 苗的破坏方面 , 放牧活动降低了榆树种群的空间聚集尺度 , 加速了“自疏”过程。 长时间过度放牧后 , 放牧压力的降低可能是造成灌木入侵的重要影响因素。(6) 榆树显著影响到了冠下草本群落和土壤理化性质的空间分布。榆树疏林中榆树与草本植物之间呈现良好的共生关系。 榆树可能通过调节土 壤水分的再分配过程和冠下的光照环境对草本植物的生长和土壤理化性质的改 善起到促进作用。以榆树孤立木为中心的区域存在明显的沃岛效应。在目前气候条件下 , 灌木 的存在虽未对榆树的生长造成直接影响 , 但研究发现随着气候干旱的加重 , 榆树 的数量可能会持续减少 , 灌木(如耐旱植物小叶锦鸡