浑善达克沙地植物群落物种多样性及环境解释

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00080

摘要/Abstract

摘要：

认识沙地植物群落物种多样性及其与环境的关系，对维护沙地生态系统的结构与功能具有重要意义。本研究基于浑善达克沙地83个样地的群落数据及环境数据，通过数量生态学方法对群落物种多样性及其影响因子进行分析，探讨浑善达克沙地物种多样性特征及其环境解释。结果表明：（1）主要群落有榆树（Ulmus pumila）群落、小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）群落、黄柳（Salixgordejevii）群落及长梗扁桃（Prunus pedunculata）群落等，其中榆树群落分布在降水和土壤养分都比较高的区域，小叶锦鸡儿群落适生生境为降水较少且土壤贫瘠的区域；影响该区群落分布的主要环境因子依次为生长季降水量、生长季温度、土壤全氮和全钾含量，降水量的差异显著影响群落分布格局。（2）浑善达克沙地植物多样性的分布呈现出一定的规律性变化。物种多样性指数均随经度和海拔的增加而增加；Patrick指数与Shannon-wiener指数随纬度的增加呈现减少的趋势；Simpson指数与Pielou指数随纬度增加而增加；Patrick指数、Simpson指数和Shannon-wiener指数与生长季降水量、土壤有机碳和有效氮含量呈显著正相关，与生长季均温、≥0 ℃积温、生长季风速呈显著负相关，所有环境变量与Pielou指数均无显著相关性。研究结果阐明了浑善达克沙地物种多样性及植物群落分布的规律以及与关键环境因子之间的关系，有利于提高沙地植物多样性和稳定性，增强沙地植被的生态功能。

关键词: 植物多样性, 环境因子, CCA, 浑善达克沙地

Abstract:

It is important to study the characteristics of species diversity and the relationship between species diversity and environment in sandy land communities to maintain the structure and function of sandy land ecosystem. Based on the community and environmental data of 83 plots in the Otindag Sandy Land， this study analyzed the community species diversity and its influencing factors by quantitative ecology method， and explored the characteristics of species diversity and its environmental explanations in the Otindag Sandy Land. The results showed that：（1） The main communities are Form. Ulmus pumila， Form. Caragana microphylla， Form. Salix gordejevii and Form. Prunus pedunculata. The main environmental factors affecting the community distribution in this area are precipitation in the growing season， temperature， soil total nitrogen and total potassium content. The difference of precipitation significantly affectes the distribution pattern of the community. （2） The distribution of plant diversity in the Otindag Sandy Land shows regular changes. The diversity indices increases with the increase of longitude and altitude， Patrick index and Shannon-wiener index decreases with the increase of latitude， Simpson index and Pielou index increases with the increase of latitude. Patrick index， Simpson index and Shannon-wiener index are significantly positively correlated with precipitation in the growing season， soil organic carbon and available nitrogen contents， and negatively correlated with mean temperature， accumulated temperature above 0 ℃ and wind speed in the growing season. None of the environmental variables is significantly correlated with Pielou index. The results of this study elucidate the rules of species diversity and plant community distribution in the Otindag Sandy Land， as well as their relationships with key environmental factors， which are beneficial to improve the diversity and stability of plants in the sandy land and enhance the ecological function of vegetation in the sandy land.

Key words: plant diversity, environmental factor, CCA, Otindag Sandy Land

中图分类号:

Q145

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图/表 12

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环境因子		简称	单位
气候因子	生长季降水量	PGS	mm
	生长季均温	TGS	℃
	≥0 ℃积温	AT0	℃
	生长季平均风速	WGS	m·s^-1
土壤因子	有机碳	SOC	g·kg^-1
	全氮	TN	g·kg^-1
	全磷	TP	g·kg^-1
	全钾	TK	g·kg^-1
	有效氮	AN	mg·kg^-1
	有效磷	AP	mg·kg^-1
	有效钾	AK	mg·kg^-1

环境因子		简称	单位
气候因子	生长季降水量	PGS	mm
	生长季均温	TGS	℃
	≥0 ℃积温	AT0	℃
	生长季平均风速	WGS	m·s^-1
土壤因子	有机碳	SOC	g·kg^-1
	全氮	TN	g·kg^-1
	全磷	TP	g·kg^-1
	全钾	TK	g·kg^-1
	有效氮	AN	mg·kg^-1
	有效磷	AP	mg·kg^-1
	有效钾	AK	mg·kg^-1

群落名称	样方数	优势种
榆树群落	23	榆树(Ulmuspumila)、盐蒿(Artemisiahalodendron)、冰草(Agropyroncristatum)、蒙古虫实(Corispermummongolicum)、冷蒿(Artemisiafrigida)、黄柳(Salixgordejevii)
小叶锦鸡儿群落	18	小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、沙鞭(Psammochloavillosa)、蒙古虫实(Corispermummongolicum)、猪毛菜(Salsolacollina)、狗尾草(Setariaviridis)、雾冰藜(Bassiadasyphylla)
黄柳群落	7	黄柳(Salixgordejevii)、蒙古虫实(Corispermummongolicum)、小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、沙鞭(Psammochloavillosa)、盐蒿(Artemisiahalodendron)、乌柳(Salixcheilophila)
长梗扁桃群落	8	长梗扁桃(Prunuspedunculata)、糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)、大针茅(Stipagrandis)、小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、画眉草(Eragrostispilosa)、狭叶锦鸡儿(Caraganastenophylla)

群落名称	样方数	优势种
榆树群落	23	榆树(Ulmuspumila)、盐蒿(Artemisiahalodendron)、冰草(Agropyroncristatum)、蒙古虫实(Corispermummongolicum)、冷蒿(Artemisiafrigida)、黄柳(Salixgordejevii)
小叶锦鸡儿群落	18	小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、沙鞭(Psammochloavillosa)、蒙古虫实(Corispermummongolicum)、猪毛菜(Salsolacollina)、狗尾草(Setariaviridis)、雾冰藜(Bassiadasyphylla)
黄柳群落	7	黄柳(Salixgordejevii)、蒙古虫实(Corispermummongolicum)、小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、沙鞭(Psammochloavillosa)、盐蒿(Artemisiahalodendron)、乌柳(Salixcheilophila)
长梗扁桃群落	8	长梗扁桃(Prunuspedunculata)、糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)、大针茅(Stipagrandis)、小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、画眉草(Eragrostispilosa)、狭叶锦鸡儿(Caraganastenophylla)

物种	科	生活型	生态类型	存在度/%
糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)	禾本科(Poaceae)	多年生草本	旱生	81.93
蒙古虫实(Corispermummongolicum)	苋科(Amaranthaceae)	一年生草本	旱生	80.72
猪毛菜(Salsolacollina)	苋科(Amaranthaceae)	一年生草本	旱中生	77.11
雾冰藜(Bassiadasyphylla)	苋科(Amaranthaceae)	一年生草本	旱生	66.27
狗尾草(Setariaviridis)	禾本科(Poaceae)	一年生草本	中生	62.65
冷蒿(Artemisiafrigida)	菊科(Asteraceae)	多年生草本	旱生	61.45
盐蒿(Artemisiahalodendron)	菊科(Asteraceae)	半灌木	中旱生	60.24
小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)	豆科(Fabaceae)	灌木	旱生	57.83
冰草(Agropyroncristatum)	禾本科(Poaceae)	多年生草本	旱生	45.78
蒙古韭(Alliummongolicum)	石蒜科(Amaryllidaceae)	多年生草本	旱生	43.37
细叶韭(Alliumtenuissimum)	石蒜科(Amaryllidaceae)	多年生草本	旱生	43.37
花苜蓿(Medicagoruthenica)	豆科(Fabaceae)	多年生草本	中旱生	42.17
寸草(Carexduriuscula)	莎草科(Cyperaceae)	多年生草本	中旱生	42.17
藜(Chenopodiumalbum)	苋科(Amaranthaceae)	一年生草本	中生	39.76
羊草(Leymuschinensis)	禾本科(Poaceae)	多年生草本	旱生-中旱生	39.76
沙鞭(Psammochloavillosa)	禾本科(Poaceae)	多年生草本	旱生	38.55
榆树(Ulmuspumila)	榆科(Ulmaceae)	乔木	旱中生	33.73
画眉草(Eragrostispilosa)	禾本科(Poaceae)	一年生草本	中生	33.73
地梢瓜(Cynanchumthesioides)	夹竹桃科(Apocynaceae)	多年生草本	中旱生	30.12