Niche characteristics and interspecific connection of dominant plants in the oasis desert transition zone at the northern foot of Tianshan Mountains

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00174

Journal of Desert Research ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (2): 254-263.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00174

Niche characteristics and interspecific connection of dominant plants in the oasis desert transition zone at the northern foot of Tianshan Mountains

Yan Lu(), Wanping Wu, Yong Zeng

School of Geography and Tourism / Key Laboratory of Lake Environment and Resources in Arid Region，Xinjiang Normal University，Urumqi 830054，China

Received:2023-09-14 Revised:2024-01-06 Online:2024-03-20 Published:2024-03-19

Abstract

Abstract:

The oasis desert transition zone at the northern foot of Tianshan Mountain has a fragile habitat. By revealing the ecological characteristics of vegetation in this area， we can then speculate on its succession trends， hoping to provide a theoretical basis or reference suggestions for ecological protection. Based on the investigation of 39 typical sites in research area， the dominant plant niche and interspecies connection are analyzed by important values， niche width， niche overlap， χ² test， Pearson correlation test and Spearman rank correlation test. The results show that：（1） There are 28 dominant species in the study area， and the niche breadth was significantly different. There was no significant correlation between the niche breadth measurement results and the change trend of important values. The ecological width index of Alhagi camelorum， Ceratocarpus arenarius，Haloxylon ammodendron is large. The B_L and B_S of Alhagi camelorum are 12.11 and 2.77， are the largest. （2） The niche overlap index of dominant plants in the study area is generally small， the demand for environmental resources is not similar， and the interspecific competition is weak. Competitive relationshipbetween Cerastium fontanum and Trifolium repens， Poa annua and Cerastium fontanum is obvious， and it is weak between Ceratocarpus arenarius and Poa annua， Poa annua and Alhagi camelorum. （3） The plant communities in the study area show no significant positive association. The three tests show that most species pairs had no significant relationship， and the species show an independent distribution pattern. The stability is relatively poor， and the correlation is relatively weak. It is in the early stage of succession， and the structure and function are not perfect. （4） The Pearson correlation coefficient and Spearman rank correlation coefficient between species are significantly positively correlated with the degree of niche overlap， which show that the stronger the positive （negative） association between species， the greater （ smaller ） the degree of niche overlap.

Key words: northern foot of Tianshan Mountains, oasis desert transition zone, interspecific connection of dominant plants, ecological niche

CLC Number:

Q948

Yan Lu, Wanping Wu, Yong Zeng. Niche characteristics and interspecific connection of dominant plants in the oasis desert transition zone at the northern foot of Tianshan Mountains[J]. Journal of Desert Research, 2024, 44(2): 254-263.

Figures/Tables 8

Table 1 Information table of sample plots the northern foot of Tianshan Mountains

编号	经度	纬度	海拔/m	生境类型	编号	经度	纬度	海拔/m	生境类型
1	87.78°E	44.05°N	592.96	沙漠	21	87.15°E	44.06°N	369.96	沙漠
2	87.80°E	44.05°N	649.23	沙漠	22	87.14°E	44.06°N	398.12	沙漠
3	87.83°E	44.04°N	618.36	绿洲	23	87.80°E	44.40°N	396.78	沙漠
4	87.84°E	44.12°N	563.99	人工林	24	88.05°E	44.16°N	396.76	绿洲
5	87.84°E	44.13°N	468.74	绿洲	25	88.05°E	44.15°N	592.96	沙漠
6	87.84°E	44.13°N	458.05	人工林	26	87.14°E	44.06°N	401.26	绿洲
7	87.87°E	44.37°N	341.17	绿洲	27	87.87°E	44.38°N	435.12	沙漠
8	87.87°E	44.37°N	383.29	沙漠	28	87.87°E	44.37°N	389.83	沙漠
9	87.87°E	44.37°N	470.36	沙漠	29	87.88°E	44.46°N	538.23	绿洲
10	87.88°E	44.38°N	443.30	人工林	30	87.87°E	44.38°N	383.32	沙漠
11	87.98°E	44.63°N	445.56	沙漠	31	87.87°E	44.38°N	391.62	沙漠
12	87.98°E	44.62°N	431.15	沙漠	32	87.87°E	44.37°N	430.26	沙漠
13	87.88°E	44.37°N	592.96	沙漠	33	87.88°E	44.38°N	430.59	沙漠
14	87.87°E	44.15°N	390.12	绿洲	34	87.68°E	44.35°N	432.51	沙漠
15	87.88°E	44.38°N	383.29	沙漠	35	87.88°E	44.38°N	425.76	沙漠
16	87.87°E	44.63°N	384.42	绿洲	36	87.88°E	44.38°N	424.86	绿洲
17	87.88°E	44.38°N	379.53	沙漠	37	88.19°E	44.16°N	530.69	沙漠
18	87.80°E	44.05°N	592.96	绿洲	38	88.19°E	44.15°N	683.56	绿洲
19	87.14°E	44.06°N	396.76	沙漠	39	88.19°E	44.16°N	544.18	沙漠
20	87.80°E	44.65°N	396.70	绿洲

Table 2 Relative frequency， relative density， relative significance， important values and niche width of major dominant plants in the northern foot of Tianshan Mountains

物种编号	种名	相对频度 /%	相对密度 /%	相对显著度 /%	重要值	Levins 指数B_L	Shannon 指数 B_S
1	角果藜(Ceratocarpus arenarius)	8.36%	11.50	0.21	6.69	10.47	2.69
2	猪毛菜(Salsola collina)	6.18	10.84	0.10	5.71	5.87	2.15
3	早熟禾(Poa annua)	4.00	0.56	14.26	6.28	1.06	0.15
4	骆驼刺(Alhagi camelorum)	8.36	4.42	2.43	5.07	12.11	2.77
5	月见草(Oenothera biennis)	1.45	9.17	0.03	3.55	1.31	0.49
6	梭梭(Haloxylon ammodendron)	5.45	1.21	10.26	5.64	8.17	2.35
7	白车轴草(Trifolium repens)	0.36	5.92	0.00	2.09	1.00	0.00
8	芦苇(Phragmites australis)	1.82	3.66	0.10	1.86	2.55	1.21
9	白梭梭(Haloxylon persicum)	1.09	17.69	0.01	6.26	4.37	1.80
10	独尾草(Eremurus chinensis)	1.45	1.89	0.38	1.24	6.18	1.93
11	蒌蒿(Artemisia selengensis)	1.82	2.36	0.12	1.43	2.46	1.08
12	灰绿藜 (Oxybasis glauca)	2.18	1.63	0.04	1.28	1.97	0.92
13	骆驼蓬(Peganum harmala)	3.27	0.48	0.03	1.26	1.41	0.62
14	尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrhinchum)	1.45	1.78	0.07	1.10	1.63	0.69
15	驼绒藜(Krascheninnikovia ceratoides)	0.73	2.31	0.01	1.02	1.12	0.22
16	盐生草(Halogeton glomeratus)	1.82	0.75	0.09	0.89	3.20	1.29
17	拉拉藤(Galium spurium)	0.73	2.07	0.01	0.94	1.86	0.65
18	榆树(Ulmus pumila)	1.45	0.96	23.65	8.69	1.18	0.35
19	藜(Chenopodium album)	0.73	1.82	0.02	0.85	1.12	0.21
20	白茎绢蒿(Seriphidium terrae-albae)	1.45	0.53	0.52	0.84	1.92	0.91
21	碱蓬(Suaeda glauca)	1.45	0.09	0.09	0.55	2.52	1.14
22	苦豆子(Sophora alopecuroides)	0.73	0.88	0.08	0.56	1.21	0.32
23	簇生泉卷耳(Cerastium fontanum)	0.36	1.16	0.00	0.51	1.00	0.00
24	刺榆(Hemiptelea davidii)	1.09	0.07	13.58	4.91	1.81	0.80
25	裂叶榆(Ulmus laciniata)	0.73	0.03	11.00	3.92	1.96	0.68
26	柽柳(Tamarix chinensis)	0.73	0.02	4.53	1.76	2.00	0.69
27	青甘杨(Populus przewalskii)	0.36	0.01	8.57	2.98	1.00	0.00
28	旱柳(Salix matsudana)	0.36	0.00	6.95	2.44	1.00	0.00

Fig.1 Schoener overlap index （Cik ） and Pianka overlap index （Oik ）， the main plant species in the northern foot of Tianshan Mountains

Table 3 Overall interspecific association of main woody plant species in northern Tianshan Mountains

方差比率	检验统计量	χ2临界值( $χ 0.95 (56) 2$ , $χ 0.05 (56) 2$ )	检验结果
1.18	45.87	43.19，79.08	不显著

Table 3 Overall interspecific association of main woody plant species in northern Tianshan Mountains

方差比率	检验统计量	χ2临界值( $χ 0.95 (56) 2$ , $χ 0.05 (56) 2$ )	检验结果
1.18	45.87	43.19，79.08	不显著

Table 4 Comparison of chi-square test， Pearson correlation test and Spearman rank correlation test results among main species

检验方法	正联结(相关)				负联结(相关)
检验方法	极显著 (P < 0.01)	显著 (0.01 ≤P≤ 0.05)	不显著 (P > 0.05)	总数	极显著 (P < 0.01)	显著 (0.01 ≤P ≤ 0.05)	不显著 (P > 0.05)	总数
χ²检验	17(4.50)	30(7.93)	331(87.57)	378(100.00)	0 (0.00)	0 (0.00)	0 (0.00)	0 (0.00)
Pearson相关	38(10.05)	19(5.03)	56(14.81)	113(29.89)	0 (0.00)	0 (0.00)	265(70.11)	265(70.11)
Spearman秩相关	22(5.82)	42(11.11)	78(20.64)	142(37.57)	0 (0.00)	3(0.79)	233(61.64)	236(62.43)

Fig.2 Semi-matrix diagrams of chisquare test， Pearson correlation test， Spearman rank correlation test among main species

Fig.3 Regression analysis between Pearson correlation coefficient and niche overlap among main species

Fig.4 Regression analysis between Spearman rank correlation coefficient and niche overlap among main species

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