内蒙古短花针茅群落数量分类及环境解释
2021-09-01
来源:哗拓教育
第21卷第1期 草业学报 83—92 Vo1.21,No.1 ACTA PRATACULTURAE SINICA 2012年2月 内蒙古短花针茅群落数量分类及环境解释 张庆 ,牛建明 ,BUYANTUYEV Alexander ,丁勇。, 康萨如拉 ,王凤兰 ,张艳楠 ,杨艳 ,韩砚君 (1.内蒙古大学生命科学学院,内蒙古呼和浩特010021;2.中美生态、能源及可持续性科学内蒙古研究中心 内蒙古呼和浩特010021;3.中国农业科学院草原研究所,内蒙古呼和浩特010010) 摘要:群落分布格局与环境(环境因素、空间因素、生物因素)之间的关系一直以来便是生态学研究的热点。为了探 讨环境对内蒙古短花针茅群落结构格局的影响,运用双向指示种分析法(two—way indicator species analysis, TwINsPAN)对内蒙古自治区202个短花针茅群落进行数量分类,并结合环境因子、.空间因子(各3个)运用除趋势 典范对应分析排序方法(detrended canonical correspondence analysis,DCCA)分析了环境因子、空间因子、环境因子 与空间因子交互作用及其他因素对内蒙古短花针茅群落结构格局的影响。结果表明,1)TWINSPAN将内蒙古 202个短花针茅群落在第4级水平上分为16个群丛;2)DCCA前2排序轴集中了大部分信息(75.3 ),第1,2排 序轴分别突出反映了群落结构格局在热量、水分梯度上的变化,结合TWINSPAN划分的群丛类型构建了内蒙古 短花针茅草原生态系列图式;3)因子分离分析表明,环境因子对群落结构格局的解释能力为7O.7 ,其中26.5 为单纯环境因子引起,空间因子解释能力为55.6 ,其中11.4 是独立于环境因子的,44.2 是环境因子和空间 因子交互作用导致的,未能解释的部分达17.9%,结合其他研究有力地证明了“环境因素对植被的可解释程度是植 被本身的复杂性决定的,植被越复杂,环境的可解释程度则越低”。 关键词:内蒙古;短花针茅;双向指示种分析法;除趋势典范对应分析;环境解释 中图分类号:S812;Q948.1 文献标识码:A 文章编号:1004 5759(2012)0I-0083—10 植被生态学的研究重点是植被系统,亦即典型群落的分类,其目的是揭示植物群落与环境问的相互关系_1], 群落分布格局与环境之间的相互关系一直以来便是生态学研究的热点 ]。自然界植物群落的分布格局是不同 尺度上环境、空间和生物三大因素共同作用的结果 ]。环境因素指各种直接或间接的环境条件,如光照、温 度、水分及土壤理化性质等;空问因素指群落间的相对位置,包括海拔、坡度、坡向等;生物因素指生物之间的相互 作用,包括竞争、协同、人为干扰等口 。 排序是把一个地区内所调查的群落样地,按照相似度来排定各自的位序,从而分析各样地之间及其与生境之 问的相互关系[17,18 ̄。早在2O世纪30年代,前苏联学者Ranensky就发展了一个简单的排序方法,但大量的研究 开始于5O年代,随着计算机软硬件的飞跃发展,7O年代后期至80年代初一系列排序方法纷纷问世,80年代中期 以后,将群落分类与排序相结合和深化的“环境解释”可以客观地把群落的分布格局与环境资料相联系,定量地给 出群落分布格局的环境贡献率,从而建立群落的空问分布模型[1 。国内外应用较多的排序方法包括主成分分 析(principal components analysis,PCA)、典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)、除趋势对应 分析(detrended correspondence analysis,DcA)、除趋势典范对应分析(detrended canonical correspondence anal— ysis,DCcA)等,其中DCCA方法是CCA方法的改进,克服了CCA分析中的“ 寻形效应”,其实质是一种约束性 直接梯度分析_3 ,z23,现已成为植被梯度分析与环境解释中常用的方法 。.2 3l。 短花针茅(Stipa breviflora)作为荒漠草原地区重要的牧草资源,同时对于维持该区的生态安全也具有重要 意义。针对短花针茅群落,运用定量的数学分析手段进行群落类型分类,并深入细致地探讨群落分布格局与环境 收稿日期:2010—1I-02;改回日期:20lI-0卜O6 基金项目:国家科技支撑计划课题(2011BAC07B01),国家自然科学基金(30760158,31060320)及高等学校博士学科点专项科研基金 (20070126004)资助。 作者简介:张庆(1981一),男,山东泰安人,讲师。E—mail:qzhang82@163.COrn *通讯作者。E—mail:jmniu2005@l63.corn 84 ACTA PRATACULTURAE SINICA(2O12) Vo1.21,No.1 间的相互关系及环境因子与空间因子的交互作用方面的研究尚未见报道。本研究运用双向指示种分析法(two— way indicator species analysis,TWINSPAN)和DCCA方法对内蒙古自治区202个短花针茅群落进行数量分类 及排序分析,以期解决如下4个问题:1)内蒙古短花针茅群落类型数量分类;2)影响内蒙古短花针茅群落结构格 局的主导环境因子;3)构建内蒙古短花针茅草原生态系列图式;4)环境因子、空间因子、二者交互作用及其他因素 对内蒙古短花针茅群落结构格局的影响(贡献率),以期揭示该植物群落的结构格局及其环境梯度,从而为退化植 被的生态恢复和自然植被的有效保护提供科学依据。 1材料与方法 1.1研究区概况 短花针茅草原区属温带干旱与半干旱区,≥10℃的年积温在1 846(化德)~3 214℃(赤峰),年均温在2.1(化 德)~7.4℃(准噶尔旗),湿润度在0.23~0.47,年降水量在279~434 mm_2州,土壤类型多为淡栗钙土、灰钙土和 棕钙土。该区内的短花针茅群落类型复杂多样:在暖温性草原区,它和本氏针茅(S.bungeana)构成群落;在荒漠 草原区,它和小针茅(s.klemenzii)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)等占据优势;而在中温性典型草原与荒 漠草原的过渡区域,它还与克氏针茅(S.krylovii)共同建群,在一些砾石质化非常强烈的地方,群落中还会或多 或少的出现一些锦鸡儿灌木。 1.2研究方法 1.2.1植被调查 依据短花针茅物候及地上生物量 波动规律 引,植被调查均在其生物量高峰期,即 2008年6月下旬一7月中旬期间进行。一方面为尽量 满足样地设置的全面性、代表性及典型性_2川,另一方 面考虑到研究区环境条件及人力、财力的限制。以研 究区部分旗县所在地为原点,向多方位呈辐射状调查, 并以旗县之间连通道路为主线进行调查,在短花针茅 草原分布边界地区,若连续20 km未出现短花针茅群 落时,则停止调查,样地与样地之间距离大约10 km, 且距离道路至少200 m,在整个研究区内共设置202 个样地,每个样地大小为10 m×10 m(图1)。 每个样地植被调查采用样方法l_2 ,样方大小为 1 m×1 m,记录群落的总盖度及每一物种的垂直高 度、株丛数,并分种齐地面剪取地上部分,称取鲜重后 分袋保存,回实验室后置于60℃烘箱内烘干至恒重 (约24 h),获得干重。同时,描述每个样地的周围环 境、地形地貌、土壤特征、人类干扰等,并使用GPS (global position system)记录每个样地的位置。 图1样点分布图 Fig.1 Distribution of sites 1.2.2环境、空间因子获取环境因子包括年平均降 水量(annual precipitation,AP)、年平均气温(annual temperature,AT)、土壤类型(soil type,ST)3个指标。各 样地年平均降水量和年平均气温采用牛建明Eao]提供的内蒙古气候因子空间模拟模型,土壤类型依据内蒙古自治 区1:150万土壤类型图获得 ],按照不同土壤类型进行赋值(表1),构成202×3环境因子矩阵。空间因子指群 落间的相对位置 ¨],选用经度(1ongitude,LNG)、纬度(1atitude,LAT)、海拔(altitude,ALT)3个指标,构成202 ×3空间因子矩阵。 AP=13872.124 117—0.894 064 ALT~198.273 094 LAT+2.235 910 LA 一0.03l 340 AT×AL了、一 176.056 646 LNG+0.829 509 LNG。+0.020 352 LNG×ALT(R 一0.84) AT一82.933一】.029 43 LAT一0.248 45 LNG一0.006 653 1 AL丁(R =0.96) 第21卷第1期 草业学报2012年 85 1.2.3数量分析方法 202个样方共记录了133个物种,考虑到研究区内气候相对干旱,往往由于降水,会在短 时期内形成一、二年生植物景观,因此剔除掉群落中3O种一、二年生植物后,计算每个群落中不同物种的重要值, 构成202×103样方重要值矩阵,采用VESPAN软件包中HillL3 设计的TWINSPAN分类法进行群落分类;采 用Ter Braak编制的CANOCO软件包 ],依据Borcard等l_11]的思想,采用DCCA排序方法,结合样方重要值 矩阵、环境因子矩阵、空间因子矩阵进行4次不同处理的排序,以每次排序得到的前4轴的特征值之和除以物种 的总变异值,得到不同处理的排序所能解释的量_1 ,从而分析环境因子、空间因子、环境因子与空间因子交互 作用及其他因素(可能是生物因素或其他随机因素)对群落结构格局的影响。 重要值一(某一群落中每个物种干重/群落内所有物种干重)×100 2结果与分析 2.1 TWINSPAN分类结果 依据中国植被的分类原则和系统 ,采用第4级水平的划分,将202个群落划分为16组,即16个群丛(图 2,表2)。图2中方框内数字代表样方个数,最下行数字1~16代表群丛编号。 。 。‘—。=z 团 lD4 群丛 审 图2 202个样方TWINSPAN分类树状图 Fig.2 Dendrogram of the TWINSPAN classification of 202 plots 申啐 匕 15 l6 2.2 DCCA排序分析 短花针茅群落类型与所有环境(包括3个环境因子和3个空间因子)DCCA排序分析结果见表3和图3。群 落和环境前2个排序轴的相关系数比较高,分别为0.773和0.765(表3),对群落而言,前2个排序轴间的相关系 数仅为0.002,几乎互相垂直;对环境而言,前2个轴相关系数为0.O0,相互垂直,且累积贡献率分别为40.6 和 75.3 。同时,蒙特卡罗检验(Monte Carlo test,循环次数 一499)显示群落及环境在第1排序轴(F:5.802,P 一0.002, 一499)及所有排序轴上(F一3.166,P一0.002, 一499)均存在极显著相关性。综上,可以认为DCCA 排序分析的结果是可信的 ]。图3中6个因子均用箭头表示,箭头所处象限表示不同因子与排序轴之间的 正负相关性,箭头与排序轴的夹角代表着环境因子与排序轴的相关性大小;箭头连线的长度表示群落分布与该因 子相关性的大小,连线越长影响越大;2个箭头之间夹角大小代表这2个因子之间相关性大小,夹角越小,相关性 越大 。 ]。 86 ACTA PRATACUI TURAE SINICA(2O12) VoL 21,No.1 表2 202个样方TWINSPAN分类结果及16个群丛环境特征 Table 2 The result of TWINSPAN classification of 202 plots and environmental characteristic of 16 associations 短花针茅+百里香+达乌里胡枝子群丛 154,155,175 Association S.brefi’flora+Thymus ser— pyllum+Lespedeza davurica 400.97 4.16 黄绵土为主,风蚀强烈Lo— essal soil,serious wind er— rosion 2 短花针茅+百里香+糙隐子草群丛Associ— ation S.brefiflora+T.serpyllum4-Cleis— togenes squarrosa 2,9,12,53,79,152 336.05 3.65 黄绵土为主,风蚀强烈L0一 essal soil,serious wind er— rosion 短花针茅十本氏针茅+达乌里胡枝子群丛 Association S.brefiflora十S.bungeana+ L.davurica 4 83 322.87 4.64 栗钙土为主Chestnut soil 短花针茅十本氏针茅+达乌里胡枝子+糙 22,84,146~151,153,157,158, 隐子草群丛Association S.brefi’flora+S. bungeana+L.davurica--C.squarrosa 172,174 349.53 5.09 栗钙土为主Chestnut soil 短花针茅+糙隐子草+冷蒿群丛Associa— tion S.brefiflora+C.squarrosa+Ar£gm — sia frig ida 1,3~8,10,11,13,29,8O,81, 85,86,132,137,139,164,173, 176 322.70 3.59 淡栗钙土为主,土壤沙质化 Light chestnut soil,soil sandification 短花针茅+克氏针茅+糙隐子草+冷蒿群 丛Association S.brefiflora+S.krylovii +C.squarrosa+A.frigida 7 27,28,51,52,56,69,75,78, 143,156,161,177,184,185 197,198,200,202 300.78 2.89 淡栗钙土为主Light chest~ nut soil 短花针茅+无芒隐子草+糙隐子草+冷蒿 群丛Association S.brefiflOra+C.SOn— gorica+C.squarrosa+A.frigida 14~16,18,21,26,38~40,42~ 44,54,55,57,58,60,63,65,70 ~274.O0 3.37 棕钙土为主,土壤沙质化 Brown calcic soil.soil san— dification 74,76,95,123,129,138,145 165,166,171,186,194,195 8 短花针茅+无芒隐子草+冷蒿群丛Associ ation S.brefiflora+C.songorica+A 41,46,64,66,77,l41,l87,l96, 199,201 252.10 2.86 棕钙土为主,土壤沙质化 Brown calcic soil,soil san diIication frigida 短花针茅+小针茅+无芒隐子草群丛Asso ciation S.brefiflora+S.klemenzii+C songorica 25,30,32,35,36,45,47,59,61, 62,101,103,127,131,133~ 136,178 210.22 3.73 淡棕钙土为主,有薄层覆沙 Light brown calcic soil, thin sand covering soil 258.16 4.28 短花针茅+无芒隐子草群丛Association S brefiflora+C.songorica 34,49,67.1O0,116~l18,124~ 126,128,130,142,144,162 163,179,181~183,190,191 淡棕钙土为主,有薄层覆沙 Light brown calcic soil, thin sand covering soil 11 短花针茅+小针茅+碱韭+无芒隐子草群 丛Association S.brefiflora+S.klemenzii +Allium polyrhizum 4-C.songorica 17,19,20,24,37,48,50,68, 102,140,159,160,167~170, 236.29 3.25 淡棕钙土为主,土壤轻度盐 碱化Light brown calcic soil,light soil salinization 180,188,189,192,193 179.35 4.67 短花针茅+小针茅群丛Association S.bre一 31,33 fiflora+S.klemenzii 淡棕钙土为主,有薄层覆沙 Light brown calcic soil, thin sand covering soil 锦鸡儿一短花针茅+无芒隐子草+糙隐子 草群丛Association Caragana shrub—S. bre fiflora -C.songorica 4-C.squarros4a 23,82,87,88,96~99,104,108, 109,112,¨3,115,121,122 284.97 6.32 灰钙土为主,土壤砂砾质化 Sierozem,soil gravel 第2l卷第1期 草业学报2012年 87 表3 除趋势典范对应分析前2个排序轴间及其与6个因子间的相关系数 Table 3 The correlation coefficients of the first and second axes of DCCA for six factors 2.2.1 排序轴与6个因子的关系 排序轴是在较低空间反映综合生态梯度的抽象轴,相关系数表示的是各排序 轴与真实环境梯度之间的相关性。通常累积贡献率在7o%以上便能反映事物的基本面貌_3 引,因DCCA第1、2 排序轴的累积贡献率为75.3 9/6,反映了排序的绝大部分信息,因此只对第1、2轴分析即可。表3显示除年平均 降水量外,其余5个因子均与第1排序轴存在极显著相关性,经度、纬度、年平均降水量与第2排序轴也存在显著 相关性。经度、纬度同时与第1、第2排序轴间存在极显著相关性,且第1、第2排序轴间相关性又非常微弱(r一 0.002),说明第1、第2排序轴代表的综合生态梯度必然与经度和纬度同时存在密切联系。 2.2.2群落分布与环境的关系DCCA排序结果中各样地在坐标轴上的平面位置反映了样地所在群落的生态 学特性,图3中箭头连线的长度表示所有6个因子对内蒙古短花针茅群落分布都有一定的影响。通过表3及图 3可以看到,年平均气温是与第1排序轴相关性最强的因子,年平均降水量是与第2轴相关性最强的环境因子, 因此在决定内蒙古短花针茅群落分布中起着主要作用的因子是年平均气温和年平均降水量,且年平均气温起主 导作用。沿着第1轴由左至右,随着热量的增加,在上半部分依次分布着短花针茅和克氏针茅为主的类型(第3 88 ACTA PRATACULTURAE SINICA(2012) V01.21,No.1 组,GroupIl1)、以短花针茅和本氏针茅为主的类型 (第1组,Group工),同时还可以看到以短花针茅和 三 无芒隐子草为主(第5组,Group V)、以短花针茅和 L 小针茅为主(第6组,Group VI)以及短花针茅锦鸡儿灌丛化(第7组,GroupⅦ)的3个类型跨越的热 t"t 盏 ● . 。f、:: / ’Ⅳj ・ I sT・ A ・ : ! : _、、 量范围都比较宽;沿着第2轴由下及上,随着水分的 薤 增加,依次分布着以短花针茅和小针茅为主的类型 (第6组,Group VI)、以短花针茅和无芒隐子草为主 的类型(第5组,Group V)、以短花针茅和糙隐子草 为主的类型(第4组,Group IV)、以短花针茅和克氏 针茅为主的类型(第3组,Group 1II)、以短花针茅和 百里香为主的类型(第2组,GroupⅡ)、以短花针茅 。 。 和本氏针茅为主的类型(第1组,Group I);此外, 在各类型之间还存在着一些过渡样地,这些样地介 于相邻类型之间。同时发现,DCCA划分的7组与 图3样地DCCA排序 Fig.3 The plots scores of DCCA TWINSPAN第3级分类结果非常吻合,正是TWINSPAN中第4等级划分的16个群落类型在第3等级上的空 间体现。 依据图3中各群落类型的空间位置及各因子对其分布格局的影响,并结合表2中各群落类型的描述,抽象后 得到水、热、土3个主要环境梯度下的内蒙古短花针茅草原生态系列图式(图4)。处于该图式中心位置的是短花 针茅+无芒隐子草+糙隐子草+冷蒿群丛,向右为水分增加的方向,在中温性草原可以过渡到短花针茅+克氏针 茅+糙隐子草群丛,最终演变为克氏针茅群系;在暖温性草原可以过渡到短花针茅+本氏针茅+达乌里胡枝子+ 糙隐子草群丛,若继续向中生方向过渡则演变为本氏针茅群系,但风蚀作用增强则会过渡到短花针茅+百里香群 丛,并最终演变为百里香群系;向左为水分减少的方向,首先会出现含有小针茅的短花针茅+小针茅+无芒隐子 草+冷蒿群丛,旱生性继续增强,该群丛会演变为小针茅群系;在该区域的低洼处,土壤轻度盐渍化,则会过渡到 短花针茅+碱韭+小针茅群系,并最终演变为碱韭群系;若土壤砂砾质化增强,则会过渡到短花针茅的锦鸡儿灌 丛化草原,并最终演变为锦鸡儿灌丛。 2.2.3群落格局的环境因子和空间因子分解表4是4种不同排序方案处理下前4个排序轴的特征值之和及 其占物种总变异值的百分比,也就是环境因子、空间因子、环境因子与空间因子交互作用和其他因素对群落结构 格局的贡献率。可以看到环境因子对群落分布格局的解释能力为7O.7 ,其中26.5 是单纯由环境因子引起 的,其余高达44.2 是由环境因子和空间因子交互作用导致的;空间因子引起的群落分布格局的变异占总体变 异的55.6 ,但只有11.4 9/6是由单纯空间因子引起的,44.2 是由环境因子与空间因子交互作用导致的,说明环 境条件和群落分布具有相似的空间格局,群落分布格局是在历史过程中植物和环境相互作用,共同发展的结果; 群落分布格局的变异中,不可解释的部分占了17.9 ,这部分主要包括物种间竞争导致的异域分布、互惠导致的 种间联结、放牧导致的退化及随机因素等。 3讨论 1)生物群落分类是生态学研究领域中争论最多的问题之一,甚至成为不同学派的重要特色_1 。Whittak— erE∞ 曾列举了12种主要的分类途径,包括依据区系特征、优势度、群落动态、生态外貌等一系列分类途径。其中 依据植被区系特征的分类系统于1921年由Braun—Blanquet所完成,因其最为标准化和系统化,且可适用于不同 植被类型的群落分类,因此,Braun—Blanquet方法被认为是应用最广泛、最成功、最标准化的方法,也是国际植被 生态学界公认的正规等级分类系统 。 。TWINSPAN分类方法是对Braun—Blanquet途径的一种数量化发 展 ,通过数据转换把实际的数量指标转化成等级,再以等级数据加权的方式恢复不同等级的数量差别意义,从 而反映不同物种在群落中的地位或优势度,成为当今最主要的数量分类方法,其分类结果比较客观,个人经验对 第21卷第1期 草业学报2012年 89 分类结果影响小 “ 。 2)在短花针茅草原生态系列图式中处于中心位置的是短花针茅+无芒隐子草+糙隐子草+冷蒿群丛,这里 冷蒿的出现截然不同于典型草原冷蒿的出现。典型草原区的地带性植被为大针茅和克氏针茅,有些地段由于长 短针子 期过度放牧、啃食和践踏,抑制了禾草及其他一些草本植物的生长,导致其逐渐减少甚至消失,而抗旱性强且耐啃 花茅草 食和践踏的冷蒿却能适应这种条件,并逐渐取代其他草本植物,从而在群落中出现并占据重要地位L4 “3];荒漠草 原区冷蒿的出现与长期的风蚀作用和基质条件有着密切联系。由于温度的激烈变化和强大的风力作用,土壤基 小隐 髓幅 质的沙粒质逐渐增多,粘细的壤质趋于减少,土壤的侵蚀与堆积作用破坏了地面芽植物的发育,使得针茅不能广 泛发育,冷蒿便成为这个区域的优势物种_2 。 锦鸡儿灌丛 质 碱 克 短花针茅 韭 群 锦鸡儿.短花针 茅+小针茅+无 锦鸡儿 短花针 茅+无芒隐子草 氏 针 茅 中 +碱韭+,J、 盐渍化 - 温 性 苴 针茅 芒隐子草+糙隐 子草 爪 +糙隐子草 短花针茅+克氏 系 l I 群 小 针 化I厂 中…针茅+糙隐子草 系 原 茅 群 系 砂砾 质化 蚕 生 锦鸡儿.短花针 ..… 1.... ..。....十。....。 锦鸡儿.短花针 针枝茅子鬻 +糙达隐乌子里著草胡}卜I -_一 . 风蚀I作用 l 暖 温 性 堇 茅+小针茅 无芒 隐子草+糙隐子草 茅+无芒隐子草 +糙隐子草 l l l 原 短花针茅 百里香 砂砾质化 ._-lI __._‘ -… 。 I 风蚀I作用 百里香群系 l 锦鸡儿灌丛 图4短花针茅草原群落生态系列图式 Fig.4 Ecological series among the various association S.breviflora 碱韭群系Formation Allium polyrhizum;锦鸡儿灌丛Formation Caragana shrub;短花针茅+碱韭+小一针茅S.bre flora+A.polyrhizum+S. klemenzii;锦鸡儿~短花针茅+小针茅+无芒隐子草+糙隐子草Caragana shrub—S.brefifl0m+S.klemenzii+C.songorica+C.squarrosa;锦鸡 儿一短花针茅十无芒隐子草+糙隐子草Caragana shrub—S.brefiflora+C.songorica+C.squarrosa;短花针茅+小针茅+无芒隐子草+冷蒿S. brefiflora+S.klemenzii+C.songorica+A.frigida;短花针茅+无芒隐子草+糙隐子草+冷蒿S.bre fiflora+C.songorica十C.squarrosa+A. frigida;短花针茅十克氏针茅十糙隐子草S.brefiit0r口+S.krylovii+C.squarrosa;短花针茅+本氏针茅+达乌里胡枝子+糙隐子草S.brefl— flora+S.bungeana+L.davurica+C.squarrosa;克氏针茅群系Formation S.krylovii;本氏针茅群系Formation S.bungeana;小针茅群系Forma— tion S.klemenzii;锦鸡儿一短花针茅+小针茅+无芒隐子草+糙隐子草Caragana shrub—S.brefiitDr口+S.klemenzii+C.songorica+C.squar— rosa;锦鸡儿一短花针茅+无芒隐子草+糙隐子草Caragana shrub—S.brefiflom+c.songorica+C.sq. ̄arrosa;短花针茅+百里香S.brefiflora +T.serpyllum;百里香群系Formation T.serpyllum;中温性草原Middle temperature grassland;暖温性草原Warm temperature grassland;旱生 Drought;中生Mesophytes;盐渍化Salinization;砂砾质化Gravel;风蚀作用Wind erosion. 90 ACTA PRATACULTURAE SINICA(2012) VoI.21,No.i 群落格局的总体变异Total variation of species abundance matrix 群落格局的环境解释部分Sum of canonical eigenvalues for environmently constrained analysis 群落格局的空间解释部分Sum of canonical eigenvalues for spatially constrained analysis 9.366 6.622 5.207 群落格局的单纯环境解释部分Sum of canonical eigenvalues for environmently constrained analysis after removal effects of spatial factors 群落格局的单纯空间解释部分Sum of canonical eigenvalues for spatially constrained analysis after removal effects of environmental factors 环境因子对群落格局的解释能力Species abundance variation explained by environmental variables( ) 空间因子对群落格局的解释能力Species abundance variation explained by spatial variables(%) 单纯环境因子对群落格局的解释能力Species abundance variation explained by pure environmental variables( ) 单纯空间因子对群落格局的解释能力Species abundance variation explained by pure spatial variables( ) 2.763 1.068 70.7 55.6 26.5 11.4 环境因子、空间因子对群落格局的交互解释能力Species abundance variation explained by crossed spatial—environmental factors( )44.2 未能解释的部分Unexplained species abundance variation( ) 17.9 湖北大老岭Dalaoling Mountain,Hubei province 亚热带常绿阔叶林Subtropical evergreen broad—leaved forest 9.5O 39.16 木论国家自然保护区Mulun national nature reserve 中亚热带混交林Mid—subtropical mixed forest 岷江上游The upper of Minjiang river 松嫩平原Songnen plain 温带灌木林Warm temperature shrub forest 温带典型草原Mid—temperature typical steppe 荒漠草原Temperature desert steppe 21.47 69.10 70.70 内蒙古中西部Middle and west of Inner Mongolia 3)沈泽吴与张新时 埘 曾利用DCCA排序方法定量分离了地形、空间及其交互作用对三峡大老岭地区森林植 被的空间格局的影响,并认为环境因素对植被的可解释程度是植被本身的复杂性决定的,植被越复杂,环境的可 解释程度则越低。汇总了近年使用DCCA排序分析分离环境因子及空间因子对群落分布格局影响的研 究 ,得到表5。可以看到随着植被类型复杂性的减弱(由亚热带常绿阔叶林到荒漠草原),环境的可解释 程度逐渐增大,由9.5 升高至7O.7 ,且草原区环境解释率普遍高于森林区的环境解释率。 参考文献: [1]宋永昌.植被生态学[M].上海:华东师范大学出版社,2001. 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We studied how environmental factors and spatial patterns influence the structure of Stipa breviflora communities in the Inner Mongolia regionFirst,we used the two—way indicator spe— .cies analysis(TWINSPAN)algorithm to summarize variation in species composition and group 202 study plots. Second'we investigated the effects of three environmental and three spatial factorstogether with their interac— ,tion,on the structure of S.breviflora communities by using detrended canonical correspondence analvsis(DC— CA). 1)The target plant communities were classified into 1 6 groups at the fourth level of division bv TWINS— PAN;2)The first tWO DCCA axes,which corresponded to gradients of temperature and precipitation,.resDec— tively,explained most of the variation in community structure(753 ).Based on these resuits different S. breviflora communities were arranged into an ecological series;3)When analysed together,707 of the total .variance in S.breviflora community structure was explained by all environmenta1 factors and 556 bv a11 .spatial factors. When these factors were examined separately,only 2 95 .and 1 1.4 of the tota1 variance were explained respectively,while 44.2 1 7.9 was simultaneously explained by the two grouPs of factors,and .was explained by other undetermined factorsOur study contributes to other researchers’findings and strongly supports the conclusion that the degree to which environmental factors control the structure and sDatia1 distribution of plant communities is determined by complexity of the vegetation patternThe explanatory power .of plant community structure by environmental factors decreases with the increase in complexity of vegetation COVer. Key words:Inner Mongolia;Stipa brevifl01"61.;TWINSPAN;DCCA;environmental interpretation