摘要:在对秦王川天然草本土壤改良,生态环境改善具有重要意义。
关键词:秦王川;种间关联;空间分布格局
秦王川位于永登县东部与皋兰县交界处,为黄土梁峁围绕的山间盆地[1,2],面积59 400hm2,地势平坦,土地集中连片,属引大入秦工程主灌区。
随着引大工程成功通水和灌溉调序功能的增强,给该地农业生产注入极大活力,农业生态系统和人民生活水平得到了较大的改善,但脆弱的自然生态环境依然没有大的改变,随着人为活动日益频繁,及早做好生态环境的保护和治理势在必行。保护环境,改善生态条件必须依靠对天然植被的研究和改善,合理的保护和利用原生植被的适应性,在不对植被构成破坏的前提下,逐渐增加人为干预,科学地改善生态环境。本研究旨在通过对秦王川分布主要天然草本植物种间关联和种群空间分布格局的分析,得出人为干预的初步思路。
1材料与方法
1.1研究区概况
研究区位于永登县中川镇何家梁甘肃省高科技农业产业开发示范基地;海拔1 980m,年均降雨量261mm,降水变率大,蒸发强烈,季风明显,土层薄厚不均,土壤为干旱土纲灰钙土,0~100cm范围内具有石膏和盐渍化特征,土体上层0~20cm含盐0.20%~1%,20cm以下减为0.10%~0.30%[3,4]。人均耕地面积较大,有大面积连片未利用的坡地和弃耕地。
秦王川植被类型为天然半荒漠,因气候干旱,植被稀疏,天然植被组成主要以耐旱耐盐碱的一年生或多年生草本和半灌木为主,主要植物为白茎盐生草、猪毛菜、狗尾草、虎尾草、中亚紫菀木、画眉、金色狗尾草、顶项菊、藜、天蓝苜蓿、骆驼蓬等。
1.2研究方法
1.2.1样地选择。于2007年8月中旬,在非耕地随机选取3个样点;在第1样点取10m×20m样带,以1m×1m样方取样40处,其余两个样点以1m×1m样方随机取样40处;分别记录每个样方的植物种类、数量(以株数记)。
取样后,对天然草本植物群落7种主要植物白茎盐生草、猪毛菜、狗尾草、虎尾草、中亚紫菀木、画眉、金色狗尾草进行种间关联和空间格局分析。
1.2.2种间关联分析[7]。种间关联是对物种间在不同生境中相互影响、相互作用所形成的有机联系的反映,测定种间关联有助于进一步认识组成植物群落种群空间分布格局的形成机理。
对第1样点中40个样方,进行调查、取样,由x2检验进行关联分析,并计算关联系数。
先用调查数据进行种间关联x2检验分析:
(1)
其中:估计值的计算为:
a′=(a+b)(a+c)/N;(2)
b′=(a+b)(b+d)/N; (3)
c′=(c+d)(a+c)/N;(4)
d′=(b+d)(a+c)/N; (5)
式中:a为两种植物都出现的样方数,b、c分别为只出现物种A和B的样方数,d为A、B两种植物都不出现的样方数;a、b、c、d分别为a、b、c、d的估计值。
将以上(2)~(5)代入(1)式化简后得以下方程:
(6)
当估计值小于5时用以下方程计算:
(7)
若两个种显著关联,则用Ochiai指数来测定关联程度的大小。
(8)
1.2.3空间格局分析植物空间格局是决定竞争等种间相互作用过程乃至群落结构组建的重要因子之一[8]。
对3个样点中所有样方(80个)中的植物进行取样调查、分析。采用偏离系数和Morisita指数共同检验。
A)偏离系数(V/X ):
(9)
(10)
式中:X为每个样方的观测值,N为总样方数。
当: V/X =1,该种植物分布符合Poisson distribution; V/X >1,该种植物分布趋向于aggregated distribution;
V/X <1,该种植物分布趋向于regular distribution。
该值的显著性用t检验:
(11)
其中:(12)
B) Motisita指数检验Iδ [9]:
(13)
式中:ni是样方中该植物的数量,q是总样方数,N是所有样方中观查到的该种植物的总数量。
当:Iδ=1,该种植物分布符合Poisson distribution;Iδ>1,该种植物分布趋向于aggregated distribution;Iδ<1,该种植物分布趋向于regular distribution。
该方法用F检验:
(14)
其中:自由度v1=q-1、v2=∞ 。
2结果与分析
2.1植物种间相关性分析
由表1可以看出:白茎盐生草与其它6种植物间无显著关联,中亚紫菀木与金色狗尾草之间存在极显著负关联,其它各植物间均存在显著正关联。7种植物间的关联系数均较大,其中,狗尾草与虎尾草、狗尾草与中亚紫菀木、狗尾草与画眉关联程度大于其他种对。
2.2植物种空间分布格局
由表3可以看出,这7种植物V/X>1,同时经t检验均极显著;并且Iδ>1,经F检验极显著。表明,秦王川7种主要植物的空间分布格局极显著偏离Poisson distribution,均为Aggregated distribution。这是由于秦王川土壤水分或(和)盐分分布不均所致。白茎盐生草与其它主要种没有显著关联性,可能是因白茎盐生草的生长受干燥气候和盐碱分布环境影响小。白茎盐生草为该区优势种,与实地考察结果相吻合。
[2]
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