论文部分内容阅读
短花针茅荒漠草原具有特殊的物种组成、群落类型、结构和功能,表现出生态脆弱性和放牧敏感性。由于不同植物种群对放牧干扰的响应存在差异,进而导致植物种群间的相互关系发生变化。为探讨不同放牧强度下短花针茅荒漠草原主要植物种群作用及种群间相互关系,本研究以内蒙古短花针茅荒漠草原主要植物种群(建群种短花针茅和优势种无芒隐子草与碱韭)为研究对象,采用随机区组试验设计,设不放牧区(CK)、中度放牧区(MG)和重度放牧区(HG)各一个,每个放牧处理三次重复;在2015年～2019年,采用随机取样法获取主要植物种群密度及地上现存量数据,采用机械取样法获取主要植物种群空间数据,并测定土壤养分数据。结合方差分析、灰色关联分析、典范主分量分析和地统计分析等从主要植物种群及群落动态、生态位、土壤资源分配格局以及种群空间分布格局等方面分析了短花针茅荒漠草原主要植物种群作用和种群间相互关系对放牧干扰的响应,得到如下结论:(1)随着放牧强度的增加和放牧年限的延长,短花针茅种群密度、重要值和地上现存量逐渐降低。主要植物种群密度及地上现存量在干旱的年份占群落的比值较大;随着放牧年限的延长,主要种群的占比下降。(2)当植物种群处于同一密度分布状态时,其种间亲和性呈对称性形式。主要植物种群中等密度存在情况下,种间的亲和性表现最强,高密度存在情况下,种间亲和性表现最弱。短花针茅和无芒隐子草种群在相对低密度存在情况下具有较大的空间分布不均匀性,中等密度分布区域下空间分布变异性最小。碱韭植物种群在相对高密度存在情况下空间分布的复杂性较大。(3)不同放牧处理下主要植物种群的生态位宽度均大于群落中其它植物种群,且无芒隐子草生态位宽度大于短花针茅和碱韭。随着放牧强度的增加,建群种短花针茅和优势种无芒隐子草的生态位宽度逐渐增大,碱韭的生态位宽度逐渐降低。主要植物种群生态位重叠程度变化与种对间的竞争能力有关,也与种对间的亲和程度有关,且存在不对称性。(4)放牧使得主要植物种群间向正关联方向发展,随着放牧强度的增加,植物群落内关联较弱的植物种对间关联作用消失。不同放牧处理下,物种间亲和关系与竞争关系均存在不对称性。放牧干扰导致植物种群种内竞争强度增加,种间竞争强度减弱;在中度放牧强度下,种间亲和程度表现最高。(5)无论是否存在放牧干扰,且放牧强度如何变化,主要植物种群表现为随机分布尺度逐渐增大,且随着尺度的增加由随机分布逐渐变为聚集分布。植物种群空间异质性对放牧强度的响应具有特异性,中度放牧处理下,碱韭种群空间分布变异性最为复杂,短花针茅和无芒隐子草空间变异复杂性与之相反。(6)放牧增加了土壤氮元素含量,降低了土壤磷元素和钾元素含量。无放牧干扰情况下,土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷和全钾含量空间分布主要受随机因素的影响;放牧干扰后,土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷和全钾含量空间分布主要受结构性因素影响。重度放牧能够使土壤养分含量空间分布的异质性加强,适度放牧使土壤养分含量空间分布的异质性减弱。(7)受放牧强度与土壤资源限制的影响,荒漠草原主要植物种群(短花针茅、碱韭和无芒隐子草)间相互关系受多重因素共同作用,其中受密度效应的响应最为强烈。不同放牧强度下,土壤钾元素的含量对主要植物种群及群落动态和空间分布等影响较大,植物种群与土壤养分间的关系受植物种类的影响,碱韭和无芒隐子草与土壤养分间的关系大于短花针茅。