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本论文通过广泛收集新疆地区维管束植物、哺乳动物和鸟类的物种分布及植物群落调查资料,从不同尺度研究了新疆动植物的丰富度分布格局及其与气候的关系,主要结论如下:
1新疆共有野生维管束植物121科746属3637种、哺乳动物7目23科154种、鸟类21目56科425种。维管束植物、哺乳动物和鸟类物种多样性北疆高于南疆,西部高于东部;阿尔泰山、天山西部和准噶尔西部山地是新疆动植物多样性分布的中心。综合动物和植物丰富度分布格局,本研究划分了新疆生物多样性分布的热点地区如下:阿尔泰山西端、西天山西端、西昆仑-帕米尔交接地区、阿尔金山-可可西里交接地区、东天山巴里坤段和天山中部沙湾-玛纳斯地区。
2新疆动植物丰富度的分布格局与气候、区域过程及生境异质性有显著的相关关系,其中气候影响最大,其次为区域过程,生境异质性的作用相对最弱。现代气候中,水分对于维管束植物丰富度作用较大,能量对鸟类丰富度的作用更大,而能量和水分对哺乳动物丰富度的作用都很大。
3空间分辨率显著影响新疆动植物丰富度分布格局的环境解释,在不同的尺度,或对于不同类群物种,其环境解释的主导因子可能不同。随分辨率的降低,环境和区域过程对植物和哺乳动物物种丰富度的解释率降低,但是对鸟类物种丰富度的解释率无显著变化趋势。整体的解释率变化并不代表每一个或每一类环境因子解释率的变化,单个或单类环境因子对物种丰富度的解释率随分辨率降低变化趋势不一致。
4空间分辨率对新疆物种丰富度分布格局的影响显著。以植物、哺乳动物和鸟类物种最丰富的5%的面积作为热点地区的划分依据,结果发现:随着分辨率的降低,三类物种的热点地区重合减少,即所得到的热点地区面积更大,但是所能保护的物种数更少。
5不同分布区大小物种丰富度分布格局及控制其丰富度分布的环境因子差异较大。新疆维管束植物的分布区特征为狭域物种多于广域物种,物种的东西分布幅度大于南北分布幅度。随纬度的升高,物种分布区的面积和分布幅度有减小趋势。物种丰富度随分布区面积和分布幅度的增加而减小。天山中西部地区和阿尔泰山西部地区狭域物种较多;而在塔里木盆地西部和昆仑山的高海拔地区广域物种较多。由于环境独特,在昆仑山西部地区也形成了一些分布区较小的狭域物种。气候对广域物种丰富度分布格局的影响大于其对狭域物种丰富度分布格局的影响。
6区域尺度和物种尺度物种分布区面积和个体大小的关系不同。在物种尺度,新疆山地森林乔木物种个体大小与分布区面积和分布幅度为正相关关系,即分布范围越广,乔木个体越大。在区域尺度(以栅格平均值表征),山地森林乔木和林下草本植物个体越大,区域物种丰富度越高,分布范围越小。区域尺度草地植物个体(以生物量表征)越大,物种丰富度越高。但是区域尺度草地植物个体大小受地理位置,即环境因素的显著影响,其随纬度和经度的升高而降低,而不随物种分布区和分布幅度的变化而改变。
7植物科、属和种丰富度之间呈显著的幂函数关系,回归b值山地大于盆地,草本植物大于木本植物。三个比值在不同区域有显著的差异,随纬度的升高有显著升高趋势:三个比值在阿尔泰山、准噶尔西部山地和天山中西部高,在吐哈盆地、塔里木盆地及昆仑山低。
8对新疆山地森林群落结构和物种丰富度的研究表明,阿尔泰山针叶林物种丰富度显著高于天山南坡和昆仑山;天山南坡和昆仑山物种组成相似,阿尔泰山和天山北坡物种组成相似。针叶林群落树高、胸径、胸高断面积和和单位面积蓄积量天山北坡最高,其次是阿尔泰山,而天山南坡和昆仑山最低;这些群落结构指标随海拔升高显著下降,随年降水的升高显著升高,随年均温的升高显著下降。对新疆针叶林群落结构影响最大的是年降水、坡向和湿润度,其次是林型和年均温,而坡度和坡位因子对群落结构影响不显著。随海拔升高,乔木尖削度升高;随年降水的增加,乔木尖削度降低;乔木潜在最大树高随海拔和年降水的变化与乔木尖削度的趋势相反。对尖削度和潜在最大树高影响最大的是年降水、坡向和林型因子。乔木相关生长关系和生产力与环境因子的关系具有区域效应,在北疆,坡向、坡位和年均温对乔木相关生长关系最为重要;在南疆,坡向、年降水和年均温最为重要。新疆地区森林和草地的实际种库和局域种库的关系并不一致。森林的实际种库主要受局域种库的影响,而草地的实际种库主要受气候的影响。