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《内蒙古农业大学》 2008年
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濒危植物四合木生境的景观动态与适宜性评价研究

甄江红  
【摘要】: 四合木为鄂尔多斯高原所特有的蒺藜科单种属植物,因起源古老、抗逆性强,并为生物多样性起源和环境演变研究的理想对象,四合木具有重要的学术研究价值且倍受关注。但近年来四合木分布区生态环境与景观格局发生了显著变化,原有植被自然景观破碎化明显,生境岛屿化现象普遍,致使其种群数量锐减,处于濒危状态。为此,本文即以四合木为研究对象,以其分布范围为研究区域,以四合木分布区内不同的种群斑块为生境单元,借助1977、1990、2000与2005年4个时期陆地卫星遥感影像,运用3S技术,在分析四合木种群面积动态变化的基础上,探讨其生境景观格局时空演变特征及其影响因子与作用份额;通过不同生境四合木种群数量与结构特征的比较研究,分析四合木对生境适应性的空间差异及生境与景观格局变化对其种群动态的影响;在深入分析四合木生境需求的基础上,确定影响其生存的主要生态因子及其代用指标,并用评价模型进行生境适宜性评价。主要结论如下: 1.四合木主要分布在黄河与桌子山之间的狭长地带上,分布区总面积2824.31km2,由8个种群斑块组成。在研究时段内其种群面积不断减少,28a年间减少了19.36%,年均减少13.40km2;但在不同时空尺度上的减少速率并不相同。其中,以1990~2000年间减少得最快,1977~1990年间减少得最慢,且其年减少率有逐年增大趋势;在空间分布上四合木面积以桃司兔种群减少得最多,低山种群减少得最少;千里山种群减少速率最大,乌家庙种群减少速率最小。 2.四合木是研究区的基质景观,但1977年以来其生境景观格局发生了较大变化。在整个景观中,斑块数量、斑块密度、景观形状指数及多样性与均匀性指数不断增加,而斑块平均面积与优势度指数逐年减小,表明研究区的景观组分趋于复杂化、破碎化与多元化。各生境类型区中,以石嘴山、桃司兔、千里山与乌达种群的景观格局较为破碎,景观结构趋于复杂;乌家庙、棋盘井与海南种群的景观格局较为完整,景观中有连通度极高的优势斑块类型存在。在各种景观中,四合木是研究区最大的景观组分,但研究时段内其主导地位不断下降,空间分布趋于分散、破碎;而耕地与林地、城镇与居民点、工矿、沙化土地及其它植被面积大幅增长,有连片延续发展且在景观中的作用与影响程度逐渐加大趋势。 3.研究区历年气候波动和人类活动变化的代用指标分析表明,20世纪70年代以来,四合木分布区旱化趋势加剧,水分亏缺严重,加之人口数量剧增及城市化与工业化的巨大压力,使四合木的生存环境面临更为严峻的考验。各因素对四合木生境影响的累加效应分析表明,自然因素与四合木种群面积的关联程度大多以4a左右的平均尺度最高,人为因素的关联程度大多以6a左右的尺度最高,具有在时间尺度及累加作用上大于气候条件变化的特点。从主成分因子的信息贡献来看,人为因素对四合木生境影响作用的贡献率为55.66%,自然因素的贡献率为44.34%,可见人为因素的作用是导致四合木生境劣化的主要原因。 4.不同生境的四合木种群数量与结构特征有所不同,表明四合木对不同生境的适应性有一定差异。其中四合木密度与多度以海南、低山种群较高,棋盘井与乌达种群较低;盖度、高度、冠幅以低山、乌家庙种群较大,乌达、千里山种群较小;重要值和综合优势比以低山、乌家庙、棋盘井种群较高,乌达与千里山种群较低;不同生境中四合木种群的径级、龄级、冠幅、高度结构亦有差别,体现出低山、乌家庙、棋盘井种群中四合木的适应性较高,而乌达与千里山种群中其适应性相对较低的特点。 5.四合木生境适宜性的定量评价与分析表明,研究区内的气候与地形等自然因素不是四合木生长及濒危的限制性因素;而人类活动的干扰使其较不适宜或不适宜的生境面积增加了1.42%,且有33.71km2的可生存生境退化为较不适宜生境,说明人为活动可能是导致四合木局部濒危的关键因素。在各生境类型区内,以乌家庙、低山、棋盘井种群的生境质量较好,而乌达与千里山种群的生境质量较差。
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