鄂尔多斯高原沙地草地的生态异质性
【摘要】：
空间异质性的重要性在于其在自然生态系统中的普遍性和它所引起的生态
学效应。空间异质性不仅在生态学理论中占有重要位置，而且也是生态系统管
理和景观规划等实践中需要解决的基本问题。本文对鄂尔多斯高原（37°38′～
40°52′N，106°27′～111°28′E）沙地草地的主要景观单元——沙地和风蚀沙化梁地
植被与土壤的空间异质性格局与动态进行了定量的描述和实验研究。
在鄂尔多斯高原沙地景观中，通过对两条相互垂直的5km样线上植被盖度、
植物物种数的半方差分析和分形分析，揭示了植被的依赖于空间尺度的自相关
特征和等级结构；沙地景观植被结构以小尺度空间变异占优势，植被斑块多集
中在5—10m的尺度上。对植被盖度低于20％的流沙斑点或斑块沿样线分布的
空隙度分析表明流沙斑点或斑块呈适度聚集的格局。植被盖度和植物物种数与
土壤有机碳和全氮含量的空间异质性之间的关系随空间尺度和生境类型的不同
而有所不同。对植物群落内风蚀沙化斑块中的植物再生动态和克隆植物沙鞭的
克隆生长观测实验表明，克隆植物的存在有利于风蚀沙化斑块的固定，跨越不
同斑块边界的克隆植物的生长导致了斑块间的物质能量流动，从而影响了景观
空间异质性的动态。
在风蚀沙化梁地中，梁坡处的土壤最为瘠薄，土壤颗粒组成以中细沙为主，
这反映了风沙活动在梁坡处形成的沙粒堆积。相应地，梁坡处是以油蒿为优势
种的沙生植物群落，与梁顶的典型草原植物（本氏针茅（Stipa bungeana）+百
里香（Thymus serpyllum）+冷蒿（Artemisia frigida））群落截然不同。从梁顶到
梁底，植物群落受控于较大尺度上的与地形有关的环境梯度。因而其在较大尺
度上的空间异质性占优势。
【关键词】：半方差 尺度 等级 分形 空隙度指数 克隆植物 空间异质性 鄂尔多斯 高原 【学位授予单位】：中国科学院植物研究所
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：S812
【目录】：
- 中文摘要3-5
- 英文摘要5-11
- 第一章 引 言11-21
- 1．1 历史回顾11-12
- 1．2 空间异质性的含义12-13
- 1．3 空间异质性、尺度与等级13-15
- 1．4 空间异质性的定量描述15-16
- 1．5 空间异质性对生物和非生物过程的影响16-17
- 1．6 空间异质性的动态17-18
- 1．7 本研究的目的、意义和主要内容18-21
- 第二章 研究区域与研究方法21-29
- 2．1 研究区域21-24
- 2．1．1 地理位置与地质地貌21-22
- 2．1．2 气候22
- 2．1．3 植被与土壤22-24
- 2．2 研究方法24-29
- 2．2．1 多元分析方法24-25
- 2．2．2 空间统计学方法25-29
- 第三章 鄂尔多斯高原沙地景观植被的空间异质性29-37
- 3．1 引言29-30
- 3．2 研究方法30
- 3．2．1 研究地点30
- 3．2．2 取样方法30
- 3．2．3 数据分析30
- 3．3 结果30-35
- 3．4 讨论35-37
- 第四章 鄂尔多斯沙地植被与土壤特征的相关分析37-45
- 4．1 引言37
- 4．2 研究地点与方法37-39
- 4．2．1 研究地点37-38
- 4．2．2 取样方法38
- 4．2．3 数据分析38-39
- 4．3 结果39-42
- 4．3．1 不同尺度和生境中的植被与土壤特征39-41
- 4．3．2 较大尺度上植被与土壤特征的空间变化格局41
- 4．3．3 较小尺度上不同生境中植被与土攘特征的相关分析41-42
- 4．4 讨论42-45
- 第五章 鄂尔多斯沙地景观现状的定量分析45-53
- 5．1 引言45-46
- 5．2 研究方法46-47
- 5．2．1 研究地点46
- 5．2．2 取样与模拟46
- 5．2．3 数据分析46-47
- 5．3 结果47-49
- 5．4 讨论49-53
- 第六章 鄂尔多斯风蚀沙化梁地土壤特性的空间变化53-61
- 6．1 引言53
- 6．2 研究方法53-55
- 6．2．1 研究地点53-54
- 6．2．2 取样方法与室内分析54-55
- 6．3 结果与讨论55-59
- 6．3．1 风积55-59
- 6．3．2 水蚀59
- 6．4 结论59-61
- 第七章 鄂尔多斯高原风蚀沙化梁地的植被格局61-69
- 7．1 引言61
- 7．2 研究方法61-62
- 7．2．1 研究地点61-62
- 7．2．2 研究方法62
- 7．3 结果62-67
- 7．3．1 TWINSPAN分类结果62
- 7．3．2 DCA排序结果62-67
- 7．3．3 坡地植被的空间异质性67
- 7．4 讨论67-69
- 第八章 鄂尔多斯沙地景观沙化斑块的植物再生动态69-75
- 8．1 引言69-70
- 8．2 研究方法70
- 8．2．1 研究地点70
- 8．2．2 研究方法70
- 8．3 结果70-71
- 8．4 讨论71-75
- 第九章 鄂尔多斯高原沙地景观沙化斑块动态中根茎禾草沙鞭的作用75-83
- 9．1 引言75-76
- 9．2 研究方法76-78
- 9．2．1 研究物种76
- 9．2．2 研究地点76-77
- 9．2．3 研究方法77-78
- 9．3 结果78-81
- 9．3．1 风蚀样地概况78
- 9．3．2 沙鞭向风蚀流沙斑块的扩展78
- 9．3．3 不同斑块土壤含水量及沙鞭根茎的分布78-81
- 9．4 讨论81-83
- 第十章 主要结论与讨论83-91
- 10．1 主要结论83-85
- 10．2 讨论85-91
- 10．2．1 空间异质性格局85-88
- 10．2．2 空间异质性动态88
- 10．2．3 实际意义88-91
- 参考文献91-109
- 攻读博士学位期间撰写的论文目录109-111
- 致 谢111-113
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