乌兰布和沙漠天然梭梭种群动态及空间分布.pdf
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1、西北植物学报,2 0 2 3,4 3(7):1 1 9 8-1 2 0 7A c t a B o t.B o r e a l.-O c c i d e n t.S i n.d o i:1 0.7 6 0 6/j.i s s n.1 0 0 0-4 0 2 5.2 0 2 3.0 7.1 1 9 8 h t t p:/x b z w x b.a l l j o u r n a l.n e t收稿日期:2 0 2 3-0 2-0 3;修改稿收到日期:2 0 2 3-0 5-2 5基金项目:国家自然科学基金项目(3 1 7 6 0 1 2 5,3 1 9 6 0 3 3 4);兰州城市学院博士科研启
2、动基金项目(L Z C U-B S 2 0 2 0-0 5)作者简介:张剑挥(1 9 8 4-),男,硕士,副研究员,主要从事荒漠生态与荒漠化防治研究。E-m a i l:z h a n g j h 8 41 6 3.c o m乌兰布和沙漠天然梭梭种群动态及空间分布张剑挥1,马全林1,李得禄1,袁宏波1,张元恺1,常 丽2(1 甘肃省治沙研究所,甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站/甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地,兰州 7 3 0 0 7 0;2 兰州城市学院 城市环境学院,兰州 7 3 0 0 7 0)摘 要:为进一步明晰乌兰布和沙漠天然梭梭(H a l o x
3、y l o n a mm o d e n d r o n)种群动态和空间分布特征,该研究以乌兰布和沙漠天然梭梭林为研究对象,采用静态生命表、存活曲线、生存分析和空间分布格局指数等方法分析种群动态与内在生活史特征和外在干扰之间的互动关系,探讨梭梭种群波动特征及其存续机制,以揭示天然梭梭种群动态及空间分布特征,为梭梭种群的合理保护与种群恢复提供依据。结果表明:(1)乌兰布和沙漠天然梭梭种群龄级结构呈倒“J”形,为增长型,但相邻龄级个体数量波动性较大;种群年龄结构数量变化动态指数Vp i=1 7.4 3,受随机干扰时种群年龄结构动态指数Vp i=1.0 2,种群年龄结构对随机干扰的敏感性指数 Pm
4、a x=5.8 8,说明种群对外界干扰较为敏感。(2)研究区天然梭梭种群的存活曲线趋于D e e v e y-型,各年龄级种群有相近的死亡率;生存函数、累积死亡率、死亡密度在第龄级(基径1 0 c m)变化较大,且在第龄级危险率较高;生存函数、累计死亡率、死亡密度在第 龄级(基径1 0 c m)趋于稳定,危险率在第龄级后逐渐增加,种群动态呈现出低龄级间个体数量波动大,高龄级衰退的特征。(3)研究区天然梭梭种群密度在3 2 8.5 79 4 2.8 6 株/k m2之间,平均为7 0 6.3 4 株/k m2,种群空间分布大多呈聚集分布。研究表明,乌兰布和沙漠在现阶段环境气候条件下,适宜梭梭种群
5、的生长,而且在不受人为干扰的情况下,梭梭种群能够稳定存续,可以抵抗一定的气候风险。建议减轻人为干扰对低龄级种群数量的影响,在局部梭梭林衰退严重区可参考天然梭梭种群密度与空间分布型建植人工梭梭林。关键词:天然梭梭林;静态生命表;存活曲线;生存分析;空间分布中图分类号:Q 9 4 8文献标志码:AD y n a m i c S t a t e a n d S p a t i a l D i s t r i b u t i o n o f N a t u r a l H a l o x y l o n a mm o d e n d r o n i n U l a n B u h e D e s e
6、r tZ HANG J i a n h u i1,MA Q u a n l i n1,L I D e l u1,YUAN H o n g b o1,Z HANG Y u a n k a i1,CHANG L i2(1 G a n s u M i n q i n N a t i o n a l S t a t i o n o f D e s e r t i f i c a t i o n P a s t u r e E c o l o g y S y s t e m R e s e a r c h/S t a t e K e y L a b o r a t o r y B r e e d i n
7、 g B a s e o f D e s e r t i f i c a t i o n a n d A e o l i a n S a n d D i s a s t e r C o m b a t i n g,G a n s u D e s e r t C o n t r o l R e s e a r c h I n s t i t u t e,L a n z h o u 7 3 0 0 7 0,C h i n a;2 C o l l e g e o f U r b a n E n v i r o n m e n t,L a n z h o u C i t y U n i v e r s
8、 i t y,L a n z h o u 7 3 0 0 7 0,C h i n a)A b s t r a c t:T h i s s t u d y a i m e d t o f u r t h e r c l a r i f y t h e p o p u l a t i o n d y n a m i c s a n d s p a t i a l d i s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s-t i c s o f t h e n a t u r a l H a l o x y l o n a mm o d e n d r o n p
9、o p u l a t i o n s i n U l a n B u h e d e s e r t s.T a k i n g t h e n a t u r a l H.a mm o d e n d r o n f o r e s t s i n U l a n B u h e d e s e r t s a s t h e s t u d y o b j e c t,t h i s s t u d y a n a l y z e d t h e i n t e r a c t i o n s b e-t w e e n p o p u l a t i o n d y n a m i c
10、 s a n d t h e i n h e r e n t l i f e h i s t o r y c h a r a c t e r i s t i c s a s w e l l a s e x t e r n a l d i s t u r b a n c e,a n d e x p l o r e d t h e f l u c t u a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s a n d s u r v i v a l m e c h a n i s m o f H.a mm o d e n d r o n p o p u l a t i
11、o n.M e t h o d s s u c h a s s t a t i c l i f e t a b l e s,s u r v i v a l c u r v e s,s u r v i v a l a n a l y s i s,a n d s p a t i a l p a t t e r n i n d i c e s a r e u s e d.T h i s s t u d-y w o u l d r e v e a l t h e p o p u l a t i o n d y n a m i c s a n d s p a t i a l d i s t r i b
12、u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s p e c i e s,a n d p r o v i d e a s c i e n t i f i c r e f e r e n c e f o r t h e r a t i o n a l p r o t e c t i o n a n d p o p u l a t i o n r e s t o r a t i o n o f t h e s p e c i e s.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t:(1)T h e a g e s
13、 t r u c t u r e o f H a l o x y l o n a mm o d e n d r o n p o p u l a t i o n i n U l a n B u h e d e s e r t w a s i n v e r t e d J-s h a p e d,t a k i n g a n i n c r e a s i n g t r e n d.Wh e r e a s t h e r e w a s a b i g f l u c t u a t i o n o f i n d i v i d u a l s q u a n t i t i e s a
14、 m o n g n e i g h b o r i n g a g e s.T h e d y n a m i c i n d e x o f p o p u l a t i o n a g e s t r u c t u r e w a s Vp i=1 7.4 3,t h e d y n a m i c i n d e x o f p o p u l a t i o n a g e s t r u c t u r e u n d e r s t o c h a s t i c d i s t u r b a n c e w a s Vp i=1.0 2,t h e s e n s i t
15、 i v i t y i n d e x o f p o p u l a t i o n a g e s t r u c t u r e t o s t o c h a s t i c d i s t u r b a n c e w a s Pm a x=5.8 8,w h i c h i n d i c a t e d t h e p o p u l a t i o n w a s s e n s i t i v e t o e x-t e r n a l d i s t u r b a n c e.(2)T h e s u r v i v a l c u r v e o f H.a mm
16、o d e n d r o n i n t h e s t u d y a r e a t e n d e d t o D e e v e y-,t h e m o r t a l i t y o f p o p u l a t i o n w i t h d i f f e r e n t a g e s w e r e a p p r o x i m a t e.T h e s u r v i v a l f u n c t i o n,c u m u l a t i v e m o r t a l i t y a n d m o r t a l i t y d e n s i t y c
17、 h a n g e d s i g n i f i c a n t l y i n t h e -a g e c l a s s(b a s e d i a m e t e r 1 0 c m),w i t h h i g h r i s k r a t e i n t h e -a g e c l a s s e s.Wh e r e a s t h e s u r v i v a l f u n c t i o n,c u m u l a t i v e m o r t a l i t y,a n d m o r t a l i t y d e n s i t y t e n d e d
18、 t o b e s t a b l e i n t h e -a g e c l a s s e s(b a s e d i a m e t e r 1 0 c m),a n d t h e r i s k r a t e g r a d u a l l y i n c r e a s e d a f t e r t h e a g e c l a s s.T h e p o p u l a t i o n d y n a m i c w a s c h a r a c t e r i z e d b y b i g f l u c t u a t i o n o f i n d i v i
19、 d u a l s i n t h e y o u n g-a g e p o p u l a t i o n,a n d d e c a y i n g o f i n d i v i d u a l s i n o l d-a g e p o p u l a t i o n.(3)T h e p o p u l a t i o n d e n s i t y o f H.a mm o d e n d r o n i n t h e s t u d y a r e a w a s r a n g e d b e t w e e n 3 2 8.5 7-9 4 2.8 6 i n d i v
20、 i d u a l s/k m2,w i t h 7 0 6.3 4 k m2 a v e r a g e l y,a n d s p a t i a l l y t h e p o p u l a t i o n w a s d i s t r i b u t e d i n c l u s t e r.T h e s t u d y s h o w e d t h a t a t p r e s e n t e n v i-r o n m e n t a l c o n d i t i o n s,U l a n B u h e d e s e r t w a s a d a p t a
21、 b l e f o r t h e g r o w i n g o f H.a mm o d e n d r o n p o p u l a t i o n.P r o v i d e d t h e r e w a s n o h u m a n d i s t u r b a n c e,H.a mm o d e n d r o n p o p u l a t i o n c o u l d s u s t a i n s t a b l y,a n d r e s i s t c e r t a i n c l i m a t e r i s k s.I t w a s s u g g
22、 e s t e d t o e l i m i n a t e h u m a n s d i s t u r b a n c e o n t h e y o u n g c l a s s p o p u l a t i o n,a n d t o c o n s t r u c t a r t i f i c i a l H a l o x y l o n a mm o d e n d r o n f o r e s t f o l l o w i n g a b o v e-m e n t i o n e d p o p u l a t i o n d e n s i t y a n
23、d s p a t i a l d i s t r i b u t i o n p a t t e r n i n t h e a r e a s w h e r e H a l o x y l o n a mm o d e n d r o n s e v e r e l y d e c l i n e d.K e y w o r d s:n a t u r a l H a l o x y l o n a mm o d e n d r o n f o r e s t;s t a t i c l i f e t a b l e;s u r v i v a l c u r v e;s u r v
24、i v a l a n a l y s i s;s p a t i a l d i s t r i b u t i o n 植物种群动态及空间分布是植物种群生态学研究的核心内容之一1-2,主要研究植物种群数量在时间和空间上的变化规律和种群动态调节机理等3-4。研究植物种群结构与动态可以客观反映植物种群历史动态及现状,并对未来演变趋势做出预测与估计5-6,进 而 分 析 该 种 群 的 稳 定 性 及 其 生 境 适 合度7。特别是针对建群种的种群动态及空间分布特征研究,有助于了解其构建的群落与环境之间的关系及其未来演变趋势。对区域植被恢复及特定植物种群的保护与管理具有重要的指导意义8。梭梭(H
25、 a l o x y l o n a mm o d e n d r o n)是藜科灌木或小乔木,具有抗旱、耐高温和耐风蚀等生物学特性,是干旱荒漠区分布最广泛的天然植被类型之一9。应用人工梭梭林进行荒漠区植被恢复在中国被大面积推广,但是由于人工梭梭种群的建设不合理,导致部分人工梭梭种群出现生长缓慢、天然更新困难的瓶颈问题1 0。另外,乌兰布和沙漠是中国第八大沙漠,是中国西北地区沙尘暴的策源地之一。天然梭梭林是乌兰布和沙漠最主要的防风固沙林1 1,对区域生态安全起着重要的生态屏障功能。然而由于人为过度放牧、樵采等干扰对乌兰布和沙漠梭梭种群的生存与发展产生了一定的威胁1 2,导致局部地区天然梭梭林面
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- 乌兰 沙漠 天然 梭梭 种群 动态 空间 分布
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