大尤尔都斯高寒草原退化演替序列的划分

引用本文

张爱宁, 安沙舟, 荀其蕾, 董磊, 董乙强, 苏清荷. 大尤尔都斯高寒草原退化演替序列的划分. 草业科学, 2016,33(10):2093-2103
Zhang Ai-ning, An Sha-zhou, Xun Qi-lei, Dong Lei, Dong Yi-qiang, Su Qing-he. Division on degraded succession series of alpine grassland in Big Yourdusi Basin. Pratacultural Science,2016,33(10): 2093-2103 复制到剪切板

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《草业科学》编辑部

大尤尔都斯高寒草原退化演替序列的划分

张爱宁¹, 安沙舟¹, 荀其蕾¹, 董磊², 董乙强¹, 苏清荷³

1.新疆农业大学草业与环境科学学院,新疆乌鲁木齐 830052

2.和静县草原工作站,新疆和静 841300

3.巴州草原工作站,新疆库尔勒 841000

安沙舟(1956-),男,陕西富平人,教授,博士,主要从事草地资源与生态研究。E-mail: [email protected]

第一作者:张爱宁(1989-),女,新疆和田人,在读博士生,主要从事草地资源与生态研究。E-mail:[email protected]

收稿日期: 2016-03-14

基金: 国家自然科学基金——巴音布鲁克高寒湿地CO₂和CH₄排放对水分变化的响应(41305136)

摘要

采用系统聚类分析法对巴音布鲁克大尤尔都斯紫花针茅( Stipa purpurea)高寒草原进行退化演替序列的划分,并对不同退化草地的植物群落结构进行比较。结果表明,随着草地退化演替程度的加剧,群落结构与主要植物种的优势地位发生明显变化,顶级植被紫花针茅的高度、盖度、密度及地上生物量均有所下降;退化演替模式为:紫花针茅+艹洽草属( Koeleria)→赖草属( Leymus) +委陵菜属( Potentilla)→苔草属( Carex) +马先蒿属( Pedicularis)→艹洽草属+委陵菜属;紫花针茅的重要值可作为划分巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草地退化的重要指标;相同等级内各样地间相似性大,不同等级间样地相似性小。系统聚类的结果与各样地相似性比较的结果一致。

关键词: 紫花针茅; 退化演替; 聚类分析

中图分类号:S812.6⁺8 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2016)10-2093-11 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0692

Division on degraded succession series of alpine grassland in Big Yourdusi Basin

Zhang Ai-ning¹, An Sha-zhou¹, Xun Qi-lei¹, Dong Lei², Dong Yi-qiang¹, Su Qing-he³

1.The Grassland Science Department of Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China

2.The Grassland Workstation in HeJing, Hejing 841300, China

3.The Grassland Workstation in Bayingolin Mongol Autonomous Prefecture, Korla 841000, China

Corresponding author: An Sha-zhou E-mail:[email protected]

Abstract

In the present study, the degraded succession series of Stipa purpurea in alpine grassland was classified using system clustering analysis in Yourdusi Bayanbulak, and grassland plant community structures with different degraded level were compared. With the increase of the grassland degradation succession degree, the plants community structure and the dominant position of the main plants obviously changed and the height, coverage, density and the above ground biomass of S. purpurea decreased. The degradation succession model of alpine grassland in Bayanbulak were S. purpurea+Koeleria→ Leymus+Potentilla→ Carex+Pedicularis→ Koeleria+Potentilla. The important value of S. purpurea was as an important index of grassland degradation in Yourdusi Bayanbulak. The similarity between samples from same level was higher while similarity between samples from different levels was lower. Clustering results consistent with various similarity comparison results.

Keyword: Stipa purpurea; degradation succession; cluster analysis

Show Figures

紫花针茅(Stipa purpurea)草原是巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草原上主要的草地类型^[1]。它的分布范围极广, 不仅在维护自然生态系统稳定性方面起着重要作用, 同时还为畜牧业的发展提供了物质基础, 对巴音布鲁克高寒草原生态效益与社会经济效益具有重大意义^[2]。但是由于不断增长的畜产品需求, 导致放牧超载严重, 草地退化情况非常普遍, 局部区域已经重度退化, 使得植物群落逆向演替, 造成草地生产力和总生物量的下降, 严重制约着当地草地畜牧业的发展^[3]。因此, 对由于放牧造成的草地退化演替序列进行划分, 能够深入了解退化草地植被群落的结构与功能^[4], 群落优势种的重要作用, 以及放牧干扰对草地退化演替的影响机制^[5], 这在监测该地区的草地利用状况和恢复退化草地等方面具有一定的指导意义^[4]。在草地退化演替序列的划分上, 前人已做了大量研究工作, 如以植物群落特征及植物多样性的变化来判定草地退化等级^[6]; 基于净初级生产力的变化对草地退化进行监测研究^[7]; 以植被生产力的降低作为草地退化演替的指标进行研究^[8]; 以优势种羊草(Leymus chinensis)的数量作为聚类指标, 运用聚类分析对羊草草地退化演替草地进行划分^[9]; 以生态因子指标作为聚类指标, 运用聚类分析对辽西低山丘陵区生态系统退化状况进行定量确定^[10]; 建立植被与气候共同作用来判定草地退化等级的数据模型^[11]。对草地退化的水分因素的研究表明, 土壤水分流失会导致草地退化^[12]。划分退化草地等级大多采用定性指标, 也有少数学者采用定量指标进行划分^[13], 草地植被的数量指标是评价草地退化程度的重要依据。巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草地是当地主要的放牧草地。因此, 本研究以植被数量指标聚类分析的方法为主要切入点, 对巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草地进行研究, 以期了解:1)巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草地退化程度分为几个等级, 不同退化程度草地的演替模式与植被特征情况; 2)能否将紫花针茅的重要值作为划分此类型草地退化等级的重要指标?3)系统聚类的结果与各样地相似性比较的结果是否一致?

1 材料与方法

1.1 研究地区概况

巴音布鲁克草原位于新疆巴州和静县西北, 伊犁谷底东南, 中部天山南麓, 东西长270 km, 南北宽136 km, 平均海拔约2 500 m, 四周山体海拔在3 000 m以上, 面积约2.3万km², 是我国第一大亚高山高寒草甸草原^[14]。巴音布鲁克草原由小尤尔都斯草原和大尤尔都斯草原组成^[15], 草地总面积14 972.67 hm², 可利用草地面积14 160.67 hm², 其中大尤尔都斯草地面积9 430.67 hm², 占总面积的63%, 小尤尔都斯草地面积5 540.67 hm², 占总面积的37%^[4]。巴音布鲁克地区年均气温-4.2 ℃, ≥ 0 ℃年积温1 341.5 ℃· d, ≥ 10 ℃年积温306.5 ℃· d, 极端最低气温-49.6 ℃, 年均风速2.8 m· s^-1, 多年平均降水量280.5 mm, 年蒸发量1 132.4 mm, 全年积雪日数137 d, 最大积雪深度为45 cm, 属典型的高寒气候^[16]。土壤类型为亚高山草原土^[17]。紫花针茅+羊茅(Festuca ovina)草原是研究区域内典型的高寒草原类型^[18], 分布范围在海拔2 460-2 760 m, 群落种类分属19科40属, 群落总盖度约50%^[19]。

1.2 研究方法

研究工作采取野外采样调查与室内统计分析相结合的方法进行。2015年8月在巴音布鲁克大尤尔都斯研究区(83° 10'-85° 50' E, 42° 40'-43° 10' N)进行实地取样, 采取完全随机设计。由于巴音布鲁克大尤尔都斯盆地中心区域为湿地, 草地类型为草甸草原, 不属于本研究的范围, 因此选择环绕湿地周边的典型紫花针茅高寒草原作为研究区域, 其原生植被主要是以紫花针茅为主。共取样地36个, 样地间距大于5 km, 坡向坡度基本一致, 最高海拔2 668 m, 最低海拔2 415 m, 平均海拔2 502 m。每个样地内取3个1 m× 1 m的样方, 样方间距大于2 m。记录样方内植物的物种名、高度、盖度、密度, 称量样方中不同植物的地上生物量。在研究区域内, 将国家级固定监测点XJW087(83° 45.216' E, 42° 50.544' N, 海拔2 444 m) 设为未退化的样地, 对其样地内的植物重要值进行排序, 由于其它5个属的植物只鉴定到属, 所以选择紫花针茅、羊茅属(Festuca)、艹洽草属(Koeleria)、委陵菜属(Potentilla)、苔草属(Carex)、赖草属(Leymus)6种植物的重要值为基础数据。

重要值IV=(R_h+R_c+R_d+R_y)/4, 其中R_h为草地植物相对高度, R_c为相对盖度, R_d为相对密度, R_y为生物学相对鲜重。

1.3 数据分析

聚类分析(cluster analysis)是以分类对象的特征数量作为指标, 定量确定其分类对象之间的相似性, 并将相对同质的群组统计归为一类的统计方法^[20]。因此以不同样地中6种植物的重要值作为数据, 采用SPSS 20.0软件, 选择系统聚类分析(hierarchical cluster) 模块, 聚类方法选择组之间的连接, 计算出各变量间的距离, 得到样本矩阵, 测量区间为平方Euclidean距离即每个变量之差的平方和, 最终得出树状聚类图。通过聚类图中的聚类距离(横轴数值)分析比较各数据间的相似程度, 从而将各样地归类, 根据归类结果结合植被特征指数划分草地退化等级。

2 结果与分析

2.1 退化演替序列的划分与特征分析

各样地中紫花针茅重要值范围是0~0.51(表1), 其中14和20号样地中紫花针茅的重要值均为最大值, 其次是21号样地的紫花针茅重要值为0.50, 10、11、30、27号样地的紫花针茅重要值分别是0.43、0.41、0.38、0.34; 羊茅重要值范围是0~0.35, 其中6号样地的羊茅重要值最大, 其次是5、13、7号样地, 其羊茅重要值分别为0.33、0.3、0.29; 艹洽草重要值范围是0.02~0.25, 其中3号样地的艹洽草重要值最大, 其次为1、6号样地, 重要值分别为0.23、0.22; 委陵菜重要值范围是0~0.22, 其中9号样地最大, 为0.22, 其次是12、16号样地, 重要值分别为0.21、0.2; 苔草重要值范围是0~0.5, 其中17号样地最大, 其次是19、25、24号样地, 重要值分别为0.41、0.32、0.31; 赖草重要值范围是0~0.39, 其中12号样地最大, 其次是2、18、8号样地, 重要值分别为0.32、0.29、0.22。

表1 各样地紫花针茅、羊茅属、艹洽草属、委陵菜属、苔草属、赖草属的重要值 Table 1 The important value of Stipa, Festuca, Koeleria, Potentilla, Carex, Leymus in different sample plots

样地编号 Code	紫花针茅 S. purpurea	羊茅属 Festuca	艹洽草属 Koeleria	委陵菜属 Potentilla	苔草属 Carex	赖草属 Leymus
1	0.24± 0.01	0.27± 0.01	0.23± 0.01	0.15± 0.01	0	0.07± 2.71
2	0.09± 0.01	0.13± 0.02	0.18± 0.01	0.17± 0.03	0.12± 0.01	0.32± 0.02
3	0.28± 0.01	0.18± 0.01	0.25± 0.02	0.12± 1.62	0	0.15± 0.02
4	0.27± 0.01	0.17± 0.02	0.20± 0.04	0.14± 0.01	0	0.06± 2.31
5	0.20± 0.02	0.33± 0.03	0.18± 0.01	0.17± 0.02	0.08± 3.31	0
6	0.26± 0.01	0.35± 0.02	0.22± 0.01	0.11± 1.29	0.06± 2.31	0
7	0.26± 0.07	0.29± 0.01	0.21± 0.02	0.16± 0.03	0.21± 0.03	0
8	0.13± 0.07	0	0.06± 2.32	0.14± 0.01	0.13± 0.01	0.22± 0.02
9	0.14± 0.01	0.12± 0.01	0.16± 0.02	0.22± 0.02	0.05± 0.65	0.19± 0.01
10	0.43± 0.01	0.06± 0.02	0.05± 1.32	0.08± 1.30	0.03± 0.02	0.06± 2.65
11	0.41± 0.06	0.05± 2.32	0.21± 0.04	0	0.06± 0.02	0
12	0.08± 0.01	0.12± 0.01	0.13± 0.02	0.21± 0.03	0.08± 3.31	0.39± 0.02
13	0.16± 0.01	0.30± 0.03	0.17± 0.02	0.05± 2.99	0	0
14	0.51± 0.01	0.13± 2.28	0.13± 0.02	0.05± 2.32	0.06± 0.02	0
15	0.22± 0.01	0.21± 0.05	0.16± 0.01	0.05± 2.32	0.09± 0.96	0
16	0.09± 0.02	0.26± 0.02	0.12± 0.02	0.20± 0.02	0	0
17	0.16± 0.01	0.10± 0.01	0.08± 3.31	0.04± 1.99	0.50± 0.01	0
18	0.25± 0.01	0.07± 2.71	0.13± 0.01	0.08± 3.31	0.17± 0.03	0.29± 0.01
19	0.18± 0.03	0.10± 2.30	0.07± 2.00	0.05± 1.99	0.41± 0.02	0
20	0.51± 0.02	0.29± 0.02	0.10± 2.63	0.04± 1.66	0.17± 0.02	0.14± 0.01
21	0.50± 0.03	0	0.03± 3.32	0.03± 1.33	0.01± 1.29	0
22	0	0.28± 0.01	0.05± 1.32	0.04± 1.66	0	0.08± 0.02
23	0	0.11± 2.29	0.21± 0.05	0.07± 2.16	0.12± 0.01	0.06± 2.06
24	0	0.25± 0.02	0.08± 1.30	0.05± 1.32	0.31± 0.01	0
25	0	0.20± 0.02	0.08± 1.97	0.04± 1.66	0.32± 0.02	0
26	0	0	0.06± 2.32	0.03± 1.33	0.25± 0.01	0
27	0.34± 0.01	0.10± 0.01	0.03± 1.66	0.05± 0.03	0.08± 1.97	0.08± 0.02
28	0.26± 0.02	0	0.02± 0.66	0.03± 0.03	0.03± 0.02	0.19± 0.02
29	0	0	0.16± 0.01	0.04± 0.02	0	0.18± 0.03
30	0.38± 0.01	0.08± 3.31	0.10± 2.30	0.09± 0.96	0	0
31	0	0	0.21± 0.02	0.07± 2.16	0	0.19± 0.03
32	0.24± 0.04	0	0.05± 2.32	0.08± 1.64	0.02± 0.99	0.14± 0.02
33	0.22± 0.04	0.15± 0.01	0.12± 0.02	0.09± 0.63	0.09± 0.01	0
34	0.16± 0.01	0	0.12± 2.62	0.07± 2.31	0.10± 0.02	0.10± 0.03
35	0.19± 0.02	0	0.10± 0.01	0.10± 0.62	0.10± 0.03	0.05± 0.65
36	0	0.05± 1.32	0.05± 2.66	0.11± 0.01	0.27± 0.01	0

对36个样地进行聚类分析, 结果表明(图1), 在聚类距离为15时可将36个样地分为4类。由于27号样地是和静县国家级固定监测点XJW087(83° 45.216' E, 42° 50.544' N, 海拔2 444 m), 因此将监测点内植物群落设定为未退化群落。未退化草地为10、11、14、20、21、27、30号样地, 共7个样地, 地上生物量达到479.34 g· m^-2, 盖度达到58.37%, 其中紫花针茅是优势种, 其地上生物量为55.69 g· m^-2, 盖度为37.15%, 分别占群落的11.62%和66.71%。轻度退化草地为 2、8、9、12、18、23、28、29、31、32、34、35号样地, 共12个样地, 地上生物量为434.12 g· m^-2, 植被盖度下降至53.86%, 其中紫花针茅生物量为25.85 g· m^-2, 其盖度下降至15.65%, 分别占群落的5.96%和19.60%。中度退化草地为17、19、24、25、26、36号, 共6个样地, 由于长期受到家畜啃食、践踏等强烈干扰, 群落为适应恶劣环境改变了群落结构, 马先蒿和苔草取代紫花针茅成为优势种, 群落地上生物量和盖度比轻度退化略低, 但由于马先蒿等植物的入侵, 紫花针茅的正常生长受到抑制, 其地上生物量下降为20.67 g· m^-2, 盖度下降为7.83%, 分别占群落的4.85%和14.57%。重度退化草地为1、3、4、5、6、7、13、15、16、22、33号样地, 共11个样地, 马先蒿、无芒雀麦(Bromus inermis)、细柄茅(Ptilagrostis)等植被的大量增加使紫花针茅的密度下降, 群落地上生物量降至220.11 g· m^-2, 盖度降至45.39%, 紫花针茅的地上生物量和盖度也明显下降, 分别为8.00 g· m^-2和5.77%, 占群落的3.63%和12.71%。

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	图1 各样地树状聚类图Fig.1 The cluster dendrogram of sample plots

未退化草地各样地间的显著相似系数在0.84~0.97(表2)。轻度退化草地各样地间的显著相似系数为0.86~0.98, 与未退化群落之间的相似系数在-0.69~0.80。中度退化草地各样地之间的显著相似系数在0.83~0.99, 与轻度退化之间的相似系数在-0.90~0.06。重度退化草地各样地之间的相似系数在0.82~0.97, 与中度退化之间相似系数在-0.36~0.23。

表2 各样地相似性 Table 2 The similarity of sample plots

样地 Code	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	1.00
2	-0.37	1.00
3	0.86^*	-0.10	1.00
4	0.91^*	-0.42	0.92^{* *}	1.00
5	0.84^*	-0.65	0.45	0.65	1.00
6	0.91^*	-0.63	0.63	0.76	0.95^{* *}	1.00
7	0.58	-0.93^{* *}	0.23	0.49	0.87^*	0.84^*	1.00
8	-0.69	0.56	-0.27	-0.41	-0.90^*	-0.87^*	-0.82^*	1.00
9	0.29	0.50	0.43	0.37	-0.06	-0.12	-0.48	0.29	1.00
10	0.41	-0.46	0.61	0.70	0.20	0.35	0.30	0.12	0.08	1.00
11	0.52	-0.55	0.70	0.75	0.28	0.49	0.47	-0.14	-0.12	0.86^*	1.00
12	-0.32	0.95^{* *}	-0.06	-0.32	-0.59	-0.60	-0.93^{* *}	0.64	0.62	-0.29	-0.53	1.00
13	0.90^*	-0.46	0.62	0.68	0.92^{* *}	0.97^{* *}	0.72	-0.89^*	-0.07	0.20	0.35	-0.45	1.00
14	0.56	-0.64	0.66	0.78	0.41	0.57	0.55	-0.16	-0.10	0.95^{* *}	0.94^{* *}	-0.53	0.42	1.00
15	0.78	-0.78	0.59	0.73	0.82^*	0.93^{* *}	0.89^*	-0.76	-0.33	0.53	0.72	-0.77	0.85^*	0.76	1.00
16	0.73	-0.34	0.32	0.51	0.88^*	0.73	0.55	-0.74	0.30	-0.06	-0.10	-0.25	0.75	0.06	0.46	1.00
17	-0.51	-0.54	-0.62	-0.46	-0.13	-0.14	0.38	-0.05	-0.90^*	-0.05	0.08	-0.63	-0.25	0.06	0.13	-0.41	1.00
18	-0.36	0.38	0.13	-0.11	-0.69	-0.48	-0.56	0.75	-0.01	0.44	0.33	0.41	-0.49	0.27	-0.27	-0.83^*	0.01	1.00
19	-0.46	-0.60	-0.55	-0.39	-0.09	-0.09	0.42	-0.05	-0.89^*	0.05	0.17	-0.67	-0.22	0.16	0.19	-0.40	0.99^{* *}	0.04
20	0.44	-0.57	0.49	0.56	0.40	0.56	0.51	-0.17	-0.31	0.85^*	0.76	-0.44	0.45	0.90^*	0.72	0.02	0.15	0.34
21	0.26	-0.58	0.44	0.56	0.13	0.28	0.37	0.13	-0.15	0.96^{* *}	0.88^*	-0.45	0.10	0.94^{* *}	0.53	-0.20	0.22	0.45
22	0.45	0.06	0.11	0.08	0.61	0.53	0.24	-0.62	0.01	-0.33	-0.38	0.09	0.69	-0.22	0.26	0.67	-0.34	-0.48
23	0.04	0.11	-0.10	-0.19	0.08	0.09	0.11	-0.48	-0.20	-0.69	-0.23	-0.17	0.18	-0.47	0.03	0.10	0.09	-0.46
24	-0.26	-0.42	-0.64	-0.50	0.25	0.15	0.49	-0.50	-0.82^*	-0.49	-0.34	-0.52	0.15	-0.30	0.17	0.11	0.73	-0.49
25	-0.35	-0.41	-0.69	-0.56	0.14	0.05	0.44	-0.41	-0.85^*	-0.49	-0.31	-0.53	0.04	-0.31	0.12	-0.01	0.81	-0.41
26	-0.68	-0.26	-0.75	-0.66	-0.34	-0.38	0.13	0.06	-0.75	-0.37	-0.16	-0.43	-0.45	-0.28	-0.17	-0.48	0.91^*	-0.06
27	0.35	-0.49	0.51	0.59	0.21	0.37	0.34	0.09	-0.11	0.97^{* *}	0.80	-0.32	0.22	0.93^{* *}	0.56	-0.11	0.08	0.48
28	0.01	0.15	0.44	0.31	-0.35	-0.15	-0.33	0.61	0.21	0.77	0.55	0.29	-0.21	0.59	0.01	-0.49	-0.20	0.88^*
29	-0.11	0.86^*	0.21	-0.13	-0.54	-0.42	-0.74	0.37	0.48	-0.34	-0.19	0.72	-0.27	-0.42	-0.50	-0.35	-0.55	0.37
30	0.61	-0.57	0.73	0.85^*	0.41	0.54	0.47	-0.11	0.12	0.96^{* *}	0.91^*	-0.43	0.38	0.97^{* *}	0.68	0.15	-0.11	0.21
31	-0.06	0.80	0.24	-0.07	-0.47	-0.38	-0.68	0.30	0.53	-0.36	-0.18	0.65	-0.24	-0.42	-0.47	-0.26	-0.56	0.25
32	0.15	0.01	0.55	0.50	-0.22	-0.06	-0.21	0.54	0.36	0.87^*	0.66	0.17	-0.16	0.69	0.09	-0.34	-0.27	0.73
33	0.72	-0.87^*	0.58	0.79	0.75	0.83^*	0.86^*	-0.57	-0.22	0.71	0.81	-0.79	0.68	0.88^*	0.94^{* *}	0.41	0.15	-0.20
34	-0.12	-0.07	0.31	0.26	-0.45	-0.26	-0.16	0.52	0.05	0.62	0.70	-0.09	-0.40	0.54	0.03	-0.64	0.14	0.67
35	0.03	-0.43	0.29	0.41	-0.15	-0.04	0.16	0.32	0.02	0.74	0.76	-0.38	-0.25	0.69	0.23	-0.35	0.24	0.38
36	-0.65	-0.32	-0.87^*	-0.68	-0.20	-0.35	0.19	-0.02	-0.64	-0.45	-0.35	-0.42	-0.42	-0.38	-0.22	-0.24	0.85^*	-0.30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19	1.00
20	0.24	1.00
21	0.31	0.84^*	1.00
22	-0.36	0.05	-0.47	1.00
23	0.02	-0.58	-0.62	0.14	1.00
24	0.69	-0.08	-0.31	0.33	0.39	1.00
25	0.77	-0.11	-0.28	0.19	0.41	0.99^{* *}	1.00
26	0.87^*	-0.25	-0.10	-0.42	0.36	0.70	0.80	1.00
27	0.17	0.94^{* *}	0.95^{* *}	-0.22	-0.73	-0.33	-0.33	-0.29	1.00
28	-0.14	0.61	0.70	-0.38	-0.73	-0.68	-0.65	-0.40	0.77	1.00
29	-0.60	-0.51	-0.44	-0.10	0.39	-0.52	-0.48	-0.25	-0.43	0.14	1.00
30	-0.01	0.80	0.91^*	-0.26	-0.51	-0.46	-0.47	-0.41	0.89^*	0.59	-0.36	1.00
31	-0.62	-0.58	-0.46	-0.13	0.47	-0.52	-0.49	-0.24	-0.49	0.05	0.98^{* *}	-0.33	1.00
32	-0.19	0.58	0.79	-0.49	-0.72	-0.79	-0.76	-0.45	0.80	0.95^{* *}	0.08	0.75	0.03	1.00
33	0.23	0.76	0.73	0.02	-0.19	0.02	-0.01	-0.17	0.70	0.14	-0.61	0.85^*	-0.56	0.29	1.00
34	0.19	0.29	0.69	-0.88^*	-0.23	-0.55	-0.43	0.11	0.51	0.66	0.20	0.56	0.20	0.75	0.22	1.00
35	0.31	0.39	0.82^*	-0.85^*	-0.34	-0.42	-0.33	0.13	0.62	0.52	-0.18	0.73	-0.14	0.69	0.49	0.90^*	1.00
36	0.81	-0.35	-0.21	-0.28	0.29	0.76	0.83^*	0.94^{* *}	-0.38	-0.56	-0.41	-0.46	-0.38	-0.57	-0.18	-0.11	0.01	1.00

Note: * and * * indicate significant correlation at 0.05 and 0.01 level, respectively.

注:* 表示显著相关(P< 0.05), * * 表示极显著相关(P< 0.01)。

表2 各样地相似性 Table 2 The similarity of sample plots

2.2 不同退化阶段主要植物种类组成及特征

巴音布鲁克大尤尔都斯紫花针茅高寒草地的退化演替模式为:紫花针茅+艹洽草→ 赖草+委陵菜→ 苔草+马先蒿→ 艹洽草+委陵菜, 随着退化演替程度的加剧, 群落主要物种的优势地位改变, 每个群落各草地主要植物种特征如表3所示。

表3 不同退化草地主要植物种类组成及特征 Table 3 The constitutes and characteristics of main plant species in different degraded stages

退化阶段 Degraded stage	样地编号 Code	植物种 Plant species	重要值 Important value	高度 Height/ cm	盖度 Coverage/ %	密度 Density/ plant· m^-2	地上生物量 Above-ground biomass/ g· m^-2
未退化 Non degraded	10	紫花针茅Stipa purpurea	0.35± 0.01	11.07± 0.29	37.15± 2.33	317.85± 1.19	55.69± 0.62
	11	艹洽草属Koeleria	0.13± 0.02	3.43± 0.65	6.14± 0.06	103.62± 9.65	20.00± 2.70
	14	点地梅属Androsace	0.10± 0.02	0.65± 0.14	2.00± 0.01	189.33± 6.36	20.33± 1.14
	20	赖草属Leymus	0.10± 0.02	7.84± 0.61	4.67± 0.32	30.22± 0.44	15.56± 1.20
	21	冰草属Agropyron	0.09± 0.01	8.47± 0.43	2.75± 0.34	48.00± 1.36	9.33± 1.85
	27	苔草属Carex	0.08± 0.02	6.91± 0.76	4.64± 0.66	51.67± 5.25	15.44± 1.44
	30	羊茅属Festuca	0.08± 0.02	5.85± 0.40	8.42± 0.45	21.83± 1.13	17.17± 0.56
		委陵菜属Potentilla	0.06± 0.02	2.97± 1.07	3.60± 0.87	46.19± 2.00	14.30± 1.18
	2	赖草属Leymus	0.16± 0.02	20.11± 1.93	11.55± 0.72	117.62± 1.71	29.66± 2.08
	轻度退化 Moderately degraded	8	委陵菜属Potentilla	0.13± 0.01	4.19± 0.84	7.86± 0.45	114.39± 0.80	23.01± 1.52
9		早熟禾属Poa	0.13± 0.02	13.67± 1.21	11.08± 0.42	39.00± 3.21	15.01± 2.14
12		细柄茅属Ptilagrostis	0.11± 0.02	21.08± 3.33	8.67± 0.24	40.67± 2.78	18.67± 1.14
18		羊茅属Festuca	0.11± 0.03	4.75± 0.85	14.47± 1.27	40.27± 3.12	15.20± 0.91
23		紫花针茅Stipa purpurea	0.11± 0.02	10.56± 1.03	15.65± 2.11	183.85± 6.55	25.85± 0.57
28		艹洽草属Koeleria	0.10± 0.03	6.55± 0.41	10.28± 2.85	140.44± 7.40	22.30± 1.76
29		马先蒿属Pedicularis	0.08± 0.02	6.38± 1.13	2.50± 0.43	6.00± 1.09	4.00± 0.34
		苔草属Carex	0.08± 0.01	6.19± 0.50	6.37± 0.23	112.20± 7.59	15.30± 0.59
17		苔草属Carex	0.32± 0.03	8.82± 0.68	28.89± 2.11	453.78± 8.55	50.44± 1.62
中度退化 Severely degraded		19	马先蒿属Pedicularis	0.27± 0.01	13.04± 1.28	20.00± 1.01	38.67± 3.21	20.00± 1.61
	14	紫花针茅Stipa purpurea	0.17± 0.02	7.46± 1.25	7.83± 0.66	142.67± 4.36	20.67± 3.26
	15	羊茅属Festuca	0.15± 0.02	6.13± 1.34	18.07± 0.69	34.40± 1.36	19.93± 1.31
	16	无芒雀麦Bromus inermis	0.12± 0.02	11.51± 2.74	10.67± 0.99	57.33± 3.01	17.83± 0.59
	36	细柄茅属Ptilagrostis	0.12± 0.06	21.46± 0.64	7.75± 0.68	85.33± 4.47	19.50± 0.61
		艹洽草属Koeleria	0.08± 0.02	4.30± 0.60	6.83± 0.47	61.78± 1.47	11.33± 0.59
		委陵菜属Potentilla	0.04± 0.01	3.46± 1.61	4.39± 0.72	51.78± 3.01	10.67± 3.41
		蒿属Artemisia	0.02± 0.01	2.27± 0.16	3.00± 0.44	9.33± 0.64	9.33± 0.73
		唐松草属Thalictrum	0.02± 0.01	1.65± 0.19	1.00± 0.53	10.00± 0.44	4.00± 0.24
	1	艹洽草属Koeleria	0.17± 0.03	3.72± 0.89	10.09± 1.07	174.30± 3.47	17.52± 0.65
	重度退化 Extremely severely degraded	3	委陵菜属Potentilla	0.13± 0.03	3.45± 1.10	6.09± 0.24	116.30± 6.40	16.27± 2.33
4		火绒草属Leontopodium	0.11± 0.03	5.59± 1.75	5.75± 0.45	97.00± 3.61	7.00± 1.13
5		早熟禾属Poa	0.11± 0.02	9.77± 0.68	3.00± 0.32	36.33± 1.29	13.39± 1.14
6		紫花针茅Stipa purpurea	0.10± 0.02	8.40± 0.44	5.77± 0.58	186.93± 6.06	8.00± 1.02
7		羊茅属Festuca	0.09± 0.01	5.69± 1.13	22.79± 0.39	90.72± 2.77	6.59± 0.55
13		赖草属Leymus	0.09± 0.02	12.66± 1.80	2.33± 0.15	20.67± 1.15	13.83± 0.92
15		苔草属Carex	0.09± 0.01	6.53± 1.38	5.17± 0.92	46.44± 1.78	14.72± 0.91
16		冰草属Agropyron	0.08± 0.01	8.00± 0.29	4.38± 0.87	60.33± 2.85	8.75± 0.27
22		蒲公英属Taraxacum	0.08± 0.02	1.58± 0.21	2.00± 0.36	12.00± 0.22	5.00± 0.39
33		羊角芹属Aegopodium	0.03± 0.01	0.67± 0.06	1.42± 0.04	17.17± 0.45	6.92± 1.57

表3 不同退化草地主要植物种类组成及特征 Table 3 The constitutes and characteristics of main plant species in different degraded stages

在未退化阶段, 由于受放牧干扰较小, 紫花针茅+艹洽草为主的植物种类为群落优势种, 地上生物量较高, 群落垂直结构可分为3个层次:第1层以紫花针茅为主, 其平均高度达11.07 cm; 第2层以赖草、冰草、苔草、羊茅等占优势, 高度在5.85~8.47 cm; 第3层由低矮的艹洽草、委陵菜为主, 高度在2.97~3.43 cm。

在轻度退化阶段, 原先的群落优势种紫花针茅+艹洽草受到放牧干扰, 正常生长受到影响, 赖草、细柄茅成为优势种, 中层以紫花针茅和早熟禾为主, 虽然下层的艹洽草、委陵菜得到发展, 但毒害草马先蒿开始入侵群落, 垂直结构趋向简化。在中度退化阶段, 由于放牧过度, 家畜频繁啃食和践踏草地, 使得食口性较好的紫花针茅、羊茅等受到明显抑制, 而马先蒿、唐松草等毒害草的高度、盖度、密度均有所增加, 蒿属植物也开始入侵群落, 并且由于牲畜的频繁作用, 群落植被的高度、盖度、密度和生物量与轻度退化群落相比明显下降。

在重度退化阶段, 植被-土壤环境更趋恶化, 由于长期受到家畜的啃食与践踏作用, 重度退化阶段的植被较低矮, 植被稀疏, 生产力低。紫花针茅、羊茅等喜食性植物的发展更是受到严重制约, 而委陵菜、火绒草等植株矮小且适应干旱沙质环境的植物明显增多, 艹洽草、委陵菜成为群落优势种。

3 讨论与结论

根据聚类分析的结果, 巴音布鲁克大尤尔都斯紫花针茅高寒草原退化演替过程可划分为4个等级, 即未退化草地、轻度退化草地、中度退化草地和重度退化草地。随着草地退化演替程度的加剧, 群落结构与主要植物种的优势地位发生明显变化, 顶级植被紫花针茅的高度、盖度、密度及地上生物量均有所下降。退化演替模式为:紫花针茅+艹洽草→ 赖草+委陵菜→ 苔草+马先蒿→ 艹洽草+委陵菜。退化演替过程中植被群落的垂直结构变化分上层、中层和下层。上层植被演替模式:紫花针茅→ 赖草+细柄茅→ 细柄茅→ 赖草; 中层植被演替模式:赖草+冰草→ 早熟禾+紫花针茅→ 马先蒿+无芒雀麦→ 早熟禾+紫花针茅; 下层植被演替模式:苔草+羊茅→ 艹洽草+马先蒿→ 苔草+紫花针茅→ 苔草+火绒草。紫花针茅的重要值可作为划分巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草地退化的重要指标; 相同等级内各样地间相似性大, 不同等级间样地相似性小。系统聚类的结果与各样地相似性比较的结果一致。

草地退化的主要因素包括气候与人为, 本研究中过度放牧是导致草地退化的主要因素。随着牧压强度的变化, 草原植物群落的各植物种生态生物学特性及其功能地位发生变化^[21]。随着草地退化程度加剧, 群落结构变化, 原生顶级植被紫花针茅的优势地位被最先入侵的赖草、细柄茅和早熟禾等禾本科草类所取代, 其原因可能是由于家畜通过采食行为和践踏作用导致土壤坚实^{[22, 23]}, 而赖草、细柄茅和早熟禾等小丛生禾草层以其强壮的根茎和更为广泛的生境适应性迅速繁衍, 成为独立的优势群落。小半灌木层片的蒿属植物在演替过程中以特异的气味来干扰动物的采食行为, 也增加其有性繁殖机会。随着牧压增大, 中层植被中逐渐出现了以毒素来保护自身不被动物采食的马先蒿、唐松草等毒害草^[24], 可食性牧草种类减少^[25]。重度退化时, 下层植被苔草、羊茅成为主要优势植被, 一方面由于植物高度下降限制了动物的采食行为, 另一方面丛生草层繁殖能力较强。紫花针茅原有优势地位完全被替代, 其生物量与盖度明显下降^[26]。

在植物群落研究中重要值常被用于群落中物种数量分类及优势种集中趋势的分析^[27]。前人研究多以植被特征数量值为划分草地退化等级的重要指标^[28], 如冯秀等^[29]以草地植物生物量作为评价草地退化等级的重要指标。而在本研究中发现, 以紫花针茅为优势种的植物群落, 36个样地中紫花针茅重要值排名前7位的与聚类结果中未退化草地完全一致, 轻度退化阶段有4个样地的紫花针茅重要值与划分结果一致, 中度与重度退化阶段各有两个样地的紫花针茅重要值与之相符。因此, 可将紫花针茅的重要值作为划分巴音布鲁克大尤尔都斯紫花针茅高寒草原退化等级的重要指标, 样地中其它主要植物可作为辅助划分依据。但是否适用于其它草地类型还有待验证。

根据系统聚类得出巴音布鲁克大尤尔都斯紫花针茅高寒草原可分为未退化草地、轻度退化草地、中度退化草地、重度退化草地4个退化等级。相同等级内各样地间相似性系数均呈正相关关系, 且相关系数平均在0.84~0.98, 而不同等级间的样地相似性系数相似性系数在-0.65~0.36。由此可得, 相同等级内各样地间相似性大, 不同等级间样地相似性小。这表明, 系统聚类的结果与各样地相似性比较的结果相一致。

研究中不足之处:一是以原生优势植物重要值作为划分草地退化等级的重要指标这一结论仅限于此次对巴音布鲁克大尤尔都斯紫花针茅高寒草原的研究中, 并未对其它相似类型草原作同样研究, 因此以原生优势植物重要值作为判定草地退化重要指标还有待其它研究结果的验证。二是未涉及土壤方面的研究, 无法评判土壤对草地退化方面的影响。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

View Option

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[7]	吴红, 安如, 李晓雪, 曲春梅, 陆玲, 杨仁敏, 龚天宇. 基于净初级生产力变化的草地退化监测研究. 草业科学, 2011, 28(4): 536-542. Wu H, An R, Li X X, Qu C M, Lu L, Yang R M, Gong T Y. Remote sensing monitoring of grassland degradation based on NPP change in the Maduo County of the sources region of Yellow River. Pratacultural Science, 2011, 28(4): 536-542. (in Chinese) [本文引用:1]
[8]	刘钟龄, 王炜, 梁存柱, 郝敦元. 内蒙古草原植被在持续牧压下退化演替的模式与诊断. 草地学报, 1998(4): 244-251. Liu Z L, Wang W, Liang C Z, Hao D Y. The regressive suceession pattern and its diagnostic of Inner Mongolia steppe in sustained and superstrong grazing. Acta Agrestia Sinica, 1998(4): 244-251. (in Chinese) [本文引用:1]
[9]	王仁忠, 李建东. 采用系统聚类分析法对羊草草地放牧演替阶段的划分. 生态学报, 1991, 11(4): 367-371. Wang R Z, Li J D. Cluster analysis method for dividing successinal stages of Anurolepidium chinense grassland for grazing. Acta Ecologica Sinica, 1991(4): 367-371. (in Chinese) [本文引用:1]
[10]	杜晓军, 姜凤岐, 沈慧, 林鹤鸣, 郭浩, 王世忠. 辽西低山丘陵区生态系统退化程度的定量确定. 应用生态学报, 2001, 12(1): 156-158. Du X J, Jiang F Q, Shen H, Lin H M, Guo H, Wang S Z. Quantitative measurement on degradation degree of ecosystem in hilly region of western Liaoning Province. Chinese Journal of Applied Ecology, 2001, 12(1): 156-158. (in Chinese) [本文引用:1]
[11]	辜智慧, 史培军, 陈晋, 葛怡. 基于植被-气候最大响应模型的草地退化评价. 自然灾害学报, 2010, 19(1): 13-20. Gu Z H, Shi P J, Chen J, Ge Y. Estimation of grassland degradation based on maximum response of vegetation to climate. Journal of Natural Disasters, 2010, 19(1): 13-20. (in Chinese) [本文引用:]
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[13]	闫玉春, 唐海萍. 草地退化相关概念辨析. 草业学报, 2008, 17(1): 93-99. Yan Y C, Tang H P. Differentiation of related concepts of grassland degradation. Acta Prataculturae Sinica, 2008, 17(1): 93-99. (in Chinese) [本文引用:1]
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[15]	范永刚, 胡玉昆, 李凯辉, 于建梅, 王鑫. 不同干扰对高寒草原群落物种多样性和生物量的影响. 干旱区研究, 2008, 25(4): 531-536. Fan Y G, Hu Y K, Li K H, Yu J M, Wang X. Effects of different disturbances on the diversity and biomass of the phytobiocoenoses in alpine steppes. Arid Zone Research, 2008, 25(4): 531-536. (in Chinese) [本文引用:1]
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[19]	尹伟, 胡玉昆, 柳妍妍, 公延明, 张伟, 刘伟, 阿德列提·艾列吾塔力甫. 巴音布鲁克不同建植期人工草地土壤生物学特性研究. 草业学报, 2010, 19(5): 218-226. Yi W, Hu Y K, Liu Y Y, Gong Y M, Zhang W, Adeliet·Abeutalipu. A study on soil biological properties of artificial grassland over different cultivation times in Bayanbulak. Acta Prataculturae Sinica, 2010, 19(5): 218-226. (in Chinese) [本文引用:1]
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[29]	冯秀, 仝川, 张鲁, 苗百岭, 丁勇, 张远鸣. 内蒙古白音锡勒牧场区域尺度草地退化现状评价. 自然资源学报, 2006, 21(4): 575-583. Feng X, Tong C, Zhang L, Miao B L, Ding Y, Zhang Y M. Assessment on grassland degradation at regional-scale in the Baiyinxile Ranch, Inner Mongolia. Journal of Natural Resources, 2006, 21(4): 575-583. (in Chinese) [本文引用:1]

2008

2015

0.0

... 它的分布范围极广,不仅在维护自然生态系统稳定性方面起着重要作用,同时还为畜牧业的发展提供了物质基础,对巴音布鲁克高寒草原生态效益与社会经济效益具有重大意义^[2] ...

2007

0.0

... 但是由于不断增长的畜产品需求,导致放牧超载严重,草地退化情况非常普遍,局部区域已经重度退化,使得植物群落逆向演替,造成草地生产力和总生物量的下降,严重制约着当地草地畜牧业的发展^[3] ...

2015

0.0

... 因此,对由于放牧造成的草地退化演替序列进行划分,能够深入了解退化草地植被群落的结构与功能^[4],群落优势种的重要作用,以及放牧干扰对草地退化演替的影响机制^[5],这在监测该地区的草地利用状况和恢复退化草地等方面具有一定的指导意义^[4] ...

... 67 hm²,占总面积的37%^[4] ...

2007

0.0

陈全功. 江河源区草地退化与生态环境的综合治理. 草业学报, 2007, 16(1): 10-15.

Cheng Q

Grassland deterioration in the source region of the Yangtze-Yellow rivers and integrated control of the ecological environment.

Acta Prataculturae Sinica, 2007, 16(1): 10-15. (in Chinese)

严重退化的高寒草甸--黑土滩,是江河源区生态环境恶化的综合标志.根据甘肃草原生态研究所、青海省气象局和中国科学院寒区旱区环境与工程研究所各自研究所获结果的基础,作者提出了新的认识,气候变异是江河源区高寒草甸退化的主要原因,不合理的草地利用加剧了黑土滩的蔓延和危害.在此基础上,提出了江河源区退化草地综合治理与恢复的措施,生态治理与整顿放牧相结合,开展以"小流域"为单元的综合治理,应用3S技术精确规划、引进关键技术等;天然草地围栏,暖棚建设,多年生人工草地建植,太阳能利用是可引进的关键技术.

2008

0.0

柳小妮, 孙九林, 张德罡, 蒲小鹏, 徐广平. 东祁连山不同退化阶段高寒草甸群落结构与植物多样性特征研究. 草业学报, 2008, 17(4): 1-11.

Liu X

, Sun J

, Zhang D

, Pu X

, Xu G

A study on the community structure and plant diversity of alpine meadow under different degrees of degradation in the Eastern Qilian Mountains.

Acta Prataculturae Sinica, 2008, 17(4): 1-11. (in Chinese)

采用样方法对东祁连山地区不同退化程度高寒草甸植物群落进行了调查,对群落结构、物种组成和群落生产力进行了分析,并运用α多样性、β多样性等指标研究了其物种多样性变化.结果表明,1)研究样地内共有植物种13科27属40多种,从未退化-轻度退化-中度退化-重度退化-极度退化,不同退化演替阶段的优势种分别为线叶嵩草+禾草、线叶嵩草+珠芽蓼、珠芽蓼+线叶嵩草、珠芽蓼+杂类草、平车前+杂类草.2)随退化程度的加剧,草地总盖度降低,优良牧草生物量减少,而毒杂草的比例逐渐上升,草地质量下降;地上、地下生物量均明显降低,地上生物量远低于地下生物量,分布在各层的植物根量越来越少,地下根系具有浅层化特点.3)高寒草甸植物群落α多样性指数基本上与均匀度、丰富度指数呈正相关,与生态优势度指数呈负相关;群落的物种丰富度在中度退化阶段最高,但多样性指数和均匀度指数在重度退化阶段最高,群落多样性更多地受均匀度的影响.4)随退化程度的加剧,样方内微生境或资源异质性减小,样方间异质性增大,从而导致β多样性增加;各草地植物群落物种替代速率由大到小的顺序为重度退化-极度退化>未退化-轻度退化>中度退化-重度退化>轻度退化-中度退化.

... 在草地退化演替序列的划分上,前人已做了大量研究工作,如以植物群落特征及植物多样性的变化来判定草地退化等级^[6] ...

2011

0.0

吴红, 安如, 李晓雪, 曲春梅, 陆玲, 杨仁敏, 龚天宇. 基于净初级生产力变化的草地退化监测研究. 草业科学, 2011, 28(4): 536-542.

, An

, Li X

, Qu C

, Lu

, Yang R

, Gong T

Remote sensing monitoring of grassland degradation based on NPP change in the Maduo County of the sources region of Yellow River.

Pratacultural Science, 2011, 28(4): 536-542. (in Chinese)

Maduo County is a typical grassland degradation area in the sources region of Yellow River or even in the sources region of the Sanjiangyuan (the Yangtze River, the Yellow River, and the Lancang River). In this study, the net primary productivity (NPP) of the grassland was derived from the Landsat TM data and the relative auxiliary data in 2008 based on CASA model. Furthermore, taking the reduced percentage of the NPP as measurement index, grassland degradation information was obtained. Compared the grassland degradation information in 2008 to those in 1997, this study showed that the area of severely degraded grassland decreased by 5 944 km2; and distributing in the north region of Maduo County. The monitoring results also showed that grassland degradation level was related to grassland type. Alione steppe was severe degradation, and alpine meadow was middle degradation, wetland was light degradation.

青海省玛多县是黄河源乃至整个三江源地区草地退化的典型区域。本研究利用2008年玛多县TM影像数据结合相关辅助数据，以光能利用率模型为基础，反演研究区草地净初级生产力（net primary productivity,NPP）。并以NPP减少的百分数D（由实际NPP和潜在NPP计算）作为指标，提取2008年玛多县草地退化信息。通过与玛多县1997年草地资源调查结果对比，至2008年玛多县重度退化草地面积减少了5 944 km2，且主要发生在北部。对监测结果进行分析发现，草地退化与草地类型有关系，表现为高寒草原类草地退化最为严重，高寒草甸其次，沼泽类草地情况较好。

... 基于净初级生产力的变化对草地退化进行监测研究^[7] ...

0.0

... 以植被生产力的降低作为草地退化演替的指标进行研究^[8] ...

1991

0.0

王仁忠, 李建东. 采用系统聚类分析法对羊草草地放牧演替阶段的划分. 生态学报, 1991, 11(4): 367-371.

Wang R

, Li J

Cluster analysis method for dividing successinal stages of Anurolepidium chinense grassland for grazing. Acta Ecologica Sinica, 1991(4): 367-371. (in Chinese)

Six cluster analysis methods have been used to divide the successional series of grazing Aneurolepidium chinense grassland in the south of Song-Nen plain. Based on the results of cluster analysis, the grazing successional series is divided into five stages, namely lightly grazing, properly grazing,heavily grazing, over grazing and extremely grazing. The results is consistent with those investigated in the field.

系统聚类分析法已被广泛地应用于植物群落分类、演替阶段划分等研究中。本文采用六种聚类分析法将松嫩平原南部羊草草地划分为轻牧、适牧、重牧、过牧和极牧五个放牧演替阶段,其结果与野外实际调查基本一致。

... 以优势种羊草(Leymus chinensis)的数量作为聚类指标,运用聚类分析对羊草草地退化演替草地进行划分^[9] ...

2001

0.0

杜晓军, 姜凤岐, 沈慧, 林鹤鸣, 郭浩, 王世忠. 辽西低山丘陵区生态系统退化程度的定量确定. 应用生态学报, 2001, 12(1): 156-158.

Du X

, Jiang F

, Shen

, Lin H

, Guo

, Wang S

Quantitative measurement on degradation degree of ecosystem in hilly region of western Liaoning Province.

Chinese Journal of Applied Ecology, 2001, 12(1): 156-158. (in Chinese)

Exactly measuring the degradation degree of ecosystems is the basis, precondition of restoring ecosystems. At present,degradation degree is usually analyzed qualitatively.In this paper,quantitative classification method was used to study the degradation degree of ecosystem in hilly region of western Liaoning,which was measured by the degradation degree of habitat.The result shows that the habitat in the northern slope of mountains has been degraded to certain stage between shrubbery, pioneer tree forest,which provides theoretical basis for vegetation restoration practice. Moreover,the result is beneficial for studying the degradation degree of ecosystems in other regions or of other types.

摘　要： Exactly measuring the degradation degree of ecosystems is the basis and precondition of restoring ecosystems. At present, degradation degree is usually analyzed qualitatively. In this paper, quantitative classification method was used to study the degradation degree of ecosystem in hilly region of western Liaoning, which was measured by the degradation degree of habitat. The result shows that the habitat in the northern slope of mountains has been degraded to certain stage between shrubbery and pioneer tree forest, which provides theoretical basis for vegetation restoration practice. Moreover, the result is beneficial for studying the degradation degree of ecosystems in other regions or of other types.

... 以生态因子指标作为聚类指标,运用聚类分析对辽西低山丘陵区生态系统退化状况进行定量确定^[10] ...

2010

2004

0.0

... 对草地退化的水分因素的研究表明,土壤水分流失会导致草地退化^[12] ...

2008

0.0

闫玉春, 唐海萍. 草地退化相关概念辨析. 草业学报, 2008, 17(1): 93-99.

Yan Y

, Tang H

Differentiation of related concepts of grassland degradation.

Acta Prataculturae Sinica, 2008, 17(1): 93-99. (in Chinese)

草地退化是草地生态学和草地经营学中倍受关注的问题.在已有研究成果和笔者的研究体会的基础上总结了草地退化中的几组重要概念,包括生态退化与草场退化、植被退化与土壤退化、结构退化与功能退化、绝对退化与相对退化、参照系统与退化程度以及草地退化小尺度定位研究与大尺度空间格局研究,对其进行辨析,同时指出这些概念的划分在草地退化理论与实践研究中的重要意义.

... 划分退化草地等级大多采用定性指标,也有少数学者采用定量指标进行划分^[13],草地植被的数量指标是评价草地退化程度的重要依据 ...

2008

0.0

... 巴音布鲁克草原由小尤尔都斯草原和大尤尔都斯草原组成^[15],草地总面积14 972 ...

2014

0.0

... 4 mm,全年积雪日数137 d,最大积雪深度为45 cm,属典型的高寒气候^[16] ...

2013

0.0

... 土壤类型为亚高山草原土^[17] ...

2012

0.0

房飞, 胡玉昆, 张伟, 公延明, 柳妍妍, 杨秀娟. 高寒草原植物群落种间关系的数量分析. 生态学报, 2012, 32(6): 1898-1907.

Fang

, Hu Y

, Zhang

, Gong Y

, Liu Y

, Yang X

Numerical anailsis of inter-specfic relationships in alpine steppe community in Bayanbulak.

Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(6): 1898-1907. (in chinese)

Highland ecosystems are believed to be of vital importance in ecological study, partly due to the rapid climate change worldwide and the highest sensitive feature of this special system, not only its productivity and biodiversity but also its inter-specific relationship, to environmental alterations. The Bayabulak Steppe distributes in the middle part of Tianshan Mountains, and is situated at 42°18'-43°34' N, 82°27'-86°17' E with altitude between 2460-2760 m. Climate here belongs to typical alpine cold climate with yearly mean temperature of -4.8 ℃, yearly mean precipitation here is 276.2 mm, yearly evaporation is (1 135.2±112.3) mm, the snow period in Bayabulak is about 150-180d, and there is no frost-free time in this region. Stipa purpurea and Festuca ovina grassland are the dominant vegetation types in our study site. In order to clarify the species composition and inter-specific association of the alpine grassland community of Bayanbulak in Xinjiang, China, variance ratio ( VR ) of the overall association, association coefficient ( AC ), Ochiai index ( OI ) and Spearman rank correlation coefficient, based on the 2 × 2 contingency table, were used in our quantitative analysis. Field data were collected in July 2009. Three parallel transect were firstly set up and the distance between each of them was 50 m, then 20 plots (0.50 m × 0.50 m for each unit) were randomly set within each transect, in so doing total of 60 plots were involved in the present work. Our results showed that: 1) There are 36 species with 14 common species of plants in Bayinbulak alpine steppe, and they belong to 26 Genus of 16 Family. W = 61.52, a statistic index to test whether the VR is significant or not, indicated that the overall correlation of all plant species was positive but not significant. 2) Inter-specific associations of keystone species with others were neutral or not significant. Keystone species showed greater independence and occupied prior ecological niche in the community, and their distributions were not susceptible to other species. Values of OI were basically identical to those of association coefficient; Based on the measuring of OI , 19.79% of total 91species-pairs composed by 14 common species was significant or very significant, and 72.21% of them showed positive correlation while 27.79% showed negative correlation for those significantly related species-pairs; 3) Inter-specific associations of accompanying species or weeds with others were significant (negative or positive), suggesting higher dependency of accompanying species or weeds on other species, namely they were susceptible to other species and only occupied inferior ecological niche in the community. Furthermore, populations of these plant species are instability in the process of ecosystem development; 4) This study provides new dimensions for the theory of species association. According to their adaptability to the environment and the relationships between plants and environment, the 14 common species were divided into three ecological species groups. Positive correlations occurred among the species in the same ecological species groups, while the negative correlations were found in the different ecological species groups. It mainly due to their different biological features induced by different adaptability to habitats or separated niches; 5) Several suggestions were proposed to promote the ecological restoration of degraded steppe systems in the study region.

为了探明新疆巴音布鲁克高寒草原植物群落的物种组成和种间关系,在对其草原群落进行样方调查的基础上,利用方差比率法,χ 2 检验以及种间关联度指数对物种关联性和相关性进行了分析。结果表明:1)巴音布鲁克高寒草原植物群落高等植物分属16科,26属,36种;主要有14个常见植物种;2)用来检验方差比率( VR )偏离1是否显著的统计量 W = 61.52,说明该草原群落内物种整体关联度表现为不显著相关;表征种间关联程度的Ochiai指数( OI 值),与联结系数 AC 值基本吻合;3)伴生种或杂类草与其它物种之间联结显著,正向或负向,在群落中表现出很强的依赖性,分布易受其它物种的影响,在群落中不能稳定存在且只占据劣势生态位;4)根据14个优势种群对环境的适应方式和主导生态因素,可将它们划分为3个生态种组,同一生态种组内,各种间具有较强的正联结,而不同组间联结较为松散,主要是由于他们具有不同的生物学特性,对生境具有不同的生态适应性和相互分离的生态位所致;5)对退化草地的恢复提出了建议。

... 紫花针茅+羊茅(Festuca ovina)草原是研究区域内典型的高寒草原类型^[18],分布范围在海拔2 460-2 760 m,群落种类分属19科40属,群落总盖度约50%^[19] ...

2010

0.0

尹伟, 胡玉昆, 柳妍妍, 公延明, 张伟, 刘伟, 阿德列提·艾列吾塔力甫. 巴音布鲁克不同建植期人工草地土壤生物学特性研究. 草业学报, 2010, 19(5): 218-226.

, Hu Y

, Liu Y

, Gong Y

, Zhang

, Adeliet·Abeutalipu. A study on soil biological properties of artificial grassland over different cultivation times in Bayanbulak. Acta Prataculturae Sinica, 2010, 19(5): 218-226. (in Chinese)

以巴音布鲁克草原生态研究站附近建植４，８，１５和２０ａ高寒人工草地及天然草原０ａ（ＣＫ）为研究对象，对土壤微生物数量、土壤酶活性及其与土壤因子关系进行了研究。结果表明，５种不同建植期的微生物类群总数表现出４ａ＞８ａ＞０ａ＞１５ａ＞２０ａ，微生物组成以细菌最多，放线菌次之，真菌最少，且上层（０～２０ｃｍ）土壤微生物数量大于下层土壤的（２０～４０ｃｍ）；细菌、真菌及放线菌数量均在８月达到最大值，９月最小。土壤过氧化氢酶活性大小与微生物总数排列顺序一致，脲酶活性则为４ａ＞８ａ＞０ａ＞２０ａ＞１５ａ，同时，２种土壤酶活性均表现出上层大于下层的特点。逐步回归分析表明，速效氮和脲酶活性是影响该地区土壤微生物总数的主要因子；全磷和有机质是影响土壤脲酶活性的重要因子；全磷和ｐＨ值是影响土壤过氧化氢酶活性主要土壤因子。

... 紫花针茅+羊茅(Festuca ovina)草原是研究区域内典型的高寒草原类型^[18],分布范围在海拔2 460-2 760 m,群落种类分属19科40属,群落总盖度约50%^[19] ...

2010

0.0

陈永良, 李学斌. 基于核函数理论的系统聚类分析. 吉林大学学报: 地球科学版, 2010, 40(5): 1211-1216.

Chen Y

, Li X

Kernel-based hierarchical cluster analysis.

Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2010, 40(5): 1211-1216. (in chinese)

In order to improve the algorithmic theory and make the hierarchical cluster analysis be able to find nonlinear clusters in a data set, the authors develop a kernel-based hierarchical cluster analysis method by integrating kernel functions with the hierarchical cluster analysis algorithm. The procedure of the new cluster algorithm can be described as follows. The input samples in the low-dimensional input space are nonlinearly mapped to a high-dimensional image space where the samples are linearly separable, and then a kernel function is applied to implicitly execute the hierarchical cluster analysis in the image space. The authors conduct an experiment on the unsupervised classification of eight geochemical anomalies according to the contents of Pb, Bi, and Mo. The eight geochemical anomalies are obviously divided into the three clusters, (1, 3, 8), (2, 4), and (5, 6, 7), according to the three pair-wised scatter plots derived from the contents of Pb, Bi, and Mo. Kernel hierarchical cluster analysis is able to properly differentiate these three clusters while the conventional hierarchical cluster analysis improperly classifies the eight geochemical anomalies into the two classes, (1, 3, 8, 6) and (2, 4, 5,7). Therefore, the clustering ability of the new method exceeds that of the conventional hierarchical cluster algorithm.

为了完善系统聚类分析算法理论，使之具有区分数据集非线性集群特征的能力，将核函数理论和系统聚类分析算法有机结合，推导出基于核函数理论的系统聚类分析方法。其基本思路是:把样本从低维观测空间非线性变换至高维像空间，使样本变得线性可分；然后，应用核函数理论“隐式”地实现高维像空间的系统聚类分析。用Pb、Bi、Mo质量浓度作为化探异常的分类依据，对8处化探异常进行分类实验研究，在Pb、Bi、Mo两两组合的二维平面图中，8处化探异常明显地分为（1, 3, 8），（2, 4）和（5, 6, 7）3个点群，用核系统聚类方法能够很好地区分出这3个点群;而传统系统聚类方法却把8处化探异常错分成（1, 3, 8, 6）和（2, 4, 5, 7）两个类。由此可见，核系统聚类方法的类群区分能力高于传统系统聚类方法。

... 3 数据分析聚类分析(cluster analysis)是以分类对象的特征数量作为指标,定量确定其分类对象之间的相似性,并将相对同质的群组统计归为一类的统计方法^[20] ...

2009

0.0

乌仁其其格. 草甸草原不同退化程度下植被与土壤特征与指示度研究. 呼和浩特: 内蒙古农业大学博士学位论文, 2009.

Wurenqiqige. Studys of the characteristic of vegetation and soil and indication under the different degeneration degree in the meadow steppe. PhD Thesis. Huhhot: Inner Mongolia Agricultucal University, 2009. (in Chinese)

本研究以呼伦贝尔草甸草原羊草+杂类草群落和贝加尔针茅+羊草群落为研究对象,于2007-2008年通过野外调查和室内分析,对不同退化程度下植物群落组成与结构特征、土壤的理化特征、土壤微生物类群数量定量分析研究,并对植被与土壤因子进行主成分和典型相关分析,对所获得的植被与土壤因子的指标体系模糊综合评价,获得了能表示不同退化程度的差异性系数—指示度。结论如下: 1.随着草地退化程度的增加,群落物种组成逐渐单一,数量逐渐减少,物种重要值变化明显,群落科属组成发生明显变化,多年生植物逐渐减少;群落盖度、群落高度、地上现存量、地表凋落物和地下生物量显著降低;植物α多样性各指数显著降低,植物群落的β多样性指数逐渐增大,群落相似性系数逐渐变小。 2.土壤理化性质和微生物类群数量在0～10cm变化显著。土壤粗粒和容重显著提高,土壤含水量显著降低。土壤有机物和全氮含量轻度退化区显著高于中度和重度退化区。速效养分变化显著,pH值变化不明显;细菌和放线菌的数量显著降低,真菌的数量显著增加。 3.草甸草原羊草+杂类草群落和贝加尔针茅群落不同退化程度下植物与土壤因子之间相关不一致。 4.根据植被与土壤相结合为指标体系的模糊综合评价得出的指示度分别为;羊草+杂类草群落中度退化区为0.7426、重度退化区为0.5611;贝加尔针茅+羊草群落中度退化区为0.7702、重度退化区为0.5980。

... 随着牧压强度的变化,草原植物群落的各植物种生态生物学特性及其功能地位发生变化^[21] ...

2006

0.0

李裕元, 邵明安, 上官周平, 樊军, 王丽梅. 黄土高原北部紫花苜蓿草地退化过程与植被演替研究. 草业学报, 2006, 15(2): 85-92.

Li Y

, Shao M

, Shangguan Z

, Fan

, Wang L

Study on the degrading process and vegetation succession of Medicago sativa grassland in North Loess Plateau, China.

Acta Prataculturae Sinica, 2006, 15(2): 85-92. (in Chinese)

采用空间序列代替时间序列的方法研究了黄土高原北部陕西省神木县六道沟小流域紫花苜蓿人工草地在1～30年的群落演替特征.结果表明,由于气候干旱、土壤贫瘠等原因,黄土高原北部紫花苜蓿草地生产力普遍偏低,最高鲜草产量为4 000～5 000 kg/hm2,而且生长盛期持续时间较为短暂,最多不超过6年.建议对紫花苜蓿草地采取适当的管理措施,比如中耕除草与施肥,改善苜蓿种群的基质条件、缓解种群竞争压力,可以在一定程度上延长人工草地的使用寿命.种植紫花苜蓿可以显著加快植被的自然演替进程,经过10 年时间紫花苜蓿草地即可以演替到该地区的稳定草原群落--长芒草群落.豆科、菊科与禾本科3大科植物在紫花苜蓿草地退化过程中处于举足轻重的地位,属于这三大科植物的种数合计占相应演替阶段出现植物种数的54.5%～78.6%.茵陈蒿、草木樨状黄芪与达乌里胡枝子作为长芒草群落的主要伴生植物,反映了研究区干旱的气候条件与贫瘠的土壤肥力特征.

... 随着草地退化程度加剧,群落结构变化,原生顶级植被紫花针茅的优势地位被最先入侵的赖草、细柄茅和早熟禾等禾本科草类所取代,其原因可能是由于家畜通过采食行为和践踏作用导致土壤坚实^[22,23],而赖草、细柄茅和早熟禾等小丛生禾草层以其强壮的根茎和更为广泛的生境适应性迅速繁衍,成为独立的优势群落 ...

2010

0.0

张成霞, 南志标. 放牧对草地土壤理化特性影响的研究进展. 草业学报, 2010, 19(4): 204-211.

Zhang C

, Nan Z

Research progress on effects of grazing on physical and chemical characteristics of grassland soil.

Acta Prataculturae Sinica, 2010, 19(4): 204-211. (in Chinese)

综述了放牧对草地土壤物理特性(容重、渗透率)和化学特性(有机质、全氮、全磷等)的影响.由于草地土壤生态系统本身的复杂性和弹性,放牧对草地土壤特性的影响并没有一致的结论.一般而言,随着放牧强度的增加,牲畜的践踏作用变强,土壤容重逐渐增加,土壤的渗透性降低,导致土壤的含水量下降,随着土壤深度增加其影响减弱.但在有机质含量很低的沙质土壤中,超载过牧造成有机质含量降低,土壤的团粒结构减少,稳定性团聚体减少,土壤结构遭到破坏,使得土壤容重降低.放牧对土壤有机质的影响受多种因素的影响,如温度、降水、植被、土壤和管理措施(持续放牧、轮牧、围栏等),所以有机质的动态转化过程十分复杂,已有的文献放牧管理对土壤有机质的影响有3类结论:无影响、增加和降低.放牧家畜通过采食、践踏、排泄等行为直接或间接地影响土壤中氮的含量,随放牧强度增加,土壤全氮含量呈现出降低、不变和增加等.土壤磷对放牧的响应也有不同的研究报道,有的认为随放牧强度的增加,土壤全磷下降,而速效磷增加,也有研究认为长期放牧对草地的全磷和速效磷变化不大.不合理的放牧是造成土壤退化的最普遍原因,故认识不合理放牧导致草原土壤退化的过程和机制,对遏止草原退化、实现草地畜牧业的可持续发展具有重要的意义.

2014

0.0

张佳宁. 祁连山北坡高寒草地退化现状及应对策略. 草业科学, 2014, 31(4): 776-781.

Zhang J

Deterioration and strategies for alpine grassland in north slope of Qilian Mountains.

Pratacultural Science, 2014, 31(4): 776-781. (in Chinese)

he grassland in North Slope of Qilian Mountains is barrier for ecology and safety to Hexi Corridor.This study analyzed the situation,utilization and influenced factors of alpine grassland resources in this area and proposed strategies of grassland resources sustainable utilization based on grassland classification management.The proposed strategies included grassland resources and grazing system improvement,grassland ownership clarification,reasonable medicinal herbs picking with time management,ecological compensation and infrastructure construction and biology control strategy

祁连山北坡高寒草地是河西走廊重要的生态和生产安全屏障。本研究通过分析祁连山北坡草地资源的利用现状及存在问题，明晰了导致草地退化的可调控因素，提出了基于草地分类经营理念，确立合理利用草地资源的生产经营格局、完善草地资源结构、明确草地拥有权、合理有序樵采中药材、实施生态补偿和基础设施建设、改进现行放牧制度和鼠害防控等草地资源可持续利用对策。

... 随着牧压增大,中层植被中逐渐出现了以毒素来保护自身不被动物采食的马先蒿、唐松草等毒害草^[24],可食性牧草种类减少^[25] ...

2014

0.0

宗宁, 石培礼, 蒋婧, 宋明华, 孟丰收, 熊定鹏, 张宪洲, 沈振西. 浅耕对西藏高原退化草甸土壤和植物群落特征的影响. 草业科学, 2014, 31(1): 8-14.

Zong

, Shi P

, Jiang

, Song M

, Meng F

, Xiong D

, Zhang X

, Shen Z

Eddects of shallow plowing on soil and plant community of degraded alpine meadow in Tibetan plateau.

Pratacultural Science, 2014, 31(1): 8-14. (in Chinese)

Rangeland management plays important role in soil and vegetation. In order to understand the effects of shallow plowing on degraded alpine meadow, pair-comparison survey was conducted to quantify soil feature and community variation in Damxung county, Tibet Autonomous Region, China. Compared with degraded alpine meadow, soil water content and nutrient increased after 12-year shallow plowing practice with soil water content increased by 35% and bulk soil density decreased by 38.7%. Mineral nitrogen contents of soil increased by 3.2 and 1.7 times at depth of 0―10 cm and 10―20 cm, respectively. Furthermore, shallow plowing practice facilitated vegetation recovery in degraded alpine meadow. Coverage of alpine meadow vegetation significantly increased with the richness and dominance of weeds declined. The species composition changed with dominance of grass in terms of coverage and important value. The above- and under-ground biomass after shallow plowing significantly increased. It indicates that moderate shallow plowing practice can facilitate soil carbon and nitrogen accumulation and vegetation restoration in the degraded alpine meadow. However, it has risk to decrease species richness and community stability.

草地管理对植被和土壤会产生重要的影响。为探讨浅耕措施对高寒草甸的影响, 对西藏高原当雄县典型退化高寒草甸浅耕处理地块的土壤理化性质和植物群落变化进行调查。结果显示, 浅耕实施12年后, 草地土壤性质得到改善, 表层土壤含水量提高35%, 而土壤容重降低了28%。0-10和10-20 cm土壤可利用无机氮含量分别显著提高了3.2倍和1.7倍。同时, 植物群落组成也发生了改变, 植被盖度显著增加, 杂草类物种丰富度显著降低, 可食性丛生类禾草植物重要值显著升高, 成为优势物种, 草地生产力提高。试验结果表明, 在退化高寒草甸适度浅耕有利于改善退化高寒草甸的水分、养分状况, 提高可食性牧草的生产力, 但从物种多样性保护和群落稳定性维持角度来看仍存在一定的风险。

... 随着牧压增大,中层植被中逐渐出现了以毒素来保护自身不被动物采食的马先蒿、唐松草等毒害草^[24],可食性牧草种类减少^[25] ...

2008

0.0

刘东霞, 卢欣石, 李文红. 呼伦贝尔退化草地植被演替特征研究. 干旱区资源与环境, 2008, 22(8): 103-110.

Liu D

, Lu X

, Li W

A study on vegetation succession of degradation grassland in Hulunbeier steppe.

Joumal of Arid Land Resources and Environment, 2008, 22(8): 103-110. (in Chinese)

由于气候环境条件的变化和人类长期不合理的草地利用方式,致使呼伦贝尔草原退化、沙漠化趋势加剧,草地的退化严重威胁着当地的生态环境,制约着畜牧业的发展.对草甸草原、典型草原和沙地植被三种草地类型的植被退化演替特征研究结果表明:随着草地退化(沙化)程度加大,群落结构与多样性逐渐丧失,草层高度、植被盖度、株丛密度、地上部生物量等,都呈现不同程度的递减趋势,草地退化过程中,群落物种组成逐渐单一,数量逐渐减少,物种组成发生显著的变化.未退化草地以禾本科植物占主导地位,随着退化程度的加大,退化指示类的菊科植物的重要地位得到提升,中度退化阶段蔷薇科植物不断增加,并占据优势地位,重度退化阶段,多以耐践踏的蔷薇科植物和小型禾草为优势种,其中重度沙化草地,多年生植物几乎全部消失,而被一年生植物替代.

... 紫花针茅原有优势地位完全被替代,其生物量与盖度明显下降^[26] ...

2010

0.0

王育松, 上官铁梁. 关于重要值计算方法的若干问题. 山西大学学报: 自然科学版, 2010, 33(2): 312-316.

Wang Y

, Shangguan T

Discussion on calculating method of important values.

Journal of Shanxi University: Natural Science Edition, 2010, 33(2): 312-316. (in Chinese)

通过分析大量文献结合实例数据演示的方式,对重要值的计算和统计方法中存在的问题进行了分析,主要问题为:在重要值公式的构建中对几个相对值的选取随意性大;乔木层与灌草层常采用不同的重要值计算公式导致层间物种可比性差;群落中分层统计计算重要值导致层间物种无可比性;传统重要值未反映物种的实际生长状况,导致不同样方间同一物种无可比性.针对上述问题提出了相应的改进方法:(1)强化不同重要值计算公式的生态学意义;(2)在同一群落研究中各层次的重要值计算应尽量使用同一公式;(3)将分层统计方法改为群落整体统计方法;(4)在计算公式中加入能反映物种实际生长状态的因子参数.

... 在植物群落研究中重要值常被用于群落中物种数量分类及优势种集中趋势的分析^[27] ...

2007

0.0

王明君, 韩国栋, 赵萌莉, 李海贤. 内蒙古呼伦贝尔草甸草原的草地退化等级数量分析. 西北植物学报, 2007, 27(4): 4797-4804.

Wang M

, Han G

, Zhao M

, Li H

Quantitative analysis of degeneration stage of meadow steppe in Hulunbeier, Inner Mongolia. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2007, 27(4): 4797-4804. (in Chinese)

采用样方取样方法实地调查内蒙古呼伦贝尔草甸草原的植物群落特征,利用植被和土壤数据,应用系统聚类分析方法对其草地退化等级进行定量划分.结果表明:(1)植被指标聚类可将草地划分为3个等级,即轻度退化、中度退化和重度退化草地,而利用土壤指标聚类则划分为2个等级,其中轻度退化和中度退化草地的土壤状况相似合为一个等级,重度退化草地为另一个等级;(2)随着放牧梯度的变化,植被和土壤都发生了变化,中度退化草地植被变化大,而土壤变化不大;(3)内蒙古呼伦贝尔草甸草原为同一草地利用单元,所划分的草地退化等级系列是由放牧引起的.

... 前人研究多以植被特征数量值为划分草地退化等级的重要指标^[28],如冯秀等^[29]以草地植物生物量作为评价草地退化等级的重要指标 ...

2006

0.0

冯秀, 仝川, 张鲁, 苗百岭, 丁勇, 张远鸣. 内蒙古白音锡勒牧场区域尺度草地退化现状评价. 自然资源学报, 2006, 21(4): 575-583.

Feng

, Tong

, Zhang

, Miao B

, Ding

, Zhang Y

Assessment on grassland degradation at regional-scale in the Baiyinxile Ranch, Inner Mongolia.

Journal of Natural Resources, 2006, 21(4): 575-583. (in Chinese)

Grassland degradation is a major ecological problem in the Inner Mongolia region,because it causes drop of grassland productivity and leads to desertification.The objective of this study was to grade grassland degradation by using field quadrat data,and to assess the spatial extent and severity of grassland degradation using TM digital data in the Baiyinxile Ranch,which was the largest state-run ranch in Inner Mongolia. TWINSPAN(Two-Way Indicators Species Analysis,TWINSPAN)and DCA(Detrended Correspondence Analysis,DCA)were used to analyze the communities quatrat data of the 32 sample spots in the Baiyinxile Ranch,Inner Mongolia.The grassland in the study area was divided into three different degraded grades according to the results of quantitative analysis,and the relation between dry biomass per m 2 and different degraded grades was proposed,and then the above ground biomass values for dividing the three degraded grades were developed.Using Landsat TM digital data in August 2004 and combining the investigation on grassland communities in the study area,the relations between the above ground biomass and RVI and NDVI were calculated,and the model of grassland above ground biomass estimation was established.The grassland degradation map was compiled by assessing the degraded grades of grassland in every pixel in the TM digital data,and the grassland above ground biomass at Ranch scale was estimated.The results indicate that:(1)there is a positive relation between the aboveground dry biomass and grassland degraded grades;2)the relation between the biomass and RVI was best(R2=0.644);and 3)the areas of slightly-degraded,moderately-degraded,and heavily-degraded grassland account for 24.51%,43.63% and 24.12% of the total study area. This study demonstrates the effectiveness of combining remote sensing data with field survey data in assessing grassland degradation in a regional scale,and provides useful information for improving grassland management and restoring the degraded grassland in the Baiyinxile Ranch.Grassland with different degraded grades needs different measures for their restoration.For the heavily-degraded grassland,the elimination of grazing by fencing may be necessary;for slightly-and moderately-degraded grassland,ecologically sound,advanced rangeland management measures,including grazing rotation,seasonal enclosures,and constructing artificial and semi-artificial grasslands should be considered.

采用双指示种分析(TwoW-ay Indicators Species Analysis,TWINSPAN)和无偏对应分析(Detrended Correspondence Analysis,DCA)对内蒙古白音锡勒牧场范围内32个草地植物群落样点的样方数据进行群落数量分析,根据数量分析结果将研究区草地划分为轻度、中度和重度退化3个不同等级。分析了单位面积草地地上生物量干重与退化等级的关系,在此基础上给出了划分草地不同退化等级的生物量判别指标值。利用2004年的TM遥感数据,结合同期地面植物群落样方调查,比较了不同植被指数与地上生物量和群落盖度的相关性,建立了研究区草地地上生物量估产模型,估算了白音锡勒牧场区域尺度草地地上生物量,结合不同草地退化等级的生物量判别指标值进行了草地植被退化空间分析。结果表明:①草地生物量与草地植物群落退化密切相关,一般草地退化越严重,群落生物量越低;②比值植被指数(R VI)与地上生物量干重相关性最好(R 2=0.644);③研究区轻度退化、中度退化和重度退化的草地面积分别占研究区总面积的24.51%、43.63%和24.12%。

... 前人研究多以植被特征数量值为划分草地退化等级的重要指标^[28],如冯秀等^[29]以草地植物生物量作为评价草地退化等级的重要指标 ...