论文部分内容阅读
在荒漠生态系统中,沙丘微地形变化驱动植被和土壤的分布格局,直接间接地影响节肢动物的分布和多样性。鉴于此,本研究选用腾格里沙漠为研究对象,通过研究不同大小沙丘微地形灌丛和地表植被分布特征,测定土壤理化性质分布和土壤粒径分布的分形特征,明确地面节肢动物群落结构分布特征及其和土壤、植被分布的关系,旨在揭示荒漠固沙植被区不同大小沙丘微地形对土壤、植被和节肢动物群落分布的影响规律。主要的结果如下:(1)沙丘大小对土壤含水率、容重分布均无明显影响(P>.05),但土壤pH和电导率表现为中沙丘显著高于大沙丘和小沙丘,中沙丘土壤全碳显著高于小沙丘(P<0.05)。沙丘微地形对土壤容重和土壤pH分布均无明显影响(P>0.05),但土壤含水率表现为迎风坡中部显著低于迎风坡底部和背风坡底部,背风坡底部土壤电导率显著高于丘顶(P<0.05)。土壤粉粒和极细砂粒表现为中沙丘显著高于大沙丘和小沙丘,土壤细砂粒表现为小沙丘显著高于大沙丘和中沙丘;土壤粉粒表现为背风坡底部>迎风坡底部>背风坡中部>迎风坡中部>丘顶;而土壤细砂粒表现为迎风坡中部显著低于丘顶(P<0.05);迎风坡底部和背风坡两个部位间无差异(P>0.05)。土壤分形维数表现为中沙丘>大沙丘>小沙丘(P<0.05);而沙丘微地形对土壤分形维数无显著影响(P>0.05)。相关性分析表明,土壤粉粒含量越高,土壤全碳、电导率和pH含量越高;土壤极细砂粒含量越高,土壤电导率越低。(2)柠条锦鸡儿株高、冠幅和密度受沙丘大小的影响较小(P>0.05);油蒿株高、冠幅和密度均表现为中沙丘显著高于大沙丘和小沙丘;花棒冠幅表现为小沙丘显著高于中沙丘,密度表现为大沙丘显著高于小沙丘(P<0.05),而株高受沙丘大小的影响较小(P>0.05)。柠条锦鸡儿株高表现为迎风坡底部显著高于背风坡中部,而冠幅表现为迎风坡底部显著高于背风坡中部,但密度表现为迎风坡底部显著高于丘顶和背风坡中部(P<0.05)。油蒿株高、冠幅、密度与花棒冠幅、密度均受沙丘微地形的影响较小(P>0.05),但株高表现为迎风坡中部、丘顶和背风坡中部显著低于迎风坡底部(P<0.05)。不同大小沙丘的优势种和常见种相同,而稀有种存在较大差异,但占比均低于1%;物种数表现为小沙丘>中沙丘(P<0.05),而沙丘大小对多度和总盖度均无显著影响(P>0.05);不同大小沙丘草本植被多样性指数差异不明显,但表现出较为一致的趋势。不同沙丘微地形草本植物群落组成分布亦存在较大差异,背风坡中部优势种个体数大于迎风坡;常见种个体数表现为丘顶最少;稀有种个体数是背风坡多于迎风坡,而丘顶无稀有种;沙丘不同部位对草本植物多度、总盖度、香浓-威纳指数和均匀度指数的影响较小(P>0.05),物种数表现为丘顶显著低于迎风坡底部和背风坡底部;辛普森指数表现为背风坡底部>丘顶(P<0.05)。相关性分析表明,油蒿株高、冠幅、密度越大,土壤全碳和粉粒越高,土壤容重越低;花棒冠幅越高,土壤pH越低;花棒密度越大,土壤容重和极细砂粒越高。(3)地面节肢动物群落组成受沙丘大小的影响较小,但受沙丘微地形的影响较大。如:芫菁科、刺蛾科、大蕈甲科仅在迎风坡中部出现,蚁蜂科和螽斯科仅在背风坡底部存在。地面节肢动物类群数、香浓-威纳指数和辛普森指数均表现为中沙丘显著高于大沙丘和小沙丘;均匀度指数表现为中沙丘显著高于小沙丘(P<0.05);而沙丘大小对个体数和生物量均无差异(P>0.05)。地面节肢动物类群数和均匀度指数均表现为背风坡底部显著高于丘顶;个体数表现为丘顶显著低于背风坡中部和背风坡底部;生物量在背风坡中部显著高于其他4个微地形(P<0.05);沙丘微地形对香浓-威纳指数和辛普森指数均无差异(P>0.05)。RDA和偏RDA相关分析结果表明,土壤粉粒、pH是影响地面节肢动物个体数的主要因素,贡献率分别为22%、7%,而其余因子对地面节肢动物多度影响较小。综合分析表明,土壤性质及分形维数分布受沙丘微地形的影响较大,沙丘背风坡底部土壤水分、养分条件优于迎风坡,丘顶的土壤质地最差;背风坡底部草本植物分布较多,丘顶最少;背风坡中部地面节肢动物生物量最高。中沙丘主要以土壤粉粒为主;土壤盐分和油蒿的数量特征均优于大沙丘和小沙丘;中沙丘地面节肢动物的多样性指数最高。沙丘植被与土壤间存在相互作用关系,而地面节肢动物的群落分布受到土壤和植被因子之间相互作用的影响。