蒙古高原和青藏高原针茅属植物适宜分布区及其与气候因子的相关性

摘要

针茅属植物是我国草原的主要建群和优势种。从南到北，从东到西，从高海拔到低海拔，形成了一系列的替代分布。特别是在蒙古高原与青藏高原，针茅属植物分化形成了适应干旱与高寒气候的一系列种类，形成了我国独具特色的针茅草原系列。本文以广泛分布于蒙古高原和青藏高原的10种针茅属植物为研究对象，利用20个环境因子，通过最大熵模型和ArcGIS空间分析构建针茅属植物不同等级的气候适宜分布区;筛选出累积贡献率大于90％的因子作为影响针茅属植物分布的主导因子并对其数值范围作了详细的定量描述。这一研究对深入揭示针茅属植物替代分布及针茅草原的形成与适应机制具有一定的理论意义，对草原保护、恢复与合理利用也有一定的应用价值。主要研究结果如下:
　　1)青藏高原与蒙古高原10种针茅属植物分布具有明显的地域性，且适宜分布区面积差异较大。各针茅占研究区总面积百分比分别为:沙生针茅(51.38％)、贝加尔针茅(33.90％)、大针茅(30.37％)、克氏针茅(29.98％)、紫花针茅(26.16％)，小针茅(14.16％)、昆仑针茅(13.84％)，短花针茅(13.28％)，丝颖针茅(10.55％)和羽柱针茅(8.65％)。贝加尔针茅、克氏针茅和大针茅的最适宜分布区位于蒙古高原东北和中东部;短花针茅和小针茅的最适宜分布区位于蒙古高原的西南和中南部;紫花针茅、羽柱针茅、昆仑针茅、丝颖针茅和沙生针茅的最适宜分布区位于青藏高原高寒区。
　　2)影响10种针茅属植物分布的共同主导因子为年平均温度(-5.7～7.5℃)、最暖季度平均雨量(60～290 mm)、最暖季度平均温度(5.5～22℃)和最干季度平均温度(-21～-2.5℃)。
　　3)紫花针茅、羽柱针茅、昆仑针茅、丝颖针茅和沙生针茅受到温度的影响要大于降水，其贡献率介于62.2％～95.5％之间。这5种针茅适宜的年平均温度范围为-6.25～5.5℃。影响紫花针茅分布的主导温度因子为最暖季度平均温、昼夜温差与年温差比值，其贡献率分别为43.5％和29.7％;影响羽柱针茅分布的主导因子为昼夜温差与年温差比值和最暖季度平均温度，其贡献率分别为27.6％和24.8％;影响昆仑针茅的主导因子为最暖季度平均温度和昼夜温差与年温差比值，其贡献率分别为20.7％和29.9％;影响丝颖针茅分布的主导因子为昼夜温差与年温差比值，其贡献率为43.4％;影响沙生针茅分布的主导因子为最暖季度平均温度，其贡献率为22.9％。
　　4)克氏针茅、大针茅、贝加尔针茅、短花针茅和小针茅主要受降水影响，其降水贡献率介于57.1％～70.5％之间，适宜的年平均降水量为125～460mm。克氏针茅的分布主要受到最暖季度平均雨量，贡献率为26.5％;大针茅和贝加尔针茅主要受年平均降水影响，贡献率分别为28.0％和27.1％;而影响短花针茅和小针茅分布的主导因子分别为最湿月份雨量和最暖季平均雨量，贡献率分别为21.1％和28.9％。
　　5)由主要受温度影响的紫花针茅、羽柱针茅、昆仑针茅、丝颖针茅和沙生针茅为建群种或优势种构成了高寒草原，间接影响温度的海拔地形因子对其影响极大。由主要受降水影响的克氏针茅、大针茅、贝加尔针茅、短花针茅和小针茅组成了温性草原的建群种和优势种。由此形成了针茅草原在青藏高原和蒙古高原的大尺度空间分异。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 气候与植被的相关性、所用模型及研究进展

1．1．1 气候与植被的相关性

1．1．2 生态位模型概述

1．1．3 最大熵模型概述

1．1．4 地理信息系统概述

1．1．5 物种分布与气候适宜性评价的研究进展

1．2 针茅属植物概况及研究进展

1．2．1 针茅属植物概况

1．2．2 针茅属植物的研究进展

1．3 研究意义和拟解决的科学问题

第二章 材料和方法

2．1 研究区域概况

2．1．1 蒙古高原基本概况

2．1．2 青藏高原基本概况

2．2 所用软件

2．3 数据来源

2．4 数据处理与分析

第三章 结果与分析

3．1 年平均温度和年平均降水对针茅属植物分布的影响

3．2 针茅属植物的潜在分布区和气候适宜性分析

3．2．1 针茅属植物最大熵模型预测性能评估

3．2．2 针茅属植物潜在分布区

3．2．3 针茅属植物分布区的气候适宜性分析

3．3 不同草原类型针茅属植物的潜在分布区和气候适宜性分析

3．3．1 不同草原类型针茅属植物的最大熵模型预测性能评估

3．3．2 不同草原类型针茅属植物潜在分布区

3．3．3 不同草原类型针茅属植物的气候适宜性分析

第四章 讨论与结论

4．1 针茅属植物的适宜分布区

4．2 温度对针茅属植物分布的影响

4．3 降水对针茅属植物分布的影响

4．4 结论

4．5 不足与展望

参考文献

致谢