關(guān)于植物群落的動態(tài)過程以及外界環(huán)境因子和植物群落之間的關(guān)系，是植物群落生態(tài)學(xué)發(fā)展過程中的重要問題，引起了生態(tài)學(xué)家們的廣泛關(guān)注［1］。荒漠地區(qū)植被較為稀疏，多呈斑塊狀分布，且時空變化幅度較大，荒漠生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱，加之人類活動的干擾，極易發(fā)生退化［2］，因此植被特征對于該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定意義重大，可以起到保持水土，防風(fēng)固沙的作用。影響荒漠植被分布格局和動態(tài)的因素包括生物的和非生物的，其間的相互作用關(guān)系十分復(fù)雜。關(guān)于放牧對植被影響的研究相對較多［3，4］，而關(guān)于在較長時間序列下氣候因子對荒漠植被影響的研究較少［5］。文中首先對荒漠植被的"四度一量"在2002－2008年的季節(jié)和年度動態(tài)特征進(jìn)行了分析，進(jìn)一步采用除趨勢對應(yīng)分析(detrendedcorrespondenceanalysis，DCA)和典范對應(yīng)分析(canonicalcorrespondenceanalysis，CCA)兩種排序方法對荒漠植物群落特征與氣候因子的相關(guān)性進(jìn)行分析，旨在為荒漠生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1自然概況和研究方法

1．1研究區(qū)自然概況

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古阿拉善左旗南部的嘉爾格勒賽汗鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)104°10'～105°30'，北緯37°24'～38°25'，地處騰格里沙漠東緣。該地區(qū)的草地類型是典型的溫性荒漠，植被稀疏，結(jié)構(gòu)單調(diào)，覆蓋度低，一般為1%～20%。植物種類貧乏，主要以旱生、超旱生和鹽生的灌木和小半灌木為主。建群植物以藜科(Chenopodiaceae)、菊科(Compositae)和蒺藜科(Zygophyllaceae)為主，其次為薔薇科(Rosaceae)、檉柳科(Tamaricaceae)。地形起伏不平，丘陵、沙丘與平灘相間。氣候?yàn)榈湫偷母咴箨懶詺夂颍緡?yán)寒、干燥，夏季酷熱，晝夜溫差大，極端最低氣溫－36℃，最高氣溫42℃。年平均氣溫8．3℃，無霜期156d。年降水量45～215mm，且季節(jié)分配極不均勻，主要集中在7月份～8月份。年蒸發(fā)量3000～4700mm。研究樣地面積約為500hm2，自1997年開始圍封禁牧，研究期間始終處于禁牧狀態(tài)。植被以紅砂、珍珠(Salsolapasserina)建群，其次為霸王、駝絨藜(Ceratoideslatens)、狹葉錦雞兒(Caraganastenophylla)、油蒿(Artemisiaordosica)等小灌木，草本以白草(Pennisetumflaecidum)為優(yōu)勢，其次為糙隱子草(Cleistogenessquarosa)，伴生有霧冰藜(Bassiadasyphylla)等植物，植被蓋度較高為29．5%。土壤為沙壤，水分含量4．40%～8．22%。

1．2研究方法

2002－2008年4月、7月和10月，進(jìn)行了21次植物群落野外調(diào)查。每次調(diào)查時，在研究區(qū)域內(nèi)隨機(jī)選取3個10m×10m的植物樣方，分別測量樣方內(nèi)灌木植物的高度、蓋度、密度、頻度和生物量，在每個10m×10m樣方內(nèi)隨機(jī)選取1個1m×1m的樣方測量草本植物的高度、蓋度、密度、頻度和生物量。應(yīng)用國際標(biāo)準(zhǔn)通用軟件CANOCO4．5，以21×8維植物群落特征因子矩陣進(jìn)行植物群落季節(jié)和年度的DCA數(shù)量排序，并制作二維排序圖;以21×8維植物群落特征因子矩陣和21×2維植物特征因子矩陣進(jìn)行CCA數(shù)量排序，并制作植物特征因子和氣候因子的二維排序圖。2002－2008年研究地區(qū)的降雨量和氣溫?cái)?shù)據(jù)來源于內(nèi)蒙古阿拉善盟孿井灘牧業(yè)氣象實(shí)驗(yàn)站，距離樣地直線距離小于7km。

2結(jié)果與分析

2．1荒漠植物群落特征的季節(jié)動態(tài)

2002－2008年研究區(qū)植物群落特征的季節(jié)動態(tài)(圖1)，用7年中相同月份群落特征的均值來表示各季節(jié)的群落特征。灌木和草本高度的季節(jié)特征相似(圖1A)，均為夏季(7月)和秋季(10)相對較高，且差異不顯著(P＞0．05)，而春季(4月)的高度顯著低于夏季和秋季(P＜0．05)。春季灌木蓋度顯著低于夏季和秋季，而秋季草本蓋度顯著高于春季，二者與夏季草本蓋度差異不顯著(圖1B)。灌木和草本密度的季節(jié)特征一致(圖1C)，夏季和秋季的密度差異不顯著(P＞0．05)，二者顯著高于春季(P＜0．05)。三個季節(jié)中灌木生物量相差較大，但是方差分析表明春季和秋季的生物量差異顯著(P＜0．05)，二者與夏季的生物量無顯著差異(P＞0．05)(圖1D)。所有灌木和草本特征在夏季和秋季間差異均不顯著(P＞0．05)，而秋季顯著高于春季(P＜0．05)。

2．2荒漠植物群落特征的年度動態(tài)

2002－2008年研究區(qū)灌木植物群落特征的年度動態(tài)(圖2)，可以看出灌木高度(圖2A)、蓋度(圖2B)和密度(圖2C)在7年中具有一定的波動性，但是相對于灌木生物量的變動較穩(wěn)定。灌木生物量從2002－2010年呈上升趨勢(圖2D)，2002年僅為14．64g/m2，而2008年達(dá)到111．64g/m2。2002－2008年研究區(qū)草本植物群落特征的年度動態(tài)(圖3)，可以看出草本植物與灌木植物群落特征的年動態(tài)具有差異，草本植物群落特征(高度、蓋度、密度和生物量)在年度間的波動較大。草本植物密度和生物量的年動態(tài)是相似的，2002年的密度和生物量相對較高，分別為88．83株/m2和73．99g/m2，而2005年和2006年較低，密度小于10株/m2，生物量小于2g/m2(圖3C和D)。

2．3荒漠植物群落的除趨勢

對應(yīng)分析(DCA)2002－2008年各季節(jié)植物群落特征在DCA二維排序圖中的分布情況(圖4)，各季節(jié)植物群落特征在DCA排序圖中的位置是由群落中灌木和草本植物群落特征共同決定的，群落結(jié)構(gòu)特征越相似，兩個季節(jié)群落特征的距離越近。可以看出2002－2008年的植物群落特征具有明顯的季節(jié)和年度間差異，季節(jié)和年度群落特征在DCA二維排序圖中的分布較復(fù)雜，沒有形成明顯的分布規(guī)律。

2．4荒漠植物群落與氣候因子的典范對應(yīng)分析(CCA)

圖3草本植物群落特征的年度動態(tài)Fig．3Theannualdynamicsofherbaceouscommunitycharacteristics采用CCA排序?qū)χ参锶郝涮卣骱蜌夂蛞蜃?年降雨量和年均溫度)的相關(guān)性進(jìn)行分析，從表1看出，CCA排序軸的第一、二軸的特征值為0．373和0．115，植物－氣候因子的相關(guān)性為0．865和0．672，植物－氣候因子方差累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到82．6%。因此，CCA排序軸的第一、二排序軸可以充分表現(xiàn)出植物群落特征因子與氣候因子的相關(guān)性。CCA第一、二排序軸表明(圖5):年降水量和年均溫度的箭頭長度均較長，且與排序軸夾角較小，說明這兩個氣候因子對植物群落特征具有重要作用。以植物變量在氣候因子變量線上的投影點(diǎn)距氣候因子箭頭的距離判斷植物變量與氣候因子的相關(guān)性大小，由此可以看出灌木植物特征因子與氣候因子的相關(guān)性較小，而草本植物特征因子與氣候因子的相關(guān)性較大。草本植物密度與年降水量的相關(guān)性較大，草本植物高度與年均溫度的相關(guān)性較大，草本生物量與年降水量、年均溫度的相關(guān)性均較大(圖5)。