半干旱區人工封育草場植物群落物種多樣性與復雜性研究──以寧夏鹽池為例

劉小丹，李瑞，張克斌*，艾哈邁德·比拉勒

半干旱區人工封育草場植物群落物種多樣性與復雜性研究──以寧夏鹽池為例

劉小丹1，李瑞2，張克斌1*，艾哈邁德·比拉勒1

1. 北京林業大學水土保持學院 水土保持與荒漠化防治教育部重點實驗室，北京 100083；2. 貴州省水土保持監測站，貴州 貴陽 550002

圍欄封育促進植被恢復效果研究方法很多，其中通過研究植被的群落特征及物種多樣性來闡述恢復狀況仍是比較常用和有效的手段，但多樣性測度對生物群落的自組織及有序性方面的特征描述欠缺，鑒于此，多樣性與復雜性測度結合起來研究群落結構與功能顯得更有意義。研究人工封育對植被恢復過程中群落的多樣性與復雜性的影響，必然有助于揭示生態恢復過程機理。目前，利用多樣性與復雜性測度相結合來對群落結構進行量化研究不多，用于對草原生態系統植物群落結構研究更少。本文通過樣地調查，利用多樣性和復雜性指數相結合定量研究半干旱區人工封育草場植物群落物種多樣性、復雜性隨封育年限的變化規律，并對比分析復雜性與物種多樣性之間的相關性。結果表明，(1)老封育區、新封育區豐富度指數整體高于對照區，說明封育有利于物種豐富度的增加。但隨封育時間的延長，封育區的優勢種占據主要的資源空間，豐富度指數降低。長時間封育，草場植被豐富度將發生規律性波動變化，低峰值和高峰值出現頻率均約為4～5年/次。老封育區、新封育區的SW、SP多樣性指數值大部分也高于對照區，說明封育措施增加草場植被的多樣性。物種多樣性指數受降水影響顯著，當降水量增加或減少時，多樣性指數也相應出現增加或減少，但降水影響效應具有一定的滯后性。老封育區、新封育區均勻度變化比較平穩，且指數值高于對照區，說明封育有利于均勻度的增加。(2)老封育區、新封育區總復雜性指數、無序結構復雜性指數值大部分比對照區指數值高，且指數波動相對平穩，說明封育區群落結構比對照區穩定，更適合荒漠草原植被的生長，封育增加了群落總復雜性、無序結構復雜性。封育也提高群落有序結構復雜性，但隨著封育時間的延長，有序結構復雜性指數有下降趨勢，可能導致群落結構穩定性下降。在不同封育條件下均表現出無序結構復雜性值高于有序結構復雜性值，說明群落總復雜性受無序結構復雜性影響較大。(3)在0.01水平上，群落總復雜性與SW指數相關性最高為0.998，與無序結構復雜性、均勻度、物種豐富度也有較高的正相關性。而在0.05水平上，群落總復雜性與有序結構復雜性相關性不顯著，說明群落總復雜性主要受無序結構復雜性影響。在0.01水平上，無序結構復雜性與SW多樣性、SP多樣性、均勻度、物種豐富度也存在著顯著相關性，其中無序結構復雜性與SW指數相關性也最高為0.896，說明無序結構復雜性與SW多樣性有著密切關系，但與有序結構復雜性呈負相關，為-0.215。有序結構復雜性僅與物種豐富度在0.05水平上存在顯著相關性，與其它多樣性指數相關性不顯著。本文關于復雜性與多樣性關系研究只是從數值關系和描述角度進行的，但是要真正意義上理解結構復雜性必須將它與生態過程聯系起來，其生態意義和應用價值才能進一步明確，基于生態過程的群落復雜性研究將是今后研究的重點。

半干旱區；人工封育；植物群落；物種多樣性；群落復雜性

封育措施作為恢復植被的重要人工措施，研究封育對植被恢復過程中群落的多樣性與復雜性的影響，必然有助于揭示生態恢復過程機理。目前，利用多樣性與復雜性測度相結合來對群落結構進行量化研究不多，用于對草原生態系統植物群落結構研究更少，本文通過物種多樣性與群落復雜性測度相結合的方法準確定量評價圍封對草原植物群落結構的影響，以寧夏鹽池人工封育區為研究對象，定量評價不同圍封年限、不同封育措施下的荒漠草原植物群落多樣性與復雜性狀況以及它們之間的關系，為干旱半干旱區封育措施下植被恢復提供理論依據和技術支撐。

1 研究區自然概況

鹽池縣位于寧夏回族自治區東部，地處東經E106°30′～107°39′，北緯N 37°05′～38°10′，北與毛烏素沙地相連，南靠黃土高原，地勢南高北低，所轄地區屬于典型的農牧交錯帶。該縣屬于典型中溫帶大陸性氣候，年均氣溫為8.1 ℃，極端最高溫為34.9 ℃，極端最低溫為-24.2 ℃，年均無霜期為165 d；年降水僅250～350 mm，且從南向北，從東南向西北遞減。土壤類型以灰鈣土為主，其次是黑壚土和風沙土，此外還有黃土、少量的鹽土、白漿土等。鹽池縣植被區系屬于亞歐草原區亞洲中部亞區－中部草原區的過渡帶。植被類型有灌叢、草原、草甸、沙地植被和荒漠植被，其中灌叢、草原、沙地植被數量較大，分布也廣。草原分干草原和荒漠草原，常見植物種類以旱生和中旱生類型為主。

2 研究方法

2.1外業調查

研究區位于半干旱荒漠化地區的鹽池縣北部荒漠草原區，其位于毛烏素沙地西南邊緣。此區由于生態環境脆弱，沙化草地植被極易被破壞。本文結合國家荒漠化定位監測項目（寧夏鹽池），采用GPS定位、人工定期監測采樣的方法進行研究。實驗樣地基本情況見表1。

老封育區（L）為1991年第一批全國防沙治沙試驗示范區，此區采用鐵絲網圍欄，完全排除人為和牲畜的干擾。新封育區（X）從2002年以來采取封育措施。對照區（D）從2002年也開始封育，但還是受到一些人為干擾和放牧的影響。3塊樣地相鄰，地勢均較平坦，土壤類型也基本一致，因此，其自然條件基本相同。調查時間為2003─2013年7～8月份植物生長高峰期，采用樣線和樣方結合法，每塊樣地每隔30 m左右布設1 m×1 m樣方，3塊區域各布設10個樣方。每個樣方分別調查植物群落種類及各特征值，包括：植物種數、株數、蓋度、高度、地上生物量等。

2.2數據處理方法

通過EXCEL2007建立研究區草地植被數據庫，計算植物物種重要值矩陣，并計算物種多樣性指數。群落復雜性計算首先由MATLAB7.0編寫Huffman編碼程序，利用物種重要值計算平均碼長并獲取轉換后的二元碼用于復雜性計算。群落復雜性與多樣性指數相關、回歸分析采用SPSS16.0軟件實現。線性回歸圖利用Sigmaplot 10.0完成。

2.2.1 重要值計算

重要值（鄭翠玲等，2005）計算公式如下：

表1 研究區不同樣地位置及生境條件Table 1 Location and habitat conditions of experiment sites

2.2.2 物種多樣性測度（C. E .Shannaon和Weiner W，1949; 馬克平，1994）

（1）物種豐富度計算。物種豐富度指數直接采用反映物種種類數量S計算：

S＝樣地內出現的物種數

（2）Shannon—Wiener指數：

其中Pi=Ni/N

（3）Simpson多樣性指數：

（4）群落均勻度指數(species evenness)

上面的各個公式中S表示所調查的樣地中的物種數量；Ni表示的是調查樣方中第i種物種的重要值；N表示調查樣地中所有植物種的重要值和；Pi為第i個植物種的相對重要值。

2.2.3 群落復雜性測度（Anand M和Orlóci L，1996；金森，2006）

（1）群落總復雜性測度

根據復雜性的定義，可用表示群落最小剩余碼的平均碼長來計算。

其中lj為物種j的相對重要值的Huffman（Huffman D A，1952）碼字長度，q是物種數，pj是物種j的相對重要值，其需滿足：

（2）無序結構復雜性測度

用Rényi廣義熵作為無序結構復雜性測度。

其中α是熵的階數，有一個一般的法則：高階熵指數具有更高的靈敏度，因此當比較群落間的復雜性和多樣性時，適合用較高階熵指數。在本項研究中取a=12，這時H已達到穩定（李鎮清，2001）。

（3）有序結構復雜性測度

如果說物種相互作用(主要是競爭)是群落結構組建的主要因素，那么群落自組織或有序性就間接反應了群落內物種相互作用的大小，因此有序結構復雜性測度就可作為群落內物種相互作用總量的一個測度（李鎮清，2001）。

有序結構復雜性可理解為構成一個群落結構的規則或規律的最小描述的長度，而無序結構復雜性是關于群落結構的隨機部分的最小描述的長度。由于Ha(S)熵是平均碼長的下限，而L(S)可以超過Ha(S)但不能小于Ha(S)。正因為滿足這個關系，才可將L(S)作為總復雜性的測度，將Ha(S)作為無序結構復雜性的測度。以最小剩余碼的平均碼長和12階Rényi熵的差作為有序結構復雜性Δ(S)的度量指標（李鎮清，2000）。

3 結果分析

根據上述多樣性與復雜性計算公式得到不同年限主要植被重要值結果見表2，得出不同封育年限多樣性與復雜性結果見表3。

3.1不同封育年限樣地物種多樣性分析

不同封育年限生物多樣性指數的計算結果見表3，變化規律見圖1。豐富度指數反映植物物種的豐富程度，從圖1知，老封育區、新封育區、對照區的豐富度指數總體變化趨勢均是波動升降變化。老封育區豐富度最低值出現在2005年，最高值出現在2011年；新封育區最低值出現在2006年，最高值出現在2007、2011年；對照區最低值出現在2004年，最高值出現在2012年。老封育區、新封育區豐富度指數整體高于對照區，這是因為封育措施避免了人畜的破壞，使草場植被得以恢復，物種豐富度增加，說明封育有利于物種豐富度的增加。但隨著封育時間的延長，封育區的優勢種占據主要的資源空間，使其它特化種逐漸喪失生存空間，豐富度指數降低。豐富度低峰值和高峰值出現頻率均約為4～5年/次，如長時間封育，草場植被豐富度還將發生規律性波動變化。

SW、SP多樣性指數變化情況：老封育區、新封育區均處于周期性波動變化，變化趨勢同2個樣地的豐富度指數變化規律基本一致。但對照區SW、SP指數變化幅度較大，呈現波動增加，從圖2降水量變化曲線看，從圖中看出2002、2011年降雨量數值最高，有利于植被生長；2005、2006、2010年降雨量相對較少，不利于植被生長。多樣性指數受降水影響顯著，當降水量增加或減少時，多樣性指數也相應出現增加或減少，但降水影響效應具有一定的滯后性。總得來說，老封育區、新封育區的SW、SP多樣性指數值大部分高于對照區，說明封育措施增加了草場植被的多樣性。

均勻度指數反映群落中物種分布的均勻程度。均勻度指數值高，植物的空間分布越均勻，反之，則植物分布越集中，群落優勢種的優勢地位越明顯。總得來看，老封育區、新封育區均勻度變化比較平穩，且指數值高于對照區，說明封育有利于均

勻度的增加。對照區均勻度變化較為明顯，處于波動增加中，這與研究年限后期降水量增加以及周邊生長環境改善有關。

表2 不同封育年限主要植被的重要值Table 2 Species important values under different fencing conditions

表3 不同封育年限植被多樣性與復雜性指數Table 3 Species diversity and complexity index under different fencing conditions

圖1 不同封育年限樣地物種豐富度、SW、SP、均勻度指數變化規律Fig. 1 Species richness, diversity, dominance, evenness index of plant communities under different fencing conditions

圖2 不同封育年限降水量變化Fig. 2 Annual rainfall change trend

3.2不同封育年限樣地物種復雜性分析

從圖3知，群落總復雜性變化與SW多樣性指數變化規律是一致的。老封育區、新封育區總復雜性指數值大部分比對照區指數值高，且指數波動相對平穩，這是由于封育后避免外界干擾，植被生長環境優良，適生物種得以恢復，群落內物種協同生長，對資源環境的利用更為均衡，各物種重要值比外圍區變得相對均勻，說明封育區群落結構比對照區穩定，更適合荒漠草原植被的生長，封育增加了群落總復雜性。另外2010─2013年不同封育條件下總復雜性指數相對于2003─2009年均處于高指數值范圍內波動，一方面隨著封育時間的延長，植被生境更加適宜，物種豐富度整體再波動增加，草原生態系統抵御外界干擾的能力再提高，群落總復雜性隨著封育時間的延長，有趨于增加的趨勢。另一方面研究區屬于半干旱區，生態環境較為脆弱，尤其是荒漠草原生態系統受降水影響較大，對荒漠草原植被來說，降水量是重要的生長限制因子，研究年限后期降水量增加，使得植被長勢相對良好，植被群落復雜性較高，說明降水是影響群落總復雜性的重要環境因素。

無序結構復雜性指數波動變化與群落總復雜性指數波動也基本一致。老封育區、新封育區比外圍區變化幅度明顯小，說明封育條件下群落結構相對穩定，封育有利于增加群落無序結構復雜性；從封育時間尺度來看，隨著封育時間的延長，不同封育條件區群落無序結構復雜性也有增加的趨勢，而且研究年限后期群落無序復雜性基本處于高指數值范圍內波動，這也與降水增加以及生長環境條件隨著封育逐漸改善，從而物種間對資源的競爭相對減少，促進物種數量增加。但2010年老封育區無序復雜性為最低，使得老封育區研究年限后期指數變化幅度增加，一方面2010年降水量為近幾年中最少的，植被生長環境較差，從表2知，阿爾泰狗娃花為老封育區群落的優勢種，其在資源爭奪中處于絕對優勢地位，這勢必會抑制其他物種的生長，因而2010年阿爾泰狗娃花重要值明顯高于其它物種，導致老封育區無序結構復雜性值最低。從封育時間角度來看，老封育區經過20年的封育，群落

結構由黑沙蒿變為阿爾泰狗娃花+賴草+刺沙蓬群落，尤其刺沙蓬大量出現，植被表現出退化現象，因而無序結構復雜性波動幅度增大，群落穩定性下降，說明長期、單一的封育管理反而使草地生態系統呈現退化的趨勢，所以應該在封育5～10年后進行翻耕、刈割以及季節性輕度放牧利用。

圖3 不同封育年限樣地群落復雜性指數變化規律Fig. 3 The complexity of plant communities under different fencing conditions

有序結構復雜性變化明顯的年份為2010年，2010年降水量較少，老封育區、對照區植被生長所需資源環境條件變差，優勢種在資源競爭中優勢地位更加顯現，競爭變得激烈，抑制其它物種生長，導致有序結構復雜性較高，而新封育區處于植被恢復階段，物種協同生存能力較均勻，物種豐富度較高，有序結構復雜性較低。2005年降水量最低，但老封育區有序結構復雜性并不是最高的，分析發現2005年老封育區優勢種是黑沙蒿，而2010年優勢種是阿爾泰狗娃花，阿爾泰狗娃花適應環境的能力比黑沙蒿強，說明黑沙蒿群落比阿爾泰狗娃花群落結構復雜性低。總得來說，老封育區群落結構復雜性指數值整體偏高，新封育區次之，對照區偏低，說明封育提高了群落有序結構復雜性。同時隨著封育時間的延長，有序結構復雜性指數有下降趨勢，可能導致群落結構穩定性下降。

由以分析知，封育增加草原群落的無序結構復雜性與有序結構復雜性，進而使得群落總復雜性增加，在不同封育條件下均表現出無序結構復雜性值高于有序結構復雜性值，這說明群落總復雜性受無序的復雜性影響較大。

表4 群落物種多樣性與復雜性指數相關性分析Table 4 Species diversity and complexity correlation analysis

3.3研究區植物群落物種多樣性與復雜性相關分析

從表4知，植物群落總復雜性與SW多樣性、SP多樣性、E均勻度、物種豐富度以及無序結構復雜性之間在0.01水平上存在著顯著相關性。其中群落總復雜性與SW指數顯著相關性數值最高為0.998，其值接近于1，說明總復雜性受物種多樣性影響較大，幾乎等同于物種多樣性。同時群落總復

雜性與無序結構復雜性、E均勻度、物種豐富度的相關性也較高，且均為正相關。而群落總復雜性與有序結構復雜性相關性在0.05水平上不顯著，說明群落總復雜性主要受無序結構復雜性影響。無序結構復雜性與SW多樣性、SP多樣性、E均勻度、物種豐富度在0.01水平上也存在著顯著相關性，其中無序結構復雜性與SW指數相關性也最高為0.896，說明無序結構復雜性與SW多樣性有著密切關系，但與有序結構復雜性呈負相關。有序結構復雜性與其他指數相關性較低，其中與物種豐富度與SW多樣性指數相關性相對較高，其中與物種豐富度在0.05水平上顯著，而與SW多樣性隨相關性較高但未達到顯著水平。

圖4 草原群落總復雜性、無序復雜性與SW指數、SP指數、均勻度指數、豐富度指數的關系Fig. 4 The relationships among total complexity, disorder complexity and species richness, diversity, dominance, and evenness index

3.4植物群落物種多樣性與復雜性的回歸分析

從圖4知，研究區群落總復雜性、無序結構復雜性與物種多樣性各指數之間存在顯著線性關系。說明總復雜性、無序結構復雜性與物種多樣性變化情況基本一致。植物群落物種豐富度與物種分布均

勻程度對植物群落總復雜性、無序結構復雜性都構成直接影響。在這些對應關系中，SW指數與總復雜性線性關系最為明顯，其相關性接近1。

4 討論

草原植被群落物種多樣性隨封育時間處于周期性波動變化已經在很多草原植被研究中得到驗證(程積民等，2014；蔣德明等，2013；龐吉林等，2013；趙菲等，2011)，認為草原經過人工封育一段時間后應該進行適度干擾，否則植被出現退化。從圖1知，封育區SW、SP多樣性指數隨封育年限波動變化與物種豐富度變化規律基本一致，可以認為物種豐富度是表征物種多樣性最客觀、最真實的指標。植物群落總復雜性、無序結構復雜性、物種豐富度、SW、SP多樣性指數隨封育年限波動變化規律基本一致。

研究結果發現，植物群落總復雜性與SW指數有著顯著線性相關關系，其相關性幾乎等于1，SW指數基本可以等同于群落總復雜性。有序結構復雜性隨封育年限變化規律不同與其它指數變化。有的學者認為，有序結構復雜性是群落生物多樣性和優勢種對數比例的線性組合。因而多樣性只能解釋其結構有序復雜性一部分，多樣性不能夠完全用作有序結構復雜性的表述，通過相關關系分析表明，有序結構復雜性僅與物種豐富度有關，但相關性一般。

當前對植物群落復雜性認識還處于一個初級階段。目前關于復雜性與多樣性關系只是從數值關系和描述角度進行的。但是要真正意義上理解結構復雜性必須將它與生態過程聯系起來，其生態意義和應用價值才能進一步明確，基于生態過程的群落復雜性研究將是今后研究的重點（王宇超和王得祥，2013）。

5 結論

（1）封育使物種多樣性指數均增加，但隨封育年限各多樣性指數值處于波動變化中。低峰值和高峰值出現頻率約為4～5年/次。物種多樣性指數受降水影響顯著，當降水量增加或減少時，多樣性指數也相應出現增加或減少，但降水影響效應具有一定的滯后性。

（2）封育增加草原群落的無序結構復雜性與有序結構復雜性，進而使得群落總復雜性增加，在不同封育條件下均表現出無序結構復雜性值高于有序結構復雜性值，這說明群落總復雜性受無序的復雜性影響較大。

（3）植物群落總復雜性、無序結構復雜性與SW多樣性、SP多樣性、E均勻度、物種豐富度之間均存在顯著線性正相關關系。無序結構復雜性與有序結構復雜性呈負相關。有序結構復雜性僅與物種豐富度存在顯著相關性，與其它多樣性指數相關性不顯著。

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Diversity of Plant Species and Communities Complexity in Artificial Fencing Region of Semi-Arid Area──A Case Study of Yanchi County of Ningxia

LIU Xiaodan1, LI Rui2, ZHANG Kebin1*, BILAL Ahmad1
1. College of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, 100083, Beijing, China; 2. Guizhou Monitoring Station of Soil and Water Conservation, 550002, Guiyang, China

There are many methods which used to studies the effects of vegetation grown under the fencing condition. These methods are used to demonstrate the condition of vegetation restoration through the study of various characteristics of vegetation communities and species diversity. These methods are still a relatively common and effective means but diversity measure lacks characteristics description about self-organization and uniformity of biological communities. In view of this, it is more meaningful to combine diversity and complexity measure for the study of structure and functions of these communities. This research study shows the impacts of artificial fencing on the diversity and complexity of communities in the process of vegetation restoration which will inevitably help to reveal the mechanism of ecological restoration. Currently there is few research studies of combining both species diversity and complexity measure are used to study the quantitative structure of plant communities, with few reports on grassland ecosystem. The plant communities in artificial fencing pasture in semi-arid area were explored in this study. The diversity and complexity measure were used to study of the diversity and complexity of plant communities, as well as the relationship between complexity and species diversity. The results showed that: (1) the richness values in old and new fencing areas were higher than in the contrast area which indicated that fencing helped to increase species richness. Long-time fencing would occur regularly richness fluctuations to pasture vegetation, and frequency of occurrence of the high and low peak value was about 4 to 5 years/time. Most of diversity index values i.e. Shannon-Wiener diversity（SW）and Simpson diversity（SP）in old and new fencing areas were also higher than in the contrast area, which indicated that fencing measure increased the diversity of grassland vegetation. Species diversity indices were significantly influenced by precipitation, when precipitation increased or decreased, the diversity index also appeared to increase or decrease accordingly, but the rainfall has also a positive effect. Uniformity changes in old and new fencing areas were relatively stable, and the index values were higher than in the contrast area, which indicated that fencing helped to increase evenness. Most of complexity index values i.e. total complexity index and disorder-based complexity index in old and new fencing areas were higher than in the contrast area while the index changes were relatively stable which illustrated that communities structure in fencing areas were more stable than in the contrast area, and environment were more suitable for growth of desert prairie vegetation. The word fencing increased the total complexity and disorder-based complexity. Fencing also increased structural complexity but with the extension of fencing time, structural complexity index has downward trend, which may lead to communities structure stability decreased. Disorder-based complexity values were higher than structural complexity values in different fencing conditions which showed that disorder-based complexity had great effects on the total community complexity. At the level of 0.01, total complexity had the highest correlation index of 0.998 with SW diversity, and also had higher positive correlation with disorder-based complexity, evenness, species richness. And at the level of 0.05, there was not significant correlation between total complexity and structural complexity, which indicated that total complexity was affected by disorder-based complexity. At the level of 0.01, disorder-based complexity had also significant correlation with SW, SP diversity, evenness and species richness, of which there was also the highest correlation index of 0.896 with SW diversity. However there was negative correlation between disorder-based complexity and structural complexity, which was -0.215. At the level of 0.05, structural complexity was only significantly correlated with species richness, not with other diversity index. The relationship between complexity and diversity was only described from the perspective of numerical relationship, but understanding the significance of complexity must be coupled with ecological processes, which can clarify ecological significance and application value. Studying of communities complexity based on ecological processes will be the focus of future research.

semi-arid area; artificial fencing; plant communities; species diversity; communities complexity

Q948

A

1674-5906（2014）07-1093-09

國家自然科學基金項目（30771764）；國家林業局資助項目（660550）

劉小丹（1983年生），男，博士研究生，從事荒漠化防治與監測研究。 E-mail:liuxiaodan831121@163.com

*通訊作者：張克斌（1957年生），男，教授。從事荒漠化防治與監測研究。E-mail: ctccd@bjfu.edu.cn

2014-04-28

劉小丹，李瑞，張克斌，艾哈邁德·比拉勒. 半干旱區人工封育草場植物群落物種多樣性與復雜性研究──以寧夏鹽池為例 [J]. 生態環境學報, 2014, 23(7): 1093-1101.

LIU Xiaodan, LI Rui, ZHANG Kebin, BILAL Ahmad. Diversity of Plant Species and Communities Complexity in Artificial Fencing Region of Semi-Arid Area──A Case Study of Yanchi County of Ningxia [J].Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(7): 1093-1101.

草場退化已成為我國生態環境惡化的突出問題之一。20世紀中后期天然草場的退化與沙化促進了恢復生態學在草原生態系統中的應用，草原生態恢復與重建成為生態環境恢復的主要內容（米文寶和謝應忠，2006）。在退化草場的恢復和植被重建過程中，草場圍欄封育以其投資少、見效快的特點，已經成為退化草場恢復的重要措施之一，并被世界各國廣泛采用（何玉惠等，2008）。圍欄封育促進植被恢復效果研究方法很多，其中通過研究植被的群落特征及物種多樣性來闡述恢復狀況仍是比較

常用和有效的手段。物種多樣性是群落結構和功能復雜性的一種度量（卜耀軍等，2008），是最能反映生態系統恢復程度的生態學指標，植物多樣性的有關指數包含著許多復雜的生態學信息（王震洪，2007；張繼義和趙哈林，2010）。因此，近年來，復雜性(Complexity)問題已變為生態學研究的熱點與前沿之一（趙光武，2010；覃林和余世孝，2004）。利用復雜性科學的原理和方法研究植物群落的結構與功能是植物生態學、群落生態學研究的重要內容。群落復雜性已經發展成為群落生態學熱點問題之一（Anand M 和Orlóci L，1996；Eriksson B K et al，2003；Hoegh-guldberg O，2006）。群落生態學研究一直圍繞著群落結構在空間上的組建和時間上的演替兩個中心（李鎮清，2001）。群落復雜性研究對更好地了解群落動態以及群落內各組分之間相互關系方面起著日益重要的作用（尤海梅和藤原一繪，2011；冶民生等，2009）。目前，有關群落復雜性研究主要集中在通過生物群落多樣性測度來定量描述（李鎮清，2001），雖然可以提供對群落復雜性的一定認識，但對生物群落的自組織及有序性方面的特征描述欠缺（Anand M和Orlóci L，1996）。鑒于此，多樣性與復雜性測度結合起來研究群落結構與功能顯得更有意義。