內蒙古典型草原植被蓋度與植物生長高度的相關性研究

王志國+尚士友+喬秀蕓+李巖+臧琛+阿拉塔其其格+德力格爾

摘要：在西烏珠穆沁旗巴拉嘎爾郭勒鎮南部偏西方向典型草原上，根據地形、地貌特征，選擇具有波狀高平原、坡地和低山丘陵區3種地形地貌布點取樣，連續3年測量植被蓋度和植物生長平均高度，結果顯示：2011—2013年波狀高平原地貌與波地地貌、波狀高平原地貌與低山丘陵地貌值顯著性水平P=0.000<0.01達到極其顯著水平，說明地貌的不同對草原植被總蓋度影響比較大，而波狀高平原地貌與低山丘陵地貌值P=0.97>0.05，說明這2種地貌的不同對草原植被總蓋度影響比較小；而2011—2013年3種不同地貌草原植物自然平均高度顯著性水平P>0.05，說明地貌的不同對草原的植物自然平均高度影響比較小。Pearson（皮爾遜）算法針對植被蓋度與植物高度相關性分析表明，3種地貌相關系數r為0.423、0.204、0.536，3種地貌下植被蓋度與高度總相關系數r為0.402，屬于中等強度的相關。

關鍵詞：草原；植被蓋度；植物生長高度；顯著性；相關性

中圖分類號：S181文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2014）11-0361-03

烏珠穆沁典型草原位于內蒙古高原東部，大興安嶺西北麓，面積約7.2萬km2[1]。近年來由于氣象變幅大以及過度放牧等原因，草場呈退化趨勢，牧草平均高度已由20世紀70年代的0.7m下降到現在的0.25m，蓋度為20%～45%，一部分草原近5年內栗鈣土層厚度已被風蝕掉40～60mm之多，不少地區呈現明顯沙化現象，植被蓋度越低，地表破壞程度越大，其土壤栗鈣土層厚度越小[2]。

由于烏珠穆沁草原位于大興安嶺北麓，海拔854～1957m，平均海拔1000m，地貌主要由中山山地、低山丘陵、波狀高平原、沙丘沙地4大類型組成，其自然條件及生態系統的狀況比較好，具有很大保護價值。但是烏珠穆沁草原也正在明顯退化中，氣象因子變幅大，草場返青時間推遲，生態結構越來越脆弱，草原建設速度遠遠趕不上退化速度，同樣面臨著退化與沙化的威脅。由于面積比較大，所以采用傳統的方法研究已經變得不現實，必須通過遙感方法來進行大尺度的研究，但是遙感只能解譯出植被蓋度的分布而不能獲取植物的生長平均高度，所以研究植被蓋度和植物生長平均高度相關性就尤為重要。呂達仁等對內蒙古半干旱草原土壤植被與大氣相互作用進行了綜合研究[3]。鄭淑華等研究了內蒙古典型草原植被與土壤物理性質之間的關系，結果表明：土壤含水量、土壤電導率、土壤pH值、土壤容重、土壤的3種粒徑含量和土壤緊實度等8個土壤物理指標與草地地下生物量相關性較弱，而與草地地上生物量和凋落物具有較強的相關性[4]。蒙仲舉等以希拉穆仁草原為研究對象，通過對不同植被覆蓋下土壤水分進行測定，研究了荒漠草原植被覆蓋對土壤水分的影響[5]。文海燕等對科爾沁退化沙質草地的植被與土壤的分布特征及兩者的相關性進行了研究，結果表明，退化沙質草地土壤養分含量貧瘠，土壤性質已經高度異質化，植被蓋度低，物種較為貧乏[6]。

1研究區概況與研究方法

1.1研究區概況

研究區位于西烏珠穆沁旗巴拉嘎爾郭勒鎮西南方向，范圍是117°16′～117°37′E、44°25′～44°32′N，總面積約900km2。具有典型草原地形、地貌特征，在這個區域內踏查選擇具有波狀高平原、坡地和低山丘陵區3類不同地形地貌為試驗樣地，每個試驗樣地面積約為25km2。

1號試驗區（001樣地）中心位置：44°33′46.82″N，117°31′58.87″E（海拔高度1010m），2號試驗區（002樣地）中心位置：44°32′16.80″N，117°28′29.89″E（海拔高度1096m），3號試驗區（003樣地）中心位置：44°35′32.50″N，117°40′27.45″E（海拔高度1020m）。

[FK（W12][TPWZG11.tif；S+3mm][FK）]

1.2研究方法

利用地形圖和遙感影像，結合實地調查，在波狀高平原、坡地和低山丘陵3類不同地形地貌草原上設定3個試驗樣地。在試驗樣地內選擇不同植被退化區域或以開始出現退化跡象區域為中心，沿著經度、緯度方向布點，4個方向分別布置50個點，每個試驗樣地的東西-南北方向各設100個樣方點，每個樣地共設150個樣方點，布點間距為50m，3個試驗樣地合計450個樣方，每1個樣方的面積定為1m2（1m×1m）。利用GPS定位對每個樣方進行連續3年的測量，總共獲得1350個數據[7]。

1.3數據分析

用SPSS11.0軟件對數據進行處理，首先對數據進行正態分布檢驗，如果符合條件，利用單因子方差分析（ANOVA）對不同地貌的植被蓋度與植物平均生長高度的進行顯著性檢驗。通過LSD和Tukey法對數據進行多重比較，然后對數據進行散點圖繪制，從圖像上觀看2個變量之間的變化情況，利用Pearson（皮爾遜相關系數）對其進行相關系數的計算。Pearson相關系數顯著性檢驗的統計量計算公式為：

2結果與分析

2.12011—2013年3種地貌草原植被蓋度與植物自然平均高度的方差分析

表1、表2顯示2011—2013年3類不同地貌草原植被總蓋度的顯著性水平，在TukeyHSD檢驗中，不同地貌類型的草原得到的值分別為0.000、0.000、0.970；在LSD檢驗中，比較兩兩地貌類型的草原得到的值分別為0.000、0.000、0.813。2種方法得到波狀高平原地貌與波地地貌、波狀高平原地貌與低山丘陵地貌值都小于0.01，說明這2種地貌對草原的植被總蓋度影響比較大，而波狀高平原地貌與低山丘陵地貌值都大于0.05，說明這2種地貌的不同對草原的植被總蓋度影響比較小，而2011—2013年3類不同地貌草原的植物自然平均高度顯著性水平，在TukeyHSD檢驗中，比較兩兩地貌類型的草原得到的值分別為0.340、0.893、0.609，在LSD檢驗中，比較兩兩地貌類型的草原得到的值分別為0.161、0.651、0.343，2種方法得到的值都大于0.05，說明地貌的不同對植物自然平均高度影響比較小。endprint

不同類型地貌植被蓋度與植物自然高度存在一定差異（表3）。波狀高平原地貌植被蓋度最高，達39.11%，顯著高于波地地貌和低山丘陵地貌，波地地貌下植被蓋度最低，為35.31%。植被自然高度看，波狀高平原最高，達20.76cm，其次是低山丘陵，為20.44cm，波地地貌最低，僅有19.76cm。可見，波狀高平原更利于植被生長，植被蓋度和高度都是最高的，波地地貌不利于植物生長，其植被蓋度和高度都是最低的。

2.22011—2013年3種地貌草原植被蓋度與植物自然平均高度相關性分析

表4顯示對于波狀高平原地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.423，屬于中等強度的相關。對于波地地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.204，屬于弱相關。對于低山丘陵地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.536，屬于中等強度的相關。對于3類不同的地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.402，屬于中等強度的相關。

3結論與討論

對于3類不同地貌（波狀高平原、坡地、低山丘陵）的草原，植被蓋度與植物自然平均高度均符合正態分布。2011—2013年對于波狀高平原地貌與波地地貌、波狀高平原地貌與低山丘陵地貌草原植被總蓋度顯著性水平值都小于0.05，說明這2種地貌的不同對草原的植被總蓋度影響比較大，而波狀高平原地貌與低山丘陵地貌值都大于0.05，說明這2種地貌的不同對草原植被總蓋度影響比較小，而對于2011—2013年3種不同地貌草原植物自然平均高度顯著性水平檢測發現，波狀高平原與坡地、坡地與低山丘陵的值都大于0.05，顯著水平較差，說明地貌的不同對草原植物自然平均高度影響比較小。通過TukeyHSD和LSD方法對其進行多重比較，得到的統計結果基本一致。

利用Pearson（皮爾遜相關系數）對3種不同地貌2011—2013年植被蓋度與植物自然平均高度進行相關性分析，得到的結果是草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.402，屬于中等強度的相關，說明植被總蓋度的變化可以反映植物自然平均高度的變化。

參考文獻：

[1]白和平.西烏珠穆沁旗志[M].海拉爾：內蒙古文化出版社，2003：114-115.

[2]孫立武，尚士友.烏珠穆沁典型草原栗鈣土層厚度模型與植被退化區域分析的研究[J].江蘇農業科學，2009（2）：256-257.

[3]呂達仁，陳佐忠，陳家宜，等.內蒙古半干旱草原土壤植被大氣相互作用（IMGRASS）綜合研究[J].地學前緣，2002，9（2）：295-306.

[4]鄭淑華，趙萌莉，韓國棟，等.不同放牧壓力下典型草原土壤物理性質與植被關系的研究[J].干旱區資源與環境，2005，19（增刊1）：199-203.

[5]蒙仲舉，高永，虞毅，等.荒漠草原植被覆蓋對土壤水分的影響[J].節水灌溉，2009（3）：9-11.

[6]文海燕，趙哈林.退化沙質草地植被與土壤分布特征及相關分析[J].干旱區研究，2004，21（1）：76-80.

[7]陳玉福，董鳴.毛烏素沙地景觀的植被與土壤特征空間格局及其相關分析[J].植物生態學報，2001，26（3）：265-269.

[8]孫逸敏.利用SPSS軟件分析變量間的相關性[J].新疆教育學院學報，2007，23（2）：120-123.endprint

不同類型地貌植被蓋度與植物自然高度存在一定差異（表3）。波狀高平原地貌植被蓋度最高，達39.11%，顯著高于波地地貌和低山丘陵地貌，波地地貌下植被蓋度最低，為35.31%。植被自然高度看，波狀高平原最高，達20.76cm，其次是低山丘陵，為20.44cm，波地地貌最低，僅有19.76cm。可見，波狀高平原更利于植被生長，植被蓋度和高度都是最高的，波地地貌不利于植物生長，其植被蓋度和高度都是最低的。

2.22011—2013年3種地貌草原植被蓋度與植物自然平均高度相關性分析

表4顯示對于波狀高平原地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.423，屬于中等強度的相關。對于波地地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.204，屬于弱相關。對于低山丘陵地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.536，屬于中等強度的相關。對于3類不同的地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.402，屬于中等強度的相關。

3結論與討論

對于3類不同地貌（波狀高平原、坡地、低山丘陵）的草原，植被蓋度與植物自然平均高度均符合正態分布。2011—2013年對于波狀高平原地貌與波地地貌、波狀高平原地貌與低山丘陵地貌草原植被總蓋度顯著性水平值都小于0.05，說明這2種地貌的不同對草原的植被總蓋度影響比較大，而波狀高平原地貌與低山丘陵地貌值都大于0.05，說明這2種地貌的不同對草原植被總蓋度影響比較小，而對于2011—2013年3種不同地貌草原植物自然平均高度顯著性水平檢測發現，波狀高平原與坡地、坡地與低山丘陵的值都大于0.05，顯著水平較差，說明地貌的不同對草原植物自然平均高度影響比較小。通過TukeyHSD和LSD方法對其進行多重比較，得到的統計結果基本一致。

利用Pearson（皮爾遜相關系數）對3種不同地貌2011—2013年植被蓋度與植物自然平均高度進行相關性分析，得到的結果是草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.402，屬于中等強度的相關，說明植被總蓋度的變化可以反映植物自然平均高度的變化。

參考文獻：

[1]白和平.西烏珠穆沁旗志[M].海拉爾：內蒙古文化出版社，2003：114-115.

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[3]呂達仁，陳佐忠，陳家宜，等.內蒙古半干旱草原土壤植被大氣相互作用（IMGRASS）綜合研究[J].地學前緣，2002，9（2）：295-306.

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[6]文海燕，趙哈林.退化沙質草地植被與土壤分布特征及相關分析[J].干旱區研究，2004，21（1）：76-80.

[7]陳玉福，董鳴.毛烏素沙地景觀的植被與土壤特征空間格局及其相關分析[J].植物生態學報，2001，26（3）：265-269.

[8]孫逸敏.利用SPSS軟件分析變量間的相關性[J].新疆教育學院學報，2007，23（2）：120-123.endprint

不同類型地貌植被蓋度與植物自然高度存在一定差異（表3）。波狀高平原地貌植被蓋度最高，達39.11%，顯著高于波地地貌和低山丘陵地貌，波地地貌下植被蓋度最低，為35.31%。植被自然高度看，波狀高平原最高，達20.76cm，其次是低山丘陵，為20.44cm，波地地貌最低，僅有19.76cm。可見，波狀高平原更利于植被生長，植被蓋度和高度都是最高的，波地地貌不利于植物生長，其植被蓋度和高度都是最低的。

2.22011—2013年3種地貌草原植被蓋度與植物自然平均高度相關性分析

表4顯示對于波狀高平原地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.423，屬于中等強度的相關。對于波地地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.204，屬于弱相關。對于低山丘陵地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.536，屬于中等強度的相關。對于3類不同的地貌，草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.402，屬于中等強度的相關。

3結論與討論

對于3類不同地貌（波狀高平原、坡地、低山丘陵）的草原，植被蓋度與植物自然平均高度均符合正態分布。2011—2013年對于波狀高平原地貌與波地地貌、波狀高平原地貌與低山丘陵地貌草原植被總蓋度顯著性水平值都小于0.05，說明這2種地貌的不同對草原的植被總蓋度影響比較大，而波狀高平原地貌與低山丘陵地貌值都大于0.05，說明這2種地貌的不同對草原植被總蓋度影響比較小，而對于2011—2013年3種不同地貌草原植物自然平均高度顯著性水平檢測發現，波狀高平原與坡地、坡地與低山丘陵的值都大于0.05，顯著水平較差，說明地貌的不同對草原植物自然平均高度影響比較小。通過TukeyHSD和LSD方法對其進行多重比較，得到的統計結果基本一致。

利用Pearson（皮爾遜相關系數）對3種不同地貌2011—2013年植被蓋度與植物自然平均高度進行相關性分析，得到的結果是草原植被總蓋度與植物自然平均高度的相關系數為0.402，屬于中等強度的相關，說明植被總蓋度的變化可以反映植物自然平均高度的變化。

參考文獻：

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[2]孫立武，尚士友.烏珠穆沁典型草原栗鈣土層厚度模型與植被退化區域分析的研究[J].江蘇農業科學，2009（2）：256-257.

[3]呂達仁，陳佐忠，陳家宜，等.內蒙古半干旱草原土壤植被大氣相互作用（IMGRASS）綜合研究[J].地學前緣，2002，9（2）：295-306.

[4]鄭淑華，趙萌莉，韓國棟，等.不同放牧壓力下典型草原土壤物理性質與植被關系的研究[J].干旱區資源與環境，2005，19（增刊1）：199-203.

[5]蒙仲舉，高永，虞毅，等.荒漠草原植被覆蓋對土壤水分的影響[J].節水灌溉，2009（3）：9-11.

[6]文海燕，趙哈林.退化沙質草地植被與土壤分布特征及相關分析[J].干旱區研究，2004，21（1）：76-80.

[7]陳玉福，董鳴.毛烏素沙地景觀的植被與土壤特征空間格局及其相關分析[J].植物生態學報，2001，26（3）：265-269.

[8]孫逸敏.利用SPSS軟件分析變量間的相關性[J].新疆教育學院學報，2007，23（2）：120-123.endprint