荒漠區(qū)動植物關(guān)系的研究

段雅靜

本文針對荒漠區(qū)動植物關(guān)系的研究，綜合使用了數(shù)形結(jié)合、多元統(tǒng)計、離散分析、回歸分析等數(shù)學(xué)分析方式，分別構(gòu)建了均值和方差分析，正態(tài)檢驗圖，擬合度分析，相關(guān)性分析等模型，使用Excel、Mat lab、Spss軟件，通過對嚙齒動物的研究，揭示干擾對與嚙齒動物的穩(wěn)定性影響機制。并從劃分更精確的模塊、分析各個抽取模塊影響的顯著性兩個方面，對原有的調(diào)查項目進行調(diào)整，提高模型的精度。最終，將模型結(jié)果與實際結(jié)合，對模型的深層次推廣做出總結(jié)。

一、背景介紹

環(huán)境保護已漸漸成為人類普遍關(guān)注并憂慮的大問題，隨著地球村的形成，人類正以前所未有的速度和規(guī)模影響著生態(tài)環(huán)境。而隨著全球變暖，冰川融化，物種多樣性消失等問題的出現(xiàn)，人們越來越認識到自然——社會——經(jīng)濟復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性。干旱區(qū)作為全球生態(tài)系統(tǒng)中重要類型之一，同時具有比較強大的開發(fā)價值。而西北干旱區(qū)作為三大自然區(qū)域之一，植被稀疏且覆蓋度極低，植物種類又很貧乏，該地區(qū)對范圍廣、持續(xù)時間長的人為干擾反應(yīng)極為敏感。也因此，生態(tài)環(huán)境如果遭到破壞，就會迅速退化甚至可能崩潰。西北干旱區(qū)的開發(fā)將是長期的一個過程，面對干旱區(qū)復(fù)雜又脆弱的自然環(huán)境，人與自然的關(guān)系如何處理顯得十分重要。同時，嚙齒動物作為其中至關(guān)重要的消費者，對該地的保護有必不可少的作用，探究一定的干擾方式、嚙齒動物和植被變化的之間的關(guān)系，便是在這一背景下的研究重點。

二、研究方向

①三趾跳鼠在七月份到十月份數(shù)量的減少是與植被生物量的關(guān)系；

②研究嚙齒動物群落穩(wěn)定性，揭示干擾對于嚙齒動物群落的影響機制。

三、具體分析

三趾跳鼠每年有兩次活動高峰，6月份中植物繁茂，食物豐盛，它的活動范圍加大，頻次也會加強，直到全年活動的第一個高峰。8月下旬，因天氣逐漸變涼，大量覓食，積蓄體內(nèi)脂肪，以備蟄眠期耗損，活動極為頻繁，因而出現(xiàn)第二個活動高峰。我們做出一個假設(shè)，三趾跳鼠在七月份到十月份減小的原因很有可能是因為自身的習(xí)性。我們做出以下假設(shè)。

原假設(shè)：三趾跳鼠在七月份到十月份數(shù)量的減少是與植被生物量有關(guān)系。

備擇假設(shè)：三趾跳鼠在七月份到十月份數(shù)量的減少與植被生物量無直接關(guān)系。

由于我們事先并不知道植被的生物量和三趾跳鼠生物量的調(diào)查數(shù)據(jù)兩者內(nèi)在聯(lián)系，所以我們通過pearson相關(guān)性檢驗來即使植物生物量和三趾跳鼠生物量之間的聯(lián)系。

我們通過比較十月份與七月份植物生物量之間的差值和十月份與七月份三趾跳鼠的生物量這兩個變量之間的相關(guān)性，來檢驗植物生物量的變化和三趾跳鼠的變化量之間到底有無相關(guān)性。

由上圖，三趾跳鼠的差值和草本灌木生物量差值沒有直接相關(guān)性。所以我們沒有足夠的理由去證明三趾小鼠七月到十月生物量的變化是由三趾小鼠引起的。

實例：在輪牧條件下計算十月份小毛足鼠對草本生物量的影響

（一）十月份草本

十月份草本與嚙齒動物之間的F值等于3.266，顯著性值等于0.045，表明十月份嚙齒動物與草本之間有較強的相關(guān)性。我們接下來研究具體相關(guān)性的數(shù)值。

建立回歸模型：

Y=D0+D1X1+D2X2+……

將上述非標準回歸系數(shù)帶入方程

Y=30.355+13.123X1-0.266X2-24.804x3

此數(shù)據(jù)表明三趾跳鼠與小毛足鼠兩者的數(shù)量對十月份草本植被量影響比較大，而子午沙鼠對其的影響性較小。

（二）十月份灌木

依以上步驟導(dǎo)入數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，十月份里嚙齒動物對灌木的影響不顯著。

總結(jié)：在輪牧地區(qū)十月份，嚙齒動物對草本的影響較小，對灌木沒有影響或者沒有直接聯(lián)系。三趾跳鼠在此環(huán)境下穩(wěn)定性比較高，而子午沙鼠的穩(wěn)定性最弱。

1.過牧地區(qū)中嚙齒動物群落穩(wěn)定性。我們通過spss可靠性分析可以看出，就過牧區(qū)而言，七月份cron的值為0.802，標準化項的cron值為0.848，表面該數(shù)據(jù)具有很強的內(nèi)在一致性，七月份嚙齒動物的平均值基本在一個水平，3～5之間，十月份過牧區(qū)嚙齒動物也基本在1～2.1之間。由標準偏差可以看出，十月份比七月份標準偏差低很多，尤其是子午沙鼠，這說明，嚙齒動物十月份群落的穩(wěn)定性比七月份高。就七月份來說，小毛足鼠、子午沙鼠和三趾跳鼠的生物穩(wěn)定性遞增。就十月份來說，子午沙鼠、小毛足鼠、三趾跳鼠生物穩(wěn)定性遞增。

2.輪牧狀態(tài)下嚙齒動物群落穩(wěn)定性。在輪牧條件下依上述方法進行穩(wěn)定性分析，由數(shù)據(jù)可以看出，嚙齒類動物七月份數(shù)量明顯比十月份要多，我們最主要是分析方差。以方差來判別穩(wěn)定性。在數(shù)據(jù)中，七月份三趾跳鼠的穩(wěn)定性最高，其次是小毛足鼠，子午沙鼠的穩(wěn)定性最差。在十月份，嚙齒動物的穩(wěn)定性小毛足鼠最強，其次是三趾跳鼠，最后是子午沙鼠的穩(wěn)定性最弱。

3.嚙齒動物的影響機制（由于本文均研究的是當?shù)氐膬?yōu)勢物種，所以植被類型對嚙齒動物的影響可以歸為地區(qū)的影響）。

（1）三趾跳鼠

三趾跳鼠輪牧下普遍比過牧下的數(shù)量要少，特別是十月份，輪牧條件下三趾跳鼠的平均數(shù)比過牧下少1.37。而且三趾跳鼠不管在輪牧還是過牧狀態(tài)下均在十月份下降，表示季節(jié)因素也是影響三趾跳鼠數(shù)量的原因之一。接下來我們進行穩(wěn)定性討論，三趾跳鼠在輪牧和過牧地區(qū)的方差差不多表面輪牧與過牧對三趾跳鼠的影響性不大，反而是季節(jié)，七月份和十月份由于季節(jié)因素的影響三趾跳鼠的方差變化極大，表面季節(jié)對三趾跳鼠生物穩(wěn)定性有影響。由此可得出結(jié)論：①地區(qū)因素對三趾小鼠的數(shù)量影響較大；②季節(jié)因素對三趾小鼠的穩(wěn)定性因素影響較大。

（2）子午沙鼠

我們首先分析季節(jié)對子午沙鼠的影響。在過牧地區(qū)和輪牧地區(qū)下，子午沙鼠的數(shù)量均值和穩(wěn)定性均下降。表明季節(jié)對子午沙鼠穩(wěn)定性和數(shù)量都有影響。然后我們將過牧情況下相同月份時對子午沙鼠的數(shù)量和穩(wěn)定性對輪牧情況進行比較，排出了季節(jié)因素的影響，發(fā)現(xiàn)過牧和輪牧地區(qū)相比，相同月份下子午沙鼠的數(shù)量上升而穩(wěn)定性下降。由此可得出結(jié)論：地區(qū)因素和季節(jié)因素對子午沙鼠的穩(wěn)定性和數(shù)量都有影響。

（3）小毛足鼠

在小毛足鼠的研究中，我們先分析季節(jié)和地區(qū)對其穩(wěn)定性的影響。七月到十月份，過牧區(qū)到輪牧區(qū)，小毛足鼠的穩(wěn)定性均下降。然后討論數(shù)量，七月份到十月份季節(jié)的影響會導(dǎo)致小毛足鼠數(shù)量的下降，而過牧地區(qū)相比于輪牧地區(qū)會導(dǎo)致小毛足鼠數(shù)量上升。由此可得出結(jié)論：地區(qū)因素和季節(jié)因素對小毛足鼠的數(shù)量和穩(wěn)定性均有影響。

四、為了保護和搶救荒漠生物多樣性的建議

1.建立健全當?shù)胤煞ㄒ?guī)，依法治理，做到有法可依，有法必依。

2.加強思想道德建設(shè)，樹立生態(tài)保護意識。

3.科學(xué)管理，引進綠色環(huán)保方案，建立可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境。

（作者單位：安徽財經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院）