毛乌素沙地三种沙丘类型黑沙蒿的空间点格局

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2026.02.011

摘要/Abstract

摘要：

为探究不同生长阶段固沙灌木在固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘类型中的空间格局及差异，该研究以毛乌素沙地3种沙丘类型的黑沙蒿（Artemisia ordosica）为研究对象，采用空间点格局分析方法，基于 $g (r)$ 函数和多种零模型，系统分析3种沙丘类型中黑沙蒿种群2个不同生长阶段个体（成株和幼株）的空间分布、种内关联性及个体相对高差对其分布的影响。结果表明：在剔除生境异质性影响后，3种沙丘类型中黑沙蒿种群的空间分布均表现出一致性特征，在小尺度（0～5 m）上呈聚集分布，而在大尺度上趋于随机或均匀分布。同时，种群的聚集强度（ $κ$ ）和聚集分布标准差（ $σ$ ）随着沙丘固定程度的增加而增大，且对于不同生长阶段的个体而言，成株的 $σ$ 显著大于幼株。在种内关联性方面，成株与幼株的关系总体表现为无关联状态，仅在半固定沙丘的3～10 m尺度上呈现显著正关联。此外，黑沙蒿个体相对高差对种群空间分布的影响表现出明显的沙丘类型依赖性：在稳定性较强的固定沙丘上，其影响不显著；在半固定沙丘上，个体相对高差对成株和幼株的空间分布构成强烈制约；在流动沙丘上，个体相对高差的影响主要体现在幼株上，黑沙蒿幼株显著偏好于丘底等个体相对高差较低的区域。研究结果为制定可持续的防风固沙策略提供理论依据。

关键词: 毛乌素沙地, 3种沙丘, 黑沙蒿, 空间点格局, 种内关联性, 个体相对高差

Abstract:

This study investigated the spatial patterns and growth-stage differences of sand-fixing shrubs across three dune geomorphological types： fixed dunes， semi-fixed dunes， and mobile dunes. Artemisia ordosica plants from the Mu Us Sandy Land were selected as the study material. Spatial point pattern analysis， incorporating the g（r） function and several null models， was applied to examine the spatial distribution， intraspecific associations， and the influence of individual relative elevation on A. ordosica populations at two growth stages（adult and juvenile plants） across the three dune types. The findings revealed that， after accounting for habitat heterogeneity， A. ordosica populations consistently exhibited clustered distributions at small scales（0-5 m）， transitioning to random or uniform distributions at larger scales. Additionally， the aggregation intensity（κ） and standard deviation of aggregation distribution（σ） increased with the degree of dune fixation. For different growth stages， the σ was significantly greater for adult plants than for juvenile plants. Regarding intraspecific associations， the relationship between adult and juvenile plants generally exhibited a non-associative（or independent） state， with significant positive associations observed only at the 3-10 m scale on semi-fixed dunes. Furthermore， the influence of individual relative elevation on population spatial distribution demonstrated strong dune-type dependency. Its effect was negligible on highly stable fixed dunes， strongly constrained the distribution of both adult and juvenile plants on semi-fixed dunes， and primarily affected juvenile plants on mobile dunes， which exhibited a significant preference for areas with lower individual relative elevation differences， such as dune bottoms. This study provides theoretical support for the development of sustainable windbreak and sand-fixation strategies in this region.

Key words: Mu Us Sandy Land, three dune types, Artemisia ordosica, spatial point pattern, intraspecific association, individual relative elevation

中图分类号:

Q948.1

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图/表 8

图1

图2

图3

表1

黑沙蒿不同沙丘类型和生长阶段的泊松聚类过程模型参数

沙丘类型

Dune type

生长阶段

Growth stage

聚集强度 $κ$

Aggregation intensity $κ$ /（cluster centers∙m^-2）

聚集分布标准差 $σ$

Standard deviation of aggregation distribution $σ$

固定沙丘

Fixed dune

成株

Adult plant

0.007 5

3.865 0

固定沙丘

Fixed dune

幼株

Juvenile plant

0.001 9

2.584 5

半固定沙丘

Semi-fixed dune

成株

Adult plant

0.003 9

3.290 9

半固定沙丘

Semi-fixed dune

幼株

Juvenile plant

0.003 4

2.069 4

流动沙丘

Mobile dune

成株

Adult plant

0.000 8

2.759 4

流动沙丘

Mobile dune

幼株

Juvenile plant

0.002 5

1.460 6

表1

图4

图5

图6

表2

参考文献 36

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沙丘类型 Dune type	生长阶段 Growth stage	观测均值 Observed mean	模拟均值［95% CI］ Simulated mean ［95% CI］	观测均值P值 Observed mean P-value	观测标准差 Observed standard deviation	模拟标准差均值 Simulated standard deviation mean	观测标准差P值 Observed standard deviation P-value
固定沙丘 Fixed dune	成株 Adult plant	6.324	5.825［5.057~6.566］	0.216	4.414	4.353	0.389
固定沙丘 Fixed dune	幼株 Juvenile plant	7.377	7.017［4.135~9.706］	0.778	4.477	4.868	0.191
半固定沙丘 Semi-fixed dune	成株 Adult plant	3.794	4.795［3.713~5.904］	0.072^†D	2.229	2.873	0.013^*L
半固定沙丘 Semi-fixed dune	幼株 Juvenile plant	3.892	4.603［3.338~5.887］	0.274	2.188	2.915	0.034^*L
流动沙丘 Mobile dune	成株 Adult plant	3.112	3.299［2.570~3.737］	0.443	1.029	0.578	0.186
流动沙丘 Mobile dune	幼株 Juvenile plant	4.821	6.285［4.948~7.909］	0.036^*D	2.587	2.818	0.297