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不同干扰方式对荒漠草原景观格局的影响综述

荒漠草原作为地表植被最为稀少、气候环境最为干旱的一类草原,位于草原向荒漠的过渡带,通常降水稀少,干燥风多,生态环境极为脆弱。随着时间的推移,荒漠草原环境随之发生了改变。而荒漠草原环境的改变不仅受到气候、地形地貌等自然因素和生物因子的综合作用,更能体现出人类活动对它的影响。对于自然生态系统来说,人类所做的一切活动都属于“干扰”[1]。由于人们对荒漠草原采取了不同的干扰方式,加强了对荒漠草原的干扰程度,从而使得草原景观也发生了不同程度的改变。荒漠草原景观的改变主要通过景观格局变化来体现。景观格局通常指空间格局,即大小和形状各异的景观要素在空间上的分布与配置[2]。景观格局变化不仅是景观异质性的具体表现又是不同生态过程共同作用的结果,对景观格局变化以及结构组成得以有效掌握,可以很好理解景观异质性的成因[3-4]。本文主要通过总结前人关于放牧、旅游以及围封3种人为干扰措施对荒漠草原景观格局产生的影响,对不同人为干扰方式影响下荒漠草原景观格局的变化情况进行归纳整理,以期为今后关于此类问题的研究提供理论参考。

1放牧干扰对荒漠草原景观格局变化的影响

放牧是人类施加于草原生态系统的最主要干扰方式,对草原生态系统的影响较为明显。其中,草原植被与土壤之间相互作用、相互影响,构成草原生态系统的基础[5]。因为草原植被是草原生态系统的主体,所以放牧导致的草原植被景观格局变化受到人们的重视[6]。大量研究表明[7-11],放牧过程中产生的牲畜采食、践踏、排泄等行为会改变草原群落结构与土壤性质,尤其会对植物群落产生影响。同样,不同植物群落的空间分布格局也影响着牲畜对植物的采食选择,两者相互关联进而增加草原生态系统的异质性[12-13],这种异质性导致天然草地不同植物群落斑块的形成。斑块是某一区域内存在的与周围物体在外貌以及性质上有差别的空间实体,在物种分布格局中起着重要作用[14-15]。斑块在空间上的排列组合构成了荒漠草原的空间景观格局,斑块的大小、形状以及空间分布特征是影响草原生态系统是否稳定的主要空间格局参数。不同的植被群落斑块构成荒漠草原的主体景观类型,因此荒漠草原景观格局的变化主要体现在植被群落斑块的变化。植物群落斑块化分布成为荒漠草原的典型特征,已有不少学者对放牧干扰下的荒漠草原群落斑块分布格局等相关方面进行了研究[16-17]。

1.1 放牧干扰导致荒漠草原斑块分布格局复杂化

刘红梅[18]以短花针茅草原为研究对象,对其空间分布格局进行了研究。研究表明,在没有外界干扰的影响下,短花针茅分布情况大多受当地土壤性质等自然因素的制约。而在有放牧干扰的影响下,短花针茅草原会出现斑块化现象,并且放牧方式不同导致草原出现斑块化的程度也不尽相同。具体表现为有规律的轮牧行为会促使短花针茅以母株为基础向周围扩散分布,导致斑块破碎化明显;没有规律的自由放牧行为会对短花针茅造成严重破坏,使得部分短花针茅株丛消失,从而导致斑块性下降。同样,吕世杰等[19-20]重点对无芒隐子草斑块的空间分布特征进行了研究。研究表明,在没有外界干扰以及有规律的放牧干扰条件下,无芒隐子草通常呈片状分布;而在没有规律的放牧干扰条件下,通常呈小斑块与大斑块镶嵌的网格状分布。这在一定程度上说明植被斑块的空间分布情况受诸多因素影响,其中人类施加的放牧干扰行为会导致草原斑块的空间分布格局变得复杂化[21]。

1.2 放牧干扰导致荒漠草原斑块破碎化

辛晓平等[22]对羊草草地斑块面积分布格局及动态进行分析,试图揭示放牧干扰对羊草草地斑块分布格局的影响。研究发现,与小尺度植被斑块相比,牲畜更愿意在较大尺度植被斑块上采食,因此较大尺度植被斑块被牲畜采食和践踏的可能性变大。牲畜踩踏所带来的机械压力直接导致较大尺度斑块被割裂,大斑块数目减少,小斑块数目增多,植物群落由大株丛向小株丛演替[23-24],稳定性降低、破碎化程度加剧,进而导致草地景观整体趋于破碎化与复杂化,在重牧地斑块破碎化现象尤为明显。这也在一定程度上说明放牧改变了羊草斑块的分布格局,斑块面积呈现出减小的趋势,最终使得草地整体趋于破碎化。这与王永利等[25-26]利用3S技术对锡林郭勒盟草原进行研究发现的放牧会导致草原斑块破碎化程度越来越高的结论相一致。