区域植被空间格局分布演变与

区域植被空间格局分布与成因分析

（以石河子玛纳斯县和乌鲁木齐昌吉为主）

石河子大学生命科学学院刘章锋

1.1植被群落的演变

根据参考历史文献资料和图片资料的基础上可以认为玛纳斯河流域的植被类群：1、在未开垦以前冲积平原上灰漠土农田的原生植被可能是琵琶柴群落和梭梭群落2、山前带灰漠土（成土母质为黄土）的原生植被为博乐塔绢蒿---盐生草群落3、潮土农田的原生植被可能是琵琶柴群落、芨芨草群落和芦苇群落，依据地形部位确定其具体的群落类型4、、草甸土农田的原生植被可能为芨芨草5、群落风沙土农田原生植被是梭梭群落6、沼泽土农田原生植被是芦苇沼泽7、盐土农田的原生植被是盐生灌木群落8、绿洲边缘沙漠的原生植被为梭梭群落和白梭梭群落。

在荒漠地区，气候变化具有相对一致性，土壤的差异很大程度上导致了荒漠植被景观具有较大的异质性，由于大规模的开垦，荒漠地区植被景观格局发生了很大变化，尽管原生植被遭到破坏，但是土壤状况相对于开垦前几乎没有发生改变，可以利用未开垦地方保存下来的残遗植被，分析土壤和植被之间的指示关系并利用这种关系复原开垦前的原生植被。

首先，土壤类型和格局在近50年以来变化较小，在玛纳斯地区广泛分布的是灰漠土，这说明在开垦前研究区植被主要是荒漠植被，其他的沼泽土和草甸土也能反映原生植被，潮土作为一种人工土壤，是由沼泽土、草甸土以及灰漠土发育而成的；其次，研究区土壤类型的边界比较明确E，成土母质由黄土、风成土和冲积物质组成；最后，研究区的植物种类组成和群落结构都十分简单，据优势种可以很好地确定其植被类型。

1.2植被格局变化原因

玛纳斯绿洲在时空分布变化上表现为：1、20世纪50年代以前，湖岸、河谷平原、冲积平原、冲积扇型天然绿洲广布，主要有湖泊、草地、胡杨林、河谷林等类型；（2）50年代以后，新疆生产建设兵团农八师在石河子垦区进行“屯垦戍边”，致使区内耕地、园地、城镇居民点、水库等人工绿洲的面积扩大，草地、林地、湖泊、河流等天然绿洲面积缩小；（3）在水、土资源开发中，利用古尔班通古特沙漠边缘的平沙地，草灌丛沙堆、沙丘间洼地发展耕地、果园，在冲洪积扇上部戈壁沙滩上建设城镇、工矿，修筑安集海、蘑菇湖、大海子等平原水库引起库周地下水位升高，致使荒漠草地沼泽草地演替，从而使荒漠变为绿洲；（4）平原水库坝后和西岸大渠沿线的耕地，因地下水位上升发生沼泽盐渍化，而弃耕沦为

盐碱地荒漠；邻近沙漠的耕地、渠道因水源短缺及风沙危害而荒芜成为荒漠；（5）随着玛纳斯河、塔西河、金沟河流域水库的建成，流入河流下游的水量减少，小拐以下玛纳斯河段断流，玛纳斯湖干涸，湖周、河岸芦苇枯死，沼泽草甸变为荒漠。综上所述，玛纳斯河流域绿洲属于典型的干扰性绿洲，其演变过程主要有天然绿洲——人工绿洲，荒漠——人工绿洲；人工绿洲-----荒漠；天然绿洲---荒漠四种模式。

1.3影响植被分布的因素

通过分析玛纳斯河流域绿洲近50年来土地利用和土地覆盖变化，认为以下因素影响绿洲的稳定性：

1、水资源：绿洲具有随水源的时空变化而演变的规律，玛纳斯河流域绿洲演变也不例外，玛纳斯河冰雪融水增加，绿洲降雨量增加这些因素势必影响开垦强度。

2、重大工程：从上个世纪50年代到现在，玛纳斯河流域绿洲已经形成了一套灌溉网，包括水库的修建，沟渠长度和数量的增加，这些都促进了绿洲农业的发展但同时也造成绿洲部分区域土壤盐渍化和沙化强度增大，所以在发展玛纳斯河流域经济的同时，更要注意生态环境建设，特别是对绿洲内原生植被的复原有助于减缓土地沙化。

3、新疆玛河流域绿洲农事活动（农田开垦）

后土壤环境演变分析其演替序列可划分为3个阶段:

农田开垦1--2年植被主要以耐盐性多年生植被为主群落类型为骆驼刺和花花柴阶段，处于农田开垦后杂草演替初级阶段两种优势种的比例占96%以上。

农田开垦3---4年群落类型为骆驼刺+狗尾草阶段植被种类大量增加并且以一年、多年生共同存在两种优势种占群落的60%其它植被种类为稗子草、马齿苋、龙葵等。

农田开垦68年以后群落类型滨藜+马齿苋阶段一年生植被占据优势两种优势种占69%其它植被还有稗子草、灰绿藜、苋菜等。

以后随着开垦年限的延长农田植被群落的组成基本保持在此阶段种类组成变化不大。

植被群落多样性变化：物种多样性是反映群落特征的重要数量指标随着农田开垦后植被群落的演替物种多样性也发生一些规律性变化研究进行了物种Margalef丰富度指数Simposn多样性指数ielou均匀度测定分析，伴随开垦年限增加农田植被丰富度及多样性达到极显著相关均表现出先升后降的趋势分析原因如下：

开垦初期农田保持了一定开发前的原始状态，植被以低矮的耐盐野生植被为主人为已将灌木去除。

2---3年后，农田环境一定程度改善适于农田生长的杂草很快生长加之一些抗盐生的野生植被此时期植被类型最丰富种类间差异也大开垦较长年限10---15年后农田完全人工化原始野生植被不存在在农田外依然存在农田杂草被人为减少田间管理的实施植被种类及数量大大减少。

1.4绿洲的演变规律和趋势

从玛纳斯绿洲的演变过程原因，可知绿洲具有随水源的时空变化而演变的规律。演变趋势大致是：（1）随着小拐河段以上地区水资源的进一步开发利用，小拐以下断流，使地下水位进一步下降，红柳、胡杨等植物不断枯死，绿洲荒漠化过程加剧；（2）莫索湾、下野地北部沙漠边缘耕地因水源不足被迫弃耕，土地沙漠化加剧，耕地、渠道、林带、居民点等绿洲荒漠化；（3）绿洲内部盐碱地荒漠，随着垦区渠道防渗和排渠配套工程的实施，与地下水资源开采量的增加，地下水位势必降低，土地盐渍化过程减弱，加之盐碱地改良与生态工程建设的实施，部分盐碱地将转化为耕地或林地，使盐渍地荒漠变为绿洲；（4）随着区内人口的增加，居民点、工矿用地亦将增加，部分耕地转化为居民点和工矿用地，绿洲类型发生变化或沙、砾石戈壁地荒漠演变为绿洲。

1.5天山北坡玛纳斯河流域晚冰期以来植被垂直带推移

基于前人研究得出的玛纳斯湖沉积剖面中不同花粉的百分含量复原了晚冰期以来玛纳斯河流域古气候的变化，并基于山地植被---气候---地形关系推断了玛纳斯河流域的植被演变过程。研究结果表明：该区晚冰期以来经历暖干→冷湿→暖干→偏冷偏湿→暖干→冷湿→暖干的气候变化过程。植被垂直带基带相应为荒漠---荒漠草原(在局部低洼地段发育有草原和低湿地草甸)---极旱荒漠---荒漠化草原---荒漠---荒漠草原(局部发育低湿地草甸和草原)---荒漠的演化过程。当气候由暖干转为冷湿时，玛纳斯河流域所有的植被界限均向下移，此时荒漠化草原面积增大，针叶林的下限可以到达今天的禾草草原，同时森林带的面积有所增加。当气候由冷湿转为暖千时，玛纳斯河流域所有的植被界限均向上移，荒漠的面积大增，禾草草原和森林的面积均有所减小。

1.6新疆玛纳斯河流域的植被类型及分布

玛纳斯河流域位于新疆准噶尔盆地南部，属温带干旱区。植物区划中属新疆荒漠区、北疆荒漠亚区，准噶尔荒漠省噩天山北坡山地森林草原省。该流域植被类型可分为荒漠、草原、森林、灌丛、草甸、沼泽及水生植被、高山植被、人工植被八大类型，近60个群系应人工