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放(fang)牧强(qiang)度对无芒(mang)隐子草空间分布的多重分形(xing)结构影响

韩朝炜 宝音贺希格

引用本文: 韩朝炜,宝音贺希格. 放牧强度对无芒隐子草空间分布的多重分形结构影响. 欧宝体育, 2021, 38(7): 1231-1239 doi: shu
Citation:  HAN C W, Baoyinhexige. The effect of grazing intensity on the multifractal structure of the spatial distribution of . Pratacultural Science, 2021, 38(7): 1231-1239 doi: shu

放牧强度对无芒隐子草空间分布的多重分形结构影响

    通讯作者: 韩朝炜(1993-),男,内蒙古呼和浩特人,在读硕士生,研究方向为草地生态学。E-mail: nmghancw@126.com
  • 基金项目: 基于植物功能性状的短花针茅荒漠草原群落构建机制(31760129)

摘要: 以内蒙古高原短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,设置不放牧(对照区, CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG) 4个放牧强度处理,分析丛生类禾草空间分布状态及其对放牧强度的响应。结果表明,随着放牧强度增加,无芒隐子草(Cleistogenes songorica)空间分布的多重分形度逐渐增大。无芒隐子草空间分布多重分形特征在CK处理下最为复杂,随放牧强度增加,空间分布的多重分形特征复杂程度增加,但均小于CK处理。无芒隐子草空间分布的均匀度在LG和MG处理下较大。CK处理下无芒隐子草空间分布的复杂性主要由母株株丛繁殖能力、扩散能力和群落中种群竞争决定,HG处理下无芒隐子草空间分布的复杂性由放牧家畜选择性采食、随机游走践踏和种群本身的耐受能力决定。

English

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    图 1  空间取样的样点分布图

    Figure 1.  Distribution of spatial sampling points

    图(tu)中每一个(ge)黑点均代表一个(ge)50 cm × 50 cm样方。

    Each black dot in the figure represents a 50 cm × 50 cm quadrat.

    图 2  不同放牧强度下无芒隐子草种群相对重要指数

    Figure 2.  Relative importance index for Cleistogenes songorica at different grazing intensities

    CK,不放牧空白对照;LG,轻度放牧;MG,中度放牧;HG,重度放牧;不同小写字母表示不同放牧强度之间差异显著(P < 0.05);下同。

    CK, LG, MG, and HG represent the blank control with no grazing, light grazing, moderate grazing, and heavy grazing, respectively; different lowercase letters indicate significant difference between different grazing intensities at 0.05 level; this is applicable for the following figures and tables as well.

    图 3  不同放牧强度下无芒隐子草相对重要指数的log(ε) − log[χq(ε)]关系

    Figure 3.  log(ε) − log[χq(ε)] relationships between the importance index for Cleistogenes songorica at different grazing intensities

    图中曲线由上到下统计阶距q分别为−10、−8、−6、−4、−2、0、2、4、6、8、10。

    The curves from top to bottom in the figure indicate that the statistical step q is −10, −8, −6, −4, −2, 0, 2, 4, 6, 8, and 10.

    图 4  无芒隐子草的相对重要指数在不同放牧强度下的广义维数谱曲线

    Figure 4.  Generalized dimension spectrum curve of the Cleistogenes songorica relative importance index at different grazing intensities

    图 5  无芒隐子草相对重要指数在不同放牧强度下的多重分形奇异谱曲线

    Figure 5.  Multifractal singular spectrum curve for the Cleistogenes songorica relative important index at different grazing intensities

    表 1  多重分形分析的相关参数

    Table 1.  Parameters of the multifractal analysis

    序号
    Number
    参数
    Parameter
    参数名称
    Name of parameter
    序号
    Number
    参数
    Parameter
    参数名称
    Name of parameter
    1 q 统计阶距
    Statistical step
    7 D0 计盒维数
    Box counting dimension
    2 ε 分隔距离
    Separation distance
    8 D1 信息维数
    Information dimension
    3 log(ε) 取样尺度对数
    Logarithm of separation distance
    9 D2 关联维数
    Correlation dimension
    4 χq(ε) 配分函数
    Partition function
    10 α(q) 奇异性指数
    Singularity index
    5 log[χq(ε)] 配分函数对数
    Logarithm of partition function
    11 f [α(q)] 多重分形谱/多重分形奇异谱
    Multifractal spectrum / Multifractal
    singular spectrum
    6 Dq 广义维数谱
    Generalized dimension spectrum
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    表 2  无芒隐子草在不同放牧强度下的分形维数和多重分形度

    Table 2.  Fractal dimensions and multifractal degree for Cleistogenes songorica at different grazing intensities

    处理区
    Treatment
    计盒维数(D0)
    Box counting
    dimension
    信息维数(D1)
    Information
    dimension
    关联维数(D2)
    Correlation
    dimension
    多重分形度
    (D1/D0)
    Multifractal
    degree
    CK 1.97 1.95 1.93 0.9897
    LG 2.00 1.98 1.96 0.9899
    MG 2.00 1.98 1.96 0.9905
    HG 1.95 1.94 1.93 0.9932
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    表 3  无芒隐子草植物种群相对重要指数在不同放牧强度下的多重奇异谱参数

    Table 3.  Multifractal singular parameters for the Cleistogenes songorica relative important indexat different grazing intensities

    放牧强度
    Grazing intensity
    函数α-f (α)
    Function α-f (α)
    最小值
    Min.
    最大值
    Max.
    差值
    Δ
    CK 奇异函数α(q) Singular function 1.803 3.008 1.205
    多重分形谱函数f [α(q)] Multifractal spectrum function 1.296 0.001 1.295
    LG 奇异函数α(q) Singular function 1.823 2.232 0.409
    多重分形谱函数f [α(q)] Multifractal spectrum function 1.227 1.060 0.167
    MG 奇异函数α(q) Singular function 1.843 2.470 0.627
    多重分形谱函数f [α(q)] Multifractal spectrum function 1.395 0.392 1.003
    HG 奇异函数α(q) Singular function 1.817 2.745 0.927
    多重分形谱函数f [α(q)] Multifractal spectrum function 1.439 0.257 1.182
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                          • 通讯作者:  韩朝炜, nmghancw@126.com
                          • 收稿日期:  2020-12-14
                          • 接受日期:  2021-04-06
                          • 网络出版日期:  2021-05-07
                          • 刊出日期:  2021-07-15
                          通(tong)讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
                          • 1. 

                            沈阳(yang)化工大学材料科(ke)学与(yu)工程学院 沈阳(yang) 110142

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