不同干擾條件下西北荒漠區動植物的研究

韓利娟 李世琪 李紫洋

摘 要：西北干旱地區氣候條件惡劣，生態系統極其脆弱。而隨著對該地區的開發程度不斷加深，生態環境問題日益突出。在這樣的背景下，本文結合相關數據（原始數據附件1）運用控制單因子變量法和Excel繪圖軟件對植物地上生物量和嚙齒類動物生物量的變化趨勢進行了散點圖分析;運用SPSS軟件對植物地上生物量和嚙齒類動物生物量之間的關系以及植物因子對嚙齒類動物生物量的影響機制分別進行了一元和多元線性回歸分析，并運用層次分析法對嚙齒類動物群落的穩定性進行了總體分析。

關鍵詞：SPSS;線性回歸;控制單一變量;層次分析法

綜述：

符號說明

X—植物生物量X1—草本生物量X2—灌木生物量h1—草本高度c1—草本蓋度

a—草本密度h2—灌木高度c2—灌木蓋度ρ2—灌木密度Y—嚙齒動物生物量

Y1—三趾跳鼠生物量Y2—子午沙鼠生物量Y3—小毛足鼠生物量

1 問題一的研究方法和結論

1.1 根據附件一的數據，采用控制單因子變量法對單個干擾因子引起植物地上生物量的變化情況進行了逐步分析，得出相應的散點圖如圖1、圖2：

圖1

圖2

根據圖1的研究方法，分別作出7月和10月過牧草本、7月過牧和輪牧草本、10月過牧和輪牧草本的對比分析圖可得到結論：相同放牧條件下，7月和10月草本植物生物量的變化趨勢基本一致。相同月份下，輪牧區與過牧區草本植物生物量的變化趨勢也基本一致，都呈現先上升再下降的趨勢，但輪牧區草本植物生物量始終高于過牧區。

根據圖2的研究方法，分別作出7月和10月過牧灌木、7月過牧和輪牧灌木、10月過牧和輪牧灌木的對比分析圖可得到結論：相同月份下，7月份過牧區與輪牧區灌木植物生物量變化趨勢基本一致，但10月份兩個區域的生物量變化趨勢完全不同。

1.2 根據附件1的數據，采用控制單因子變量法對單個干擾因子引起動物生物量的變化情況進行了逐步分析，得出相應的散點圖如圖3：

圖3

根據圖3的研究方法，分別作出三種小鼠在過牧7月和10月、輪牧7月和10月;7月過牧和輪牧;10月過牧和輪牧的對比分析圖可得三種小鼠的不同干擾條件下的生物量的變化情況有如下結論：對于三趾跳鼠，過牧條件下，7月份先下降后大量上升，而10月份則一直在下降，但數量相差不大。輪牧條件下，7月和10月的變化趨勢基本相同，但數量上7月比10月高很多。7月份，過牧區和輪牧區的趨勢也相差不大，均是先上升后下降再上升，數量上也相差不大。10月份，過牧區呈現減少的趨勢，而輪牧區則有上升有減少，總體變化不大，數量上輪牧區先是低于過牧區后又高于過牧區。對于子午沙鼠，過牧條件下，7月份和10月份的變化趨勢差不多，但之后7月有上升的趨勢，10月則沒有。數量上7月先是高于10月，后來又基本相等。輪牧條件下，生物量的變化趨勢和數量在10月和7月基本相等。7月和10月下的過牧區和輪牧區也是具有相似的變化趨勢和生物量，7月和10月的輪牧區都比過牧區的生物量高一些，最后持平。

對于小毛足鼠，過牧區和輪牧區10月的生物量都很低，基本持平，沒有太大波動。而過牧區的7月則呈現先下降后上升的趨勢，輪牧區的7月，忽升忽降，基本沒有規律。但7月份的數量一直都高于10月。7月份和10月份的過牧區和輪牧區在變化趨勢和數量上都基本相同，只是過牧區在10月份時有上升的趨勢，而輪牧區變化趨勢比較平穩。

1.3 根據原始數據運用SPSS軟件對不同干擾地區下植物生物量和嚙齒類動物生物量之間的關系進行一元線性回歸分析，設植物生物量為自變量X，嚙齒動物生物量為因變量Y。

在過牧情況下，通過SPSS軟件對植物生物量與動物生物量進行一元線性回歸分析，建立相應的線性回歸方程：

Y=0.100X+4.685，Sig值為0.006。即在過度放牧的情況下，植物生物量與動物生物量存在顯著的正相關。

在輪牧的情況下，通過SPSS軟件對植物生物量與動物生物量進行一元線性回歸分析，建立相應的線性回歸方程：

Y=0.003X+8.648，Sig值為0.930。即在輪流放牧的情況下，植物生物量與動物生物量之間的相互關系并不顯著。

2 問題二的研究方法和結論

2.1 SPSS多元線性回歸模型的建立

分析嚙齒類動物的穩定性，需要尋求影響動物穩定性的各種干擾條件。在給出的原始數據中草本植物的高度、蓋度、密度以及生物量，灌木植物的高度、蓋度、密度以及生物量均屬于外部影響條件，在此我們將其定義為八大植物因子。將三種不同鼠類的生物量定義為因變量，八大植物因子定義為不同自變量，并對這八大植物因子也即自變量和不同鼠種的生物量分別進行多元回歸分析并建立線性回歸方程。同時假設A表示三趾跳鼠，B表示子午沙鼠，C表示小毛足鼠。不同鼠種對應的線性回歸方程如表1：

分析以上不同干擾條件下的三種小鼠的線性回歸方程，可得如下結論：

對于三趾跳鼠，在過牧7月和10月，其生物量與草高、灌高以及草高、灌蓋呈負相關，與草密、灌蓋以及灌高、灌木植物生物量呈正相關，并且灌蓋和草高對其生物量影響最大;在輪牧7月和10月，其生物量與草蓋、灌木植物的生物量以及草高、灌密和灌木植物生物量呈負相關，與草本植物生物量呈正相關。

對于子午沙鼠，在過牧7月和10月，其生物量與草高、草蓋和生物量呈負相關，與草密、灌蓋和草蓋，灌蓋和生物量呈正相關，并且草高和草蓋對其生物量影響最大;在輪牧7月和10月，其生物量與草高、草密和草密、生物量呈負相關，草蓋和灌木植物的生物量呈正相關，且草密對其影響最大。

對于小毛足鼠，在過牧7月和10月，其生物量與草高、草蓋、生物量和草高、草密、生物量、灌蓋呈負相關，與草密、灌蓋、灌密呈和草蓋、灌木植物生物量正相關，并且灌密和草高對其生物量影響最大;在輪牧7月和10月，其生物量與草蓋、草高和草高、草密、灌蓋、灌密呈負相關，與草密、灌蓋和灌密和草蓋呈正相關。

2.2 運用層次分析法對動物群落的穩定性進行分析

為了充分地反應不同干擾對嚙齒類動物群落穩定性的影響，

根據層次分析法定義能反映嚙齒類動物群落的穩定性的變量F，則F為三種小鼠生物量Y1、Y2、Y3的函數。令：F=a1Y1+a2Y2+a3Y3其中a1、a2、a3由三趾跳鼠、子午沙鼠、小毛足鼠三種鼠類在不同區域不同月份的平均生物量求和，并分別算出三者平均值占總和的權重得到。

根據三種鼠類所占的權重得到初步方程如下：

F=0.24758Y1+0.34557Y2+0.40685Y3

F=0.39977Y1+0.34373Y2+0.25650Y3

F=0.21650Y1+0.53498Y2+0.24852Y3

F=0.15402Y1+0.76440Y2+0.08157Y3

為了描述群落的穩定性，我們定義如表2評分規則，將各個植物對動物生物量的影響因子的系數絕對值劃分為以下幾種區域。根據所得到的不同區域不同月份的F表達式，對不同區域的每一種植物因子的影響力進行評分，得到的評分值如表3：

表2

表3

根據以上評分結果，可以得到結論：在輪牧區的10月份群落的穩定性比較高，這是因為在輪流放牧的情況下更有利于植物的生長從而促進動物群落的穩定性。而在過度放牧的10月份，動物群落的穩定性最低，這是因為過度放牧導致土壤退化，影響了植物的多樣性。

參考文獻：

[1]王利清，不同干擾方式對荒漠植物與嚙齒動物群落的作用[J].2006，

9，27（3）.

[2]張福順.不同干擾條件下荒漠嚙齒動物種群和群落動態研究[D].

[3]王利清.不同干擾方式下荒漠嚙齒動物群落生物量與生境因子的關系[D].

[4]韓艷靜.過牧下阿拉善荒漠嚙齒動物優勢種與植物因子的關系[J].2012，5，33（3）

[5]層次分析法.

[8]薛薇，SPSS統計分析方法及應用（第三版）[M].第8章SPSS的相關分析和線性回歸分析.

作者簡介：韓利娟（1995-），女，河南周口人，從事市場營銷研究。李世琪（1995-），女，山西運城人，從事市場營銷研究。李紫洋（1994-），男，四川南充人，從事市場營銷研究。