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沿着地貌植被变化梯度下干旱的北部的生物气候

穆罕默德Chaieba1*弗兰克托瑞2和Saad Ouled Dhaou1

1斯法克斯科学学院、多样性和生态系统植物实验室中期贫瘠,斯法克斯大学突尼斯

2大学Aix马赛,法国马赛

*通讯作者:
穆罕默德Chaieb
斯法克斯科学学院、多样性和生态系统植物实验室中期贫瘠,斯法克斯大学突尼斯
电话:+ 21674244423。
电子邮件:universite.sfax@usf.tn

收到日期:30/07/2016接受日期:30/08/2016发表日期:04/09/2016

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文摘

在北非的植物区系丰富和多样性主要由于其不稳定的生物气候、地貌、土壤和人类活动。生态系统组件已经在这些不同的生态条件下形成和发展。我们的研究是在北非的一部分进行分析主要植被分布和地形之间的关系在一个生态系统,保护的Bou Hedma在突尼斯南部国家公园(人类)。

多变量分析的200年人类沿着梯度地貌植被图,允许我们把复杂的地形和马赛克植物社区。通过评估植物群落分布的背景下不同的地貌单元和地貌过程,详细的地貌表示模式,landform-vegetation单元序列和土壤属性被确定。总共40 7常年物种使用对应四种地貌类型进行了分析分析。多变量分析确定了五个社区类型定义为土壤物理属性和地貌条件(A, B, C, D1和D2)。

我们的研究结果表明,最高的物种总数记录斜堤(20),而最低的物种数量记录在山上(13)和粉砂质平原(15)。社区C似乎截然不同,与5特征物种(Tricholaena teneriffae L。,Raetama retam Forssk, Deverra珠兰弯曲,Periploca angustifolia Labill。并采用tripartita Ucria)。我们可以还指出,有机质、磷和氮达到的最高水平的河谷和桑迪平原,低水平的营养和低砂含量缓斜坡和山。

关键字

植被分布、地形、北非、地貌、生物多样性、干旱的生物气候

介绍

地形地貌提供信息的发展在很长一段时间以及它的现状,和植被的象征,在短期内,现有的环境蒙羞的条件干扰历史1,2]。建议地貌学可能改变植被的性质,可以支持在地形(3]。

同时分析地形和植被,称为phytogeomorphology,综合一些重要的土地特征指示性植被分布模式以及当前的土地复垦适宜性或其他用途4]。地形和植被的影响指标的重要环境因素,如土壤、水资源和气候5]。

在北非最迫切的问题是水,土壤,生物多样性。保护区的特别关注,无论是土地保护和栖息地类型的多样性保护。所有的非洲次区域、北非保护最少的土地最少数量的网站。Bou Hedma国家公园的目的(人类)是保护生物多样性在突尼斯南部的干旱的生物气候。公园的植被是一个特定的科学兴趣,因为它代表了一个干旱的生物气候和植被之间的过渡saharan-tropical savanian植被的生物气候,相应的干旱在北非和撒哈拉沙漠的生态系统。本文的目的是分析主要植被分布和lanform类型之间的关系和丰富的知识对人类基本的多年生植物。它尝试描述植被之间的关系和复杂的地貌环境研究的区域。

材料和方法

研究网站

北非接壤的北部地中海,和海岸的气候类似的其他地中海国家,北非的撒哈拉沙漠的主要特征。北非地区以干燥、夏季炎热、冬季潮湿。不断变化的温度在该地区和水分影响生长。因为夏天的干旱和每年的降雨量会大不相同,本土植物干旱耐药。最重要的挑战是该地区的环境沙漠化和生物多样性较低的水平。

研究区位于突尼斯Bou Hedma国家公园(人类)在非洲pseudo-savanna北部金合欢tortilisssp。Raddiana(萨维)(34º39 ' N和9º48 ' E),自1977年以来,由于被联合国教科文组织列为保护生物圈保护区(图1)。气候上,研究区域被划分为较低的干旱和炎热的夏季,凉爽的冬天,和较低的预测降雨(降水量100至200毫米不同)(6]。平均温度从32ºC 36ºC在夏天从4ºC - 7在冬天ºC [7]。实验区域的土壤是由第四纪砂质存款和覆盖的金合欢tortilis pseudo-savanna。金合欢tortilis无性系种群raddiana(萨维)是该地区最重要的树种。较低的植被层(< 1 m)是由多年生牧草(Cenchrus ciliarisl三叶草nodosa Parl。和Stipagrostis ciliataDesf),两个物种属石质沙漠(石漠schmittiana球形顶饰和石漠scoparia球形顶饰),这属于藜科家庭和一个干旱和撒哈拉地区菊科(Rhanterium suaveolensDesf。)8,9]。

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图1所示。Bou Hedma国家公园的位置和实验设计。

植被抽样

地貌类型中扮演一个重要的角色在决定植物群落的分布(10]。高度在人类范围从106米到840米。我们的取样方法旨在代表人类基本的植物群落,考虑其庞大的地貌变化。四种地形类型区分:山、斜堤、河谷和平原(图2)。存在缺乏植被的调查是在2008 - 2009年使用200块(每个8-by-8计)。每个地形(山上,斜堤河谷B和C)被随机采样使用40块。平原地形采样根据其土壤成分:40块在沙质平原(D1)、高含砂量75.8%和40其他情节在粉砂质平原(D2),高泥沙含量54.4% (图3)。分类使用命名法是根据(11]。

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图2。地貌模式研究的区域。A =山,B =缓慢倾斜,C =河谷,D1 =沙质平原,D2 =淤泥的平原。

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图3。的砂泥岩(3)、内容(3 B)、粘土(3 C)浓度的有机质(OM) (3 e)、氮(N) (3 f),磷(P) (3 g)和pH值在不同的网站(A =山,B =缓慢倾斜,C =河谷,D1 =沙质平原,D2 =淤泥的平原)。

土壤采样和分析

5个土壤样本(0厘米至50厘米)从每个网站收集。土壤样本保存在塑料袋,标记、密封和运送到实验室(突尼斯)。土壤被风干,通过2毫米筛摆脱砾石和卵石。比2毫米细部分根据[保存为物理和化学分析12]。土壤质地是由液体比重计分析,结果用于计算百分比的沙子,淤泥和粘土。土壤反应(pH)评估使用玻璃电极酸碱计。总氮(N)(凯氏法),%的OM (Walkley-Black方法),和磷(量热方法)也决定(12- - - - - -14]。

地貌梯度

Mountaneous地形的特点是强烈的环境梯度和不稳定的环境。这些条件导致边缘性的人类居住区由于陡峭,贫瘠的土壤和无法理解15]。缓斜坡地形对应于一个扩展的山形墙组成的钙质地壳,覆盖了肥沃的土壤(粉砂含量高60.6%,(图3),一般都不深。丰富的水来自邻近山脉通常由缓斜坡地形接收。平原是一个大面积低斜率和低流的水。河谷的地形对应于大萧条,积累流动和流动水和含氮量高,有机物质和磷(图3)。

统计分析

在每一个情节,没有物种减轻数据处理用对应分析(16]。地形类型信息使用后验说明物种组合的变化。贡献的主要方向物种计算强调地貌类型特征物种相比更少的代表。

进行了对应分析,具体贡献和图形表示通过R使用正面4和正面4 tkgui包(17- - - - - -19]。

结果

Landform-Vegetation地貌

总共47代表38属多年生植物物种和24个家庭进行收集和确认在这个研究。最大的家庭禾本科、菊科和藜科代表分别为19%,9%和9%总菌群的人类。最好的代表属Stipagrostis和Erodium 3种。没有所有的47个常年物种发生在5网站(表1)。记录的一些物种生态和phyto-sociological范围广泛的分布,例如。石漠schmittiana球形顶饰,Cenchris ciliarislStipagrostis ciliataDesf。和远征oropediorum莫雅最高的物种出现。23种(物种记录总数的49%)表现出一定程度的外表,被限制在一个特定的地貌单元,不。这些物种分布如下:3种山(Erodium arborescensDesf。,Globularia alypuml .,Juniperus phoeniceal .) 6种缓斜坡(苍术serratuloides卡斯。黄芪armatusWilld。黄芪caprinuslErodium glaucophyllumlTetrapogon绒毛Desf。和Teucrium poliuml .), 5种河谷的(醉蝶花属amblyocarpa酒吧。Farsetia eagyptiacaTurra,Periploca angustifoliaLabill。,Tricholaena teneriffael .,采用tripartita在沙质平原Ucria), 8种(芦笋白色lDipcadi serotinumlEchiochilon fruticosumDesf。,麻黄altissimaDesf。,Pergularia tomentosalRhanterium suaveolensDesf。,猪毛菜vermiculataAggr。和Stipagrostis plumosal .)和一个物种在粉砂质平原(Ziziphus莲花l .)。植物区系组成在不同地貌景观单元显示物种丰富度的差异。最高的物种总数记录斜堤(20),而最低的物种数量记录在山上(13)和粉砂质平原(15)。

地貌类型 一个 B C D1 D2
样本数量的情节 40 40 40 40 40
物种的总数 13 20. 19 19 15
封面(%)±标准误差 24.75±0.94 35.87±1.11 40.62±1.31 29.87±1.19 15.12±0.72
的缩写 最丰富的物种 家庭
耳朵 Erodium arborescens 牛儿苗科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Etr Erodium triangulare 牛儿苗科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Gde Gymnocarpos decander 石竹科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Hse Helianthemum sessiliflorum 半日花科 - - - - - - - - - - - -
Ste 大针tenacessima 禾本科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
优势 远征oropediorum 藜科 - - - - - -
Ahe 艾草阿尔巴 菊科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Aar 黄芪armatus 蝶形花科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Dno 三叶草nodosa 禾本科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
备受 Fagonia需 蒺藜科 - - - - - - - - - - - -
Hso汽车贸易公司 石漠scoparia 藜科 - - - - - -
Hka Helianthemum kahiricum 半日花科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Sci Stipagrostis ciliata 禾本科 - - - - - -
发出呜咽声 Stipagrostis obtusa 禾本科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Tvi Tetrapogon绒毛 禾本科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Sae 鼠尾草aegyptiaca 唇形科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
凸轮 醉蝶花属amblyocarpa Capparaceae - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Cda 香附子 禾本科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Dch Deverra珠兰 伞形科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Lmu 薰衣草花multifida 唇形科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
激光冲徊化 枸杞shawii 茄科 - - - - - - - - - - - -
3月 Moricandia薄荷 十字花科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Tte Tricholaena teneriffae 禾本科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Rre Raetama retam 蝶形花科 - - - - - - - - - - - -
Rtr 采用tripartita Anacardiaceae - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
美国专利商标局 Pergularia tomentosa 萝摩科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
光芒四射 芦笋白色 Asparagaceae - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Cci Cenchrus ciliaris 禾本科 - - - - - - - - - - - -
Efr声码器作为 Echiochilon fruticosum 紫草科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
宝莲寺 麻黄altissima 麻黄科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Hsc 石漠Schmittiana 藜科 - - - - - -
Rsu Rhanterium suaveolens 菊科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Sve 猪毛菜vermiculata 藜科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Spl Stipagrostis plumosa 禾本科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Aca 艾定 菊科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Dto Deverra tortuosa 伞形科 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Pha Peganum harmala Nitrariaceae - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Zlo Ziziphus莲花 鼠李科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
的缩写 稀有物种 家庭 一个 B C D1 D2
Gre考试 Globularia alypum 球花科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Jph Juniperus phoenicea 柏科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
日月光半导体 苍术serratuloides 菊科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
机场核心计划 黄芪caprinus 蝶形花科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Egl Erodium glaucophyllum 牛儿苗科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
房产申诉专员署 Teucrium polium 唇形科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
有限元分析 Farsetia eagyptiaca 十字花科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Periploca angustifolia 夹竹桃科 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
内镜下动态慢动作影像 Dipcadi serotinum Hyacinthaceae - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

表1。汇总表的物种存在/缺失数据在不同地貌类型的人类。丰富的物种首先列出(出现在不止一个情节,38种)和稀有物种(只出现在一个阴谋,9种)列出在表的底部。最有助于物种证明了对应分析以粗体表示。

200种缓解×47表的对应分析使我们能够区分五个植物群落(图4):主要由山社区(A)Erodium arborescensDesf。和Erodium triangulare骑兵。,Glacis community (B) characterized by答:oropediorum市长,t .绒毛Desf。和Helianthemum kahiricum德尔。,Wadis community (C) as exemplified by Cynodon dactylon L.,Deverra珠兰弯曲。Retama raetam Forssk. and Moricandia arvensis Desf. taxons, Sandy plain community (D1) wherec . ciliarislh . Schmittiana球形顶饰和r . suaveolens Desf。最有特点,和粉砂质平原社区(D2)的存在吗艾定l

botanical-sciences-presence-absence

图4。对应分析presence-absence数据(200地形和47个物种)。答:轴1(水平)和2(垂直)表示植被物种的(最有助于物种以粗体显示)。B:地形的轴1和2表示。河谷地形检索根据地形类型:4,平原(砂质或粉砂)、斜堤和山。地形类型表示为惯性椭圆。意思是每片地形地貌类型和个人情况由恒星。

社区C似乎截然不同,与5物种特征(t . teneriffaelr . retamForssk。,德我们珠兰弯曲。p . angustifoliaLabill。和r . tripartitaUcria)。这两个植物群落以及社区C, D1和D2都分布在一分之二主要方向显示不同的物种组合(图4 b)。D1和D2社区似乎介于“A, B和C的社区。A和B看起来均匀B相比,D1和D2最异类。

植物区系组成和结构的社区实地调查表明,一个社区是由13个物种,9科10属的多年生植物,而B社区是由20个物种10科16属。有19种,14科19属多年生植物在C语言社区,和19种,多年生植物12科16属在D1的社区,和13种,多年生植物11科13属D2社区(表1)。

社区B, C和D1似乎来源物种丰富度分别为6,5和7特有物种(物种只存在于这个社区)。社区和D2相对贫穷的物种丰富度最低的水平、磷和有机物(图3)。社区一个股票的大部分物种B社区由于相似的土壤的物理和化学性质(表1图3)。社区D2股票物种与其他社区只有一个物种的特征。根据椭圆大小(图4 b),它可以注意到社区各种异构性:由于它的中间情况,情节异质性高的D2社区。同样适用于D2置评。情节的A, B和C地貌类型是相对均匀。

土壤的特点,总结了5个植被组图3。测量土壤参数,pH值,土壤有机质、磷、氮和细分数显示组之间的差异。它也可以指出,有机质、磷和氮达到的最高水平的河谷和桑迪平原,低水平的营养和低砂缓斜坡上的内容和山。结果图3表明土壤变量基本上是不相关的,有一些值得注意的例外。之间的显著相关性发生有机物、磷、氮含量和土壤质地。pH值对所有组是相似的,大约7.5在不同的地形。

讨论

我们的结果显示物种的相对位置和网站最重要的生态梯度、物理和化学性质都是最重要的因素在人类对于植被的分布模式。土壤质地gradien t存在从沙质平原fine-textured公寓在干旱河谷冲积平原和渠道环境导致可用的土壤水分梯度(20.]。有机质含量起着重要的作用作为土壤肥力的一个关键因素,如图所示为其他沙漠生态系统在埃及和沙特阿拉伯(21- - - - - -24]。

布氏硬度的植物P是由一群很常见的物种(h . scoparia球形顶饰,h . schmittiana球形顶饰,答:oropidiorum莫雅,Gymnocarpos decander Forssk。一个定l .)覆盖大部分地区和占主导地位的许多sub-shrub社区。另外,许多稀有物种在人类有限的分布。有一些珍稀特有物种等Tricholaena teneriffael .,三叶草nodosaParl。放牧和物种受到威胁的野生动物(如在公园。Juniperus phoeniceal,t . poliuml答:caprinus L。和Stipagrostissp)。

河谷的植被取决于盛行的水情和深受牲畜(25,26]。在这项研究的主要指标物种植被河谷小组网站Periploca angustifolia Labill。和采用tripartitaUcria,以前desc肋骨的典型河谷的phanerophytes礼物。研究区域的植物仅限于微环境(如河谷)径流水收集,为植物生长提供足够的水分(20.,27]。

这项研究和我们以前公布的结果是第一个定量人类基本的植被进行分类,利用一系列互补的抽样方法和当前的最佳实践统计技术(9]。根据生物气候干旱,植被模式是由环境因素决定的展览在时间和空间异质性,如降水、温度、地形、地质、土壤特性(28)也显示出强有力的救援和植被结构之间的关系(29日]。这些地貌参数根据通常被描述为间接变量替换不同的营养资源的组合和直接梯度在一个简单的方法,如气候和水分条件(30.]。目前的研究集中在植物群落在不同地貌类型。在任何其他干旱地区,地势低洼的河谷网站和网站接收径流水和沉积物,导致更深的土壤层,提供连续的有机物和水分供应的多年生植物(31日]。相比之下,提升网站总是有限的水资源和土壤更浅。因此,植被灌木大大受地形的影响,明显高于wadi的网站。总覆盖,作为一个好的植物群落健康指标(32]。在人类中,低粉砂质平原植被是影响土壤的物理性质(8]。

结论

低降雨量和不规则的条件下研究区域,当地的地貌是最重要的因素之一控制土壤理化性质和植被在当地的景观。

植被结构在目前研究显示不同植被群落重要地貌梯度。因此我t镜子特别救济和地形的影响植物物种组成及多样性。的先例,我们调查的影响放牧Bou Hedma的平原地区(9]。放牧区域仍差记录和未来工作需要研究植物群落的分布和详细濒危物种,特别是与地貌植被外貌和结构梯度。

确认

本研究工作是由D.G.请支持F(林业)方向。我们感激感谢Lazher国家公园经理哈姆迪博Hedma有用,我们要感谢先生Azaiez Ouled Belgacem复习英语的手稿。

引用