不同干扰条件下西北荒漠区动植物的研究

韩利娟 李世琪 李紫洋

摘 要：西北干旱地区气候条件恶劣，生态系统极其脆弱。而随着对该地区的开发程度不断加深，生态环境问题日益突出。在这样的背景下，本文结合相关数据（原始数据附件1）运用控制单因子变量法和Excel绘图软件对植物地上生物量和啮齿类动物生物量的变化趋势进行了散点图分析;运用SPSS软件对植物地上生物量和啮齿类动物生物量之间的关系以及植物因子对啮齿类动物生物量的影响机制分别进行了一元和多元线性回归分析，并运用层次分析法对啮齿类动物群落的稳定性进行了总体分析。

关键词：SPSS;线性回归;控制单一变量;层次分析法

综述：

符号说明

X—植物生物量X1—草本生物量X2—灌木生物量h1—草本高度c1—草本盖度

a—草本密度h2—灌木高度c2—灌木盖度ρ2—灌木密度Y—啮齿动物生物量

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 问题一的研究方法和结论

1.1 根据附件一的数据，采用控制单因子变量法对单个干扰因子引起植物地上生物量的变化情况进行了逐步分析，得出相应的散点图如图1、图2：

图1

图2

根据图1的研究方法，分别作出7月和10月过牧草本、7月过牧和轮牧草本、10月过牧和轮牧草本的对比分析图可得到结论：相同放牧条件下，7月和10月草本植物生物量的变化趋势基本一致。相同月份下，轮牧区与过牧区草本植物生物量的变化趋势也基本一致，都呈现先上升再下降的趋势，但轮牧区草本植物生物量始终高于过牧区。

根据图2的研究方法，分别作出7月和10月过牧灌木、7月过牧和轮牧灌木、10月过牧和轮牧灌木的对比分析图可得到结论：相同月份下，7月份过牧区与轮牧区灌木植物生物量变化趋势基本一致，但10月份两个区域的生物量变化趋势完全不同。

1.2 根据附件1的数据，采用控制单因子变量法对单个干扰因子引起动物生物量的变化情况进行了逐步分析，得出相应的散点图如图3：

图3

根据图3的研究方法，分别作出三种小鼠在过牧7月和10月、轮牧7月和10月;7月过牧和轮牧;10月过牧和轮牧的对比分析图可得三种小鼠的不同干扰条件下的生物量的变化情况有如下结论：对于三趾跳鼠，过牧条件下，7月份先下降后大量上升，而10月份则一直在下降，但数量相差不大。轮牧条件下，7月和10月的变化趋势基本相同，但数量上7月比10月高很多。7月份，过牧区和轮牧区的趋势也相差不大，均是先上升后下降再上升，数量上也相差不大。10月份，过牧区呈现减少的趋势，而轮牧区则有上升有减少，总体变化不大，数量上轮牧区先是低于过牧区后又高于过牧区。对于子午沙鼠，过牧条件下，7月份和10月份的变化趋势差不多，但之后7月有上升的趋势，10月则没有。数量上7月先是高于10月，后来又基本相等。轮牧条件下，生物量的变化趋势和数量在10月和7月基本相等。7月和10月下的过牧区和轮牧区也是具有相似的变化趋势和生物量，7月和10月的轮牧区都比过牧区的生物量高一些，最后持平。

对于小毛足鼠，过牧区和轮牧区10月的生物量都很低，基本持平，没有太大波动。而过牧区的7月则呈现先下降后上升的趋势，轮牧区的7月，忽升忽降，基本没有规律。但7月份的数量一直都高于10月。7月份和10月份的过牧区和轮牧区在变化趋势和数量上都基本相同，只是过牧区在10月份时有上升的趋势，而轮牧区变化趋势比较平稳。

1.3 根据原始数据运用SPSS软件对不同干扰地区下植物生物量和啮齿类动物生物量之间的关系进行一元线性回归分析，设植物生物量为自变量X，啮齿动物生物量为因变量Y。

在过牧情况下，通过SPSS软件对植物生物量与动物生物量进行一元线性回归分析，建立相应的线性回归方程：

Y=0.100X+4.685，Sig值为0.006。即在过度放牧的情况下，植物生物量与动物生物量存在显著的正相关。

在轮牧的情况下，通过SPSS软件对植物生物量与动物生物量进行一元线性回归分析，建立相应的线性回归方程：

Y=0.003X+8.648，Sig值为0.930。即在轮流放牧的情况下，植物生物量与动物生物量之间的相互关系并不显著。

2 问题二的研究方法和结论

2.1 SPSS多元线性回归模型的建立

分析啮齿类动物的稳定性，需要寻求影响动物稳定性的各种干扰条件。在给出的原始数据中草本植物的高度、盖度、密度以及生物量，灌木植物的高度、盖度、密度以及生物量均属于外部影响条件，在此我们将其定义为八大植物因子。将三种不同鼠类的生物量定义为因变量，八大植物因子定义为不同自变量，并对这八大植物因子也即自变量和不同鼠种的生物量分别进行多元回归分析并建立线性回归方程。同时假设A表示三趾跳鼠，B表示子午沙鼠，C表示小毛足鼠。不同鼠种对应的线性回归方程如表1：

分析以上不同干扰条件下的三种小鼠的线性回归方程，可得如下结论：

对于三趾跳鼠，在过牧7月和10月，其生物量与草高、灌高以及草高、灌盖呈负相关，与草密、灌盖以及灌高、灌木植物生物量呈正相关，并且灌盖和草高对其生物量影响最大;在轮牧7月和10月，其生物量与草盖、灌木植物的生物量以及草高、灌密和灌木植物生物量呈负相关，与草本植物生物量呈正相关。

对于子午沙鼠，在过牧7月和10月，其生物量与草高、草盖和生物量呈负相关，与草密、灌盖和草盖，灌盖和生物量呈正相关，并且草高和草盖对其生物量影响最大;在轮牧7月和10月，其生物量与草高、草密和草密、生物量呈负相关，草盖和灌木植物的生物量呈正相关，且草密对其影响最大。

对于小毛足鼠，在过牧7月和10月，其生物量与草高、草盖、生物量和草高、草密、生物量、灌盖呈负相关，与草密、灌盖、灌密呈和草盖、灌木植物生物量正相关，并且灌密和草高对其生物量影响最大;在轮牧7月和10月，其生物量与草盖、草高和草高、草密、灌盖、灌密呈负相关，与草密、灌盖和灌密和草盖呈正相关。

2.2 运用层次分析法对动物群落的稳定性进行分析

为了充分地反应不同干扰对啮齿类动物群落稳定性的影响，

根据层次分析法定义能反映啮齿类动物群落的稳定性的变量F，则F为三种小鼠生物量Y1、Y2、Y3的函数。令：F=a1Y1+a2Y2+a3Y3其中a1、a2、a3由三趾跳鼠、子午沙鼠、小毛足鼠三种鼠类在不同区域不同月份的平均生物量求和，并分别算出三者平均值占总和的权重得到。

根据三种鼠类所占的权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

为了描述群落的稳定性，我们定义如表2评分规则，将各个植物对动物生物量的影响因子的系数绝对值划分为以下几种区域。根据所得到的不同区域不同月份的F表达式，对不同区域的每一种植物因子的影响力进行评分，得到的评分值如表3：

表2

表3

根据以上评分结果，可以得到结论：在轮牧区的10月份群落的稳定性比较高，这是因为在轮流放牧的情况下更有利于植物的生长从而促进动物群落的稳定性。而在过度放牧的10月份，动物群落的稳定性最低，这是因为过度放牧导致土壤退化，影响了植物的多样性。

参考文献：

[1]王利清，不同干扰方式对荒漠植物与啮齿动物群落的作用[J].2006，

9，27（3）.

[2]张福顺.不同干扰条件下荒漠啮齿动物种群和群落动态研究[D].

[3]王利清.不同干扰方式下荒漠啮齿动物群落生物量与生境因子的关系[D].

[4]韩艳静.过牧下阿拉善荒漠啮齿动物优势种与植物因子的关系[J].2012，5，33（3）

[5]层次分析法.

[8]薛薇，SPSS统计分析方法及应用（第三版）[M].第8章SPSS的相关分析和线性回归分析.

作者简介：韩利娟（1995-），女，河南周口人，从事市场营销研究。李世琪（1995-），女，山西运城人，从事市场营销研究。李紫洋（1994-），男，四川南充人，从事市场营销研究。