荒漠区动植物关系的研究

段雅静

本文针对荒漠区动植物关系的研究，综合使用了数形结合、多元统计、离散分析、回归分析等数学分析方式，分别构建了均值和方差分析，正态检验图，拟合度分析，相关性分析等模型，使用Excel、Mat lab、Spss软件，通过对啮齿动物的研究，揭示干扰对与啮齿动物的稳定性影响机制。并从划分更精确的模块、分析各个抽取模块影响的显著性两个方面，对原有的调查项目进行调整，提高模型的精度。最终，将模型结果与实际结合，对模型的深层次推广做出总结。

一、背景介绍

环境保护已渐渐成为人类普遍关注并忧虑的大问题，随着地球村的形成，人类正以前所未有的速度和规模影响着生态环境。而随着全球变暖，冰川融化，物种多样性消失等问题的出现，人们越来越认识到自然——社会——经济复合生态系统的复杂性。干旱区作为全球生态系统中重要类型之一，同时具有比较强大的开发价值。而西北干旱区作为三大自然区域之一，植被稀疏且覆盖度极低，植物种类又很贫乏，该地区对范围广、持续时间长的人为干扰反应极为敏感。也因此，生态环境如果遭到破坏，就会迅速退化甚至可能崩溃。西北干旱区的开发将是长期的一个过程，面对干旱区复杂又脆弱的自然环境，人与自然的关系如何处理显得十分重要。同时，啮齿动物作为其中至关重要的消费者，对该地的保护有必不可少的作用，探究一定的干扰方式、啮齿动物和植被变化的之间的关系，便是在这一背景下的研究重点。

二、研究方向

①三趾跳鼠在七月份到十月份数量的减少是与植被生物量的关系；

②研究啮齿动物群落稳定性，揭示干扰对于啮齿动物群落的影响机制。

三、具体分析

三趾跳鼠每年有两次活动高峰，6月份中植物繁茂，食物丰盛，它的活动范围加大，频次也会加强，直到全年活动的第一个高峰。8月下旬，因天气逐渐变凉，大量觅食，积蓄体内脂肪，以备蛰眠期耗损，活动极为频繁，因而出现第二个活动高峰。我们做出一个假设，三趾跳鼠在七月份到十月份减小的原因很有可能是因为自身的习性。我们做出以下假设。

原假设：三趾跳鼠在七月份到十月份数量的减少是与植被生物量有关系。

备择假设：三趾跳鼠在七月份到十月份数量的减少与植被生物量无直接关系。

由于我们事先并不知道植被的生物量和三趾跳鼠生物量的调查数据两者内在联系，所以我们通过pearson相关性检验来即使植物生物量和三趾跳鼠生物量之间的联系。

我们通过比较十月份与七月份植物生物量之间的差值和十月份与七月份三趾跳鼠的生物量这两个变量之间的相关性，来检验植物生物量的变化和三趾跳鼠的变化量之间到底有无相关性。

由上图，三趾跳鼠的差值和草本灌木生物量差值没有直接相关性。所以我们没有足够的理由去证明三趾小鼠七月到十月生物量的变化是由三趾小鼠引起的。

实例：在轮牧条件下计算十月份小毛足鼠对草本生物量的影响

（一）十月份草本

十月份草本与啮齿动物之间的F值等于3.266，显著性值等于0.045，表明十月份啮齿动物与草本之间有较强的相关性。我们接下来研究具体相关性的数值。

建立回归模型：

Y=D0+D1X1+D2X2+……

将上述非标准回归系数带入方程

Y=30.355+13.123X1-0.266X2-24.804x3

此数据表明三趾跳鼠与小毛足鼠两者的数量对十月份草本植被量影响比较大，而子午沙鼠对其的影响性较小。

（二）十月份灌木

依以上步骤导入数据，结果表明，十月份里啮齿动物对灌木的影响不显著。

总结：在轮牧地区十月份，啮齿动物对草本的影响较小，对灌木没有影响或者没有直接联系。三趾跳鼠在此环境下稳定性比较高，而子午沙鼠的稳定性最弱。

1.过牧地区中啮齿动物群落稳定性。我们通过spss可靠性分析可以看出，就过牧区而言，七月份cron的值为0.802，标准化项的cron值为0.848，表面该数据具有很强的内在一致性，七月份啮齿动物的平均值基本在一个水平，3～5之间，十月份过牧区啮齿动物也基本在1～2.1之间。由标准偏差可以看出，十月份比七月份标准偏差低很多，尤其是子午沙鼠，这说明，啮齿动物十月份群落的稳定性比七月份高。就七月份来说，小毛足鼠、子午沙鼠和三趾跳鼠的生物稳定性递增。就十月份来说，子午沙鼠、小毛足鼠、三趾跳鼠生物稳定性递增。

2.轮牧状态下啮齿动物群落稳定性。在轮牧条件下依上述方法进行稳定性分析，由数据可以看出，啮齿类动物七月份数量明显比十月份要多，我们最主要是分析方差。以方差来判别稳定性。在数据中，七月份三趾跳鼠的稳定性最高，其次是小毛足鼠，子午沙鼠的稳定性最差。在十月份，啮齿动物的稳定性小毛足鼠最强，其次是三趾跳鼠，最后是子午沙鼠的稳定性最弱。

3.啮齿动物的影响机制（由于本文均研究的是当地的优势物种，所以植被类型对啮齿动物的影响可以归为地区的影响）。

（1）三趾跳鼠

三趾跳鼠轮牧下普遍比过牧下的数量要少，特别是十月份，轮牧条件下三趾跳鼠的平均数比过牧下少1.37。而且三趾跳鼠不管在轮牧还是过牧状态下均在十月份下降，表示季节因素也是影响三趾跳鼠数量的原因之一。接下来我们进行稳定性讨论，三趾跳鼠在轮牧和过牧地区的方差差不多表面轮牧与过牧对三趾跳鼠的影响性不大，反而是季节，七月份和十月份由于季节因素的影响三趾跳鼠的方差变化极大，表面季节对三趾跳鼠生物稳定性有影响。由此可得出结论：①地区因素对三趾小鼠的数量影响较大；②季节因素对三趾小鼠的稳定性因素影响较大。

（2）子午沙鼠

我们首先分析季节对子午沙鼠的影响。在过牧地区和轮牧地区下，子午沙鼠的数量均值和稳定性均下降。表明季节对子午沙鼠稳定性和数量都有影响。然后我们将过牧情况下相同月份时对子午沙鼠的数量和稳定性对轮牧情况进行比较，排出了季节因素的影响，发现过牧和轮牧地区相比，相同月份下子午沙鼠的数量上升而稳定性下降。由此可得出结论：地区因素和季节因素对子午沙鼠的稳定性和数量都有影响。

（3）小毛足鼠

在小毛足鼠的研究中，我们先分析季节和地区对其稳定性的影响。七月到十月份，过牧区到轮牧区，小毛足鼠的稳定性均下降。然后讨论数量，七月份到十月份季节的影响会导致小毛足鼠数量的下降，而过牧地区相比于轮牧地区会导致小毛足鼠数量上升。由此可得出结论：地区因素和季节因素对小毛足鼠的数量和稳定性均有影响。

四、为了保护和抢救荒漠生物多样性的建议

1.建立健全当地法律法规，依法治理，做到有法可依，有法必依。

2.加强思想道德建设，树立生态保护意识。

3.科学管理，引进绿色环保方案，建立可持续发展的生态环境。

（作者单位：安徽财经大学统计与应用数学学院）