中国旱区生物土壤结皮分布区域性限制因子研究

　　 摘要:

生物土壤结皮作为旱区地表覆被的关键组分，对干旱、严寒等极端环境适应性强，在旱区生态恢复中的应用潜力较大，然而，其在旱区也存在分布空白区。为识别生物土壤结皮在旱区的非适生区分布格局并揭示其关键限制因素，本研究收集了文献记录和实地调查的462个中国旱区生物土壤结皮有效分布点数据，结合气候、土壤、地形等多源环境变量，利用Biomod2集成模型识别适生区与非适生区分布，量化关键环境因子的限制阈值。该组合模型预测精度较高，其真实技巧统计值（TSS）为0.801，受试者工作特性曲线下面积（AUC）为0.965。结果表明：（1）气候因子是驱动生物土壤结皮分布格局的主导因素。年降水量、年平均气温、降水量季节性变化、砾石含量、全氮含量、全磷含量和海拔是生物土壤结皮分布的关键环境因子，累计贡献率高达88.97%。（2）当年降水量＜85 mm、年平均气温＜-2.2℃、降水季节性变化＞126.6 mm、全氮含量＞2.58 g/kg、砾石含量＞18.4%、全磷含量＞0.56 g/kg或海拔＞3840 m时，生物土壤结皮生存适应性显著下降。（3）生物土壤结皮适生区总面积为13.19×105km2，约占中国旱区总面积的32.42%，集中分布于古尔班通古特沙漠、中部黄土高原、乌兰布和沙漠、库布齐沙漠、腾格里沙漠及其周边区域。非适生区约占中国旱区总面积的67.58%，主要分布于新疆北部阿尔泰山脉、南部塔里木盆地、青海西部柴达木盆地、内蒙古北部国境沿线附近，且不同区域的主导限制因子存在显著差异。本研究阐明了中国旱区生物土壤结皮非适生区的分布特征及其环境因子限制阈值，提出了非适生区内潜在适生微生境的修复价值，为中国旱区生物土壤结皮的保护与生态修复工程的科学布局提供了科学依据。