悬崖峭壁的意思-绝对权力主题曲

参赛队号 # 4723


第八届“认证杯”数学中国
数学建模网络挑战赛
承 诺 书

我们仔细阅读了第八届“认证杯”数学中国数学建模网络挑战赛的竞赛规则。
我们完全明白， 在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网
上咨询等）与队外的任何人（包括指导 教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人 的成果或其他公开的
资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和 参
考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有 违反竞赛规
则的行为，我们接受相应处理结果。
我们允许数学中国网站()公布论文，以供网 友之间学习交流，数学中
国网站以非商业目的的论文交流不需要提前取得我们的同意。
我们的参赛队号为：4723
参赛队员 (签名) ：


队员2：

队员3：

参赛队教练员 (签名)：

参赛队伍组别（例如本科组）：本科组


队员1：

参赛队号 # 4723


第八届“认证杯”数学中国
数学建模网络挑战赛
编 号 专 用 页



参赛队伍的参赛队号：（请各个参赛队提前填写好）：


4723




竞赛统一编号（由竞赛组委会送至评委团前编号）：















竞赛评阅编号（由竞赛评委团评阅前进行编号）：

参赛队号 # 4723

2015年第八届“认证杯”数学中国
数学建模网络挑战赛第一阶段论文


题目：荒漠区动植物关系的研究

关键词：
荒漠区、啮齿动物、植物体积、关系


摘 要
环境与发展是当今世界所普遍关注的重大问题, 随着全球与区域经济的迅猛发展,
人类也正以前所未有的规模和强度影响着环境、改变着环境, 使全球的生命支持系统受
到了严重创伤, 出现了全球变暖、生物多样性消失、环境污染等全球性的环境问题, 并
已经严重影响到了全球人类社会的发展。在探讨环境与发展问题的过程中, 人们越来越
认识到了现代社会发展过程中自然——社会——经济复合生态系统的复杂性, 以及生态
学理论在解决这些问题中的重要性。
干旱区是全球生态系统中的重要类型之一, 也是目前全球开发较晚的区域之一, 积
极开展干旱区的生态学理论与实践研究, 对于干旱区当前面临的重大环境问题的解决,
以及未来防患于未然的科学决策均具有极其重要的现实意 义。积极开展和深化干旱区的
生态学研究, 对于该区域的经济发展与生态环境保护具有深远的理论意义 与实践价值。
生态研究与资源利用是分不开的, 荒漠区是我国典型的温带荒漠和干旱脆弱生态系统,
生态环境条件十分严酷, 动物的可利用资源在数量和质量上与湿润区、半干旱区存在差
异, 啮齿动物的分布具有明显的区域性特征。由于近年来人为干扰不断加重, 使得该地
区的荒漠化日益严重。依赖于植物生存的动物种群和群落格局随之受到了明显影响。
啮齿动物群落是荒漠生态系统食物链上必不可少的消费者, 对荒漠的利用与保护有
至关重要作用。许多物种群体与人的干扰具有密切关系, 干扰的一个突出作用是导致生
态系统中各类资源的改变和生态系统结构的重组, 导致异质性环境的形成。有关不同干
扰方式下, 栖息地破碎化过程中研究群落的变化特征是当前景观生态学和群落生态学研
究的前沿。
本科研 小组根据采集到的数据，建立了植物模拟体积计算的数学模型，分析荒漠区
两个区块植物地上生物量、啮 齿动物生物量的变化趋势, 并揭示了植物生物量与啮齿动
物生物量之间的变化关系。
通过进行啮齿动物群落稳定性的研究, 揭示干扰对于啮齿动物群落的影响机制，小
组提出了研 究后的统一的观点和主张，即干旱区植物需要着力保护而动物尚能适应环
境。
参赛队号: 4723

所选题目: c 题



Abstract

参赛密码


（由组委会填写）

参赛队号 # 4723


Environment and development are major issues of common concern in today's
world, with the rapid development of the global and regional economy, humans
are at an unprecedented scale and intensity affect the environment, changing
the environment in which the global life- support system has been severely trauma
the emergence of global warming, loss of biodiversity, pollution and other global
environmental issues, and has seriously affected the development of the global
human society. Explore the environment and development issues in the process,
it is increasingly recognized that the natural process of development of modern
society - society - the complexity of the economic complex of ecosystems and
the importance of ecological theory in solving these problems.
Arid region is one of the important types of global ecosystems, is currently
one of the regions of the world to develop later, and actively carry out the
theory and practice of ecology in arid areas, for the major environmental issues
facing arid areas to solve, and the future scientific decision-making preventive
measures are of great practical significance. Actively develop and deepen the
study of ecology in arid areas, for economic development and ecological
protection of the region has profound theoretical and practical value.
Ecological research and resource utilization are inseparable, desert region is
a typical temperate desert and arid fragile ecosystems, ecological conditions
are very harsh, animal resources available in quantity and quality and humid
areas, there is a difference semiarid area rodent distribution has obvious
regional characteristics. Due to human interference has been increasing in
recent years, making desertification in the region is getting worse. Patterns
of animal populations and communities dependent on the survival of plants
followed by a significant effect.
On a desert rodent communities is essential ecosystem food chain consumers
to use and has a crucial role in the protection of the desert. Populations of
many species closely related to human disturbance, a prominent role is to lead
to disturbances and changes in ecosystem structure reorganization of the various
resources of the ecosystem, resulting in the formation of heterogeneous
ned under different disturbances.
The research team based on the data collected, a mathematical model to
calculate the volume of plant simulation, analysis desert area two blocks
aboveground biomass trends rodent biomass, and reveals the plant biomass and
biomass rodents the relationship between the change.
Research community stability by rodents, rodent community for revealing
interference influence mechanism, the group presented a unified view after
research and ideas that focus on the protection of arid zone plants need to adapt
to the environment and the animals are still capable.

参赛队号 # 4723


问题的提出

人类社会进入了二十一世纪，既 是社会爆炸式发展的世纪，也是环境极尽脆弱敏感
的世纪，环境倒塌将带来无限灾难。环境与发展是当今 世界所普遍关注的重大问题, 随
着全球与区域经济的迅猛发展, 人类也正以前所未有的规模和强度影响着环境、改变着
环境, 使全球的生命支持系统受到了严重创伤, 出现了全球变暖、生物多样性消失、环
境污染等全球性的环境问题, 并已经严重影响到了全球人类社会的发展。在探讨环境与
发展问题的过程中, 人们越来越认识到了现代社会发展过程中自然——社会——经济
复合生态系统的复杂性, 以及生态学理论在解决这些问题中的重要性。

干旱区是全球生态系统中的重要类型之一, 也是目前全球开发较晚的区域之一,
积极开展干旱区的生态学理论与实践研究, 对于干旱区当前面临的重大环境问题的解
决, 以及未来防患于未然的科学决策均具有极其重要的现实意义。积极开展和深化干旱
区的生态学研究, 对 于该区域的经济发展与生态环境保护具有深远的理论意义与实践
价值。生态研究与资源利用是分不开的, 荒漠区是我国典型的温带荒漠和干旱脆弱生态
系统, 生态环境条件十分严酷, 动物的可利用资源在数量和质量上与湿润区、半干旱区
存在差异, 啮齿动物的分布具有明显的区域性特征。由于近年来人为干扰不断加重, 使
得该地区的荒漠化日益严重。依赖于植物生存的动物种群和群落格局随之受到了明显影
响。

啮齿动物群落是荒漠生态系统食物链上必不可少的消费者, 对荒漠的利用与保护
有至关重要作用。许多物种群体与人的干扰具有密切关系, 干扰的一个突出作用是导致
生态系统中各类资源的改变和生态系统结构的重组, 导致异质性环境的形成。有关不同
干扰方式下, 栖息地破碎化过程中研究群落的变化特征是当前景观生态学和群落生态
学研究的前沿。
生态研究者就西北某干旱地区的生物群落进行了样本采集，大量数据本身已经说明
了当地生态的脆弱 和人为过度放牧导致的荒漠化加剧。

作为在校大学生，利用自己学习到的数学知识，对采集 到的数据进行模式化处理，
建立数学模型，分析荒漠区不同干扰下植物地上生物量、啮齿动物生物量的变 化趋势,
并揭示不同干扰下植物生物量与啮齿动物生物量之间的变化关系。

通过进行啮齿动物群落稳定性的研究, 揭示干扰对于啮齿动物群落的影响机制，小
组提出了研究后的统一的观点和主张。





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参赛队号 # 4723


问题分析

生态学研究是最复杂的科学研究之一，属于描述性 研究的一种类型。它是在群体的
水平上研究某几种因素之间的关系，以群体为观察和分析的单位。例如， 通过描述不同
人群中某因素的暴露状况与疾病的频率，分析该暴露因素与疾病之间的关系。疾病测量的指标可以是发病率、死亡率等；暴露也可以用一定的指标来测量，例如各个地区人群
的烟草消耗量 可以从烟草局等有关部门获得。

生态比较研究是生态学研究中应用较多的一种方法。生态比 较研究中最为简单的方
法是观察不同群体或地区某种疾病的分布，然后根据疾病分布的差异，提出病因假 设。
这种研究不需要暴露情况的资料，也不需要复杂的资料分析方法，如描述胃癌在全国各
地区 的分布，得到沿海地区的胃癌死亡率较其他地区高，从而提出沿海地区环境中如饮
食结构等可能是胃癌的 危险因素之一。生态比较研究更常用来比较在不同人群中某因素
的平均暴露水平和某疾病频率之间的关系 ，即比较不同暴露水平的人群中疾病的发病率
或死亡率，了解这些人群中暴露因素的频率或水平，并与疾 病的发病率或死亡率作对比
分析，从而为病因探索提供线索.生态比较研究也可应用于评价社会设施、人 群干预以
及在政策、法令的实施等方面的效果。

生态趋势研究是连续观察不同人群 中某因素平均暴露水平的改变和(或)某种疾病
的发病率、死亡率变化的关系，了解其变动趋势；通过比 较暴露水平变化前后疾病频率
的变化情况，来判断某因素与某疾病的联系。

生态环 境破碎化常被定义为人为因素或环境变化，导致大块连续分布的自然生态环
境被基质隔离成一些面积较小 的斑块，与原生境不同的变化过程。早期生境破碎化被认
为主要表现在 3个方面：原始生境面积减少、 生境斑块大小降低及生境斑块之间隔离度
增加。近年来，更多生态学家倾向于将生境丧失与生境空间格局 的改变分开，包括生境
丧失与破碎化两个相对独立的生态过程。前者指生境整体面积的减少和部分生境的 丧
失，后者是指大块连续的生境被分割成多块相对不连续的小斑块生境，而生境整体面积
没有明 显减少。生境破碎化不仅是在数量或形态上的变化而且更是在生态功能上的变
化，破碎化有两方面的表现 。①形态上的破碎化。一方面，随着人类活动的增强而导致
景观中破碎生境的增加，其结果是适宜于生物 生存的栖息地面积急剧减小，在相当程度
上降低了栖息地保护物种的生态功能；另一方面，随着斑块形状 （栖息地）的复杂化（破
碎化），导致斑块边缘效应的增强、自然栖息地核心区面积减少，在极大程度上 减弱了
栖息地保护生物多样性的功能。②生态功能上的破碎化。指栖息地（斑块）内部生境的
破 碎化，主要是由于气候条件、人为活动的影响而造成栖息地内部生态环境质量的下降，
或由于自然环境因 子在空间组合上的不匹配而导致生境适宜性的降低或在空间分布上
的破碎化，由于其在形态上没有明显的 变化，往往会导致研究人员对它的忽视。生境破
碎化是由人为因素、非人为因素及两者的共同作用造成的 。人为因素主要为人类进行的
各种各样的干扰活动，如森林砍伐、农业开垦、道路房屋修建和放牧等活动 ；非人为因
素主要包括气候变化、自然火灾、火山爆发或地震等，其中人为因素占主导作用。近年
来，随着农业、城市化和交通运输业等方面的迅速发展，加上全球气候变化的影响，导
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参赛队号 # 4723

致全世界生境破碎化问题日益普遍和突出，生境丧失和破碎是生物多样性降低的主要原
因。

生境破碎化对动物影响巨大。生境破碎化可导致生态系统严重退化。有研究表明，
在热带地区 65%的自然生境已消失；温带地区，原始的自然生境已不存在，大面积的水
域已被分割。生境破碎化是 许多物种濒危和灭绝的重要原因。据统计，现已确定灭绝原
因的 64种哺乳动物和 53种鸟中，由于生境丧失和破碎引起 19种哺乳动物和 20种鸟
灭绝，分别占 30%和 38%。因生境丧失和破碎化而受到灭绝威胁的物种比例则更高，在
哺乳动物和鸟中约占 48%和 49%，在两栖动物中高达 64%。生境破碎化过程中产生大量
小面积斑块，这些斑块之间由不同程度 的不适宜带相隔离，形成隔离效应，隔离或限制
个体正常迁移和建群。栖息地面积减少和分离，使种群个 体滞留在面积小、隔离度大的
斑块内，种群的规模变小，各种随机因素对种群的影响随之增大，近亲繁殖 和遗传漂变
潜在的可能性增加，降低了种群的遗传多样性，从而引起遗传上的不稳定，影响种群的
生存能力。生境破碎化导致斑块边缘变长，引起斑块边缘的非生物环境和生物环境的剧
烈变化，从而导 致边缘效应。这个变化有利于边缘种的生存，因为栖息地片断化对它们
来说反而扩大了其栖息地范围，从 而对种群增长有利。然而，栖息地斑块的边缘对于内
部种来说，不是适宜的栖息地，这进一步减少了其适 宜生境的面积，从而导致大量的外
部物种入侵。生境破碎化影响物种丰富度、种间关系、群落结构及生态 系统过程，导致
生态系统退化。因此，生境破碎化研究对解释生物多样性变化和保护。

保护生物多样性具有重要意义。 体现在：

1．生境破碎化对动物种群遗传多样性 的影响。遗传多样性指所有遗传信息的总和，
包含在生物个体的基因内。遗传多样性是生物多样性的基础 ，遗传多样性代表着物种适
应环境变异的能力。就个体而言，遗传多样性被认为与大多数物种适合度呈正 相关，当
某一物种的遗传多样性消失后就再不可能恢复，而当遗传多样性降至某一阈值后，近交
衰退导致物种“涡旋”式灭绝，则难以避免。生境破碎化产生的面积效应和隔离效应影
响动物种群个体迁 移和建群，同时由于适宜的生境斑块面积不断减少，种群的规模变小，
种群的基因交流受到了限制，近亲 繁殖增加，种群遗传多样性下降，影响到物种的存活
和进化潜力。在研究 23种动植物的遗传多样性时，发现有 22个物种的遗传多样性水
平与种群数量成正相关。遗传变异与 生境面积、结构、多样性等特征密切相关，各种因
素引起的生境破碎化产生了相对孤立的生境斑块，不同 程度上中断了种群间的基因流，
增加了孤立种群的遗传漂变效应，使种群遗传结构趋于简化。种群遗传结 构在进化上具
有显著意义，是生物多样性保护的基本单元。生境破碎化对种群遗传结构的影响主要体现在：①在动物小种群中，由于个体数目少，遗传漂变的作用比较突出；②动物种群近
交几率增大； ③种间隔离增大，阻碍种群间的基因交流。这 3种遗传后果对动物种群的
遗传多样性、适合度和种群分化均产生一定的影响，导致种群发生退化。

2. 生境破碎化对动物物种多样性的影响。物种多样性是指地球上所有生物物种及其
各种变化的总体。物种多样性是生物多样性研究的基本层次，每个物种对生存空间的要
求各不相同。生 境破碎化导致生物生境的破碎化，致使生物生存空间割裂和缩小。人为
干扰导致自然生境的丢失是物种多 样性保护的主要威胁之一。生境破碎化昀直接的后果
就是导致原有栖息地面积减少，在小面积生境斑块中 物种生存的可能性将越来越小，西
班牙伊比利亚半岛上的猞猁种群占有生境面积小于 500km
2
时就会灭亡。大面积的生境
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参赛队号 # 4723

斑块比小面积的生境斑块包含更多的生境类型，边缘地区的物理环境变化和生 物环境变
化不易影响到核心区域，这对某些面积敏感物种的生存是至关重要的。而在小面积的生
境斑块中，生态系统的动态主要受外部因素的控制，生境内部环境结构的作用较小。这
种情况下增加了系 统的不稳定性，同时降低了系统的抗干扰能力，从而使斑块内的动物
物种更易发生局域灭绝。这种面积效 应不但会影响动物物种的多样性和增加原有动物种
群的局域灭绝风险，还会对某些动物的分布模式、种群 密度、群落结构等产生不同程度
的影响。调查巴西热带雨林中的食虫鸟发现，74%的鸟类物种在破碎化 的栖息地中发生
了局域灭绝，大面积的斑块包含相对多的鸟类物种。生境破碎化减少了半翅目、同翅目、
鞘翅目昆虫的物种丰富度和种群多度。

3. 生境破碎化对动物种间关系的影响。 破碎化使生境中非适宜生境的类型和面积不
断增加，增加各斑块的相互作用，生态系统内的物种丰富度、 种间关系、群落结构和生
态系统过程及结构发生改变，导致了生态系统功能的退化和类型的消失。生境破 碎化产
生的生境斑块，在物理、化学和生物等方面都发生了改变。由于生境破碎化，斑块的面
积 减小和隔离使捕食 -猎物关系也发生了相应变化，小生境斑块由于提供的庇护场所较
少和边缘面积增加 ，猎物被捕获的几率增加，动物种群生存受到威胁。生境破碎化产生
的边缘效应和面积效应增加鸟类的巢 捕食风险，而有些物种却并未因生境破碎而受到负
面影响。塘蛙在小池塘较在大池塘能更好地存活，因大 池塘中的白斑狗鱼会捕食蛙卵和
蝌蚪，而小池塘中没有白斑狗鱼发现由于斑块化干扰了瓢虫的随机搜索和 聚集行为，导
致蚜虫局部暴发。目前普遍的观点认为，边缘地带对鸟类的生存是不利的，生境斑块化导致的捕食率升高多发生在斑块边缘。在生态交错区，幼鸟可能遭到更多捕食者的捕食，
而使幼鸟羽 化率低于核心区。生境斑块边缘的高捕食率可能是捕食者对高猎物密度作出
的反应，或是捕食者利用边缘 作为迁移通道的结果。（2）寄生生境破碎化通过改变斑
块中寄主和宿主的数量，使稳定的寄生关系发生 改变，一些物种可能因寄生率升高而影
响其生存，一些寄主因生境破碎而在斑块中消失是北美很多雀形目 的巢寄生者，随着森
林覆盖率的下降和破碎化的升高，褐头牛鹂的寄生率升高发现，食豆科植物的昆虫， 生
境破碎化使其拟寄生物种群数量增加，同时，油菜露尾甲的寄生物显示出明显的边缘效
应，在 作物边缘地带密度较高。在澳大利亚西部农业破碎化生境中，蓝胸小鹪鹩的巢寄
生率与斑块大小呈正相关 关系。（3）竞争生境破碎化导致斑块内资源短缺，生态位重
叠的物种种间竞争加剧，迫使物种之间生态 位分化，或者可能使某些竞争力弱的物种灭
绝，但也有些物种由于竞争者的消失而数量上升。在资源利用 中，不同种生物之间一般
没有直接的竞争，只是在资源匮乏时，一种对其他种会因为利用率的不同而产生 存活、
生殖和生长的间接影响。一般来说，在栖息地未片断化时，栖息地内资源相对丰富，这
些 物种通过分化生态位而利用不同资源，这时候的竞争不会表现得很强烈。在亚马逊森
林破碎化生境中，吼 猴因其他猴类的减少而密度升高，在林冠觅食的蜂鸟类群由于无竞
争者或捕食者而在斑块内数量上升。破 碎化同样改变了蚂蚁物种间的种间竞争关系，在
生境斑块中随着一种蚂蚁优势种密度的增加，其他蚂蚁物 种竞争者密度会降低。

生态研究与资源利用是分不开的, 荒漠区是我国典型的温带荒漠和干旱脆弱生态
系统, 生态环境条件十分严酷, 动物的可利用资源在数量和质量上与湿润区、半干旱区
存在差异, 啮齿动物的分布具有明显的区域性特征。由于近年来人为干扰不断加重, 使
得该地区的荒漠化日益严重。依赖于植物生存的动物种群和群落格局随之受到了明显影
响。

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参赛队号 # 4723

啮齿动物群落是荒漠生态系统食物链上必不可少的消费者, 对荒漠的利用与保护
有至关重要作用。许多物种群体与人的干扰具有密切关系, 干扰的一个突出作用是导致
生态系统中各类资源的改变和生态系统结构的重组, 导致异质性环境的形成。有关不同
干扰方式下, 栖息地破碎化过程中研究群落的变化特征是当前景观生态学和群落生态
学研究的前沿。

本课题重点研究了三种典型干旱地区植物：霸王、白刺、猫头刺。

霸王是蒺藜科的 灌木，高50-100厘米。枝弯曲，开展，皮淡灰色，木质部黄色，
先端具刺尖，坚硬，叶在老枝上簇 生，幼枝上对生;叶柄长8-25毫米;小叶1对，长匙
形，狭矩圆形或条形，长8-24毫米，宽2- 5毫米，先端圆钝，基部渐狭，肉质，花生
于老枝叶腋;萼片4，倒卵形，绿色，长4-7毫米;花瓣4 ，倒卵形或近圆形，淡黄色，
长8-11毫米;雄蕊8，长于花瓣。蒴果近球形，长18-40毫米，翅 宽5-9毫米，常3室，
每室有1种子。种子肾形，长6-7毫米，宽约2.5毫米。花期4-5月，果 期7-8月。

霸王的根系发达，主根粗壮，入土深度达50一70厘米以下。霸王萌芽较早 ，4月
初芽开始萌动，4月中旬在叶子刚发出时就开始开花，花期可延续到4月末、5月初，5
月开始结实，6—7月果实成熟，8月果实脱落，秋霜后很快落叶，是荒漠地区第一批落
叶的灌木。

霸王的物候节律与当年降水量的多少关系不大，常与前一年的降水量有关。霸王生
长 区域的水热条件大致是，年平均降水量50—150毫米，年温≥10°C。霸王是一种超
旱生的灌木， 耐旱性强。不耐粘重的淤泥性、或者强烈的盐渍化土壤。霸王的生长与石
质、沙砾质、沙质荒漠土壤生境 类型有密切的关系。常见于荒漠和草原化荒漠，偶见于
荒漠化草原。在荒漠地区，出现在石质残丘坡地、 砂砾质丘间平地及固定、半固定沙地
上，亦可沿干河床是带状分布。在积沙的洼地和沙漠外围常形成纯群 落，在砂砾质戈壁
上则与沙冬青、驼绒黎、刺叶柄棘豆、狭叶锦鸡儿等植物组成群落。在草原化荒漠常出
现在干燥的碎石丘陵及坡地上，有时也见于湖滨沙地上。

骆驼喜食霸王的嫩枝叶及 花，冬春也采食枝条。羊对其花一般采食，对幼嫩枝叶少
量采食。牛、马不食。以霸王为建群种组成的草 场类型的产量有以下报道，在沙生清王
荒漠草场上，每亩产鲜草47.5公斤左右，其中霸王的产量占总 产量的5%以上;在草原化
荒漠地区霸王草场上，每亩产鲜草35公斤左右;在石生霸王草场上，产量较 上述两类更
低，每亩仅产鲜草20—25公斤。据对霸王的化学成分分析资料表明，霸王开花结实期含有较高的粗蛋白质。此外，霸王的干枯枝条可做烧柴；并为固沙植物，可阻挡风沙前
进;其根亦可 入药。

白刺为蒺藜科、白刺属匍匐性小灌木，俗称地枣、地椹子、沙樱桃等。叶互生，密< br>生在嫩枝上，4～5簇生，倒卵状长椭圆形，叶长1～2cm，先端钝，基部斜楔形，全缘，
表面 灰绿色，背面淡绿色，肉质，被细绢毛，无叶柄，托叶早落。花序顶生，蝎尾状聚
伞花序，萼绿色，萼片 三角形，花瓣黄白色。果实近球形，径5mm左右，果实成熟时初
为红色，后为黑色，酸、涩，有甜味， 含多种人体需要的微量元素。花期5～6月，果
熟期7～8月。白刺高1—2m。多分枝，平卧，先端刺 针状。叶通常2—3片簇生，宽倒
披针形或倒披针形，长18-25mm，宽6—8mm，先端钝圆或平 截，全缘。聚伞花序生于枝
5

参赛队号 # 4723
< br>顶，较稠密，萼片5，绿色，花瓣5，白色，雄蕊10—15，子房3室。核果卵形或椭圆
形，熟 时深红色，长8—12mm，直径8—9mm，果核窄卵形，长5—6mm,先端短渐尖。

白刺为旱生型阳性植物，不耐庇荫、不耐水湿积涝。自然生长于盐渍化坡埂高地和
泥质海岸滩垄光板裸地 上，耐盐性能极强。多生长在干燥、多风、盐碱重、土壤贫瘠、
植物稀疏的严酷环境中，往往自成群落， 伴生植物较少，在土壤含盐量1.2%以上的地方
偶见有盐地碱蓬、翅碱蓬、柽柳、中华补血草等混生。

白刺为具肉质叶的灌木，枝叶十分茂密，可拦阻并积聚风沙和枯枝叶。喜沙埋，埋< br>后枝节生出不定根，逐渐形成丘状沙堆。堆大小不一，一般以高l一1．5m左右者为多，
高者可 达2—3m乃至5m左右。枝条高度一般仅20—50cm。白刺一般在4月下旬至5月
初萌发，5月份 始花。此时枝、叶还在继续生长，7月中核果成熟时，当年营养枝迅速
增长，叶也渐增，雨季来临时，由 不定根处再发生新枝条，到8月底生长稳定，核果脱
落，生物量也最高。9—10月逐渐枯萎，开始落叶 ，生物量渐减。白刺根系非常发达，
既有深入土壤的轴根，又有向水平方向发展的细长侧根。据观测，枝 条高45cm的白刺，
主根就深达13．8m,侧根长6．8m，根幅相当于地上部分冠幅的14倍。白 刺的繁殖，在
自然条件下可有两种方式：核果成熟并脱落后，借风力滚动传播(或鸟类啄食、携带传播)，行种子繁殖，沙埋后生出不定根，形成新枝条，脱离母体，行无性繁殖。它的花
小而多，生于 小枝先端，雄蕊10—15枚，花粉量大，有利传粉。花粉粒长球形或近橄
榄形，大小为48．9X 2 9．6um。花冠白色，既有调节花内温度，保障花粉发育和受精过
程进行，又有利于招引昆虫传粉．它 的核果多汁、味甜，对招引鸟类或其他动物传播种
子有一定作用。种子表面有一层骨质的内果皮保护，形 成坚硬的果核，对适应严酷的荒
漠环境有一定意义。同时，它也耐贮藏，待条件适宜时再萌发。白刺不同 植株结实率差
异甚大，有的植株几乎不结果实，而产量高的植株，可结果达5kg，其中有种子1kg，
种子千粒重28.6—125.5g注。

白刺属多浆旱生植物，具有很 强的耐旱特性，与中生植物相比，无论在水分生理指
标上，还是在形态结构上，都有显著的差别。白刺对 大气干旱和高温虽有很强的耐性，
但它仍需地下潜水补给水分，用庞大根系吸取土壤水分，故也有人称是 “潜水旱生”植
物。

白刺的分布限于荒漠草原及荒漠，生于沙漠边缘、湖 盆低地，河流阶地的微盐渍化
沙地和堆积风积沙的龟裂土上。还进入干草原区。其生存的土壤包括半固定 风沙土，草
甸型沙土，结皮盐土以及山前的棕钙土等，土壤含盐量0．119 -0．228%。白刺是 荒漠，
半荒漠草地植被的重要建群种之一，白刺群落常在沙漠中湖盆外围成环状分布，且同更
低 处的盐生草甸，盐爪爪群落以及其他盐生植物群落有规则地排成同心圆式的生态系列
的格局。

白刺是一种典型的荒漠植物。它葡散的身躯，多而又密的分枝，护住一个个小沙
丘、小荒坡。它 不怕沙埋土掩，枝条在被沙埋土掩之后，极容易向下生出不定根，向上
萌生不定芽，枝端也继续向上生长 。这样沙积多高，它就爬高多少。它的枝条白白的，
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参赛队号 # 4723

长着一簇一簇肉嘟嘟鲜嫩可爱的小叶片。这些鲜嫩的叶片营养丰富，本是牛、羊、 骆驼
喜食的很好的饲料，但无奈白刺它只肯一点一点地施舍给它们，因为小枝顶端几乎无一
例外 地都硬化成的枝刺不答应。白刺不炫耀它的的花朵，它的花小，5个白色的小花瓣。
许多小花组成蝎尾状 聚伞花序，看上去密密的一小片。白刺结的果肉质多汁，里面含一
粒种子，可称为浆果状核果，熟时暗红 色，汁液丰富。白刺果实酸甜可食，可治肺病和
胃病，也能用以酿酒和制醋，果核还可榨油。

骆驼基本终年采食，尤以夏，秋季乐食其嫩枝，冬春采食较差，羊也可采食其嫩枝
叶，马和牛一 般不吃。它的果实为驼羊所喜食，鲜果或干果均为猪所喜食。寄生于白刺
根上的锁阳，晒干磨粉也可做牲 畜的补饲饲料。

白刺草地是我国荒漠区最重要的草地类型之一，对该区畜牧业的饲料平衡有 重要作
用。它的产草量视土壤水分条件和沙子流动程度，变化较大。据测定，就白刺沙堆每平
方 米的生鲜嫩枝叶产量言，低者473g，高者1225g，就白刺草地的风干嫩枝叶产量言，
每公顷低者 为51kg(半固定沙地)，高者达1548kg(盐化草甸沙地)，一般言之，每公顷
产量在450k g左右。就化学成分言，它富含碳水化合物和灰分，蛋白质也较丰富，而在
矿物质中，钙和磷均较少，尤 以磷的含量最低。蛋白质的品质从所含9种必需氨基酸总
量看，品质还是较好的。

猫头刺是矮小丛生垫状半灌木。高约10～20厘米，分枝多而密。叶轴宿存，呈硬
刺状，密生平伏柔 毛；托叶膜质，下部与叶柄连合；双数羽状复叶，小叶4～6片，条
形，长5～15毫米，宽1～2毫米 ，先端渐尖，具刺尖，基部楔形，两面被银白色平伏
柔毛，边缘常内卷。总状花序腋生，有花1～3朵， 蓝紫色、红紫色以至白色；花萼筒
状；花冠蝶形，旗瓣倒卵形，翼瓣短于旗瓣，龙骨瓣先端具喙。荚果长 圆形，革质，长
1～1.5厘米，外被平伏柔毛，背缝线深陷，隔膜发达。分布于中国河北、内蒙古、陕 西、
甘肃、宁夏、青海、新疆等地；西伯利亚、蒙古也有。

猫头刺是荒漠草原 带的标志植物之一。生于砂砾质淡灰钙土、淡栗钙土、棕钙土地
区及漠钙土区的边缘地区。见于干旱的丘 陵和河谷阶地，也大量生长在山麓石质、砾石
坡地和高原、河谷冲积平原的薄层覆沙地。在内蒙古乌兰察 布盟北部、宁夏中北部，与
戈壁针茅、沙生针茅、石生针茅、短花针茅、冷蒿等组成荒漠草原；在贺兰山 西麓洪积
扇及山前倾斜平原淡灰钙土上，与红沙、无芒隐子草或短脚锦鸡儿、驼绒藜等组成草原
化荒漠；向北部，可推进到荒漠带的边缘，例如在伊克昭盟西部、乌兰察布盟北部剥蚀
低山砂砾质、碎石 质坡地，与红沙及蓍状亚菊、冷蒿或刺旋花、半日花、松叶猪毛菜及
小针茅、无芒隐子草组成草原化荒漠 ，在鄂尔多斯、阿拉善高平原南部，与霸王、沙冬
青、绵刺、四合木、膜果麻黄及蓍状亚菊、小针茅组成 荒漠草原。在半荒漠地带的固定、
半固定沙丘及沙地，常与柠条、黑沙蒿、梭梭、白刺、霸王、泡泡刺等 组成沙质荒漠草
场。猫头刺还可向东、向南侵入干草原带，作为小针茅草原的伴生成分或沙化、荒漠化< br>演替过程的一个类型，占据某些边缘地段。性喜干旱和砂砾质基质，不耐水淹和盐渍化；
遇大旱， 成片死亡或生长不良。猫头刺早春4月返青，5月中下旬开花，6～7月结果。
春季开花时，使荒漠草原 在半月内呈现一片蓝紫色瑰丽的特殊季相。
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参赛队号 # 4723

早春山羊与绵羊可以会采食一些花、叶；冬春季节和草缺年份，驴、马和山羊采食
其茎基部。夏、秋季节骆驼乐食，其他家畜多不采食。在荒漠草原地区也是一种固沙植
物，在浮 沙地上可防止土壤风蚀。枯死的植株可作为烧柴。植物全株多刺，花、叶短小，
又藏于刺丛中，大大影响 其饲用价值，为劣等饲用植物。在猫头刺占优势的半荒漠地区，
最好用饲用价值较高的旱生、强旱生草本 或小灌木、小半灌木逐步地代替这种草，使草
场向有利方向更新。清除后的猫头刺可通过晒干、粉碎，用 其草粉饲喂家畜，或直接用
作薪柴和绿肥。这种试验应控制在一定面积上，带状间隔进行，防止大片除掉 后造成土
壤严重侵蚀。

本课题重点研究三种典型干旱地区植物（霸王、白刺、猫头 刺）的同时研究了区域
内三种鼠类动物：三趾跳鼠、子午沙鼠、小毛足鼠。

三趾跳 鼠，俗名“跳兔”，系鼠科动物。它以“跳”著称。走路的样子一跳一跳
的，跑起来更是跳，悬起来能跳 一丈高。三趾跳鼠前腿短，约5公分；后腿长，约20
公分，站立起来约有半尺高。它的食物来源主要是 糜谷杂粮等，夏季渴时饮用露水。它
肚皮清一色的白毛，上身灰色，尾巴长，尾尖纤细、黑白相间。过去 读私塾的先生们都
用跳鼠的尾巴尖做毛笔，写出的字不亚于“狼毫”。分布于甘肃省内分布于张掖、高台 、
酒泉、嘉峪关、金塔、玉门、安西、敦煌、肃北、阿克塞等地；中国见于青海柴达木盆
地、山 西、陕西、河北北部、内蒙古、宁夏、新疆、吉林、辽宁西部；国外分布于蒙古、
苏联中亚和哈萨克斯坦 以及伊郎北部。体长略大于11厘米。头圆吻钝。眼大。耳壳发
达，耳前方有一排白色硬毛，成栅状但贴 头前折不达眼前缘。尾长，其长约为体长的13。
前肢短小，具五趾，二、四趾爪发达，爪细长而锐利。 后肢约为前肢的三倍，具三趾，
各趾下被有梳状硬毛。门齿前面橙黄色，中央有纵沟。背毛及后肢外方深 沙黄色微沾黑
色，毛基部灰色，中段深沙黄色，毛尖黑色；少数毛深沙黄色的一段为黑色所代替；体侧浅沙黄色，毛基白色；腹面、前肢、后肢内侧均为白色；白毛区绕过臀部向后一直延
伸到尾基部； 耳壳外方棕黄色，内面为稀疏白毛；耳后有一白斑，颊部至眼上方色浅，
毛基白色；鼻上方小部分被以短 而硬的纯沙黄色毛；尾上下两色，背方为纯沙黄色，腹
方白色，尾末端有黑褐色和白色毛相间而成的毛束 ，但其黑褐色环在腹方为白毛隔断。
头骨宽而短；额骨在肋骨后缘部分最窄；颧弓虽细，但向上分支很宽 ；眶下孔大，呈卵
圆形；鼻骨与额骨相接处有凹陷，但较羽尾跳鼠的凹陷浅；顶间骨大，听泡中等，两听
泡前端距离宽。乳突部不膨大。门齿孔后缘一般不超过前臼齿。腭孔两对，较小。

三趾跳鼠多在地势高而干燥、地表植被稀疏、长有沙生植物的沙质土壤中栖居。喜
欢在沙蒿、柽柳、锦鸡 儿等灌木丛间活动。洞穴比较简单，多筑于植被稀疏的沙质土壤、
半固定沙丘过流动沙丘上。一个洞有洞 口一个，直径约8-9厘米，向下通窝巢。洞道长
一般为1.2-1.5米，距地面深30-60厘米 。在洞道末端扩大的地方为巢室。在繁殖期
窝巢铺垫干草。窝呈圆形，外径13-15厘米，其深约为3 厘米。窝巢侧方有向地面 斜
伸的盲道，通到地面下方，遇有险情时，由此破土逃跑。
三趾跳鼠每年有两次活动高峰，6月份植物生长繁茂，食物丰盛，它的活动范围大，
频次加强，达到 全年活动的第一个高峰。8月下旬，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。昼伏夜出，黄昏
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参赛队号 # 4723

后出洞觅食，白天偶尔出洞，有冬眠习性，冬眠期六个月左右。三趾跳鼠以植物种 子及
幼嫩根、茎为食，亦食少量昆虫。三趾跳鼠一年繁殖一胎，怀孕期约28天，每胎产仔
2- 5只。天敌是同羽尾跳鼠。三趾跳鼠在草场盗食沙蒿、柠条等固沙植物种子及其幼苗，
严重损害沙地植被 ，破坏固沙造林事业。在农区，啃食作物幼苗，掏食瓜类。

子午沙鼠外形与长爪沙鼠相似， 仅稍肥硕。成体体长105～150mm。尾被密毛，末端
有小毛束，其长略小于体长。耳短圆，约为后 足长12。眼大。后足掌被密毛，仅在前
端有一小的裸毛区。体背沙黄或沙黄略带棕色，毛基暗灰色，毛 尖为黄棕色，中间鲜黄
色。头部和体则毛色稍浅。腹毛纯白色，有些标本的愎毛毛基稍带浅灰色，但毛尖 纯白。
这是与长爪沙鼠的重要区别之一。尾部背腹面均为沙黄色。尾端毛束，因地区不同其颜
色 从黄色至黑褐色。爪白色。头骨比长爪沙鼠稍宽大。颧宽约为颅全长35。顶间骨宽
大，背面明显隆起， 后缘有凸起。听泡发达。门齿孔狭长，后缘达臼齿前端的连线。子
午沙鼠主要栖息于荒漠或半荒漠地区， 有时也见于非地带性的沙地和农区。在内蒙古，
子午沙鼠的典型生境为灌木和半灌木丛生的沙丘和沙地。 子午沙鼠的洞系可分为越冬
洞、夏季洞和复杂洞。洞口直径3—6cm，1—3个洞口，有时4—5个， 多开口于灌丛和
草根下，洞道弯曲多分支，总长度2—3m，深度多为30—40cm，有的分支在接近 地表处
形成盲端，以备应急之用。越冬洞洞道深，窝巢深达2m以下。雌鼠在妊娠和哺乳期间
出 入洞口之后，常将洞口堵塞。子午沙鼠不冬眠，喜在夜间活动。

子午沙鼠是亚洲中部 荒漠、荒漠草原动物。广泛栖息于各类干旱环境。它们常聚集
于小片适宜的生存环境。以草本植物、旱生 灌木、小灌木的茎叶和果实为主要食物。一
些带刺的灌丛，如狭叶锦鸡儿、沙兰刺头等亦为其所采食。春 季曾在其胃中检出鞘翅目
昆虫的残片。在农区盗食各种粮食作物，甚至葡萄干、西瓜、甜瓜、向日葵籽以 及树木
幼苗。子午沙鼠很少直接饮水，仅在秋季可见其采食带露水的叶子。笼养条件下，日食
量 为18～34g日。夏季的日食量高于秋季。夜间活动，白天极少出洞。在22～0时为活
动高峰，清晨 4～6时有一个小高峰。活动距离为60～870m，平均264m。觅食时趋于远
离洞口，仅在交尾期 或哺乳期才限于洞系周围取食。随季节的变化有迁移觅食的习性，
其迁移距离一般不超过1km。秋季储 粮时期，植物种子普遍成熟，食物丰富，沙鼠的活
动范围也相对稳定。通常子午沙鼠以1雄1雌方式共栖 。洞系多位于沙丘边缘或灌丛下，
很少建于平地。有2～4个洞口，少数为单一洞口。洞道多分支和．盲 道、暗窗。仓库、
窝巢、粪洞均与洞道相连。窝巢位于最深处的干沙层，距地面40～75cm，垫有草 根、软
草、兽皮等物。夏季的白天，沙鼠常将洞口堵住。临时洞结构简单，洞道长仅lm左右，
无窝巢。子午沙鼠从春季到秋季约增长10倍，其死亡率为90%左右，自然界中活到一年
的不到1%。 分布于内蒙古、河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆等省、区。春
季交尾，在5、6月份为产仔 盛期，每胎产3～10仔，平均6仔。大多越冬雌鼠繁殖2
胎。7、8月份已很少有幼仔出现。食物充足 的年份，在9月又有部分雌鼠可产1胎。新
疆木垒县在牧草丰盛的年份曾发现9月的孕鼠占雌鼠总数80 %，可见食物对沙鼠的繁殖
影响甚大。幼鼠出生一个月后开始独立生活。

子 午沙鼠的年数量变动幅度较小。各年度的同一季节密度水平大致一致。但季节间
数量差异较大。秋季数量 约为春季的5～10倍。秋季种群中幼鼠约占80%。荒漠绿洲、
低湿沙地及荒漠灌丛中的数量高于砾土 荒漠。而这类环境又多被开垦用作农业生产基
地，因而这些地区农田害鼠颇为严重。
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参赛队号 # 4723

小毛足鼠体型很小，体重一般在13-1 8克。小体型动物由于其体表面积与体积之比
值较大，根据物理学原理，热量散失速率快，因此动物维持 恒定体温的能量代价也就较
高，当面临低温胁迫时代价就更大了。小毛足鼠在野外主要以植物的种子为食 ，有颊囊，
很胆小，怕惊吓，是沙地生态系统的重要成员。小毛足鼠的模样非常招人喜欢，它尾巴
很短，只有一粒米大小，背部的毛色是沙黄色的，腹部是纯白的，嘴部和眉毛也是白色
的。为适应沙地 的环境，小毛足鼠的趾部长有细细的绒毛，用以增加与地表的接触面积，
从而更方便地在沙地上行走。这 就是它被称为“毛足鼠”的原因。小毛足鼠体形玲珑，
成体体重仅有15克，称之为小毛足鼠可谓名符其 实。小毛足鼠通常在每年的4月份开
始繁殖，10月份结束。小毛足鼠的每胎产仔3至10个，平均为6 只左右。初生仔鼠全
身裸露，无被毛，通体肉红色，眼无视觉功能，有短距离的爬行能力，能发出短促的 “吱
-吱”的叫声。小毛足鼠的亲子两代表现出很强的亲和力，当幼鼠断奶并能独立取食之
后， 母鼠常会带领所有的幼鼠一块出窝搜寻食物，现场传授生存技能。因此，在沙地设
置陷阱捕鼠的时候，通 常在不到20平方米的范围内，能够同时捕到一只母鼠和五、六
只体形大小相当的仔鼠。小毛足鼠主要取 食植物种子和昆虫。由于小毛足鼠行动迟缓，
捕获虫子的能力有限，因此在其食物组成中，虫类食物所占 的比例大约在10%-20%之间，
其余为各类植物种子。在近乎光秃秃的沙丘上，很少有植被生长，为 搜集足够的食物，
小毛足鼠通常需要搜寻较多的地盘。小毛足鼠具有一对叫做“颊囊”的食物存储器官，
在脸颊的下后方位置上。颊囊的作用是将采集到的事物临时贮存起来，带回窝巢。颊囊
相当于手 提包的作用，最多的时候可在颊囊发现一百多颗植物种子，通常利用小毛足鼠
的颊囊内储藏食物种类和组 成研究和分析小毛足鼠的食性特点。小毛足鼠在受到惊吓时
会吐出一些颊囊中的食物，似乎有点“花钱消 灾”的味道，如果对方是同类或者体形稍
大的鼠类，这招或许能管点用，但在捕食性敌害面前，这招显然 没有什么用处。小毛足
鼠体态轻盈，具有一定的攀缘技能，能够爬上植株采集植物种子，并主要以植物种 子为
食。小毛足鼠的洞口一般在沙丘的中上部位，其中以阳坡居多， 阴坡少见。小毛足鼠
的洞 口呈扁圆，水平方向略长，直径约2.5-3.0厘米，竖直方向直径约2.2-2.5厘米，
通常分布 在植被根丛下。小毛足鼠的洞道相对简单，迂回曲折但很少有分支。小毛足鼠
主要在夜晚活动，在质地疏 松的沙丘，小毛足鼠的爬行活动可在地表留下清晰的足迹或
拖痕，足迹或拖痕可以延伸很长的距离，给寂 静而荒凉的沙丘上增添了一道美丽的风景
线。小毛足鼠为不冬眠种类，冬季仍外出搜寻植物种子。由于冬 天的环境条件和食物条
件恶劣，小毛足鼠在秋季开始贮存食物，存贮仓库与其窝巢相连。光周期的变化和 环境
温度的下降可能是诱导小毛足鼠出现储食行为的原因。

小毛足鼠由于体型娇小 ，受到宠物市场的追捧。记住其体型特征是挑选的重要依据，
小毛足鼠体小，长不超过90毫米。尾极短 ，仅仅露出于毛被之外，尾长不超过14毫米。
具乳头4对，具颊囊。后足长为12毫米左右；足掌、掌 趾下面均被白色密毛，但掌毛
要比趾毛稍短。背部中央不具有黑色条纹，腹毛色纯白，背腹界限清晰，无 镶嵌现象；
夏毛背部自吻部至尾上方及体侧上部均呈淡驼红色；前后肢外侧上端为淡驼红色，但其
间杂有少量黑色长毛且明显地露出毛被之外；单根背毛基部灰黑色，毛尖为淡驼红色，
但在后头至腰部 ，淡驼红色的毛尖长度较短，常使灰色毛基露出外方，从而使这些部位
毛色较暗；前额、颊部、体侧及臀 部淡驼红色的毛尖较长，外观见不到灰色毛基，因而，
除极少数具黑色毛尖的毛外，该部为纯淡驼红色； 腹面、体侧的下部与四肢均几乎为纯
白色，体侧与背面界限几乎为一条直线，无相互嵌镶现象，眼与耳之 间有一片纯白的斑
块；耳内侧被白色短毛，外侧毛为灰色，后部为白色；尾及前后足均为白色。头骨较狭
长，弧度较大；脑颅呈圆形，无棱嵴，鼻骨较狭窄，其前部不显著地扩大，末端与前颌
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参赛队号 # 4723

骨突几近相等，吻细而长；额骨比较低平 ，其侧缘无明显的眶上嵴，眶间宽较大；顶骨
隆起，顶间骨甚大，为等边三角形；枕骨略向后伸，眶下孔 呈卵圆形；颌骨颧突的下枝
较窄；颧弓不特别向外扩张，两侧的颧弓几成平行。门齿孔短其长度约等于上 臼齿列之
长。听泡小而低平，其前内角向隧伸呈管状且延伸到翼骨突起的下方。

小毛足鼠栖息于荒漠、半荒漠植物稀疏的沙丘边缘及沙丘之间的灌丛中，尤其在水
草生长比较丰盛的地段 ，在草原中荒漠化或半荒漠化的沙丘为多，芨芨草滩或草甸草原
上亦可遇见。时或在荒漠边缘的农田中栖 居筑洞穴居，洞穴常常筑在沙丘的坡面，洞口
很小，居住洞口则往往用土块堵塞，较难发现。洞道直径比 洞口略大，多数为单一不分
支洞道。洞道的总长度约为50-100厘米，洞道末端膨大，为一窝室。偶 然见个别鼠洞
有两个分支洞道。营夜间活动的生活方式。以绿色植物的种子、果实为食，亦猎食昆虫特别是甲虫。在个别地区动物性食饵与植物性食饵几近相等。年可繁殖1-2次，3-4月
份进入繁 殖期，一直延续到10月份。每胎4-8仔。主要天敌有蛇、荒漠猫、各种鼬类
及猛禽。
< br>生态专家们在两个月份对三种植物、三种动物做了大量的现场的调查，得到了原始
数据表格，希望 我们科学小组能够利用数学计算的手段反映出当地生态的实际情况，并
对政府部门之决策提供参考。




模型假设

正如前面论述，生态描述是 一个超级复杂的问题，但是我们采集到的数据必须进行
科学加工才能够更真实地反映了生态环境。

如果研究客体单一，那么其体积的指标是可以根据相关性来表示，而不需要苛求单
一 数据的准确性。例如对外径、壁厚、材质一致的均体钢管体积的描述，可以简单地用
长度表达，只是要更 换单位。在实际生产中，描述钢管的量也往往直接用长度，不是用
其精确体积，这种借代是可行的。作为 客体不是单一的，就要研究其相关性，是线性关
系，还是成几何梯度变化，差别巨大。我们研究的三种植 物和三种动物的数据关系，属
于非线性关系，应该有精确表达。具体来说，一个区域长了几株草和几颗数 ，不能完整
反应生态关系，因为一颗参天大树与另外一颗新栽种幼苗树对生态的影响几乎是天壤之
别。

对于植物，我们拟用露出地面总体积来表达。草的厚度固定为其高度的十分之一，< br>形体为一个圆饼。灌木形体假定为一个锥体。对于动物，就用百夹捕获率来表达。

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参赛队号 # 4723


定义与符号说明

H——高度；
S——覆盖面积；
M——密植率；
G—生物量；
V—植物体积，
对于草本植物，V1=0.1HSM,
对于灌木植物， V2=0.33HSM；
P--相对密度,P=MGV



模型的建立与求解
对于草类植物，厚度按高度之十分之一，区域内其总 体积V1=0.1HSM；对于灌木，
用锥体来模拟，区域内其总体积为V2=0.33HSM；区域内 植物总体积V0=V1+V2。

针对给出的整理数据，参照上述说明，利用Excel强大 的计算功能很方便地计算出
植物体积总量、植物总重量、植物相对密度，还可以计算出三种草原鼠的总和 。

数据处理中发现有些数据采集可能有误，比如有0值，我们做了不采信处理，整条
数据报废，同时在同一条件下，4套数据做了同步处理。最后同一采信的数据就是6套，
也就是6*4 =24组。特此说明。

具体计算结果见附表1.《计算结果表》

利用我们的计算模式得出的结论如下表。
过牧地区生态统计数据计算结果

7月汇总
10月汇总
鼠总量
70.8
42.2
植物总体积
965.051
494.160
植物总重量
1773.318
5506.265
相对密度
1.838
11.143
轮牧地区生态统计数据计算结果
7月汇总
10月汇总

92.6
49.2
965.051
1481.602
12
1773.318
9947.899
1.838
6.714

参赛队号 # 4723


两个地 区，很明显7月份的生态具有惊人的相似性，在10月份过牧地区植物的总
重量增加了2.1倍，体积却 下降了0.95倍，更直观地就是相对密度从1.838上升到
11.143。说明十月份虽然植物枝干 部位有所增长，但是叶子部分却更少。这反映了当地
食草动物活动过于旺盛，比如牧羊情况超出了生态承 受能力。

对于轮牧地区，植物的总重量增加了4.6倍，体积增加了0.5倍，更直观地就 是相
对密度从1.838上升到6.714。说明轮牧地区的生态保持情况比过牧地区要好一些。但是就相对密度上升很大说明生态保护仍然有很大漏洞。

从两个地区鼠类存在减少看，当 地鼠类天敌应该不少，也就是自然生态有其和谐之
处。生态也在慢慢恢复中。

模型评价与推广

老实说，刚刚拿到这套数据，我们也不知道从何下手，几个人分头 收集资料，渐渐
地对生态问题有了一点点概念。如何计算一颗树或一颗草的体积，需要一定的经验做推< br>手，由于一点概念也没有就主管地设定了草的厚度是其高度的十分之一，树丛的体积用
锥型体来替 代。通过几组数据的计算，我们觉得确实反映了一些情况，心里有很大的宽
慰。如果这种模型能够在生态 环境评价与保护中得到承认，我们小组成员将终生难忘。

定义植物相对密度，就是植物的重 量与其体积之比，虽然这个概念和纯粹物理上的
密度概念不可相提并论，但是它确实表达出了一个崭新概 念，就是看似不应该变得数据
实际却变化了，说明了生态受到外力破坏的实际情况。

根据我们计算的结果，愿意向有关部门反映：过牧地区和轮牧地区生态环境应受到
重视，植物的生长于 动物的啃食不像匹配。保护仅有的一些沙漠植被比保护同一地区的
动物更为迫切。政府和当地部门应鼓励 农民绿化沙漠干旱地区，带到绿草如茵时候再开
发牛羊骡马畜牧业发展。遏制如沙尘暴、雾霾之类的现象 需要全人类共同的努力！


参考文献

[1] 生态学基础 作 者：成人高考《生态学基础》编写组编 出版社： 人民教育出版
社 出版时间： 2010-3-1 .
[2] 贾丽奇;生态城市发展的景观生态途径探讨[D];同济大学;2007年.
[3]李占华;山东省海河流域生态环境恢复及生态河道建设研究[D];山东大学;2006年.
[4]《全国中草药汇编》。
[5] 赵哈林、张铜会、 赵学勇、大黑俊哉、周瑞莲。内蒙古半干旱地区沙质过牧草地
的沙漠化过程, 《干旱区研究》2002年04期。


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附表1，过牧计算结果表

过牧地区7月与10月生态调查计算


7月
1
2
7
12
14
15
求和
高
2.756
2.333
3.667
7.333
5.083
4.583
盖
0.500
0.500
1.500
3.000
3.000
5.000
白刺
密
20.000
4.000
12.000
7.000
生物量
0.090
0.020
3.860
9.640
高
27.667
23.500
37.278
34.750
33.583
48.500
植物因子
霸王
盖 密 生物量
78.563
67.150
13.250
49.759
22.773
15.900
啮齿动物优势种百夹捕获率
三趾跳
鼠
4.40
3.60
4.60
0.60
0.60
2.20
16.000

6.20
4.60
1.60
2.00
0.60
0.40
15.400
子午沙
鼠
8.20
11.20
3.20
1.20
1.60
1.60
27.000

8.20
4.20
2.60
0.60
0.20
0.40
16.200


小毛足

鼠
鼠量和
11.60
8.40
1.20
1.00
2.80
2.80
24.20
23.20
9.00
2.80
5.00
6.60
植物
44.924 0.875
23.742 0.875
5.694 0.438
10.159 0.688
11.846 0.875
6.283 0.125
53.000 15.980
44.000 14.120
25.756 13.500 140.000 43.710 205.278 102.648 3.875 247.394

8.280
7.000
7.200
3.670
4.720

36.667
51.333
19.889
23.111
56.833
43.000

8.782 0.625
15.266 0.250
2.450 0.964
8.774 0.500
11.543 0.313
44.394 0.125
91.209 2.777

13.825
15.975
6.308
4.143
9.320
19.890
69.460
27.800 70.800

2.60
5.00
0.00
2.00
0.60
0.40

17.00
13.80
4.20
4.60
1.40
1.20
10月
1
2
7
12
14
15
求和
2.700
2.000
2.800
2.000
1.667
2.583
13.750
1.000 180.000
1.000 75.000
0.500 301.000
0.500
2.000
3.000
28.000
66.000
48.000 18.400
8.000 698.000 49.270 230.833 10.600 42.200

附表2，轮牧计算结果表

轮牧地区7月与10月生态调查


7月
1
2
7
12
14
15
求和
1
2
7
12
14
15
求和
高
2.756
2.333
3.667
7.333
5.083
4.583
盖
0.500
0.500
1.500
3.000
3.000
5.000
猫头刺
密
20.000
4.000
12.000
7.000
53.000
44.000
生物量
0.090
0.020
3.860
9.640
15.980
14.120
高
27.667
23.500
37.278
34.750
33.583
48.500
植物因子
霸王
盖 密 生物量
78.563
67.150
13.250
49.759
22.773
15.900
啮齿动物优势种百夹捕获率
三趾跳
鼠
2.80
1.00
3.80
1.40
4.40
3.40
16.800

0.20
0.00
0.80
2.80
2.80
3.00
9.600
子午沙
鼠
25.20
14.80
7.20
0.60
1.20
1.40
50.400

10.20
20.80
2.40
0.40
0.40
1.00
35.200


小毛足

鼠
鼠量和
8.00
7.20
1.60
1.00
3.40
4.20
36.00
23.00
12.60
3.00
9.00
9.00
植物
44.924 0.875
23.742 0.875
5.694 0.438
10.159 0.688
11.846 0.875
6.283 0.125
25.756 13.500 140.000

1.000

11.000
43.710 205.278 102.648 3.875 247.394

5.590
7.980
2.910
28.130
41.230
62.510

24.167
25.000
19.833
24.889
26.667
47.333

29.194
25.400 92.600

0.40
0.60
0.80
1.20
0.20
1.20
10.80
21.40
4.00
4.40
3.40
5.20
10月
1.900
2.867
3.958
5.533
4.594
10.543 0.563
5.000 135.000
0.700
2.500
13.000
32.000
19.429 0.938 188.063
4.067 1.250
6.935 1.563
27.204 0.438
11.947 0.438
12.380
26.020
26.775
12.594
8.000 142.000
28.000 7.500 10.000
26.352 27.200 361.000 148.350 167.889 80.125 5.188 295.025 4.400 49.200





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