宝天曼自然保护区树附生苔藓空间格局分析

采用单变量g(r)函数,选用同质性泊松、异质性泊松、同质性托马斯和异质性托马斯4个零模型,分析了宝天曼自然保护区内1 hm2样地中11种树附生苔藓物种的空间分布格局.结果显示,11个物种中,有6个物种在同质性泊松模型下表现出聚集分布,在同质性托马斯模型下的聚集程度有所减弱,但在异质性泊松模型下完全变为随机分布.与同质性泊松模型下的分布相比,在异质性泊松模型下,有4个物种在较大尺度上的聚集分布变为随机分布;而在同质性托马斯模型下,有2个物种在较小尺度上的聚集分布变为随机分布.研究表明:1)生境异质性和扩散限制均对树附生苔藓空间分布格局的形成有影响,且生境异质性起主要作用;2)生境异质性可在小尺度上影响树附生苔藓的空间分布,扩散限制也能在大尺度上发挥作用.     

植物多样性促进种支配局域空间多样性结构

生物多样性的形成和维持机制一直是生态学关注的核心议题,检验了温带森林群落多样性格局组建过程中生态位理论所强调的确定性过程与中性理论所关注的随机过程的相对重要性,并且量化了二者所起作用的空间尺度。在520 m ×420 m中龄林动态监测样地树种空间定位数据的基础上,采用单物种-面积关系模型量化了特定树种对局域范围物种多样性的影响,同时利用同质性泊松过程和异质性泊松过程来检验目标物种偏离中性状态的显著性程度。研究结果表明,除红松、长白落叶松和青杨外,绝大多数树种在小尺度上表现为多样性促进种。植物多样性促进种和中性种共同支配了林分空间多样性格局,但二者所起作用的相对大小与空间尺度密切相关。多样性促进种比例随着空间尺度增加而减小,中性种比例随着空间尺度增加而增大,抑制种比例维持在较低水平且变化不大;在中小尺度上,植物多样性促进种在群落中占据绝对优势,而在大尺度上中性种则占优势。因此,中性理论所关注的随机过程和生态位理论强调的确定性过程相互耦合,共同决定了温带中龄林群落空间多样性格局的组建过程。     

长白山次生针阔混交林乔木多样性维持机制研究

温带森林的生物多样性形成和维持机制仍处于理论探讨阶段。本文利用单物种-面积关系模型,检验了样地 中21 种木本植物对局域群落多样性的影响。结果表明:1)不同树种对邻域多样性格局影响存在差异,在0 ~ 50 m 空间尺度上白桦、水曲柳、长白落叶松、怀槐、鱼鳞松、红松、青杨、山杨、臭松、紫椴、春榆、色木槭、青楷槭和花楷槭 表现为多样性促进种;枫桦和假色槭表现为多样性抑制种;黄檗和蒙古栎在绝大多数空间尺度上表现为中性种;裂 叶榆和糠椴在部分空间尺度上抑制了局域群落多样性。2)在0 ~50 m 空间尺度上,多样性促进种比例明显高于中 性种和抑制种,并且促进种比例随着空间尺度增加而下降,具有明显的尺度依赖性;在所有研究尺度上抑制种和中 性种比例始终维持在20%左右。因此,生物多样性促进种在群落多样性格局组建过程中起主导作用,研究结果进 一步验证了生态位理论在温带森林群落多样性维持中具有重要作用。同时,中性种所代表的随机过程在群落组建 过程中所发挥的作用也不容忽视。      

长白山次生杨桦林树种多样性格局多尺度分析

从植物种群角度出发研究物种对局域群落多样性格局的影响,有助于更好地揭示群落水平研究中易于被掩 盖的种间互作等作用机制对群落组建过程的影响。研究了不同空间尺度上树种对局域多样性格局的影响,检验了 促进种、中性种和抑制种在群落多样性格局组建中所起的作用。以长白山5.2 hm2 次生杨桦林监测样地数据为基 础,采用单物种-面积关系模型计算29 个树种的ISAR 和mISAR 曲线,并用完全空间随机化方法检验了单物种-面 积关系偏离中性的显著性。研究结果表明,不同树种在不同空间尺度上对局域多样性格局影响不同;样地中臭松、 簇毛槭、色木槭、山杨、水榆和紫椴为多样性促进种,白桦和春榆为多样性抑制种;水曲柳、蒙古栎、山丁子和暴马丁 香在小尺度上为中性种,其他树种在小尺度上均表现为促进种。多样性促进种、中性种和抑制种对群落多样性格 局组建的影响具有明显的尺度依赖性,多样性促进种在中小尺度(0 ~36 m)上比例最高,在群落多样性构建过程中 起主导作用;而中性种在大尺度上比例最高,决定了群落多样性格局的构建过程。因此,多样性促进种和中性种共 同影响着局域群落多样性格局构建,二者的相对作用大小取决于讨论问题的空间尺度。      

长白山不同林型空间格局及树种多样性多尺度分析

物种空间分布如何影响群落多样性格局目前还不清楚。以长白山针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林3 个 5.2 hm2 样地为基础,采用Ripley爷s K 函数分析了树种的空间分布,在种群水平上检验了不同树种对局域多样性格 局的影响。研究结果显示:1)针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林样地中绝大多数树种在小尺度上呈聚集分布;针 阔混交林样地中簇毛槭、色木槭和蒙古栎在大尺度( 30 m)上呈现随机或均匀分布;椴树红松林和云冷杉林样地 中树种空间分布受研究尺度影响较小,在不同空间尺度上树种空间格局基本一致。2)在物种组织水平上,同一树 种对不同林分的多样性格局影响存在差异。但在群落组织水平,针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林却具有一致 的多样性格局组建规律。多样性促进种比例随着空间尺度的增加而减少,中性种比例随着空间尺度的增加而增 大。中小尺度上多样性促进种在群落构建中起主导作用,而在大尺度上中性种决定了群落多样性格局。3)绝大多 数树种的空间分布与其多样性维持作用之间没有明显关联性。少数针叶树种臭松、红松和鱼鳞松在空间聚集分布 的尺度范围越大时,其对局域群落多样性呈非促进效应的尺度范围相对也越大。建议未来从物种聚集效应角度出 发进一步探讨群落多样性的形成和维持机制。      

小陇山锐齿栎林木本植物物种丰富度与生产力关系研究

  目的  物种丰富度?生产力关系研究是天然林生物多样性保护和生态系统功能维持的理论依据。由于物种丰富度间接包含了功能多样性、系统发育多样性和基因组多样性,因此从物种丰富度的角度探讨多样性?生产力关系,可以分析发现影响植被生产力的其他多样性因素。以往关于森林物种丰富度与生产力关系的研究大多集中在群落水平,而对于单个物种生产力对邻域物种丰富度的响应是如何影响群落水平的物种丰富度与生产力关系的研究却鲜见报道。  方法  本研究以小陇山地区的锐齿栎天然林为研究对象,通过回归分析、关联指数模型和异质性泊松模型,分析群落和物种水平的木本植物物种丰富度与生产力关系。  结果  丰富度?生产力关系在群落水平上表现出明显的尺度依赖性:在10 m × 10 m的研究尺度上,物种丰富度与群落生产力呈单峰曲线关系;而在20 m × 20 m的研究尺度上,物种丰富度对群落生产力无显著影响。物种水平上,0 ~ 20 m范围内物种丰富度?生产力关系中性种占比最大,占所有目标种总和的68.8% ~ 81.3%;其次为促进种;抑制种所占比例最小。研究区部分的树种表现出明显的偏离中性关系的情况,种间促进或抑制作用对丰富度?生产力关系有重要影响。  结论  物种丰富度和物种属性均会影响小陇山锐齿栎林生产力。      

吉林蛟河近熟林树种多样性格局组建机制研究

植物种在群落多样性格局组建过程中所起的作用一直是生态学重点关注的问题。2010 年在吉林蛟河建立面 积为21.12 hm2 的近熟林监测样地,样地中记录到DBH 1 cm 木本植物32 405 株, 共计50 种木本植物。利用单物 种-面积关系模型分析了样地内30 种木本植物对局域群落多样性格局的影响,利用完全空间随机化模拟计算植物 对局域多样性促进或抑制的显著性程度。研究结果表明:1)由于ISAR 模型没有考虑竞争的非对称性,在相同取样 面积下,同一树种的mISAR 值普遍低于ISAR 值。不同树种的mISAR 曲线更加分散、区分度更为明显,且具有明显 的尺度依赖性。2)在0 ~50 m 空间尺度上,簇毛槭、黑樱桃、翅卫矛、稠李、大果榆、花楷槭、毛榛和青楷槭为多样性 促进种;水榆为中性种;红松、色木槭、胡桃楸在绝大多数空间尺度上表现为抑制种;其余树种绝大多数在小尺度上 表现为促进种。3)在中小尺度上,促进种决定了局域群落多样性格局组建; 在较大尺度上,促进种和中性种共同作 用于群落多样性格局的组建,并且随机过程的影响相对更强。因此,促进种和抑制种所代表的确定性过程与中性 种所代表的随机过程共同作用于森林群落多样性格局构建过程, 并且二者起作用的空间尺度不同。      

长白山阔叶红松林系统发育和功能性状beta多样性

Beta多样性是生物多样性的重要组成部分,对于研究生物多样性的形成机制具有重要意义。基于物种进化历史和功能性状的系统发育和功能性状beta多样性的研究,能够从不同的角度反映群落格局形成的生态学过程。本文以长白山阔叶红松林40 hm2样地中45种木本植物(DBH≥1 cm)为研究对象,采集了最大树高、叶面积、比叶面积和叶氮含量4种功能性状,采用Srensen指数衡量功能性状与系统发育beta多样性在不同空间尺度(半径为10、20、25、50和75 m)的变化趋势,并通过比较系统发育和功能性状beta多样性格局与零模型的差异,进而推断潜在的生态过程。研究表明:1)长白山阔叶红松林系统发育和功能性状beta多样性均表现出距离衰减效应,并且随取样尺度的增大,系统发育和功能性状beta多样性逐渐降低。2)功能性状和系统发育beta多样性格局均具有非随机的变化趋势。随着取样尺度的增大,系统发育beta多样性呈现出先低于随机状态(10~20 m),随后趋于随机(25~50 m),最后又低于随机状态(75 m)的格局。而功能性状beta多样性格局则由随机状态(10~50 m)逐渐变为低于随机状态(75 m)。表明在中小尺度上(10~50 m),中性过程占主导作用,但不能排除生态位过程的影响;而随着尺度的增大,生境过滤在维持长白山阔叶红松林群落构建中起主导作用。3)功能性状与系统发育beta多样性格局变化趋势不一致,推测主要是由于功能性状系统发育信号较弱所导致。      

白云山国家森林公园植物群落特征及主要乔木空间分布格局

以白云山国家森林公园小黄山1 hm~2的温带落叶阔叶林为研究对象,分析了群落的物种组成、胸径结构和主要物种的空间分布格局。结果表明,共调查到木本植物19科29属43种,共计1 165株;物种的径级结构接近倒"J"形,小径级个体数量居多;锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)和落叶松(Larix gmelinii)在群落中占主要优势;稀有种和偶见种分别占总物种数的13.95%和46.51%;样地内优势物种主要表现为聚集分布格局;经过异质性泊松模型排除生境异质性的影响后,物种主要表现为随机分布。     

马鹿河红椿群落α多样性与种群格局分析

选择恩施马鹿河完整天然红椿(Toona ciliata)群落设置400 m2样地,建立了16个5 m×5 m样方,采用相邻格子法进行调查,研究群落α多样性和红椿种群格局。结果表明,群落α多样性指数表现为灌木﹥草本﹥乔木,各林层α多样性呈显著正相关。25、50、100 m2取样,7个种群空间分布数学模型表明,红椿的天然种群以泊松分布为主要特征,100 m2尺度上为均匀分布。Iwao回归模型:m*=-2.412+1.868 x,和上述7个模型结论一致。保护红椿群落物种α多样性有利于促进红椿种群稳定;红椿天然种群以泊松分布为基本分布特征。     

扩散限制和环境筛选对子午岭森林群落构建的相对贡献

【目的】改善区域生态环境是促进农业生产、实现可持续发展的重要前提,而加强植被的恢复重建是改善生态环境的重要途径。本研究拟通过对黄土高原子午岭森林群落构建过程的研究,为该区的植被恢复重建提供理论依据。【方法】采用典范变异分解和Mantel检验两种互补的方法,通过分离环境因子/距离（度量环境筛选）和空间因子/距离（间接度量扩散限制）对群落物种组成/距离的相对贡献,确定环境筛选和扩散限制在该区植物群落构建中的相对重要性。【结果】不同群落类型间的物种组成差异显著,空间和环境因子共同解释了草本、灌木、乔木三层29%—65%的物种组成变异（P＜0.01）。而二者的贡献特点在不同层次有所差异,乔木层和灌木层主要以空间因子为主导;而在草本层中,空间和环境因子具有相似的贡献率。草本、灌木、乔木三层的物种非相似性距离与环境距离和地理距离都显著相关（P＜0.05）,草本层具有较大的环境距离相关系数,而灌木层和乔木层具有较大的地理距离相关系数。【结论】扩散限制和环境筛选相互作用,共同影响着黄土高原森林群落的构建过程。本研究的结果并没有否定环境筛选在黄土高原群落构建中的重要性,而是更加强调了扩散限制在该区的主导性。因此,在黄土高原森林群落的恢复重建中,应该同时考虑环境异质性和地理空间的差异性。     

云冷杉林和针阔叶混交林a-多样性的尺度效应与分形特征

具有环境梯度或小尺度生境异质性的群落,a 多样性在不同尺度及不同空间位置上的测定结果将存在差异。基于甘肃省莲花山国家级自然保护区 2条长 420 m、宽 10 m样带的群落调查数据,采用分形理论和方法研究了云冷杉林和针阔叶混交林群落 a 多样性测度随空间尺度变化的效应,以及 a 多样性测度与取样尺度之间的分形关系。结果表明:1)随着取样尺度逐步扩大,云冷杉林和针阔叶混交林群落物种丰富度指数和Shannon 指数值先急剧增长后趋于平稳,表现出一定范围内尺度对样带 a 多样性测度具有强烈影响。综合物种丰富度指数和Shannon 指数尺度变化曲线的估计,云冷杉林样带 a 多样性研究比较适宜的取样尺度为 60 m,而针阔叶混交林样带为 90 m,即云冷杉林样带上比较适宜的取样尺度明显小于针阔叶混交林样带;2)针阔叶混交林样带上 a 多样性与取样尺度之间的分形关系比云冷杉林样带更趋于多变,表明针阔叶混交林物种组成的空间异质性高于云冷杉林。     

北京雾灵山自然保护区核桃楸群落的优势种种间联结分析

为了解北京山区核桃楸种群的自然生长状况,于2007年8月对分布于北京雾灵山自然保护区核桃楸群落及其自然生境采用典型抽样的方法进行了研究。共设置面积为20 m×20 m 的样地6块,并把每块样地划分为16个5 m×5 m的小样方,在小样方尺度上,调查了核桃楸种群及其群落中占有一定优势地位的紫椴、黄檗、北京丁香和鹅耳枥的分布情况;用2×2列联表和χ2检验研究了核桃楸与紫椴、黄檗等在主林层、演替层和更新层的种内、种间联结性。结果表明:①主林层中核桃楸与演替层中的核桃楸呈显著正联结;与更新层中的北京丁香呈极显著负联结,且联结系数值较大;与其他物种在不同演替层间正联结种对数小于负联结。②演替层中核桃楸与不同林层间其他物种的正联结种对数大于负联结。