中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶林空间结构特征

喀斯特常绿落叶阔叶林是中国西南喀斯特地区非地带性顶极森林群落,该研究基于相邻木关系的角尺度、混交度和大小比数3个结构参数,对木论国家级自然保护区常绿落叶阔叶林25 hm^(2)大型固定监测样地整体、上木层、下木层及其优势物种的空间结构特征进行了分析,以期揭示其森林空间结构现状,为喀斯特植被恢复重建提供依据。结果表明:(1)样地群落整体为轻度聚集分布格局,接近随机分布,物种高度混交且个体间大小分化程度相近,上木层呈现随机分布、强度混交和中庸偏亚优势状态,下木层呈现聚集分布、强度混交和中庸偏劣势状态。(2)样地内优势物种大多处于轻度聚集分布、强度混交且中庸偏劣势的状态。(3)林木大小比数与胸径、树高均呈显著负相关关系,混交度与胸径、树高均呈显著正相关关系,随林木的生长发育,树种优势度逐渐增大,物种多样性逐渐增强。研究认为,木论常绿落叶阔叶林空间结构尚未完全稳定,正处于演替中后期,具有发育成顶极群落的潜力。     

广西滨海过渡区红鳞蒲桃群落的空间结构特征

空间结构在很大程度上反映了植物个体在群落中的生态位,亦决定其拥有环境资源的额度,对维持群落的稳定性、分析种间竞争及个体存活十分重要。为探究红鳞蒲桃(Syzygium hancei Merr.et Perry)天然群落的空间结构特征,在广西防城港滨海过渡区建立了面积为65 m×40 m的每木定位试验样地,采用结构参数二元分布分析其群落整体及不同大小树木的空间结构特征。结果表明:在受轻微干扰过的红鳞蒲桃群落中,红鳞蒲桃种群的数量和生物量均占绝对优势;无论是群落总体还是其中的大树、小树,多数个体均同时处于随机分布和低度混交状态,而属于高混交或非常规则或聚集分布的树木较少;群落中不同优势的树木拥有相似的混交状况和分布格局;多数大树同时处于优势和低度混交状态,仅有少量属于中庸或劣势木;小树几乎都属于低度混交的劣势个体,它们亦几乎同时处于随机分布和劣势状态。这些特征表明,红鳞蒲桃群落结构复杂,可能处于稳定水平。研究结果可为红鳞蒲桃群落的保护和恢复提供科学依据,也为滨海区防护林结构体系的构建提供参考。     

鄂西南天然林主要乔木树种物种组成及林分空间结构动态变化研究

该研究以鄂西南木林子国家级自然保护区内天然林为研究对象,以森林内胸径≥5 cm的乔木个体为具体分析对象,通过乔木树种重要值及其角尺度、大小比、混交度等林分空间结构参数的一元分布,阐述林分空间分布格局、大小分化程度、林木混交程度及变化,并通过分析林分空间结构参数的二元分布,探究各参数之间的联系,揭示5年间其林分空间结构特征及动态变化,为该林分类型的森林可持续经营提供准确的数据,以促进林分结构理想化,维持该区域物种多样性。结果显示:(1)2014年与2019年林分中主要建群种均为青冈(Cyclobalanopsis glauca),该种在群落中处于优势地位,鹅耳枥(Carpinus turczaninowii)重要值提高0.63%,其在林分中的相对重要性超过杉木(Cunninghamia lanceolata)位居第二,说明在该群落中鹅耳枥具有稳定的种群结构。(2)林分整体依然处于轻微团状分布状态,且各树种强度混交,平均混交度增长0.02,大小比均值降低0.01,林分生长依然处于中庸状态,5年来林分整体空间结构变化较小,但处于由当前林分结构向理想结构的过渡阶段。(3)结构参数两两组合的各组林分空间结构二元分布中,各参数不同取值等级的变化趋势基本不变,但大小比和混交度的二元分布结果显示林分中处于绝对劣势、劣势且零度混交、弱度混交的林木个体减少,林分稳定性得到提高。研究表明,研究区内天然林分空间结构动态变化虽不明显,但处于向更好、更稳定的结构发展中。     

南盘江流域铁坚油杉种群空间结构特征分析

铁坚油杉[Keteleeria davidiana(Bertr.)Beissn]为第三纪残遗裸子植物,被列为中国濒危树种,也是南盘江流域天然植被的重要组分。该研究于南盘江流域的广西雅长兰科植物国家级自然保护区内,采用典型样地法建立了1块面积为100m×80m的永久性标准固定样地,并运用林分空间结构参数二元分布(BDFSSSP)法分析铁坚油杉种群整体、大树(DBH≥15.79cm)和小树(5cm≤DHB15.79cm)的空间结构特征,以揭示南盘江流域内天然次生群落中铁坚油杉种群的结构多样性。结果表明:(1)铁坚油杉种群整体处于随机偏向均匀分布(W=0.468)状态,混交度适中(M=0.480),个体径阶分化明显(U=0.472)。(2)多数大树同时处于优势地位(U=0.204)和中度混交(M=0.436)状态,格局为随机分布(W=0.483)。(3)小树的分布格局和混交状态与种群整体相似,但大部分小树都是劣势木(U=0.75~1.00)。研究认为,南盘江流域铁坚油杉种群与其相邻种群之间的空间结构具有多样性,铁坚油杉种群内部的空间结构也具有多样性,暗示整个种群可能处于稳定状态。     

广西极小种群单性木兰群落空间结构量化

在木论自然保护区极小种群单性木兰(Kmeria septentrionalis)群落木本植物每木调查的基础上,采用混交度、角尺度和大小比数3个林分空间结构参数,分析单性木兰生存群落木本植物物种组成及其空间结构特征。结果表明,样地内共有木本植物树种95种,隶属于55科82属,为典型的阔叶混交异龄林。群落林木以小径级占绝对优势,林木个体随着径级的增大急剧减少,整体呈倒J型分布。群落中大部分树种处于强度混交,树种间混交程度较高,林分平均混交度达0.742;群落林分大小比数为0.508,不同等级的林木在空间结构单元内分布较均匀;大部分林木介于随机分布和不均匀分布,均匀分布比例较少,林分平均角尺度为0.549,群落空间分布格局为轻度聚集分布。单性木兰种群径级结构呈倒J型,种群从幼苗向幼树生长过程中林木个体急剧减少。单性木兰种群混交度为0.796,处于高度混交状态;平均大小比数为0.400,处于亚优势偏向中庸状态;角尺度为0.528,呈轻度聚集分布状态。单性木兰群落不仅亟须有效保护,同时需采取适当的人为干扰措施促进种群的延续与发展。     

秦岭南坡锐齿栎次生林空间结构特征分析

该研究采用坐标定位方法对秦岭南坡不同坡向锐齿栎次生林样地内胸径DBH≥5cm的乔木进行调查,记录树种名称、坐标、胸径、高度、冠幅、生长状况等因子,运用角尺度、大小比数和混交度3个指数分析不同坡向锐齿栎次生林的空间结构,探寻不同坡向锐齿栎林空间结构的形成和差异。结果显示:(1)调查样地内物种多样性丰富,锐齿栎重要值最大,长势良好,占据主要生态空间。(2)两种坡向中,角尺度取值为0.5的个体数均过半,表明随机分布是锐齿栎次生林的主要分布方式。(3)优势木、亚优势木、中庸木、劣态木和绝对劣态木所占比重均为20%左右,表明林木大小差异不明显,在空间结构单元中,林木较稳定,阳坡优势木个体数高于阴坡。(4)两种坡向中,混交度取值大于0.5林木个体分别为84%和73%,表明多数林木个体处于中度、强度和极强度混交状态。研究表明,秦岭南坡锐齿栎次生林聚集度不高、混交良好、分化程度较高,锐齿栎种群优势度明显,林分整体暂时处于相对稳定状态。     

京西油松混交林枯立木空间结构特征

枯立木是森林生态系统的重要组成部分,对森林生态系统的稳定和发展具有重要的作用。以京西1.08 hm~2油松混交林样地调查数据为基础,从树种组成、径级结构、树高结构和空间结构参数的一元与二元分布等方面分析了枯立木的空间结构特征。结果表明:样地内有枯立木191株,密度约为177株·hm~(-2),优势科为松科,占枯立木的64%,且华北落叶松占有较大优势;径级结构呈倒"J"型,以小径阶为主,集中分布在11 cm以下;树高结构则呈单峰分布,幅度较窄;华北落叶松、北京丁香和油松分布于大部分径级和树高级;枯立木总体呈现随机分布状态,大小分化较为明显,种间混交较弱,且周边绝大部分是活立木,华北落叶松、油松、北京丁香和山杏的结构特征与整体大致相同;多数枯立木处于低度混交和劣势状态,其周围均为同种或只有1株为其他种;约有1/2的枯立木呈随机分布,大部分都处于劣势状态,且其周围大多是相同树种的活立木;不同优势度的枯立木有不同的概率,但劣势木多于优势木。油松混交林枯立木的空间结构特征反映了密度制约下的林木种内竞争是枯立木形成的主要原因,本研究结果为该区针阔混交林的保护与可持续经营提供科学依据。     

红松次生混交林中针叶树与阔叶树的结构差异

红松混交林是中国东北地区最重要的植被类型,在缓解全球气候变化、保证木质产品供给和维护生物多样性中扮演重要角色。该研究以吉林东大坡自然保护区第52林班的水曲柳-红松混交林和第54林班的核桃楸-红松混交林为例,采用林分结构参数一元分布(UDSSP)、二元分布(BDSSP)和非线性模型(NLM)分析了它们的针叶树和阔叶树的结构特征,以探讨混交林中针、阔树种组之间的关系,为低效次生林的改造提供参考。结果显示:(1)多数针叶树同时处于高混交和优势状态,仅有极少数个体处于中庸或劣势;多数阔叶树亦处于高混交状态,且不同优势的树木总数几乎相等。(2)大部分树木都同时处于高度混交和随机分布状态,少量针叶树略偏向规则分布。(3)大部分针叶树同时处于随机分布和优势状态,且不同优势的阔叶树皆倾向随机分布,而处于规则或聚集分布的数量很少。(4)针叶树和阔叶树的径阶分布均能够较好地通过指数函数或幂函数描述。这些特征充分展示了空间格局和径阶分布在不同群落类型之间差异很小,但在不同树种组之间存在明显差异。     

不同混交措施下杉木人工林群落稳定性特征

混交是人工林近自然经营的重要措施,探究混交度和树种配置对杉木人工林群落稳定性的影响可以为构建可持续经营的杉木混交林提供依据。本研究以3种不同混交度(纯林/低度0.051、中度0.297、高度0.598)的杉木人工林为研究对象,以林内优势种的更新潜力、林地生产力、土壤肥力和物种多样性等4类指标12个因子为评价标准,对不同人工林的群落稳定性特征进行分析。结果表明:与杉木纯林相比,混交林的林下更新潜力分别提高了32%(中混交度)和100%(高混交度),更新幼苗的种类也更为丰富。其次,混交林的草本生物量和物种丰富度均高于纯林,但乔木树种的生物量却分别仅有纯林的58%(中混交度)和66%(高混交度)。此外,混交林较高的物种丰富度和林下更新能力,增加了对土壤养分的需求,其土壤肥力较纯林略低。应用模糊数学中隶属函数方法对各林地群落稳定性进行综合评价,结果表明,中度混交林地的群落稳定性最高(0.909),其次为高混交度林地(0.882),而纯林的稳定性最低,仅为0.856。因此,构建密度适宜的杉木-檫木-栎属树种中度混交林可以使杉木人工林朝着健康的森林演替方向发展,使森林群落的经济和生态效益得到持续发挥。     

天山云杉天然林群落空间结构异质性分析

为了解天山云杉(Picea schrenkiana var. tianschanica)天然林群落空间结构的变异规律,沿天山山脉由西至东选择5个地点(昭苏、新源、呼图壁、天池、奇台),在每一地点沿海拔布设样带进行天山云杉群落调查,样带海拔区间为1700~2900 m。利用角尺度、大小比数分析其群落空间结构特征。结果表明: (1) 5个样带天山云杉角尺度平均值为0.545,群落呈团状分布格局;大小比数平均值为0.490,群落内林木的生长状态介于亚优势与优势之间。(2) 不同海拔高度天山云杉角尺度的变化显示随海拔高度的增加该群落呈现聚集分布-随机分布-聚集分布-随机分布的交替变化规律;大小比数随海拔高度的变化显示群落中天山云杉林木生长分化特征随海拔的增加呈现出亚优势-中庸-亚优势-劣势的规律。(3) 5个地点天山云杉角尺度平均值随着经度的变化较小,各地点均呈明显的整体团状分布;而林木大小分化由西至东表现为中庸木-亚优势木-中庸木的转变特征。     

On a property of the exponential distribution

If t is an independent exponentially distributed random variable, the distribution p = [t - x] is a modified geometric distribution, similar to the result of HAWKINS and KOTZ (1976), x is uniform.     

Reconstructing the Pleistocene geography of the Aphelocoma jays (Corvidae)

Understanding historical distributions of species and evolving lineages has been a topic of considerable interest, yet methods used to date have not provided detailed, quantitative distributional hypotheses. Here, we present a technique based on models of species’ ecological niches and Pleistocene climate reconstructions that provides such hypotheses, providing the example of reconstructions for the Aphelocoma jays. We demonstrate in general a greater degree than expected of stability in jay species’ distributional areas back through at least the most recent glaciation event, and that existing patterns of genetic differentiation may date to before the Late Pleistocene glaciations. More generally, the method offers the potential for reconstructing historical distributions of species or lineages, and providing a detailed geographic framework for addressing many biogeographic and systematic questions.     

Compound Intervened Poisson Distribution

The nature and characteristics of Intervened Poisson Distribution (IPD) has been well discussed by Shanmugam (1985). In this paper, Compound Intervened Poisson Distribution (CIPD) is introduced and its properties are studied.     

Modelling potential biotope composition on a regional scale revealed that climate variables are stronger drivers than soil variables

Aim

Environmental conditions define the suitability of an area for biotopes, and any area can be suitable for several biotopes. However, most previous studies modelled the distribution of single biotopes ignoring the potential co-occurrence of biotopes in one area, which limits the usefulness of such models for conservation and restoration planning. In this study, we described the potential biotope composition of an area in response to environmental conditions.

Location

Bavaria, Federal State of Germany.

Methods

Based on the Bavarian biotope mapping data, we modelled the distribution of 29 terrestrial biotopes based on six climate variables and six chemical and four physical soil properties using the species distribution modelling algorithm Maxent.

Results

For most biotopes, we found that climate variables were more important than soil variables for the biotope distribution and that the area of the predicted biotope distribution was larger than the observed distribution. The potential biotope composition illustrated that while 8% of the area in Bavaria was not sufficiently suitable for any analysed biotope, 92% of the modelled area in Bavaria was suitable for at least one biotope, 84% for two and 77% for at least three biotopes. The difference in suitability between the most suitable biotopes in composition was minor. Further, over one-quarter of the modelled area was suitable for 6–8 different biotopes.

Main Conclusions

Our study showed that considering a composition of potentially suitable biotopes in a raster cell, instead of only the most suitable biotope, provides valuable information to identify conservation priorities and restoration opportunities.     

Evaluation of the spatial distribution of Anoplophora glabripennis (Motschulsky) (Coleoptera: Cerambycidae) in South Korea combining climate and host plant distribution

Anoplophora glabripennis (Motschulsky) (Coleoptera: Cerambycidae), a global forest pest, has a potential to damage forests in South Korea, requiring an effective tool for evaluating its potential distribution. This study aimed to evaluate the spatial distribution of A. glabripennis in South Korea by simultaneously considering climate and host plants. Climatic suitability was firstly evaluated using a CLIMEX model; then, it was combined with the areal distribution of host plants using a simple mathematical formulation. We finally projected the spatial distribution of A. glabripennis onto the map of administrative districts to identify hazardous areas to watch. As a result, the developed model predicted that over 40% of areas in South Korea could be exposed to A. glabripennis damage, and most of them were located in mountainous areas with abundant host plants. In addition, climatic suitability was higher in coastal areas, which was different than a previous record of A. glabripennis occurrence, while the prediction by a comprehensive model was consistent with the record. In conclusion, the model including both climate and host plant occurrence was more reliable than the model which only included climate, and could provide useful data for determining areas for monitoring and control.