Spatial distribution patterns and association of Picea crassifolia population in Dayekou Basin of Qilian Mountains,northwestern China

研究青海云杉(Picea crassifolia)种群不同发育阶段的空间分布格局及其关联性, 能揭示其种群的发展规律, 推断其潜在的生态学过程或影响机制, 进而为该种群的配置、种植和森林的经营与管理等提供指导。该研究基于祁连山大野口流域10.2 hm²青海云杉动态监测样地调查资料, 分析了青海云杉群落的物种组成和径级结构, 并采用点格局方法, 通过单变量成对相关函数和双变量成对相关函数对不同年龄阶段青海云杉种群的空间分布格局及其空间关联性进行分析。结果表明: (1)青海云杉种群的径级结构呈倒“J”型分布, 属增长型种群, 种群自然更新状况良好。(2)青海云杉种群4个径级的个体在小尺度上呈聚集分布, 但随着空间尺度的增大, 聚集强度逐渐减弱, 趋向随机分布; 较小径级的个体常呈聚集分布, 而随着径级增大, 也趋向于随机分布。(3)青海云杉大树个体在小尺度(<4 m)范围内与其他径级个体都呈负关联, 随着尺度的增加, 大树与幼树表现出正关联且关联性随尺度的增加而减弱, 而与小树、中树则表现为无关联或者微弱的负关联; 径级相近的个体空间关联性为正关联或无关联, 随着个体径级间差距增大, 空间关联性转变为无关联或负关联。研究表明, 祁连山大野口流域青海云杉种群的分布格局及其关联性随空间尺度和发育阶段而变化, 这是由种群自身的生物生态学特性、种内种间关系以及环境条件共同作用的结果。     

大青沟自然保护区主要森林群落优势种的种群分布格局

选择大青沟国家级自然保护区的水曲柳群落、蒙古栎群落和大果榆群落进行野外群落学调查,应用理论分布模型和聚集强度指标对其优势种水曲柳种群、蒙古栎种群和大果榆种群不同发育阶段、不同取样尺度下的聚集强度进行研究。结果表明:除了水曲柳种群在第Ⅱ、Ⅳ龄级,大果榆种群在第Ⅲ、Ⅳ龄级为随机分布外,3个优势种在4个发育阶段、4个不同取样尺度分布格局均为聚集分布。不同发育阶段和不同取样尺度对其分布格局和聚集度均有不同程度的影响。随着径级的增大或年龄的增加,3个优势种种群的聚集度均降低,除蒙古栎种群为聚集分布外,水曲柳种群和大果榆种群均呈现随机分布的趋势。随着研究尺度的增大,同一种群同一发育阶段的聚集强度呈下降的趋势。     

皖北石灰岩山地青檀种群不同发育阶段的点格局分析

基于皖北石灰岩山地青檀次生林的样地调查数据,采用空间代替时间和点格局O-ring统计法,研究了青檀种群的径级结构、不同发育阶段的空间分布格局及其相互关联性.结果表明:(1)不同样地青檀种群的径级结构大体呈倒“J”型,各径级均有个体分布,但主要集中在幼苗、幼树阶段,中树和大树较少,种群均属增长型.(2)幼苗、幼树和中树在个别小尺度上呈现出明显的聚集分布,且皇藏峪种群的聚集强度显著高于相山种群;随着尺度的增加,个体趋于随机分布.成树阶段的青檀个体均表现为随机分布或接近均匀分布.(3)各发育阶段间的空间关联主要表现在中、小尺度上,随着空间尺度的增加,空间关联性不显著.青檀种群结构和空间格局主要受群落生境的异质性、自身生物学特性(尤其是克隆繁殖)以及人为活动的干扰等因素影响.     

云南兰坪云南红豆杉种群年龄结构与空间分布格局分析

利用点格局分析法对滇西北兰坪县4个云南红豆杉(Taxus yunnanensis)种群的年龄结构、不同生长阶段空间分布格局及其关联性进行分析。结果表明:(1)林窗与人为干扰影响4个云南红豆杉种群的龄级结构,小林窗的种群呈稳定型;较大林窗的种群呈进展型;群落结构完整未出现林窗和有较大人为干扰的种群年龄结构均呈衰退型,幼苗、幼树与小树个体缺乏,种群存在一定程度的更新困难,林窗的大小是种群更新的重要因素。(2)人为干扰、自然生境与本身生物学特性影响4个种群空间分布格局,种群1整体及其不同生长阶段个体均呈聚集分布;种群2和种群4在小尺度呈聚集分布,而在大尺度上呈随机分布;种群3随着空间尺度增大分布格局表现为聚集→随机→聚集趋势。(3)种群2中幼苗、小树和中树在小尺度下表现为聚集分布,其他尺度下表现为随机分布;种群3的小树阶段聚集分布和随机分布皆有出现,中树与大树在不同尺度上表现为聚集分布;种群4聚集分布的强度随生长阶段的增加在减弱。(4)4个种群各发育阶段间皆呈或接近显著正相关,种内竞争弱,有利于种群维持。     

天然林不同强度择伐后林分空间结构变化动态

基于长期跟踪复测数据,利用混交度、大小比数和角尺度3个结构参数,研究了4种不同强度择伐(弱度13.O％、中度29.1％、强度45.8％、极强度67.1％)后天然林林分空间结构的变化动态.结果表明:弱度和中度择伐后林分平均混交度和大小比数呈增长趋势,强度和极强度择伐则呈下降趋势;择伐并未改变林木的空间分布格局,各样地林分均为聚集分布,中度择伐处于随机分布状态的林木数大幅增加.总的来说,弱度和中度择伐后林分空间结构正趋向优化.     

荒漠绿洲过渡带柽柳种群结构与空间格局动态

在塔克拉玛干沙漠北缘荒漠绿洲过渡带设置1 hm2研究样地,应用相邻格子法进行每木调查,从径级结构、空间分布格局、生命表、存活曲线和时间序列等方面研究柽柳种群结构与空间格局动态及其形成机理。结果表明:荒漠绿洲过渡带柽柳群落结构简单、物种稀少,多为单优群落。柽柳种群径级与高度结构均呈纺锤型,属衰退型种群;存活数、期望寿命(ex)随径级增加而降低,存活曲线接近DeeveyⅡ型,小径级死亡率、消失率与高度级失稳率较高,未来小径级、大径级灌木数量分别随时间推移减少与显著增多,更新资源匮乏使种群走向衰败。柽柳种群空间格局总体上为聚集分布,幼苗、小径级灌木为聚集分布,中、大径级灌木则为随机分布;不同径级的空间格局随尺度变化明显不同,小径级与大径级灌木分别在3 m、13 m和17—36 m尺度内呈随机分布,其他尺度均呈聚集分布,而中等径级灌木在研究尺度内呈随机分布,这是其繁殖特性、种内竞争、生境异质性与生态适应的结果。小径级与中等径级灌木、小径级与大径级灌木空间关联性分别在≥9 m、7—47 m空间尺度上相互排斥,致使幼小径级生长发育受抑而影响种群稳定。种群多度分布与环境的多元统计分析表明土壤水分、氮素是限制柽柳种群生长、分布和造成种群更新困难、衰退的主要因子。     

山西灵空山刺五加种群空间分布格局及种间空间关联性

以山西灵空山自然保护区刺五加(Acanthopanax senticosus(Rupr.Maxim.)Harms)种群为对象,采用空间点格局方法中的Ripley’s K函数,对刺五加种群不同龄级的空间分布格局及其与主要灌木物种间的空间关联性进行研究,并对种群空间分布格局进行可视化解析。结果显示,刺五加种群中幼年个体数量多,径级结构呈金字塔型,为增长型种群,能够实现持续更新;刺五加种群的径级Ⅰ在小尺度上呈聚集分布,随着尺度增大出现随机分布;径级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ在全尺度上呈聚集分布,径级Ⅴ、Ⅵ在小尺度上为聚集分布,随着龄级和空间尺度的增大,刺五加种群聚集强度渐弱,呈现随机分布;刺五加种内关联在全尺度上呈正相关,但与群落中主要灌木在小尺度上呈不相关或负相关,在大尺度上呈负相关。研究表明刺五加的生长条件较为适宜,并可以通过相互之间的庇护作用,减弱种内竞争,但与其他树种间存在强烈竞争,生存现状较差,在群落中处于劣势。     

山西太岳山白桦种群结构和空间分布格局

白桦(Betula platyphylla)林是山西太岳山地区的常见植被类型之一。根据太岳山白桦林不同林龄结构设置3个典型样地,采用空间差异代替时间变化的方法,运用点格局和分形分析(计盒维数、信息维数和关联维数),对太岳山白桦种群结构以及不同发育阶段种群空间分布规律进行了探讨。结果表明:太岳山白桦种群径级结构呈典型的"纺锤"型,属于衰退型种群;在0~25 m内白桦种群以幼树、中龄树为主时呈聚集分布,而成熟树占多数时呈随机分布,即随着种群年龄的增加,呈现聚集分布向随机分布的转变;白桦种群空间占据程度为中龄林成熟林近熟林;白桦种群格局强度尺度变化程度为近熟林中龄林成熟林;白桦种群个体空间关联程度为中龄林成熟林近熟林。种群径级结构分析、点格局分析和分形分析结果一致,揭示了地带性顶极群落破坏后兴起的次生先锋群落的空间分布格局。     

北京山区栓皮栎林优势种群点格局分析

采用点格局分析方法对北京山区栓皮栎林主要种群和不同发育阶段种群的空间分布格局及相互关系进行分析。结果表明:(1)群落物种组成简单,栓皮栎和油松是群落的优势种群,优势种群以中径木为主,缺乏可供更新的幼苗,种群呈现出衰退趋势;(2)在研究尺度内,栓皮栎、油松单种的空间分布格局以聚集型分布为主,随着尺度的增大呈现出随机分布和均匀分布的趋势;栓皮栎和油松呈现显著负相关;(3)优势种群不同发育阶段的空间分布格局与研究尺度紧密相关,栓皮栎小树和中树以聚集型分布为主、大树呈随机分布,而油松不同发育阶段均以随机分布为主;(4)栓皮栎、油松种群不同发育阶段之间的空间关联主要发生在小尺度范围内,小树和中树以正关联为主,而中树和大树、小树和大树以负关联为主;随着研究尺度的增大趋于无关联。     

乌拉山自然保护区白桦种群的年龄结构和点格局分析

白桦群落是乌拉山森林植被的主要类型之一,在高海拔阴坡、半阴坡以纯林形式分布.根据乌拉山自然保护区白桦林不同林龄结构设置3个典型样地,采用种群径级结构代替年龄结构、点格局分析(Ripley's K-Function)方法探讨了乌拉山白桦种群年龄结构、空间分布规律和种群动态.结果表明:(1)乌拉山自然保护区白桦种群径级结构呈典型的“金字塔”型,种群自然更新良好,属增长型种群;(2)由于种内不同个体间为争夺空间和资源,种群在第Ⅲ、Ⅳ径级死亡率较高,自疏作用明显;(3)白桦种群的存活曲线接近于Deevey Ⅰ型曲线;(4)在研究尺度内白桦种群以幼树、中龄树为主时呈聚集分布,而成龄树或老龄树占多数时呈随机分布,即随着种群年龄的增加,其分布格局逐渐由集群分布向随机分布转变.乌拉山白桦种群在小于1.5m的尺度呈聚集分布,即具有2株以上个体“丛生”现象.在环境条件相似的情况下,白桦种群自身的生物、生态学特性是影响其分布格局的最主要因素.     

抚育择伐对马尾松林主要树种空间分布格局及其关联性的短期影响

探讨不同抚育择伐方式下森林群落物种空间分布格局和关联性,对科学优化森林结构和促进森林稳定发展具有重要意义。以三峡库区马尾松飞播林为研究对象,采用未择伐、伐除优势马尾松、伐除非马尾松、除灌等处理方式建立固定监测样地,利用Ripley′s L函数的空间点格局方法,分析抚育择伐3年后马尾松林的群落组成、空间分布格局、种间关联性的变化特征。结果表明:1)不同抚育择伐措施均在一定程度上改变了物种组成以及部分树种的优势程度,降低了各样地乔木层物种多样性。2)未择伐主要树种空间分布格局以随机分布为主,伐除优势马尾松样地优势树种主要呈现聚集分布,伐除非马尾松改变了香椿和盐肤木等树种的分布格局,呈聚集分布,其他优势树种空间分布格局与对照样地相似;除灌进一步加剧林下更新树种的随机分布。3)未择伐样地主要树种空间关联性表现为正相关或不相关,伐除优势马尾松增加了主要树种间的负相关性,伐除非马尾松和除灌措施则增加了种间的不相关性。短期人为择伐干扰明显改变了林分空间结构和稳定性,择伐对象不同对林分结构产生的影响也不同。单纯调整某个树种或单个层次的结构来开展森林经营,不利于林分空间结构的整体优化,必须要综合考虑择伐强度和择伐对象的选择,将有助于实现森林结构优化和功能提升。     

水分梯度下胡杨荒漠河岸林种内竞争及空间格局变化特征

为查明塔里木河下游不同水分梯度下胡杨种内竞争以及空间分布格局的变化规律,在塔里木河下游阿拉干断面选取3条样带,每条样带内依照水分梯度布设3个样方,采用Hegyi单木竞争模型与点格局等分析方法,探究了水分梯度下胡杨林种内竞争及空间格局变化特征。结果表明：1)塔里木河下游胡杨的最适竞争范围为10m; 2)胡杨竞争指数与胸径服从幂函数关系(P<0.001),胡杨竞争指数随对象木胸径的增加而逐渐减小,当对象木胸径达到20cm以上时,其竞争指数逐渐稳定,且维持在较低水平;3)随水分梯度的降低,胡杨林分竞争指数呈下降趋势;4)在塔里木河下游,胡杨空间格局主要为聚集分布,随空间尺度的增加,胡杨逐渐趋向于随机分布;5)随水分梯度的降低,胡杨空间格局由聚集分布逐渐转变为随机分布。水分是决定极端干旱区荒漠植被空间分布与结构的主要因子;在胡杨林分管理中,应充分考虑胡杨的种内竞争、空间格局及其与水分梯度之间关系,为塔里木河下游胡杨林的保护与更新提供科学依据。     

庐山香果树毛竹混交林空间格局研究

为了解庐山毛竹入侵对香果树的影响,采用Ripley’sK(t)函数分析香果树毛竹混交林群落空间分布格局和种间关联关系。结果表明:香果树幼树在较小的尺度上呈聚集分布,较大尺度上随机分布直至均匀分布;香果树成年树在较小的尺度上呈随机分布,较大尺度上聚集分布;毛竹在所有的研究尺度上为显著聚集分布,且随着尺度的增大,聚集强度增加。毛竹与香果树幼树在较小的尺度上没有明显关联性,在较大的尺度上呈显著负相关;毛竹与香果树成年树在一系列尺度上均表现为显著负相关。根据空间关联性分析结果,应从幼龄起对生长有香果树的森林群落进行必要的管理,伐除毛竹及一些影响较大的其它乔木树种,挖除地下竹鞭,为香果树提供良好的生长环境,进而恢复其种群的天然合理配置。否则,香果树这一珍贵的植物资源在庐山将有灭绝的危险。     

桥山林区麻栎种群不同发育阶段空间格局及关联性

为探究麻栎种群不同发育阶段的空间分布特征及关联性,以黄土高原南部桥山林区麻栎天然次生林为研究对象,用L(r)函数对麻栎种群不同发育阶段空间分布特征及关联性进行分析。结果表明:(1)样地内麻栎种群各发育阶段数量结构均为不规则倒"J"型,种群结构稳定,能实现持续更新。(2)麻栎种群总体的空间分布特征受生境异质性影响较大,纯林样地中,种群在0—10 m尺度上表现为高强度聚集分布,5—35 m尺度表现为低强度聚集;混交林样地中,0—5 m尺度上表现为高强度聚集分布,5—35 m尺度上则表现为低强度聚集分布。(3)随着种群的发育及尺度的增大,麻栎种群空间聚集强度减弱,纯林样地内,麻栎幼苗在0—6 m的小尺度表现为聚集分布,6—12 m尺度上表现为随机分布;幼树在各尺度上均表现为聚集分布;中龄树与成龄树在各尺度上均表现为随机分布。混交林样地中,仅幼苗在0—6 m尺度上表现为聚集分布,其余各阶段在各尺度下均趋于随机分布。(4)种群不同发育阶段不同尺度空间关联性不同,纯林样地中,幼苗与幼树在1—2 m小尺度上呈负相关,幼树与中龄树在8 m尺度呈正相关,其余各生长阶段之间在任意尺度上均无关联性;混交林样地中,幼树与中龄树在2—12 m尺度上表现为正相关,其余各生长阶段之间在各尺度上均无关联。在未来的森林经营中,应对不同发育阶段、不同生境的种群进行不同抚育措施,促进种群良性发育。     

择伐强度对中亚热带天然针阔混交林林分空间结构的影响

利用混交度、大小比数和角尺度3个结构参数,研究4种不同择伐强度（弱度13.0%、中度29.1%、强度45.8%、极强度67.1%）对中亚热带天然针阔混交林林分空间结构的影响。结果表明：弱度择伐后林木的平均混交度最大,中度择伐次之,极强度择伐林木单种聚集的比例最高;不同择伐强度对林木的大小分化程度影响不大,但各主要树种的地位都有一定程度变化;择伐并未改变林木的空间分布格局,各样地林分整体和主要树种均为聚集分布,极强度择伐林木多呈团状分布,而弱度、中度择伐树种大多处于不均匀和随机分布。总的来说,弱度和中度择伐有利于林分空间结构的优化。     

青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林的空间格局

为深入理解高山林线原始林中优势树种的空间结构特征和种间关系,以青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林1 hm²样地调查数据为基础,采用成对相关函数g(r)函数,分析了优势种岷江冷杉(Abies faxoniana)和凝毛杜鹃(Rhododendron agglutinatum)各径级的空间分布格局和各径级间的空间关联性。结果表明:岷江冷杉和凝毛杜鹃径级分布连续,呈倒"J"型,均为进展种群。小尺度上,对于岷江冷杉活立木(小树+中树+大树)、小树、中树为显著聚集分布,大树为均匀分布,死树则为随机分布;凝毛杜鹃活立木(小树+中树+大树)、小树、中树、大树、死树均为显著聚集分布。小尺度上随径级增大岷江冷杉的分布格局从聚集分布趋于均匀分布。岷江冷杉大树与其小树的空间关联验证了Janzen-Connell假说中的距离制约效应。通过验证接受了随机死亡假说,发现种内的密度制约效应不明显。两个树种的枯立木对凝毛杜鹃小树均表现为排斥关系,而对岷江冷杉小树表现为相互独立的关系。两个优势种总体表现为相互独立,但种间不同径级间的空间关联性各异。     

云南松三种同域共存切梢小蠹梢转干期的空间分布格局

分布在我国西南地区的横坑切梢小蠹,云南切梢小蠹和短毛切梢小蠹同域危害寄主云南松,给林业生产带来巨大损失。为探讨同域切梢小蠹种群在共存下对其空间分布格局的影响,采用传统聚集指标法和地统计学方法研究了三者在梢转干期不同受害云南松纯林树冠中的空间分布型。结果表明重度受害样地中云南切梢小蠹种群密度显著高于横坑切梢小蠹,在轻度受害样地则相反;传统聚集指标法结果显示同域共存的3种切梢小蠹种群在不同受害程度云南松中均为聚集分布,横坑切梢小蠹和云南切梢小蠹聚集是由环境因素和昆虫本身的聚集习性引起;地统计学结果表明除重度受害样地中短毛切梢小蠹呈随机分布外,其余切梢小蠹在不同种群密度下均呈聚集分布;除重度受害样地横坑切梢小蠹外,其他小蠹的空间依赖范围为4.01—7.45 m。横坑切梢小蠹和云南切梢小蠹在不同受害林分中拟合的半变异函数模型在球形模型和高斯模型之间转换。同域共存关系不影响不同种群密度下的切梢小蠹种群空间分布类型,但影响其半变异函数模型和理论参数。