海南尖峰岭热带山地雨林物种多样性空间分布格局的尺度效应

物种多样性的空间分布格局和维持机制是群落生态学的基本问题。为了探讨海南尖峰岭地区物种多样性空间分布格局的尺度效应, 以海南尖峰岭热带山地雨林60 hm²样地为研究对象, 分析了物种丰富度、物种多度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou均匀度指数随6个空间取样尺度(5 m × 5 m、10 m × 10 m、20 m × 20 m、40 m × 40 m、100 m ×100 m、200 m × 200 m)的变化。结果表明: 相比Simpson指数和Pielou均匀度指数, 物种丰富度、多度以及Shannon-Wiener指数具有更为明显的空间尺度效应; 物种丰富度的方差随取样尺度增加呈现单峰分布特征, 并且在20 m × 20 m尺度上达到最大值, 而物种多度的方差随取样尺度的增加而增大; 物种丰富度和多度的正相关性随着取样尺度的增加逐渐减小甚至消失, 这可能与随取样尺度增加生境异质性增加有关; 取样尺度对3个物种多样性指数空间分布的影响可能与研究区域内稀有种的组成有关。     

鼎湖山季风常绿阔叶林物种多样性指数空间分布特征

生态学模式和生态学过程都具有尺度效应,研究取样尺度与物种多样性之间的关系,探索物种多样性空间分布的内在机制有助于更好地理解植物群落结构及其组织方式.作者研究了鼎湖山季风常绿阔叶林20 ha样地中Simpson指数、Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数在空间上的分布特征及其与取样尺度的关系,并采用方差和变异系数描述它们的空间变异特征.结果表明,这3种指数均表现出较强的区域性分布特征,且这种区域性特征与取样尺度有关.它们的方差随尺度的增加都表现出单峰分布的特征,在80 m×100 m尺度上达到最大值;而变异系数则随尺度的增加而减小,其中Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数在＜20 m×25 m尺度上,其变异系数急剧减小,之后则较为平缓.本研究结果表明在分析鼎湖山季风常绿阔叶林20 ha样地物种多样性时应考虑尺度效应和取样区域.     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种多度与丰富度空间分布的尺度效应

物种多样性的空间分布格局及其尺度效应是生态学研究的重点,对于理解物种多样性的形成和维持机制以及生物多样性的管理和保护均具有重要意义。以贵州茂兰国家级自然保护区分布的亚热带原生性喀斯特常绿落叶阔叶混交林为研究对象,分析了2个1hm2(100m×100m)样地中物种多度和丰富度的空间分布特征及其与取样尺度的关系,采用方差和变异系数描述多度和丰富度在5个尺度(5m×5m,10m×10m,20m×20m,25m×25m,50m×50m)上的空间变异性。结果表明:(1)两个样地的物种多度和丰富度具有尺度依赖性特征;(2)由于多度具有叠加性,物种多度的方差随着尺度的增加呈线性增加,而变异系数呈线性下降;(3)丰富度的方差随尺度的增加表现出单峰分布的特征,在25 m×25 m尺度上达到最大值,变异系数则随取样尺度的增加而呈线性下降。研究表明,物种多度具有尺度推演规律,而丰富度却没有,因此,应慎重进行物种丰富度的尺度推演。在分析喀斯特森林物种多样性时,应注重尺度效应带来的影响。     

弃管杉木林杉木数量与群落物种多样性间的关系

森林群落物种多样性格局和动态一直是生态学的研究热点,人工林弃管后演替进程中物种多样性变化也很值得研究。杉木(Cunninghamia lanceolata)作为我国南方林区人工栽培最广、经济价值最高的用材树种之一,其人工林分布面积很大,通常群落结构简单、物种多样性低,然而群落中杉木数量如何影响植物物种多样性,迄今缺乏研究。在浙江省自然保护区内,选择不同疏伐强度和弃管时间的杉木人工林,建立了6个1 hm~2长期动态监测样地,在10 m×10 m、20 m×20 m、50 m×50 m和100 m×100 m尺度下,探究群落物种多样性(物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数)的变化规律,分析杉木数量(多度和相对多度)对物种多样性的影响。结果显示：弃管前对杉木林的疏伐强度越高,演替恢复后的群落物种多样性越高。相同疏伐程度下,物种多样性随演替时间的延长有先升高后降低的趋势。取样尺度小于100 m×100 m时,杉木数量与物种多样性呈极显著负相关;100 m×100 m尺度下仅杉木相对多度与3种多样性指数呈显著负相关,杉木多度与各物种多样性均无显...     

重庆大巴山国家级自然保护区森林植物多样性垂直格局

以重庆大巴山国家级自然保护区西南方向沿海拔梯度选择的20个样地为研究对象,通过等级聚类分析,结合物种重要值、物种丰富度、区系分化强度和α、β多样性指数等方面的分析,以揭示其森林植物多样性沿海拔梯度的分布特征。结果表明:(1)在20个样方中,共记录到维管植物97科226属335种;随着海拔上升,各样地植物科、属、种总数大体上呈先增加后降低的趋势。(2)植物群落在垂直梯度上差异显著;综合群落生长型和等级聚类分析结果,将群落沿海拔梯度划分为4个类型:海拔1 000m以下为常绿阔叶林和偏暖性针阔混交林,1 000~1 600m为常绿落叶阔叶混交林,1 600~2 100m为偏暖湿性针阔混交林,海拔2 100m以上为暗针叶林。(3)α多样性指数具有垂直变化规律;Simpson优势度和Pielou均匀度随海拔变化较小,乔木层Shannon-Wiener指数随海拔升高有明显降低的趋势,混交林类型的物种多样性和区系分化强度较高。(4)β多样性指数在低海拔区段起伏较大;随着海拔升高,乔木层Cody指数的变化格局总体上呈逐渐降低的趋势,相邻群落间物种异质性逐渐减小,物种的替代速率下降,最终达到相对稳定的状态。     

古田山中亚热带常绿阔叶林群落物种多样性的空间变异特征

古田山常绿阔叶林的群落组成、结构及其维持机制已有许多研究, 但该地区亚热带常绿阔叶林生物多样性空间变异特征还缺乏认识。本文以古田山24 ha大样地(划分为24个1 ha小样地)为基础, 具体分析了α多样性和β多样性在1 ha尺度上的空间变异特征。结果表明: (1)群落第一、二优势物种在各小样地之间变化不大, 但第三优势种变化较大; (2) α多样性变化中, 样地间木本植物个体数量变异最大, 物种丰富度其次, Pielou均匀度指数变异性最小; (3)物种丰富度与植株个体数量、Pielou均匀度指数没有显著的相关性, 与Shannon-Wiener指数呈显著正相关; Shannon-Wiener指数与Pielou均匀度指数呈显著正相关; (4)相邻样地间物种替代速率空间变异较大, 与物种丰富度的空间变化格局有明显差异。这些结果说明尺度对认识群落结构、探讨群落维持机制有重要作用; 由于森林群落是多尺度生态过程作用的结果, 大尺度样地可能有利于更好地揭示森林群落维持机制。     

宝华山常绿落叶阔叶混交林下蕨类植物研究

通过对宝华山常绿、落叶阔叶混交林下蕨类植物的研究, 分析了蕨类植物的物种组成、频度、多度、总优势度, 乔木层、灌木层、气候因子对蕨类植物多样性格局的影响。阐明了常绿、落叶阔叶混交林下蕨类植物多样性格局及其影响因素, 并构建了蕨类植物开发利用潜能评价体系。调查研究结果显示, 该区域有蕨类植物12 科20 属29 种。优势科为鳞毛蕨科、金星蕨科、蹄盖蕨科。蕨类植物的盖度与灌木层盖度呈显著正相关, 蕨类植物的多样性与灌木层多样性呈显著负相关。蕨类植物Margalef 指数与年平均气温呈显著负相关, Simpson 优势度指数与日照量呈极显著正相关, Shannon-Wiener 多样性指数与降水量呈显著正相关。     

缙云山风灾迹地人工混交林生态恢复过程中物种多样性研究

根据对重庆缙云山风灾迹地人工混交林生态恢复的连续调查资料,采用Simpson指数（D）,Shannon-Wiener指数（H′）和Pielou均匀度指数（J）进行α多样性测度,采用Sorenson指数,Bray-Curtis指数和Morisita-Horn指数进行β多样性测度。结果表明：木本植物α多样性在时间尺度上的变化随人工混交林演替的进行而增大,草本植物的α多样性则减少;β多样性指数在不同的时间尺度上差异明显,说明风灾迹地人工混交林生态恢复过程中物种的周转速率相对较快,一些人工种植的针叶树种被常绿阔叶树种代替,这一特点反映了风灾迹地人工混交林向地带性植被常绿阔叶林的方向发展的趋势。     

澜沧江流域水生昆虫群落分类多样性和功能多样性海拔格局的空间尺度依赖性

群落分类多样性和功能多样性的海拔格局研究, 是了解生物多样性空间分布现状、揭示多样性维持和变化机制的重要途径。当前对水生昆虫分类多样性和功能多样性沿海拔梯度分布格局, 及其尺度依赖性依旧缺乏深入研究。本文基于2013-2018年在云南澜沧江流域500-3,900 m海拔梯度共149个溪流点位的水生昆虫群落调查数据, 利用线性或二次回归模型探索并比较了局部尺度(点位尺度)和不同区域尺度(100 m、150 m、200 m、250 m海拔段)的分类多样性指数(物种丰富度指数、Simpson多样性指数和物种均匀度指数)和功能多样性指数(树状图功能多样性指数(dbFD)、Rao二次熵指数(RaoQ)和功能均匀度指数(FEve))的海拔格局。结果表明, 在局部尺度, 物种丰富度指数和dbFD指数沿海拔梯度均无显著分布特征, Simpson多样性指数、RaoQ指数、物种均匀度指数和FEve指数沿海拔梯度呈现U型或者单调递减趋势。在区域尺度, 随着区域海拔带宽度的增加, 物种丰富度指数沿海拔呈不显著的单调递减格局, 但dbFD指数沿海拔分布由U型转变为单调递减趋势; Simpson多样性指数和RaoQ指数沿海拔梯度由显著U型趋势转变为无显著分布特征; 物种均匀度指数沿海拔梯度无显著分布特征, 但FEve指数呈显著增加的海拔格局。综上, 群落分类多样性指数和功能多样性指数沿海拔梯度分布存在局部和区域尺度的空间差异, 但区域尺度下二者海拔格局随海拔带宽度的增加存在一定程度的一致性。     

辽东山区次生林物种多样性的空间分布及尺度效应

以辽东山区次生林为研究对象,分析4 hm²样地Gleason丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数的空间分布特征及其与尺度的关系.结果表明: 4个多样性指数的空间分布均表现出较高的空间异质性;4个多样性指数的方差随尺度的增加其变化趋势有所差异;4个多样性指数的变异系数随尺度的增加呈下降趋势;乔木层的4个多样性指数值高于灌木层,且随尺度增加其变化趋势有所差异.在分析辽东山区次生林物种多样性时应考虑尺度效应.     

空间结构对捕食关系影响研究进展

随着人类对环境影响的加剧(如空间破碎化),生态系统的空间结构发生了剧烈变化,极大地改变了生态系统的结构和功能.空间结构对生态系统的影响与捕食关系的改变密切相关,探讨两者之间的联系对于了解破碎生境生态变化的机制至关重要.基于此,本文就典型空间结构对捕食关系的影响进行了论述,包括空间大小、形状、方向、布局和连通性等.资料表明,空间变小、连通性降低、空间及集合群落过度破碎化、空间方向和形状变化等导致捕食成功率过度增长,都不利于猎物-捕食者系统的稳定和持续.关于简单空间构型耦合形成的复杂空间结构对捕食关系,尤其是对多物种共存的复杂捕食关系的影响有待在今后的研究中进一步加强.     

Rapid learning of shelter position in an intertidal fish, the shanny Lipophrys pholis L.

The homing ability of an intertidal fish, the shanny Lipophrys pholis , was investigated using two experiments that were based on the shanny's natural propensity to home to a refuge. A displacement experiment demonstrated that the fish were able to accurately locate the previous position of a refuge once the shelter itself had been removed so that it could not be used as a cue to directly signal the goal location. This shows that the shanny can encode information about its familiar surroundings into a spatial map and use this information to home. A second experiment in which the cues internal and external to the experimental tank were put in conflict with one another suggested that the shanny can encode cues that are both intra- and external-tank cues in its representation of space, but that there is individual variation in the type of cues that are used, or memorized.     

空间分析方法在微生物生态学研究中的应用

微生物生态正在受到越来越多的关注,对其研究也渐趋深入。然而由于微生物个体微小的特点及研究手段的限制,多数研究还停留在探索阶段,研究方法也在不断完善当中。近年来,较多的研究开始探讨空间因素在微生物多样性和分布中的影响,对空间分布的探讨有助于更好地认识生态过程,是一种有力的研究手段。微生物空间分析方法已经成为微生物生态学领域中重要的研究方向之一,我国空间方法在微生物生态研究中的应用还没有得到普遍的重视。从不同研究角度出发,结合空间统计的作用,对空间统计方法在微生物生态研究中的应用的必要性及现状做了评述。介绍了空间自相关性的检验,方差图,Mantel检验,Kriging插值等方法在微生物生态研究中的应用,并论述了微生物研究中的尺度问题。这一梳理,对丰富微生物生态学研究中的新方法、新手段具有一定价值。     

中国陆域地表人类活动与自然环境的空间关系研究

在人类活动主导人地矛盾的当代背景下,从空间关联角度测度人类活动与自然环境相互作用是推动区域可持续发展的基本前提。以2015年数据为基础,通过选取特征变量构建综合测度指标体系,利用小波多尺度分析、双变量局域空间自相关、人地系统耦合协调度模型等方法多层次刻画中国陆域地表人类活动与自然环境的空间相关关系、空间匹配关系、空间耦合关系。研究结果表明:①人类活动与自然地理基础的空间相关关系随着地域尺度增大而趋于增强,说明自然环境条件对人类活动格局的基础性作用;②人类活动与自然资源支撑的空间匹配关系呈现非均衡性特征,华北地区人类活动规模与自然资源支撑空间错位显著、区域可持续发展面临严峻挑战;③人类活动与自然环境承载的空间耦合协调度从东南向西北递减,调整人类活动的结构与方式是化解区域人地矛盾的理性选择。     

基于相邻木排列关系的混交度研究

混交度是反映森林群落中树种相互隔离状况的一个重要指标,目前已提出多种混交度指数.Mg考虑了对象木与最近相邻木的树种异同,Mv和Ms进一步考虑了最近相邻木(空间结构单元)树种数,但仍不能准确描述树种隔离程度.基于相邻木排列关系的混交度Mp,利用“1+4”结构的17个不同空间结构单元和天目山常绿阔叶林数据对Mg、Mv、Ms和Mp4个混交度进行了比较分析.结果表明:Mp的区分能力最强,Mv和Ms次之,Mg最差.Mp最适用于分析混交结构复杂的林分.在天目山常绿阔叶林分析中,混交度水平为中度,4个最近邻体中有2个相同种顺序排列的空间结构单元个数明显多于交错排列的个数.基于相邻木排列关系的混交度Mp能准确区分树种隔离程度,提高了混交度的区分度,可反映森林实际混交状况.     

Detection and visualization of spatial genetic structure in continuous Eucalyptus globulus forest

Visualizing the pattern of variation using microsatellites within a Eucalyptus globulus forest on the island of Tasmania provided surprising insights into the complex nature of the fine-scale spatial genetic structure that resides in these forests. We used spatial autocorrelation and principal coordinate analysis to compare fine-scale genetic structure between juvenile and mature cohorts in a study area, 140 m in diameter, located within a typical, continuous E. globulus forest. In total, 115 juvenile and 168 mature individuals were genotyped with eight highly polymorphic microsatellite loci. There was no significant difference in the level of genetic diversity between cohorts. However, there were differences in the spatial distribution of the genetic variation. Autocorrelation analysis provided clear evidence for significant spatial genetic structure in the mature cohort and significant, but weaker, structure in the juvenile cohort. The spatial interpolation of principal coordinate axes, derived from ordination of the genetic distance matrix between individuals, revealed a spatially coherent family group which was evident in both cohorts. Direct comparison of the genetic structure within each cohort allowed visualization of a shift in the spatial distribution of genetic variation within the population of approximately 10 m. As the shift coincided with the direction of prevailing winds, it is hypothesized that this phenomenon is due to downwind dispersal of seeds and is indicative of the important role of prevailing winds in forcing eastward gene flow in these high-latitude forests.     

Less than eight (and a half) misconceptions of spatial analysis

Spatial analyses are indispensable analytical tools in biogeography and macroecology. In a recent Guest Editorial, Hawkins (Journal of Biogeography, 2012, 39 , 1–9) raised several issues related to spatial analyses. While we concur with some points, we here clarify those confounding (1) spatial trends and spatial autocorrelation, and (2) spatial autocorrelation in the response variable and in the residuals. We argue that recognizing spatial autocorrelation in statistical modelling is not only a crucial step in model diagnostics, but that disregarding it is essentially wrong.     

应用空间点模式方法研究大兴安岭雷击火空间分布格局

林火空间分布格局的研究对于林火发生预测以及理解林火在森林景观变化过程中的作用具有重要的意义.运用空间点模式方法对大兴安岭地区1988～2005年间雷击火发生情况进行了统计分析进而确定雷击火空间分布情况,研究结果表明大兴安岭地区雷击火成聚集分布,并存在雷击火热点地区,其核心区地理坐标分别为123°06′E,52°20′N;123°41′E,51°34′N;124°08′E,50°48′N.     

Local dispersal can facilitate coexistence in the presence of permanent spatial heterogeneity

Abstract In the presence of permanent spatial heterogeneity, local dispersal, especially short‐range dispersal, can facilitate coexistence by concentrating low‐density species in the areas where their rates of increase are higher. We present a framework for predicting the effects of local dispersal on coexistence for arbitrary forms of dispersal and arbitrary spatial patterns of environmental variation. Using the lottery model as an example, we find that local dispersal contributes to coexistence by enhancing the effects of environmental variation on scales longer than typical dispersal distances, which can be characterized solely by the variance of the dispersal kernel. Higher moments of the dispersal kernel are not important.