不同高寒退化草地阿尔泰针茅种群的小尺度点格局

种群空间格局是种群自身特性、种间相互关系及环境条件综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡选择未退化、轻度退化、中度退化和重度退化等4种高寒草地,分析了阿尔泰针茅(Stipa krylovii)种群斑块特征、株丛结构和点格局特征。结果表明:阿尔泰针茅在衰退过程中种群密度和种群领地面积减小,空斑面积增大,领地密度先增大后减小,小株丛(株丛径0.1-1.0 cm)比例增加,大株丛(株丛径2.1-7.0 cm)比例减小;不同草地梯度中阿尔泰针茅种群的空间格局存在明显差异:未退化草地中阿尔泰针茅种群在0-64 cm尺度上为均匀分布,64-100 cm尺度上为随机分布;中度退化草地中阿尔泰针茅种群在0-70 cm尺度上为随机分布,而在70-100 cm尺度上为聚集分布;轻度退化和重度退化草地中阿尔泰针茅种群在0-100 cm尺度上均为随机分布。在放牧干扰和种间竞争作用下,阿尔泰针茅种群斑块从中心开始破碎,并逐渐向四周辐散,引起小尺度上种群斑块间分布格局出现"随机分布-聚集分布-随机分布"转变,促使原有斑块被分割为多个直径较小的"岛"状小斑块并进一步分化,最终种群斑块完全破碎、草毡层逐步消失,从而造成阿尔泰针茅种群的衰退。     

退化草地阿尔泰针茅与狼毒种群的小尺度种间空间关联

采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡选择4种退化高寒草地群落,分析了阿尔泰针茅(Stipa krylovii)与狼毒(Stellera chamaejasme)种群的大小结构、斑块特征和种间关联关系。结果表明:随天然草地退化过程延续,阿尔泰针茅由大株丛结构演变为小株丛结构,种群密度和领地面积减小、空斑面积增大、领地密度先增大后减小,狼毒种群的株丛结构和斑块特征发生了相反的变化趋势;不同退化草地阿尔泰针茅和狼毒种群的空间关联呈现负关联、正关联和不关联规律;在未退化草地和轻度退化草地、中度退化草地,阿尔泰针茅与狼毒的关联性分别由0-14 cm、0-51 cm尺度上的负相关和0-85 cm尺度上的不相关,转变为14-100 cm、51-100 cm尺度上的不相关和86-100 cm尺度上的正相关。物种个体大小结构变化,以及狼毒种群的斑块吞并、合并和阿尔泰针茅种群的斑块破碎、被分割过程,既是物种关联性发生尺度转换的先决条件,又是引起草地群落中物种地位与作用改变的关键因素。     

高寒退化草地狼毒与赖草种群空间格局及竞争关系

种群空间格局的尺度转换效应反映了植物种内、种间竞争关系的变化过程。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡阿尔泰针茅草原,分析了干扰状态下狼毒(Stellera chamaejasme)和赖草(Aneurolepidium dasystachys)种群的空间格局及竞争关系。结果表明:随着草地退化过程加剧,狼毒种群空间格局由聚集分布转变为非聚集分布,反映了协作转向竞争的种内个体间关系;赖草种群以聚集格局为主,体现了种内相互协作的个体间关系;二者空间关联性存在正相关、不相关和负相关的转换过程,正相关尺度逐渐缩小,负相关仅在重度退化草地出现,种群间关系表现为由协作转向竞争且竞争强度逐渐增大。干扰状态下,种群空间格局的尺度转换效应影响植物种内、种间的竞争关系及强度,反映了退化草地物种应对干扰的更新途径。     

退化草地阿尔泰针茅生殖株丛与非生殖株丛的空间格局

生殖株丛与非生殖株丛的空间格局是株丛自身特性和植物种内、种间关系综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡高寒退化草地设置4个退化梯度,每个梯度内随机设置3个2 m×2 m的样方,分析了0-100cm空间尺度上阿尔泰针茅(Stipa krylovii)种群生殖与非生殖株丛的生物量、高度和空间格局。结果表明:未退化草地中,阿尔泰针茅生殖与非生殖株丛均出现聚集格局,且分布于不同的尺度区间;草地退化过程中,生殖与非生殖株丛聚集格局出现重叠且重叠的空间尺度发生转换,从18-19 cm、54-68 cm转换为45-78 cm;生殖株丛空间格局以聚集分布为主,聚集格局尺度随生物量和株高增加而增大;非生殖株丛以聚集和均匀分布为主,聚集格局尺度随生物量和株高下降而减小,均匀格局尺度增大。在干扰活动影响下,生物量分配和株高的转变是种群空间格局发生尺度转换的关键因素,反映了退化草地植物种群繁殖与更新的适应性途径。     

甘肃臭草型退化草地优势种群空间格局及其关联性

空间格局和空间关联性是研究种群扩散和群落演替的重要方法。在石羊河上游高寒退化草地,运用点格局分析法,对不同演替阶段甘肃臭草和阿尔泰针茅的格局及关联性进行了研究。结果表明:甘肃臭草在没有形成斑块(CK)和斑块形成阶段(A),所有尺度上为聚集分布,在斑块扩散(B)、稳定(C)和衰退阶段(D)分别在0-90 cm、0-70 cm和0-40 cm上为聚集分布,90-100 cm、70-150 cm和40-150 cm为随机分布;阿尔泰针茅在CK阶段所有尺度上为随机分布,在A、B、C阶段分别在0-47 cm、0-75 cm、0-130 cm上为聚集分布,在47-50 cm、75-100 cm和130-150 cm上为随机分布,D阶段在所有尺度上为聚集分布;从CK-D阶段,甘肃臭草和阿尔泰针茅之间的关联性由显著负关联向关联性不显著转变,负关联显著程度先增强,后减弱;甘肃臭草种群从CK到D样地,种群领地密度先增大后减小,阿尔泰针茅种群领地密度逐渐减小。优势种替代过程中,种内竞争和种间竞争的相互转化影响格局的分布类型,竞争的不对称性影响关联性程度的强弱。     

甘肃臭草型退化草地优势物种格局控制关系

在石羊河上游高寒退化草地,应用点格局和Ripley K函数检测种间格局控制关系,按照时间序列设置甘肃臭草退化的5个样地,包括未形成斑块(CK)、斑块形成(A),斑块扩散(B)、斑块稳定(C)和斑块衰退(D)样地,研究了不同样地中甘肃臭草与阿尔泰针茅之间的空间分布格局、空间关联性和格局控制关系.结果表明:CK→D样地阿尔泰针茅由随机分布转变为聚集分布;甘肃臭草和阿尔泰针茅之间的关联性由显著负关联向无显著关联转变,负关联显著性先增强后减弱;A、B、C样地中分别在0 ～15、0～12和0～10 cm尺度范围内甘肃臭草对阿尔泰针茅表现出格局控制关系,CK和D样地中没有格局控制关系.体型、规模大,竞争力强的物种,通过改变微生境,迫使其他物种改变分布方式,形成规则分布,进而形成对其他物种的格局控制作用.     

高寒草地狼毒与阴山扁蓿豆种群的空间格局

不同的格局类型和空间关联性可以反映出干扰状态下天然草地植物种群的资源环境适应对策.采用草地群落学调查与点格局分析方法,分析了祁连山北坡高寒草地优势种群更替过程中狼毒和阴山扁蓿豆种群的空间格局及其种间关联关系.结果表明:随着草地退化程度加剧,狼毒种群地上生物量、密度、植株高度持续增加,空间分布类型由聚集分布转变为非聚集分布,阴山扁蓿豆种群高度逐渐降低,种群密度和地上生物量先增大后减小,空间分布类型由均匀或聚集分布转为随机分布;狼毒和阴山扁蓿豆的空间关联性由显著正关联区间不断增大转为关联性不显著.草地退化过程中群落上层禾草西北针茅种群的衰退以及狼毒和阴山扁蓿豆的植株高度差异,导致了植物对光资源的非对称性竞争,使二者的资源分配策略发生了调整,并影响了空间分布格局和种间关联性.     

川滇高山栎种群不同海拔空间格局的尺度效应及个体间空间关联

川滇高山栎灌丛(Quercus aquifolioides)是我国西南高山典型的植被类型,研究其空间格局对于研究种群的生态学过程有重要意义。为了弄清川滇高山栎种群空间格局及其个体间空间关联对海拔,尺度和大小级等因素的响应情况,研究中应用点格局分析的方法,在巴郎山沿高山栎分布海拔范围设置4个海拔梯度,并根据体积大小将高山栎分为4个大小级等级,比较不同海拔、不同尺度、不同大小级间的高山栎种群空间格局及个体间空间关联。结果表明,川滇高山栎种群空间格局及其个体间关联与空间尺度、植株形体大小和海拔梯度密切相关:在小尺度上,种群趋向于聚集分布,个体间有较强的空间关联,随着空间尺度的增大,种群逐渐趋于随机分布,个体间空间关联减弱,区域无关联;个体间形体差异越小,个体间正关联就越强,个体间形体差异越大,正关联就越弱,负关联就越强;海拔因子对聚集分布的聚集规模和个体间关联的关联程度有较大影响。     

东阿拉善珍稀濒危植物绵刺种群结构与点格局分析

绵刺(Potaniniamongolica)是古老的单种属残遗种,在中国分布于西北荒漠区,为国家二级重点保护植物。为了揭示不同类型绵刺种群的结构、种内或种间的相互作用以及对环境的适应策略,该研究选择集中分布区的绵刺种群(阿拉善种群,在砾石地大面积分布)和分布区东缘的种群(鄂尔多斯种群,在沙地呈斑块分布),采用大小结构分析法将绵刺植株分为3个等级(I级:d≤10 cm; II级:10 cm 30 cm, d为株高×冠幅长×冠幅宽的立方根),运用空间点格局分析的Ripley’sK函数对2个绵刺种群的年龄结构、空间分布格局以及各大小级间空间关联性进行分析。结果表明:1)阿拉善绵刺种群以II级植株为主,占69%,I级植株虽仅占5%,但由于无性生殖的存在,种群仍呈稳定状态;而鄂尔多斯种群II级与III级植株占比相近,无I级植株,以种子进行更新受限。2)阿拉善种群总体呈随机分布,其中I、II级植株在中小尺度以聚集分布为主,在大尺度呈随机分布;鄂尔多斯种群不论是总体还是各大小级均以聚集分布为主,与种间竞争有着较大的关系。3)阿拉善种群III级个体与I级...     

荒漠植物红砂与西北针茅种群的空间格局及其关联性

植物种群的空间分布格局及关联性是研究种群扩散、群落演替及生物与环境因子相互作用的重要手段。该研究以甘肃省皋兰县老虎台干旱荒漠区的主要物种——红砂(Reaumuria songarica)和西北针茅(Stipa sareptana var. krylovii)为对象,采用Ripley K 函数分析了不同坡向红砂和西北针茅种群的点格局特征及其关联性,以揭示干旱荒漠区植物演替过程中优势种群之间的竞争关系和生存繁衍策略。结果表明：(1)红砂和西北针茅在4个坡向上的分布格局具有显著差异性,随着坡向由西北坡向南坡的转变,红砂种群的株数、盖度及重要值先增加后降低,西北针茅种群则不断增加;西北坡向上,红砂种群的空间格局在0~2.1 m尺度上呈聚集分布,随着尺度的增加聚集强度减弱并趋向于随机分布,而西北针茅种群在整个尺度内均呈聚集分布;西坡坡向上,在整个研究尺度内,红砂种群表现为随机分布,而西北针茅种群表现为聚集分布;西南坡向上,红砂种群在0~3.7 m尺度上表现为聚集分布,3.7~5 m的尺度上表现为随机分布,西北针茅种群在0~1 m及4.2~5 m尺度上表现为随机分布,1~4.2 m尺度上表现为聚集分布;南坡坡向上,在整个研究尺度内,红砂种群表现为聚集分布,西北针茅种群表现为随机分布。(2)在西北坡与西坡坡向上,红砂和西北针茅种群的空间关联性在小尺度上均表现为负相关关系,随着研究尺度的增大,种间关联度均趋向于不相关;在西南坡与南坡坡向上,两物种在整个尺度范围内均表现为无关联性。     

天山云杉天然林不同林层的空间格局和空间关联性

天山云杉(Picea Schrenkiana)林是天山林区的重要针叶林。研究调查了分别代表天山云杉增长型种群和成熟型种群的两块标准地,应用Ripley's K系数法研究了天山云杉更新层、低林层、中林层和高林层的空间格局和不同林层的空间关联性,并应用Moran's I系数法研究了不同林层的林木高度的空间自相关性。结果表明:所有林层的天山云杉活立木都是显著聚集的,只是发生聚集格局的强度和聚集尺度不同。更新层天山云杉具有最大的聚集强度,从更新层到低林层,聚集强度急速降低。两块标准地中天山桦(Betula tianschanica Rupr.)、天山柳(Salix tianschanica Rgl.)和天山云杉活立木的空间关联性的表现不同。研究结果表明:增长型种群中天山桦、天山柳在所有尺度上都抑制天山云杉的生长;而成熟型种群中天山桦、天山柳在1-10 m尺度内对天山云杉种群的生长没有影响,10-40 m表现出正相关,40 m以上没有表现出明显的关联性;同时天山桦、天山柳基本上在所有尺度都抑制天山云杉的更新。在更新层和低林层间表现出正相关;而更新层和枯死木之间的空间关联性为正相关。     

Hierarchical spatial structure in soft-bottom mussel beds

Mussels (Mytilus edulis L.) are unusual because they thrive in both rocky shore and soft-bottom habitats. Despite their ecological and economic importance, little is known about their spatial structure. Mussels do not generally recruit to bare soft substrate because larvae and postlarvae cannot attach to a bottom of small sediment particles. They attach to hard objects on the sediment surface (especially other mussels), so soft-bottom mussel beds may be spatially organized in ways that are fundamentally different from those on rocky shores. The purpose of our study was to characterize the scales of spatial variability for several mussel abundance parameters in soft-bottom, intertidal M. edulis beds in coastal Maine. We used a random factor nested-ANOVA design of 200 cm² Cores within 1 m² Quadrats within 6 m Transects within Positions within bed Sites along 70 km (euclidean distance) of the Maine coast. Based on the literature and our field observations, we hypothesized that Sites and Positions account for most of the spatial variance in soft-botttom mussel beds. We rejected this hypothesis. Sites and Positions were not important in explaining variation in total mussel density, density of new recruits, or density of larger mussels. Although most of the variance in surface silt-clay fraction did occur at these levels, most mussel variation occurred at smaller spatial scales, specifically at the Quadrat scale for new recruits and total mussels and at the Transect scale for larger mussels. Variance in mussel parameters was not closely linked to the silt-clay fraction of surface sediment or to Site rankings of wind exposure and tidal flow. Variance in total mussel density was due primarily to variance in recruitment. No single scale explained more than about half the mussel variance, and no single scale was best at explaining all the mussel parameters. Greater knowledge about mussel bed spatial variability would be useful because it can help direct scale-dependent sampling regimes, field experiments, and coastal management practices.     

Female cowbirds have more accurate spatial memory than males

Brown-headed cowbirds (Molothrus ater) are obligate brood parasites. Only females search for host nests and they find host nests one or more days before placing eggs in them. Past work has shown that females have a larger hippocampus than males, but sex differences in spatial cognition have not been extensively investigated. We tested cowbirds for sex and seasonal differences in spatial memory on a foraging task with an ecologically relevant retention interval. Birds were trained to find one rewarded location among 25 after 24 h. Females made significantly fewer errors than males and took more direct paths to the rewarded location than males. Females and males showed similar search times, indicating there was no sex difference in motivation. This sex difference in spatial cognition is the reverse of that observed in some polygynous mammals and is consistent with the hypothesis that spatial cognition is adaptively specialized in this brood-parasitic species.     

复合不育剂EP-1对小鼠空间记忆与焦虑行为的影响

EP-1是由炔雌醚和左炔诺孕酮按照1∶2的比例配制而成的一种用于鼠类不育控制的激素类复合不育剂,对鼠类的繁殖及繁殖行为等有一定影响,但对鼠类空间学习与记忆、焦虑行为等非繁殖行为的影响还没有报道。为此,用0(对照)、1.0、2.0、3.0 mg/kg剂量的EP-1对昆明小鼠(Mus musculus)进行灌胃处理,然后用Morris水迷宫和高架十字迷宫分别测定其空间记忆、焦虑行为。结果发现灌胃后15 d,剂量为2.0 mg/kg的EP-1使小鼠空间记忆能力显著下降,但30 d后其空间记忆能力有所恢复,表明2.0 mg/kg剂量的EP-1可以在一定时间范围内降低小鼠的空间记忆能力。但不同剂量的EP-1对小鼠焦虑行为无显著影响。该结果可以为从对非繁殖行为的影响的角度研究EP-1对鼠类的作用提供一定启示。     

基于ESDA的西北太平洋柔鱼资源空间热点区域及其变动研究

以西北太平洋(150°E—160°E、38°N—45°N)柔鱼Ommastrephes bartramii为研究对象,以2007和2010年鱿钓渔业的原始点位数据为基础,利用常规统计和探索性空间数据分析(ESDA)中的全局空间自相关分析方法,对西北太平洋柔鱼资源空间分布及其变动进行了研究。结果表明,西北太平洋柔鱼资源呈现较强的聚集分布特征,但不同空间位置差异较大。利用GIS和ESDA的局部自相关方法进行了柔鱼资源热冷点空间分布的制图,结果显示2007年研究区存在3个显著的热点和1个冷点,2010年与之存在较为明显的差异,具有1个热点和4个冷点。变化检测分析表明,两个年份间出现1个热点区域和1个冷点区域未发生变化,另有2个区域从2007年热点变成2010年冷点;此外,非热冷点之间的变动在研究区占据了主导地位。景观指数分析表明,研究区柔鱼资源热冷点格局的复杂性和自相似性并不高,但其异质性和聚集性非常强,且整体性和凝聚度均很高。分析认为,2007年西北太平洋柔鱼渔区的形成受温度和海流的影响,近一半作业渔区产量相对较高,但并未充分保证空间热点的大面积形成,空间热点和冷点分布面积大致相当;2010年整个西北太平洋柔鱼渔场受亲潮势力影响,空间热点较为集中、空间冷点较多且分散。     

三江源区冬虫夏草资源适宜性空间分布

冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)是生长在青藏高原高寒地区的一种珍稀物种资源,具有极高的药用和经济价值,然而冬虫夏草资源的数量特征与空间格局尚不明确。以三江源区为例,结合冬虫夏草的生境条件,选取适宜冬虫夏草生长的生态环境指标,利用地理信息系统(GIS)中的空间分析方法对冬虫夏草资源的适宜性空间分布进行了研究,并用野外实地采样和入户调研数据进行验证。结果表明:三江源区冬虫夏草资源主要分布在东南部和中南部,分布面积约为18.45×10~4km~2,占该区总面积的50.74%。达日县、甘德县、玉树县、称多县、玛沁县、班玛县、久治县这7个县冬虫夏草适宜性面积占到了该县50%以上的面积,是三江源区冬虫夏草资源的主产区。基于GIS空间分析的结果与实地调查结果相符,说明利用空间分析方法划分冬虫夏草资源的适宜性分布区域是可行的,可为系统的全面调查冬虫夏草资源的分布及保护与合理开发利用冬虫夏草资源提供科学依据。     

浙江天台山甜槠种群遗传结构的空间自相关分析

采用空间自相关分析方法对浙江天台山亚热带常绿阔叶林优势种甜槠种群全部个体及不同年龄级个体的小尺度空间遗传结构进行了分析,以探讨甜槠种群内遗传变异的分布特征及其形成机制。根据11个ISSR引物所提供的多态位点,经GenAlEx 6软件计算地理坐标和遗传距离矩阵在10个距离等级下的空间自相关系数。在样地内,甜槠种群内个体在空间距离小于10 m时存在显著的正空间遗传结构,其X-轴截矩为9.945。甜槠种群的空间遗传结构与其种子短距离传播和广泛的花粉传播有关。Ⅰ年龄级、Ⅱ年龄级和III年龄级个体在空间距离小于10 m时存在显著的正空间遗传结构,其X-轴截矩分别为11.820、9.746和9.792。当距离等级为5 m时,其空间自相关系数r分别为0.068、0.054和0.070。Ⅳ年龄级个体在所有空间距离等级中均不存在显著的空间遗传结构。甜槠是多年生、长寿命植物,自疏作用是导致IV年龄级个体空间遗传结构消失的主要原因。     

Dispersal and spatial scale affect synchrony in spatial population dynamics

A large body of theoretical studies has shown that synchrony among populations is critical for the long-term persistence of species in fragmented habitats. Although the effects of dispersal and environmental factors on synchrony have been investigated theoretically, empirical studies of these relationships have been lacking. We explored the interplay between environmental and demographic factors (fecundity, survival, dispersal) on population synchrony for 53 species of birds. We show that the interspecific differences in mean synchrony were determined by global environmental factors whose action was probably mediated by the abundance of each species. After removing the effect of these global factors on synchrony, the residual synchrony was strongly correlated with dispersal distance. The relationship between dispersal and synchrony was stronger for the species nesting in wet habitats than for those nesting in dry habitats. Our results indicate that different factors synchronize bird populations at different spatial scales, thus highlighting the role of scale in understanding spatial population dynamics and extinction risks.