藏北高原草地群落的数量分类与排序

采用TWINSPAN数量分类和DCA、CCA排序的方法,对藏北高原草地29个样点进行统计分析。结果显示:(1)TWINSPAN数量分类将藏北高寒草地群落划分成10种类型。(2)样点DCA排序第一轴基本反映了水分环境梯度,第二轴基本反映了热量梯度。(3)TWINSPAN分类所划分的各群落在DCA排序图上都有各自的分布范围和界限,说明DCA排序能较好的反应各优势群落与其环境资源之间的关系。(4)样点CCA排序表明,影响群落分布的首要环境因子是水分因子(年均降水量)和空间因子(经度),其次是热量因子(年均温度),CCA排序进一步阐明了群落分布决定于水分和温度等环境因子,并间接验证了TWINSPAN的分类结果。(5)物种CCA排序和TWINSPAN分类结果表明:植物群落中物种的分布格局与植物群落类型的分布格局存在一定的相似性。     

拉萨河谷草地群落的数量分类与排序

采用TWINSPAN数量分类和DCA、CCA排序的方法,对拉萨河谷草地23个样点进行统计分析。结果显示:(1)TWINSPAN数量分类将拉萨河谷草地群落划分成8种类型,拉萨河谷的草地群落分布呈现明显的垂直地带性分布格局。(2)TWINSPAN分类所划分的各群落在DCA排序图上都有各自的分布范围和界限,说明DCA排序能较好的反应各群落与其环境资源之间的关系,同时,TWINSPAN的分类结果也在排序图上得到较好的印证。(3)样点DCA排序的第一轴基本反映了海拔高度的变化梯度,第二轴基本反映了坡向的变化。(4)样点CCA排序表明,影响群落分布的主要环境因子是海拔,其次是坡向。CCA排序进一步阐明了拉萨河谷草地群落分布决定于海拔和坡向等环境因子,并间接验证了TWINSPAN的分类结果。(5)物种CCA排序和TWINSPAN分类结果表明:植物群落中物种的分布格局与植物群落类型的分布格局存在一定的相似性,物种的分布格局在很大程度上影响着群落的分布格局。     

拉萨河谷植物群落分类与排序及物种丰富度与环境的关系

以拉萨河谷区域的植物群落为研究对象,设置30个样地、90个植物样方,运用双向指示种分析法(TWINSPAN)进行群落的分类分析,运用除趋势对应分析法(DCA)进行群落的排序分析,运用广义可加模型(GAM)进行转换后的物种丰富度(TSR)与海拔、覆盖度、纬度、经度的关系分析。TWINSPAN分类将拉萨河谷的植物群落分为8组,即落叶阔叶林、落叶阔叶灌丛、根茎苔草草甸和丛生嵩草草甸、常绿针叶灌丛草甸和落叶阔叶灌丛草甸、落叶阔叶灌丛草原、丛生禾草荒漠、落叶阔叶灌丛荒漠、小半灌木荒漠,很好地反映了群落的间断性;DCA排序的样方排序结果与TWINSPAN数量分类结果基本一致,很好地反映了群落的连续性及其生境的异质性,DCA排序结果表明,湿度是拉萨河谷植物分布的主导因素;GAM拟合模型显示,TSR沿海拔梯度的分布格局为低-高-低-高-低的双峰格局。     

西藏拉萨河流域中下游不同植被类型表土花粉组合特征与年均降水量关系的研究

为定量恢复西藏拉萨河流域全新世的古气候环境,作者对拉萨河流域中下游表土孢粉组合特征与植被以及降雨量分布的相关性进行了研究。表土花粉研究结果显示,拉萨河流域中下游表土花粉组合能较好反映样方植被群落特征。根据研究区域孢粉组合特征,拉萨河流域中下游主要划分为8个孢粉组合带,即高山沼泽草甸带、高山灌丛草甸带、亚高山灌丛带、桦木林带、河谷沙棘林带、亚高山草甸带、亚高山半荒漠灌丛带和亚高山荒漠带。花粉类型与年均降水量的相关性分析结果表明,乔灌木花粉含量、Cy/G+A比值、莎草科、蓼属均与年均降水量呈显著正相关,而草本花粉含量、禾本科、蒿属、藜科与年均降水量呈显著负相关。因此,年均降水量是影响拉萨河中下游植被类型和表土花粉组合特征的重要因素。     

青海高原紫花针茅草原群落数量分类与排序

紫花针茅草原是青藏高原高寒草原中分布面积最大、最重要的群落类型。该文选择青海高原典型紫花针茅草原为研究对象,在大量群落学调查的基础上,采用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)等多元数量分析方法研究了青海高原紫花针茅草原群落的数量分类。结果显示:(1)所调查的紫花针茅草原是物种组成相对较简单、菊科和禾本科植物最多、北温带分布的属为主体的草原群落。(2)青海高原紫花针茅草原的90条样带可划分为8个群丛类型:紫花针茅+川青早熟禾群丛、紫花针茅+矮嵩草群丛、紫花针茅+多枝黄芪群丛、紫花针茅+高山嵩草群丛、紫花针茅+二裂委陵菜群丛、紫花针茅+沙生凤毛菊群丛、紫花针茅+弱小火绒草群丛、紫花针茅+梭罗草群丛。(3)影响青海高原紫花针茅草原群丛分布的主要环境因子是空间因子(海拔、经度、纬度)和热量因子(温度),其次是湿润度、降雨量等水分因子。(4)对于紫花针茅草原群落内部的群丛划分,CCA可以补充矫正TWINSPAN等级分划,使分类结果更符合实际生态意义,更清晰地反映群丛类型与环境梯度之间的关系。     

长江源区沙化高寒草地植被群落特征及其与地形因子的关系

草地沙化与植物群落演替关系对高寒草地生态系统功能和结构的维持具有重要的意义。以长江源区七渡口沙化高寒草地为研究对象,基于野外植物群落物种组成及地形因子调查数据,运用数量分类与排序等方法,探究了沙化高寒草地植物群落特征及其与微地形环境因子的关系。结果表明:60个调查样方中出现29个植物种,隶属16科,27属。赖草、细叶亚菊、绳虫实等植物种的出现指示高寒草地沙化处于进展之中,植被群落向旱生方向演替。物种标准频度分布在不同微地形表现各异,总体上优势种比例低于稀有种,植被群落处于高度演替阶段。TWINSPAN将沙化高寒草地划分为7个群丛类型:Ⅰ赖草+阿尔泰狗娃花+牛耳风毛菊Leymus secalinus+Heteropappus altaicus+Saussurea woodiana,Ⅱ赖草+喜马拉雅嵩草+绳虫实Leymus secalinus+Kobresia royleana+Corispermum declinatum,Ⅲ赖草+披碱草+细叶亚菊Leymus secalinus+Elymus dahuricu+Ajania tenuifolia,Ⅳ赖草+高山野决明Leymus secalinus+Thermopsis alpina,Ⅴ老芒麦+早熟禾Elymus sibiricus+Poa annua,Ⅵ老芒麦+批碱草Elymus sibiricus+Elymus dahuricus,Ⅶ绳虫实Corispermum declinatum。7个群丛在DCA排序图上的分布呈现一定的规律性。CCA排序结果表明,坡度和坡向是沙化高寒草地物种分布的微地貌主导因子。     

Small-scale switch in cover–perimeter relationships of patches indicates shift of dominant species during grassland degradation

草地生态系统普遍经受着全球气候变化和不可持续的土地利用方式的胁迫,这些环境胁迫往往引起草地生态系统状态在多稳态间 跃变,甚至诱发灾变性跃变,直至荒漠化的发生。研究表明,植被斑块的空间构型可以指示较大空间尺度的生态系统状态跃变。本文展示了小尺度 斑块构型如何指示草地生态系统的状态跃变。在高寒草甸生态系统选取7种草甸群落类型作为研究对象,这7种类型的草甸群落 具有高寒草甸退化过程不同阶段的典型群落特征。在每一种群落类型内,采用样带方法进行植被斑块调查,沿样带采用邻接格子样方法 记录样方内的斑块数量、斑块周长和斑块面积,并测定了每个斑块内的物种多度。研究结果表明,沿着草甸退化阶段七种 类型的草甸群落(即未退化的禾草-嵩草群落、轻度退化的高山嵩草-禾草群落、中度退化的高山嵩草群落、重度退化草皮开裂的高 山嵩草群落、侵蚀期的高山嵩草-杂草群落、严重侵蚀期的杂草-高山嵩草群落、零星杂草的黑土滩裸地),斑块数量和斑块周长随斑块面积的下降呈现先增加的变化趋势,而后,随斑块面积的急剧降低呈下降的趋势。斑块数量、周长与面积关系变化的拐点出现在植被总面积约占68%的状态处。在这一拐点附近,斑块上的植物组成呈现出高山嵩草或杂草占优势两种状态往复波动的不稳定状态,表明草地状态处于向荒漠化裸地跃变的边缘。本研究展示了如何基于小尺度植被斑块空间构型为草地退化、状态跃变提供数量化的早期预警信号,有望为嵩草草甸退化至黑土滩裸地的早期预警提供判定指标。     

雅鲁藏布江河岸植物物种丰富度分布格局及其环境解释

沿环境梯度物种多样性的分布格局及其环境影响因子的研究是生态学研究的重点内容之一。雅鲁藏布江是我国海拔最高的大河, 目前还没有针对其流域的河岸植物群落物种丰富度分布格局的系统研究。作者沿海拔梯度从雅鲁藏布江上游源头区至下游共设置了15个海拔样带, 在每个海拔样带随机取6个5 m×5 m样方, 共对90个样方的河岸植物群落物种组成和植被类型进行了调查, 共记录到238种维管束植物。DCA排序结果表明物种组成变化主要受海拔和经度控制。CCA排序区分出5种大的植被类型, 即高寒草甸或高寒草原、高山草原、两种亚高山灌丛草原和林缘灌丛植被。各植被类型的分布和变化主要受海拔和经度影响。雅鲁藏布江河岸植物物种丰富度沿海拔和经度梯度呈浅“U”形分布格局, 物种丰富度与年均降水量和植被盖度成显著正相关。     

青藏高原多年冻土区不同草地生态系统恢复能力评价

草地生态系统恢复能力是评价人类工程活动对青藏高原多年冻土生态系统影响的重要组分.分析了不同草地生态系统干扰带和非干扰带群落特征、植物多样性、草地初级生产力和经济类群,综合评价了青藏高原多年冻土区地上植被在受工程活动干扰后的综合恢复能力.结果表明:经过近20多年的自然恢复,青藏苔草草原、紫花针茅草原、扇穗茅草原、高山嵩草草甸、矮蒿草草甸和藏蒿草沼泽化草甸6种草地的盖度和物种组成均有一定程度的恢复,且草原群落的恢复程度好于草甸群落,但干扰群落仍低于未干扰群落;紫花针茅草原分布区物种多样性恢复好于其他草地类型分布区;干扰带由最初的地上植物生物量全部为0恢复到148.8～489.6 g·m^-2,其中藏嵩草沼泽化草甸干扰带恢复最好,生物量达489.6 g·m^-2;除藏嵩草恢复群落的饲用植物类群组成相对稳定外,干扰后的其他5种草地类型饲用价值降低.高寒草原生态系统的植被综合恢复能力显著高于草甸生态系统.     

子午岭地区植被恢复演替过程与环境因子的分类与排序

在野外实地调查基础上,采用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)对子午岭地区植物群落进行了数量分类和排序。结果显示:(1)TWINSPAN将50个样方划分为14个群系;DCA排序结果与TWINSPAN分类结果相互印证。(2)第一排序轴上显示出植被由草地、灌丛到森林的恢复演替系列,在此演替过程中土壤中的速效磷逐渐减少,全氮和有机质逐渐增加;第二排序轴反映环境因子的梯度不明显,但植被的演替过程会受到海拔、坡度的影响。研究表明,随着植被恢复演替的进展群落结构在变化,乔木层的重要值增加,所在群落中的全氮、速效磷、有机质等亦呈现规律性变化。     

山西五台山高山林线的植被景观

 过草本植物群落的分类和排序,结合对乔木和灌木分布的分析,确定了五台山高山林线的几条植被界线以及五台山森林上限附近植被的性质。结果表明：1）阳坡林线的海拔范围为2 605～2 790 m,阴坡林线的海拔范围为2 810～3 015 m;2）草本植物群落随海拔高度的变化比较明显,阴坡和阳坡从郁闭林到山顶均依次分布林下草本层、林缘草甸、亚高山灌丛草甸、高山草甸,草本植物的分布很好地体现了林线内部景观的差异性;3）海拔高度是高山林线附近草本植物群落空间分异的决定性因素。     

陕西子午岭生态因素对植物群落的影响

为探讨生境对植被格局分布的影响,对黄土高原马栏林区60块样地进行植被学调查的基础上,采用17个环境指标刻画植物群落的空间位置、地形和土壤特征;利用双向指示种分析(TWINSPAN)划分了该区不同演替阶段的植物群落类型;利用前向选择法(forward selection)及Monte Carlo检验对不同演替阶段植物群落物种组成影响显著(p＜0.05)的环境因子进行筛选;利用去势典范对应分析(DCCA)排序方法分析不同演替阶段植物群落分布格局与环境的关系;利用偏典范对应分析(partial CCA)定量分离环境、空间及其交互作用对植被格局总体变异的影响.结果表明:(1)马栏林区的植物群落可划分为13个类型,分别属于4个不同的演替阶段;(2)对演替初期阶段群落影响显著的环境因子是土壤含盐量和碱解氮,对演替过渡阶段群落影响显著的环境因子是海拔和腐殖质厚度,对演替亚顶级阶段群落影响显著的因子是海拔、坡向、枯落物厚度、腐殖质厚度和pH值,而对演替顶级阶段群落分异影响显著的因子是海拔、坡向、pH值和速效磷;(3)不同演替阶段群落的生态学特性和分布规律与环境空间的生态梯度格局吻合较好;(4)随着演替的进行,环境因子单独对植物群落的影响越来越大,而样地位置单独作用和样地位置与环境因子的交互作用之和越来越小.     

中条山混沟地区森林乔木种的数量分类与环境解释

通过对中条山混沟地区森林植被调查资料的多元分析——TWINSPAN分类、CCA排序与环境解释,划分了该地区的植被类型,给出了植被与环境因子的定量关系。结果如下:1)40个样地可划分为青檀林(Form.Pteroceltis tatarinowii)、栾树林(Form. Koelreuteria paniculata)、槲栎林(Form. Quercus aliena)、栓皮栎林(Form. Quercus variabilis)、鹅耳枥+葛萝槭林(Form. Carpinus turczaninowii+Acer grosseri)、元宝槭+千金榆林(Form. Acer truncatum+Carpinus cordata)和辽东栎林(Form. Quercus liaotungensis)7种群落类型,体现了中条山地带性植被类型为暖温带落叶阔叶林的特点。2)群落类型的划分主要反映了CCA排序第一、二轴的环境梯度,CCA排序第一轴突出反映了海拔与土壤养分梯度,第二轴与土壤pH值、湿度指数和坡度显著相关。总体来说,海拔和土壤因子是影响混沟地区乔木物种分布分异的最主要环境因子。3)环境因子和空间因子解释了物种格局变化的46.14%,其中环境因子占30.79%,空间因子占8.48%,空间因子和环境因子交互作用解释的部分占6.87%。良好的环境解释反映了调查取样和环境因子选取的合理性,同时也体现了混沟地区植被的原始性。     

金沙江干旱河谷植物群落的数量分类及其结构分异的环境解释

植物群落的空间分异格局是异质生境条件下物种性状、种间相互作用等生态学过程共同作用的结果, 对其分析有助于深入理解群落构建进程。本文基于金沙江流域干旱河谷116个样点562个样方的植物群落调查数据, 采用自适应仿射传播聚类的方法进行群落数量分类, 运用莫兰特征向量地图, 和方差分解的方法对影响群落结构的空间和环境因子进行分析。结果表明: (1)自适应仿射传播聚类将金沙江干旱河谷的植物群落分为30组, 可归为7个植被型, 23个群系, 以稀树草原(30.0%)、暖性落叶阔叶灌丛(55.7%)为最主要的植被类型。(2)年均温和干燥指数是限制金沙江干旱河谷植物群落分布的主要环境因子。稀树草原、肉质灌丛、常绿阔叶灌丛是典型的干热河谷植被类型; 暖性落叶阔叶灌丛、常绿硬叶林是干暖河谷植被的优势类型; 暖性针叶林、落叶阔叶林则主要在干温河谷环境占优势。(3)纯环境因子可以解释群落物种组成变化的5.5%, 纯空间因子可以解释的物种组成变化为22.5%, 有空间结构的环境因子部分为6.6%, 未解释的部分为65.4%。在诸多环境因子中, 年均温及干燥指数的不同显示了不同群落生境的重要差异, 并显著影响到群落的分布格局。大尺度的空间因子则主要通过地理隔离对群落结构的差异产生影响。     

祁连山中段高寒草甸草毡表层发育程度的空间分异及环境影响因子

高寒草甸植被下的草毡表层能够发挥水土保持、水源涵养等生态环境效益,是高寒草甸植被生态功能发挥的核心,认识草毡表层发育程度的空间分异及环境影响因子有利于深入理解高寒草甸在高原生态系统中的作用。本研究以祁连山中段高寒草甸分布区为研究区,依据根系体积并结合草毡层厚度以及土壤容重,将草毡表层划分为弱发育、中等发育以及强发育草毡。分析了不同发育程度草毡的地形、植被、气候等环境特征,并采用支持向量机模型对其分布进行了空间制图。结果表明:祁连山中段发育程度较高的草毡表层趋向于分布在水分条件较好的低海拔、缓坡,低坡位以及北向坡的位置,以嵩草属植物为主,中等以上发育程度的草毡地表植被及水分条件都较好;发育程度较高的草毡表层年均温较高,各发育程度草毡表层降水量差异不显著。空间分布结果整体与现有的高寒草甸植被类型分布具有高度的一致性,但空间分辨率更为详细,并且实现了不同发育程度草毡表层的空间细分。     

木论喀斯特峰丛洼地森林群落空间格局及环境解释

基于广西壮族自治区木论国家级自然保护区典型峰丛洼地景观尺度内不同微生境条件和植物群落类型50个样地 (20 m × 20 m)的系统取样调查, 用二元物种指示方法(TWINSPAN)对样地内胸径(DBH) ≥ 1 cm的木本植物进行分类, 选择10个土壤环境因子和5个空间因子, 利用除趋势典范对应分析(DCCA)研究了森林群落分布的土壤环境与空间格局, 并给予定量化的合理解释。结果如下: 1) TWINSPAN将森林群落划分为11组, 在三级水平上分为4类生态群落类型。2) DCCA第一排序轴集中了排序的大部分信息, 突出反映了各森林群落所在的坡向和土壤主要养分梯度, 沿第一轴从左到右, 坡向由阴转阳, 岩石裸露率越来越高, 土壤主要养分逐渐降低, 森林群落分别出现了由原生性和耐阴性强逐步向阳性先锋树种为主的次生林和人工林变化的格局。3)因子分离分析结果表明, 土壤环境因子对森林群落分布格局的解释能力为39.16%, 其中21.02%单纯由土壤环境因子所引起, 空间因子的解释能力为31.34%, 其中13.16%独立于土壤环境的变化, 18.15%是土壤环境和空间因子相互耦合作用的结果, 不可解释部分达47.66%, 表明喀斯特峰丛洼地森林群落的物种共存受生态位分化理论和中性理论双重控制。     

河北小五台山国家级自然保护区森林群落与环境的关系

植物与环境之间的关系是一个复杂的演变过程,运用数量生态学方法探讨森林群落的物种组成、种群的生态特征、不同植物群落与环境之间的关系,有助于保护该区森林群落的稳定性和生物多样性。根据148个森林群落样方数据,选用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)方法,对河北小五台山国家级自然保护区森林群落进行分类和排序研究。结果表明:(1)TWINSPAN将该区的森林群落分为20个类型;(2)CCA排序结果较好地反映出群落分布格局与环境梯度的关系,各个森林群落类型在前两轴分异明显,在11个环境因子中,海拔、坡位、凋落层厚度、土壤导电率、土壤温度、土壤湿度、土壤厚度和干扰程度这8个环境因子对森林群落的分布起较大的作用,影响森林群落的分布格局,形成不同的植被类型。(3)乔木层优势种的CCA二维排序图所揭示的环境梯度与群落类型的分布有很大的相似性;t值双序图阐明了海拔、凋落层厚度、土壤温度、干扰程度等环境因子对森林群落乔木层优势种有着重要影响。采用TWINSPAN分类与CCA排序的方法,较好地解释了森林群落与环境因子的关系,为小五台山地区森林生态系统的科学管理和保护提供了理论依据,研究结果也为同类地区森林生态系统研究及保护提供参考和借鉴。     

Effects of ecological factors on plant communities of Ziwuling Mountain, Shaanxi Province, China

This paper explores the relationships between environmental factors and community patterns. In 60 plots in the Malan Forest Region of the Loess Plateau, 17 variables were used as indicators of spatial position, soil and topography characteristics. Plant community types were analyzed by TWINSPAN (Two-way Indicator Species Analysis). Significant environmental factors were selected by forward selection and Monte Carlo tests. The relationship between communities and environmental factors was identified by DCCA (Detrended Canonical Correspondence Analysis). Partial CCA (Canonical Correspondence Analysis) partitioned observed compositional variation into components explained by environment, locality and covariation between them. The results showed that: (1) the plant communities can be divided into 13 types including 4 different successional stages. (2) Salt and alkali-hydrolyzable nitrogen are the significant factors related to plant community distribution at early stage. Elevation and humus thickness are the significant factors in the transitional stage. Elevation, slope, aspect, thickness of forest floor, humus thickness and pH are the significant factors for the sub-climax stage. Elevation, slope, aspect, pH and available phosphorus are the significant factors for the climax stage. (3) The ecological characters and the distribution patterns of plant communities in different successional stages are consistent with environmental gradients. (4) As succession proceeds, the impact of environmental conditions on plant communities increases, while the total influence of spatial location, and the interaction between the spatial location and environmental factors decrease.