草地植物群落物种多样性取样强度的研究

本文以羊草(Leymus chinensis)-杂类草群落和贝加尔针茅(Stipa baicalensis)-线叶菊(Filifolium sibiricum)群落为代表,在东北松嫩平原研究了草地植物群落物种多样性的取样强度。巢式样方种-面积曲线结果表明：两个群落的最小面积均为1/4～1/2 m²。 Pielou积累样方多样性指数-取样数曲线结果表明：羊草-杂类草群落1、1/4、1/6 m²正方形样方最小取样数分别在12、22、28个左右; 贝加尔针茅-线叶菊群落分别在10、18、25个左右。群落水平结构的复杂性导致取样数目的增加。当积累样方数超过最小取样数后,多样性指数-取样数曲线进入平衡状态,上述3种取样面积的结果趋于一致,并在概率95%水平差异不显著。赞成小面积大数目的取样策略。     

小兴安岭阔叶红松林木本植物种-面积关系

种-面积关系研究是了解植物群落结构的重要途径,是群落生态学的基本问题。不同的研究方法对种-面积关系影响很大。利用黑龙江省小兴安岭两个10.4 hm2样地和5个1.0 hm2样地的调查数据,采用移动窗口法确定各样地的最小取样面积,避免了巢式取样法及随机样方法的不足。并采用4种种-面积关系模型进行拟合,评价各关系模型的适合度。在此基础上,基于最小面积进行模拟随机取样,探讨取样大小对物种数估计精度的影响。研究结果表明:由于拟合曲线模型的适用性及曲线外推可靠性问题的存在,采用拟合曲线的方法所估计的最小面积与实际值偏差较大。实际调查得到的各样地最小面积40 m×40 m—45 m×45 m,说明小兴安岭地区阔叶红松林群落所需的最小面积基本一致,但各样地群落结构的差异却在对取样数量的要求上体现出来。其中丰林与大亮子河样地物种数分布相对均匀,所需最小样方数量较少;而方正与胜山样地物种数分布异质性较大,差异的机理还有待于进一步研究。     

塔里木荒漠河岸林灰胡杨群落最小面积确定与研究方法比较

荒漠河岸林是塔里木极端干旱区唯一的森林群落类型,群落结构组成简单。我们采用种-面积曲线、群落系数-面积曲线与重要值-面积曲线3种方法对塔里木河上游荒漠河岸林灰胡杨（Populus pruinosa Schrenk）群落最小面积进行研究。结果显示,4种饱和种-面积曲线的拟合效果差异明显,S=aA/（1+bA）和S=a（1-e^-bA）模型拟合的相关系数较高（P < 0.01）,拟合效果优于其它2种模型。当取样面积为100 m²时,可包括群落60%~80%的物种数,取样面积为200 m²时,则可包括群落90%的物种数。群落系数-面积曲线与重要值-面积曲线2种方法确定的群落最小面积均为400 m²,二者克服了种-面积曲线仅关注物种出现与否和饱和种的估算问题,拟合结果更符合实际情况,更适用于塔里木荒漠河岸林最小取样面积的确定。本研究结果表明荒漠河岸林包括60%、80%、90%群落物种的临界抽样面积分别为100 m²、200 m²和400 m ²,可以满足不同研究精度的要求;塔里木河上游荒漠河岸林灰胡杨群落学调查的最适取样面积是400 m²。     

不同海拔高程梯度下鄱阳湖典型草洲植物群落物种-多度分布格局的模型拟合

基于恒湖农场茶叶港草洲4个样带、19个样地（5 m×5 m）沿海拔高程（高高程-湖边、中高程-洲滩中间、低高程-洲滩边缘）调查得到的植被数据,用4种生态位模型拟合研究该区域不同海拔高程段植物种-多度分布格局。结果表明：（1）随着海拔高程下降,群落偶见种不断减少,且平均盖度均较低;常见种数目保持不变,其中优势种灰化薹草（Carex cinerascens Kukenth）平均盖度、平均高度持续升高,在群落中保持较高的优势地位;（2）3个高程段内生态位优先占领模型对群落物种-多度分布格局有较高的拟合优度（P < 0.05,AIC值分别为-149.41、-61.11、-25.63）,断棍模型、重叠生态位模型、优势优先模型总体上拟合效果较差（P < 0.05,但AIC值均较大）。为研究区植物群落生物多样性的保护和构建机制的探索提供了一定参考。     

塔里木河下游荒漠河岸林群落最小取样面积

选择塔里木河下游退化程度不同的3个典型断面,采用相邻样方格子法,调查荒漠河岸林群落的种-面积关系,利用种-面积饱和曲线方程拟合的方法对群落的最小取样面积进行研究。结果表明,3个断面的群落最小面积分别设为1500、2000和2500 m²可以满足精度为60%～80%的研究要求,满足精度为90%研究要求的群落最小面积分别为2500、3600和4500 m²;群落最小面积呈现随植被退化程度加重而逐渐增大的趋势,而地下水埋深对群落最小面积的影响并不明显;种-面积饱和曲线针对塔里木河下游荒漠河岸林群落最小面积拟合的效果较好。     

松嫩平原盐碱植物群落种子库的比较分析

本文对松嫩平原碱化草甸6种单优盐碱植物群落土壤中有发芽力的种子贮量及其物种多样性进行了比较分析。虎尾草群落、角碱蓬群落、翅碱蓬群落3种一年生植物群落所具有的共同特征,表现为种子库存量大,优势种的种子数量占绝大多数,种子库的物种多样性指数相对较小。星星草群落和獐毛群落这两种过渡性的多年生群落,地上优势种均为种子库中的优势种,种子库的物种多样性指数趋于中等。羊草群落与其他演替阶段的群落相比,种子库存量最小,种子库的物种多样性指数最大。     

取样尺度对亚高寒草甸物种多样性与生产力关系的影响

植物物种多样性与生产力之间的关系是群落生态学的一个热点问题, 目前仍存在着很多争议。为探究自然群落中二者之间的关系, 对青藏高原亚高寒草甸3个样地的自然植物群落分别进行了不同取样面积的抽样调查。结果显示, 取样样地和取样尺度均对物种丰富度有显著影响, 取样样地而非取样尺度对群落地上生物量有显著性影响。在某一时刻对某一样地进行取样, 其单位面积生产力并不因取样面积的增加而提高, 而是保持恒定的, 尽管物种数随取样面积的增加而有明显增多。物种多样性与生产力之间的回归关系因样地与取样尺度不同而不同, 有U型、单峰型、正线性相关和无相关性, 其中无相关性出现的最多。据此推测, 亚高寒草甸群落物种多样性与生产力之间不存在某种确定性关系, 或者说, 亚高寒草甸物种多样性和生产力之间不存在必然的因果联系。     

海南石梅湾青皮林最小取样面积与物种多样性研究

石梅湾海岸青皮(Vatica hainanensis)林是海南独特的雨林群落之一。本文选用8种“种-面积渐近线”对该群落的最小取样面积进行了拟合研究。结果表明,其中5条曲线的R^2大于0．97,拟合状况很好,但所得出的最小取样面积各不相同。进一步经过“重要值-面积曲线”的群落特征分析,确认群落的最小取样面积只有800m^2。石梅湾青皮林最小取样面积比海南其他类型雨林、滇南热带雨林、东南亚热带雨林以及非洲雨林都要小。通过对1000m^2样地的物种多样性分析,结果表明：在垂直结构上,石梅湾青皮林B层乔木的Gleason指数大于A层乔木,和海南山地雨林的情况不同。海岸青皮林为物种多样性不高的单优林,群落的物种多样性、均匀度远小于海南其他类型的山地雨林与混合青皮林;在海岸青皮林群落内,青皮的相对密度、相对优势度、重要值大大高于其他物种。此研究表明：海南热带雨林同样存在物种多样性不高、单优特征显著的顶极群落;海南海岸青皮林是迄今为止热带雨林取样面积最小的森林类型。     

岷江上游干旱河谷灌丛群落种-面积曲线的拟合及最小面积确定

研究采用3种饱和曲线方程拟合出的群落种-面积曲线,对岷江上游干旱河谷灌丛群落的最小面积进行研究,取比例因子P分别为0．6、0．7、0．8、0．9,求得灌丛群落的最小面积或临界取样面积。研究结果表明：当ρ取0．6、0．7、0．8时,阴、阳坡各海拔梯度样地群落最小面积均小于或略大于100m^2,样方可设置为10m×10m,即样地面积为100m^2,可以满足精度60％～80％的研究要求。当ρ取0．9时,阴、阳坡各海拔梯度样地群落最小面积均小于200m^2,样方可设置为10m×20m,即样地面积为200m^2,可以满足精度90％的研究要求;群落最小面积呈现出随海拔梯度的升高而逐渐增大的趋势,且最小面积所含物种数也随之增加;在相对应的海拔高度上,海拔2000m以下群落最小面积及所含物种数阴坡明显大于阳坡,而在2200m左右的高海拔则是阴坡与阳坡相接近;对于岷江上游干旱河谷灌丛群落类型而言,由方程（1）、（2）拟合所得的种一面积曲线较好于由方程（3）拟合所得的种．面积曲线。     

亚高寒草甸植物群落的中性理论验证

 该文以物种组成较为复杂的青藏高原东部亚高寒草甸为背景,结合最新的群落中性理论,以解释亚高寒草甸草本植物群落的物种分布格局和生物多样性的维持机制。通过对阴坡、阳坡和滩地3个生境进行随机取样调查,用中性模型对所得多样性数据进行拟合,并分别应用置信区间检验、拟合优度检验和多样性指数检验3种方法对拟合效果进行检验。研究结果表明,在拟合优度检验中,3个生境中中性理论预测和实际物种多度分布之间没有显著差异(p>0.05);实际观测值基本全部落入模型预测分布的95%的置信区间之内（仅滩地草本植物群落的63个物种中的1个以及阴坡草本植物群落75个物种中的2个偏离95%的置信区间）;对群落多样性的预测也和实际观测没有显著差异,其中丰富度预测拟合得最好(0.49相似文献   

鄱阳湖湖区及支流修水夏季鱼类系统发育群落结构分析

群落的物种共存及构建机制是生态学研究的核心问题之一, 系统发育群落结构分析为探究群落的构建机制提供了新的方法。研究在鄱阳湖湖区及其支流修水设立24个采样点, 采用系统发育群落结构的方法分析了不同空间尺度下鱼类群落的构建机制。结果表明: (1)鄱阳湖鱼类主要以鲤形目、鲤科鱼类为主, 表现出东亚江湖鱼类的组成特点; (2)依据物种组成和空间位置, 鄱阳湖湖区及修水鱼类群落属于不同的组群, 鄱阳湖湖区鱼类群落可以进一步分为北方群、南方群和东部群; (3)在采样点尺度, 24个采样点中, 有12个采样点靠近鄱阳湖支流的入湖口区域, 环境特别, 群落构成表现为环境过滤作用, 有12个采样点相对容纳了较多的远缘物种, 群落构成表现为竞争作用; 在区间分析的尺度, 北方群、东部群及修水群表现为竞争作用, 南方群表现为环境过滤作用; 在湖区及支流流域的尺度, 鄱阳湖湖区群为竞争作用, 修水群转变为环境过滤作用。因此, 鄱阳湖的湖区和支流修水等鱼类群落具有不同的物种组成和群落构建机制。研究结果加深了对群落构建机制的理解, 可以为鄱阳湖鱼类资源的保护提供参考。     

SPECIES-AREA RELATIONSHIP DURING PRIMARY SUCCESSION IN GRANITE OUTCROP PLANT COMMUNITIES

The species-area relationship and its underlying explanatory mechanisms were investigated in a primary successional sere on a southeastern (United States) granite outcrop. There, plant communities occupy soil-filled depressions separated from one another by areas of bare rock. They have been termed “island communities.” Soil depth and area increase as succession proceeds from Sedum smallii, to lichen-annual, to annual-perennial, and to herb-shrub-tree stages. Although plant species richness is significantly and positively correlated with island area in the system studied (all successional stages considered), the relationship between species richness and island maximum soil depth is stronger. However, island maximum soil depth and area are significantly and positively correlated. The exponential function describes the speciesarea relationship better than the transformed power function. Within successional stage, species richness shows no significant relationship with area or depth, except for late-successional island communities. Processes related to community successional development may explain the species-area relationship that exists when islands of all stages are considered. However, mechanisms related to equilibrium between extinction and immigration may be responsible for the speciesarea relationship for late-successional island communities.     

北京山区河岸带植物群落种-面积关系

种-面积关系是群落生态学的基本问题之一,是了解植物群落结构的重要途径。为摸清北京山区河流河岸带植物群落调查最小样方面积,在北京市怀柔区怀九河河岸带沿线,采用基于河岸带立地条件逐步扩大样地面积的方法布设50个80m长样地,调查计算并拟合不同类型河岸带所需的最小样地面积。研究结果表明:北京市怀柔区怀九河河岸带植物种数255种,隶属于70科185属。通过聚类分析将怀九河河岸带分为自然河岸带、近自然河岸带、人工岸坡乔灌草河岸带、人工岸坡观赏性乔灌草河岸带、人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带和人工岸坡浆砌石河岸带6种类型。根据赤池信息量准则AIC可知自然河岸带、近自然河岸带、人工岸坡乔灌草河岸带和人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带优先选取S=c-ae~(-bA),人工岸坡观赏性乔灌草河岸带优先选取S=aA/(1+bA),人工岸坡浆砌石河岸带优先选取S=c/(1+ae~(-bA))。满足相同比例植物种调查,不同类型河岸带所需最小样地面积存在明显差异,当满足河岸带植物调查80%植物种时,人工岸坡浆砌石河岸带(84m~2)和自然河岸带(217m~2)所需样地面积较小,其次是人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带(362m~2),近自然河岸带(450m~2)和人工岸坡乔灌草河岸带(460m~2)所需样地面积相似,而人工岸坡观赏性乔灌草河岸带所需样地面积最大为571m~2。所得出的河岸带植物调查最小样地面积对于河岸带生物多样性保护和指导河岸带生态修复具有重要意义。     

Local richness-species pool ratio: A consequence of the species-area relationship

A constant ratio between species richness estimated at the local and regional scale is interpreted as a proof of quasi-neutral unsaturated communities. Based on Zobel’s model of plant community (Zobel,Folia Geobot. 36: 3–8, 2001) we tested the methodology of the species-pool concept by comparing the saturated and unsaturated communities generated by spatially-explicit mechanistic simulations with known assembly rules. Tests show that local-regional species plots can be applied to distinguish saturated vs. unsaturated communities, however, the outcome of tests, i.e. the relationship between local and regional richness depends on the size of the areas compared. Independently from the mechanisms controlling diversity, trivial saturation will appear if one of the scales is either too small or too broad because species-area curves are bound at these extreme scales. Similarly, trivial unsaturaton will appear if the two scales compared are close to each other. The application of species-area curves is useful because they help to find scales for non-trivial relationships. Field tests reporting quasi-neutrality and unsaturated plant communities were performed at the intermediate scales of the corresponding species-area curves, and they were estimated from heterogeneous samples. Therefore, this field evidence might be biased by scaling artefacts. We propose to reanalyze the field evidence with solid scaling conventions and to restrict the concept of quasi-neutrality to subordinated functional groups based on the following hypotheses: (1) neutrality will appear within subordinated guilds as a consequence of the hierarchical structure of plant communities; (2) the lower a guild in the hierarchy the higher neutrality of within-layer processes detected; (3) quasi-neutrality found at the community level is not a proof of community-level neutrality but it is due to the higher number of subordinated species in the samples.     

鄱阳湖南矶湿地优势植物群落及土壤有机质和营养元素分布特征

湿地植物和土壤是承担湿地诸多生态功能的主要基质和载体,相互之间有着强烈的影响。湿地土壤影响植物的种类、数量、生长发育、形态和分布,湿地植物又影响土壤中元素的分布与变化。鄱阳湖湿地的植物和土壤的特征及由他们带来的候鸟栖息地价值都受到他们之间的相互作用以及湖泊水位不同频率和幅度波动的影响。研究鄱阳湖湿地植物和土壤的特征及其形成原因和相互关系。为此,从2010年10月到2011年10月,对鄱阳湖湿地不同水位梯度下分布的芦苇、南荻、苔草、虉草和刚毛荸荠5个优势植物群落中57个定点样方展开了月度植被调查并且对5个不同植物群落下的135个土壤样品进行了实验室分析,研究了鄱阳湖优势植物群落及湿地土壤中有机质、全氮、全磷、全钾含量的分布特征及其相互关系。研究结果表明,鄱阳湖湿地优势植物群落分布特征受湿地土壤元素分布特征、湖面水位波动及植物生长特性和土壤沉积及土壤养分的综合影响,呈现了沿水位和海拔梯度明显的条带状或弧状分布、从湖岸到湖心依次分布为:狗牙根群落、芦苇群落、南荻群落、苔草群落、虉草群落、刚毛荸荠群落,最后是水生植物。同时植物群落的组成和分布特征也随季节性水位涨落的变化而变化;土壤有机质及其他各元素含量特征受植物群落分布、水位波动规律及湿地土壤特性等各种因素的影响,呈现出相对一致的分布规律,在0—20cm土壤层含量较高,20cm层后随土壤深度的增加含量逐渐减小,减小的速度先快后慢直至40cm层后趋于稳定;不同植物群落对土壤有机质、全氮、全磷、全钾的含量及变化具有很大的影响,不同植物群落下同种元素含量差异显著,并且各自随土壤深度和植物群落的变化呈现出层状、带状或弧状富集特征。不同植物群落对土壤养分元素含量影响程度不同,苔草群落对各元素吸收和滞留能力最强、影响最大,刚毛荸荠群落对土壤营养元素影响最弱。湿地植物群落和土壤之间彼此有着强烈的影响,其中植株的重量和土壤的SOC、TN及TP含量有非常显著的负相关关系,与土壤TK含量则有较强的正相关关系,同时,植株的重量和高度与土壤地下水埋深也有微弱的负相关关系。     

鄱阳湖丰水期水位波动对浮游动物群落演替的影响

为了解鄱阳湖夏季丰水期水位剧烈波动过程中浮游动物的群落演替特征,2012年夏季鄱阳湖水位剧烈波动期间,于6月24日、7月7日和8月27日当水位下降且接近17.6 m时,在江西鄱阳湖国家级自然保护区内的1个浅水碟形湖泊设置4个采样点进行采样调查。共发现浮游动物65种,其中轮虫52种,枝角类7种,桡足类6种,多为营浮游生活的广温性和嗜温性种类。单因子方差分析(one-way ANOVA)显示3个月之间浮游动物的密度和生物量均具有显著差异(P0.05),7月份浮游动物密度(1030.17±68.18个/L)显著高于6月份(325.16±41.60个/L)和8月份(203.79±24.91个/L);6月份浮游动物的生物量(0.56±0.04 mg/L)显著低于7月份(1.22±0.11 mg/L)和8月份(0.99±0.11 mg/L)。基于浮游动物多度的聚类分析和自组织映射神经网络图均揭示夏季3个月份的浮游动物可区分为明显的3个群落:6月群落、7月群落和8月群落。蒙特卡罗检验发现水温、电导率、浊度和溶氧与浮游动物群落结构变化显著相关(P0.05)。典型相关分析显示,6月份浮游动物群落与叶绿素a含量呈显著正相关关系,7月份浮游动物群落与水体温度呈显著正相关关系,8月份浮游动物群落与水深和电导率、浊度和溶氧呈显著正相关关系(P0.05)。在3个月均为优势物种的盖氏精囊轮虫与叶绿素a含量呈正相关关系(P0.05),与水温、pH、溶氧呈负相关(P0.05)。夏季水位波动过程中浮游动物的群落结构在时间上(月份之间)发生明显演替,呈现轮虫密度逐渐降低,枝角类和桡足类密度逐渐增加的变化规律。水位波动引起环境因子的改变,从而对浮游动物的群落演替产生了重要影响。     

Species-area curve,life history strategies,and succession: a field test of relationships

Changes of species richness along temporal and environmental gradients were investigated. Two data sets were used: a successional sere of old-field plant communities in the Bohemian Karst, and a set of plant communities under various intensities of disturbance in the Krkonoe (Giant) Mts, both in Czechoslovakia. The species richness of a plant community is a spatial phenomenon, and should be described by the species-area relationship (using e.g. the power function S=c\A ^z) rather than by a single number. In the old-field succession, the number of species in very small plots (0.1×0.1 m) tends to increase with successional age while the number of species in larger plots (4×4 m) decreases from the third year of succession. The plant community under the highest rate of disturbance of the Krkonoe Mts data set shows the lowest number of species on small plots and the highest number of species on large plots. The results may be explained using the distinction between founder-and dominance-controlled communities (Yodzis 1978, 1984). In accordance with this theory, the species-area relationship within a community is shaped mainly by the type of competitive interaction and may be predicted on the basis of life-history strategies of constituent species. Disturbance causes a shift from dominance to founder control. On the landscape scale, the species-area relationship is shaped by other factors, and so it is unjustified to extrapolate the relationship outside the range in which it was originally assessed.     

Determination of species-area relationships and minimum sampling area for the shrub communities in the arid valley in the upper reach of the Minjiang River, China

The minimum sampling areas (MSAs) for the shrub communities in the arid valley in the upper reach of the Minjiang River, China, were studied by fitting community species-area relationships using 3 types of equations. The MSAs were determined at the proportional factor (ρ) 0.6, 0.7, 0.8 and 0.9. The proportional factors represent the proportion of the number of species within a sampling plot in the total number of species. The MSAs of the shrub communities at different elevations and on different slope faces for ρ = 0.6, 0.7 and 0.8 were all around 100 m². Hence, the MSAs could be set to be 100 m² (10 m × 10 m) at 60%–80% precision levels. For ρ = 0.9, that is, for a 90% precision level, the MSAs were less than 200 m² (10 m × 20 m). The MSAs and species richness increased gradually with the rising elevation. At the elevation below 2000 m, the MSAs and species richness on the north-facing slope were larger than those on the south-facing slope. However, at the elevation around 2200 m, there was no difference amongst different facing slopes. For the shrub communities in the arid valley in the upper reach of the Minjiang River, the species-area curves by fitting the first two equations are better than that by fitting the third equation.