梭梭种群不同发育阶段的空间格局与关联性分析

运用点格局法中的Ripley'sK(r)函数的变形L(r)函数和g(r)函数,对古尔班通古特沙漠不同生境下不同发育阶段梭梭种群的空间格局及关联性进行了研究。结果表明:L(r)函数显示梭梭种群格局倾向于聚集分布,且集中分布在0-25m尺度范围内,而g(r)函数分析在小于3m的尺度上呈聚集分布,大于3m的尺度后波动较小,最大聚集尺度表现在0-10m范围内;梭梭在不同发育阶段过程中,L(r)和g(r)函数都显示由幼苗、幼树的聚集分布变为成年树的随机分布,甚至在某些尺度上变为均匀分布,同时幼苗幼树向成年树过渡过程中,梭梭的聚集强度呈逐渐减弱趋势。在关联性分析中,L(r)函数分析中正关联维持的尺度范围较g(r)函数大。L(r)函数分析幼苗与幼树、成年树在0-15m尺度内呈现正关联,g(r)函数在0-5m范围内表现为正关联,而幼树与成年树在0-10m尺度内多呈负关联,且两个大小级的形体大小差异越大,它们的正关联关系越弱,甚至表现为负关联或无关联。幼苗幼树的聚集分布和正关联是梭梭种子的传播和密度制约的一个平衡,对梭梭种群的生存和发展是有利的。另外,梭梭种群分布格局的强度在不同地形也存在差异,奎屯平地比五家渠的聚集强度和关联性大,缓坡差异较小,这说明地形对各种资源的再分配间接地影响了梭梭的格局。总体上看,同时应用L(r)和g(r)函数进行梭梭空间格局与关联性分析时结果不尽相同。L(r)函数的最大值可以反映典型的聚集尺度,而g(r)函数中出现的第1个最大值可以表示植株间典型距离。在小尺度下两种函数分析所得空间格局是一致的,而在大尺度上有较大差异。g(r)函数在小尺度范围内的分析结果更接近实际情况,有利于揭示出梭梭空间格局与生态过程有联系的"关键尺度",说明梭梭为了适应恶劣环境往往表现为聚集分布,这种聚集生长现象有利于个体的生存与繁衍。因此,联合使用L(r)函数和g(r)函数更有利于揭示植物个体间的关系。     

秦岭太白红杉种群空间分布格局动态及分形特征研究

采用相邻格子样方法采集数据,应用计盒维数和信息维数研究了太白红杉种群空间格局的分形特征,结果表明,太白红杉种群有较高的计盒维数(1.8087)和信息维数(1.7931),表明其对空间占据程度较高.用分布系数法和Morisita格局指数法检验格局类型,发现不同年龄组太白红杉种群均呈聚集分布.运用Greig-Smith的方法研究格局规模,发现太白红杉种群在128m²和512m²处聚集,不同年龄组在不同规模尺度聚集.以区组分布格局强度(PI)检测聚集强度,发现太白红杉种群格局强度随尺度变化程度较高,个体分布不均匀,随着年龄的增大,其聚集强度呈下降趋势.太白红杉种群的空间分布格局特征是其对严酷生境长期适应的结果.     

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。     

桂林岩溶石山檵木种群空间格局及其关联性

种群的空间分布格局及其关联性反映了种群演替方式和对环境因子的适应策略,对植被的恢复与重建、生物多样性保护等具有重要的意义和价值.为了解桂林岩溶石山檵木种群的空间分布格局及其关联性,在对其进行群落调查的基础上,采用点格局方法,以Ripley K函数为基础,运用其衍生的成对相关函数和Ripley L函数对檵木种群的空间分布格局以及不同径级之间关联性进行分析.结果表明:檵木种群的径级结构呈倒“J”型分布,小径级个体占较大比例,种群自然更新状况良好,属增长型种群;檵木种群3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;檵木种群3个不同径级的个体间在小尺度下均呈现无关联,随着尺度增大,不同径级个体的空间关联性呈现正关联或负关联;檵木种群个体间径级差异越大,它们的空间关联性越弱,甚至可能逐渐转变为负关联.本研究结果有助于了解桂林岩溶石山檵木种群在生长发育过程中的生态策略和物种共存的尺度依赖性特征及其形成机制,从而为岩溶石山森林植被的恢复与重建、保护和经营管理提供参考.     

黑河下游胡杨种群的点格局分析

采用空间点格局分析方法中的Ripley K函数,将宏观的地理环境与微观的点格局相结合,分析了不同尺度下黑河下游胡杨种群的空间分布格局.结果表明: 胡杨种群密度随离河距离增大而减小,且东河胡杨种群密度整体上高于西河;胡杨种群分布格局随空间尺度的变化而变化,主要在中尺度5～12 m呈聚集分布,在小尺度0～2 m和大尺度38～40 m呈随机分布,极少呈均匀分布;胡杨种群在不同离河距离主要呈聚集分布,且聚集强度随离河距离的增大呈增大趋势,而胡杨种群在离河距离较远的地段有扩散趋势,转为随机分布.表明胡杨种群内部的生态联系对空间尺度具有很强的依赖性,胡杨种群空间分布主要受表层土壤含水量和地下水埋深的影响.     

古尔班通古特沙漠三种生境下梭梭种群的生殖分配特征

对古尔班通古特沙漠梭梭种群进行样地调查,从各构件生物量分配特征、开花和结果特征、不同发育阶段的生殖分配、同化枝与生殖生物量之间关系等方面研究了3种生境下梭梭种群的生殖分配特征。结果表明:3种生境中各构件生物量分配格局均具有显著差异,且变化趋势不一致,梭梭平均生殖分配在0.64%～1.5%;3种生境下,梭梭开花和结果特征均具有显著差异,表现出砾石生境>沙质生境>土质生境。不同生境梭梭生殖分配均随径级的增加变化不同,砾石生境和沙质生境样地随着径级的增加而降低,而土质生境样地随着径级的增加而增加;不同生境类型下梭梭同化枝、生殖生物量与径级的关系不同;梭梭的生殖分配和同化枝生物量之间呈线性或多项式正相关。     

择伐对思茅松自然种群结构和空间分布格局的影响

思茅松是云南省重要的材脂兼用树种,而择伐是思茅松天然林管理的有效手段,也是获取木材的重要途径。基于对云南省景谷县思茅松天然林的样地调查数据,采用种群径级结构代替年龄结构、Ripley的L函数点格局等方法,对思茅松天然林在不同强度择伐10a后的种群结构和空间分布格局及其不同发育阶段在不同尺度下的相互关系进行了系统研究和分析。结果表明:择伐10a后3种类型的思茅松自然种群的胸径、树高之间呈显著的正相关且可用幂指数模拟预测模型。未择伐的思茅松种群呈衰退型,轻度择伐(12.9%)后种群呈稳定型,中度择伐(29.3%)后的种群属增长型,适当的中度择伐有利于自然种群的更新;未择伐与中度择伐后的思茅松种群分布格局整体呈随机型,但后者较前者更趋向于均匀分布,轻度择伐后的思茅松种群分布格局随着尺度的增加由随机转向聚集分布。择伐对不同径级思茅松天然林种群空间分布格局有重要影响,未择伐的思茅松自然种群随着发育阶段的发展,多数尺度上由随机分布逐渐转变为聚集分布,至大树则又以随机分布为主;轻度择伐和中度择伐的思茅松自然种群则随着发育阶段的发展而由完全的随机分布逐渐转变为聚集分布,中度择伐的聚集分布则更为明显。思茅松不同发育阶段间在所有尺度上基本都呈显著正相关,表明思茅松种群种内竞争弱,有利于种群的维持。     

云贵鹅耳枥种群分布格局的分形特征

应用分形理论中的计盒维数和信息维数探讨了贵阳喀斯特山地贵鹅耳枥种群分布格局的分形特征。结果表明,贵鹅耳枥种群的分布格局具有分形特征,其计盒维数为1．1853－1．7419,信息维数为1．1961－1．7051。集群型的贵鹅耳枥种群的计盒维数和信息维数均比随机型的高。计盒维数定量地反映了贵鹅耳枥种群占据生态空间的能力,信息维数则揭示了该种群格局强度的尺度变化程度和表征了种群个体分布的非均匀性。这两种维数方法都适用于贵鹅耳枥种群分布格局分形特征的定量描述。     

珍稀濒危植物长蕊木兰种群的年龄结构与空间分布

珍稀濒危植物长蕊木兰为国家Ⅰ级保护植物。然而,由于受研究尺度和分析方法的限制,对其种群生态特征等方面仍不清楚。以云南高黎贡山原生的中山湿性常绿阔叶林4 hm2样地调查数据为基础,应用Ripley的L函数分析了长蕊木兰种群的年龄结构与空间分布格局。研究发现:(1)长蕊木兰种群的年龄结构为反"J"型,属稳定型种群。(2)长蕊木兰种群个体的空间分布格局与空间尺度关系密切,空间尺度小于75 m时为聚集分布,大于75 m时为随机分布。生境异质性在长蕊木兰种群空间分布格局的形成中可能发挥了重要的作用。(3)不同发育阶段个体的空间分布格局存在明显的差异,中树和小树阶段的分布格局在中、小尺度上呈聚集分布,在较大尺度上呈随机分布;大树阶段在整个空间尺度上均呈现随机分布。(4)长蕊木兰不同发育阶段的空间关联性主要表现为中、小尺度上的负相关,在较大尺度上则趋向于无关联。     

茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林树种的空间分布格局及其分形特征

分析种群的空间分布格局有助于推断格局形成的潜在生态过程和机制,是生态学研究的重要内容。采用4种格局强度指数(聚块性指数、格林指数、扩散系数和负二项参数)以及分形维数中的计盒维数(D_b)和信息维数(D_i)对贵州茂兰国家级自然保护区亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林中30种乔木的种群空间分布格局及其分形特征进行了分析,同时分析了不同生长阶段(幼树、中树和成树)空间分布的分形维数变化,比较了2种分形维数与5种种群结构参数和4种格局强度指数间的相关关系。结果表明:(1)30种树种中,除皱叶海桐(Pittosporum crispulum)和油柿(Diospyros oleifera)外,其余28种乔木树种的种群空间分布格局均呈现聚集分布,这种普遍的聚集性与喀斯特生境的高度异质性和种子扩散限制密切相关;(2)30种树种空间分布的D_b值介于0.589-1.870,D_i值介于0.498-1.711。分形维数值越大,表征种群对空间环境的占据利用能力越强,个体空间聚集强度越强,在群落中往往处于优势地位;反之则表明其对环境的占据能力弱,个体聚集程度越低,往往处于伴生地位;(3)从幼树、中树到成树阶段,30种树种空间分布的D_b和D_i平均值呈极显著的降低趋势,这可能与种内和种间的密度制约性死亡效应有关,导致种群随年龄的增加其聚集度和空间占据能力逐渐减弱;(4)相关分析表明,30种树种的种群多度和重要值与D_b和D_i均呈现显著正相关关系,表明种群多度和重要值的变化与种群空间占据能力和聚集程度存在密切关系。4种格局强度指数中,除聚块性指数外,其余3种指数与D_b和D_i值呈现显著或极显著相关性,表明分形维数D_b和D_i值可以用于表征种群空间分布的聚集程度。利用格局强度指数和分形维数准确量化了茂兰喀斯特森林树种的空间分布格局,其结果有助于揭示喀斯特森林群落物种共存的潜在维持机制。     

准噶尔盆地梭梭土壤种子库基本特征

土壤种子库是种子的安全岛,是干旱荒漠区植被更新与恢复的基础。以梭梭为主的荒漠植被是准噶尔盆地绿洲区重要的生态屏障,但是,对于与梭梭种群自然更新紧密联系的土壤种子库特征的研究却相对缺乏。本研究通过野外采样、物理筛分并结合室内实验分析,对准噶尔盆地梭梭土壤种子库基本特征进行了研究。结果表明：（1）梭梭种群平均土壤种子库密度从71~696 粒·m^-2,局部小环境甚至达到7 534 粒·m^-2;（2）变异系数分析表明,各种群土壤种子库密度变异系数均大于1,说明梭梭土壤种子库的数量分布是非常不均匀的;（3）梭梭种群土壤种子库中种子萌发率从2.08%到47.62%不等,平均约18%;（4）变异函数分析表明,梭梭土壤种子库中种子分布的空间变异较大。综上,准噶尔盆地梭梭土壤种子库密度大且种子萌发能力强,同时其时空分布差异明显,这些特征均将影响梭梭种群的分布格局和种群更新。     

涪陵磨盘沟自然保护区桫椤种群分布格局的分形特征

利用分形理论中的计盒维数探讨了重庆市涪陵磨盘沟桫椤种群的分形特征。结果表明,桫椤种群的分布格局具有分形特征。桫椤种群在不同海拔高度分布格局的计盒维数各不相同,与生境密切相关。在6个不同植物群落中,桫椤种群的计盒维数大小依次为黄牛奶树淡竹叶>黄杞水麻>盐肤木腹水草>血桐芒>白栎扁穗莎草>毛叶木姜子火炭木。计盒维数定量地反映了该自然保护区桫椤种群占据生态空间的能力,随机型的桫椤种群对空间占有能力比聚集型的低。     

涪陵磨盘沟桫椤种群格局的分形特征-信息维数

应用分形理论中的信息维数探讨了涪陵磨盘沟桫椤种群分布格局的分形特征.结果表明桫椤种群的分布格局具有分形特征,信息维数适用于涪陵磨盘沟桫椤种群分布格局分形特征的定量描述.6个不同植物群落中桫椤种群的信息维数大小依次为桫椤+毛叶木姜子(1.584)>桫椤+血桐-火炭木(0.947)>桫椤+盐肤木-腹水草(0.828)>桫椤+黄牛奶树(0.779)>桫椤+黄杞-南川楼梯草(0.635)>桫椤+白栎+异叶榕(0.535),这种差异反映了桫椤在各群落中更新状况的差异.集群型的信息维数比随机型的高,信息维数揭示了桫椤种群格局强度的尺度变化程度和表征了种群个体分布的非均匀性.     

Seedling dynamics of <Emphasis Type="Italic">Acer mono</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Fagus crenata</Emphasis>: an environmental filter limiting their adult distributions

Spatial pattern of a biotic population may change over time as its component individuals grow or die out, but whether this is the case for desert annual plants is largely unknown. Here we examined seasonal changes in spatial patterns of two annuals, Eriogonum abertianum and Haplopappus gracilis, in initial (winter) and final (summer) densities. The density was measured as the number of individuals from 384 permanent quadrats (each 0.5 m × 0.5 m) in the Chihuahuan Desert near Portal, Arizona, USA. We used three probability distributions (binomial, Poisson, and negative binomial or NB) that represent three basic spatial patterns (regular, random, and clumped) to fit the observed frequency distributions of densities of the two annuals. Both species showed clear clumped patterns as characterized by the NB and had similar inverse J-shaped frequency distribution curves in two density categories. Also, both species displayed a reduced degree of aggregation from winter to summer after the spring drought (massive die-off), as indicated by the increased k-parameter of the NB and decreased values of another NB parameter p, variance/mean ratio, Lloyd’s Index of Patchiness, and David and Moore’s Index of Clumping. Further, we hypothesized that while the NB (i.e., Poisson-logarithmic) well fits the distribution of individuals per quadrat, its components, the Poisson and logarithmic, may describe the distributions of clumps per quadrat and of individuals per clump, respectively. We thus obtained the means and variances for (1) individuals per quadrat, (2) clumps per quadrat, and (3) individuals per clump. The results showed that the decrease of the density from winter to summer for each plant resulted from the decrease of individuals per clump, rather than from the decrease of clumps per quadrat. The great similarities between the two annuals indicate that our observed temporal changes in spatial patterns may be common among desert annual plants.     

宁夏沙湖几种主要荒漠植物成丛性分析

该文对宁夏沙湖地区几种主要荒漠植物成丛或聚集分布的空间特征进行了研究,提出应用成丛性表征植物丛聚水平,并以丛生植物的丛径或散生植物的聚集分布尺度范围衡量植物成丛性的发育程度。其中散生植物的聚集尺度以Riplay's K点格局法进行计算。结果表明,植物的丛聚水平与生境条件密切相关,强日照、干热风、空旷的立地、较高土壤含水率、强透水蓄水能力等生境条件会促进植物成丛性的发育,而蒸腾胁迫低、土壤供水能力较差的生境条件下植物成丛性发育较弱。荒漠植物通过成丛或聚集分布可以形成局部微生境,减少地上部分的水分胁迫,是植物在群落水平适应环境的重要途径。     

准噶尔盆地东南缘不同生境条件下梭梭群落结构特征研究

在新疆准噶尔盆地东南缘,以平缓低洼地、平缓沙地、半流动沙丘等3种不同生境类型上的天然梭梭群落为研究对象,从物种结构、物种多样性、生物量以及梭梭天然更新幼苗幼树种群分布格局等方面,研究不同生境条件下梭梭群落的结构特征.结果表明,以平缓低洼地上梭梭群落的植物种类最丰富,其次是平缓沙地,半流动沙丘上的植物种类最少.3种生境类型上群落中的植物种类分别为1种、15种和12种;梭梭天然更新幼苗幼树以半流动沙丘上的梭梭群落为最多,达 87株·hm^-2,但幼苗幼树在梭梭群落内分布不均匀,平缓低洼地上梭梭群落内的幼苗幼树比半流动沙丘上的略少,为5 799株·hm^-2,但幼苗幼树在梭梭群落内分布均匀,总体评价以平缓低洼地上梭梭群落的天然更新最好;平缓低洼地上梭梭群落的总生物量为19.39 t·hm^-2,平缓沙地上为9.32 t·hm^-2,半流动沙丘上为.9 t·hm^-2;不同生境类型上梭梭群落天然更新幼苗幼树的分布格局均为聚集分布.平缓低洼地地面固定,土壤水分和肥力较好,比较适宜梭梭林木生长和梭梭群落的发育,平缓沙地和半流动沙丘的地面容易产生风蚀,土壤水分和肥力较差,生境条件比较严酷.     

岷江柏四个地理种群分布格局比较研究

岷江柏是我国特有珍稀树种,其种群分布格局一直缺乏必要的研究。采用Greig-Smith的相邻格子样方调查法,调查了四川西部四个岷江柏地理种群,用方差/均值比率法和聚集度指标法分析了种群空间并进行了比较。结果表明,岷江柏种群分布格局与取样尺度有关。在2m×2m、4m×4m、6m×6m、8m×8m四个取样尺度下,小金种群均表现为集群分布,马尔康种群均表现为随机分布,金川种群和理县种群却随着取样尺度的增大,表现出聚集分布→均匀分布→随机分布的变化趋势。四个取样尺度中以2m×2m取样尺度来分析岷江柏种群空间分布格局时效果最好。方差/均值比率法运用统计方法确定T值的显著性,数学推导严密,运算简单,在分布格局分析中是一种较可靠的方法。