福建万木林保护区观光木群落物种相对多度模型的拟合研究

应用群落物种相对多度分布的几何级数分布模型,对数级数分布模型,对数正态分布模型,分割线段模型和Weibull模型,对观光木群落物种相对多度分布进行了对比研究,结果表明,对于乔木层物种,其相对多度分布可用对数级数分布,对数正态分布,Weibull分布,几何级数分布和分割线段模型来拟合,而对于灌木层物种相对多度分布则可用对数级数分布,对数正态分布和Weibull分布加以拟合,研究结果为观光木群落物种多样性保护提供了理论基础。     

福建建溪流域常绿阔叶防护林物种多样性特征研究

从生物多样性保护原则出发,物种多样性应是评价防护林综合效益的重要指标之一。本文采用Weibull分布模型分析建溪流域防护林乔木层、灌木层的种－多度关系,用多种公式计算防护林各层次的物种多样性并与我国暖温带落叶阔叶林的物种多样性相比较,得出以下结论：1)该流域防护林乔木层的种－多度关系符合Weibull分布模型,说明个体数量较多的乔木仅限于少数几种主要的树种,群落的均匀度相对较小;2)该流域防护林主要群落内乔木层、灌木层和草本层的丰富度、均匀度和总多样性指数都较我国暖温带落叶阔叶林相对应的指数高。     

亚热带喀斯特地区不同地形植物群落物种多度分布格局

为探究亚热带喀斯特地区不同地形下植物群落物种多度分布格局,揭示不同地形下群落的物种多度格局形成的作用机制,丰富该地区植物群落构建理论,该文以贵州茂兰喀斯特地区山脊、槽谷、鞍部、洼地4种典型地形下植物群落的乔木层与灌木层为对象,统计物种多度,采用累计经验分布曲线(ECDF)表征多度分布格局,采取Wilcoxon秩和检验探究不同地形之间物种多度的差异性。采用不同生态学模型进行多度拟合,利用Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验与赤池信息量准则(AIC)检验模型接受与拟合优度。结果表明:(1)不同地形下植物群落的个体数量与物种数存在差异,鞍部个体数最多,洼地的物种数最多,山脊的个体数、物种数均最少。(2)不同地形下植物群落的乔木层物种多度格局无显著差异,灌木层之间出现显著差异,山脊与鞍部、洼部,鞍部与槽谷、洼部都存在显著差异。(3)不同地形下乔木层物种多度对中性模型接受较好,其中山脊拟合最优,对生态位模型接受较差,仅山脊与鞍部通过两种生态位模型,拟合优度不及中性模型。灌木层对中性模型接受也较好,鞍部拟合最优,对生态位模型接受较差,仅洼地通过断棍模型。整体而言,乔木层比灌木层能更好地接受两种生态学模型,可能乔木层物种多度格局有更明显生态过程的印记,但不同地形下灌木层拟合优度差异更大,可能与灌木层物种对环境变化更剧烈有关。不同地形会引起群落构建不同程度的生态学过程,物种多度分布格局会逐渐适应地形。     

山西霍山油松林的物种多度分布格局

物种多度格局分析对理解群落结构具有重要的意义。该文首次选用描述种-多度关系的生态位模型(生态位优先模型NPM、分割线段模型BSM、生态位重叠模型ONM)、生物统计模型(对数级数分布模型LSD、对数正态分布模型LN)以及中性理论模型NT, 对山西霍山油松(Pinus tabulaeformis)林的物种数量关系进行了拟合研究, 并采用卡方(χ²)检验、Likelihood-ratios (L-R)检验、Kolmogorov-Smirnov (K-S)检验和赤池信息量准则(AIC)选择最适合模型, 结果表明: (1)描述乔木层物种多度格局的最优生态位模型为NPM (3种检验方法均接受该模型, p > 0.05, 且该模型具有最小的 AIC值), ONM的拟合效果次之, 不服从BSM; 三种生态位模型均可较好地拟合灌木层物种多度格局; ONM是草本层最佳生态位模型, BSM、NPM拟合效果较差; LSD可以描述油松林各层物种多度结构; LN可以很好地解释灌草层物种数量关系; NT不能解释油松林任何层次的物种多度结构。(2)霍山油松林乔木层和灌木层的物种丰富度和物种多样性均明显小于草本层; 该群落物种富集种少而稀疏种多, 且群落的均匀度相对较小。(3)从该区油松林种-多度分布来看, 同一个模型可以拟合不同的物种多度数据, 相同的数据可以由不同的模型来解释。因此, 研究森林群落物种分布时, 应采用多个模型进行拟合, 同时选用多种方法筛选最优模型。     

林窗对格氏栲天然林更新层物种多样性和稳定性的影响

采用物种多样性指数和改进的M.Godron稳定性法研究林窗干扰对格氏栲(Castanopsis kawakamii)自然保护区天然林更新层物种多样性和稳定性的影响.结果表明:林窗干扰改善了微环境,表现在林窗和林下乔灌层树种重要值和多样性存在差异.林窗乔木层中丰富度指数R、优势度指数D、Shannon-Wiener指数H、均优多指数Z均高于林下,均匀度指数Js和群落优势度指数C低于林下;灌木层中R、D、H、Js、Z指数均高于林下,群落优势度指数C低于林下,林窗物种多样性更为丰富,生态优势种不明显,群落向复杂化和均匀化方向发展.林窗与林下乔木层Jaccard相似性系数Cj、Sorenson相似性系数CS、Bray-Curtis指数CN相对较低,Morista-Horn指数CmH较高,林窗对树种更新具有促进作用;灌木层相似性系数Cj、Cs、CN、CmH均较高,物种组成基本一致.根据M.Godron稳定性原理拟合出稳定性模型,林窗和林下乔木层分别为对数模型与二次函数模型,林窗和林下灌木层最佳拟合模型均为对数模型.林窗乔木层植物处于稳定状态,林下乔木层植物不稳定;林窗和林下灌木层植物均处于稳定状态.林窗和林下乔木层树种中以桂北木姜子(Litsea subcoriacea)重要值最高,说明其在森林更新中占有重要地位,可能对格氏栲种群更新产生较大影响.林下乔木层中格氏栲重要值较低,格氏栲更新存在困难,而林窗干扰促进了格氏栲的向上生长和重要值的提升,可有效实现格氏栲种群的更新和恢复.     

四川大巴山巴山水青冈群落的物种多样性特征

巴山水青冈(Fagus pashanica)是川、陕、鄂、渝四省市交界处的特有植物。巴山水青冈林集中分布在四川省东北部的大巴山区。目前关于巴山水青冈群落的资料极其匮乏。作者在大巴山区通过对7个样地39个样方调查数据的分析, 探讨了巴山水青冈群落的物种多样性特征。主要结果有: (1) 巴山水青冈群落物种组成丰富, 共记录到维管束植物77科142属217种。乔木层物种集中于壳斗科、杜鹃花科、蔷薇科、山矾科等科; 灌木层物种集中于蔷薇科、忍冬科、壳斗科、槭树科等科; 草本层植物个体数量以苔草属(Carex)植物和普通鹿蹄草(Pyrola decorata)占绝对优势。(2) 群落乔木层物种多度对数呈倒“J”型分布, 灌木层与草本层的物种多度近似对数正态分布。群落物种丰富度由大到小依次为灌木层>草本层>乔木层; Shannon指数与Simpson指数的顺序为灌木层>乔木层>草本层; 均匀度指数的顺序为乔木层>灌木层>草本层。(3) 东坡、南坡的植物物种多样性高于北坡。乔木层Shannon指数与土壤第二层厚度回归关系显著; 草本层Shannon指数与土壤第一层厚度的回归关系显著; 灌木层的物种数和Shannon指数与土壤第一层有机质回归关系显著。(4) 群落建群种和乔木层主要树种重要值与物种多样性主要表现为负相关关系, 但与灌木层的物种多样性关系不显著(P≥0.05)。结果表明, 灌木层物种多样性主要受到环境因素的影响, 而乔木层和草本层物种多样性受到环境因子和群落自身特征的双重影响。     

闽北地区森林群落物种多样性的测定

采用8个物种多样性指数对闽北地区的8个森林群落类型物种多样性进行测定,并选用4个种一多度关系模型(对数正态分布、Weibull分布、对数级数分布、生态位优先占领模型)分析其物种-多度关系,把多样性指数与对数正态分布、Weibull分布和生态位优先占领模型的有关参数进行线性回归,以分析多度模型参数描述物种多样性的可行性。结果表明：(1)多数物种多样性指数对群落的测度是一致的,(2)对数正态分布、Weibull分布和生态位优先占领模型对8个群落的物种多度拟合效果很好;(3)对数正态分布、Weibull分布和生态位优先占领模型有关模型参数与部分物种多样性指数的线性关系达显著或极显著水平。通过闽北地区8个类型森林群落物种多样性指数测定,使生物多样性较准确地数量化,同时还说明采用改进单纯形法进行非线性分布函数的拟合是简单有效的,可推广应用。     

两种珍稀植物群落物种多度分布的核方法研究

首次提出物种多度分布的非参数核密度估计方法,介绍了此方法的构造和主要性质。珍稀濒危植物观光木群落和长苞铁杉群落的乔木层、灌木层、所有木本植物物种多度分布实例拟合结果表明,核方法能很好地描述群落物种多度分布。非参数核估计方法是群落物种多度分布模拟的一种有效方法,它丰富了物种多度分布拟合方法,为珍稀濒危植物的管理与保护提供了理论参考。     

北京松山自然保护区森林群落物种多样性及其神经网络预测

物种多样性是群落结构和功能复杂性的一种度量,物种多样性的空间分布格局受许多环境因子的影响.运用多样性指数,多层感知器网络,分析了松山保护区森林群落物种多样性与群落类型、结构和生境之间的关系.结果表明:(1)大果榆+山杨混交林、油松+青杨混交林物种丰富度、多样性和均匀度均较高,而大果榆林、华北落叶松林的各项指数值均较低.Patrick指数和Shannon-Weiner指数在森林群落中均表现为草本层＞灌木层＞乔木层;Pielou指数在榆林中表现为草本层＞乔木层＞灌木层,而在其他森林群落中表现为灌木层＞草本层＞乔木层.(2)功能层物种多样性在海拔梯度上的变化趋势不同,在乔木层,丰富度、多样性和均匀度随海拔的升高逐渐降低;在灌木层,丰富度、多样性和均匀度均呈比较明显的单峰曲线变化趋势;在草本层,丰富度和多样性随海拔的升高都呈下降趋势,而在草本层,均匀度变化不大.(3)用多层感知器网络预测功能层多样性效果很好,结果发现坡向对乔木层和灌木层物种多样性的影响最大,而海拔高度对草本层物种多样性的影响最大.     

百花山植物群落物种多样性研究

基于百花山50个样方的调查资料，从不同类型群落的物种多样性及其与海拔的关系等方面对百花山植被进行了分析，并且用DCA排序和海拔高程排序对物种多样性在环境梯度上的分布格局进行了初步研究。结果表明：群落内不同生长型的物种丰富度指数在森林群落中大小顺序为草本层＞灌木层＞乔木层，灌丛群落主要表现为草本层﹥灌木层，只有荆条灌丛表现为灌木层＞草本层；Shannon-Wiener指数在山杨—华北落叶松群落中表现为灌木层＞草本层＞乔木层,其他森林群落为草本层＞灌木层＞乔木层，在灌丛群落中主要表现为草本层＞灌木层，只有荆条灌丛表现为灌木层＞草本层；均匀度指数在灌丛群落中表现为灌木层＞草本层，在辽东栎林和山杨—华北落叶松林中表现为灌木层＞乔木层＞草本层,而其他森林群落表现为乔木层＞灌木层＞草本层。物种多样性在DCA第一轴排序和海拔高程梯度上都表现出单峰曲线变化趋势，但拟和效果的显著程度不同：丰富度和均匀度指数在海拔高程上曲线的拟和效果优于DCA环境梯度排序效果；而多样性指数则相反。     

Species Abundance in a Forest Community in South China: A Case of Poisson Lognormal Distribution

Case studies on Poisson lognormal distribution of species abundance have been rare, especially in forest communities. We propose a numerical method to fit the Poisson lognormal to the species abundance data at an evergreen mixed forest in the Dinghushan Biosphere Reserve, South China. Plants in the tree, shrub and herb layers in 25 quadrats of 20 m×20 m, 5 m×5 m, and 1 m×1 m were surveyed. Results indicated that: (i) for each layer, the observed species abundance with a similarly small median, mode, and a variance larger than the mean was reverse J-shaped and followed well the zero-truncated Poisson lognormal;(ii) the coefficient of variation, skewness and kurtosis of abundance, and two Poisson lognormal parameters (σ andμ) for shrub layer were closer to those for the herb layer than those for the tree layer; and (iii) from the tree to the shrub to the herb layer, the σ and the coefficient of variation decreased, whereas diversity increased. We suggest that: (i) the species abundance distributions in the three layers reflects the overall community characteristics; (ii) the Poisson lognormal can describe the species abundance distribution in diverse communities with a few abundant species but many rare species; and (iii) 1/σ should be an alternative measure of diversity.     

Species Abundance in a Forest Community in South China：A Case of Poisson Lognormal Distribution

Abstract: Case studies on Poisson lognormal distribution of species abundance have been rare, especially in forest communities. We propose a numerical method to fit the Poisson lognormal to the species abundance data at an evergreen mixed forest in the Dinghushan Biosphere Reserve, South China. Plants in the tree, shrub and herb layers in 25 quadrats of 20 m× 20 m, 5 m× 5 m, and 1 m× 1 m were surveyed. Results indicated that: (i) for each layer, the observed species abundance with a similarly small median, mode, and a variance larger than the mean was reverse J-shaped and followed well the zero-truncated Poisson lognormal; (ii) the coefficient of variation, skewness and kurtosis of abundance, and two Poisson lognormal parameters (& and μ) for shrub layer were closer to those for the herb layer than those for the tree layer; and (iii) from the tree to the shrub to the herb layer, the α and the coefficient of variation decreased, whereas diversity increased. We suggest that: (i) the species abundance distributions in the three layers reflects the overall community characteristics; (ii) the Poisson lognormal can describe the species abundance distribution in diverse communities with a few abundant species but many rare species; and (iii) 1/α should be an alternative measure of diversity.
(Managing editor: Ya-Qin HAN)     

塔里木荒漠河岸林不同生境群落物种多度分布格局

为解释塔里木荒漠河岸林群落构建和物种多度分布格局形成的机理, 本文以塔里木荒漠河岸林2个不同生境(沙地、河漫滩) 4 ha固定监测样地为研究对象, 基于两样地物种调查数据, 采用统计模型(对数级数模型、对数正态模型、泊松对数正态分布模型、Weibull分布模型)、生态位模型(生态位优先占领模型、断棍模型)和中性理论模型(复合群落零和多项式模型、Volkov模型)拟合荒漠河岸林群落物种多度分布, 并用K-S检验与赤池信息准则(AIC)筛选最优拟合模型。结果表明: (1)随生境恶化(土壤水分降低), 植物物种多度分布曲线变化减小, 群落物种多样性、多度和群落盖度降低, 常见种数减少。(2)选用的3类模型均可拟合荒漠河岸林不同生境群落物种多度分布格局, 统计模型和中性理论模型拟合效果均优于生态位模型。复合群落零和多项式模型对远离河岸的干旱沙地生境拟合效果最好; 对数正态模型和泊松对数正态模型对洪水漫溢的河漫滩生境拟合效果最优; 中性理论模型与统计模型无显著差异。初步推断中性过程在荒漠河岸林群落构建中发挥着主导作用, 但模型拟合结果只能作为推断群落构建过程的必要非充分条件, 不能排除生态位过程的潜在作用。     

秦岭皇冠暖温带落叶阔叶林灌木层结构与物种多样性

灌木是森林生态系统中的重要组成部分,探究灌木层的物种组成、结构和空间分布可以为进一步阐明森林物种共存、生物多样性维持和群落演替机制奠定基础。本研究分析了秦岭皇冠25 hm²森林样地灌木层的物种组成、空间分布以及物种多样性。结果表明: 样地内灌木独立个体共20716株(分枝10463个),隶属于28科45属54种。灌木层优势种的优势度不明显,重要值均＜10。灌木层植被的径级结构为倒“J”型;灌木在样地内呈聚集分布且空间分布存在明显的海拔差异。样地内个体数最多的9种灌木的径级结构和空间分布与灌木层整体情况一致。随着海拔升高,Shannon多样性指数(H)和Simpson优势度指数(D)变化不显著,而Pielou均匀度指数(E)降低。多样性指数H、D、E随乔木层优势种个数增加而降低,E随亚乔木层优势种个数增加而升高。多样性指数H、D、E与土壤全磷呈显著负相关;H与土壤pH呈显著正相关,E与土壤全钾呈显著正相关。本研究区灌木层物种丰富,结构稳定,更新良好;灌木层的物种多样性主要受到乔木层优势种个数和土壤pH、全磷的影响。     

昆嵛山老杨坟阳坡与阴坡半天然植被植物群落生态学特性的初步研究

本文对昆嵛山老杨坟阳坡与阴坡半天然植被植物群落的上层（乔木层）和下层（灌木层）的物种优势度、多样性指数、群落的均匀度、相似性指数以及群落的最小面积进行了分析。昆嵛山老杨坟半天然植物群落上层的最小面积应为３００ｍ２,下层应为２２５ｍ２。阳坡与阴坡植物群落的上层和下层优势种的分布格局存在一定差异;乔木层的物种多样性指数,阴坡大于阳坡,灌木层阳坡大于阴坡,但二者的差异水平不显著;两群落乔木层的均匀度指数存在显著差异。阳坡与阴坡植物群落乔木层的相似性指数低于灌木层,并且以相对盖度和相对优势度（相对重要值）为基础统计所得到的群落相似性指数更好地反映了群落间乔木层在结构和功能上的差异。     

特有珍稀植物宝华玉兰种群分布格局和群落特征

采用相邻格子样方法和典型样地法研究镇江宝华山国家森林公园珍稀植物宝华玉兰的种群分布格局和群落物种多样性。从分布格局看,宝华玉兰种群在半自然样地Q1中为聚集分布,但聚集强度不高,而在另外3个样地中均为随机分布。从群落特征看,4个样地共有维管植物89种,隶属于43科74属;群落分层明显,但宝华玉兰为亚优势种;半自然林中各层次的物种多样性Shannon-Wiener指数为草本层>灌木层>乔木层,而在自然样地中,则为草本层>乔木层>灌木层。