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。     

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。     

长白山不同演替阶段针阔混交林群落物种多度分布格局

为解释长白山温带森林群落构建和物种多度格局的形成过程, 该文以不同演替阶段的针阔混交林监测样地数据为基础, 采用中性理论模型、生物统计模型(对数正态分布模型)和生态位模型(Zifp模型、分割线段模型、生态位优先模型)拟合森林群落物种多度分布, 并用χ ²检验、Kolmogorov-Smirnov (K-S)检验和赤池信息准则(AIC)选择最佳拟合模型。结果显示: 中性模型能很好地预测长白山温带森林不同演替阶段植物群落的物种多度分布。在10 m × 10 m尺度上, 5种模型均可被χ ²检验和K-S检验接受, 但中性模型拟合效果不如对数正态分布模型、Zifp模型、分割线段模型和生态位优先模型, 表明小尺度上中性过程和生态位过程均能解释群落物种多度分布, 但生态位过程的解释能力相对较大。而在中大尺度上(30 m × 30 m、60 m × 60 m和90 m × 90 m), 中性模型为最优拟合模型, 并且随着研究尺度增加, 生态位模型和生物统计模型逐渐被χ ²检验拒绝, 表明中性过程在长白山针阔混交林群落物种多度分布格局形成中的作用随着研究尺度增加而逐渐增大。该文证实了中性过程在长白山温带针阔混交林群落结构形成中具有重要作用, 但未否认生态位机制在群落构建中的贡献。因此, 温带森林群落构建过程中中性理论和生态位理论并非相互矛盾, 而是相互融合的。在研究森林群落物种多度分布时, 应重视取样尺度和演替阶段的影响, 并采用多种模型进行拟合。     

长白山阔叶红松林草本层物种多度分布格局及其季节动态

草本层是森林生态系统的重要组成部分, 对维持森林生物多样性具有重要意义。本文以长白山阔叶红松(Pinus koraiensis)林25 ha固定监测样地为研究平台, 运用不同的统计模型(对数正态模型和对数级数模型)及机理模型(包括生态位模型: 断棍模型和生态位优先占领模型; 中性模型: 复合群落零和多项式模型和Volkov模型), 对不同季节草本物种多度分布进行拟合。采用Kolmogorov-Smirnov和AIC检验确定最优模型, 以揭示草本层物种多度分布格局随季节的变化规律, 探讨草本层物种组成与结构背后的生态学过程。结果表明: (1)草本层物种多度分布季节差异明显。春季各多度级物种数差异不大, 夏季中间种较多, 秋季则是稀有种较多; (2)模型拟合结果显示, 不同季节草本层物种多度分布的最优拟合模型相近。统计模型中对数级数模型表现最优, 机理模型中中性模型的拟合效果优于生态位模型。复合群落零和多项式模型较好地拟合了春夏季草本物种多度分布, Volkov模型较好地拟合了秋季草本物种多度分布。综上所述, 尽管长白山阔叶红松林草本植物不同季节的物种多度分布格局不尽一致, 但其背后的构建机制相似, 中性随机过程在草本层物种多样性维持过程中显得更为重要。     

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。     

黄土高原森林群落物种多度的分布格局

选用物种多度统计模型（对数级数分布模型、对数正态分布模型）和物种多度生态位模型（分割线段模型、生态位重叠模型、随机分配模型）研究了黄土高原子午岭马栏林区不同演替阶段3种森林群落物种多度分布格局的变化。结果表明：（1）物种分布统计模型拟合显示,演替初期的白桦（Betula platyphylla）林,物种丰富,但分布不均匀;演替中期的天然油松（Pinus tabulaeformis）林,油松优势地位明显,林下灌木和草本植物数量少但分布集中;演替顶极的辽东栎（Quercus liaotungensis）林,物种分布均匀且集中,枯立木形成的林隙较多。（2）在物种多度生态位模型拟合中,3种群落均能被较好地拟合。说明在演替过程中,影响物种分布的自然和人为因素较多,不能简单地选择一个生态位模型来解释。因此,研究森林群落物种分布时,最好采用多个模型进行拟合。     

美国纽约州阔叶林物种多度格局的研究(英文)

物种多度格局是群落结构的重要反映 ,近年来又受到生态学家的重视。用 5种生态位模型研究美国纽约州“城 -郊 -乡”生态样带温性落叶阔叶林的物种多度格局。其中 3个模型 ,即几何级数模型、生态位重迭模型和分割线段模型拟合效果很好 ,它们既适合于简单群落 ,又适合于复杂群落结构的研究。另外两个模型 ,即随机分配模型和优势优先模型拟合效果不如前三个模型 ,可能仅适合于简单的群落研究。森林群落不同功能层的物种多度格局相似 ;沿“城 -郊 -乡”生态样带 ,森林群落的结构一致 ;物种多度格局与物种多样性指数结合使用可以更好地研究群落的结构特征。     

四川卧龙亚高山林线生态交错带群落的种多度关系

以盖度作为物种多度指标,用描述物种多度分布的模型：断棍分布、几体级数分布、对数级数分布和截尾对数正态分布研究了卧龙巴郎山岷江冷棚林线交错带附近草本群落的种－－我镀分布关系。结果表明,截尾对数正态分布和对数级数分布能较好地拟合交错带附近群落的种－多度分布,截尾对数正态分布模型更适合交错带群落,对数级数分布 较好地适合亚高山草甸群落。对数级数分布的参数α和对数正态分布的参数λ是反映群落结构特征内在性质     

北京东灵山地区植物群落多样性的研究 Ⅲ.几种类型森林群落的种-多度关系研究

选用描述种－多度关系的二类共８个模型（对数级数分布ＬＳ、对数正态分布ＬＮ、负二项分布ＮＢ和几何分布ＧＯＭ以及“分割线段”模型ＢＳＭ、生态位优先占领模型ＮＰＭ、Ｚｉｐｆ模型ＺＭ和Ｚｉｐｆ－Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ模型ＺＭＭ）对东灵山地区９个类型的森林群落进行了研究。结果表明,ＬＳ和ＮＢ对大多数群落可以很好地拟合,ＬＮ和ＧＯＭ对每一个群落都不能很好地拟合;ＺＭＭ可以很好地、ＮＰＭ也可以较好地拟合每一个群落,ＺＭ可以很好地拟合大多数群落,而ＢＳＭ则反之。ＬＳ中的参数α与４个丰富度指数呈极强的线性关系,与３个多样性指数也有较强的线性关系。因此,α可以作为群落的一个多样性指数使用,并且它更多地反映了群落的丰富度。本研究也表明,将包含多个参数的非线性方程组逐渐化为只含一个参数的非线性方程,再将ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法、区间二分法和迭代法相结合以求解该方程,从而实现参数估计,这种算法是可行的;在拟合三参数模型ＺＭＭ时,先固定参数β,再通过线性化求出另外２个参数,经过多次计算,求出一组参数值作为下一步非线性方程拟合的初值,这种算法也是成功的。在进行种重要性顺序－多度表模型的评价时,不能只考虑剩余标准差或相关指数,它们是基于误差平方和的两个指标,对真实的误差有某种夸张作用;应该尽可能地考虑平均绝对误差这个指标。     

不同利用方式下典型草原植物群落物种多度分布格局

物种多度格局是群落结构的重要反映,它描述了群落内不同物种个体数量的分布情况,能更好的体现出物种关系和作用机制。根据物种的多度格局追溯物种的作用机制过程是揭示群落本质的重要方式。试验以内蒙古典型草原为研究对象,采用生态位重叠模型(ONM)、生态位优先占领模型(NPM)、断棍模型(BSM)、优势优先模型(DPM)和随机分配模型(RAM)共5种生态位模型与群落植物物种进行拟合,按照拟合程度分析放牧、割草两种利用方式下植物群落物种多度分布格局。旨在探究不同利用方式下物种之间的多度关系,利用具有不同生态学意义的数学模型探讨各个利用方式下植物群落的真实分布,以达到运用模型研究群落结构的目的,进而揭示不同利用方式下典型草原群落结构变化,为草地合理利用提供依据。结果表明:刈割区、放牧区和围封区的物种数分别为33种、16种和29种,相较于围封对照区,刈割区的物种数增加了12%,而放牧区的物种数减少了44.8%。群落优势种大针茅、糙隐子草、知母、羊草和黄囊薹草在刈割区、放牧区及对照区的出现频度分别占整个群落物种总频度的88.33%、81.47%和75.6%。放牧、割草利用下最优拟合模型分别为随机分配模型RAM(χ~2=92.99,AIC=168.86,BIC=171.18)和生态位优先占领模型NPM(χ~2=22.29,AIC=246.17,BIC=250.27),而对照所表现的最优拟合模型也为生态位优先占领模型NPM(χ~2=90.51,AIC=321.32,BIC=325.81);生态位优先占领模型NPM对放牧利用下的拟合效果也较好,随机分配模型RAM对于割草和围封两种利用方式的吻合度较差。     

太白山锐齿栎林物种-多度分布格局

以太白山1.5 hm²的锐齿栎原始林和次生林样地中环境因子和胸径≥1 cm的木本植物调查数据为基础,采用统计模型(对数正态模型)、生态位模型(Zipf模型、断棍模型、生态位优先模型)和中性模型,拟合了锐齿栎群落的物种多度分布。结果表明: 太白山锐齿栎林物种多度分布格局受到生境异质性的影响。其中,地形因子对原始林物种分布影响较大,在凹凸度较大的生境中,物种分布同时受到中性过程和生态位过程的影响,但中性过程发挥的作用较小;而在凹凸度较小的生境中,中性模型被拒绝,物种的多度分布符合生态位理论的假设。在群落坡度大的区域,群落中生态位过程和中性过程同等重要;而在坡度较小的平缓区域,生态位分化对群落物种分布的影响较大。在次生林中,影响物种分布的因素主要是土壤养分。在次生林土壤速效磷含量高的生境中,生态位过程是影响群落物种分布的主要生态学过程;而在土壤速效磷含量低的生境中,中性过程和生态位过程在群落物种分布中同时存在。太白山锐齿栎林物种多度分布格局存在明显的尺度效应。原始林在20 m×20 m尺度上,生态位模型和中性模型都能预测物种多度分布,而在40 m×40 m和70 m×70 m尺度上,生态位过程可解释物种多度分布格局。在次生林样地20 m×20 m、40 m×40 m、70 m×70 m尺度上,生态位过程和中性过程共同作用于物种的分布,但是生态位过程更为重要。可见,除了尺度和生境异质性外,原始林与受干扰的次生林中的物种多度分布也存在明显的差异。     

陕北典型退耕还林区林下草本物种生态位研究

基于样方法进行不同资源位的群落调查,并用群落物种多样性、生态位宽度、生态位重叠和生态位相似性比例分析了安塞县典型退耕区16种不同退耕模式及年限群落林下草本物种生态位特征。结果表明:乔木林下草本群落物种多样性高于灌木林。生态位宽度以达乌里胡枝子和阿尔泰狗娃花最大,它们的Shannon-Wiener(Bs-w,i)和Levins(Bl,i)指数分别为0.89、0.83和0.64、0.58。生态位宽度较大的种间生态位重叠程度大,如阿尔泰狗娃花、铁杆蒿、长芒草等。生态位宽度与生态位相似比例值并不一致。生态位相似性比例小于0.5的种对有174对,约占种群总对数的91.6%,说明种群对环境需求有较大的差异,各种群能较好地共生于群落中。     

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。     

Which Models Are Appropriate for Six Subtropical Forests: Species-Area and Species-Abundance Models

The species-area relationship is one of the most important topic in the study of species diversity, conservation biology and landscape ecology. The species-area relationship curves describe the increase of species number with increasing area, and have been modeled by various equations. In this paper, we used detailed data from six 1-ha subtropical forest communities to fit three species-area relationship models. The coefficient of determination and F ratio of ANOVA showed all the three models fitted well to the species-area relationship data in the subtropical communities, with the logarithm model performing better than the other two models. We also used the three species-abundance distributions, namely the lognormal, logcauchy and logseries model, to fit them to the species-abundance data of six communities. In this case, the logcauchy model had the better fit based on the coefficient of determination. Our research reveals that the rare species always exist in the six communities, corroborating the neutral theory of Hubbell. Furthermore, we explained why all species-abundance figures appeared to be left-side truncated. This was due to subtropical forests have high diversity, and their large species number includes many rare species.     

Responses of species abundance distribution patterns to spatial scaling in subtropical secondary forests

To quantify and assess the processes underlying community assembly and driving tree species abundance distributions(SADs) with spatial scale variation in two typical subtropical secondary forests in Dashanchong state‐owned forest farm, two 1‐ha permanent study plots (100‐m × 100‐m) were established. We selected four diversity indices including species richness, Shannon–Wiener, Simpson and Pielou, and relative importance values to quantify community assembly and biodiversity. Empirical cumulative distribution and species accumulation curves were utilized to describe the SADs of two forests communities trees. Three types of models, including statistic model (lognormal and logseries model), niche model (broken‐stick, niche preemption, and Zipf‐Mandelbrodt model), and neutral theory model, were estimated by the fitted SADs. Simulation effects were tested by Akaike's information criterion (AIC) and Kolmogorov–Smirnov test. Results found that the Fagaceae and Anacardiaceae families were their respective dominance family in the evergreen broad‐leaved and deciduous mixed communities. According to original data and random sampling predictions, the SADs were hump‐shaped for intermediate abundance classes, peaking between 8 and 32 in the evergreen broad‐leaved community, but this maximum increased with size of total sampled area size in the deciduous mixed community. All niche models could only explain SADs patterns at smaller spatial scales. However, both the neutral theory and purely statistical models were suitable for explaining the SADs for secondary forest communities when the sampling plot exceeded 40 m. The results showed the SADs indicated a clear directional trend toward convergence and similar predominating ecological processes in two typical subtropical secondary forests. The neutral process gradually replaced the niche process in importance and become the main mechanism for determining SADs of forest trees as the sampling scale expanded. Thus, we can preliminarily conclude that neutral processes had a major effect on biodiversity patterns in these two subtropical secondary forests but exclude possible contributions of other processes.     

地形对阔叶红松林物种多样性的影响

为了更好地了解阔叶红松林(Pinus koraiensis)物种多样性的维持机制,对不同地形下的阔叶红松林乔木和灌木种,进行了物种多样性指数比较、物种多度分布模型拟合及物种多样性指数与环境因子的排序分析。结果表明,乔木在阴坡、半阴坡的丰富度显著高于半阳坡;灌木在坡度25°处的均匀度显著高于坡度6°处,在谷地处的4个多样性指数显著低于其他坡位,在阴坡、半阴坡处的4个多样性指数显著高于平地。统计模型、生态位模型、中性模型在不同地形下均能够通过拟合优度检验,物种多度分布在不同地形间差异不明显;地形对乔木的多样性指数的影响:海拔凹凸度坡度坡向坡位,对灌木的多样性指数的影响:坡位海拔坡向坡度凹凸度,土壤对乔木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤容重土壤有效N含量土壤速效K含量,对灌木的物种多样性指数的影响:土壤pH土壤有机质含量土壤速效P含量土壤全N含量土壤全P含量。总体而言,物种多样性随着坡度的增加而增加,阴坡处最高,谷地处最低。