植物群落演替的线性与非线性系统及数字预测

一、关于演替的线性与非线性的概念 植物群落的演替过程是一个系统。植物群落的演替的各个阶段,就是一个一个的子系统,亦即状态。在一定条件下,它可以由一种状态(原象)转移到另一种状态(映象),这种状态转移的过程就是所谓的演替系统,这种由各种状态或者子系统组成的系列,就构成了植物群落的演替系统。     

马衔山青杄(Picea wilsonii)林线性演替初探

植物群落演替的研究已有一百多年的历史了。虽然有许多学者对各种植物群落的各类演替进行了详细地研究,但基本上是描述性和解释性的。近代生态学发展的一个基本特征,就是由定性转为定量,由离散地解释性描述转为系统地动态描述。植物群落演替的研究更应该如此。从定量的动态描述和对演替进行预测的角度出发,我们曾把演替归为系统;从演替过程的角度又分成线性系统和非线性系统两种类     

植物群落演替与土壤发展之间的关系

本文运用植物群落中植物优势种的重要值与相对应子群落的土壤特征值直接相关联的分析方法,对湖北宜昌大老岭的桦(Betula)、栎(Quercus)、栗(Castanea)七个群落类型的三个演替途径的土壤动态进行分析,结果表明:在植物群落的演替过程中,土壤中的Ca、pH值减少;离子代换量增加;Na、Mg、NH_4+-N、速效P、速效K、有机质的含量是随着物种的变化而呈不同的趋势。因此,植物群落的演替是生态系统的动态过程。     

植物群落动态的模型分析

植物群落的动态是植物群落学的中心问题之一,包括更新、波动、演替、进化等主要内容。空间格局对种群和群落的动态起着至关重要的作用,种群空间格局和群落空间结构是群落中各种过程相互作用的产物。模型是描述群落动态、认识植物群落组建和维持机理的有效工具。本文阐述和比较了描述群落动态的四种具有代表性的经验模型,即镶嵌循环模型、随意游走模型、同资源种团比例模型、空间抢先占有模型及其机理。四种经验模型的空间性及缺陷分别是:(1)“镶嵌循环模型”考虑到了相邻斑块之间的植被空间结合在群落动态中的作用,而另外三种模型没有考虑到这一点;(2)在一定程度上,四种植物群落动态模型对各自针对的植物群落可能是适合的,但要作为描述群落动态发展的一般性模型还需要不断完善和发展;因为四种模型均没有考虑到自然干扰和人类干扰对植物群落动态的影响。作者对将来植物群落动态的研究及实践意义做出以下展望:(1)在不同空间尺度上,更加有效地评价控制群落动态变化的各种过程的相对重要性,并进一步将它们之间的复杂相互作用整合到群落动态模型中;(2)充分认识植物群落中存在的各种自然环境条件和生物群体的结构配置对植物群落动态发展的重要性;(3)重视植物群落动态发展中自然干扰过程和人类干扰过程的整合以     

浙江东部常绿阔叶林次生演替的随机过程模型

 植物群落次生演替过程的有限序列在一定意义上构成一随机过程。浙江东部常绿阔叶林次生演替的随机过程系统可以近似地看成线性系统,因而可以用马尔可夫过程描述。本文以群落主要乔木优势种作为马尔可夫过程的状态变量。用“空间序列代替时间序列”的研究方法测得自然次生演替过程和干扰次生演替过程群落主要优势乔木种的更新概率,以此建立了马尔可夫过程的一步平稳转移概率矩阵。应用马尔可夫链模型对常绿阔叶林的自然和干扰次生演替过程进行了模拟。模型还给出了次生演替过程群落主要优势乔木种类的数量动态,为深入研究常绿阔叶林次生演替规律以及林业生产和管理等提供了依据。     

营养盐加富和鱼类添加对浮游植物群落演替和多样性的影响

浮游植物是水体生态系统敞水区最重要的初级生产者,其组成与多样性反映了群落的结构类型和存在状态。通过围隔实验,模拟水库春季发生的营养盐加富和鱼类放养的干扰,分析在这两种干扰下的浮游植物群落演替过程中优势种和稀有种的变化,并通过以丰度与生物量为变量的香农和辛普森多样性指数的计算,分析浮游植物群落演替过程中的多样性变化特征。结果表明,营养盐加富干扰下的浮游植物群落的优势种变化和演替更为明显,营养盐加富与鱼类添加对浮游植物群落多样性变化的影响符合中度干扰理论。在优势种优势度变化较大的浮游植物群落演替过程中,多样性指数与浮游植物生物量有较高的负相关性。在浮游植物群落演替过程中,香农和辛普森多样性指数的变化趋势基本一致,采用丰度与生物量为变量的两种多样性指数的计算结果对实验系统中浮游植物群落多样性的分析结果没有明显的影响。     

浙江东部常绿阔叶林次生演替的随机过程模型

植物群落次生演替过程的有限序列在一定意义上构成一随机过程。浙江东部常绿阔叶林次生演替的随机过程系统可以近似地看成线性系统,因而可以用马尔可夫过程描述。本文以群落主要乔木优势种作为马尔可夫过程的状态变量。用“空间序列代替时间序列”的研究方法测得自然次生演替过程和干扰次生演替过程群落主要优势乔木种的更新概率,以此建立了马尔可夫过程的一步平衡转移概率矩阵。应用马尔可夫链模型对常绿阔叶林的自然和干扰次生演     

内蒙古草原退化群落恢复演替的研究—群落演替的数学模型

根据１９８３年至今１２年定位监测的结果,提出了一个描述典型草原在过大的牧压下退化和封育恢复演替的数学模型。建模的生态学公设是：１．植物群落占据的空间范围内环境因素视为均匀一致;２．退化和恢复演替进程中尚未发生植物种的消失和侵入;３．牲畜采食将增大牧草死亡率;４．草原群落内植物种群的竞争存在一个优胜顺序;５．植物种群增长遵循逻辑斯蒂克规律。对这一模型的稳定性分析说明：１．退化草原长期围封后可恢复到顶极状态;２．随着牧压的增强,草原群落将达到一个新的退化状态;３．退化过程和恢复过程的轨迹是不同的;４．草场改良措施改变了草原群落的演替轨迹和速率,使优质牧草在较大的种群尺度下向顶极状态演替。     

樟村坪磷矿废弃地植物群落的形成与演替

通过分析湖北省宜昌县樟村坪磷矿废弃地植被的组成、空间结构、各成分综合优势比其群集度的变化以及植物分布与环境因子的相关性等问题,探讨了该地植被恢复过程中植物群落形成与演替的一般规律。结果表明,废弃地6种演替植物群落的形成是先锋植物种类入侵、定居、群聚和竞争的结果,在植物群落形成与演替的过程中,各种类成分的种群数量及综合优势比呈动态变化,废弃地植物群落形成与演替的过程按演替序列可分为3个阶段。植物群落形成与演替还与环境因子有关,废弃地高浓度的土壤效磷是影响植物生长与分布的胁迫因子。伴随着群落的形成与演替,植物群落的物种多样性呈逐渐增加的趋势。     

植物群落演替规律在生产上的应用

植物群落与自然界的其它事物一样,不停地在运动着、变化着、发展着。在一年中随着季节而发生变化,同时随着气候、土壤条件的变化以及生物和人类的影响,植物群落的种类组成、内部结构也都会发生根本的变化。在一定的地段上,一种植物群落被另一种植物群落代替的过程,称为植物群落的演替。掌握植物群落演替的规律就可以在农业生产上加以应用。