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。     

天然黄山松种群格局的分形特征——计盒维数与信息维数

采用计盒维数和信息维数对屏南和寿宁不同群落的天然黄山松(Pinus taiwanensis)种群格局的分形特征进行比较分析.结果表明,天然黄山松种群格局具有分形特征,其计盒维数值在1.299 8～1.862 6之间,不同群落的大小次序为Q3>Q1>Q2>Q4>Q7>Q8>Q5>Q6;信息维数值在1.205 7～1.863 7之间,大小次序是Q3>Q1>Q2>Q4>Q8>Q7>Q5>Q6,屏南天然黄山松近纯林黄山松种群的计盒维数和信息维数均高于寿宁混交林,计盒维数定量描述种群占据水平空间的能力和程度,信息维数揭示种群格局强度的尺度变化及个体分布的非均匀程度,分形维数值的高低与群落环境、种群密度、种群在群落中的优势地位、个体的聚集程度及幼树个体数量等相关.黄山松种群格局分形维数随海拔呈现上下波动变化,1 250～1 270 m是更适生的海拔范围.此外,黄山松种群格局的分形特征存在一定的尺度范围,其拐点尺度是分形范围的下限尺度.     

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。     

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.     

大院资源冷杉种群的空间分布格局分析

资源冷杉是极度濒危的我国特有植物,其中的湖南省炎陵县大院资源冷杉种群是种群规模最大的种 群.该研究采用点格局分析方法分析了该种群的种群分布格局,用计盒维数和信息维数研究了种群格局的分形特征.结果表明:大院资源冷杉种群的空间分布格局总体上呈聚集分布;种群的计盒维数在1.047～1.354 之间,种群占据空间程度较弱;...     

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。     

基于Ripley的K(r)函数和分形维数的梭梭种群空间格局

应用Ripley的K(r)函数和分形维数,研究了古尔班通古特沙漠土质、沙质、盐土和石砾质4种生态类型梭梭在不同发育阶段的分布格局和分形特征.结果表明:沙质、盐土和石砾质生态类型中的梭梭种群呈显著聚集分布,而土质生态类型梭梭种群仅在1～18m范围内呈聚集分布,说明荒漠植物群落通过聚集分布适应其生存的环境;梭梭不同发育阶段的分布格局不同,幼苗和幼树呈聚集分布,成年树呈随机分布.与Ripley的K(r)函数相比,关联维数能反映种群的个体对空间占据能力的强弱,但不能直接反映干旱区种群的个体聚集/非聚集.此外,3种分形维数对样地内梭梭种群个体数量和植株大小较为敏感.     

元宝山南方红豆杉克隆种群分布格局的分形特征

南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)是提取抗癌药物紫杉醇的珍贵资源植物。分布于广西元宝山自然保护区的南方红豆杉,自然状态下以克隆繁殖方式进行种群更新,研究其种群克隆生长的空间分布格局,可揭示种群克隆繁殖特性和生态适应机制,对南方红豆杉这一珍稀濒危物种的保护和管理具有重要意义。利用分形理论中的计盒维数和信息维数,对元宝山的南方红豆杉克隆种群空间分布格局的分形特征进行了分析,结果表明:种群空间分布格局存在分形特征,其计盒维数介于0.993 1~1.353 1之间,信息维数介于1.350 8~1.652 1。南方红豆杉克隆种群格局的计盒维数远离最大理论维数值2,种群总体对空间的占据能力较弱。克隆构型指数与种群计盒维数密切相关。分析结果显示,克隆构型趋于“密集型”的种群具有较强的空间占据能力,而克隆构型趋于“游击型”的种群其空间占据能力较弱。信息维数与种群的集聚强度密切相关,其差异反映了种群格局强度的变化,较大的信息维数反映种群个体的集聚强度较高,而较小的信息维数则反映出种群个体间的集聚强度较弱,其维数值大小与分株种群数量、分株种群斑块的空间配置密切相关。     

珍稀濒危植物桫椤种群结构与动态研究

采用空间序列代替时间变化的方法,对7个地段中的桫椤种群大小结构进行分析,运用C、K、m^*、m^*/m和Iδ5种聚集度指标测定不同地段内桫椤种群的空间分布格局及其动态,并根据植株个体点位图,考察桫椤种群在不同取样尺度上的空间分布格局.结果表明,不同地段中的桫椤种群结构存在增长型、稳定型、成熟型和衰退型4种类型;不同地段中的桫椤种群空间分布格局有所差异,表现为集群分布或随机分布;在桫椤种群生长过程中,分布格局从集群型向随机型转变;种群扩散型指数Iδ随取样尺度的增大而减小.     

保安湖莲群丛分布格局分形特征的初步研究

应用非线性科学中的分形几何理论,以保安湖扁担塘湖汊中的莲群丛为对象,研究该群丛小尺度水平格局的分形特征。主要应用计盒维数和信息维数公式计算群丛中莲种群和菱种群的个体分布格局的分维值,莲的计盒维数为1.92,信息维数为1.88;菱的计盒维数为1.04,信息维数为1.11.表明在采样区莲的空间占有程度远大于菱,是该时期的优势种,而菱则成为伴生种。莲在各尺度上的分布较均匀。最后讨论了莲的分维值在连续样方上的变化。       

广西木论自然保护区铁榄群落主要乔木种群格局的分形特征

为了揭示种群空间分布特征随尺度的变化规律,探讨不同种群对空间资源的占据能力和生态适应能力及分形差异,采用计盒维数、信息维数和关联维数对木论自然保护区铁榄群落主要乔木种群格局特征进行了研究。结果表明,优势种铁榄（Sinosideroxylon pedunculatum）、东女贞（Ligustrum japonicum）、小栾树（Boniodendron minius）、稀有濒危种掌叶木（Handeliodendron bodinieri）、青檀（Pteroceltis tatarinowii）5个种群在相应的尺度具有明显的分形特征;计盒维数和信息维数大小顺序一致,均为：铁榄〉东女贞〉小栾树〉掌叶木〉青檀;在5个种群中,铁榄计盒维数为1．7763最大,接近2,对空间环境的占据能力最强,信息维数（1．7206）也最大,个体聚集强度强,在群落中处于绝对优势地位,青檀计盒维数（0．8316）和信息维数（0．8990）最小,对环境的占据利用能力弱,个体聚集程度整体较弱,在群落中处于伴生地位;在0．5～50m的尺度上,关联维数大小顺序为：铁榄（1．7314）〉东女贞（1．6688）〉小栾树（1．6050）〉青檀（0．7868）,而掌叶木只有在大的尺度上才出现关联,且关联较强。3个分形维数大小的不同组合,能够全面揭示不同种群格局特征和种群在群落中所处地位的差异。     

基于GIS和Maxent模型的赤水河地区濒危植物桫椤生境适宜性评价

桫椤有"蕨类植物之王"赞誉，有"活化石"之称，曾是地球上最繁盛的植物，与恐龙同期。由于地质变迁和气候变化，目前只能在极少数的"避难所"才能寻其踪迹，而赤水河地区是当下桫椤种群较为集中分布的区域。所以，了解桫椤在赤水河地区的适生区分布，对于桫椤种质资源保护、桫椤种群的恢复重建具有重要意义。基于桫椤在赤水河流域的80个桫椤分布点位、20个样地信息和22个环境因子变量，借助ArcGIS运用Maxent模型软件预测了桫椤的潜在地理分布，综合环境因子变量贡献率、刀切法检验和土地利用现状变化对赤水河地区桫椤的生境适宜性进行评价分析，确定桫椤的生境适宜潜在地理分布区域和面积。研究表明：（1）Maxent模型的预测准确度极高，模型的预测结果为"极好"；（2）最暖季的降水（39.65%）、温度日平均范围（18.21%）、温度季节性变化标准差（12.69%）和降水量季节性变异性系数（6.87%）是影响桫椤生长和分布的主导环境因子，累积贡献率达77.42%，可见桫椤在生长过程中对降水、温度的变化较为敏感；（3）模型预测高适生区主要集中在四川（泸州、宜宾、自贡）、重庆、贵州（遵义），在空间上存在明显连续性，从高适生区到不适生区呈辐射状由中心向外围逐渐递减；虽桫椤高适生区面积高达49842 km²，但现状生境破碎化，人为干扰，人工植被较多等的影响会对桫椤种群造成不利影响。综上，赤水河地区桫椤适生生境面积大、连通性好，为本地区的桫椤提供了优质的生存环境，森林的人工抚育可促进桫椤种群的延续。     

Genetic structure and variation in the relict populations of Alsophila spinulosa from southern China based on RAPD markers and cpDNA atpB-rbcL sequence data

RAPD markers and sequences of chloroplast DNA (cpDNA) atpB-rbcL intergenic spacers were used to characterize the pattern of genetic variation and the phylogenetic relationships of the relict populations of Alsophila spinulosa located in Jian Feng Ling (JFL) and Diao Luo Shan (DLS), Hainan, and Tang Lang Shan (TLS), Ding Hu Shan (DHS), and Da Xi Shan (DXS), Guangdong, of southern China. 28 random primers generated 118 bands, out of which 26 (22.03%) were polymorphic loci, distinguishing 17 different RAPD phenotypes. Percentage of polymorphic loci, Shannon phenotypic diversity and Nei's gene diversity comprehensively indicated that JFL possessed the highest diversity, TLS and DHS in intermediate and DLS or DXS the least; the corresponding values of the population appeared correlated with the population size. Differentiation was detected among populations of A. spinulosa (1-Hpop/Hsp=0.7453, GST=0.7763, and phist=0.8145). AMOVA showed that 47.44% of the variance was partitioned among regions (Hainan and Guangdong), 34.01% attributed among populations within regions, whereas only 18.55% occurring within populations. Low level of intra-specific diversity was maintained in A. spinulosa with Shannon diversity and gene diversity merely 0.0560 and 0.0590, repectively. Sequence length of atpB-rbcL intergenic spacer varied from 724 bp to 730 bp. Base composition was with A+T content between 63.17% and 63.70%. 13 haplotypes of atpB-rbcL noncoding spacers were identified. UPGMA dendrogram of RAPD phenotypes, principal components analysis based on RAPD patterns, minimum spanning network and neighbour-joining (NJ) tree established on atpB-rbcL haplotypes consistently suggested the geographical subdivision of populations of A. spinulosa between Hainan and Guangdong. Breeding system and conservation strategy of A. spinulosa was discussed based on the information of population genetic structure and variation.     

Genetic differentiation of relictual populations of Alsophila spinulosa in southern China inferred from cpDNA trnL-F noncoding sequences

The genetic differentiation and phylogeographical pattern of 11 relictual populations of Alsophila spinulosa distributed across Hainan, Guangdong, and Guangxi in southern China were inferred from sequence variations of trnL-F noncoding regions of chloroplast DNA (cpDNA). The length of trnL-F noncoding sequences varied from 863 to 940 bp. The A + T content was 62.23-63.36%. Sequences were neutral in terms of evolution (Tajima's criterion D=-0.62417, P>0.10 and Fu and Li's test D*=-1.45455, P>0.10; F*=-1.32798, P>0.10). Thirty-four haplotypes were identified based on nucleotide variation. Relatively high levels of haplotype diversity (h=0.929) and nucleotide diversity (Dij=0.022263) were detected in A. spinulosa, probably associated with its long evolutionary history which allowed the accumulation of genetic variation within lineages. Both the minimum spanning network and the strict consensus tree of the most parsimonious trees generated for haplotypes demonstrated that the investigated populations of A. spinulosa were subdivided into two geographical groups: Hainan and Guangdong-Guangxi. An analysis of molecular variance (AMOVA) indicated that most of the genetic variation (87.48%, P<0.001) was partitioned among regions. Spatial structure measurements revealed that population genetic structure was not related to geographical distance. This research suggests that blocked gene flow by Qiongzhou strait and an inbreeding system might result in the geographical subdivision between Hainan and Guangdong-Guangxi (F(ST)=0.92, Nm=0.09). Within each region, the "star like" pattern of phylogeography of haplotypes implied a population expansion process during evolutionary history. Gene genealogies together with coalescent theory were useful tools for uncovering the phylogeography of A. spinulosa.