游动分割窗技术在生态交错带定量判定中的应用*-以四川巴郎山岷江冷杉林线为例

 以样带上样方间的距离系数为指标,采用游动分割窗技术辨析了岷江冷杉(Abies faxoniana)林线附近交错带的位置和宽度。结果表明,Bray-Curtis距离、相对欧氏距离、弦距离与平方欧氏距离的峰值和峰宽具有很好的重合性,上述距离系数均能作为判定林线交错带群落的边界和宽度的优良指标,其中,平方欧氏距离更能直观和准确地反映交错带植被的变异。样带上距离系数的峰值区和峰宽对生态交错带的位置和宽度有较为敏感的指示意义,游动分割窗技术是交错带判定和群落划分的有效方法。以样带上样方间的距离系数为指标,采用游动分割窗技术辨析了岷江冷杉(Abies faxoniana)林线附近交错带的位置和宽度。结果表明,Bray-Curtis距离、相对欧氏距离、弦距离与平方欧氏距离的峰值和峰宽具有很好的重合性,上述距离系数均能作为判定林线交错带群落的边界和宽度的优良指标,其中,平方欧氏距离更能直观和准确地反映交错带植被的变异。样带上距离系数的峰值区和峰宽对生态交错带的位置和宽度有较为敏感的指示意义,游动分割窗技术是交错带判定和群落划分的有效方法。     

游动分割窗技术在生态交错带定量判定中的应用:以四川巴郎山岷江冷杉林线为例

以样带上样方间的距离系数为指标 ,采用游动分割窗技术辨析了岷江冷杉 (Abiesfaxoniana)林线附近交错带的位置和宽度。结果表明 ,Bray_Curtis距离、相对欧氏距离、弦距离与平方欧氏距离的峰值和峰宽具有很好的重合性 ,上述距离系数均能作为判定林线交错带群落的边界和宽度的优良指标 ,其中 ,平方欧氏距离更能直观和准确地反映交错带植被的变异。样带上距离系数的峰值区和峰宽对生态交错带的位置和宽度有较为敏感的指示意义 ,游动分割窗技术是交错带判定和群落划分的有效方法。     

长白山北坡暗针叶林群落特征

长白山北坡的暗针叶林带分布海拔为１１００～１８５０ｍ,在野外调查的基础上,对暗针叶林沿海拔梯度物种组成的分布格局进行了研究。文中用α和β多样性指数来度量森林群落的多样性,用群落系数（本质上是一种β多样性指数）来度量不同群落或样地间的相似性,同时用欧氏距离和Ｗａｒｄ法对所有样地进行了聚类分析。研究结果表明主要树种云杉和冷杉在整个暗针叶林带均分布,而伴生树种和多数灌木出现于一定海拔范围内;沿海拔梯度物     

论黄山松林在庐山植被垂直带谱中的位置

 黄山松林是我国东部亚热带中山地区垂直带上特有的山地温性针叶林,垂直分布高度从海拔600～700m以上的山坡、山脊,上限可分布到1750～1900m左右的山顶。庐山的黄山松林主要分布在海拔800～850m以上至山顶的地段．本文通过对庐山黄山松林的生境、区系性质、生活型谱、以及群落动态和残存群落的分析,有关孢粉资料的考证和与周围山地的对比,认为黄山松林是温性针叶林,尽管目前由于人为活动而使之成为庐山海拔1000m以上地区现存植被的优势类型,但在植被垂直带划分中它应从属于山地落叶阔叶林带。     

贡嘎山海拔梯度上不同植被类型土壤甲烷氧化菌群落结构及多样性

甲烷是仅次于CO₂的第二大温室气体.森林表层土壤中甲烷好氧氧化作用是大气甲烷重要的汇,在碳循环和减缓全球变暖方面起着重要作用.研究不同植被类型土壤中甲烷氧化菌的群落结构及多样性,有助于更好地理解植被演替、人为干扰和不同土地利用背景下甲烷氧化菌群落组成和多样性变化与地上植被之间的相互关系.本研究在贡嘎山东坡海拔梯度上的4种不同植被类型中采集了92个土壤样品,利用Miseq测序技术和生物信息学方法评估了甲烷氧化菌群落组成及多样性在4种不同植被类型间的变化,并探讨了其变异的潜在原因.结果表明: 常绿阔叶林和针阔叶混交林土壤中甲烷氧化菌的群落结构较为相似,暗针叶林和灌丛草甸土壤甲烷氧化菌的群落结构较为相似.4种不同植被生态系统中,针阔叶混交林土壤中的甲烷氧化菌α多样性显著高于其他3种植被生态系统(P＜0.001),且暗针叶林和灌丛草甸土壤中甲烷氧化菌β多样性显著高于常绿阔叶林和针阔叶混交林(P＜0.001).Spearman相关分析表明,不同类型甲烷氧化菌的相对丰度对环境变化的响应模式不同.造成α多样性差异的主要因子可能是土壤总氮、电导率和土壤温度.偏Mantel检验分析和冗余分析(RDA)表明,常绿阔叶林和针阔叶混交林土壤甲烷氧化菌多样性受环境因子的影响较大,而暗针叶林和灌丛草甸土壤中甲烷氧化细菌多样性变化可能存在其他潜在的影响因素或者机制.降水可能是造成低海拔常绿阔叶林和针阔叶混交林与高海拔暗针叶林和灌丛草甸土壤甲烷氧化细菌群落结构差异的主要原因.贡嘎山海拔梯度上不同植被类型土壤中甲烷氧化菌的群落结构和多样性变化可能主要是由于土壤理化性质和气候变化综合作用的结果.     

贡嘎山东坡森林小型土壤节肢动物群落多样性与时空分布

为了掌握不同垂直植被类型下小型土壤节肢动物群落组成及多样性的变化规律,2012年3、5、7、10和12月对贡嘎山东坡的常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林和暗针叶林下的小型土壤节肢动物群落进行了调查。共分离到小型土壤节肢动物8581只,隶属于8纲28目114科145类或属,优势类群为近缺虫兆属(Paranurophorus)。与我国温带及亚热带森林土壤节肢动物群落相比,贡嘎山东坡小型土壤节肢动物群落组成类群不仅丰富,且具有独特性。主成分分析及相似性指数计算结果表明,不同植被类型间的小型土壤节肢动物群落组成结构相似性较高,但群落相似性随着海拔相对高度的增加而降低。小型土壤节肢动物的群落密度、丰富度和Shannon指数均随海拔上升逐渐减小,其中暗针叶林下小型土壤节肢动物群落的丰富度和Shannon指数显著低于其他植被类型。3月和12月小型土壤节肢动物的群落密度、丰富度、Shannon指数和Simpson指数在总体上大于5月、7月和10月,且不同月份间差异显著。影响小型土壤节肢动物群落密度及多样性空间分布的主要环境因子为土壤有机质、有效磷、pH、土壤温度和湿度。研究结果表明,贡嘎山东坡小型土壤节肢动物群落组成类群丰富且具独特性;群落结构、密度及多样性指数对季节变化的响应比对植被类型变化更敏感。     

神农架南坡植物群落多样性的海拔梯度格局

神农架南坡在我国植被区划中具有十分重要的意义。在神农架南坡沿海拔梯度设置50个样方进行植物物种多样性调查,通过对样方的数量分类和DCA排序,结合物种丰富度、区系分化强度、区系成分和生活型构成等方面的分析,研究神农架南坡植物物种多样性的垂直格局。结果表明：(1)神农架南坡的植被垂直带谱为：海拔900—1000m以下为常绿阔叶林;1000-1700m为常绿落叶阔叶混交林;1600—2100m为落叶阔叶林;海拔2000—2400m为针阔叶混交林;海拔2300m以上为暗针叶林。(2)植被基带群落中,在物种数量、区系成分和重要值方面,常绿和落叶阔叶树种所占的比例都相差无几。(3)植物多样性的垂直格局基本符合“单峰”模式。峰值出现在海拔1400—1500m;但混交林类型的多样性和区系分化强度较高。(4)在植物区系中,温带成分处于主导地位;世界广布属的比例随海拔上升而增加;而中国特有属仅见于海拔2000m以下。亚热带成分和东亚区域性区系成分都随海拔上升而减少,峰值都位于山地常绿落叶阔叶混交林。(5)蕨类植物丰富度随海拔上升而减小;草本植物丰富度与海拔高度之间没有呈现显著的相关关系;木本植物丰富度总体沿海拔梯度减少,但峰椎处于常绿落叶阔叶林带。针阔混交林样方的平均木本物种数也超过落叶阔叶林带。     

长白山暗针叶林苔藓植物生物量的研究

在长白山北坡暗针叶林对地面和树附生苔藓植物的生物量进行了测定．地面生苔藓采取样带调查取样法测定,树附生苔藓应用McCune方法对树干和树枝的附生苔藓生物量都做了细致的测定．结果表明,长白山暗针叶林中的苔藓植物分布很不均匀,随海拔变化差异很大,海拔1100m最低,仅为543kg·hm^-2;海拔1250m最高,达5097kg·hm^-2．苔藓植物生物量的变化对生境有很好的指示作用,特别是塔藓和拟垂枝藓的生物量随海拔的变化与森林系统的群落学特点有一定的相关性：在海拔1100～1700m,塔藓的生物量与臭冷杉的重要值变化趋势相近,随海拔升高而减少;拟垂枝藓的生物量与鱼鳞云杉重要值的变化趋势相似,随海拔升高而增加．此外,生物量随海拔的变化表明了不同苔藓植物对环境条件要求的差异,拟垂枝藓比塔藓水分条件要求更高．因此,生物量的研究在植物生理上也有一定的指示作用．     

神农架川金丝猴栖息地乔木层物种多样性及其海拔梯度变化

应用样方调查法,分析了湖北神农架自然保护区川金丝猴栖息地植被乔木层物种多样性和群落结构随海拔梯度的变化。结果如下：（1）调查样方160个,总面积64000m^2,共记录木本植物37科123属289种,其中乔木25科90属198种,灌木7科29属84种,木质藤本5科4属7种。优势科主要有蔷薇科、忍冬科、樟科、壳斗科和杜鹃花科等。（2）根据不同海拔乔木层物种组成的差异,该区植被类型可分为落阔叶林（1900～2100m）、针阔叶混交林（2200～2400m）和暗针叶林（2500～2600m）3种。（3）随着海拔升高,多样性指数（Shannon—Wie—ner指数）在3种植被类型中旱下降趋势;均匀度指数（Pielou指数）在针阔叶混交林和暗针叶林中呈下降趋势,在落叶阔叶林中变化不明显。（4）随着海拔升高,各乔木层所占比例,乔木l层（〉20m）逐渐减小,乔木Ⅱ层（10～20m）无明显变化,乔木Ⅲ层（〈10m）呈上升趋势。（5）以树高替代年龄,分析了9种优势乔木村种的种群年龄结构,结果表明该区植被的乔木层呈现稳定增长趋势。     

唐家河自然保护区夏季啮齿类的空间生态位

本文在野外调查的基础上, 运用现代生态学中生态位的理论和方法, 采用以Shannon - Wiener 多样性指数为基础的生态位宽度指数和Pianka 生态位重叠指数对唐家河自然保护区的啮齿类动物群落进行了研究。根据海拔高度和植被类型, 将唐家河自然保护区的植被划分为4 个带, 即山地常绿阔叶林带(海拔1 600 m以下) 、常绿与落叶阔叶混交林带(1 600～ 2 100 m) 、针阔叶混交林带(2 100～ 2 400 m) 和亚高山针叶林+ 亚高山灌丛草甸带(2 400～ 3 600 m) 。发现唐家河自然保护区的12 种啮齿类动物中, 高山姬鼠、龙姬鼠和大林姬鼠在4 个垂直植被带上的分布范围最宽。本文还对群落中物种的空间生态位宽度指数与其分布的关系以及各物种对空间资源的竞争与空间生态位重叠指数大小的关系进行了讨论。     

华北农牧交错带农田-草地界面土壤水分影响域分析

在华北农牧交错区,选择线状边界的农田与草地典型区进行调查与土壤水分测定,采用移动窗口法,对农田-草地景观界面表层（0～20 cm）土壤水分影响域进行研究.结果表明：界面水分的影响域为草地6 m到农田4 m,总宽度10 m,属急变型界面;将农田-草地景观界面划分为3个功能区：农田功能区、草地功能区和农田-草地复合功能区.其中农田-草地复合功能区的土壤含水量变化剧烈,而草地功能区与农田功能区内土壤水分基本呈线性分布;草地生态系统土壤平均含水量比农田高约1 g·g^-1,这主要是由于草地开垦为农田后风蚀等作用而引起的土壤毛管持水力下降所致.作为植被覆盖不同的两个生态系统,不同的植物蒸腾和地表蒸发,可使不同功能区的土壤含水量产生明显差异,从而使土壤水势发生变化,使水分跨生态系统运移成为可能.     

岷江上游干旱河谷农林边界影响域的研究

对岷江上游农林边界的影响域进行研究,以提高该区管理农田和林地的水平．共调查3种类型农林边界10条样带,采用移动窗口法对植物多样性的数据进行分析,结果表明,当窗口宽度达到6～10时。SED曲线的变化趋向稳定,并且在曲线上有一或两个峰值出现．不同类型边界的影响域是不同的,但均在距边界50m内．各类型边界的影响域多在12～30m之间．6条林地样带只有M2和M6样带林地的影响域被确定,而4条农田样带的影响域均被确定．影响域的大小取决于边界两侧斑块类型和地形以及小气候等因子,但坡向对其影响不大;移动窗口法能有效地刻画边界动态,是一种分析边界简单而有力的工具．这些结果有利于进一步理解干旱河谷区农林间的相互作用．     

岷江上游花椒地/林地边界土壤水分影响域的定量判定

在岷江上游干旱河谷区,选取典型的花椒地/林地边界,利用TDR仪测定干旱条件下、雨后和每月0～15 cm土层水分含量,并用移动窗口法判定土壤水分的边界影响域.结果表明,若用移动窗口法对土壤水分的边界影响域进行判定,当窗口宽度为8～12时,边界影响域较易判定.年内土壤水分随时间变化而变化.这种变化可分为土壤水分上升期、高峰期和消退期3个时期.干旱条件下土壤水分的边界影响域较小,其宽度约从花椒地6 m到林地2 m;雨后土壤水分的边界影响域有较大增加,其宽度约从花椒地12 m到林地2 m;年内土壤水分的边界影响域宽度约从花椒地10 m到林地2 m之间变化.不同季节土壤水分的边界影响域不同,并随着季节的变化呈动态变化.从生态学意义上讲,岷江上游地区目前进行的将花椒地退耕成林地、栽植树苗的措施是不可取的,该区退耕还林的最好方法应该是退耕,使其灌木林或草本植物自然生长.     

Tree growth response to drought and temperature in a mountain landscape in northern Arizona, USA

Aim To understand how tree growth response to regional drought and temperature varies between tree species, elevations and forest types in a mountain landscape. Location Twenty‐one sites on an elevation gradient of 1500 m on the San Francisco Peaks, northern Arizona, USA. Methods Tree‐ring data for the years 1950–2000 for eight tree species (Abies lasiocarpa var. arizonica (Merriam) Lemm., Picea engelmannii Parry ex Engelm., Pinus aristata Engelm., Pinus edulis Engelm., Pinus flexilis James, Pinus ponderosa Dougl. ex Laws., Pseudotsuga menziesii var. glauca (Beissn.) Franco and Quercus gambelii Nutt.) were used to compare sensitivity of radial growth to regional drought and temperature among co‐occurring species at the same site, and between sites that differed in elevation and species composition. Results For Picea engelmannii, Pinus flexilis, Pinus ponderosa and Pseudotsuga menziesii, trees in drier, low‐elevation stands generally had greater sensitivity of radial growth to regional drought than trees of the same species in wetter, high‐elevation stands. Species low in their elevational range had greater drought sensitivity than co‐occurring species high in their elevational range at the pinyon‐juniper/ponderosa pine forest ecotone, ponderosa pine/mixed conifer forest ecotone and high‐elevation invaded meadows, but not at the mixed conifer/subalpine forest ecotone. Sensitivity of radial growth to regional drought was greater at drier, low‐elevation compared with wetter, high‐elevation forests. Yearly growth was positively correlated with measures of regional water availability at all sites, except high‐elevation invaded meadows where growth was weakly correlated with all climatic factors. Yearly growth in high‐elevation forests up to 3300 m a.s.l. was more strongly correlated with water availability than temperature. Main conclusions Severe regional drought reduced growth of all dominant tree species over a gradient of precipitation and temperature represented by a 1500‐m change in elevation, but response to drought varied between species and stands. Growth was reduced the most in drier, low‐elevation forests and in species growing low in their elevational range in ecotones, and the least for trees that had recently invaded high‐elevation meadows. Constraints on tree growth from drought and high temperature are important for high‐elevation subalpine forests located near the southern‐most range of the dominant species.     

Forest floor properties across sharp compositional boundaries separating trembling aspen and jack pine stands in the southern boreal forest

Jack pine and trembling aspen are two early-seral boreal tree species with contrasting nutrient cycling strategies. Both species may form adjacent mono-specific stands separated by sharp compositional boundaries. We hypothesized that such boundaries result in wider functional ecotones. Spatial transitions in humus forms, forest floor chemistry and microbial communities were assessed across 32 m long transects set perpendicular to sharp compositional boundaries separating four jack pine and aspen stands. Split moving window analysis (SMWA) and moving window regression analysis (MWRA) were used to locate functional boundaries and ecotones. We found a gradual transition from moder (aspen) to mor (jack pine) humus spanning 16 m across the compositional boundary. An abrupt increase in forest floor water content at 3 m within jack pine stands was possibly due to aspen roots foraging for water beyond the boundary. The functional boundary and associated ecotone for forest floor pH, C:N ratio, Mg and ammonification were skewed toward jack pine stands, likely the result of aspen leaf dispersal. Low nitrification rates throughout jack pine stands and up to 11 m into aspen stands suggested that jack pine roots might extend far within aspen stands and produce metabolites that suppress nitrification. SMWA performed on the multivariate dataset of microbial fatty acids (FAs) revealed three distinct forest floor microbial communities that were skewed toward jack pine stands. Pine-type communities were associated to fungal FAs, pine-type and transition-type communities to non-fungal eukaryotic FAs, and aspen-type communities to bacterial FAs. Taken collectively, our data delimit a 24 m wide functional ecotone straddling sharp compositional boundaries separating trembling aspen and jack pine stands. We conclude that the functional diversity of boreal landscapes, where adjacent mono-specific stands are prevalent, is related to the patchiness of the landscape.     

长白山岳桦种群过渡带位置的研究

在长白山北坡,由于水、热条件及其组合的垂直分异,植被形成了完整的垂直带谱．从表观上看,各植被带间存在明显的过渡带,但由于多种因素的影响,过渡带的位置确定比较困难,文中采用梯度取样方法,应用分形分析、种群分布格局分析和种间竞争分析对海拔1400～2200m的岳桦种群过渡带进行了定量研究,结果表明,岳桦种群在海拔1650m附近与云冷杉林形成一个森林过渡带;在海拔2080m附近与高山苔原形成一个林线过渡带。     

苔藓植物对森林生态界面指示作用的研究

对长白山长白松林林缘、暗针叶林林缘以及笃斯越桔灌丛落叶松林间3个生态过渡带上苔藓植物分布特点的研究表明,苔藓植物盖度与多样性指数可以作为判别林缘生态界面客观性的指标,这些指标均能以y=b·a^x进行拟合。通过生态界面系统信息量公式计算了这些指标在生态界面上的信息量,并讨论它们的生态学意义。     

长白山森林生态系统腐木生苔藓植物生态分布的DCA排序研究

应用除趋势对应分析（ＤＣＡ）对长白山不同森林类型腐木生苔藓植物分布研究表明,长白山红松阔叶混交林、暗针叶林以及两者之间的过渡林林下腐木生苔藓植物组成明显不同．红松阔叶混交林以尖叶匍灯藓、毛尖羽藓、细枝青藓等为主;过渡林以尖叶匍灯藓、鞭枝疣灯藓、羽藓、腐木藓、塔藓等为主;暗针叶林的以塔藓、钩枝镰刀藓、拟垂枝藓、曲背藓、毛梳藓等为主．暗针叶林林下腐木生苔藓植物发生量最大,物种的多样性也最高．海拔高度和林冠郁闭度是影响长白山森林林下腐木生苔藓植物生态分布的主要因素．