乌兰布和沙漠灌木种群空间格局研究

应用地统计学中半方差函数,研究了内蒙古乌兰布和沙漠主要4种灌木种群的空间格局。在巴彦高勒镇西南设置一个1 000 m×1 000 m的样方,将样方划分为1 600个25 m×25 m的格子,记录各格子内出现的物种及其平均冠幅。运用地统计软件GS+for Windows计算样地各灌木种群的各向同性半方差函数的参数,并绘制其克立格(Kriging)图。从各向同性的半方差模型的参数来看,柽柳（Tamarix chinensis）属于聚集性分布的球型模型,其空间结构比率高,这表明在这一地区柽柳的冠幅分布变化较小,25 m的抽样步长合适;而白刺（Nitraria tangtorum）属于聚集性分布的指数模型,其空间结构比率比较低。本研究成果为沙漠地区植被的抽样调查提供了基础。     

庞泉沟国家自然保护区森林群落木本植物种间关系的分析

应用基于二元数据的χ²检验、方差比率法和基于数量数据的Pearson相关系数检验及Spearman秩相关系数检验等数量方法,研究了庞泉沟国家级自然保护区(东经111°22′～111°33′,北纬37°45′～37°55′）森林群落（海拔1 600～2 430 m）21个优势种的种间关系。结果表明：研究区域内森林群落优势种群的种间关系较为松散（χ²_0.95N＜W＜χ²_0.05N）,种的分布相对独立,森林群落总体处于稳定阶段;但局部地段优势种群间存在着一定程度的竞争。位于山体中下部的群丛组Ⅰ、群丛组Ⅱ的总体关联性存在一定程度的负关联,但未达到显著水平; 位于山体上部的群丛组Ⅲ的总体关联性为无关联,种间关系较为松散。随着海拔的升高,三个群丛组的联结指数(VR)呈上升趋势,χ²检验显著率和Spearman秩相关检验的正负关联比有所增加,负显著率都明显下降,正显著率有升高的趋势,说明随着海拔的升高,种间关系表现为无关联,森林群落也趋于稳定。应用方差比率法与χ2检验、Pearson相关系数检验和Spearman秩相关系数检验较为清晰地揭示了庞泉沟自然保护区森林群落的种间关系。这四种方法可以互相弥补彼此的不足,结合使用效果更好。本研究结果支持随着群落演替进程的发展,群落结构及其种类组成将逐渐趋于完善和稳定,群落种群总体种间关系也将向着无关联发展的观点。     

浙江天童常绿阔叶林林冠结构与群落物种组成的关系

森林林冠结构能改变林下微气候条件, 可能会形成独立于地面生境的空间结构, 进而影响群落物种组成差异。该研究利用机载激光雷达获取浙江天童20 hm²常绿阔叶林样地的高精度林冠结构信息, 初步探讨了林冠结构与群落物种组成差异的关系, 结果表明: (1)未考虑林冠结构时, 独立于地面生境的空间结构是天童样地群落物种组成差异的重要影响因子, 在100 m²、400 m²、2 500 m²样方尺度上, 其对群落物种组成差异的解释率分别为25.2%、28.1%、8.0%。(2)考虑林冠结构后, 林冠结构使独立于地面生境的空间结构对群落物种组成差异的解释率降低了约1/3 (26.2%-36.0%)。(3)林冠结构因子中, 林冠高度对群落物种组成差异影响最大, 其次为林冠内部结构; 随样方尺度增大, 林冠高度对群落物种组成差异的影响降低, 林冠内部结构的影响逐渐增加。该研究结果证明了林冠结构是独立于地面生境的空间结构的主要驱动因子, 对天童植物群落物种组成差异具有不可忽视的重要作用。这些结果明晰了林冠结构因子中林冠高度和内部结构的重要性。     

β-多样性的研究：应用多元回归和典范分析研究生态方差的分解

 β-多样性刻画了地理区域中不同地点物种组成的变化,是理解生态系统功能、生物多样性保护和生态系统管理的一个重要概念。该文介绍了如何从群落组成,相关环境和空间数据角度去分析β-多样性。β-多样性可以通过计算每个地点的多样性指数,进而对可能解释点之间差异的因子所作的假设进行检验来研究。也可以将涵盖所有点的群落组成数据表看作是一系列环境和空间变量的函数,进行直接分析。这种分析应用统计方法将多样性指数或群落组成数据表的方差进行关于环境和空间变量的分解。该文对方差分解进行阐述。方差分解是利用环境和空间变量来解释β-多样性的一种方法。β-多样性是生态学家用来比较不同地点或同一地点不同生态群落的一种手段。方差分解就是将群落组成数据表的总方差无偏分解成由各个解释变量所决定的子方差。调整的决定系数提供了针对多元回归和典范冗余分析的无偏估计。 方差分解后,可以对感兴趣的方差解释部分进行显著性检验,同时绘出基于这部分方差解释的预测图。     

福寿螺表型性状的空间尺度变异

格局和尺度是生态学的核心概念。尺度的变化可能导致生态学格局的改变。入侵物种性状的变异会对种群的建立和扩散产生重要的影响。为了研究入侵物种福寿螺(Pomacea canaliculata)表型性状的尺度变异并推测可能的作用机制,在广东省开展了福寿螺的体质量、体高、体宽、壳口宽4个表型性状在城市、乡镇、生境、样方、个体5个空间尺度上变异的研究。通过拟合混合模型,进行方差分解,结果发现个体和样方差异解释了近80%的性状变异,生境的差异解释了除体重外其他性状的剩余变异;除体重外乡镇和城市尺度上性状的变异并不明显。结果进一步表明,区域尺度的过程如气候特征等对福寿螺表型性状变异不起主要作用;福寿螺种群特征的研究及防控的重点应考虑其遗传结构特征及局部尺度环境因素。通过不同尺度下性状的变异系数和频度分布曲线的分析,进一步验证了以上结果。     

基于VAR模型的森林植被碳储量影响因素分析——以陕西省为例

森林作为陆地生态系统最大的碳库,对现在及未来的气候变化、碳平衡都具有重要影响。而对影响森林植被碳库的自然和非自然因素进行研究更是对增强森林的碳汇作用,继而改善生态环境状况意义重大。现有的森林动态模型虽然可以很好的模拟碳储量各影响因子之间的联系,但研究往往集中于小尺度从单一影响因素着手,且由于确定模型输入变量和参数的复杂性,使得这些模型在区域甚至更大尺度上的应用存在着一些困难。因此,运用VAR模型,以陕西省为例,构建森林植被碳储量与病虫害发生面积、木材产量、森林火灾面积、森林抚育面积、人工更新造林面积、降水和温度之间的动态关系,来验证该模型在省级尺度条件下的区域森林植被碳储量影响因素分析中的可行性。结果表明:各变量在5%的显著性水平下呈一阶单整序列并具有长期稳定的均衡关系,VAR模型也通过了平稳性检验满足运行的前提条件。通过脉冲响应和方差分解分析可知,森林病虫害、木材产量对陕西省森林植被碳储量呈现出很明显的负作用,并且贡献度很高,分别为5.61%和4.52%;森林抚育、人工更新造林对碳储量的影响存在一定的滞后期;火灾、温度和降水的冲击给碳储量带来的影响均不明显。模型较好的模拟了各影响因素对陕西省碳储量的影响,且具有一定的现实意义,因此,该模型可应用于省级尺度条件下的区域森林植被碳储量影响因素分析。     

含度量误差的黑龙江省主要树种生物量相容性模型

基于516株样木的生物量数据,采用非线性度量误差模型理论和方法,构建了黑龙江省15个主要树种(组)总生物量与地上、地下、树干、树冠、树枝、树叶6个分项生物量以及分项生物量间的相容性生物量模型,分别选出各树种总生物量和各分项生物量的最优模型,采用比值函数分级联合控制方程组构建了以总生物量为基础的相容性模型,并采用对数变换对总生物量模型消除异方差,采用加权回归对各分项生物量模型消除异方差.结果表明:本文所建的15个树种(组)相容性生物量模型中,总生物量的预估精度最高,达到90％以上;其次是地上部分生物量和树干生物量,预估精度在87.5％以上;地下部分、树冠、树枝和树叶生物量的预估精度相对较低,但绝大多数树种(组)的预估精度在80％以上;所有树种(组)总生物量、地上部分生物量、树干生物量模型的模拟效率(EF)值达0.9以上,绝大多数树种(组)的地下部分、树冠、树枝、树叶生物量模型的EF值在0.8以上.     

基于空间统计学方法的广州市生态安全空间异质性研究

系统往往在空间上具有复杂性或变异性,即空间异质性;同时还是由多个层次组成的有序等级整体系统。对此进行的研究与分析是进一步理解生态过程的基础,也是正确认识生态过程及其驱动机制的前提。基于广州市生态安全的数字评价图,对生态安全进行空间统计学分析,包括空间自相关系数及其对不同分级数的效应、生态安全半方差的空间异质性、时间动态以及方向分异特征等,有利于识别其形成与发生变化机制,多层次探讨区域生态安全的主要影响因子。广州市生态安全空间异质性的主要特征为:区域生态安全的空间差异明显;中心城区生态安全程度最低;增城生态安全程度最高,但时间变异最大。空间自相关系数对分级数具有明显的响应;这种响应特征还表现为时间分异。半方差分析表明广州市生态安全空间结构具有区域、时间与方向分异性,且以区域空间异质性最为重要,揭示出广州市发展经济与保护环境的双重特性。     

艾比湖湿地自然保护区8个乔灌木种群空间分布格局分析

在划定面积5 m×5 m和10 m×10 m样方的基础上,运用方差比率(VR)法及负二项参数(K)、扩散系数(C)、平均拥挤度(m·)和Cassie指标(CA)对新疆艾比湖湿地自然保护区8个乔灌木种群的种间关联性及空间分布格局进行了研究.结果表明,在面积5 m×5 m的样方内,胡杨(Populus euphratica Oliv.)、枇杷柴[Reaumuria songarica (Pall.)Maxim.]、盐节木[Halocnemum strobilaceum (Pall.)M. Bieb.]、白梭梭(Haloxylon persicum Bunge ex Boiss. et Buhse)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)、盐豆木[Halimodendron halodendron (Pall.)Voss]、盐穗木(Halostachys caspica C. A. Mey. ex Schrenk)和梭梭[Haloxylon ammodendron (C. A. Mey.)Bunge]8个种群总体联结性为显著正关联,种群间很少存在对资源的竞争;K值、C值和CA值的分析结果均表明胡杨、枇杷柴、盐节木、白梭梭、盐豆木和盐穗木种群的空间分布格局为聚集分布,多枝柽柳种群为均匀分布,梭梭种群为随机分布,但仅枇杷柴和盐节木种群为极显著的聚集分布.在面积10 m×10 m的样方内,8个乔灌木种群的总体联结性为不显著的负关联,显示种群间存在对资源的竞争,但稳定共存;8个乔灌木种群的空间分布格局均为极显著的聚集分布.随样方面积从5 m×5 m扩大至10 m×10 m,8个乔灌木种群m·的排序位置发生了改变,显示种间竞争能力和种内自疏能力发生变化,其中,枇杷柴、盐穗木和梭梭的总体表现较强,多枝柽柳最差.研究结果显示,在进行艾比湖湿地自然保护区种群空间分布格局的研究中,采用面积10 m×10 m的样方较为适宜.     

粤北山地常绿阔叶林自然干扰后冠层结构空间异质性动态

以受2008年冰灾破坏的广东始兴车八岭山地常绿阔叶林为研究对象,采用半球面影像技术、地统计学的空间异质性和空间自相关分析方法,连续3年(2008-2010年)对林冠结构空间异质性动态进行了检测研究.结果表明:(1)从2008到2010年,林冠开度的平均值、标准差、变异系数、最大值、最大值和最小值的差值以及林冠结构的空间异质性均在逐渐减小,且后两年较为接近;(2)受灾当年冠层结构由随机因素造成,其半方差拟合函数属纯块金模型,后两年冠层结构则由结构性因素引起,其半方差拟合函数属球状模型;(3)受灾当年冠层结构不存在空间自相关;随着时间推移其空间自相关越来越强.说明冰灾后常绿阔叶林冠层结构在没有人为干预的情况下会逐渐恢复到灾前水平,体现出天然的空间分布状况.