庞泉沟自然保护区针阔混交林土壤呼吸的空间异质性

为研究土壤呼吸空间变异的影响因素,测定了山西省庞泉沟自然保护区针阔混交林地的土壤呼吸(R_s)及其影响因子,运用传统和地统计学的方法分析了4、2 m和1 m间隔取样尺度下R_s的空间变异性及其与影响因子之间的关系。传统统计分析表明:除土壤温度(T_(10))和碳/氮(C/N)比变异程度较小外,其他测定因子的变异系数在15%-59%之间,均为中等变异;R_s与凋落物量(L_w)、凋落物含水量(L_m)、土壤全碳(C)和全氮(N)呈极显著正相关(P0.01)与土壤水分(W_s)呈显著正相关(P0.05),与土壤温度(T_(10))呈极显著负相关(P0.01),与C/N比和土壤全硫(S)相关性不显著(P0.05)。多元逐步回归分析表明:L_w、T_(10)、N和C/N比四个因子能解释土壤呼吸空间变化的26%。地统计学分析表明,T_(10)、W_s、L_m、C、N和C/N比具有较强的空间自相关性,结构因素对其空间分布起着主导作用;R_s和L_w具有中等程度的空间自相关性,随机因素和结构因素对它们的空间分布起的作用相当;S具有较弱的空间自相关性,随机因素对其空间变异起着主导作用。R_s及其影响因子在相同的尺度上起作用,基本上都在17 m左右。分维数是事物复杂程度的一种量度,各指标的分维数大小依次为:L_w(1.87)S(1.84)L_m(1.82)N(1.77)R_s(1.74)C(1.73)W_s(1.69)T_(10)(1.56)C/N(1.46)。R_s的空间分布模式与W_s、L_m、L_w、C、N和S的空间分布模式较为一致,而与T_(10)的空间分布模式不同。4、2 m和1 m取样尺度95%置信水平误差在5%和10%内必要采样数量分别为74、44、39个和19、11、10个。     

基于大样地油松种群的地统计学分析

在对山西省灵空山国家级自然保护区4 hm2样地内油松种群调查的基础上,采用地统计学的半方差分析法对油松种群的空间分布格局进行了研究,并用克里金插值法绘制了不同径级油松种群胸径的等值线图。结果表明:油松种群径级Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的最优半方差拟合模型均为指数模型,径级Ⅱ的最优拟合模型为球状模型,说明4个径级都为聚集分布且均为中等的空间相关性;油松种群径级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的空间自相关范围分别为23.4、15.2、11.1、24.9 m,分维数大小依次为径级Ⅱ(1.999)径级Ⅲ(1.995)径级Ⅳ(1.973)径级Ⅰ(1.969)。以树高为变量作半方差分析的结果与以胸径作为变量的分析结果基本一致,且以树高为变量进行的类似分析也进一步证实了该结果的准确性。利用Surfer软件绘制的Kriging图直观反映了油松种群空间分布的斑块聚集效果,即油松种群空间格局纹理图。本文利用地统计学的半方差分析法和Kriging插值方法相结合弥补了传统格局分析方法的不足,能精确直观地反映出油松种群个体的空间分布、斑块的聚集效果等,可为植物空间分布格局的分析提供有效的研究方法。     

小波分析方法在心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana)空间格局尺度推绎研究中的应用

以古尔班通古特沙漠南缘莫索湾沙地选取相隔15km的两个200m×200m样地,以建群种心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana)及其生境地形为研究对象,应用小波分析定量研究了多尺度上空间格局的推绎以及空间异质性、空间格局依赖于尺度的变化关系。研究发现:小波分析尺度由1(5m)变化到4(20m)时,两个样地小尺度上的异质性和格局被合并到更大的尺度上,当小波分析的尺度大于等于5(25m)时,两个样地的格局变化平稳,对应地形(丘顶、丘坡、丘底)的基频稳定在110m左右,心叶驼绒藜的数量动态变化周期稳定在115～125m之间。结果表明:小波分析对信号整体特征的提取作用实现了小尺度上的信息到大尺度上的聚合。结合小波分析对信号突变点的检测,利用位置方差检验局部空间异质性程度,发现位置方差将大尺度上的格局分解到每个取样小样方,位置方差最大的地点对应的异质性也最强,实现了大尺度上的信息到小尺度上的分解。总结认为应用小波分析可以实现对空间格局的尺度推绎,具有对植被、环境的分布格局以及异质性有双重度量作用,由小波系数以及由其衍生的小波方差、位置方差来实现这种度量,图形表现直观,优越性明显。     

基因型与环境互作对食用稻米重金属积累特性遗传的影响

采用包括种子、细胞质、母体植株三套遗传体系的种子数量性状的遗传模型和统计方法,分析了食用稻米汞、砷、铬、镉和铅等5个重金属积累特性遗传的基因型与环境互作．结果表明,5个重金属积累除了受制于种子、细胞质和母体植株三套遗传效应外,还明显受到基因型与环境互作效应的影响．在遗传主效应中,汞、铬和铅积累以母体植株显性效应及其与环境互作效应为主．砷和镉积累则以种子直接加性与环境互作效应和母体植株显性与环境互作效应为主,细胞质效应及其与环境互作效应对这2个重金属积累的影响也较为明显．     

放牧强度对高寒草甸土壤理化性状和植物功能群的影响

为明晰放牧强度对植物功能群落的物种分布特征和土壤理化性状的影响。在青藏高原东北缘高寒草甸设置6块放牧强度样地开展试验。采用多元排序和方差分解等方法,分析放牧强度作用下植物功能群落物种分布与土壤物理结构和化学养分因子的定量关系。结果表明:(1)随放牧强度增加,禾本科、莎草科和多年生杂类草植物群落的物种丰富度、盖度和实际重要值均显著降低,而一年生杂类草无显著变化。(2)对于土壤化学养分,不同放牧强度区,土壤速效钾、全氮和有机质含量均随土层深度的增加而降低,土壤速效磷在不同放牧强度区变化规律不一致。随放牧强度增加,土壤速效钾和全氮含量增加,而土壤速效磷和有机质含量无明显变化。(3)对于土壤物理性状,不同放牧强度区,随土层深度增加,土壤紧实度和容重均增加,而土壤含水量和通气孔隙度均降低。随放牧强度增加,0—30 cm各土层深度的土壤紧实度和容重均增加,土壤含水量和通气孔隙度均降低。(4)以功能群为基本单元对植物群落进行方差分解得出,土壤物理性状可单独解释群落功能群分布总方差的58.10%。(5)基于物种尺度对不同功能群落与环境因子进行定量研究表明,土壤紧实度是决定每种功能群物种分布格局的最主要因子。禾本科、莎草科和多年生草本植物均受土壤物理性状的显著影响,贡献率分别为26.3%、31.0%和16.5%。而一年生草本植物不受土壤物理和化学性状的显著影响。综上所述,放牧强度对土壤化学性状的影响具有不确定性,而对土壤物理性状和群落特征的影响具有确定性。土壤物理结构性状主导了高寒草甸植物功能群落的物种分布格局。     

中国典型森林生态系统乔木层群落物种多样性的空间分布格局及其影响因素

物种多样性地理分布格局及其成因是生物地理学和宏观生态学研究的核心问题之一,基于中国13个典型森林生态系统乔木层群落植物的调查数据,分析物种多样性随经纬度的变化规律,探讨物种多样性空间分布格局的影响因素。结果表明:(1) 13个典型森林生态系统的4个物种多样性指数均随经纬度上升而下降,其中物种丰富度变化更为显著,而Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数随经度上升变化不显著;(2)相关性分析结果显示,物种多样性指数与植物特性、能量和水分因子的单因素相关关系并不一致。其中,物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数与年均温、最冷月均温、温度年较差和潜在蒸散量的相关性最显著(P0.01),Pielou指数与年均温、最冷月均温、实际蒸散量、潜在蒸散量和郁闭度有显著相关关系(P0.05);(3)方差分解结果表明,能量和水分的共同作用对物种多样性指数空间分布格局的解释率最高,达到15%—42%;植物特性、能量和水分因子三者共同作用对物种多样性指数空间分布格局解释率次之,为14%—27%;植物特性与能量因子或水分因子两者之间的共同作用以及植物特性和水分因子独立作用对物种多样性指数空间分布格局的解释率较小,其中能量因子对物种多样性指数空间分布格局的单独解释率高于植物特性或水分因子。研究表明能量和水分共同作用是影响大尺度森林乔木层物种多样性空间分布格局形成的主要因素,但植物特性的差异对物种多样性空间分布格局影响也不可忽视。     

三峡库区澎溪河消落带植物群落分布格局及生境影响

三峡消落带是一条特殊的水—陆交错带,其生境的特殊性及对整个三峡库区的影响逐渐成为地学、环境科学、生态学等学科的研究热点。植被是消落带各项生态功能的载体。然而,三峡水库的运行使消落带原有植被遭到破坏。通过对澎溪河消落带植物群落及其生境的实地调查,采用双向指示种法(TWINSPAN)划分植物群落类型,并结合方差分解和CCA排序法研究4类生境影响因素组14个生境影响因子与植物群落空间分布的关系,探讨生境对消落带植物群落组成、结构及多样性的影响。结果表明:(1)消落带植物群落包括5种类型:狗牙根+雀稗群落、狗尾草+狗牙根群落、黄荆群落、白茅+鬼针草群落、苔草群落;(2)CCA排序中,第1排序轴对消落带植被空间变化的累计解释量为6.83%,占生境条件总解释量的44.73%,能很好地解释消落带植物群落与生境的相互关系,植物群落类型沿排序轴呈梯度分布;(3)土壤是影响消落带植被空间分布格局的主要影响因素组,各影响因素组间交互作用明显。淹水时间、海拔、土壤含水量是植物群落空间分布的主要影响因子,解释量分别为5.3%、3.0%、2.9%;(4)4类影响因素组共解释消落带植物群落空间格局变化的14.6%,未解释部分所占比例较大,可能是由于消落带内生境条件复杂,影响其群落组成及空间分布的潜在因素较多,如各种土地利用政策、人类活动干扰及景观组成等因素也可能对消落带植物群落构成有影响。研究消落带植物空间分布及其与生境的关系,以期为科学认识消落带、保护水库环境提供依据。     

水稻亚种间杂种基因效应和性状间相关性分析

以6份籼型型不育系和6份粳型或偏粳型广亲和系配制成不完全双列杂交,将杂种F1及其亲本在三个播期（5／20,6／10,6／30）试验,应用加性、显性与环境互作摸型,分析籼粳交杂种八个主要农艺性状的遗传方差组成、杂种优势的表现以及性状间的相关性等．结果表明：1）参试性状不仅加性方差和显性方差极显著,并且加性×环境或显性×环境互作方差也显著存在;但控制不同性状的基因效应稳定性尚有明显的差异．2）基因型×环境互作效应的结果,使杂种在多数性状上其群体平均优势和群体超亲优势均随播种推迟而呈下降的趋势;F1性状的平均基因型预测值显示了早播常出现植株偏高、剑叶较披和生育期相对延长,而迟播导致主穗总粒数减少3）性状间的加性和显性相关是决定遗传相关的主要因素;在株高、抽穗天数、剑叶长、主穗长和主穗总粒数等五个性状间,杂种的表型相关和遗传相关与遗传相关的四种分量间方向相同,均为显著正相关,所以要选育大穗高产的杂交组合及其配组材料,都应保证适宜的株高、生育期和剑叶长.     

长期人工选择对群体遗传结构的影响——一项计算机模拟研究 Ⅱ.长期选择对群体遗传方差的作用

本文给出了显性与超显性模型下加性方差的分剖公式,为研究选择作用下基因间关系的变化提供了有力的方法。并模拟研究了群体大小、连锁强度与遗传力水平对遗传方差变化的影响。小群体中遗传方差在世代间波动很大;大群体中则稳定下降、波动较小。选择作用下平衡加性方差下降很快,特别是高遗传力性状。紧密连锁在小群体中一方面降低选择反应,一方面维持了更多的加性方差,从而使得预测长期选择反应甚为困难。     

胚乳性状的世代遗传方差

本文论述由两个纯系杂交而衍生的各种世代群体的胚乳性状的遗传方差分量。根据有关世代胚乳的遗传组成和加性-显性模型下的基因效应,导出了它们的总的、株间的和自交世代的遗传方差,并分别列于表1—3。