自组织特征映射网络在北京松山自然保护区山地草甸数量分析中的应用

采用自组织特征映射网络(SOM)对松山自然保护区山地草甸群落进行了数量分类研究, 并用Kruskal-Wallis检验和Tukey多重比较方法分析了草甸类型的环境因子之间差异的显著性。结合完全连接法和SOM, 将松山自然保护区的山地草甸群落分为7个类型, 其群落结构、物种组成等特征明显。这7个山地草甸群落主要受海拔高度、坡度、枯枝落叶层厚度和土壤深度等环境因子的影响, 其差异极显著。生态学分析表明SOM是非常有效的植物群落分类方法, 适合于山地草甸植被的 研究。     

山西太岳山脱皮榆群落的生态梯度分析及环境解释

为了解释山西太岳山脱皮榆(Ulmus lamellosa)群落中物种的分布情况与该群落环境因子之间的相互关系,采用TWINSPAN数量分类和典范对应分析(CCA)与环境因子的变量分离进行讨论。结果表明,TWINSPAN将60个调查样方划分为7种群丛类型,体现了该脱皮榆群落主要以乔木脱皮榆和草本披针叶苔草(Carex lanceolata)为优势种。7种群丛类型与CCA排序结果一致,CCA排序第1轴主要体现了坡位和海拔;坡向与第2排序轴存在显著相关性。Monte Carlo检验结果表明,影响脱皮榆群落物种分布最主要的环境因子是海拔。在环境分离变量解释方面,环境因子解释了39.60%,空间因子解释了7.95%,空间因子与环境因子交互作用解释部分占10.89%。而其中不能解释的部分占41.56%。在该研究区,海拔对植物的分布有较好的解释力,其次是坡位和坡向。     

山西太岳山辽东栎群落木本植物功能群分类

采用样方法对太岳山七里峪辽东栎群落进行了调查,计算重要值并结合频度,在乔木层和灌木层选取优势度相对较大的物种进行种间联结和聚类分析,以χ2检验为基础,结合联结系数(AC)和共同出现百分率(PC)测定辽东栎群落木本植物优势种的种间联结性,根据种间联结性以及聚类分析结果划分植物功能群,并通过功能群植物组成随海拔梯度的差异揭示辽东栎群落的变化。结果表明:(1)油松、茶条槭、小叶杨、山杨、白桦随海拔升高在辽东栎群落中具有相对较大的优势性。(2)以优势种为主体将辽东栎群落乔木层树种划分为3组植物功能群,即第一组为北京丁香、小叶杨、秀丽槭(1 200~1 700m),第二组为油松、鹅耳枥(1 700~1 840m),第三组为山杨、白桦、暴马丁香(1 900~2 100m)。(3)灌木层优势种划分为7组功能群。研究表明,每一组功能群都有其特定的分布区域和形态特征,较好反映出了环境与植被的动态关系,为今后辽东栎林的保护与研究提供理论基础。     

Comparison of different treatments of rare species in canonical correspondence analysis

运用吕梁山南段植物群落及其环境调查数据,比较研究不同稀有种处理(剔除稀有种、稀有种不做处理与降低稀有种权重3种方法处理)对典范对应分析(CCA)排序结果的影响,并用Spearman秩相关系数检验对应排序轴的相关性。结果表明3种方法的分析效果基本一致,但它们对环境因子的解释趋势有差异。基于环境数据、物种数据和样方数据的排序轴相关分析结果显示:未处理稀有种的CCA与降低稀有种权重的CCA吻合度高于剔除稀有种的CCA与降低稀有种权重的CCA的吻合度,未处理稀有种的CCA与降低稀有种权重的CCA的前4轴呈极显著的一一对应关系;剔除稀有种的CCA和降低稀有种权重的CCA仅在基于环境数据和样方数据分析时前3轴呈极显著的一一对应关系,而在基于物种数据的相关分析时前4轴的对应相关性不显著。从物种-环境关系的解释量上来看,降低稀有种权重的CCA最优,剔除稀有种的CCA和未处理稀有种的CCA次之。结合对应排序轴的相关性分析和物种-环境关系累计解释量来看,这3种稀有种处理方法在准确地揭示物种与环境关系时的顺序依次为:降低稀有种权重>对稀有种不做处理>剔除稀有种。     

华北区域环境梯度上阔叶林构建模式及分布成因

森林群落的构建即多样性维持机制是当今生态学研究的热点问题。然而, 当前群落构建和群落多样性的研究多在间接梯度上进行, 而在水、热等影响物种在区域内定植的关键且直接的环境梯度上研究群落构建和多样性模式则鲜有报道。结合环境因子, 基于物种组成和谱系方法探讨不同群落的分布成因, 有助于解释群落构建过程中的关键问题。该研究基于华北森林群落调查数据和环境数据, 涉及7个省市区的29个以壳斗科、桦木科为优势种的群落, 探讨了直接环境梯度上的群落构建和多样性模式, 同时用典范对应分析研究了不同群落分布的环境解释。结果发现, 相似的群落具有相似的生境偏好, 相似的生境条件会形成物种组成相同或相似的群落。环境热量主导了本区域的谱系关系, 在年平均气温较低的地区, 群落构建主要表现为生境过滤的模式。此外, 随着年降水量的增加, 生境过滤作用逐渐增加。在温度梯度上, 谱系多样性表现为钟形模式, 而降水量的增加能导致谱系多样性的增加。     

山西稀有濒危植物脱皮榆种内和种间竞争

通过对山西太岳山一块100 m×100 m样地中128株脱皮榆对象木及1093株竞争木的调查,运用Hegyi的单木竞争指数计算分析了脱皮榆的种内和种间竞争强度。结果表明:(1)脱皮榆种群所受到的竞争强度随着对象木胸径的增大而逐渐减小;(2)调查样地内尽管其他物种种类较多,但数量较少,与脱皮榆种间竞争相对较弱,脱皮榆种内与种间竞争关系的顺序为:脱皮榆-脱皮榆>千金榆-脱皮榆>五角枫-脱皮榆>茶条槭-脱皮榆>其他树种-脱皮榆;(3)竞争强度和对象木胸径的关系服从幂函数关系,当脱皮榆胸径在25 cm以上时,竞争强度变化不大,所得的预测模型能很好地预测脱皮榆种内种间竞争强度。     

植物学山地实习教改尝试及效果分析

对高等植物系统分类部分的山地实习进行了改进授课方式,更新教学手段,优化实习时段等教学改革尝试,并通过问卷调查的形式对实习效果进行了调查,发现学生对教改持积极认同的态度,教改效果良好,但仍有许多问题需要在今后的教学过程中不断探索与完善。     

半干旱黄土小流域不同植被类型植物与土壤生态化学计量特征

生态化学计量学是研究生态系统元素平衡与能量流动的有效方法,明确不同植被恢复类型下植物与土壤化学计量特征对揭示黄土高原植被恢复中生态系统养分循环具重要意义,可为黄土高原植被恢复类型的选择提供可行性依据。以典型半干旱黄土小流域3种植被恢复方式下（天然荒草、自然恢复、人工恢复）的5种植被类型（长芒草草地、赖草草地、苜蓿草地、柠条灌丛、山杏林）为研究对象,分析不同植被类型下叶、茎、根及土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）含量及化学计量特征。结果表明：1）植物不同器官和植被类型对植物生态化学计量特征都具有显著影响,C、N、P含量在5种典型植被中均表现为叶>茎>根。人工恢复植被各器官C、N含量及N ∶ P均显著高于天然荒草地,与自然恢复植被无显著差异;其中,在人工恢复植被中山杏各器官C含量最高,柠条各器官N含量最高。叶、茎、根的C ∶ N则表现为自然恢复植被显著高于人工恢复植被与天然荒草地。P含量、C ∶ P则在不同植被恢复类型间无显著差异。2）不同植被恢复类型下土壤C、N、P含量及化学计量特征具一定差异。人工恢复植被土壤C、N、P含量及C ∶ P、N ∶ P均为最高,显著高于自然恢复植被土壤;人工恢复植被中柠条土壤C、N含量及C ∶ P、N ∶ P均显著高于其他植被土壤。土壤C ∶ N在各植被类型间无显著差异。3）不同植被恢复类型下C、N、P含量在植物叶片与土壤间的相关性存在差异,说明植物自身生长特性影响着养分在植物与土壤间转化与传递。以5种典型植被整体来看,植物叶、茎、根的生态化学计量特征在彼此间均呈显著正相关。在植物与土壤间,植物各器官N含量与土壤C、N、P含量呈显著正相关,植物各器官N ∶ P与土壤N ∶ P呈显著正相关,表明该黄土小流域生态系统中植物与土壤生态化学计量特征的变化是相互制约,相互影响的。