青藏高原北部戈壁植物群落物种、功能与系统发育β多样性分布格局及其影响因素

戈壁荒漠广泛分布于全球干旱和极旱区域, 是我国陆地生态系统的重要组成部分。由于自然环境恶劣和交通条件限制, 目前有关戈壁植物群落物种、功能和系统发育等多维度β多样性形成机制的系统研究还很缺乏, 严重制约着对戈壁植物多样性维持机制的认知。本文以青藏高原北部61个典型戈壁生境植物群落为研究对象, 通过构建系统发育树和测量8个关键功能性状, 获取戈壁生境的物种、功能和系统发育β多样性, 比较3个维度β多样性格局与零模型的差异, 同时量化环境距离和地理距离对其的相对影响, 以探讨戈壁植物多样性的形成机制。结果显示: (1)戈壁植物的物种、功能和系统发育β多样性均表现出显著的距离衰减效应; (2)戈壁植物的物种、功能和系统发育β多样性均表现为非随机的格局; (3)由于功能性状趋同进化, 植物功能和系统发育β多样性变化趋势并不一致; (4)环境差异对植物3个维度β多样性均有着比空间距离更为重要的影响, 且土壤含水量、地表砾石盖度等局域生境因素的影响比气候更为强烈。以上结果表明, 戈壁植物的β多样性可能主要由局域生境过滤作用控制, 且不同维度的β多样性分布格局并不一致。     

中国黑戈壁地区植物物种丰富度格局的水热解释

我国黑戈壁地区自然环境恶劣,植物多样性格局受到极端干旱气候的影响而形成了特殊的分布格局。为了揭示黑戈壁地区极端气候对物种丰富度格局的影响,通过对5000 km样线内174个样方中的植物进行调查,结合气候数据,研究影响中国黑戈壁地区植物物种丰富度格局的气候因素以及不同生活型植物物种丰富度格局与气候关系的差异。结果表明,水热动态假说对物种丰富度格局的解释率为62.3%,未解释部分为37.7%,说明其能够很好的解释黑戈壁地区的植物群落物种丰富度格局;能量对物种丰富格局的单独解释率仅为3.5%,水分的单独解释率为16.4%,两者共同解释率为42.4%,水分和能量共同决定的水资源可利用性主导着物种丰富度格局;不同生活型植物对气候因子的响应存在显著差异,水热综合作用对草本植物丰富度格局的解释率为65.4%,但对灌木仅有37.9%,表明水热动态假说不适用于解释灌木植物的物种丰富度格局,植物对气候的适应特性及种间相互作用对物种丰富度格局有着重要的影响。     

Ripley''s K(d)函数分析种群空间分布格局的边缘校正

Ripley’sK(d)函数是分析种群空间分布格局最常用的方法,边缘校正是此方法的关键问题。传统的边缘校正包括3种情形：(i)圆完全包含在样地内;(ii)圆与样地的一条边相交;(iii)圆与样地的两条边相交,并有2个或3个交点。实际上,还存在第(iv)种情形,即圆与样地两条边相交有4个交点的情形。本文从数学上证明,传统边缘校正中,当边缘校正属于第(iv)种情形时,仍按第(iii)种情形进行校正,必然导致权重估计偏大,L(d)值偏高,从而影响结果分析。采用我国东北长白山天然云冷杉林样地资料验证了此结论。结果表明,天然云冷杉林中,3个优势种群林木分布格局特点是：鱼鳞云杉和臭冷杉的分布格局曲线非常相近,而与椴木的差异较大。原因是鱼鳞云杉和臭冷杉具有相似的生态学特性。椴木在小尺度显著聚集,因为椴木常在林隙更新。相比较而言,建群种云冷杉分布的均匀程度要比椴木高。     

天山南麓中段戈壁区膜果麻黄种群空间分异特征

在天山南麓中段戈壁区洪积扇顶部、中部和底部区域设置样地,以植株高度和冠幅为指标,采用地统计学方法,研究戈壁区膜果麻黄种群的空间分异特征,旨在掌握区域膜果麻黄种群空间分异规律,为戈壁区植被保护和生态修复提供科学依据。结果表明: 在洪积扇顶部,膜果麻黄种群呈斑块状分布;在洪积扇中部和底部,种群呈带状分布,中部带状宽度大于底部。从洪积扇顶部到底部,膜果麻黄植株高度和冠幅均呈先减少后增加的趋势,洪积扇顶部、中部和底部植株高度分别为40.34、21.07、36.96 cm,植株冠幅分别为1.09、0.80、1.43 m²。在洪积扇顶部、中部和底部,膜果麻黄植株高度的最佳拟合模型分别为指数模型、指数模型和线性模型,而冠幅的最佳拟合模型分别为指数模型、球状模型和线性模型。从洪积扇顶部到底部,植株高度和冠幅分形维数在1.909～1.989,表明膜果麻黄种群空间格局简单,同质度高。从洪积扇顶部到底部,膜果麻黄植株高度和冠幅各向异性出现的空间距离逐渐变短,在顶部、中部和底部,植株高度和冠幅表现出各向异性的空间距离分别为>60、42～46和23～27 m。     

应用序列指示条件模拟算法模拟森林类型空间分布

森林类型的空间分布是进行森林景观格局研究的基础和先决条件。当前林业实际生产过程中 ,森林分布图的获得要么具有很强的主观性 ,要么受环境因素的制约。空间统计学可以描述事物在空间上的分布特征 ,条件模拟算法是空间统计学中进行空间插值的一种有效手段。森林类型是一个区域化的分类变量 ,在研究区内可能存在森林类型破碎化严重情况 ,为此本文选用分类变量的序列指示条件模拟算法来模拟森林类型的空间分布。文中介绍了序列指示条件模拟算法的原理、计算步骤、优点及适用性 ,以东北汪清林业局局级样地为材料 ,应用序列指示条件模拟算法对汪清林业局森林类型空间分布进行模拟 ,模拟结果与森林经理调查得到的森林分布图相比较 ,模拟精度达到 73.80 %。精度分析结果表明 ,以样地为材料 ,应用序列指示条件模拟算法 ,可以作为获得森林类型分布图的一个有效途径     

中国黑戈壁植物多样性分布格局及其影响因素

我国西北地区内陆分布着近20万km~2的黑戈壁,由于其环境的特殊性,使其具有独特的生态系统,境内分布着多样的植被,蕴藏着大量特有的自然资源。但由于自然环境苛刻与交通条件不便,目前我国关于黑戈壁区系统的植被与物种多样性的研究还很缺乏。针对黑戈壁区植物多样性组成与分布特点,基于遥感及实地调查,采用DCCA排序和半变异函数模型等分析方法,对黑戈壁区植物群落组成,植物多样性特点及影响因素进行分析。研究结果表明:研究区植物以藜科和蒺藜科灌木或半灌木为主,群落物种生活型具有逐渐趋于简单甚至单一的特性,重要值0.1的植物主要有梭梭、红砂、白刺等13种;群落物种多样性呈现区域性的斑块化分布,结构性因子引起的物种多样性空间异质性占主导地位;作为极端干旱区,该区植物群落类型具有贫乏化及单一化的趋势,群落结构简单,植被覆盖度低,植物生长随环境的变化具有明显的可塑性,群落空间分异明显,群落空间演变具有明显的水分及土壤结构梯度;DCCA结果显示气候、土壤、地形是群落物种及类型变化的主要原因,海拔、坡位、土壤机械组成、降水、温度等环境因子对群落有着显著的影响,水土条件的空间异质性是戈壁植物多样性维持的关键因素。     

中国青藏高原北部戈壁区种子植物物种组成及其区系特征

青藏高原北部戈壁区海拔变化幅度大，极端干旱、低温且大风，特殊环境条件导致该区种子植物区系组成有别于其他戈壁区。本文在野外调查的基础上，对该区种子植物组成与植物区系特征进行了分析。结果显示：（1）青藏高原北部戈壁区种子植物组成贫乏，调查中共记录种子植物17科50属69种，以灌木、半灌木及多年生草本为主；（2）该区含属、种数较多的科有：藜科、菊科、柽柳科、禾本科、豆科等，科内物种组成简单，优势物种主要有：红砂（Reaumuria songarica（Pall.） Maxim.）、驼绒藜（Ceratoides latens（J.F.Gmel.） Reveal et Holmgren）、合头藜（Sympegma regelii Bunge）、沙拐枣（Calligonum mongolicum Turcz.）、膜果麻黄（Ephedra przewalskii Stapf）、松叶猪毛菜（Salsola laricifolia Turcz.ex Litv.）等；（3）种子植物区系地理成分较为复杂，其中科的分布区类型以世界分布型占绝对优势，属的分布区类型以北温带分布及地中海区、西亚至中亚分布类型为重要成分；中国特有、戈壁区特有植物在植被组成中多为建群种或优势种；（4）与其他荒漠区相比，该区北温带分布及其变型，地中海区、西亚至中亚分布及其变型的比例达65%以上，显著高于黑戈壁地区、临近的库姆塔格沙漠及整个西北荒漠区。该区种子植物区系组成具有一定特殊性与过渡性特征。