海河流域景观空间梯度格局及其与环境因子的关系

基于GIS技术,以海河流域为对象,首先,分别采用Fragstats3.3的标准法和移动视窗法先后分析了流域整体景观格局及其空间分异特征;然后,针对流域本身自然地理梯度特点,分别沿流域纵向(河流流向)梯度和横向(垂直与河流流向)梯度设置了两条样带,应用移动视窗法计算了景观层次下的斑块面积(AREA_MN)、蔓延度指数(CONTAG)、边界密度(ED)、形状指数(LSI)、斑块密度(PD)、多样性指数(SHDI),获得了景观沿两个样带方向的梯度格局;最后,以高程、降水、气温、人口和GDP为环境因子,以上述6个指数值为目标物种,利用去趋势典范对应分析(DCCA)方法研究了景观梯度格局与环境因子的关系。结果表明:2000年海河流域内景观基质为农田,面积占55.9%,流域内景观结构以块状结构为主,并零散分布有圈层和带状(廊道)结构;景观梯度格局在两条样带上均表现为类似的特征,即随景观类型变化呈现不同幅度的波动,两条样带上均存在较为明显的过渡带;DCCA分析表明:景观梯度格局与环境因子关系密切,区域高程、降水量、温度对流域尺度的景观格局起决定性作用,人口数量、GDP则在局部地区对景观格局有着重要影响。     

岷江上游河岸带土地覆盖格局及其生态学解释

针对岷江上游干流河岸带的土地覆盖状况,将该区沿河流主干分为68个样方,结合空间信息及环境因子,对这些样方及流域内的12种土地覆盖类型,采用双向指示种分析法(Two-way indicator species analysis, TWINSPAN)和除趋势典范对应分析法(Detrended canonical correspondence analysis, DCCA)对种类和样方进行分类和排序,以揭示其生态学意义及环境影响因素。结果显示:1)研究区土地覆盖可分为高植被覆盖、中度植被覆盖和低/非植被覆盖3种类别,各类别在流域不同位置分布状况不同,整个流域以中度植被覆盖为主。2)所取样方可分为8个类群,各自拥有相似的土地覆盖组成,呈聚集分布。3)根据土地覆盖特征,河岸带可分为上、中、下3段,流域上段河岸带植被覆盖度较高;中段以中度植被覆盖类型为主,占总面积最大;下段集中了大部分人工土地覆盖类型。4)气温、海拔是影响岷江上游干流河岸带土地覆盖格局的最重要因素,此外降水和人类活动对其也有影响。除干旱河谷区外,顺流自上而下,海拔逐渐降低,水热条件逐渐改善,同时人类干扰强度也逐渐增加,是造成流域3段截然不同的土地覆盖格局的原因。5)干旱河谷特殊的土地覆盖格局是水、热共同作用造成的。总之,岷江上游河岸带土地覆盖呈现出一定的梯度变化特征,自然条件的制约是形成这一格局的主要原因。     

Distribution,species diversity and life-form spectra of plant communities along an altitudinal gradient in the northern slopes of Qilianshan Mountains,Gansu, China

We studied the distribution pattern, species diversity and life-formspectra of plant communities along an altitudinal gradient in the mid-sectionofthe northern slopes of Qilianshan Mountains by means of multivariate analyses.Two data sets (167 species × 75 plots, 10 environmental variables ×75 plots), originated from the fieldworks in 1998–1999, were subjected toTWINSPAN and DCCA, resulting in 8 major plant communities: 1)Asterothamnus centraliasiaticus–Halogetonarachnoideus desert grassland on azonal substrates from 1450 to 1600m and 2) zonal Reaumuria soogorica desertgrassland on gravels from 1470 to 1900 m; 3) Stipaprzewalskii–Stipa purpurea montane grassland from 2200 to 2900m; 4) Polygonum viviparum alpine grasslandfrom 2900 to 3700 m; 5) Caraganastenophylla–Ajaniafruticulosa dry-warm shrubland from 2350 to 2800 m; 6)Sabina przewalskii mid-wet warm forest from 2700 to 3300m; 7) Picea crassifolia cold coniferousforestfrom 2450 to 3200 m; 8) Caragana jubatawet-cold alpine shrubland from 3100 to 3700 m. Species diversityand species richness of both grasslands and forests peaked at the intermediateportion of the elevational gradient. Evenness might be strongly influenced byeither biotic or abiotic factors at a local scale, while seems quiteindependentof an elevational gradient at landscape scales. Beta-diversity decreased from1500 to 3700 m, indicating that species turnover declined withincreased elevation. Both richness of life-form and total species richness in agiven altitudinal belt (gamma-diversity) peaked at intermediate elevations,while relative species richness of different life-form varied differently alongthe altitudinal gradient.     

土壤肥力及地形因子对桂西南喀斯特山地木本植物群落的影响

基于对桂西南喀斯特山地植被的典型群落抽样调查,运用聚类分析和除趋势对应分析(DCA)对样方内胸径≥1.0 cm的木本植物进行数量分类和排序,运用除趋势典范对应分析(DCCA)探讨了土壤肥力及地形因子对木本植物群落空间分布的影响。结果表明:1)聚类分析将森林群落划分为4个类型。2)DCCA第一排序轴突出反映了土壤全氮、碱解氮含量及坡度的变化趋势,第二排序轴主要反映了海拔和全钾的变化趋势,各植物群落类型沿第一排序轴呈有规律的分布。3)在影响植物群落空间格局的因素中,土壤肥力因子对群落格局的解释能力为32.82%,地形因子的解释部分占22.54%,8.98%是土壤与地形因子耦合作用的结果,两者未能解释的部分占53.62%。群落物种多度分布主要受生物之间的相互作用和人为干扰等随机因素所影响。     

秦岭中段松栎混交林群落数量分类与排序

依据陕西省境内秦岭山脉中段设置的34个样地调查资料,从植物物种组成、植物群落与地形因子之间的关系等对该区域松栎混交林群落进行TWINSPAN分类和DCCA排序。结果表明:(1)研究区34个样地共记录维管束植物297种,隶属于77科178属,其中被子植物72科,裸子植物2科,蕨类植物3科;分布较广的植物有:松科、壳斗科、蔷薇科、菊科、禾本科和百合科。(2)TWINSPAN聚类结果将样地群落划分为13个群丛,其中以油松+锐齿槲栎为建群种的群丛最多,占总群丛数量40%,是该区主要的松栎混交林群落类型。(3)样地的DCCA排序结果表明,第一轴明显地反映出群落分布沿海拔、坡位的变化,第二轴主要表现出群落分布沿坡向、坡度的变化趋势;其中海拔、坡度与DCCA一、二轴相关系数分别达到最大值(-0.946 2、-0.795 7),是对该群落分布起决定性作用的因子。(4)研究区主要优势物种的DCCA排序与样地的DCCA排序综合反映出该区松栎混交林群落分布的地形梯度。     

长白山森林生态系统树附生苔藓植物分布与环境关系研究

应用除趋势典范对应分析（ＤＣＣＡ）、除趋势对应分析（ＤＣＡ）对长白山不同森林类型３６仆样点的树生苔藓植物与环境关系的研究表明,海拔高度、树干离地面的高度、附生树的种类是影响附生苔藓植物分布最重要的环境因子,树干倾斜度与倾斜方向也影响到苔藓在树干不同方向上的分布。     

杭州湾滨海滩涂盐基阳离子对植物分布及多样性的影响

滨海滩涂由于其高含盐量显著影响了植物群落分布及生物多样性。目前有关滩涂含盐量与生物多样性的关系研究较多,但不同区域盐基离子组成不同,且对植物的影响也存在较大差异,以杭州湾南岸不同年代形成的滩涂为研究对象,系统监测了50个样方土壤交换性盐基阳离子的组成、分布和植物组成及多样性特征等,采用去趋势典范对应分析(DCCA)、线性回归和多元逐步回归分析了4种盐基阳离子对物种数量、分布和多样性的影响。结果表明,杭州湾南岸滩涂4种主要盐基阳离子含量(g/kg)大小顺序为Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺,其中Ca²⁺占到总含量的61.97%;经DCCA分析发现4种盐基阳离子对植物群落的分布均有显著影响,但以Ca²⁺的影响程度最大;随着盐基离子含量的逐渐降低,物种数量逐渐增加,多样性指数逐渐增加,同时也发现Ca²⁺对两种多样性指数影响最大。     

准噶尔盆地典型地段植物群落及其与环境因子的关系

沿88°E线,南北纵穿新疆北部准噶尔盆地,选择环境梯度明显的典型地段,设置33个具有代表性的野外样方,应用TWINSPAN与DCCA分析样方的物种数据和环境数据。研究结果表明:(1)样方TWINSPAN分类结果的第一级分类将分布于流动、半流动沙丘(垄)上的白梭梭群落与固定、半固定沙地上的梭梭群落区分开来,进一步的分类,可将33个样方划分为12个组。35种优势植物种TWINSPAN第1级分类把沙漠内部植物种与外缘物种分开。第2级分类把沙漠内部垄上与垄间植物种以及沙漠外缘旱生、中生和盐生植物种分开。(2)在各种环境因子中,土壤水分与相对高度(或地面活动性)是影响植物群落分布的最主要环境因子,DCCA第一排序轴反映生境水分环境条件,第2轴反映土壤结构梯度的变化。(3)除相对高度(或地面活动性)与土壤水分外,在沙漠南部外缘的山前冲积、洪积扇扇缘,土壤盐分状况亦为植物生长的重要胁迫因子;在沙漠北部外缘的砾石戈壁平原,基质的机械组成对群落分布格局有重要影响;在沙漠内部,土壤质地、地面坡度对植物群落的分布有较大影响。(4)以沙漠为中心的准噶尔盆地地势相对高度与地面活动性、土壤有机质与土壤粘粒、土壤水分与土壤总盐、pH值、有机质、相对高度之间存在显著相关关系。     

Submerged macrophyte zonation in a Mediterranean salt marsh: a facilitation effect from established helophytes?

Abstract. The relationship between communities of submerged annual macrophytes (predominately Chara spp.) and environmental characteristics is studied in three habitats with different dominant perennial species (Arthrocnemum, Juncus, Scirpus) and areas of bare soil. The distribution of submerged annual macrophytes is significantly dependent on two independent environmental factors: a dominant gradient of flooding/salinity, and a secondary gradient of nutrients related exclusively to the combined abundance of helophytes of the genus Scirpus (S. maritimus and S. litoralis). The results suggest that these emergent helophytes (1) are able to modify water column parameters (such as concentration of nitrates, phosphates, potassium, and bicarbonates) which are important for the communities of submerged macrophytes, and (2) play a fundamental role in the generation of secondary sources of environmental variability which, superimposed on the main gradient of flooding/salinity, favours the appearance of new compositional equilibria in such communities. The existence of a process of facilitation is discussed by which the emergent helophytes induce changes in nutrient availability that would favour relatively nutrient‐demanding charophyte species (such as Chara connivens and Nitella hyalina), altering the established relationships with other coexisting charophytes (such as Chara canescens and C. galioides) that dominate in the absence of the facilitating species. Nevertheless, the increased nutrient concentration associated to the presence of helophytes would not introduce significant changes in the total biomass of submerged aquatic macrophytes.     

北京山区防护林优势树种分布与环境的关系

在北京山区,以该区防护林主要树种为依据,选择在典型天然林中设置26块具有代表性的样地,并计测样地中乔木树种的重要值以及包括海拔、坡度、土壤含水量、土壤养分等14个环境因子,采用除趋势典范对应分析(DCCA)方法对样地乔木和环境因子进行分析,以揭示该区防护林优势树种与环境因子间的关系。根据样地树种组成及树种重要值首先将26块样地划分为以油松(Pinus tabuliformis)、侧柏(Platycladus orientalis)、栎类(Quercus spp.)、杨桦(Populus davidiana-Betula platyphylla)及落叶松(Larix principis-rupprechtii)为优势种的5个典型群落类型,然后应用DCCA方法进行分析,结果表明,在各个环境因子中,海拔作为大多数环境因子的综合反映,是影响植被群落分布最重要的环境因子,第一排序轴主要反映海拔、水分、土壤有机质等的变化,第二排序轴主要反映坡度、坡向的变化,各植被群落类型沿着第一排序轴呈有规律的分布;将环境因子对物种分布格局的影响进行定量分离,结果显示,14个环境因子解释了43.19%的物种分布格局,其中地形因子解释部分为20.36%,土壤因子解释部分为11.9%,土壤和地形的交互作用解释部分为10.93%。