乌拉山自然保护区白桦种群的年龄结构和点格局分析

白桦群落是乌拉山森林植被的主要类型之一,在高海拔阴坡、半阴坡以纯林形式分布.根据乌拉山自然保护区白桦林不同林龄结构设置3个典型样地,采用种群径级结构代替年龄结构、点格局分析(Ripley's K-Function)方法探讨了乌拉山白桦种群年龄结构、空间分布规律和种群动态.结果表明:(1)乌拉山自然保护区白桦种群径级结构呈典型的“金字塔”型,种群自然更新良好,属增长型种群;(2)由于种内不同个体间为争夺空间和资源,种群在第Ⅲ、Ⅳ径级死亡率较高,自疏作用明显;(3)白桦种群的存活曲线接近于Deevey Ⅰ型曲线;(4)在研究尺度内白桦种群以幼树、中龄树为主时呈聚集分布,而成龄树或老龄树占多数时呈随机分布,即随着种群年龄的增加,其分布格局逐渐由集群分布向随机分布转变.乌拉山白桦种群在小于1.5m的尺度呈聚集分布,即具有2株以上个体“丛生”现象.在环境条件相似的情况下,白桦种群自身的生物、生态学特性是影响其分布格局的最主要因素.     

茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林树种的空间分布格局及其分形特征

分析种群的空间分布格局有助于推断格局形成的潜在生态过程和机制,是生态学研究的重要内容。采用4种格局强度指数(聚块性指数、格林指数、扩散系数和负二项参数)以及分形维数中的计盒维数(D_b)和信息维数(D_i)对贵州茂兰国家级自然保护区亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林中30种乔木的种群空间分布格局及其分形特征进行了分析,同时分析了不同生长阶段(幼树、中树和成树)空间分布的分形维数变化,比较了2种分形维数与5种种群结构参数和4种格局强度指数间的相关关系。结果表明:(1)30种树种中,除皱叶海桐(Pittosporum crispulum)和油柿(Diospyros oleifera)外,其余28种乔木树种的种群空间分布格局均呈现聚集分布,这种普遍的聚集性与喀斯特生境的高度异质性和种子扩散限制密切相关;(2)30种树种空间分布的D_b值介于0.589-1.870,D_i值介于0.498-1.711。分形维数值越大,表征种群对空间环境的占据利用能力越强,个体空间聚集强度越强,在群落中往往处于优势地位;反之则表明其对环境的占据能力弱,个体聚集程度越低,往往处于伴生地位;(3)从幼树、中树到成树阶段,30种树种空间分布的D_b和D_i平均值呈极显著的降低趋势,这可能与种内和种间的密度制约性死亡效应有关,导致种群随年龄的增加其聚集度和空间占据能力逐渐减弱;(4)相关分析表明,30种树种的种群多度和重要值与D_b和D_i均呈现显著正相关关系,表明种群多度和重要值的变化与种群空间占据能力和聚集程度存在密切关系。4种格局强度指数中,除聚块性指数外,其余3种指数与D_b和D_i值呈现显著或极显著相关性,表明分形维数D_b和D_i值可以用于表征种群空间分布的聚集程度。利用格局强度指数和分形维数准确量化了茂兰喀斯特森林树种的空间分布格局,其结果有助于揭示喀斯特森林群落物种共存的潜在维持机制。     

小兴安岭谷地云冷杉林主要种群及林隙形成木的空间格局

调查了小兴安岭谷地云冷杉林1.5 hm²(100 m×150 m)固定样地内的物种组成和径级结构,用点格局方法分析样地内主要种群的空间格局和空间关联性以及林隙形成木的空间格局.结果表明： 样地内胸径≥2 cm的乔木有13种,种群密度差异大,重要值在前4位的为臭冷杉、红皮云杉、白桦和花楷槭.种群的径级结构近似倒“J”形.臭冷杉和红皮云杉空间分布相似,随空间尺度的变化趋势为聚集 随机 均匀分布.白桦在≤40 m尺度为聚集分布,>40 m尺度变为随机分布,而花楷槭在整个研究尺度上均为聚集分布.除白桦和花楷槭两者间在整个研究尺度上均为负相关以外,其余种群间均为小尺度上正相关、大尺度上负相关.臭冷杉和白桦种群间正相关的显著性强,其他种群间正相关性普遍较弱.样地内林隙形成木的空间格局表现为中小尺度聚集分布,随尺度增大趋于随机分布.掘根形成的林隙形成木的空间点格局呈单峰型分布,随机、聚集和均匀3种分布均有出现.折干形成的林隙形成木的空间点格局分布整体波动不大,小尺度上在随机和聚集分布间交替出现,到大尺度则归于随机分布.两者间的空间关联性分析表明,≤32 m尺度为显著正相关,>32 m尺度为不显著的负相关.     

大院资源冷杉种群的空间分布格局分析

资源冷杉是极度濒危的我国特有植物,其中的湖南省炎陵县大院资源冷杉种群是种群规模最大的种 群.该研究采用点格局分析方法分析了该种群的种群分布格局,用计盒维数和信息维数研究了种群格局的分形特征.结果表明:大院资源冷杉种群的空间分布格局总体上呈聚集分布;种群的计盒维数在1.047～1.354 之间,种群占据空间程度较弱;...     

Spatial distribution patterns and association of Picea crassifolia population in Dayekou Basin of Qilian Mountains,northwestern China

研究青海云杉(Picea crassifolia)种群不同发育阶段的空间分布格局及其关联性, 能揭示其种群的发展规律, 推断其潜在的生态学过程或影响机制, 进而为该种群的配置、种植和森林的经营与管理等提供指导。该研究基于祁连山大野口流域10.2 hm²青海云杉动态监测样地调查资料, 分析了青海云杉群落的物种组成和径级结构, 并采用点格局方法, 通过单变量成对相关函数和双变量成对相关函数对不同年龄阶段青海云杉种群的空间分布格局及其空间关联性进行分析。结果表明: (1)青海云杉种群的径级结构呈倒“J”型分布, 属增长型种群, 种群自然更新状况良好。(2)青海云杉种群4个径级的个体在小尺度上呈聚集分布, 但随着空间尺度的增大, 聚集强度逐渐减弱, 趋向随机分布; 较小径级的个体常呈聚集分布, 而随着径级增大, 也趋向于随机分布。(3)青海云杉大树个体在小尺度(<4 m)范围内与其他径级个体都呈负关联, 随着尺度的增加, 大树与幼树表现出正关联且关联性随尺度的增加而减弱, 而与小树、中树则表现为无关联或者微弱的负关联; 径级相近的个体空间关联性为正关联或无关联, 随着个体径级间差距增大, 空间关联性转变为无关联或负关联。研究表明, 祁连山大野口流域青海云杉种群的分布格局及其关联性随空间尺度和发育阶段而变化, 这是由种群自身的生物生态学特性、种内种间关系以及环境条件共同作用的结果。     

基于Ripley的K(r)函数和分形维数的梭梭种群空间格局

应用Ripley的K(r)函数和分形维数,研究了古尔班通古特沙漠土质、沙质、盐土和石砾质4种生态类型梭梭在不同发育阶段的分布格局和分形特征.结果表明:沙质、盐土和石砾质生态类型中的梭梭种群呈显著聚集分布,而土质生态类型梭梭种群仅在1～18m范围内呈聚集分布,说明荒漠植物群落通过聚集分布适应其生存的环境;梭梭不同发育阶段的分布格局不同,幼苗和幼树呈聚集分布,成年树呈随机分布.与Ripley的K(r)函数相比,关联维数能反映种群的个体对空间占据能力的强弱,但不能直接反映干旱区种群的个体聚集/非聚集.此外,3种分形维数对样地内梭梭种群个体数量和植株大小较为敏感.     

皖北石灰岩山地青檀种群不同发育阶段的点格局分析

基于皖北石灰岩山地青檀次生林的样地调查数据,采用空间代替时间和点格局O-ring统计法,研究了青檀种群的径级结构、不同发育阶段的空间分布格局及其相互关联性.结果表明:(1)不同样地青檀种群的径级结构大体呈倒“J”型,各径级均有个体分布,但主要集中在幼苗、幼树阶段,中树和大树较少,种群均属增长型.(2)幼苗、幼树和中树在个别小尺度上呈现出明显的聚集分布,且皇藏峪种群的聚集强度显著高于相山种群;随着尺度的增加,个体趋于随机分布.成树阶段的青檀个体均表现为随机分布或接近均匀分布.(3)各发育阶段间的空间关联主要表现在中、小尺度上,随着空间尺度的增加,空间关联性不显著.青檀种群结构和空间格局主要受群落生境的异质性、自身生物学特性(尤其是克隆繁殖)以及人为活动的干扰等因素影响.     

山西太岳山森林演替过程中建群种的动态特征和种间关系

为解释太岳山白桦(Betula platyphylla)林向华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林演替的生态过程,该研究以不同演替阶段的调查样地数据为基础,通过空间代替时间构建演替的时间序列,即从白桦林演替至白桦+华北落叶松混交林再到华北落叶松林的过程;采用点格局分析法和Monte-Carlo拟合检验对演替过程中白桦和华北落叶松种群的分布格局及其相互关系进行研究。结果表明:(1)山西太岳山白桦种群龄级结构呈"纺锤"型,种群呈衰退的趋势;白桦种群逐渐被华北落叶松(龄级结构呈"金字塔"的增长型)种群所取代。(2)从白桦林演替至华北落叶松林的过程中,白桦种群由集群分布趋向于随机分布,驱动力主要是华北落叶松侵入扩散而形成的种间排斥;华北落叶松集群尺度逐步增大,驱动力主要是种群拓殖和种内竞争。(3)白桦和华北落叶松二者的种间关系,在白桦林阶段无显著相关,在混交林阶段由于排斥呈现显著负相关关系,华北落叶松林阶段二者无明显相关,二者种间关系的变化主要来自于群落剩余资源驱动下的种内种间竞争。     

云南兰坪云南红豆杉种群年龄结构与空间分布格局分析

利用点格局分析法对滇西北兰坪县4个云南红豆杉(Taxus yunnanensis)种群的年龄结构、不同生长阶段空间分布格局及其关联性进行分析。结果表明:(1)林窗与人为干扰影响4个云南红豆杉种群的龄级结构,小林窗的种群呈稳定型;较大林窗的种群呈进展型;群落结构完整未出现林窗和有较大人为干扰的种群年龄结构均呈衰退型,幼苗、幼树与小树个体缺乏,种群存在一定程度的更新困难,林窗的大小是种群更新的重要因素。(2)人为干扰、自然生境与本身生物学特性影响4个种群空间分布格局,种群1整体及其不同生长阶段个体均呈聚集分布;种群2和种群4在小尺度呈聚集分布,而在大尺度上呈随机分布;种群3随着空间尺度增大分布格局表现为聚集→随机→聚集趋势。(3)种群2中幼苗、小树和中树在小尺度下表现为聚集分布,其他尺度下表现为随机分布;种群3的小树阶段聚集分布和随机分布皆有出现,中树与大树在不同尺度上表现为聚集分布;种群4聚集分布的强度随生长阶段的增加在减弱。(4)4个种群各发育阶段间皆呈或接近显著正相关,种内竞争弱,有利于种群维持。     

白马雪山阴坡林线长苞冷杉(Abies georgei)种群结构特征

长苞冷杉(Abies georgei)是青藏高原特有林线树种.对白马雪山阴坡海拔4400 m以上林线0.8 hm2样地长苞冷杉种群进行每木调查,分析其种群结构、数量特征及空间分布格局.结果表明:(1)结构呈典型金字塔型,幼苗和幼树在种群中所占比重大,表现为增长型种群,种群个体数随径级的增加而减少,密度为幼苗》幼树》成年树;(2)存活曲线接近Deevy-Ⅲ型,高径级种群趋于稳定,种群具两个死亡高峰,低径级种群尤其幼苗死亡率高达90%,这是林线区的气候条件如低温、强光照、积雪及冬季冻害等综合作用的结果,种群另一死亡高峰出现于V～VI龄级,种内和种间对空间、光照和养分等生存因子的激烈竞争引起自疏,导致死亡率再度上升;(3)长苞冷杉种群各龄级空间点格局在不同尺度上表现为聚集、随机和均匀分布,以聚集分布为主,由于幼苗来源于种子库且依赖成年树的微生境,幼苗聚集强度和尺度都最大;各龄级关系密切,在不同尺度上表现出显著的相关性.     

涪陵磨盘沟自然保护区桫椤种群分布格局的分形特征

利用分形理论中的计盒维数探讨了重庆市涪陵磨盘沟桫椤种群的分形特征。结果表明,桫椤种群的分布格局具有分形特征。桫椤种群在不同海拔高度分布格局的计盒维数各不相同,与生境密切相关。在6个不同植物群落中,桫椤种群的计盒维数大小依次为黄牛奶树淡竹叶>黄杞水麻>盐肤木腹水草>血桐芒>白栎扁穗莎草>毛叶木姜子火炭木。计盒维数定量地反映了该自然保护区桫椤种群占据生态空间的能力,随机型的桫椤种群对空间占有能力比聚集型的低。     

三峡库区马尾松人工林凋落物和根系输入对土壤理化性质的影响

从凋落物和根系生物量角度对三峡库区不同年龄马尾松人工林土壤理化性质进行测定.结果表明:马尾松成熟林凋落物的年产量分别比近熟林、中龄林高19.4％和65.7％,凋落物现存量大小为成熟林＞中龄林＞近熟林,周转系数为近熟林(0.51)＞成熟林(0.40)＞中龄林(0.36);根系总生物量、活根及死根生物量均为中龄林最高、近熟林最低;中龄林土壤总孔隙度最大,容重最小;土壤有机质和总氮含量均是成熟林＞中龄林＞近熟林;近熟林土壤中硝态氮含量比重较大,中龄林和成熟林铵态氮含量比重较大.近熟林凋落物产量适中、周转系数最大,土壤养分最低;中龄林根系生物量和总孔隙度最大,土壤容重最小;成熟林土壤养分含量最高,根系生物量较低.根系生物量增加可以改善土壤的物理性质.     

关帝山次生杨桦林种群结构与立木的空间点格局

选择关帝山典型天然次生杨桦林样地进行种群结构分析,并运用空间点格局分析方法O-ring统计系统分析了次生杨桦林群落内不同尺度下种群空间分布格局及种间关联性.结果表明,在个体组成上,演替先锋树种白桦(Betula platyphylla)、红桦(B.albo-sinensis)和山杨(Populus davidiana)是目前次生杨桦林样地的优势种.但从种群径级结构看,白桦、红桦和山杨天然更新不良,而云杉(Picea spp.)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)幼苗呈现良好的更新状态.随着演替的进行,云杉、落叶松将逐渐进入林冠层并取代白桦、红桦和山杨成为该森林的优势种;从种群空间分布格局来看,红桦、白桦表现为小尺度上明显聚集,华北落叶松、皂柳(Salix wallichiana)表现为小尺度上强聚集性分布格局.种群空间分布格局受空间尺度、群落结构及种群径级结构综合作用的影响;空间关联性分析表明,红桦与华北落叶松、红桦与皂柳、皂柳与华北落叶松在小尺度上正相关,其它树种间没有表现出明显关联性.     

秦岭优势乔木锐齿槲栎的空间分布格局及种内关联

为探究锐齿槲栎种群的空间分布特征及关联性,本研究以秦岭皇冠暖温性落叶阔叶林25 hm²森林样地内优势树种锐齿槲栎为对象,采用成对相关函数g(r)对其空间格局及其种内关联性进行了研究。结果表明: 锐齿槲栎径级结构呈“双峰”型,幼树(1 cm≤胸径DBH＜5 cm)个体数较多,种群呈增长型结构,更新良好;中树(15 cm≤DBH＜25 cm)比大树(25 cm≤DBH＜35 cm)、老树(DBH≥35 cm)的个体数略多,但远少于幼树和小树(5 cm≤DBH＜15 cm)。锐齿槲栎空间分布具有明显的海拔依赖性,主要分布在中高海拔地区。完全空间随机零模型分析表明,各径级个体在＜60 m的大尺度范围聚集分布。使用异质泊松模型剔除生境异质性分析表明,各径级的个体转变为大尺度的随机分布,表明树种的分布明显受到生境变化的影响。在＜40 m的小尺度范围内,径级差距小的个体间的空间关联性为正关联,径级差距大的个体间的空间关联性转变为负关联和无关联;在＞40 m的大尺度范围内,大径级个体间的空间关联性为正关联,而幼树和其他径级个体间的空间关联性为负关联或无关联。锐齿槲栎自身生物学特性和环境异质性是种群空间格局形成的重要原因。     

长白山原始红松林次生演替过程中土壤微生物生物量和酶活性变化

采用空间代替时间的方法,以我国东北地区温带森林长白山原始阔叶红松林成熟林(200年)和过熟林(＞200年)及其次生演替不同阶段——白桦幼龄林(20年)、白桦中幼龄林(30年)、白桦中龄林(50年)、白桦成熟林(80年)和白桦过熟林(100年)为研究对象,分析了长白山原始阔叶红松林次生演替过程中土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮、磷及土壤酶活性变化.结果表明:白桦幼龄林和白桦成熟林的土壤腐殖质层(A层)有机碳含量最高,分别为154.8和154.3 g·kg-1,而顶极群落原始阔叶红松林A层有机碳含量相对较低,成熟林和过熟林分别为141.8和133.4 g·kg-1.白桦中龄林和白桦成熟林的微生物生物量碳和微生物熵均高于其他林地,纤维素酶、过氧化物酶、酸性磷酸酶和纤维二糖酶的活性到中龄林和成熟林达到最高,而此阶段的多酚氧化酶活性最低,提示白桦中龄林及白桦成熟林土壤有机碳周转速度快,土壤有机碳可能处于较强的积累过程中.统计分析表明,土壤微生物生物量碳与土壤有机碳、全氮和有效磷含量之间呈极显著正相关(r分别为0.943、0.963和0.953,P＜0.01).     

白马雪山阴坡林线长苞冷杉(Abies georgei)种群结构特征

长苞冷杉（Abies georgei）是青藏高原特有林线树种。对白马雪山阴坡海拔4 400 m以上林线0.8 hm2样地长苞冷杉种群进行每木调查,分析其种群结构、数量特征及空间分布格局。结果表明：(1）结构呈典型金字塔型,幼苗和幼树在种群中所占比重大,表现为增长型种群,种群个体数随径级的增加而减少,密度为幼苗>幼树>成年树;(2）存活曲线接近Deevy-III型,高径级种群趋于稳定,种群具两个死亡高峰,低径级种群尤其幼苗死亡率高达90％,这是林线区的气候条件如低温、强光照、积雪及冬季冻害等综合作用的结果,种群另一死亡高峰出现于V~VI龄级,种内和种间对空间、光照和养分等生存因子的激烈竞争引起自疏,导致死亡率再度上升;(3）长苞冷杉种群各龄级空间点格局在不同尺度上表现为聚集、随机和均匀分布,以聚集分布为主,由于幼苗来源于种子库且依赖成年树的微生境,幼苗聚集强度和尺度都最大;各龄级关系密切,在不同尺度上表现出显著的相关性。     

水杉原生种群结构及空间分布格局

水杉(Metasequoia glyptostroboides)是我国特有濒危极小种群物种, 其种群的状态一直被国内外学者广泛关注。分析现存水杉原生种群结构和空间分布格局及其空间关联性, 可以从空间格局角度深入认识水杉原生种群结构和分布格局及可能的形成机理。本文基于湖北利川境内水杉原生种群的野外调查数据, 分析其径级和高度级结构, 同时运用点格局分析中的成对相关函数g(r)以及3个零模型(完全空间随机模型、异质泊松模型、先决条件模型)分析水杉原生种群空间分布格局、各龄级空间分布格局及空间关联性。结果表明: (1)分布于研究区域内的水杉原生种群个体数共5,663株, 已死亡33株, 现存活5,630株, 其中40株濒临死亡, 465株处于衰弱状态, 部分个体呈现不同的形态特征和生长状况, 断梢和蚁害最为常见, 雷击是最致命的危害。(2)水杉原生种群结构分析显示, 其径级结构和高度级结构均呈纺锤型, 自然更新不良。(3)基于完全空间随机模型, 水杉原生种群在各尺度下均呈现聚集分布, 中龄树在较小尺度(r < 3,300 m)上呈现聚集分布, 成年树和老龄树在较大尺度(r < 4,700 m)上呈现聚集分布; 排除生境异质性影响后, 聚集尺度均减小, 所以种群及不同龄级的聚集尺度分别为0-3,000 m、0-2,100 m、0-2,900 m和0-2,500 m, 随后呈现为微弱的随机分布和均匀分布。(4)基于完全空间随机模型, 3个龄级之间在所有尺度均为正关联; 在排除生境异质性影响后, 不同龄级的正关联尺度减小, 均在0-2,800 m呈正关联。综上, 水杉原生种群个体数量正呈现逐步减少的趋势, 种群主要呈聚集分布, 各个龄级间具有正向的关系, 从现有的空间格局来看, 生境异质性、扩散限制和种内竞争是导致该格局的主要原因。     

桂林岩溶石山檵木种群空间格局及其关联性

种群的空间分布格局及其关联性反映了种群演替方式和对环境因子的适应策略,对植被的恢复与重建、生物多样性保护等具有重要的意义和价值.为了解桂林岩溶石山檵木种群的空间分布格局及其关联性,在对其进行群落调查的基础上,采用点格局方法,以Ripley K函数为基础,运用其衍生的成对相关函数和Ripley L函数对檵木种群的空间分布格局以及不同径级之间关联性进行分析.结果表明:檵木种群的径级结构呈倒“J”型分布,小径级个体占较大比例,种群自然更新状况良好,属增长型种群;檵木种群3个径级的个体在小尺度上呈聚集分布,但随着空间尺度的增大,聚集强度逐渐减弱,趋向随机分布;檵木种群3个不同径级的个体间在小尺度下均呈现无关联,随着尺度增大,不同径级个体的空间关联性呈现正关联或负关联;檵木种群个体间径级差异越大,它们的空间关联性越弱,甚至可能逐渐转变为负关联.本研究结果有助于了解桂林岩溶石山檵木种群在生长发育过程中的生态策略和物种共存的尺度依赖性特征及其形成机制,从而为岩溶石山森林植被的恢复与重建、保护和经营管理提供参考.     

秦岭太白红杉种群空间分布格局动态及分形特征研究

采用相邻格子样方法采集数据,应用计盒维数和信息维数研究了太白红杉种群空间格局的分形特征,结果表明,太白红杉种群有较高的计盒维数(1.8087)和信息维数(1.7931),表明其对空间占据程度较高.用分布系数法和Morisita格局指数法检验格局类型,发现不同年龄组太白红杉种群均呈聚集分布.运用Greig-Smith的方法研究格局规模,发现太白红杉种群在128m²和512m²处聚集,不同年龄组在不同规模尺度聚集.以区组分布格局强度(PI)检测聚集强度,发现太白红杉种群格局强度随尺度变化程度较高,个体分布不均匀,随着年龄的增大,其聚集强度呈下降趋势.太白红杉种群的空间分布格局特征是其对严酷生境长期适应的结果.     

山西灵空山刺五加种群空间分布格局及种间空间关联性

以山西灵空山自然保护区刺五加(Acanthopanax senticosus(Rupr.Maxim.)Harms)种群为对象,采用空间点格局方法中的Ripley’s K函数,对刺五加种群不同龄级的空间分布格局及其与主要灌木物种间的空间关联性进行研究,并对种群空间分布格局进行可视化解析。结果显示,刺五加种群中幼年个体数量多,径级结构呈金字塔型,为增长型种群,能够实现持续更新;刺五加种群的径级Ⅰ在小尺度上呈聚集分布,随着尺度增大出现随机分布;径级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ在全尺度上呈聚集分布,径级Ⅴ、Ⅵ在小尺度上为聚集分布,随着龄级和空间尺度的增大,刺五加种群聚集强度渐弱,呈现随机分布;刺五加种内关联在全尺度上呈正相关,但与群落中主要灌木在小尺度上呈不相关或负相关,在大尺度上呈负相关。研究表明刺五加的生长条件较为适宜,并可以通过相互之间的庇护作用,减弱种内竞争,但与其他树种间存在强烈竞争,生存现状较差,在群落中处于劣势。