海南尖峰岭热带山地雨林物种多样性空间分布格局的尺度效应

物种多样性的空间分布格局和维持机制是群落生态学的基本问题。为了探讨海南尖峰岭地区物种多样性空间分布格局的尺度效应, 以海南尖峰岭热带山地雨林60 hm²样地为研究对象, 分析了物种丰富度、物种多度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou均匀度指数随6个空间取样尺度(5 m × 5 m、10 m × 10 m、20 m × 20 m、40 m × 40 m、100 m ×100 m、200 m × 200 m)的变化。结果表明: 相比Simpson指数和Pielou均匀度指数, 物种丰富度、多度以及Shannon-Wiener指数具有更为明显的空间尺度效应; 物种丰富度的方差随取样尺度增加呈现单峰分布特征, 并且在20 m × 20 m尺度上达到最大值, 而物种多度的方差随取样尺度的增加而增大; 物种丰富度和多度的正相关性随着取样尺度的增加逐渐减小甚至消失, 这可能与随取样尺度增加生境异质性增加有关; 取样尺度对3个物种多样性指数空间分布的影响可能与研究区域内稀有种的组成有关。     

辽东次生林木腐菌的物种多样性及其分布特征

2013年7—9月,以清原林场、老秃顶子国家级自然保护区和宽甸白石砬子自然保护区为研究区域,对辽东次生林中木腐菌的物种多样性及其分布特征进行了研究.经过野外调查,共采集和记录木腐菌1062份,经鉴定为92种,隶属于48个属;其中白石砬子国家级自然保护区木腐真菌物种最丰富,Shannon多样性指数为4.04.从物种的地理成分来看,辽东地区的木腐菌以世界性广布和北温带分布为主,具有明显的北温带特征.白腐真菌是该地区倒木的主要分解者;该地区的木腐菌主要生长在腐烂等级为2、3的倒木上,主要优势寄主为槭属倒木,有243份真菌采集于槭属倒木,占总数的23.2%.     

鼎湖山季风常绿阔叶林物种多样性指数空间分布特征

生态学模式和生态学过程都具有尺度效应,研究取样尺度与物种多样性之间的关系,探索物种多样性空间分布的内在机制有助于更好地理解植物群落结构及其组织方式.作者研究了鼎湖山季风常绿阔叶林20 ha样地中Simpson指数、Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数在空间上的分布特征及其与取样尺度的关系,并采用方差和变异系数描述它们的空间变异特征.结果表明,这3种指数均表现出较强的区域性分布特征,且这种区域性特征与取样尺度有关.它们的方差随尺度的增加都表现出单峰分布的特征,在80 m×100 m尺度上达到最大值;而变异系数则随尺度的增加而减小,其中Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数在＜20 m×25 m尺度上,其变异系数急剧减小,之后则较为平缓.本研究结果表明在分析鼎湖山季风常绿阔叶林20 ha样地物种多样性时应考虑尺度效应和取样区域.     

大兴安岭次生林空间分布格局及其尺度效应

研究大兴安岭落叶松林、白桦林和落叶松+白桦混交林3种次生林中,不同树种(落叶松、白桦和其他)和不同大小级(Ⅰ～Ⅴ级)树木的空间分布格局及其尺度效应。结果表明:3个林型中,仅落叶松林的更新数量达到良好状态,其余2种林型均为更新不良;各林型中,更新层幼苗、幼树的数量组成均与乔木层存在显著差异,且各林型中树木的直径(落叶松林和落叶松+白桦混交林除外)和树高分布也不够合理,3个林型均属于不稳定群落。各林型内林木空间分布整体以聚集分布为主,但方差/均值比率、负二项指数、Green指数、平均拥挤度和Morisita指数5个判别指数随尺度的变化显著不同,并以线性递增(40%)、幂函数递增(22%)和负二次多项式(20%)趋势为主。Ⅰ～Ⅲ级的更新层林木在不同尺度上以聚集分布为主,而乔木层(Ⅳ～Ⅴ级)在多种分布格局间波动,其对尺度的响应同样以线性递增(44%)、幂函数递增(15%)和负二次多项式(12%)为主。同一林型和取样尺度下,林木空间聚集程度整体随着林木大小级的增加呈线性下降趋势。各林型中,非优势树种的种群格局规模往往大于优势树种,而更新层林木空间格局规模大于乔木层。     

桂西北喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种多样性分布格局的尺度效应

物种多样性的空间分布格局及其与尺度的关系研究对于了解群落物种多样性形成机制具有重要意义。为了探讨喀斯特地区物种多样性空间分布格局的尺度效应,以喀斯特常绿落叶阔叶混交林25 hm~2样地的(胸径DBH≥1)木本植物为研究对象,分析了6个空间尺度(5 m×5 m,10 m×10 m,20 m×20 m,50 m×50 m,100 m×100 m,250 m×250 m)上的多度、物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou均匀度指数的变化规律。结果表明:物种多样性指数的空间分布均表现出较高的空间异质性;物种多样性指数的方差随取样尺度增加呈现单峰分布特征,并且在100 m×100 m尺度上达到最大值;物种多样性指数的变异系数随尺度的增加呈线性下降趋势,其中,Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou均匀度指数均在5 m×5 m至20 m×20 m尺度上明显减小;在大于50 m×50 m的尺度上,物种丰富度与多度的正相关性不显著(P0.05)。喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种多样性的空间分布格局与不同空间尺度密切相关,深入解析物种多样性随空间尺度的变化模式,需要在类似的森林生态系统做更多的研究。     

鄂西北珍稀濒危植物及物种多样性空间尺度分析

为了探究鄂西北地区珍稀濒危植物及其多样性空间分布与该区域地理环境的关系,于2007-2017年先后对鄂西北8个自然保护区的植物资源进行了调查,对其种类组成、地理成分、生活型及物种多样性的空间分布特征进行研究。结果显示：（1）鄂西北珍稀濒危植物共有262种,隶属于62科149属;（2）该区域珍稀濒危植物地理成分与生活型谱具有地域过渡性和多样性;（3）鄂西北地区珍稀濒危植物的物种丰富度峰值出现在海拔900~1700 m区段,物种丰富度与海拔区段间具有显著的二次方程关系：y=-0.5107x²-12.43x+7.3111（R²=0.7867,P=0.04）;（4）不同空间尺度下,物种Shannon-Wiener多样性指数（H_D）、均匀度指数（E_D）、Margalef多样性指数（K_D）随空间尺度的变化均呈幂函数关系,其相关系数分别为R²=0.7303（H_D）、R²=0.8858（E_D）、R²=0.9805（K_D）。研究表明H_D、E_D、K_D值的变化幅度可能与该区域地理环境的变化有关。目前砍伐毁林和过度采挖是该地区珍稀濒危植物最大的威胁因素,建议从珍稀濒危植物物种多样性分布与地理环境特性相结合的角度加强管理,为区域珍稀濒危植物的科学恢复提供支撑。     

黔中喀斯特次生林优势物种空间分布格局及关联性

以黔中天龙山2 hm²喀斯特次生林为对象,采用成对相关函数g(r)结合完全随机模型(CSR)研究重要值前4位优势树种的空间分布格局及其关联性。结果表明: 样地树种的径级结构呈倒“J”型分布,在优势树种窄叶石栎和圆果化香的影响下,第Ⅴ径级(≥10 cm)的数量较多。窄叶石栎呈现倒“J”型分布,种群更新良好,处于生长发育初级阶段;而圆果化香和云南鼠刺随着径级的增大数量逐渐递增,成年树、大树数量远多于幼树、小树,表明该种群更新不足,处于生长发育的中后期并逐渐衰退。除窄叶石栎外,其余优势树种整体呈现出在较大尺度上聚集分布,聚集程度随着尺度的增大逐渐下降并趋于随机分布,此规律在幼树径级中表现得尤为突出;而受各种因素的影响,各个树种不同径级呈现出不同的空间分布格局。在种间关联上,4个优势树种之间大多呈现负关联或者无关联关系,树种重要值越高与其他优势树种关联程度越低,呈现负关联的2个树种在小尺度上关联程度最低,随着尺度的增大负关联程度逐渐降低并趋向于无显著关联。     

天目山物种多样性尺度依赖及其与空间格局关系的多重分形

以浙江省天目山国家级自然保护区为例,采用多尺度分析思想,利用多重分形分析方法,研究了不同尺度下物种多样性的变化、空间分布格局以及多样性与空间格局之间的关系。研究主要得到3方面的结论：（1）物种多样性具有尺度依赖性,随着空间尺度的增大,Shannon-Wiener多样性指数Ⅳ增大,Margalef多样性指数足和均匀度指数E减小;（2）多重分形参数αmin。多重分形谱的变化范围SR等能够定量反映物种的空间分布特征,空间大尺度越大,物种越聚集,空间分布越不均匀;（3）物种多样性与空间格局存在线性或幂函数关系。研究表明多重分形分析定量描述物种空间格局是有效性的,多重分形参数与生物多样性之间的定量关系为研究物种空间格局、生态属性与尺度之间的关系奠定了基础。因此,分形结合传统方法,在生物多样性方面的研究将有很大的潜在价值。     

辽东山区次生林与人工林大型地表节肢动物多样性

采用陷阱法在地表节肢动物活动高峰期(7—8月)对辽东山区蒙古栎(Quercus mongolica)林、胡桃楸(Juglans mandshurica)林和阔叶混交林3种次生林以及红松(Pinus koraiensis)人工林和落叶松(Larix spp.)人工林地表节肢动物群落进行了调查。共捕获地表节肢动物5135头,隶属于7纲18目66个类群,优势类群为蚁科(20.4%)、葬甲科(19.5%)、蜣螂科(17.2%)和步甲科(14.5%);地表节肢动物的功能群丰度依次为:腐食性杂食性捕食性植食性;系统聚类分析表明,地表节肢动物群落和地表甲虫群落均显示红松人工林、落叶松人工林和胡桃楸林群落结构聚为一类,蒙古栎林和阔叶混交林群落聚为一类;冗余度分析表明,凋落物厚度、植被盖度与树高因子可以解释地表节肢动物及地表甲虫群落差异的85.9%和81.9%。研究结果表明,研究区森林植被及凋落物状况、人为干扰是影响研究区大型地表节肢动物群落多样性的重要因素。     

荒漠植被植物种多样性对空间尺度的依赖

物种多样性与空间尺度的关系是植物生态学的一个研究热点。传统植物生态学研究认为种面积曲线方程中 Z值是个近似常数 ,但近期对森林和草原群落的研究表明 Z是随尺度变化的。在荒漠带选择了 10个样地 ,每个样地包括 1m2 到 1km2 的 6个空间尺度样方 ,研究荒漠地区物种多样性与空间尺度的关系。结果表明 :荒漠植被物种多样性随空间尺度的增大空间依赖性减弱 ,Z也是随尺度变化的。对荒漠植被种面积曲线 Z的研究结果支持了 Z随尺度变化的结论 ,但 Z是随尺度增加而减小 ,斜率 z值从 0 .37降至 0 .0 35 ,与草原和森林群落 Z值随尺度增加而增加的结论是相反的。     

辽东山区次生林乔木幼苗组成及其年际动态

为了解辽东山区次生林乔木幼苗组成及其年际动态, 本文以4 ha动态监测样地为平台, 对样地内1,600个 5 m × 5 m样方进行监测。依据2014-2016年连续3年的调查, 对样地内乔木幼苗的组成、高度分布、新增和死亡年际动态、空间分布格局等进行分析。结果表明: (1)调查期间共记录到22种乔木幼苗, 3年间幼苗组成没有发生变化, 但各个样方间出现极大差异, 并且幼苗优势树种组成与样地内优势树种成分保持着一定的相似性。(2)幼苗数量在不同树种和年际间表现出较大的差异: 花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)、色木槭(Acer mono)、胡桃楸(Juglans mandshurica)在3年间幼苗数量最多, 占幼苗总数的75.6%; 花曲柳和胡桃楸幼苗数量表现出较明显的年际波动, 其他树种波动较小, 不同树种的幼苗密度差异很大。(3)幼苗新增和死亡存在明显的种间和年际差异: 2014-2015年间幼苗的新增数量(3,888)明显高于2015-2016年间(1,710), 同时2014-2015年间幼苗死亡率(23.7%)也明显高于2015-2016年间(12.7%)。对2015-2016年间新增幼苗和已有幼苗的死亡情况进行比较可以发现, 新增幼苗总体死亡率(18.8%)明显高于已有幼苗(8.1%)。(4)对比幼苗和大树的空间分布可以发现, 样地内优势幼苗都表现出集群分布的特征。在空间分布上, 幼苗与母树保持一定的相似性。     

干扰对辽东山区次生林植物多样性的影响

依据林分距离居民区和一、二级道路的远近以及郁闭度与受害乔木株数百分比,将人为干扰和自然干扰各划分为低度干扰、中度干扰和高度干扰3个水平.在此基础上,调查分析了干扰对辽东山区次生林植物多样性的影响,初步探讨了人为干扰和自然干扰影响的差异.结果表明,在不考虑次生林类型的前提下,受中度水平人为干扰的次生林总体多样性高于其它两个水平,从低水平干扰到高水平干扰的Simpson 指数分别为0.95、0.96和0.92,Shannon-Wiener指数分别为3.60、3.77和3.36;乔木层多样性有随干扰水平提高而增加的趋势,灌木层和草本层的变化趋势与总体多样性相似;各次生林类型总体多样性随干扰水平的变化存在差异,且乔木层、灌木层和草本层的多样性变化在各次生林类型中未呈一致的趋势,其中灌木层和草本层受干扰影响较大;自然(雪/风)干扰发生近3年后,受到不同程度影响的桦木林总体多样性差异不大, Simpson 指数分别为0.91、0.91和0.92,Shannon-Wiener指数分别为2.30、2.93和2.89;随着干扰水平提高,乔木层和灌木层多样性呈增加趋势,草本层多样性则变化不大.     

Scale-dependent spatial patterns of species diversity in the tropical montane rain forest in Jianfengling,Hainan Island,China

Aims Spatial distribution patterns and formation mechanisms of species diversity are fundamental issues in community ecology. The objectives of this study are to assess the species diversity patterns at the different spatial scales in Jianfengling, Hainan Island, China.
Methods Based on the dataset from the 60 hm² plot in the tropical montane rain forest in Jianfengling, Hainan Island, the spatial distribution patterns of species richness, species abundance, Shannon-Wiener, Simpson and Pielou’s evenness indices were analyzed at six spatial scales, including 5 m × 5 m, 10 m × 10 m, 20 m × 20 m, 40 m × 40 m, 100 m × 100 m, and 200 m × 200 m, respectively.Important findings
Results showed that spatial distribution patterns of species richness, species abundance and Shannon-Wiener index were much more obviously changed with the spatial scales than Simpson and Pielou’s evenness indices. Change of variance of the species richness with the increase of spatial scales was unimodal, which had the maximum value at the 20 m × 20 m scale. Variance of the species abundance showed a linear relationship with the increase of spatial scales. The positive relationship between species richness and abundance gradually decreased and even disappeared with the increase of sampling scales, which may be correlated with the increase of habitat heterogeneity. The effects of spatial scales on Shannon-Wiener, Simpson, and Pielou’s evenness indices may be also correlated with the composition of rare species in the plot.     

辽东山区天然次生林的数量分类

结合DCA排序和TW IN SPAN分类结果,将辽东山区天然次生林划分为5个群落类型:花曲柳林、蒙古栎林、阔叶混交林、水曲柳林、胡桃楸林。DCA排序与TW IN SPAN分类产生了较一致的分类结果。DCA第一轴代表的环境意义为坡向。花曲柳林多分布于阳坡的中坡及中上坡,蒙古栎林多分布在中上坡。花曲柳与蒙古栎常混生在一起,随着坡位上升,花曲柳优势度下降,而蒙古栎优势度增加。阔叶混交林多位于阴坡,乔木层没有稳定和绝对优势种,多以假色槭、风桦、色木槭为优势种,但假色槭分布于乔木层第2亚层。水曲柳林多分布在中下坡。胡桃楸分布在山下部,喜潮湿生境。色木槭在辽东山区分布广泛,重要值较高,且更新良好,很可能是群落演替顶级物种。辽东山区天然次生林林下藤本植株数量多,以五味子、软枣猕猴桃、狗枣猕猴桃为主。     

辽东山区次生林乔木幼苗分布格局与种间空间关联性

在辽东山区次生林建立4 hm^2样地(200 m×200 m),研究0~50 m尺度范围内乔木幼苗分布格局及种间空间关联性.结果表明:在完全随机零模型下,0~20 m尺度上,95%的树种呈现聚集分布格局;0~16 m尺度上,19个树种呈现聚集分布;随着尺度的增加,聚集分布树种的比例逐渐减少,50 m尺度上,随机分布成为树种分布的主要形式;在异质性泊松过程零模型下,0~24 m尺度上,5%的树种呈现聚集分布,26~50 m尺度上,42%和58%的树种呈现随机和均匀分布.在完全随机零模型下,正相关树种对比例最高,且在50 m尺度下呈现正相关、负相关、无相关3种相关性的树种对比例相同;在异质性泊松过程零模型下,树种对主要呈现负相关,且随尺度增大,负相关的树种对比例逐渐升高.种子扩散限制和生境异质性在某种程度上解释了乔木幼苗的聚集分布格局,乔木幼苗强烈的聚集分布又促使种间空间关联性密切,更新群落稳定性较差.     

喀斯特次生林幼树更新空间分布格局及种间关联性

本研究以贵州省喀斯特典型区域紫云苗族布依族自治县撂荒30余年后自然恢复形成的次生林为对象,设置140 m×120 m固定样地,系统调查样地内幼树更新,并采用空间点格局分析方法分析幼树更新优势种群在不同空间尺度下的分布格局和种间关联性。结果表明: 调查样地中幼树共计1291株,包括39个树种,其中光皮桦、化香、马尾松、枫香和山杨5个树种的幼树个体数量总和达83.7%,重要值总和达77.8%,为幼树更新的优势树种。光皮桦、化香和枫香3个幼树优势种群的空间分布格局在0～60 m空间尺度上均呈现较强的聚集分布;马尾松和山杨2个幼树优势种群在小尺度上呈现聚集分布,大尺度上则随机分布。幼树优势种群空间关联性多呈现正关联,仅马尾松与枫香和山杨在小尺度呈现正关联,大尺度呈现不相关。调查样地5个幼树优势种群空间分布格局及种间关联性差别较大,可能与树种的生物学特性、生境及空间资源的利用密切相关。目前,林分多以先锋树种为主,群落结构不稳定;以马尾松和光皮桦为优势种群的松-桦混交林可能成为下一阶段演替方向,建议通过森林经营措施加快植被恢复进程。