山西霍山油松林的物种多度分布格局

物种多度格局分析对理解群落结构具有重要的意义。该文首次选用描述种-多度关系的生态位模型(生态位优先模型NPM、分割线段模型BSM、生态位重叠模型ONM)、生物统计模型(对数级数分布模型LSD、对数正态分布模型LN)以及中性理论模型NT, 对山西霍山油松(Pinus tabulaeformis)林的物种数量关系进行了拟合研究, 并采用卡方(χ²)检验、Likelihood-ratios (L-R)检验、Kolmogorov-Smirnov (K-S)检验和赤池信息量准则(AIC)选择最适合模型, 结果表明: (1)描述乔木层物种多度格局的最优生态位模型为NPM (3种检验方法均接受该模型, p > 0.05, 且该模型具有最小的 AIC值), ONM的拟合效果次之, 不服从BSM; 三种生态位模型均可较好地拟合灌木层物种多度格局; ONM是草本层最佳生态位模型, BSM、NPM拟合效果较差; LSD可以描述油松林各层物种多度结构; LN可以很好地解释灌草层物种数量关系; NT不能解释油松林任何层次的物种多度结构。(2)霍山油松林乔木层和灌木层的物种丰富度和物种多样性均明显小于草本层; 该群落物种富集种少而稀疏种多, 且群落的均匀度相对较小。(3)从该区油松林种-多度分布来看, 同一个模型可以拟合不同的物种多度数据, 相同的数据可以由不同的模型来解释。因此, 研究森林群落物种分布时, 应采用多个模型进行拟合, 同时选用多种方法筛选最优模型。     

物种多度格局研究进展

物种多度格局研究始于20世纪30年代,是种群生态学和群落生态学研究的起点。物种多度格局研究主要在两个水平上进行：1）初期研究主要集中于群落水平,希望在不同群落之间发现一个共同的整体格局来描述群落的组织结构。常用模型包括几何级数、对数级数、对数正态和断棍模型,不同模型代表了不同的生态学过程。2）目前转向重视物种水平,并以物种多度的区域分布规律及其生态学机制研究为主。物种分布区多度关系有正相关、无相关和负相关3种形式。局部多度高的物种一般趋于广布,而局部多度低的物种趋于受限分布。物种多度区域分布的生态位模型预测为单峰型,还经常会出现“热点地区”;而异质种群模型预测为双峰型。物种多度的区域分布主要由环境资源特性、物种生态位和扩散过程等因素决定。3）物种多度格局的时间变化与空间变异类似,代表了这些生态学过程的时间异质性。4）物种多度格局的尺度变化经常表现出自相似性,但该规律并非一直存在,因为生物多样性由不同尺度上的不同生态学过程决定。5）多度（稀有度）是物种保护的基本依据,而群落多度模型能够指示生态学和干扰过程变化对群落结构的影响。物种多度格局的模型手段仍需改进,机制研究尚不系统,应用研究亟待扩展,对于物种多度格局的深入理解将为揭示生物多样性分布机制和有效保护提供帮助。     

南亚热带森林群落种-多度的对数正态分布模型研究

通过对地处南亚热带的广东省黑石顶自然保护区森林群落的定点研究结果的分析表明：当用１,２,３,…分组每种个体数ｒ时,５个不同类型的群落样地的种一多度分布的直方图都呈明显的倒Ｊ－形;经Ｐｒｅｓｔｏｎ“倍程（ｏｃｔａｖｅｓ）”法分组ｒ后,其种－多度都服从对数正态分布。由种－多度模型可以推出另一新的模型一个体一多度分布模型,即Ｉ（Ｒ）＝２R0ＳＯＥＸＰ［［１ｎ２）２／４ａ２〕ＥＸＰ｛－ａ２（Ｒ－（ＲＯ＋１ｎ２／２ａ２）］２｝,它也符合对数正态分布。另外,还运用积分方法推导出估计总体（整个群落）中总种数Ｓ*和总个体数Ｉ*理论值的公式,用此公式估计的结果较为合理。     

吉林蛟河阔叶红松林物种多度分布模型研究

以吉林蛟河阔叶红松林的木本植物为研究对象,将30hm²的样地面积划分为5m×5m,10m×10m,20m×20m,25m×25m的连续取样单元,在4个不同尺度下分别统计各物种在每个取样单元中的有无,得到每个物种在不同尺度下的取样单元数。利用随机分布模型和负二项分布模型分析物种的多度分布,对比预测多度与观测多度讨论两个模型的科学性与实用性。结果表明：对于阔叶红松林而言,负二项分布模型在所有研究尺度上的预测精度都要优于随机分布模型。随机分布和负二项分布的模型预测误差随着研究尺度的增大而增大,因此选取较小的取样单元可以切实提高物种多度的预测精度。利用随机分布和负二项分布模型对多度较小的物种进行预测的效果要优于多度较大的物种。负二项分布模型适合用来模拟阔叶红松林的物种多度分布格局,并且模型的拟合效果受取样单元大小影响。     

物种聚集分布与种间关系的多度不对称性

群落内物种的相对多度与其空间分布和种间关系存在内部联系,然而这种联系如何影响物种共存却存在很大的争议.本研究认为,植物群落中的常见种受到更强的种间作用,最终限制了其种群增长;稀有种呈现更强的聚集分布格局,有利于增强种内调节作用,减弱种间作用,从而实现与其他物种的共存.为验证该假设,本研究以长白山25 ha阔叶红松林样地...     

大明山云贵山茉莉群落物种多度分布的Weibull模型

物种多度分布的分析对于了解群落物种多样性具有重要意义。Weibull模型是拟合物种多度分布的重要模型之一。在采用倍程对物种多度分组的基础上,用Weibull模型分别拟合广西大明山保护区云贵山茉莉群落乔木层、灌木层以及乔木+灌木物种的多度分布,结果三者均符合Weibull分布。由此表明所提出的方法应用于物种多度分布研究是理想的,从而完善了Weibull模型在物种多度分布上的应用。     

四川卧龙亚高山林线生态交错带群落的种多度关系

以盖度作为物种多度指标,用描述物种多度分布的模型：断棍分布、几体级数分布、对数级数分布和截尾对数正态分布研究了卧龙巴郎山岷江冷棚林线交错带附近草本群落的种－－我镀分布关系。结果表明,截尾对数正态分布和对数级数分布能较好地拟合交错带附近群落的种－多度分布,截尾对数正态分布模型更适合交错带群落,对数级数分布 较好地适合亚高山草甸群落。对数级数分布的参数α和对数正态分布的参数λ是反映群落结构特征内在性质     

甘南高寒草甸群落的物种-多度关系沿坡向的变化

物种-多度格局研究是揭示群落组织结构和物种区域分布规律的重要手段。该研究以青藏高原东北部的甘南高寒草甸为研究对象, 基于野外调查和室内分析, 研究了不同坡向的环境因子、植物群落分布, 并利用RAD软件程序包对其进行了拟合分析。结果显示: 在南坡-北坡上, 土壤含水量从南坡(0.18 g·g ^-1)到北坡(0.31 g·g ^-1)呈现递增的趋势, 土壤温度从南坡(22.33 ℃)到北坡(18.13 ℃)以及光照强度从南坡(744.15 lx)到北坡(681.93 lx)均呈逐渐减小的趋势。物种-多度分布曲线的斜率从南坡向北坡依次减小。随着坡向由南向北转变, 物种-多度和物种多样性都呈递增的趋势。通过6个模型对坡向梯度的物种-多度分布进行拟合发现, 甘南高寒草甸区的物种-多度分布主要是以生态位模型为主, 其次是随机分布模型。青藏高原高寒草甸微生境梯度上的物种在总体上的资源分配模式是以固定分配模式为主, 稀有种的资源分配模式是以随机性模型为主, 常见种的资源分配模式则是以确定性模型为主。     

北京东灵山地区植物群落多样性的研究 Ⅲ.几种类型森林群落的种-多度关系研究

选用描述种－多度关系的二类共８个模型（对数级数分布ＬＳ、对数正态分布ＬＮ、负二项分布ＮＢ和几何分布ＧＯＭ以及“分割线段”模型ＢＳＭ、生态位优先占领模型ＮＰＭ、Ｚｉｐｆ模型ＺＭ和Ｚｉｐｆ－Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ模型ＺＭＭ）对东灵山地区９个类型的森林群落进行了研究。结果表明,ＬＳ和ＮＢ对大多数群落可以很好地拟合,ＬＮ和ＧＯＭ对每一个群落都不能很好地拟合;ＺＭＭ可以很好地、ＮＰＭ也可以较好地拟合每一个群落,ＺＭ可以很好地拟合大多数群落,而ＢＳＭ则反之。ＬＳ中的参数α与４个丰富度指数呈极强的线性关系,与３个多样性指数也有较强的线性关系。因此,α可以作为群落的一个多样性指数使用,并且它更多地反映了群落的丰富度。本研究也表明,将包含多个参数的非线性方程组逐渐化为只含一个参数的非线性方程,再将ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法、区间二分法和迭代法相结合以求解该方程,从而实现参数估计,这种算法是可行的;在拟合三参数模型ＺＭＭ时,先固定参数β,再通过线性化求出另外２个参数,经过多次计算,求出一组参数值作为下一步非线性方程拟合的初值,这种算法也是成功的。在进行种重要性顺序－多度表模型的评价时,不能只考虑剩余标准差或相关指数,它们是基于误差平方和的两个指标,对真实的误差有某种夸张作用;应该尽可能地考虑平均绝对误差这个指标。     

闽北地区森林群落物种多样性的测定

采用8个物种多样性指数对闽北地区的8个森林群落类型物种多样性进行测定,并选用4个种一多度关系模型(对数正态分布、Weibull分布、对数级数分布、生态位优先占领模型)分析其物种-多度关系,把多样性指数与对数正态分布、Weibull分布和生态位优先占领模型的有关参数进行线性回归,以分析多度模型参数描述物种多样性的可行性。结果表明：(1)多数物种多样性指数对群落的测度是一致的,(2)对数正态分布、Weibull分布和生态位优先占领模型对8个群落的物种多度拟合效果很好;(3)对数正态分布、Weibull分布和生态位优先占领模型有关模型参数与部分物种多样性指数的线性关系达显著或极显著水平。通过闽北地区8个类型森林群落物种多样性指数测定,使生物多样性较准确地数量化,同时还说明采用改进单纯形法进行非线性分布函数的拟合是简单有效的,可推广应用。     

The number of species occurring in a sample of a biotic community and its connections with species-abundance relationship and spatial distribution

Connections among species-abundance (i-m _i ), species-frequency (i-F _i ), and species-sample size (S _n -n) relationships were examined on the basis of the mapping data of a natural forest in Thailand. The spatial distribution of individual trees without any discrimination of species was nearly random. Provided that the spatial distribution of each species was random, thei-m _i and thei-F _i relationship was reconstructed from each other in terms of the total number of species (S) and the total number of individuals (N) in the data. The number of species (S _n ) in a subsample consisting ofn individuals was then obtained from thei-F _i relationship. Logarithm ofS _n increased with logn and showed a convex curve through the origin. The values of diversity indices based onN andS(orn andS _n ) were affected by sample size. These trends were further examined on the basis of 944 data sets of biotic communities and three mathematical models of anS-N relationship. The properties of species-area relation were discussed in the light of these results.     

北京西山静福寺地区鸟类多度分布格局

物种多度格局分析对理解群落结构具有重要意义。采用分割线段模型对北京西山静福寺地区鸟类群落物种数量关系进行拟合研究,并运用秩相关性分析对模型进行相关系数检验,结果表明:(1)该地区鸟类群落多度格局模型与分割线段模型显著相关,利用分割线段模型可以良好的拟合该地区鸟类群落多度格局;(2)鸟类多度分布格局具有时间和空间的双重属性;(3)月尺度上,1月与其他月份差异显著,森林群落间差异不显著;(4)季尺度上,冬季与春、秋两季差异显著,落叶阔叶林与针阔混交林差异显著,针叶林与落叶阔叶林、针阔混交林差异都不显著;(5)年尺度上,年变化差异不显著。     

扎龙湿地昆虫群落结构及动态

湿地是介于水体与陆地之间的特殊的生态系统,其中昆虫扮演着重要的角色。通过选取扎龙村、烟筒屯、土木台和育苇场为样地以诱集夜间活动的昆虫为主,对扎龙湿地昆虫群落结构进行了探讨。结果表明:扎龙湿地夜间活动的昆虫分属14目54科139种,以鳞翅目、鞘翅目和双翅目为优势类群。各区域昆虫群落种-多度关系均表现为对数正态分布。物种丰富度为扎龙村＞烟筒屯＞育苇场＞土木台,而群落多样性和均匀度均为烟筒屯＞扎龙村＞土木台＞育苇场,Shannon-Wiener 多样性指数(H') 与均匀度(J')和物种丰富度(S)时间动态关系表现为:烟筒屯Shannon-Wiener 多样性指数(H')与均匀度(J')和物种丰富度(S)均一致;扎龙村和育苇场Shannon-Wiener 多样性指数(H')与均匀度(J')一致,而与物种丰富度(S)弱相关;土木台 Shannon-Wiener 多样性指数(H')与均匀度(J')和物种丰富度(S)均表现为弱相关。研究得出扎龙湿地总体环境质量较好,但局部地区(如土木台)有退化的趋势,并分析造成上述结果的原因。     

石灰岩山地淡竹林演替序列的群落物种多度分布格局

利用断棍模型(BSM)、生态位优先占领模型(NPM)、优势优先模型(DPM)、随机分配模型(RAM)和生态位重叠模型(ONM),对石灰岩山地淡竹林演替序列3类群落15个样地的种 多度关系进行拟合,并利用卡方(x²)和赤池信息量准则(AIC)检验.结果表明: 淡竹纯林、竹阔混交林和阔叶林最优物种多度分布格局模型分别为：DPM(x²=35.86,AIC=-69.77)、NPM(x²=1.60,AIC=-94.68)和NPM(x²=0.35,AIC=-364.61);BSM对混交林和阔叶林的拟合效果较好,对淡竹纯林的拟合欠佳;RAM和ONM对3类群落的拟合均不能接受;在淡竹纯林向阔叶林演替过程中,物种数逐渐增加,多度分布均匀,物种多度分布格局由DPM向NPM转变.由生境过滤作用主导转换成种间竞争作用主导是淡竹林演替序列物种多度格局变化的主要原因.采用多种模型和检验方法综合分析群落演替内、外因素变化,将有助于深入理解群落演替的生态过程.     

陕西洛河流域不同生境蝗虫的群落结构

应用种-多度分布模型、多样性指数、相似性分析、主成分(PCA)分析及多元逐步回归等方法比较了洛河流域不同生境的蝗虫群落结构。结果显示:洛河流域各生境的蝗虫分布基本上服从Preston对数正态分布,其中以森林拟合的最好。各多样性指数的变化趋势均为森林>森林草原>河滩和农田>典型草原。在相似性分析中,典型草原、森林草原和森林这3种生境相似性很高,而河滩和农田则是完全不同的另一种生境。对各生境植被因素和蝗虫群落所进行的主成分分析,结果非常理想,两维主成分的累计方差贡献率分别达到了92.558%和78.566%。通过多元逐步回归发现,影响蝗虫种类和数量变化的植被因有草本植物高度多样性、树木盖度、豆科优势度、禾本科优势度和其他科优势度等。     

北京东灵山辽东栎(Quercus liaotungensis)林沿海拔梯度的物种多度分布

多度格局对理解群落结构具有重要意义。选用5个描述种-多度关系的生态位模型(断棍模型BSM、生态位优先占领模型NPM、生态位重叠模型ONM、随机分配模型RAM、优势优先模型DPM),分乔、灌、草3层分别对北京东灵山辽东栎林进行了研究。结果表明:在乔木层,沿海拔梯度从低海拔到高海拔,能很好地反映物种多度格局变异的模型有由RAM、NPM向DPM过渡的趋势;NPM和BSM均能较好地模拟灌木层的绝大多数海拔段,但NPM的效果更好;草本层以BSM的模拟效果最好。生态位模型可以反映出辽东栎林乔木层物种多度分布沿海拔存在的明显变异,而灌木层和草本层物种多度分布沿海拔梯度无明显变化或很难由生态位模型反映出来,是否引入新的模型方法,如中性模型、近中性模型,还有待于进一步研究。     

土壤矿物介导下2种母质发育水稻土中多物种生物膜的形成

【目的】探究土壤矿物介导下,不同母质发育的水稻土中多物种生物膜的形成过程,旨在为揭示土壤组分与多物种生物膜之间的互作机制提供科学依据。【方法】分别提取红黄泥田和酸紫泥田中的多物种生物膜作为研究对象,选取高岭石和针铁矿作为矿物相介质,借助现代生物显微技术、高通量测序技术和红外光谱等仪器,对矿物介导下的生物膜形成过程、结构变化以及膜内细菌群落结构的组成等进行深入研究。【结果】基于16S rRNA基因的高通量测序结果显示,2种母质发育水稻土中多物种生物膜内的菌群主要由绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)和脱硫菌门(Desulfobacterota)构成。与未添加矿物体系(对照)相比,针铁矿和高岭石均显著抑制了以绿弯菌门为主导的酸紫泥田水稻土中多物种生物膜的形成,其生物膜生物量分别下降了18.38%和17.30%;而在以酸杆菌门占主导的红黄泥田体系中,针铁矿和高岭石从不同程度上促进了多物种生物膜的形成,且以高岭石体系促进效果更为显著,其生物膜厚度明显增加,膜内多糖分泌提高了7.69%,生物膜生物量同比增加18.99%。【结论】高岭石刺激细菌分泌产生了更多的胞外物质,并促进了红黄泥田中多物种生物膜的形成,而对酸紫泥田中多物种生物膜的形成具有抑制作用。针铁矿对酸紫泥田多物种生物膜的形成则表现出显著的抑制效应;相比高岭石体系,针铁矿的加入也更易导致细胞失活。本研究进一步揭示了土壤组分与多物种生物膜的互作机制,为推动土壤健康的可持续发展提供了科学的理论依据。