关于《祁连山北坡中段森林植被梯度分析及环境解释》文中两个问题的讨论

一、植声:文中研究的木本植物群落种类较少,结构相对简单,数据没考虑草本层,信息损失量太大,尤其对数量分析来说是欠妥的,影响结果的可信性.作者:森林群落是祁连山北坡植被的一个重要组成部分.受制于地貌特征和海拔梯度,祁连山中段地区的森林植被呈现出以青海云杉林和祁连圆柏林为主体,各种灌丛镶嵌分布的景观格局.本文是以构成森林主体的木本植物(乔木和灌木)为研究对象,探讨森林群落格局与环境因子的关系.确切地讲,是探讨木本植物群落格局与环境关系,关于这一点,在文中已有了明确的交待.按照植声的论断,对于种类较少,结构相对简单的木本植物群落,研究其物种格局与环境关系时,就必须包括草本植物,或者说草本植物可以补充木本植物信息量的不足.作者试问:如此得出的结论,所反映的究竟是木本植物与环境的关系还是草本植物与环境的关系或二者兼而有之?     

祁连山北坡中段森林植被梯度分析及环境解释

 利用梯度分析方法,对祁连山北坡中段森林植被类型进行了划分,并探讨了植被空间格局与环境梯度的关系。结果表明：1)76个样方可划分为9个群系,即盐爪爪(Kalidium foliatum)灌丛、红砂(Reaumuria soongorica)灌丛、白刺(Nitraria tangutorum)灌丛、蒙古莸(Caryopteris mongolica)灌丛、狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)灌丛、青海云杉(Picea crassifolia)林、祁连圆柏(Sabina przewalskii)林、金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛和鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)灌丛。2)53个木本植物种类可划分为5个生态类型：即超旱生荒漠类型、山地旱生类型、山地中生类型、山地湿生类型、山地高寒类型。3)群落类型及物种生态型的划分主要反映了海拔梯度所决定的水热梯度及坡向和土壤腐殖质变化的内涵。4)影响群落物种多度格局的变量中,环境和空间因子解释了物种多度变化的23.98％,其中环境因子占17.66％,空间因子占1.40％,空间因子和环境因子交互作用解释的部分占4.92％,空间因子和环境因子未能解释的部分占76.02％,这部分主要反映了群落自身互作及人类活动(采伐、放牧)对群落物种多度格局的影响。     

河北小五台山国家级自然保护区森林群落与环境的关系

植物与环境之间的关系是一个复杂的演变过程,运用数量生态学方法探讨森林群落的物种组成、种群的生态特征、不同植物群落与环境之间的关系,有助于保护该区森林群落的稳定性和生物多样性。根据148个森林群落样方数据,选用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)方法,对河北小五台山国家级自然保护区森林群落进行分类和排序研究。结果表明:(1)TWINSPAN将该区的森林群落分为20个类型;(2)CCA排序结果较好地反映出群落分布格局与环境梯度的关系,各个森林群落类型在前两轴分异明显,在11个环境因子中,海拔、坡位、凋落层厚度、土壤导电率、土壤温度、土壤湿度、土壤厚度和干扰程度这8个环境因子对森林群落的分布起较大的作用,影响森林群落的分布格局,形成不同的植被类型。(3)乔木层优势种的CCA二维排序图所揭示的环境梯度与群落类型的分布有很大的相似性;t值双序图阐明了海拔、凋落层厚度、土壤温度、干扰程度等环境因子对森林群落乔木层优势种有着重要影响。采用TWINSPAN分类与CCA排序的方法,较好地解释了森林群落与环境因子的关系,为小五台山地区森林生态系统的科学管理和保护提供了理论依据,研究结果也为同类地区森林生态系统研究及保护提供参考和借鉴。     

海南岛坝王岭长臂猿自然保护区植被

坝王岭长臂猿自然保护区植被以热带山地雨林为主,在沟谷地形环境中分布着更具雨林特色的块状热带山地沟谷雨林。在海拔较高的山脊山峰处,局部分布有山地苔藓林或山顶矮林。本文通过植被类型的划分、群落分析,讨论了森林群落的分布、环境条件、外貌结构、种类组成等特点,初步调查记述了长臂猿行为与森林植被的关系。 保护区内仍属保存较好的原生植被,优良的森林环境为长臂猿的生息繁衍提供了条件,组成了一个独特的热带山地生态系统。该区是我国目前唯一的类人猿自然保护区。对保护区森林群落的研究,不仅对植被资源的保护及开发利用,而且对长臂猿的保护和利用都具有重要意义;同时,也作为植物群落生态学与高级灵长类行为生态学结合研究的一个尝试。     

森林植被恢复与环境生态因子互作关系研究进展

植被恢复是遏制生态环境恶化、改善脆弱生态系统的有效措施。植被同环境之间的关系极为复杂, 森林植被群落的恢复与重建, 在一定程度上改善了原有生境条件, 而不断被改变的环境生态因子反过来又影响着森林植被群落类型的演变。从土壤、群落、小气候3个方面综述了森林植被恢复与环境生态因子的互作关系, 针对现存问题, 认为今后应将微观的机理研究与宏观的动态研究相结合, 从不同尺度增强对植被退化、土壤、群落、小气候环境等因子互作关系的内在调控机理研究。     

安太堡矿区植被恢复过程主要种生态位梯度变化研究

通过生态位宽度与生态位重叠指数 ,结合 TWINSPAN分类与 DCA排序 ,研究植被恢复过程中优势种生态位的梯度变化 ,以及这些种在不同群落类型中的地位、各群落之间的关系 .结果表明 :TWINSPAN结合 DCA对生态位宽度进行分析 ,可以很好地反应种的生态位梯度和以这些种为优势种的群落的结构梯度和环境梯度 ,同时还可以看出光因子和水分是决定优势种生态位梯度变化的主要因子 .各优势种的生态位在不同群落中又随种类组成的变化而变化 ,这种变化反映了森林群落的植被恢复效果最好 ,灌丛群落植被恢复效果普遍好于草地群落 ,而森林群落中刺槐和油松混交恢复效果最好     

山西关帝山森林群落物种、谱系和功能多样性海拔格局

探索和揭示生物多样性的空间格局和维持机制是生态学和生物地理学研究的热点内容, 但综合物种、系统进化和功能属性等方面的多样性海拔格局研究很少。该文以关帝山森林群落为研究对象, 综合物种、谱系和功能α和β多样性指数, 旨在初步探讨关帝山森林群落多样性海拔格局及其维持机制。研究结果表明: 随着海拔的升高(1 409-2 150 m), 关帝山森林群落物种丰富度指数(S)、谱系多样性指数(PD)和功能丰富度指数(FRic)整体上表现出上升的趋势, 特别是海拔1 800 m以上区域。随着海拔的升高, 总β多样性(β_total)和更替(β_repl)上升趋势明显, 而丰富度差异(β_rich)则逐渐下降。不同生活型植物的物种、谱系和功能多样性海拔格局差异较大。随着海拔的升高, 草本植物S和物种多样性指数(H′)上升趋势高于木本植物。影响草本植物S分布的主要因素是地形因子, 而影响木本植物S分布的主要因素是历史过程。随着海拔的升高, 木本植物β_total上升趋势要比草本植物明显。随着海拔的升高, 木本植物β_repl和β_rich分别表现出单峰格局和“U”形格局, 而草本植物β_repl和β_rich则分别表现出单调递增和单调递减的格局。随着环境差异和地理距离的增加, 群落间物种、谱系和功能β多样性显著增加。环境差异(环境过滤)对木本植物的β多样性具有相对较强的作用; 而环境差异(环境过滤)和地理距离(扩散限制)共同作用于草本植物的β多样性。     

秦岭太白山木本植物物种多样性的梯度格局及环境解释

物种多样性沿环境梯度的分布格局是生物多样性研究的重要议题,而海拔梯度包含了各种环境因子的综合影响,因此对于探讨物种多样性沿环境梯度的分布格局具有重要意义。秦岭山脉地处我国暖温带向亚热带的过渡带,其植被垂直带和物种多样性分布格局对于研究我国南北部植被分异特征具有重要意义。基于对秦岭山脉太白山南北坡海拔1200—3750m之间的垂直样带调查的83个样方,本文利用植被数量分析方法(DCA和TWINSPAN)和Shannon-Wiener多样性指数、Pielou指数以及Jaccard相异性系数对太白山木本植物物种多样性在南北坡沿海拔梯度分布格局进行了初步研究。结果表明：太白山的木本植物群落具有明显的环境梯度格局,海拔是决定太白山植物群落分布的主要因素,而坡向起到次要作用一植物群落类型与坡向的关系不大,当考虑群落的环境梯度格局时,DCA第一轴主要与年均温密切相关,而第二轴则取决于年平均相对湿度：乔木层和灌木层的物种具有相似的海拔梯度格局,植物群落中木本植物物种丰富度和多样性随着海拔的升高单调下降;群落均匀度随着海拔变化的规律不明显;灌木层的物种多样性比乔木层更为丰富,而南坡具有比北坡更多的物种数和更高的多样性。相邻海拔之问群落的相异性在南北坡具有不同的分布格局,在北坡2800m以下,群落相异性沿海拔梯度变化不大,而在2800m以上的高海拔地区,群落相异性随海拔的升高而降低;在南坡,随着海拔的升高,群落相异性不断减少。太白山南坡群落比北坡分布更连续。     

安太堡矿区植被恢复过程主要种生态位梯度变化研究

通过生态位宽度与生态位重叠指数,结合TWINSPAN分类与DCA排序,研究植被恢复过程中优势种生态位的梯度变化,以及这些种在不同群落类型中的地位、各群落之间的关系。结果表明：TWINSPAN结合DCA对生态位宽度进行分析,可以很好地反应种的生态位梯度和以这些种为优势种的群落的结构梯度和环境梯度,同时还可以看出光因子和水分是决定优势种生态位梯度变化的主要因子。各优势种的生态位在不同群落中又随种类组成的变化而变化,这种变化反映了森林群落的植被恢复效果最好,灌丛群落植被恢复效果普遍好于草地群落,而森林群落中刺槐和油松混交恢复效果最好。     

西双版纳20公顷样地热带森林植被数量分类与排序

为了区分热带森林的群落特征并了解其群落特征与地形因子之间的相互关系,以西双版纳20 hm2森林动态监测样地为研究对象,对样地内500个森林群落样方采用Cluster聚类分析方法进行分类和采用除趋势对应分析(DCA)、典范对应分析(CCA)方法进行排序。结果表明:(1)西双版纳热带森林动态监测样地森林群落分为2个类型:热带季节雨林和热带山地常绿阔叶林;(2)植被类型的划分与CCA排序的结果相吻合,CCA排序轴第一、二轴呈现了海拔和凹凸度的梯度变化,并且两者总体上可以对83.9%的植被分布格局进行解释,表明海拔和凹凸度因子对该地区植被类型的分布起着决定性作用;(3)对优势物种的DCA和CCA排序表明不同物种对地形的要求存在差异,其分布格局同样主要受海拔和凹凸度的影响;(4)聚类分析与DCA和CCA排序的结果,同时表明了该地区森林植被的垂直分布格局。此方法可有效解释植被分布格局与地形之间的内在联系,为热带森林的管理和保护提供科学依据。     

长白山林区森林/沼泽交错群落的植物多样性

本研究应用样带网格调查方法,对森林／沼泽交错区上6种群落的植物多样性状况、优势种类与分布以及交错区环境梯度进行了研究。结果表明：森林／沼泽交错区植物多样性具有沿着交错区环境梯度逐渐增高的趋势;发育成熟的交错群落具有最高的植物多样性,且高于相对应的典型森林群落。由于交错区群落存在着沼泽植物类群、森林类群以及交错区群落的优势种类群,故发育成熟的交错区群落种类较丰富,一些优势种种群数量为森林中的5倍。因为交错区的生境对于满足这些种类的生活史具有重要作用。森林／沼泽交错群落的特征与交错区环境梯度以及两个植被类型的特征密切相关。     

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。     

纸房沟流域植被恢复区乔木林昆虫群落结构及动态分析

2008年4～11月通过对纸房沟流域乔木林恢复区昆虫进行调查,结果表明:昆虫种类数以自然乔木林最高,混交林次之,单纯林分较低,个体数量以柳树林昆虫数量最高,其次为混交林和刺槐林,自然乔木林变化幅度最小.昆虫群落多样性指数高低次序均为自然乔木林＞混交林＞单纯林分,均匀度以单纯林和混交林的昆虫群落变化幅度较大,自然乔木林变化幅度最小.群落的优势度与均匀度值的变化呈相反趋势.主分量分析表明,林分类型不同的昆虫群落,其主导因素和时间格局不同,且结构越复杂,主导因素和时间格局越明显;相反,则主导因素和时间格局分化不明显;植食性昆虫类群在各林分中均为优势类群,自然乔木林的天敌种类数和个体数量明显高于其它林分,通过排序不同功能类群在各林分昆虫群落变化的不同时期占主导因素.并探讨了植物群落与昆虫多样性间的生态关系,为植被恢复和森林害虫的自然生态调控提供依据.     

庙岛群岛典型植物群落物种、功能、结构多样性及其对环境因子的响应

海岛植被在全球生物多样性研究中起重要作用,研究海岛植被多样性对于理解海陆相互作用下植物群落的多样性维持机制有重要意义.本研究以庙岛群岛的麻栎群落、刺槐群落、黑松群落、荆条群落4种典型植物群落为对象,采用物种多样性指数、功能多样性指数和结构多样性指数,在群落尺度上探讨了海岛典型植物群落物种、功能、结构多样性间的关系及其对环境因子的响应.结果表明: 黑松群落的物种丰富度与Rao指数高于刺槐群落与麻栎群落,而结构多样性却较低;荆条灌丛的物种、结构多样性均低于森林群落,而功能多样性高于部分森林群落.物种丰富度与Rao指数以及树高多样性间呈显著正相关,与功能均匀度呈显著负相关.结构多样性主要由坡度决定且与坡度呈负相关;功能均匀度与坡度呈正相关,而功能异质性、功能离散度和物种多样性则更多地受土壤理化性质的影响,与土壤容重及土壤总碳呈正相关,与土壤含水率呈负相关.总体而言,庙岛群岛的植物群落多样性格局既有与大陆植被相似的特征,但也有其海岛特殊性.     

历山自然保护区森林群落的典范主分量分析

典范主分量分析是结合环境因子数据的排序方法,能够有效地研究植物群落与环境间的关系．本文应用其对山西历山自然保护区森林群落与环境的关系进行了研究,结果表明它的双序排序图较好地描述了群落与环境的生态关系．海拔高度等地形因子是影响历山森林植被分布的主要因素,土壤有机质、N、P、Cu、Mn、Zn等对植被也有明显影响。     

历山自然保护区猪尾沟森林群落植被格局及环境解释

应用TWINSPAN、DCA和DCCA,从植物种,植物群落与环境的生态关系方面,研究历山自然保护区猪尾沟森林群落的植被分布格局,并给予合理的环境解释。结果如下：（1）采用TWINSPAN数量分类方法,将植被划分为9个群落类型。（2）对于特定的研究区域猪尾沟,制约森林群落类型,植物种分布格局的主要因素是海拔梯度,即水、热两个环境因子。（3）DCCA排序图明显反映出排序轴的生态意义,第一轴基本上突出反映了各植物群落所在环境的海拔梯度,即热量因素,沿第一轴从左到右,海拔逐渐升高,植物群落或植物种对热量要求降低;第二轴主要表现了各植物群落或植物种所在环境的坡度,坡向,即水分和光照因素,沿第二轴从下到上,坡度渐缓,坡向渐向阳。     

西双版纳热带森林土壤种子库与地上植被的关系

通过实验研究探讨了西双版纳几类热带森林的土壤种子库与地上植被的关系．结果表明,在森林演替的初期,土壤种子库与地上植被共有的种类和种子储量较多,随着林龄的增大,外来种子的比例逐渐增加,到季节雨林阶段,土壤种子库中的种子大部分为来自群落外的先锋种类．这些种子在郁闭的林冠下很难萌发,一旦森林受到干扰出现林窗或空旷地,这些潜在的种源将迅速萌发,参与植被的恢复或演替     

黄土高原草地植物多样性与群落稳定性的关系及其驱动因素

植物多样性对维持生态功能的稳定发挥具有重要作用。以黄土高原不同植被带草地为研究对象,基于野外调查和实验分析,探究黄土高原不同植被带草地植物多样性与群落稳定性特征和二者之间的关系以及影响因素。结果表明：黄土高原草地群落结构特征(地上生物量、地下生物量)与植物多样性具有明显的纬度分布格局,草地植物多样性和生物量均表现出自东南向西北沿森林草原带—森林带—草原带—草原荒漠带逐渐递减趋势。森林草原带草地植物多样性和群落稳定性显著高于森林带、草原带和草原荒漠带;植物多样性与群落稳定性之间存在显著正相关关系,可以作为衡量群落稳定性的指标,其稳定性大小表现为森林草原带>森林带>草原带>草原荒漠带。降雨量是影响植物多样性和群落稳定性的主要因素,并通过改变土壤含水量影响群落稳定性。研究结果揭示了草地植物多样性与群落稳定性之间的关系及驱动机制,为维持黄土高原草地生态系统的群落稳定性提供了科学依据。     

陕北黄土高原森林植被数量分类及环境解释

通过对陕北黄土高原森林群落的系统聚类分析和因子分析（FA）及其与5个土壤变量的多元统计分析。定量研究了该地区森林植被的类型及土壤特征之间的相互关系。结果表明,陕北黄土高原森林植被可分为5个群系,即油松林、辽东栎林、山杨林、白桦林和侧柏林,聚类分析结果与传统分类的结果完全一致。该地区森林植被格局可由群落土壤条件的差异来解释,土壤因子中含水量、全氮和有机质是主导性因素,各群落沿此梯度呈现出一定的分布格局,其它土壤因子的作用并不明显。     

中国森林生物多样性监测网络: 二十年群落构建机制探索的回顾与展望

中国森林生物多样性监测网络(CForBio)目前已经沿纬度梯度从寒温带到热带布设23个大型森林动态样地, 监测1,893种木本植物, 代表我国木本植物种类的近1/6。CForBio的主要目标之一是研究森林群落的构建机制。本文综述了近20年来CForBio在群落构建机制探索方面取得的进展, 包括生物多样性时空格局、生境过滤、生物相互作用、局域扩散和区域因素以及利用新技术取得的新认知等。CForBio研究发现: (1)生境过滤和扩散限制共同决定种-面积关系及β多样性等多样性格局, 但二者的相对作用在不同样地及不同尺度存在差异; (2)生境过滤对局域群落构建的作用广泛存在, 但很难量化其对群落构建的重要性; (3)同种负密度制约在不同气候带样地普遍存在, 负密度制约的强度主要由植物菌根类型介导, 并随植物生活史类型、功能性状及环境变化而变化; (4)扩散限制在局域群落构建中发挥关键作用, 而区域因素如区域地质历史、区域物种库大小等塑造不同生物地理区群落之间的生物多样性差异; (5)宏观和微观两个方面的新技术促进群落构建机制的研究。在宏观方面, 遥感技术以低成本使大范围、多尺度的连续群落生物多样性监测和时空比较研究成为可能; 另一方面, 叶绿体基因技术和代谢组学等微观技术能促进推导群落构建的分子机制。同时, 本文还总结了以往研究的不足, 并展望了基于森林动态样地开展群落构建机制研究的未来发展, 特别强调了: (1)关注群落构建研究中的尺度问题; (2)深入开展多维度(物种、功能和系统发育)、多营养级生物互作相关的研究; (3)拓展全球变化对群落构建影响的研究; (4)融合观测-实验-模型多种手段开展群落构建机制的研究; (5)连结“群落构建理论研究”和“森林管理实践”。总之, 中国森林生物多样性监测网络的长期监测和联网研究是森林群落构建机制研究的重要基础, 也是推动群落构建理论、解决森林管理难题的重要平台。