北京东灵山地区辽东栎林种群空间分布分形分析

通过植物个体的坐标点与模拟冠幅的分形维数的分析,对辽东栎林内不同种群沿海拔梯度变化的空间分布格局和种群动态进行了比较和讨论。结果表明:模拟冠幅分形分析方法更适于分析具有大小不等、复杂多样的冠幅的植物个体空间分布格局。随着海拔的升高,不同种群的空间占据能力也随之变化。辽东栎种群的空间分布占绝对优势地位,分形维数可达1.9811;五角枫种群则逐步下降,分形维数最低为0.1170。低海拔山坡六道木种群空间占据能力较强,高海拔山坡照山白种群有较大的空间占据能力。在一定的环境条件下,不同的种群可能具有相近的空间占据能力,但对乔木层与灌木层来说,相同的分形维数的内涵是不同的。冠幅的分形维数作为表征植物种群空间占据能力的工具,是种群动态分析和种群分布格局研究的的重要指标之一。     

辽东栎林乔木种群龄级结构动态的量化分析

应用分形维数对样带内乔木种群的龄级结构进行研究, 探讨了植物种群龄级结构动态干扰条件下的敏感性, 进行了种群龄级结构的稳定、衰退、增长变化分析。研究结果表明:样带各地段辽东栎种群均为优势种群, 各龄级个体空间占据能力强于其它种群;大叶白蜡种群的龄级随海拔升高趋于丰富、五角枫种群的龄级趋于单一。所有乔木种群的龄级结构均为年轻的增长型, 种群增长性(V_pi)、干扰敏感性大小差异很大, 与龄级数量和空间分布呈负相关。     

天然黄山松种群空间格局的分形特征——关联维数

采用关联维数对屏南和寿宁不同群落的天然黄山松(Pinus taiwanensis)种群格局的分形特征进行分析比较。结果表明,天然黄山松种群格局关联维数值在1．077～1．563之间,不同群落间的大小次序为Q2＞Q8＞Q5＞Q3＞Q1＞Q7＞Q6＞Q4,屏南天然黄山松近纯林与寿宁混交林种群个体的空间相关程度差异不大。随海拔升高,黄山松种群关联维数呈现升一降一升的波动变化,1300～1310m及1400m是天然黄山松个体空间关联较强、个体竞争较为激烈、空间占据程度较高的海拔范围。此外,结合前文研究,讨论了如何综合运用3种分形维数对天然黄山松种群格局尺度变化特征进行描述,并绘制分形维数谱。     

辽东栎林乔木各龄及结构动态的量比分析

应用分形维数对样带内乔木种群的龄组结构进行研究,探讨了植物群龄级结构动态干扰条件下的敏感性,进行了各龄级的稳定、衰退、增长变化,研究结果表明：样带各地段辽东栎种群均为优势种群,各龄级个体空间占据能力强于其它种群;大叶白蜡种群的龄组随海拔升高趋于丰富、五角枫种群的龄及趋于单一。所有乔木种群的龄及结构均为年轻的增长型,种群增长性（Ｖpi)、干扰敏感性大小差异很大,与龄及数量和空间分布呈负相关。     

东灵山两个落叶阔叶林中辽东栎种群结构和动态

对北京东灵山地区的两个辽东栎种群的结构和数量动态进行了研究。在研究种群的空间分别格局时,分别将两个种群中的每个辽东栎个体在样地中进行定位。将辽东栎个体按不同尺度大小分为４类,在每一尺度中,按不同格子尺度进行机取样,分别计算Ｍｏｒｉｓｔａ的分布指数,聚块性指数,方差／均值比。用这些指数判断辽东栎不同大小级别以及不同取样尺度上的格局强度。结果表明,两个种群的格局强度都随尺度的不同而变化。５０龄辽东栎林     

云贵鹅耳枥种群分布格局的分形特征

应用分形理论中的计盒维数和信息维数探讨了贵阳喀斯特山地贵鹅耳枥种群分布格局的分形特征。结果表明,贵鹅耳枥种群的分布格局具有分形特征,其计盒维数为1．1853－1．7419,信息维数为1．1961－1．7051。集群型的贵鹅耳枥种群的计盒维数和信息维数均比随机型的高。计盒维数定量地反映了贵鹅耳枥种群占据生态空间的能力,信息维数则揭示了该种群格局强度的尺度变化程度和表征了种群个体分布的非均匀性。这两种维数方法都适用于贵鹅耳枥种群分布格局分形特征的定量描述。     

）种群生活史特征与空间分布

种群生活史特征和空间分布格局对于分析种群演替动态规律、判定种群分布规律和预测种群演化过程及变化趋势均具有重要的理论和现实意义。本文从静态生命表、年龄结构、存活曲线三个方面分析了东灵山地区辽东栎种群的生活史特征。结果表明：物种生物学因素是影响辽东栎种群生存力最主要因素,辽东栎种群静态生命表中生命期望值逐渐降低反映出种群生存力下降的趋势。空间分布格局分析表明辽东栎种群各个径级的个体都属于聚集分布。辽东栎实生苗和萌生苗共存是辽东栎种群适应环境压力和与环境协同进化的结果,表明自然状态下辽东栎种群具有较高的稳定性。由于辽东栎种群的这种较强的稳定性和适应能力,随着辽东栎种群发育整个群落将趋于进展演替,最终形成稳定和充分利用环境资源的顶极群落结构。     

北京东灵山地区辽东栎(Quercus liaotungensis)种群生活史特征与空间分布

种群生活史特征和空间分布格局对于分析种群演替动态规律、判定种群分布规律和预测种群演化过程及变化趋势均具有重要的理论和现实意义.本文从静态生命表、年龄结构、存活曲线三个方面分析了东灵山地区辽东栎种群的生活史特征.结果表明:物种生物学因素是影响辽东栎种群生存力最主要因素,辽东栎种群静态生命表中生命期望值逐渐降低反映出种群生存力下降的趋势.空间分布格局分析表明辽东栎种群各个径级的个体都属于聚集分布.辽东栎实生苗和萌生苗共存是辽东栎种群适应环境压力和与环境协同进化的结果,表明自然状态下辽东栎种群具有较高的稳定性.由于辽东栎种群的这种较强的稳定性和适应能力,随着辽东栎种群发育整个群落将趋于进展演替,最终形成稳定和充分利用环境资源的顶极群落结构.     

天然黄山松种群格局的分形特征——计盒维数与信息维数

采用计盒维数和信息维数对屏南和寿宁不同群落的天然黄山松(Pinus taiwanensis)种群格局的分形特征进行比较分析.结果表明,天然黄山松种群格局具有分形特征,其计盒维数值在1.299 8～1.862 6之间,不同群落的大小次序为Q3>Q1>Q2>Q4>Q7>Q8>Q5>Q6;信息维数值在1.205 7～1.863 7之间,大小次序是Q3>Q1>Q2>Q4>Q8>Q7>Q5>Q6,屏南天然黄山松近纯林黄山松种群的计盒维数和信息维数均高于寿宁混交林,计盒维数定量描述种群占据水平空间的能力和程度,信息维数揭示种群格局强度的尺度变化及个体分布的非均匀程度,分形维数值的高低与群落环境、种群密度、种群在群落中的优势地位、个体的聚集程度及幼树个体数量等相关.黄山松种群格局分形维数随海拔呈现上下波动变化,1 250～1 270 m是更适生的海拔范围.此外,黄山松种群格局的分形特征存在一定的尺度范围,其拐点尺度是分形范围的下限尺度.     

北京东灵山海拔梯度上辽东栎种群结构和空间分布

种群年龄结构和空间分布格局是种群生态学的核心研究内容.为了阐明辽东栎种群海拔梯度分布特点,在北京东灵山地区辽东栎海拔分布范围(1000～1800m)内调查10条样带,研究种群大小级结构和空间分布的变异.种群的平均胸径在海拔梯度上表现出两段式的分布特征,海拔1480m为两段分布的分界点,在每一段内随海拔增加平均胸径也增加, 这反映了海拔梯度上种群的不同发育历史.种群密度、种群的聚集程度、种群的结构在海拔梯度上的分布特征都与平均胸径分布相似,种群密度和聚集程度与平均胸径为负相关系,其分布趋势与平均胸径相反.总体上,东灵山海拔梯度上辽东栎种群还是比较稳定的.辽东栎种群结构和空间分布在海拔梯度上的分布特征是种群发育历史、物种特性、环境、干扰等因素在海拔梯度上综合作用的结果.     

山西七里峪油松种群空间格局的分形特征

油松(Pinus tabuliformis)耐低温、干旱和瘠薄,是我国温性针叶林中分布最广的树种,也是我国北方广大地区最主要的造林树种之一。2013年7月,在七里峪林场设置一块100 m×100 m的油松天然林样地,逐一测量并记录了每株油松的胸径、树高和冠幅,并确定它们的坐标位置。应用分形理论中的计盒维数、信息维数和关联维数研究了样地内油松种群空间格局的分形特征。结果表明,油松种群格局具有自相似性,其有较高的计盒维数(1.785)和关联维数(1.826),个体空间相关程度较高,种内竞争激烈,对空间有较强的占据能力。油松种群格局的信息维数较低(0.262),其格局强度尺度变化程度较低,个体分布比较均匀。3个分形维数相辅相承、相互影响,研究结果对全面准确地解释油松种群的空间格局特征具有重要意义。     

灵空山林区辽东栎(Quercus liaotungensis)种群空间分布格局

为了揭示辽东栎种群空间分布格局的形成机制、种群分布规律和动态变化,采用标准地法,应用偏离指数、Lloyd的平均拥挤度和聚块指数、Morisita指数及均方-区组分析,在5个取样尺度下对不同群落类型中辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz.)种群进行了格局分析.结果表明:辽东栎种群的空间分布格局受群落内小环境及辽东栎树种本身的生物学特性的共同影响.气候和立地条件基本一致时,群落内地形起伏不平所形成的小环境以及辽东栎树种强烈的伐桩萌芽更新能力对辽东栎种群的空间分布类型具有显著影响;辽东栎种群的空间分布格局受群落学特征的影响主要体现在群落种类组成和结构上.辽东栎作为共优种,在群落内的分布受制于其它共优种,特别是在油松(Pinus tabulaeformis)的树冠下,辽东栎株数极少;而在无油松分布的辽东栎母树周围,出现辽东栎植株集聚的现象.研究表明辽东栎种群在不同群落类型中多表现为集群分布;随着种群的发育其分布格局由集群分布向随机分布过渡.     

元宝山南方红豆杉克隆种群分布格局的分形特征

南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)是提取抗癌药物紫杉醇的珍贵资源植物。分布于广西元宝山自然保护区的南方红豆杉,自然状态下以克隆繁殖方式进行种群更新,研究其种群克隆生长的空间分布格局,可揭示种群克隆繁殖特性和生态适应机制,对南方红豆杉这一珍稀濒危物种的保护和管理具有重要意义。利用分形理论中的计盒维数和信息维数,对元宝山的南方红豆杉克隆种群空间分布格局的分形特征进行了分析,结果表明:种群空间分布格局存在分形特征,其计盒维数介于0.993 1~1.353 1之间,信息维数介于1.350 8~1.652 1。南方红豆杉克隆种群格局的计盒维数远离最大理论维数值2,种群总体对空间的占据能力较弱。克隆构型指数与种群计盒维数密切相关。分析结果显示,克隆构型趋于“密集型”的种群具有较强的空间占据能力,而克隆构型趋于“游击型”的种群其空间占据能力较弱。信息维数与种群的集聚强度密切相关,其差异反映了种群格局强度的变化,较大的信息维数反映种群个体的集聚强度较高,而较小的信息维数则反映出种群个体间的集聚强度较弱,其维数值大小与分株种群数量、分株种群斑块的空间配置密切相关。     

山西太岳山白桦种群结构和空间分布格局

白桦(Betula platyphylla)林是山西太岳山地区的常见植被类型之一。根据太岳山白桦林不同林龄结构设置3个典型样地,采用空间差异代替时间变化的方法,运用点格局和分形分析(计盒维数、信息维数和关联维数),对太岳山白桦种群结构以及不同发育阶段种群空间分布规律进行了探讨。结果表明:太岳山白桦种群径级结构呈典型的"纺锤"型,属于衰退型种群;在0~25 m内白桦种群以幼树、中龄树为主时呈聚集分布,而成熟树占多数时呈随机分布,即随着种群年龄的增加,呈现聚集分布向随机分布的转变;白桦种群空间占据程度为中龄林成熟林近熟林;白桦种群格局强度尺度变化程度为近熟林中龄林成熟林;白桦种群个体空间关联程度为中龄林成熟林近熟林。种群径级结构分析、点格局分析和分形分析结果一致,揭示了地带性顶极群落破坏后兴起的次生先锋群落的空间分布格局。     

黄龙山天然次生林辽东栎种群空间格局

种群的空间分布格局是研究种群特征、种间相互作用以及种群与环境关系的重要手段。为更好地了解黄龙山天然次生林内辽东栎(Quercus wutaishanica)的种群特征,在该林区中油松(Pinus tabulaeformis)-辽东栎-白桦(Betula platyphylla)天然次生混交林和辽东栎天然次生纯林内分别选取并设立1块1 hm2的样地。根据样地调查规范对两块样地中的乔木进行空间定位并进行每木调查。研究参照静态生命表,采用径阶替代年龄的方法,将辽东栎种群不同生长阶段的分段问题转换为根据胸径(DBH)的大小划分生长阶段。研究中将辽东栎划分为4个不同生长阶段:幼龄阶段A,3 cm≤DBH10 cm;中龄阶段B,10 cm≤DBH20 cm;近熟龄阶段C,20 cm≤DBH30 cm;成过熟龄阶段D,DBH≥30 cm。利用O-ring统计分析方法的手段,分析2块样地中辽东栎的种群空间分布格局。本次研究分别采用单变量、双变量分析方法分析各生长阶段的空间格局、不同生长阶段间相互关联性。结果表明:(1)辽东栎种群在两块样地内的径级结构均符合倒"J"型,从径级分布角度说明两块样地的天然更新状况都良好;(2)辽东栎的空间分布格局与尺度有密切关系,两块样地在大、中尺度水平上基本表现为随机分布,但是在较小尺度上均表现为聚集分布,在样地Ⅰ中0—6 m尺度上尤为突出;(3)同一样地内各生长阶段的空间分布格局不同,幼龄个体在小尺度均表现为聚集分布,在样地Ⅱ中0—11 m尺度上尤为突出;(4)样地中不同生长阶段间相互关联性也不尽相同,样地Ⅰ中各生长阶段间关联性均不明显;样地Ⅱ中,幼龄的个体与中龄的个体间在小尺度上表现出显著的正相关性,而与近熟个体和成、过熟个体在小尺度上表现为明显的负相关性。在2—5 m尺度上,中龄个体与成过熟个体也表现出一定的负相关性。辽东栎种群是黄龙山天然次生林重要的建群种之一,研究其不同生长阶段个体的空间分布规律有助于掌握黄龙山区辽东栎生长现状;研究不同生长阶段的空间关联性有利于深入了解其群落的发展趋势,并为对种群聚集性较大的区域开展结构化森林经营提供重要依据。     

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;...     

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。     

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.     

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.     

不同恢复群落中辽东栎种群空间格局分析

通过对茂县大沟流域人工恢复9年、人工恢复16年和自然恢复16年3个不同群落的取样调查,研究了辽东栎种群的空间分布格局及其动态变化。采用扩散系数、T检验、负二项参数、丛生指数和聚块性指数等指标进行拟合。结果表明,辽东栎种群大多呈显著性聚集分布,辽东栎幼苗、幼树和大幼树的聚集强度、格局规模在时间序列上大多呈上升趋势。辽东栎种群的聚集性与其本身具有的萌蘖性有关,聚集分布可以增强辽东栎种群的竞争能力,有利于辽东栎种群的演化和健康发展。辽东栎作为本地区的原生种是极具恢复价值的优势种,有关辽东栎种群在这一地区的生态恢复价值需要进一步的深入研究和充分利用。