点格局研究过程中K-函数的累积效应

植物种群空间格局是生态学研究的基本问题之一, 点格局分析已成为植物种群空间格局研究的重要方法之一, 其中, Ripley's K函数是点格局常用分析方法。然而, 由于Ripley's K函数具有累积效应, 这种累积效应可能会导致特定的格局特征。为了探讨Ripley's K函数的累积效应如何影响种群格局研究结果, 以大针茅种群数据为基础, 通过R软件模拟聚集分布、随机分布和均匀分布3种格局类型, 对比使用具有累积效应的Ripley's K函数和不具有累积效应的成对相关函数进行分析。结果表明: 对于聚集分布和均匀分布, Ripley's K函数的累积效应表现在2个方面: 一方面增加了聚集分布(或均匀分布)的尺度, 另一方面能够检测到聚块或负相互作用范围在取样空间的分布差异而表现出不同的格局特征。而对于随机分布, Ripley's K函数没有累积效应。因此, 在种群格局研究过程中, 通过重复取样且Ripley's K 函数与成对相关函数相结合的方法探讨种群格局, 更能揭示空间格局的本质特征。     

基于不同零模型的点格局分析

在种群空间格局研究中,定量分析格局及其形成过程已成为生态学家的主要目标。在量化分析的众多方法中,点格局分析是最常用的方法,而在选择零模型时,完全空间随机模型以外的复杂零模型很少使用,实际上,这些零模型可能有助于认识格局的内在特征。为此,我们在研究实例中,选择完全空间随机模型(complete spatial randomness)、泊松聚块模型(Poisson cluster process)和嵌套双聚块模型(nested double-cluster process)对典型草原处于不同恢复演替阶段的羊草(Leymus chinensis)种群空间格局进行了分析。结果发现:完全空间随机模型仅能检测种群在不同尺度下的格局类型;而通过泊松聚块模型和嵌套双聚块模型检验表明,在恢复演替的初期阶段,羊草种群在小尺度范围内偏离泊松聚块模型,而在整个取样范围内完全符合嵌套双聚块模型;随着恢复演替时间的推移,在恢复演替的后期,在整个取样尺度上,羊草种群与泊松聚块模型相吻合。这是很有意义的生态学现象。这一实例表明在应用点格局分析种群空间格局时,仅通过完全空间随机模型的检验来分析格局特征,或许很难论证复杂的生态过程,而选择一些完全空间随机模型以外的较复杂的零模型,可能发现一些有价值的生态学现象,对揭示格局掩盖下的内在机制有所裨益。     

林分空间格局的研究方法

森林群落中的植物种群以其特有的生态学和形态学属性,在与环境因子的相互作用下,成为森林生态系统中基本结构与功能单元.研究森林群落的种群空间格局及其动态可以为森林群落演替趋势、森林生态系统可持续经营提供基础理论.格局分析的数量指标还可以为生物多样性保护、森林可持续经营评价等提供可靠依据.但采用何种方法进行种群分布格局的分析研究是一个争论性的问题.本文介绍了林分空间格局的分析方法,根据取样的不同分为样方法和距离法.而它们都有各自的优缺点,而本文认为空间点格局方法是一种研究空间格局的比较好的方法.     

黄土高原丘陵沟壑区天然沙棘种群空间分布格局研究

经实地踏查,在黄土高原丘陵沟壑区陕西富县天然沙棘林区,设置10个10 m×10 m样地,采用离散分布理论拟合和聚集强度测定方法,对不同生境和年龄阶段的沙棘种群的空间分布格局及其动态进行了系统研究,以探讨沙棘种群分布格局动态特征.结果显示:(1)沙棘种群空间分布格局属聚集型,在6.25 m2面积上聚集强度较大.天然条件下,种群聚集强度最大的取样尺度,是其种群更新的最佳面积.(2)沙棘种群空间分布格局随海拔上升,聚集强度降低;阴坡的种群分布聚集强度总是大于阳坡.(3)随着种群年龄增加,分布格局由聚集型向随机型过渡,聚集强度减弱.在幼、老龄期聚集性最强的格局尺度为25.00 m2,中龄期为6.25 m2、25.00 m2.研究表明,天然沙棘种群的空间分布格局与其生物生态学特性、生长阶段以及生境条件关系密切,在保护与利用中应针对不同生境的差异以及不同生长阶段的特性进行适度人为干扰,促进种群的生长、更新和群落发育.     

十种濒危植物的种群生态学特征及致危因素分析

从保护生态学的观点出发,对10个濒危植物的地理分布、生境条件、种群数量动态、空间分布格局、种间关系、种群的生命表、生殖力表、有性生殖、无性繁殖等种群生态学特征进行了综合分析。论述了濒危植物以光合、蒸腾、呼吸为主的生理生态学规律;预测种群数量动态的Leslie矩阵、刻画种群空间分布格局的模型、刻画种群生长和数量增长的Logistic方程和多元回归模型所反映出的生态学特征。分析了濒危植物种群动态、发展趋势以及在内外因素作用下的生态学特征和过程。针对濒危植物保护研究存在的问题,从生态学角度对我国未来濒危植物保护研究应注意的问题提出了建议。     

大盘山自然保护区香果树种群结构与分布格局

在大盘山自然保护区设置了4个有代表性的样地,应用相邻格子法进行调查获得野外资料。对香果树种群进行统计,绘制径级结构图和高度结构图、编制种群的特定时间生命表;应用理论分布模型和聚集强度指数进行种群分布格局分析。结果表明：香果树种群结构呈纺锤型,幼苗严重不足,种群有衰退的趋势;其更新是以无性繁殖为主;种群格局整体上呈集群分布,但在不同发育阶段,分布格局有所差异：幼树阶段一般为集群分布,中树和大树向随机分布发展,这种分布格局变化与其生物学和生态学特性密切相关;其格局规模在介于8S和32S之间。分析认为,香果树的种群结构和分布格局受到了多种因素的影响,如群落区域小生境、香果树生物学特征以及人为干扰外等,在以上各因素的综合作用下,使得该种群形成典型的小种群。     

植物种群空间分布的点格局分析

植物种群在群落中的分布格局与空间尺度有着密切关系,传统的样方取样及其格局分析方法,只能分析一种尺度下的格局。本文引入一种新的格局分析方法--点格局分析,其是以种群空间分布的坐标点图为基础,通过本文对美国密西根州克林顿县栎林3个优势种格局分析,它有3个明显的优点：1）能够分析各种尺度下的种群格局和种间关系,结果清楚,直观;2）所描述的结果更符合实际,尤其是对群落结构的描述;3）它有利于定点观察,研究时间与种群格局的关系,本文分析的3个种集群特征明显,但随尺度的变化有不同的分布趋势,3个种间的关系也是如此。     

不同放牧强度下冷蒿种群小尺度空间格局

时间、空间格局的发展和维持及其对种群和生态系统的影响一直是生态学研究的中心议题 ,这些问题的核心是观察的尺度怎样影响格局的描述。冷蒿 (Artemisia frigida)种群伴随着典型草原退化演替的各个阶段 ,对其所在群落的结构和功能具有重要的影响。应用 Ripley's K函数以及蒙特卡罗 (Monte Carlo)随机模拟方法 ,定量分析了 4种放牧强度下冷蒿种群在 0～10 0 cm尺度上的空间格局及其随尺度的变化规律 ;研究了放牧对冷蒿种群空间格局的影响以及冷蒿在放牧胁迫下的生态适应对策。并以放牧条件下冷蒿的生活史特征、生态适应对策以及群落内植物种间的相互作用为基础 ,探讨产生和维持这些格局的机理。研究结果表明 :1放牧对冷蒿种群空间格局有显著影响。同一放牧强度下冷蒿种群在不同尺度 (0～ 10 0 cm)上的空间格局存在显著差异 ;2在 0～ 10 0 cm尺度上 ,无牧、轻牧条件下冷蒿种群的空间格局为聚集分布 ;中牧条件下在 0～ 6 0 cm尺度上冷蒿种群的空间格局为聚集分布 ,而在 6 0～ 10 0 cm尺度上为均匀分布 ;重牧条件下在 0～ 72 cm尺度上冷蒿种群的空间格局为聚集分布 ,而在 72～ 10 0 cm尺度上为均匀分布 ,这与其自身的生物学特性和种群对放牧压力的生态适应对策密切相关 ;3放牧活动的加剧改变了群落中的各种     

贵州雷公山秃杉种群生活史特征与空间分布格局

秃杉是一种珍稀濒危植物,以斑块状分布于雷公山东南面斜坡海拔800-1300 m之间的沟谷两侧。从年龄结构、生命表特征、存活曲线以及种群不同龄级个体空间分布格局等方面研究了雷公山秃杉种群生活史特征与空间分布格局。研究结果表明:秃杉的种群结构存在波动性,成年阶段个体较丰富,幼苗与老龄数目相对较少,秃杉自身的生物学特性及环境因素是形成这种现象的主要原因;秃杉种群存活曲线趋于DeeveyⅡ型,出现2个死亡率高峰,一个出现在第6龄级阶段,另一个出现在第12龄级阶段,期望寿命单调下降;秃杉种群空间分布格局总体上为聚集分布,处于不同发育阶段的秃杉种群,其分布格局随时间而发生变化,从幼龄期到中龄期再到老龄期,种群分布格局由聚集分布逐渐变为随机分布,秃杉种群在不同发育阶段的空间分布格局差异与其生物学和生态学特性密切相关,同时受群落小环境的影响。     

自我重复取样技术与多项式定理在年龄-龄期两性生命表研究中的应用

年龄-龄期两性生命表(age-stage, two-sex life table)简称两性生命表,是种群生态学研究与害虫治理中常用的重要理论与分析工具。根据两性生命表理论而设计的方便用户的软件TWOSEX-MSChart近年来被越来越多国内外学者用于昆虫种群研究的数据分析。两性生命表软件的分析功能是由许多的统计技术与计算机模拟方法作为数据分析的支撑,其中自我重复取样(bootstrap)是其重要技术之一。本文详述了bootstrap技术的基本原理、方法、优缺点及其在两性生命表分析中的应用,并介绍了其理论基础多项式定理(multinomial theorem)在生命表研究中的应用。与常用统计方法相比,bootstrap不需要数据分布假设就可以对数据总体的分布特性进行统计和推断。在两性生命表分析中,bootstrap不仅可以估算种群参数或一般统计值的方差和标准误,同时利用paired bootstrap test还可以比较不同处理间的差异,准确显示种群的变异性。利用相同的自我重复取样样本(same bootstrap samples)可以正确计算昆虫的孵化率与不同繁殖型对种群参数的贡献,并...     

昆虫种群空间格局研究方法的最近进展

<正> 昆虫种群空间格局是由物种的行为内禀特征与栖境相互作用而形成的种群个体在空间的分布状况。它的研究无论在生态学理论,还是生产实践上都具有重要意义。空间格局的研究方法可归纳为3类:(1)频次分布拟合x~2检验法;(2)扩散型指数法;(3)回归模型分析法。随着对大量昆虫种群空间格局的实际研究,     

生态学试验设计与解释中的常见问题

一个"好"的试验,统计检验的显著差异可证明处理效应存在;而一个"坏"的试验,统计检验的显著差异本身并不能证明处理效应的真实存在.试验单位的不独立就可能使干扰因素偏倚地影响试验结果,是多种形式的伪重复的根本原因.如果不统筹地考虑试验方法和数据分析方法,环境要素的时空格局就可能被错误地当成处理效应.以案例分析的形式探讨了中国生态学试验设计与解释中常见的3个问题:(1)简单伪重复问题,这是Hurlbert[2]早已指出的伪重复情形中的一种,通常是把取样的重复当成了处理的重复;(2)把反复测量结果当成重复的问题,即对同一个对象的反应变量前后进行多次观测,却把这些观测值视为重复而进行统计检验所造成的问题;(3)混淆时空效应与处理效应的问题,由于取样方法(破坏性取样)或者研究对象(例如流动的水体)性质的特殊性等原因,数据中所体现出来的格局有可能由于时空效应而并非处理效应所造成.在这3种情况下,数据的产生方式与所用统计方法的前提相违背.     

羊草草原种群分布格局的最适取样面积

只有提供足够的环境空间才能保证展现出特定群落类型的种类组成和结构特征的真实面貌,然而,反映群落种类组成的种-面积曲线所给出的最小面积远不能反映种群结构和群落结构的特征。本文将以统计学的方法对研究种群个体分布格局的最适取样面积作深入探讨。 应用Greig-Smith格局分析的原理,计算在一个由小到大的样方面积系列中测得种多度值均方的变化,得到了随样方面积逐级增大的多度值均方的变化曲线,变化曲线表明:8个植物种群的变化曲线韵峰值基本上都出现在区组16到32范围内,表示这些种群个体斑块的聚块群的平均面积在288—576平方米,所以,对多数种群来说,500平方米(12米×40米)的样方可以作为研究种群个体分布格局的最适取样面积。     

不同密度条件下芨芨草空间格局对环境胁迫的响应

基于小尺度上植物间相互作用与空间格局的高度相关性,选用可避免环境异质性影响的K2点格局函数,研究了沙枣-芨芨草群落中63个芨芨草样方(3密度条件×3生境条件×7重复)中芨芨草种群在小尺度下(0—0.5 m)的空间格局,探讨了在3种密度条件(高、中、低)及3种生境条件下(冠盖区、过渡区、空旷区),芨芨草种群空间格局对土壤理化性质胁迫(盐分、有机质及容重)程度的响应。研究结果表明,就土壤盐分,养分含量及土壤容重而言,土壤理化性质胁迫程度沿冠盖区、过渡区和空旷区增加的趋势。相应地,芨芨草种群呈聚集分布的样方比例在沿冠盖区(6/21)较低,而在过渡区(11/21)和空旷区(11/21)较高。然而,在不同密度条件下,芨芨草种群空间格局对土壤性质胁迫的响应不同。在低密度条件下,芨芨草种群在冠盖区多数为聚集分布(4/7),在过渡区和空旷区全部为聚集分布;中密度条件下,芨芨草聚集分布样方比例沿冠盖区-过渡区-空旷区梯度增加(分别为2/7,3/7,4/7),但低于同等胁迫条件下低密度样方中聚集分布数量;高密度条件下,在各胁迫条件下,除了一个过渡区高密度样方,其余芨芨草种群均为随机分布。总体上,随着环境胁迫增强,在中低密度下,芨芨草种群趋向于聚集分布;但在高密度下,芨芨草种群均以随机分布为主。此外,芨芨草种群空间格局随密度变化趋势比随土壤理化性质胁迫梯度变化趋势更加明显,可能表明相对于土壤理化性质胁迫程度,芨芨草种群密度对其空间格局影响更大。因此,在考虑芨芨草种群空间格局对环境胁迫的响应时,应当考虑种群密度因素。     

青藏高原东缘匍匐茎草本野草莓的分株种群特征及其沿海拔梯度的变化

对青藏高原东缘 5个不同海拔高度 ( 2 4 2 6m、2 75 0 m、32 0 0 m、3484m和 3944m)上旷地和林下遮荫条件下匍匐茎草本野草莓的分株种群特征进行了研究。结果显示 :无论在旷地或林下遮荫条件下 ,野草莓分株种群的密度随海拔升高显著减小 ,旷地条件下野草莓分株种群密度显著高于遮荫条件下的分株种群密度。不同海拔高度上 ,野草莓分株种群密度在不同光照条件下的变化存在显著差异。旷地条件下 ,随海拔升高其根冠比呈二次曲线变化。林下遮荫条件下 ,海拔 2 4 2 6m处的根冠比最低。光照条件的变化对野草莓分株种群的根冠比没有显著影响。运用空间自相关分析法 ( Moran` I)研究和 3944m处野草莓分株种群的空间分布格局 ,结果显示野草莓分株种群在多个尺度上呈现非随机分布格局 ,其中研究了海拔 348m处 d=1( 0 .2 m)尺度的集聚分布格局频率最高 ;与海拔 3484m相比 ,3944m处野草莓分株种群的集聚尺度更大。最后 ,结合克隆植物对环境的生态适应意义进行了讨论。     

南亚热带森林种群分布格局取样技术研究

森林群落中植物种群分布格局测定和分析的结果,密切依赖于野外取样的技术手段及资料的可靠性。本文通过鼎湖山自然保护区三个不同森林群落类型的取样,比较了随机样方、相邻格子样方、中心点四分法、最近相邻法和最近个体法在野外操作、数据整理以及种群分布格局测定分析中的效用,对各方法在南亚热带森林群落中进行种群分布格局研究中的适用性予以客观评价。研究表明,同一样地中不同取样方法和测定方法会导致不同结果。随机样方取样数据的测定结果受样方大小影响,而几种无样地方法在种类复杂的群落中,应用受到限制。相邻格子样方适用于各群落类型中种群分布格局的测定与分析。     

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。     

放牧干扰和种内竞争对伊犁河谷黑鳞顶冰花种群空间分布格局的影响

植物种群格局分析已有大量研究,但是大多数研究都是从格局推测过程,而很少根据已知的生态过程来检验格局。以新疆伊犁河谷分布的黑鳞顶冰花为研究对象,在放牧干扰和无放牧干扰地点分别建立了8个重复样地(样地面积2 m×2 m),分析放牧干扰和种内竞争两种生态过程对黑鳞顶冰花种群空间分布格局的影响。两个地点共测量了4677株,其中放牧地点819株,未放牧地点3858株。在放牧干扰下,8个样地的黑鳞顶冰花均在小尺度(r < 2 cm)上表现为随机分布,在大尺度(r > 2 cm)上表现为聚集分布,主要与放牧践踏形成的生境异质性有关;在无牧条件下,8个样地黑鳞顶冰花种群均在小尺度上表现出显著的均匀分布特征,在较大尺度则显示为随机分布特征,前者主要与种内资源竞争过程有关,后者主要与生境均质化有关。无论在无牧还是放牧干扰下,黑鳞顶冰花种群最大聚集规模与种群密度之间均存在显著的负相关关系。放牧干扰下各样地种群最大聚集规模介于20.26-168.71 cm²之间,平均值54.61 cm²,明显高于无牧条件的8.26 cm²。放牧干扰和种内竞争两种生态过程产生了明确且不同的空间分布格局,放牧导致黑鳞顶冰花个体出现更大程度的空间聚集,突出显示出干扰在种群空间分布格局形成中的重要性。     

小型啮齿动物种群系统调节复合因子理论的野外实验研究：食物可利…

本研究在野外围栏条件下有用析因实验设计,测定营养、捕食及空间行为对根田鼠和群统计特征的影响。本文旨的检验下述特定假设;高质量食物可利用性和捕食对限制小型啮齿动物种群密度具有独立的和累加的效应。３年时间,４种野外实验处理６个重复和研究结果表明,附加食物并预防捕得处理的种群具有最高密度;未附加食物及预防捕食者处理（对照）的种群密度最低;而单一处理和种群,其密度居中。不同处理条件下,新生个体在种群的补充     

秦岭华山松种群分布格局及动态研究

基于相邻格子样方的野外取样方法,运用统计生态学的样方方差法、Ｇｒｅｉｇ－Ｓｍｉｔｈ格局分析法和Ｋｅｒｓｈａｗ格局强度分析法对秦岭林区不同年龄阶段华山松种群的空间分布格局、格局规模、格局强度进行了研究。