内蒙古灌丛化草原毛刺锦鸡儿种群结构和空间分布格局北大核心CSCD

灌丛化草原的形成机制和群落结构与功能是植被生态学研究的一个重要科学问题。植物种群空间格局分析是研究植物种群相互作用及种群与环境关系的重要手段。灌丛化草原是内蒙古草原的主要类型。该文选择分布在鄂尔多斯市的毛刺锦鸡儿(Caragana tibetica)灌丛化草原为研究对象,布设一个64 m×64 m的样方,采用"三线定位法"确定样方中灌木的空间位置,用点格局的方法分析灌木空间分布格局与种内关联。结果显示:(1)毛刺锦鸡儿种群为增长型种群,成熟毛刺锦鸡儿个体在半径<3.7 m的范围内为均匀分布,范围增大则呈随机分布;毛刺锦鸡儿幼年个体在0.3–20.4 m之间为聚集分布,其他范围表现为随机分布;死亡个体在0.7–1.4 m范围为聚集分布,其他范围则随机分布。(2)毛刺锦鸡儿存活个体对死亡个体在0–9.9 m范围内为不明显的正相互作用,其他范围无相关关系;成熟个体对幼年个体在<2.2 m范围表现为负相互作用,在>2.2 m范围表现为不相关。研究显示,毛刺锦鸡儿灌丛化草原不同发育阶段的毛刺锦鸡儿种群空间分布格局是不同的,并随空间尺度的变化而变化,如果在干旱区采用毛刺锦鸡儿对退化草原进行恢复重建,灌木间的株行距以4 m为宜。     

内蒙古半干旱草原灌丛化过程中小叶锦鸡儿引起的土壤碳、氮资源空间异质性分布

过度放牧下内蒙古半干旱草原,由于小叶锦鸡儿多度增加导致植被灌丛化,这已经成为该地草原退化时的普遍现象。草原灌丛化过程中,灌丛内凋落物的累积使得养分循环区域化,草原土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(STN)空间异质性增强,导致灌丛沃岛形成。半干旱草原灌丛化过程机制的假说认为:灌丛斑块扩展与其引起的土壤空间异质性的增强之间存在着正反馈作用,正是这种反馈作用促使草地向灌丛地的转变。小叶锦鸡儿通过克隆生长形成不同大小的斑块,它们对应于其发育的不同阶段。因此,将不同大小的灌丛沃岛划分为小灌丛组与大灌丛组,它们代表着灌丛沃岛发育的早期与晚期两个阶段。结果表明:内蒙古半干旱草原灌丛化过程中,小叶锦鸡儿灌丛斑块引起了土壤有机碳(SOC)与土壤全氮(STN)的空间异质性,表现在水平方向上,对于0～5cm,5～10cm,10～20cm3个土壤层次,由灌丛斑块内部向外部SOC与STN均趋于降低;而在垂直方向上,对于灌丛斑块内部、边缘和外部3个位置,由0～10cm到10～20cm再到20～30cm,随着土壤深度增加SOC与STN均趋于降低。随着小叶锦鸡儿灌丛斑块扩展,SOC与STN空间异质性的分布不断增强,表现在灌丛斑块内部相对于外部(或边缘)对SOC与STN富集程度均显著增加。草原灌丛化过程SOC与STN空间异质性变化在0～5cm,5～10cm,10～20cm3个土壤层次中,以表层0～5cm的表现最为强烈。表层0～5cm土壤空间异质性的形成与灌丛自身凋落物的生产以及对灌丛外凋落物的截留有关。由此推断:退化草原灌丛化的过程中,小叶锦鸡儿灌丛斑块引起SOC与STN空间异质性的变化是一个自我增强过程,灌丛斑块扩展与其导致的SOC与STN空间异质性增强之间存在着正反馈作用。因此,以上关于半干旱草原灌丛化机制的假说对我国内蒙古半干旱草原灌丛化也是适用的。     

围封年限对内蒙古灌丛化草原小叶锦鸡儿灌丛结构及群落种间关联的影响

由于全球气候变化及过度放牧等不合理利用,灌木入侵草地已经成为干旱半干旱草原区的一种普遍现象。本研究在内蒙古锡林郭勒草原区选择3处不同围封恢复年限（围封时间分别为1979,1983和2003年）的小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）灌丛化草地,分析了围封年限对灌丛化草地关键种小叶锦鸡儿种群大小格局及灌丛间主要物种种间关联的影响,并从群落内物种生态位配置情况方面进行了相关机制的探讨。结果显示：（1）小叶锦鸡儿的冠幅大小分布结构的偏态系数在8/9的样区内大于0,表现为正偏态;随着围封年限的延长,在低、中灌丛化样区内,小叶锦鸡儿的冠幅有增大的趋势,这主要是由小于0.5 m冠幅的小叶锦鸡儿的减少或者消失导致的;（2）随着围封年限的延长,灌丛间多年生禾草生态位宽度（B）逐渐增大,表现为B_1979围封 > B_1983围封 > B_2003围封;灌丛间主要物种种间关系由负关联作用（竞争作用）向正关联作用（促进作用）转变。本研究结果不仅揭示了围封条件下小叶锦鸡儿灌丛化草地群落结构的变化及发展趋势,同时也从关键种小叶锦鸡儿种群大小格局及灌丛间主要物种种间关联的角度对相关机制进行了解释,为该区域的合理利用及恢复政策的制定提供了数据支持及理论指导。     

普定杜鹃花种群结构和空间分布格局

普定杜鹃花(Rhododendronpudingense)是杜鹃花属一新种,在贵州省首次发现的4个分布区设置样方,采用匀滑技术和均值比率等方法分析其种群结构和空间分布格局。结果表明,普定杜鹃花在4个分布区共有1 113株,其中晴隆611株,望谟308株,普定83株,镇宁111株;普定杜鹃花种群个体主要集中在第Ⅰ和第Ⅱ龄级;晴隆、望谟和普定分布点的存活曲线表现为Deevey-Ⅱ型,镇宁为Deevey-Ⅲ型;各个分布点都表现为聚集分布。4个分布区的普定杜鹃花种群属于增长型,但由于普定杜鹃花在分布的群落中数量较少,在群落物种组成中处于从属地位,加上其生长区域大量基岩裸露导致其生境的脆弱性,如果不加强人为干扰措施去保护普定杜鹃花,可能导致这一新物种会被森林群落中的其他物种淘汰。     

内蒙古典型草原小叶锦鸡儿灌丛化对水分再分配和利用的影响

灌丛化是全球草原地区存在的主要环境问题。通过对内蒙古典型草原区小叶锦鸡儿灌丛和草地斑块冠层降雨再分配、地表径流、土壤含水量的对比观测,研究了小叶锦鸡儿灌丛化对该区水分再分配和利用的影响。结果表明,灌丛和草地斑块的冠层截留量分别占降雨量的20.86%和7.88%,灌丛和草地斑块的平均地表径流系数分别为5.95%和17.19%。土壤含水量观测结果显示,0—60 cm土层中,降雨事件过程中,灌丛斑块较草地斑块能捕获更多水分,灌丛斑块植被冠层下方土壤含水量高于草地斑块;而在雨后无有效降水补充土壤水分的前提下,0—60 cm土层中,灌丛斑块土壤水分蒸散发量高于草地斑块,其中0—10cm土层中灌丛斑块土壤水分蒸散发速率低于草地斑块,10—60 cm土层中灌丛斑块土壤水分蒸散发速率高于草地斑块。研究认为,在水分为关键性限制因子的干旱半干旱区,小叶锦鸡儿灌丛化过程增加草原生态系统中水分分布的空间异质性,灌丛斑块能捕获、利用更多水分以维持更多的生物量。     

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。     

围封禁牧对小叶锦鸡儿灌丛化草原群落组成和结构的影响

典型草原向灌丛化草原的转变是过度放牧引起的重要结果之一。为研究内蒙古地区小叶锦鸡儿灌丛化草原对围封禁牧的响应,在内蒙古锡林郭勒典型草原退化区选取小叶锦鸡儿成片分布的典型地段,自2003年,分别设置禁牧样区和放牧样区。于2008—2011年连续四年调查禁牧样区小叶锦鸡儿种群生长和生理生化指标及灌丛间群落基本特征,并将2011年禁牧样区与放牧样区小叶锦鸡儿种群与灌丛间群落进行比较。结果显示:(1)围封后小叶锦鸡儿种群开始衰退,主要体现在种群盖度的降低和叶片氮磷含量(特别是磷含量)有所降低,而个体构件生长状况无显著差异;(2)灌丛间群落的物种组成随围封年限增加发生显著变化:禁牧后1年生植物逐渐退出群落,多年生丛生禾草重要值随围封年限增加而显著增加,即围封禁牧对小叶锦鸡儿灌丛化草原的群落恢复有积极作用;(3)小叶锦鸡儿种群盖度与多年生丛生禾草的重要值显著负相关,说明两者之间存在竞争关系,推测多年生丛生禾草的竞争是禁牧后小叶锦鸡儿衰退的重要原因。     

内蒙古北部荒漠草原啮齿动物的空间分布格局

内蒙古北部荒漠草原区地处荒漠与草原的过渡地带,是草原生态系统中较为独特的一种类型。该区不但植被类型独特,啮齿动物分布也有特殊性。因此,本文就荒漠草原中段的调查结果,对长爪沙鼠（Ｍｅｒｉｏｎｅｓｕｎｇｕｉｃｕｌａｔｕｓ）、赤颊黄鼠（Ｓｐｅｒｍｏｐｈｉｌ...     

贵州雷公山秃杉的种群结构和空间分布格局

在贵州雷公山秃杉分布区域选择6类典型样地,运用相邻格子法,对秃杉种群进行生态学调查,采用空间序列代替时间序列的方法,编制种群的特定时间生命表与存活曲线,并应用均值(-X)、聚集度指数(I)、聚集指数(Ca)、扩散系数(C)、负二项分布指数(K)等聚集强度指数分析种群分布格局,为贵州雷公山秃杉种群的保护提供一定的理论依据。研究结果表明:(1)秃杉种群年龄结构呈金字塔形,幼苗严重不足,成年阶段个体较为丰富,种群有衰退趋势;(2)秃杉种群的死亡率qx从Ⅰ龄级至Ⅶ龄级增大,其中在Ⅴ龄级与Ⅵ龄级有两次死亡高峰,存活曲线基本接近DeeveyⅡ型;(3)种群分布格局整体上呈聚集分布。     

小叶锦鸡儿灌丛化对典型草原群落结构与生态系统功能的影响

草原灌丛化是全球干旱半干旱地区面临的重要生态问题。灌丛化对草原生态系统结构与功能的影响较为复杂,有待于在更广泛的区域开展研究。该研究在内蒙古锡林郭勒典型草原选择轻度、中度和重度灌丛化草地,通过群落调查,结合植物功能性状和土壤理化性质观测,研究了小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛化对草原群落结构(物种多样性、功能多样性和功能群组成)和生态系统功能(初级生产力、植被和土壤养分库)的影响。结果表明:1)不同程度灌丛化草地的物种丰富度、功能性状多样性和群落加权性状平均值差异显著,其中,中度灌丛化草地的物种多样性和功能多样性较高,表明一定程度的灌丛化有利于生物多样性维持。2)重度灌丛化草地的地上净初级生产力(ANPP)显著高于轻度和中度灌丛化草地,其原因主要是随着灌丛化程度加剧,群落内一/二年生草本植物显著增加,而多年生禾草和多年生杂类草显著减少。三个灌丛化草地的植被叶片和土壤碳、氮库差异均不显著。3)灌丛化对草原生态系统功能包括ANPP、植被和土壤养分库均没有直接的影响,而是通过影响功能群组成、土壤理化性质和功能多样性,间接地影响生态系统功能;灌丛化导致功能群发生替代和土壤旱碱化是最重要的生物和非生物因素。     

水杉原生种群结构及空间分布格局

水杉(Metasequoia glyptostroboides)是我国特有濒危极小种群物种, 其种群的状态一直被国内外学者广泛关注。分析现存水杉原生种群结构和空间分布格局及其空间关联性, 可以从空间格局角度深入认识水杉原生种群结构和分布格局及可能的形成机理。本文基于湖北利川境内水杉原生种群的野外调查数据, 分析其径级和高度级结构, 同时运用点格局分析中的成对相关函数g(r)以及3个零模型(完全空间随机模型、异质泊松模型、先决条件模型)分析水杉原生种群空间分布格局、各龄级空间分布格局及空间关联性。结果表明: (1)分布于研究区域内的水杉原生种群个体数共5,663株, 已死亡33株, 现存活5,630株, 其中40株濒临死亡, 465株处于衰弱状态, 部分个体呈现不同的形态特征和生长状况, 断梢和蚁害最为常见, 雷击是最致命的危害。(2)水杉原生种群结构分析显示, 其径级结构和高度级结构均呈纺锤型, 自然更新不良。(3)基于完全空间随机模型, 水杉原生种群在各尺度下均呈现聚集分布, 中龄树在较小尺度(r < 3,300 m)上呈现聚集分布, 成年树和老龄树在较大尺度(r < 4,700 m)上呈现聚集分布; 排除生境异质性影响后, 聚集尺度均减小, 所以种群及不同龄级的聚集尺度分别为0-3,000 m、0-2,100 m、0-2,900 m和0-2,500 m, 随后呈现为微弱的随机分布和均匀分布。(4)基于完全空间随机模型, 3个龄级之间在所有尺度均为正关联; 在排除生境异质性影响后, 不同龄级的正关联尺度减小, 均在0-2,800 m呈正关联。综上, 水杉原生种群个体数量正呈现逐步减少的趋势, 种群主要呈聚集分布, 各个龄级间具有正向的关系, 从现有的空间格局来看, 生境异质性、扩散限制和种内竞争是导致该格局的主要原因。     

小叶锦鸡儿灌丛化对典型草原群落结构与生态系统功能的影响

草原灌丛化是全球干旱半干旱地区面临的重要生态问题。灌丛化对草原生态系统结构与功能的影响较为复杂, 有待于在更广泛的区域开展研究。该研究在内蒙古锡林郭勒典型草原选择轻度、中度和重度灌丛化草地, 通过群落调查, 结合植物功能性状和土壤理化性质观测, 研究了小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛化对草原群落结构(物种多样性、功能多样性和功能群组成)和生态系统功能(初级生产力、植被和土壤养分库)的影响。结果表明: 1)不同程度灌丛化草地的物种丰富度、功能性状多样性和群落加权性状平均值差异显著, 其中, 中度灌丛化草地的物种多样性和功能多样性较高, 表明一定程度的灌丛化有利于生物多样性维持。2)重度灌丛化草地的地上净初级生产力(ANPP)显著高于轻度和中度灌丛化草地, 其原因主要是随着灌丛化程度加剧, 群落内一/二年生草本植物显著增加, 而多年生禾草和多年生杂类草显著减少。三个灌丛化草地的植被叶片和土壤碳、氮库差异均不显著。3)灌丛化对草原生态系统功能包括ANPP、植被和土壤养分库均没有直接的影响, 而是通过影响功能群组成、土壤理化性质和功能多样性, 间接地影响生态系统功能; 灌丛化导致功能群发生替代和土壤旱碱化是最重要的生物和非生物因素。     

内蒙古退化草原狼毒种子的种群分布格局与散布机制

狼毒 (Stellera chamaejasme)为瑞香科多年生草本植物 ,是主要的草地有毒植物种类之一。采用邻接格子样方法和分布指数 (DI)以及平均拥挤度 (m* )指标 ,研究了内蒙古西辽河平原北部典型草原区内的狼毒 (Stellera chamaejasme)种子种群分布格局强度、类型与规模 ;根据顺序远离母株的取样调查 ,定量地分析了狼毒种子在 8个方向上的散布格局。结果表明 ,狼毒种子在落种期之前为随机分布 ,而在落种期结束后为聚集分布 ,种子种群斑块大小平均为 0 .0 8m2 。狼毒种子在 8个方向上的散布表现为不同的散布格局模式。在不同方向随着累积面积增加狼毒种子散布数量变化符合 L ogistic曲线增长。各方向种子散布数量与顺风风向频率显著正相关。狼毒种群具有“近母株散布”的种子散布机制 ,基本散布半径为 0～ 5 0 cm。狼毒种群通过种子散布扩展其分布空间的能力是很有限的     

湖南大围山杜鹃灌丛木本植物种群空间格局

以大围山山顶杜鹃灌丛为研究对象,设置了6个15 m×15 m的样地。采用方差/均值比率法的t检验对杜鹃灌丛的空间格局进行了分析,同时采用负二项式参数、丛生指数、平均拥挤度指数、聚块性指数、扩散指数、格林指数和Cassic指数分析了群落内木本植物的聚集强度。结果表明:14种常见木本植物(如杜鹃Rhododendron simsii、湖南白檀Symplocos hunanensis、四川冬青Ilex szechwanensis)中,有85.7%的物种表现为聚集分布格局;聚集强度随种群密度的增大而减小;非优势种群直角荚蒾(Viburnum foetidum var.rectangulatum)、水马桑(Weigela japonica var.sinica)、鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)的聚集强度大于优势种群杜鹃、湖南白檀等;植物对山顶温凉湿润气候条件的适应能力,种子扩散方式、萌生能力和耐荫特性等生物学特性,以及干扰是决定杜鹃灌丛木本植物空间格局的主要驱动因子。     

银杉种群的空间分布格局

银杉（ＣａｔｈａｙａａｒｇｙｒｏｐｈｙｌｌａＣｈｕｎｅｔＫｕａｎｇ）种群的空间分布格局受银杉种群本身的生物学特性、种群的年龄和更新方式等及群落内小环境的共同影响。在老龄种群内,多表现为集群分布;在较年轻的种群内,多为随机分布。气候和立地条件基本一致时,群落内岩石的覆盖与土壤蚀形成的小环境。     

平茬处理对小叶锦鸡儿灌丛邻居植物群落空间格局的影响

近几十年来,内蒙古典型草原小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛化现象普遍发生,严重影响了草地生产力。平茬作为灌丛化草地主要管理方式之一,已受到广泛关注;然而平茬如何影响灌丛邻居植物群落的格局动态及其下土壤理化性质变化,仍缺少相应研究。以内蒙古草原小叶锦鸡儿灌丛化草地为研究对象,进行平茬处理,并依据距离小叶锦鸡儿灌丛的远近位置(远—2.5 m,近—0.5 m)设置样方进行植物群落调查和土壤样品的采集,经分析发现:(1)平茬处理显著提高了灌丛邻居植物群落均匀度及邻居植物群落下土壤全碳、全氮含量。(2)借助零模型(Null-model)分析,得出未平茬处理条件下,距离灌丛远近两种位置群落均表现为竞争性格局;而平茬处理条件下,群落竞争性格局作用弱化,且距离灌丛2.5 m位置处群落表现为促进性格局。(3)调查群落中物种间的关系多为中性作用;仅有少数物种对表现为显著正(或负)相互作用关系,且多由群落中优势物种组成;平茬处理条件下群落中显著负相互作用关系物种对比例下降,支持群落整体竞争性格局弱化这一结论。所得结果不仅为小叶锦鸡儿灌丛平茬处理条件下邻居植物群落及土壤环境的动态变化的探讨提供了实验依据,而且对灌丛化草地的恢复具有一定的实践指导意义。     

内蒙古典型草原灌丛化对生物量和生物多样性的影响

通过样方调查,研究了内蒙古典型草原不同退化程度草地中小叶锦鸡儿 (Caragana microphylla Lam.)灌丛斑块空间分布格局、草地生物量及生物多样性特征。结果表明,从轻度到中度、重度退化草地,草本植物生物量呈减少趋势,小叶锦鸡儿生物量呈增加趋势,总生物量呈先减少后增加趋势;灌丛斑块生物多样性呈增加趋势,草地斑块生物多样性呈先减少后增加趋势,其中轻度退化草地中灌丛斑块生物多样性低于草地斑块,中度和重度退化草地中灌丛斑块生物多样性高于草地斑块。本研究认为,内蒙古典型草原灌丛化过程中,生态系统可能存在草本植物占优势或小叶锦鸡儿占优势这样两种稳定状态,这两种状态能维持较高生物量和生物多样性,而在由草本植物占优势向小叶锦鸡儿占优势转化的过渡阶段,系统不稳定,仅能维持较低生物量和生物多样性。     

择伐对思茅松自然种群结构和空间分布格局的影响

思茅松是云南省重要的材脂兼用树种,而择伐是思茅松天然林管理的有效手段,也是获取木材的重要途径。基于对云南省景谷县思茅松天然林的样地调查数据,采用种群径级结构代替年龄结构、Ripley的L函数点格局等方法,对思茅松天然林在不同强度择伐10a后的种群结构和空间分布格局及其不同发育阶段在不同尺度下的相互关系进行了系统研究和分析。结果表明:择伐10a后3种类型的思茅松自然种群的胸径、树高之间呈显著的正相关且可用幂指数模拟预测模型。未择伐的思茅松种群呈衰退型,轻度择伐(12.9%)后种群呈稳定型,中度择伐(29.3%)后的种群属增长型,适当的中度择伐有利于自然种群的更新;未择伐与中度择伐后的思茅松种群分布格局整体呈随机型,但后者较前者更趋向于均匀分布,轻度择伐后的思茅松种群分布格局随着尺度的增加由随机转向聚集分布。择伐对不同径级思茅松天然林种群空间分布格局有重要影响,未择伐的思茅松自然种群随着发育阶段的发展,多数尺度上由随机分布逐渐转变为聚集分布,至大树则又以随机分布为主;轻度择伐和中度择伐的思茅松自然种群则随着发育阶段的发展而由完全的随机分布逐渐转变为聚集分布,中度择伐的聚集分布则更为明显。思茅松不同发育阶段间在所有尺度上基本都呈显著正相关,表明思茅松种群种内竞争弱,有利于种群的维持。