北京山区栓皮栎林优势种群点格局分析

采用点格局分析方法对北京山区栓皮栎林主要种群和不同发育阶段种群的空间分布格局及相互关系进行分析。结果表明:(1)群落物种组成简单,栓皮栎和油松是群落的优势种群,优势种群以中径木为主,缺乏可供更新的幼苗,种群呈现出衰退趋势;(2)在研究尺度内,栓皮栎、油松单种的空间分布格局以聚集型分布为主,随着尺度的增大呈现出随机分布和均匀分布的趋势;栓皮栎和油松呈现显著负相关;(3)优势种群不同发育阶段的空间分布格局与研究尺度紧密相关,栓皮栎小树和中树以聚集型分布为主、大树呈随机分布,而油松不同发育阶段均以随机分布为主;(4)栓皮栎、油松种群不同发育阶段之间的空间关联主要发生在小尺度范围内,小树和中树以正关联为主,而中树和大树、小树和大树以负关联为主;随着研究尺度的增大趋于无关联。     

黄河三角洲滨海湿地芦苇、碱蓬混生群落空间点格局分析

为了解黄河三角洲滨海湿地芦苇、碱蓬群落内的种群相互关系、多样的生态策略, 通过重复取样的调查方法, 运用多种汇总统计函数分析了黄河入海口处以黄河河道为基轴向北延伸至海边的三个不同区域的芦苇和碱蓬混生种群的种群结构和空间点格局。结果表明: 黄河边碱蓬和芦苇在全部尺度上趋于聚集分布; 中部滩涂湿地碱蓬在2-35 cm尺度上呈现聚集分布, 在1cm以及36-45cm尺度上呈现随机分布, 在其他尺度呈现均匀分布,芦苇在3-4 cm以及15 cm、20 cm尺度上呈现聚集分布, 其他尺度上呈现随机分布; 近海区域碱蓬在全部尺度上呈现随机分布, 芦苇在0-16 cm、21-25 cm以及44-46 cm尺度上呈现随机分布, 在其他尺度呈现聚集分布。黄河边芦苇和碱蓬种群种间关系趋于负相关, 种群之间相互排斥, 在中部滩涂湿地和近海区域两种群无关联, 仅在近海区域28-31 cm尺度出现正相关关系。黄河边两种植物的点格局分布以及种间关系与其他两个区域存在明显差异,需进一步开展相关实验深入了解黄河三角洲滨海湿地环境因素对芦苇、碱蓬混生群落点格局的影响。     

我国不同气候带优势高山垫状植物的小尺度点格局研究

采用点格局方法, 以Ripley′s函数为基础, 运用L(r)函数对我国不同气候带优势高山垫状植物种群进行点格局分析。结果表明, 不同气候带垫状植物的空间分布在小尺度(0~5 m)上以随机和聚集分布为主, 无均匀分布的情况出现; 在表现出空间聚集的垫状植物种群中, 随着尺度的增加, 聚集程度下降, 甚至转化为随机分布。对于高山垫状植物群落而言, 优势垫状植物的空间格局是以局部空间结构为核心的垫状植物群落构建和物种多样性维持的基础。由于种间竞争和互利作用发生在较小距离内, 因而种群小尺度的空间结构对垫状植物群落构建和物种多样性格局的形成至关重要。     

基于零模型的宁夏荒漠草原优势种群点格局分析

植物种群空间分布格局是多种生态过程综合作用的结果。明确植物优势种群个体的空间分布格局与形成机制有助于认识种群生态适应对策与群落多样性维持机制。以宁夏荒漠草原优势种群蒙古冰草、短花针茅、牛枝子和牛心朴子为研究对象,采用完全空间随机零模型分析其种群空间分布格局特征,并通过异质泊松零模型与泊松聚块零模型探讨生境异质性、扩散限制等因子在其空间分布格局形成过程中的作用。结果显示:(1)完全空间随机零模型下,4个物种在<4 m尺度范围内表现为聚集分布,随尺度增大,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。(2)在排除生境异质性的异质泊松零模型下,蒙古冰草种群在整个研究尺度上表现为随机分布;牛枝子、短花针茅和牛心朴子种群仅分别在0—0.2、0.1—0.4 m与0—0.2 m尺度范围内发生偏离,表现为均匀分布与聚集分布,其他尺度均为随机分布。(3)在排除扩散限制的泊松聚块零模型下,所研究种群均表现为随机分布。综上,荒漠草原优势种群在小尺度范围内主要表现为聚集分布;生境异质性与扩散限制均是驱动其空间分布格局形成的重要因子,相对而言,小尺度空间范围内扩散限制的作用更为显著。     

珍稀濒危植物长蕊木兰种群的年龄结构与空间分布

珍稀濒危植物长蕊木兰为国家Ⅰ级保护植物。然而,由于受研究尺度和分析方法的限制,对其种群生态特征等方面仍不清楚。以云南高黎贡山原生的中山湿性常绿阔叶林4 hm2样地调查数据为基础,应用Ripley的L函数分析了长蕊木兰种群的年龄结构与空间分布格局。研究发现:(1)长蕊木兰种群的年龄结构为反"J"型,属稳定型种群。(2)长蕊木兰种群个体的空间分布格局与空间尺度关系密切,空间尺度小于75 m时为聚集分布,大于75 m时为随机分布。生境异质性在长蕊木兰种群空间分布格局的形成中可能发挥了重要的作用。(3)不同发育阶段个体的空间分布格局存在明显的差异,中树和小树阶段的分布格局在中、小尺度上呈聚集分布,在较大尺度上呈随机分布;大树阶段在整个空间尺度上均呈现随机分布。(4)长蕊木兰不同发育阶段的空间关联性主要表现为中、小尺度上的负相关,在较大尺度上则趋向于无关联。     

藏嵩草和矮嵩草种群空间分布格局对水分的响应

植物种群对土壤水分响应的异质性是其格局形成和演变的环境基础。采用草地群落学调查与点格局分析方法,按湿地中心向边缘土壤水分依次递减的规律设置5个样地,分析了不同水分梯度下祁连山北坡高寒湿地主要植物藏嵩草(Kobresia tibetica)和矮嵩草(K.humilis)种群的空间分布类型及种间关联关系。结果表明:随土壤水分减少,藏嵩草种群盖度、植株高度、地上生物量持续降低,矮嵩草的生物学特征呈现先增大再减小的变化趋势;藏嵩草种群在土壤水分递减过程中小尺度上空间分布类型变化为聚集—均匀—聚集,矮嵩草种群在小尺度上由聚集分布逐渐转为均匀分布;随着土壤水分降低,藏嵩草和矮嵩草种群小尺度上的空间关联性逐渐表现为:显著正关联—关联性不显著—显著负关联。高寒湿地中藏嵩草与矮嵩草种群生物学特征、空间格局的规律性变化,反映了植物种间关系对生境异质性的适应性。     

高寒退化草地甘肃棘豆小尺度点格局

植物种群的空间格局是植物与环境协同适应的结果,体现了植物种群的生活史对策。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡选择未退化(Ⅰ)、轻度退化(Ⅱ)、中度退化(Ⅲ)和重度退化(Ⅳ)4种高寒草地,研究了甘肃棘豆(Oxytropis kansuensis)种群小尺度格局的空间异质性。结果表明:随着天然草地退化程度的加剧,甘肃棘豆种群高度、盖度、地上生物量和密度增大,小株丛(一级)比例逐渐减小,大株丛(二、三级)比例逐渐增大;甘肃棘豆的分布格局表现出与尺度关联的变化趋势,在未退化(梯度Ⅰ)和轻度退化(梯度Ⅱ)草地,甘肃棘豆种群在较小尺度上表现为聚集分布,较大尺度上表现为随机分布;在中度(梯度Ⅲ)和重度(梯度Ⅳ)退化草地,种群空间分布格局则表现出相异的格局特征。随着草地退化程度加剧,甘肃棘豆种群的聚集分布格局由小尺度转向较大尺度,体现了植物种群的扩散和更新策略。     

鄂尔多斯高原油蒿种群分布格局对降水梯度的反应

应用方差均值比率法、聚块性指数及点格局方法,沿着鄂尔多斯高原从东至西的降水梯度(336～249 mm·a^-1),设置5个采样点,对油蒿种群分布格局及其对降水梯度的反应进行了研究.结果表明：随着降水梯度的递减,在小尺度上研究区油蒿种群分布格局表现为由均匀分布向随机分布转变;在大尺度上则表现为由随机分布向聚集分布转变.降雨的减少显著改变了油蒿种群的空间分布格局,在进行生态恢复时需对植物个体进行合理配置.     

皖北石灰岩山地青檀种群不同发育阶段的点格局分析

基于皖北石灰岩山地青檀次生林的样地调查数据,采用空间代替时间和点格局O-ring统计法,研究了青檀种群的径级结构、不同发育阶段的空间分布格局及其相互关联性.结果表明:(1)不同样地青檀种群的径级结构大体呈倒“J”型,各径级均有个体分布,但主要集中在幼苗、幼树阶段,中树和大树较少,种群均属增长型.(2)幼苗、幼树和中树在个别小尺度上呈现出明显的聚集分布,且皇藏峪种群的聚集强度显著高于相山种群;随着尺度的增加,个体趋于随机分布.成树阶段的青檀个体均表现为随机分布或接近均匀分布.(3)各发育阶段间的空间关联主要表现在中、小尺度上,随着空间尺度的增加,空间关联性不显著.青檀种群结构和空间格局主要受群落生境的异质性、自身生物学特性(尤其是克隆繁殖)以及人为活动的干扰等因素影响.     

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。     

黑河上游高寒退化草地狼毒种群小尺度点格局分析

植被斑块化是自然界的一种普遍现象, 斑块的形成和变化对植物种群格局的形成和变化具有重要影响。在黑河上游祁连山北坡高寒退化草地, 采用点格局分析方法, 研究了小尺度上狼毒(Stellera chamaejasme)种群的种群密度、组成格局以及分布格局。结果表明: 随着狼毒种群分盖度的增大, 种群密度、领地密度和组成格局呈现规律性的变化, 斑块内部狼毒种群的数量出现增减交替变化趋势, 组成格局规律明显; 狼毒种群的分布格局表现出与尺度关联的变化趋势, 在31%-40%分盖度下, 狼毒种群在所有尺度上表现为随机分布, 在41%-50%、51%-60%、61%-70%、71%-80%分盖度下随着尺度增大, 分布格局的基本模式为: 随机—聚集—随机或均匀—随机—聚集—随机分布, 在聚集状态下, 聚集强度不同。以成株为核心的斑块内部种群表现为随机分布或均匀分布, 相对于外部表现为聚集分布, 随着成株个体数量的逐渐增多, 种群竞争关系由种间竞争转化为种内竞争, 促进了斑块扩张与合并、斑块增多与吞并, 从而实现了种群扩散。     

红松存在/不存在数据的多尺度空间分布格局

红松属小兴安岭地区地带性植被优势种,该地区也是其分布的北缘。在景观尺度上开展红松的分布格局研究有利于进一步了解红松分布机理、未来迁移过程等问题,对其经营和保护有重要意义。将景观指数法与点格局分析法结合,设定8个空间尺度,利用红松存在/不存在数据,通过计算各空间尺度上红松聚集程度和景观指数,分析小兴安岭地区红松种群在多尺度上的分布格局。研究结果表明,小尺度上红松聚集分布明显,随机分布区多处于其聚集分布区的边缘,均匀分布区则散布在其聚集分布区内。景观指数研究表明,通过景观指数可判断红松聚集分布格局趋势,而不能判断均匀分布、随机分布格局趋势,因为它们在多尺度下景观指数波动大,不能用景观指数来描述分布格局。研究得出如下结论:1)红松主要分布在其分布区的核心区域内,在分布区边缘和过渡带上呈随机分布,2)存在/不存在数据能够用来分析种群的多尺度空间分布格局,3)空间尺度的变化会引起树种分布格局的变化,随机分布随尺度增加,边缘化程度加强,4)单一尺度上,景观格局指数不能完全描述种群分布格局;而在多尺度上,变化趋势稳定的景观指数表明聚集分布存在,而波动剧烈的景观指数常与随机分布和均匀分布联系在一起,5)地形因子中,红松对坡度和海拔两个因子变化敏感。     

小兴安岭谷地云冷杉林主要种群及林隙形成木的空间格局

调查了小兴安岭谷地云冷杉林1.5 hm²(100 m×150 m)固定样地内的物种组成和径级结构,用点格局方法分析样地内主要种群的空间格局和空间关联性以及林隙形成木的空间格局.结果表明： 样地内胸径≥2 cm的乔木有13种,种群密度差异大,重要值在前4位的为臭冷杉、红皮云杉、白桦和花楷槭.种群的径级结构近似倒“J”形.臭冷杉和红皮云杉空间分布相似,随空间尺度的变化趋势为聚集 随机 均匀分布.白桦在≤40 m尺度为聚集分布,>40 m尺度变为随机分布,而花楷槭在整个研究尺度上均为聚集分布.除白桦和花楷槭两者间在整个研究尺度上均为负相关以外,其余种群间均为小尺度上正相关、大尺度上负相关.臭冷杉和白桦种群间正相关的显著性强,其他种群间正相关性普遍较弱.样地内林隙形成木的空间格局表现为中小尺度聚集分布,随尺度增大趋于随机分布.掘根形成的林隙形成木的空间点格局呈单峰型分布,随机、聚集和均匀3种分布均有出现.折干形成的林隙形成木的空间点格局分布整体波动不大,小尺度上在随机和聚集分布间交替出现,到大尺度则归于随机分布.两者间的空间关联性分析表明,≤32 m尺度为显著正相关,>32 m尺度为不显著的负相关.     

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。     

秦王川湿地盐角草和盐地碱蓬种群的空间格局及其关联性

植物种群的空间格局及关联性是植物种群生态学特性对环境条件长期适应和选择的结果。在秦王川国家湿地公园盐沼湿地,利用群落学调查法和点格局分析法,按照盐角草(Salicornia europaea)植株密度依次设置高密度Ⅰ(800株·m~(-2))、中密度Ⅱ(400~800株·m~(-2))和低密度Ⅲ(400株·m~(-2))3个密度梯度样地,分析了盐角草和盐地碱蓬(Suaeda salsa)种群的空间格局及其关联性。结果表明:随着盐角草植株密度的减小,其植株高度和地上生物量呈逐渐减小的趋势(P0.05),盐地碱蓬的植株高度和地上生物量呈逐渐增大的趋势(P0.05);盐角草在样地Ⅰ和Ⅲ中呈不同尺度的聚集分布,聚集尺度由较小尺度向小尺度过渡,在样地Ⅱ中所有尺度上呈聚集分布;盐地碱蓬在样地Ⅰ所有尺度上呈聚集分布,在样地Ⅱ和Ⅲ的聚集分布由较小尺度向中尺度过渡;在样地Ⅰ中,盐角草和盐地碱蓬之间表现为负相关和不相关(P0.05),在样地Ⅲ中表现为不相关,在样地Ⅱ中从负相关过渡到正相关(P0.05)。湿地植物密度调控机制影响下的非对称竞争关系,引起群落优势物种发生更替,反映了植物适应环境变化的生活史策略。     

华北山地典型天然次生林群落的树种空间分布格局及其关联性

关帝山华北落叶松、云杉、杨桦天然次生林植被类型是华北高海拔地带代表性的森林类型。以该地区上述3种典型的天然次生林群落为例,运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析各群落主要树种的种群空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析各群落中树种间的空间关联性;并对同一树种在不同森林群落类型中种群空间分布格局和种间关联性的变化进行比较,以探讨华北山地次生林群落空间格局形成和种群维持与动态机制。研究结果表明,(1)各种群在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度增加树木种群的聚集性减弱并逐渐表现出随机分布的格局特征;(2)同一树种在不同森林群落类型中空间分布格局差异很大。红桦、白桦和山杨在阔叶林中呈明显的小尺度聚集分布格局,而在针叶林群落呈随机分布。在阔叶次生林中混生的小龄级华北落叶松呈现聚集性空间分布格局。在华北落叶松为优势树种的针叶林中,大龄级的华北落叶松表现出小尺度上均匀分布和较大尺度上随机分布的格局特征;(3)各群落中树种间的空间关联性主要表现在小尺度范围,随尺度加大空间关联性逐渐不明显;(4)在阔叶树占优势的次生林,小龄级华北落叶松与桦木的分布有较明显的空间正关联性,而在华北落叶松为优势树种的针叶林,桦与华北落叶松并未表现明显的空间关联性。种群分布格局和种群间的空间关联性随群落结构、空间尺度和龄级结构不同而有较大变化。     

毛乌素沙地盐池地区固定沙丘主要固沙灌木的空间分布格局与空间关联性研究

种群的空间分布格局与关联性的研究对预测种群的演替趋势和植被重建具有重要意义。基于毛乌素沙地固定沙丘上固沙灌木的地理位置和生长发育阶段数据,采用单变量、双变量成对相关函数和Monte-Carlo拟合检验方法,对油蒿(Artemisiaordosica)、杨柴(Hedysarummongolicum)和柠条(Caraganakorshinskii)三种优势种群进行空间分布格局和关联性分析。结果表明:(1)三个种群在小尺度下呈现聚集分布,大尺度下呈现随机或均匀分布;杨柴和柠条种群在研究尺度范围内主要表现为聚集分布。(2)种间关系表明:油蒿和杨柴在小于5 m尺度下负相关,其他尺度下基本不具有相关性。(3)种群不同生长发育阶段之间的种内关联关系表明:在小尺度下, 3个种群的种内关系基本呈正相关;在大尺度下,油蒿种内关系呈负相关,杨柴和柠条的种内关系不存在相关性。     

黑河下游胡杨种群的点格局分析

采用空间点格局分析方法中的Ripley K函数,将宏观的地理环境与微观的点格局相结合,分析了不同尺度下黑河下游胡杨种群的空间分布格局.结果表明: 胡杨种群密度随离河距离增大而减小,且东河胡杨种群密度整体上高于西河;胡杨种群分布格局随空间尺度的变化而变化,主要在中尺度5～12 m呈聚集分布,在小尺度0～2 m和大尺度38～40 m呈随机分布,极少呈均匀分布;胡杨种群在不同离河距离主要呈聚集分布,且聚集强度随离河距离的增大呈增大趋势,而胡杨种群在离河距离较远的地段有扩散趋势,转为随机分布.表明胡杨种群内部的生态联系对空间尺度具有很强的依赖性,胡杨种群空间分布主要受表层土壤含水量和地下水埋深的影响.     

云南兰坪云南红豆杉种群年龄结构与空间分布格局分析

利用点格局分析法对滇西北兰坪县4个云南红豆杉(Taxus yunnanensis)种群的年龄结构、不同生长阶段空间分布格局及其关联性进行分析。结果表明:(1)林窗与人为干扰影响4个云南红豆杉种群的龄级结构,小林窗的种群呈稳定型;较大林窗的种群呈进展型;群落结构完整未出现林窗和有较大人为干扰的种群年龄结构均呈衰退型,幼苗、幼树与小树个体缺乏,种群存在一定程度的更新困难,林窗的大小是种群更新的重要因素。(2)人为干扰、自然生境与本身生物学特性影响4个种群空间分布格局,种群1整体及其不同生长阶段个体均呈聚集分布;种群2和种群4在小尺度呈聚集分布,而在大尺度上呈随机分布;种群3随着空间尺度增大分布格局表现为聚集→随机→聚集趋势。(3)种群2中幼苗、小树和中树在小尺度下表现为聚集分布,其他尺度下表现为随机分布;种群3的小树阶段聚集分布和随机分布皆有出现,中树与大树在不同尺度上表现为聚集分布;种群4聚集分布的强度随生长阶段的增加在减弱。(4)4个种群各发育阶段间皆呈或接近显著正相关,种内竞争弱,有利于种群维持。     

山东省滨海湿地柽柳种群的空间分布格局及其关联性

柽柳(Tamarix chinensis)是暖温带滨海盐碱湿地的先锋灌木物种, 在滨海湿地植物群落演替和防止沿海地区海水入侵中发挥着重要的作用。研究柽柳种群的空间分布格局和不同径级柽柳个体之间的空间关联性, 揭示种群发展规律, 可以为盐碱地柽柳种群的保护提供指导, 并为滨海湿地生态系统的演替和生态管理提供依据。该研究在昌邑国家海洋生态特别保护区核心区内沿平行海岸线方向设置两条间隔800 m左右的样带, 每条样带上设置3个50 m × 50 m的样地, 共设置6块样地进行每木调查, 绘制柽柳种群空间位置分布图, 并将调查的柽柳按照其基径大小分为≤4 cm、4-8 cm、>8 cm 3个不同径级。利用Programita软件对柽柳种群的分布格局以及不同径级间的空间关联性进行分析。结果显示: (1) 6块样地共调查柽柳个体374株; (2)不同样地间柽柳植株密度差别较大, 说明柽柳在区域尺度上的分布并不均匀; (3)柽柳种群在小尺度(小于5 m)上表现为聚集分布, 在大尺度(大于15 m)上表现为随机分布, 总体表现为随空间尺度的增大柽柳种群呈现由聚集分布过渡到随机分布的趋势; (4) 3个径级两两之间在小尺度上表现为正关联, 在大尺度上表现为无关联, 但在15 m尺度上径级II与径级III因为竞争而呈空间负相关关系。