芦芽山亚高山草甸优势种群和群落的二维格局分析

种群和群落的二维空间格局研究能够更好地揭示群落的空间和结构特征,但在分析方法上有较大的困难。用垂直相交的两条样带在两个方向上同时取样的二维取样法,获得数据,用一维格局分析方法分别分析,可以得到各个种不同格局规模斑块的长、宽及面积,实现二维格局研究。用DCA排序和格局分析方法相结合,可以完成群落的二维格局分析。在山西芦芽山亚高山草甸应用的结果表明这样的垂直样带二维取样及分析方法较好地反映了种群和群落的空间特性,是非常有效的,并且该方法简单易做,具有较大的可操作性。所研究的草甸主要优势种格局斑块的形状比较规则,面积也较大。次要种斑块多为不规则形,面积也较小。群落格局与主要优势种的格局关系密切。     

Two-dimensional pattern analysis on dominant species and community in subalpine meadow of Luya Mountain, Shanxi Province, China

The spatial pattern analysis of population and community is important to understand community structure and has become one key topic in modern plant ecology. There are many techniques for analyzing one-dimensional pattern in ecological literature. Two-dimensional pattern analysis is better than one-dimensional analysis in the study on community spatial characteristics and structure. However, it is hard to analyze these two-dimensional patterns due to poor effective methodology. The two-dimensional sampling using two transects that meet at right angles was applied to get quadrat data in this work. And then the data from the two transects were analyzed separately by one-dimensional pattern analysis method, two-term local quadrat variance. The length, width, and area of patches at different scales of pattern for populations were obtained from the analysis. For community pattern, detrended correspondence analysis (DCA) was employed to summarize the species information firstly, and then the first DCA axis scores were analyzed to check its pattern. The application of this method to the pattern analysis on dominant populations and community for subalpine meadow (Comm. Polygonum viviparum + Carex rigescens + Kobresia bellardii) in the Luya mountains showed that it could release the characteristics of spatial pattern clearly and was a very effective technique. The method is easy to use and saves time with obvious advantages, compared with the two-dimensional pattern analysis methods presented in the literatures. In the study meadow, the patterns of the main dominant species, Polygonum viviparum, Carex rigescens, and Kobresia bellardii, were apparent and comparatively regular in shape with large areas of patches at the same scale compared with other species such as Festuca sp. and Thalictrum petaloideum. There were two or three scales of patterns for each plant population studied. This was related to population features, the interaction with environmental factors, and their dominant position in the community. The two scales of patterns for the meadow community were clear. The pattern of community was closely correlated with that of the main dominant species. The patches of dominant species were inter-distributed and overlapped, and formed the community pattern together. This is beneficial for utilization of resources, and keeping the community stable. __________ Translated from Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(6): 1264–1268 [译自: 生态学报]     

群落二维格局分析的两种方法

群落二维空间格局研究能够更好地揭示群落的特征,但在分析方法上有较大的困难。用垂直相交的两条样带在两个方向上同时取样的二维取样法,获得数据,用DCA排序与格局分析相结合的方法,得到群落不同格局规模斑块的长、宽及面积,实现二维格局研究。在亚高山草甸群落格局研究中应用表明,两个方法均是有效的。     

拉萨河谷草地群落的数量分类与排序

采用TWINSPAN数量分类和DCA、CCA排序的方法,对拉萨河谷草地23个样点进行统计分析。结果显示:(1)TWINSPAN数量分类将拉萨河谷草地群落划分成8种类型,拉萨河谷的草地群落分布呈现明显的垂直地带性分布格局。(2)TWINSPAN分类所划分的各群落在DCA排序图上都有各自的分布范围和界限,说明DCA排序能较好的反应各群落与其环境资源之间的关系,同时,TWINSPAN的分类结果也在排序图上得到较好的印证。(3)样点DCA排序的第一轴基本反映了海拔高度的变化梯度,第二轴基本反映了坡向的变化。(4)样点CCA排序表明,影响群落分布的主要环境因子是海拔,其次是坡向。CCA排序进一步阐明了拉萨河谷草地群落分布决定于海拔和坡向等环境因子,并间接验证了TWINSPAN的分类结果。(5)物种CCA排序和TWINSPAN分类结果表明:植物群落中物种的分布格局与植物群落类型的分布格局存在一定的相似性,物种的分布格局在很大程度上影响着群落的分布格局。     

青藏高原三种优势植物生物量分配的变化规律

该研究利用4个由高到低不同海拔的同质园实验,以青藏高原高寒草地优势植物垂穗披碱草(Elymus nutans)、矮嵩草(Kobresia humilis)和珠芽蓼(Polygonum viviparum)为对象,分析了植物个体根、茎、叶生物量分配及根冠比的变化规律及影响因素。结果表明:(1)植物个体根、茎、叶质量比和根冠比具有显著的种间差异;与垂穗披碱草和珠芽蓼相比,矮嵩草具有显著较高的根质量比而叶、茎质量比较低,所以其根冠比较高。(2)在向低海拔移栽的过程中,珠芽蓼叶质量比保持不变,茎质量比显著降低而根质量比显著升高,根冠比表现出显著上升的趋势;垂穗披碱草则相反,即叶、茎质量比显著升高而根质量比显著降低,根冠比表现出显著下降的趋势;矮嵩草根、茎、叶质量比和根冠比则无显著变化。(3)随着海拔降低,年均气温明显升高而年均降雨量明显降低,且在植物个体种源地和土壤基质保持一致的条件下,向低海拔移栽过程中温度是导致珠芽蓼根、茎、叶生物量分配及根冠比变化的重要因素,而水分是垂穗披碱草根、茎、叶生物量分配及根冠比变化的重要驱动因素;矮嵩草根、茎、叶生物量分配及根冠比受其遗传因素影响较大。因此,在将来暖干化的背景下,青藏高原高寒草地植物生物量的分配将会发生改变,导致它们对资源(光照、水分和土壤养分)获取和利用的变化而改变它们的种间关系,从而影响群落的物种多样性与组成,最终可能导致生态系统功能的变化。     

Arbuscular mycorrhizal distribution in relation to microsites on recent volcanic substrates of Mt. Koma,Hokkaido, Japan

Mycorrhizae occur in most terrestrial ecosystems and are crucial to understanding community structure and function. However, their role in primary succession is poorly understood. This study examined the mycorrhizal colonization of six plant species in relation to microsite types on recent volcanic substrates on the summit of Mt. Koma, Hokkaido, Japan. The six microsites were flat, rill, near rock, Carextussock, Polygonum patch and Salix patch. Carex oxyandra was nonmycorrhizal and Agrostis scabra and Campanula lasiocarpa were arbuscular mycorrhizal (AM) at all microsites examined. Agrostis AM colonization levels did not differ across microsites. Near rock Campanula roots contained significantly more hyphae than at flat and Polygonum patch microsites, and rill and Carex tussock Campanula more arbuscules than at Polygonum patches. Penstemon frutescens was found to be facultatively mycotrophic with AM colonization occurring in roots of Penstemon growing in Carex tussocks, Polygonum patches and near rocks. Polygonum weyrichii was found to be ectomycorrhizal. Polygonum located in rills and in Polygonum and Salix patches were more colonized than Polygonum in Carex patches. Salix reinii was heavily ectomycorrhizal.     

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。     

乌鲁木齐河源区高寒冰缘植被的生态特征研究

对乌鲁木齐河源区高寒冰缘植被进行了调查和生态环境分析。研究了高寒冰缘植物对寒区环境在形态结构和繁殖方式等方面的适应特征及其生态对策,在该区域垂直带谱中,植被包括了两个垂直带;高山草甸和高山垫状植被。主要植物群系有：苔草群系、蒿草群系、早熟禾群系、四蕊山莓草系、高山红景天群系、族生柔籽草群系、珠芽蓼群系等７个,共包括２７类植物群（群丛）此外,在高山流石堆上具有有牌演替早期阶段的高山植物群聚。决定该区     

放牧对青藏高原东部两种典型高寒草地类型凋落物分解的影响

为认识放牧对青藏高原东部中生性的高寒草甸草地和半湿生的沼泽草地凋落物分解的影响,在这两种草地上分别设置了围栏和放牧样地,研究了其各自的混合凋落物样品和4个优势物种(发草Deschampsiacaespitos、鹅绒委陵菜Potentilla anserine、木里苔草Carexmuliensis、藏嵩草Kobresiatibetica)凋落物的分解和养分释放动态,这4个优势物种也大致代表了当地沼泽草地生态系统在放牧和气候变暖驱动下逆行演替不同阶段的优势物种类群。结果表明,各优势物种凋落物的分解速率有显著差异;放牧在总体上促进了凋落物的分解,但不同物种的响应有所不同;放牧对凋落物C的释放影响不显著或有抑制作用,但对N、P的释放具有一定促进作用。对各优势物种凋落物分解和养分释放模式的分析表明,群落逆行演替过程中,凋落物分解和C释放加速,可能促进沼泽湿地退化的正反馈效应。草甸草地的退化标志物种鹅绒委陵菜具有较高的凋落物质量和分解速度,反映了中生条件下植物应对牲畜啃食采用"逃避"而非"抵抗"策略的趋向。     

Community pattern analysis: A method for quantifying community mosaic structure

A method of quantifying community spatial patterns, community pattern analysis, is described. It is proposed that ordination analysis is used to obtain an integrated score for each quadrat from transect data. For the data presented here, separate ordinations were made of both floristic and environmental (soils) data. The ordination axis scores are then analysed using two or three-term local variance analysis to quantify the scales of community pattern. Correlation analyses allow the relationship between the vegetation and soils data (as represented by ordination axis scores), and other environmental data to be investigated at defined scales. The advantages of this method, that employs the joint application of conventional methods, are that it includes the influence of all species in the analysis, and that multiple uncorrelated scales of pattern within a community are identified.     

卧龙自然保护区亚高山草甸的数量分类与排序

在野外植被调查的基础上,采用植被数量分析方法对岷江流域卧龙自然保护区亚高山草甸进行TWINSPAN分类和DCA排序,研究了植物种、植物群落与环境之间的关系.结果表明,该地区亚高山草甸共有植物139种,隶属于31科88属.应用数量分类方法将114个样方分为12个群落类型.在分析不同环境因子间的关系基础上,从定量的角度揭示了影响群落分布的主要因素是海拔梯度和土壤含水量.DCA排序图反映出排序轴的生态意义,第1轴反映了各群落类型所在环境的海拔梯度,从上到下,随着海拔的升高,植物群落或植物种的耐寒性越来越强;第2轴基本上反映了各群落类型所在环境的土壤含水量.排序结果与分类结果比较吻合,反映出植物群落类型和物种分布随环境因子梯度变化的趋势.     

珠穆朗玛峰国家级自然保护区高山杜鹃群落多样性研究

根据野外样方调查数据,采用双向种指示分析(TWINSPAN)和典范对应分析(DCCA),对珠穆朗玛峰国家级自然保护区高山杜鹃灌丛群落进行分类和排序,并分析物种多样性沿海拔梯度分布格局。结果表明:(1)该研究区域38个高山杜鹃样地中,共记载的维管束植物有35科68属135种,出现频度较高的种有高山嵩草(Kobresia pygmaea)、珠芽蓼(Polygonum viviparum)、高山大戟(Euphorbia stracheyi)、髯花杜鹃(Rhododendron anthopogon)、雪层杜鹃(R.nivale)、扫帚岩须(Cassiope fastigiata)、鳞腺杜鹃(R.lepidotum)、木根香青(Anaphalis xylorhiza)、刚毛杜鹃(R.setosum)等。(2)TWINSPAN等级分类将该区域高山杜鹃灌丛38个样地划分为14个群丛类型。(3)样地DCCA二维排序图结果表明,土壤类型和海拔是影响该区域高山杜鹃灌丛群落分布格局的主要因子。(4)该区域高山杜鹃灌丛群落物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数与海拔呈显著负相关关系,随着海拔的升高而不断降低;而Pielou指数与海拔之间并无显著相关关系。     

祁连山冷龙岭南坡移地植物叶片的碳氮特征

在祁连山冷龙岭南麓坡地进行不同海拔高度土壤(0～40(30)cm土层)和植被的整体双向移地实验,以探讨气候变化对主要物种和群落碳、氮特征的影响。结果表明,3 200 m的麻花艽移地至高海拔时,叶片碳、氮含量分别呈现出先增加后减少和一直增加的趋势,而碳/氮值下降明显。3 400 m的兰石草、珠芽蓼、垂穗披碱草、金露梅和鹅绒委陵菜5种植物大部分叶片碳、氮素含量及碳/氮呈现出随海拔增高而下降的趋势。3 600 m的矮嵩草、雪白委陵菜和重齿风毛菊3种植物叶片碳、氮含量及碳/氮在各海拔之间变化不明显。3 800 m的矮嵩草和矮火绒草的叶片碳、氮含量随海拔高度增加而增加,碳/氮下降。整个群落来讲碳含量随海拔升高而降低,氮含量和碳/氮比变化较小。研究发现,各群落和物种对移地的响应方式因物种组成、原生状态不同而存在差异;温度条件(以海拔升降模拟温度降升)对植被群落及主要植物叶片碳、氮含量和碳/氮比有一定影响,尤其是当高海拔稀疏植被移地到低海拔时,其叶片碳、氮和碳氮比与原生状况的植被群落及主要植物种相对变化较大。     

SPATIAL HETEROGENEITY AND SIMILARITY OF ADULT PLANTS AND SEEDLINGS IN 'BLACK SOIL LAND' SECONDARY WEED COMMUNITY, QINGHAI-TIBETAN PLATEAU

 在样线调查基础上, 用半方差函数、分形维数、空间自相关等方法对青藏高原“黑土滩”次生毒杂草群落地上成体植株、幼苗空间的异质性, 二者物种构成的相似性及其尺度特征进行分析。结果表明, “黑土滩”次生毒杂草群落在较大尺度上地上成体植株物种数的空间依赖性强, 异质性高, 而个体密度则较均匀; 幼苗物种数在小尺度上空间异质性高, 幼苗密度在大尺度上空间异质性较高, 幼苗密度独立于其物种分布, 高密度的幼苗分布在微地形下和群落间隙中, “黑土滩”毒杂草植物幼苗充分利用空余生态位进行群落补充; “黑土滩”群落在不同尺度上地上成体植株与幼苗物种构成相似性变化的规律性不大; “黑土滩”群落幼苗靠其高密度特征完成群落更新, 植物群落幼苗更新力强, 导致“黑土滩”毒杂草群落趋于稳定。因此, 建议加强干扰以减弱“黑土滩”次生毒杂草群落稳定趋势, 这对恢复“黑土滩”具有重要指导意义。     

藏北高原草地群落的数量分类与排序

采用TWINSPAN数量分类和DCA、CCA排序的方法,对藏北高原草地29个样点进行统计分析。结果显示:(1)TWINSPAN数量分类将藏北高寒草地群落划分成10种类型。(2)样点DCA排序第一轴基本反映了水分环境梯度,第二轴基本反映了热量梯度。(3)TWINSPAN分类所划分的各群落在DCA排序图上都有各自的分布范围和界限,说明DCA排序能较好的反应各优势群落与其环境资源之间的关系。(4)样点CCA排序表明,影响群落分布的首要环境因子是水分因子(年均降水量)和空间因子(经度),其次是热量因子(年均温度),CCA排序进一步阐明了群落分布决定于水分和温度等环境因子,并间接验证了TWINSPAN的分类结果。(5)物种CCA排序和TWINSPAN分类结果表明:植物群落中物种的分布格局与植物群落类型的分布格局存在一定的相似性。     

长江中下游滩地植被与钉螺孳生关系的研究

对由莎草、苔草、狗牙根为优势种组成的杂草群落植被类型、由多种苔草、荻、为优势种组成的苔草、荻群落植被类型和由芦苇、菱笋、蒌蒿及蓼类为优势种组成的芦苇群落植被类型３种长江中下游滩地主要群落植被类型进行了钉螺密度与植被高度、钉螺密度与植被盖度之间的关系。结果表明：杂草群落植被类型,钉螺生存最适宜的植被高度为２２．０５ｃｍ、范围为１５～４７ｃｍ,钉螺生存最适宜的植被盖度为６５．２８％、范围为３５％～９０％;苔草、荻群落植被类型,钉螺生存最适宜的植被高度为２２．６９ｃｍ、范围为２０～３３ｃｍ,钉螺生存最适宜的植被盖度为６７．８０％、范围为３５％～９５％;芦苇群落植被类型,钉螺生存最适宜的植被高度为６４．８２ｃｍ、范围为７２～７８ｃｍ,钉螺生存最适宜植被盖度为６３．９５％、范围为１％～１００％。这一研究结果对通过生态工程措施控制植被因子,实现抑螺防病的策略提供科学依据     

高原鼢鼠干扰对三江源区高寒草甸群落特征的影响

高原鼢鼠是三江源高寒草甸区域的主要啮齿动物之一.它啃食植物根系,挖掘大量通道,并将挖掘出的土壤堆积于地表,形成覆盖于植物地上部分的裸露土丘,对草地群落特征会产生不同程度的影响.本研究以高原鼢鼠土丘密度表示高原鼢鼠对草地的干扰程度,选取7个不同高原鼢鼠土丘密度的样地,同时选取没有遭受高原鼢鼠干扰的样地作为对照,获得各样地的物种信息及地上、地下生物量,探讨不同高原鼢鼠干扰强度对草地群落的物种组成、物种多样性及群落生产力的影响.结果表明: 随着高原鼢鼠土丘的增加,草地植物优势种群发生由以莎草科和禾本科植物为主向珠牙蓼、鹅绒委陵菜、西伯利亚蓼等杂类草植物为主的转变,群落盖度和高度显著降低;轻度或中度的高原鼢鼠干扰能够提高群落的物种多样性,而群落均匀度指数变化不显著;群落生产力不存在类似中度干扰假说的结果.随高原鼢鼠干扰活动的增强,群落地上、地下及总生物量显著降低,群落生产力大幅度降低.     

山西吕梁山亚高山草甸物种多样性的时空变化格局

在山西吕梁山系按照纬度从北向南依次选取马伦草原、荷叶坪、云顶山作为研究区,于2015、2016、2017年7月下旬进行亚高山草甸植被群落多样性调查,研究吕梁山亚高山草甸物种多样性不同年份、不同纬度的时空变化格局。结果表明:(1)吕梁山亚高山草甸群落中矮嵩草(Kobresia humilis)和珠芽蓼(Polygonum viviparum)、线叶嵩草(Kobresia capillifolia)和珠芽蓼、车前草(Plantago asiatica)和披碱草(Elymus dahuricus)分别为马伦草原、荷叶坪、云顶山的优势种,不同山地植物优势种和次优势种均以菊科(Asteraceae)、蔷薇科(Rosaceae)、莎草科(Cyperaceae)、禾本科(Gramineae)植物为主。(2)吕梁山亚高山草甸物种多样性在不同年份分布较为稳定,Pielou指数在连续3年内均无较大变化; Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Patrick指数在2016年最高,同时该年份的降水天数也是最多,表明吕梁山亚高山草甸物种多样性在时间上呈现出受降水条件影响较大的变化格局。(3)吕梁山偏南部的云顶山多样性指数高于偏北部的马伦草原和荷叶坪,表明吕梁山亚高山草甸物种多样性在空间上表现出由北向南逐渐升高的变化格局。因此,吕梁山亚高山草甸物种多样性在时空上呈现出受降水条件影响较大,且由北向南逐渐升高的变化格局,降水条件和纬度梯度对该山地亚高山草甸物种多样性的时空变化格局产生了重要影响。     

山西太岳山兴唐寺红柄白鹃梅群落优势种的空间格局分析

使用点格局分析和分形分析(计盒维数、信息维数、关联维数)方法, 对山西太岳山兴唐寺红柄白鹃梅(Exochorda giraldii)群落进行了空间格局分析。结果表明: 1)红柄白鹃梅群落优势种在较小的尺度上呈现聚集分布的特点, 其中, 杠柳(Periploca sepium)和绣线菊(Spiraea salicifolia)在所有尺度上呈现聚集分布, 红柄白鹃梅和连翘(Forsythia suspensa)随着尺度的增加, 呈现聚集分布—随机分布—均匀分布的规律; 2)红柄白鹃梅群落优势种在不同尺度上表现出聚集分布的特点; 3)红柄白鹃梅群落优势种占据空间能力的大小为: 红柄白鹃梅>连翘>绣线菊>杠柳; 4)红柄白鹃梅群落优势种格局强度的尺度变化程度为: 杠柳>绣线菊>红柄白鹃梅>连翘; 5)红柄白鹃梅群落优势种个体空间相关程度为: 杠柳>红柄白鹃梅>连翘>绣线菊。点格局分析与分形分析结果一致, 揭示了暖温带落叶阔叶林遭到破坏后形成的次生灌丛的空间分布格局。     

Small-scale species patterns and associations in an alvar limestone grassland on Öland, Sweden

This paper reports on the results of a transect analysis carried out in order to detect small-scale patterns ofAvenetum species in a limestone grassland on the Great Alvar on the Baltic island of Öland, Sweden. Three transects consisting of 500 10×10 cm quadrats were used. The cover and number of flowering stalks (if any) of the 21 most common species were recorded. In addition the total cover of vascular plants, cover of mosses and lichens, cover of cow dung and soil depth in each quadrat were recorded. Ellenberg indicator values for light, moisture, reaction and nitrogen were calculated for each quadrat as weighted averages of the values for the species included in the analysis. Patch size frequency analysis, PASFRAN, a new method for detecting patches and their sizes, revealed that 42% of all significant species patches detected had mean patch sizes (diameter) in the range of 26–50 cm, which matched the size of dung patches—49 cm in transect 1 and 30 cm in transect 2. Results of association analysis revealed correlations for several species pairs and between species and environmental factors with similar patch sizes. Combination of PASFRAN and association analysis is recommended as an effective method for pattern detection.