尺度变化对关帝山庞泉沟云杉次生林空间分布格局的影响

林分空间格局研究对认识和理解森林群落结构的生态学过程具有重要作用。适宜的样地尺度不仅可以有效降低工作和时间成本,也可以提高林分属性的精确估计。同时,抽样尺度的适宜程度对科学评价林分空间结构调整也具有重要的现实意义。以关帝山庞泉沟4 hm²云杉次生林固定监测样地为研究对象,运用样地划分法和空间点格局的K2函数,评估了林分主要树种空间格局随样地面积变化的规律。结果表明:通过重要值排序,选取云杉(青杄+白杄)、华北落叶松、桦树(白桦+红桦)+其它阔叶树(花楸+辽东栎+山杨+山楂)作为主要树种(组)。随着样地尺度的减小(从4 hm²到0.25 hm²),空间分布格局主要表现为较小尺度(≤ 4 m)的聚集分布过度为随机分布与均匀分布,以及聚集和随机分布交替出现。所有树种的次级样地与参考样地的一致性指数差异显著,云杉和华北落叶松组合1 hm²样地一致性指数最高,而桦树和其它阔叶树完整1 hm²样地一致性指数最高;此外,云杉、华北落叶松和桦树0.25 hm²样地与组合1 hm²样地空间格局一致性指数组间差异显著。研究认为1 hm²样地尺度可以作为该地区云杉次生林空间分布格局的最小尺度。研究为探索云杉次生林空间格局的变化规律及样地抽样尺度的选取方面,提供了一定的理论基础和技术依据。     

地形因子对森林景观格局多尺度效应分析

以TM影像和野外调查为数据源,3S技术为研究手段,分析了泰山的森林景观结构动态变化以及景观格局沿高程的分异。选择相对高差较大的区域设计了8个地形方位,采用3种由连续样方组成的辐射状样带,在遥感影像上进行信息采集,研究地形对森林景观格局的多尺度效应,分析了不同地形因子对森林景观分异的影响。结果表明,在景观尺度上,地形方位、海拔、山地类型是影响森林景观镶嵌格局的控制因素,坡向、坡度是重要因素,坡形、坡位是不明显因素。以TM影像为信息源,从森林景观分异和梯度分析上,首先要考虑海拔坡向指数、坡形坡位指数和海拔,并立足于地形方位。地形主要因子间存在着稳定的显著正相关,为森林分异多尺度格局提供了较强的综合解释能力。     

基于Ripley L和O-ring函数的森林景观空间分布格局及其关联性

采用空间点格局分析中的Ripley L和O-ring函数,以大兴安岭盘古林场森林资源二类调查数据为例,对比分析2种方法在森林景观类型的空间分布格局及其关联性研究中的差异.结果表明: 2种方法获得的景观空间分布格局在整体趋势上反映一致,都是在中小尺度上呈聚集分布,之后随着尺度的增大主要表现为随机分布特征;景观类型间的关联性存在显著差异,其中,Ripley L函数结果表明,天然落叶松林、天然白桦林分别与针阔混交林在中小尺度上呈负相关,而在更大尺度上整体表现出无关联性或正关联性的趋势,其余景观类型间在所有研究尺度上呈显著负相关; O-ring函数结果则表明,4种森林景观类型两两之间均呈现出相似的关联性变化趋势,即在小尺度上均表现为负相关,在中等尺度上均呈现出不相关性,但在更大尺度上呈正相关趋势;对同一景观类型(或景观类型组),2种方法在不同尺度等级上的空间分布格局及其关联性的判别一致率存在较大差异,其一致性判别率在所有研究尺度上整体呈现出基本不变、先下降后增加和一直下降3种趋势.     

景观格局与植物多样性的关系及其空间尺度效应——以浑善达克沙地为例

景观格局是植物多样性的重要影响因素,为了探明沙地景观格局与植物多样性的关系及其空间尺度效应,以浑善达克沙地腹地为研究区,采用样方法进行植物群落学调查,基于GIS和遥感分析技术,分析景观格局指数,计算了10个尺度(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000m)下33个景观格局指数,利用双变量相关性分析法筛选出不同尺度下与植物多样性显著相关的指数;运用逐步回归的方法识别不同尺度下对植物多样性贡献显著的景观格局指数,并进行拟合检验。研究结果表明:景观格局指数对物种多样性影响具有显著的尺度依赖性。在所有空间尺度,景观格局指数主要对Shannon多样性指数和β指数影响较大;在100m尺度下,Shannon指数逐步回归R~2值达到最大(0.138);β指数在900m尺度下R2值达到最大值(0.2)。拟合检验发现,在500m尺度下,均匀度指数、Shannon多样性指数和β多样性指数实测值和预测值拟合均达到显著水平(P0.05),故认为500m尺度下,景观格局对植物多样性影响较大。因此,在不同尺度下管理和保护沙地植物多样性,应综合考虑景观格局指数的尺度效应,根据需要建立和优化有利于植物多样性的景观格局。     

森林景观恢复过程中景观要素空间分布格局及其动态研究

在ARC/INFO支持下,应用空间趋势面分析法,采用统一网络样点取样法,通过对关帝山天然次生林区从1959年到1992年4个时期景观要素空间分布趋势的定量化分析,从高度异质和变化的复杂景观中,揭示了一些不随时间发生根本变化的森林景观空间分布格局及其主要控制因素,研究结果表明,以海拔,坡向和坡度为主要因素形成的立地条件空间格局和人为干扰的空间格局,共同控制着森林景观恢复过程及其空间格局;高海拔带上的森林恢复过程主要受立地条件格局的控制,景观要素的生态潜力高,而较低海拔和沟谷地段的森林恢复过程受人为活动的影响较强,景观要素生态潜力较低;不同海拔带上,坡度和坡向的作用有明显差异;总的来说,研究范围内随着海拔的降低,坡向的作用增强,但在低海拔带上由于人为干扰的作用增强,植被类型分布格局的变化较复杂。坡度对植被类型空间分布的作用以中高海拔带上最强,高海拔带上的作用不明显,中海拔带上的作用也有所下降,而在低海拔带上,由于坡度对人为干扰格局的显著作用和坡度对坡向效应的加强,出现坡度大森林植被分布多的情况,控制人为干扰的强度和曼延是森林景观恢复和建设规划中不容忽视的重要内容。     

亚热带不同纬度森林群落物种空间分布格局

为探讨我国亚热带森林群落中物种空间分布格局特点及其成因,揭示其共性规律和个性差异,为相关区域的生物多样性保护和监测工作提供科学依据。选取我国亚热带不同纬度的6个1 hm²典型森林群落中所有胸径（DBH,Diameter at Breast Height）≥ 1 cm的物种为研究对象;采用L （t）方程统计所有监测物种的空间分布格局类型,为满足L （t）方程的统计精度,将各群落中多度≥10株的植物以物种为单位统计,多度<10株的低多度物种和单个体物种则以种组为单位进行空间点格局分析;并对物种多度、胸径与空间聚集程度的度量指标L₁₀进行相关性分析。结果表明：（1）亚热带不同纬度群落中多度≥10株物种的空间分布格局表现出相似的尺度依赖性规律：显著聚集分布比例随尺度增大而降低,不同纬度群落的变化幅度存在差异,纬度较低的群落稳定性更强。（2）各群落中低多度种组空间分布格局表现出小尺度显著聚集分布,大尺度随机分布的尺度效应,但尺度效应在不同纬度群落间存在差异;各群落的单个体种组空间分布格局均以随机分布为主。（3）不同纬度群落物种多度与空间聚集程度之间均存在负相关关系,物种多度对空间聚集程度的影响随纬度从高到低逐渐减弱。（4）较高纬度群落物种胸径与空间聚集程度之间存在负相关关系;随纬度从高到低,物种胸径对空间聚集程度影响水平逐渐降低。对亚热带不同纬度森林群落物种空间分布格局形成原因的进一步探讨,认为由纬度差异引起的生境异质性是影响群落物种空间分布格局产生过程的主要因素,此外,林型、扩散限制、密度制约和随机作用是影响各群落物种空间格局成因及多样性维持的次要因素。     

基于Ripley K函数的武汉市景观格局特征及其变化

基于1987、1996和2007年武汉市TM遥感影像,应用点格局分析方法之一的RipleyK函数,分析了武汉市市域景观格局的特征及其变化.结果表明:1987—2007年间,耕地是武汉市的景观基质,而林地、水体、草地、城乡建设用地和其他未利用地则以斑块或廊道的形式镶嵌其中;林地、水体、草地和城乡建设用地在所有研究尺度下均呈现出显著的聚集空间格局,且林地、草地和城乡建设用地的空间聚集性强于水体;耕地在小尺度下呈现出聚集的空间格局,随着尺度的增大,逐渐变为随机、均匀的空间格局.研究期间,武汉市林地、城乡建设用地面积逐次增大,水体、草地和耕地面积逐次减少;各景观类型的空间格局特征也发生了改变,总体表现为林地和城乡建设用地空间聚集度降低,分布的均匀程度增加,而草地、水体和耕地的空间分布变得更加不均匀,聚集程度增加.与样方法、样线(带)法相比,利用样点分析景观格局具有简单、准确、易用等优点.Ripley K函数是多尺度景观格局分析的有效手段,是景观指数法的支持和补充.     

甘肃永登县土地利用景观格局的空间尺度效应

依据“斑块-廊道-基质”模式,研究了甘肃省兰州市永登县景观格局的空间尺度效应.结果表明:草地为整个研究区景观结构的基质;廊道包括道路和河流;其余景观组分(耕地、林地、园地,住宅用地、工矿用地、公共管理与服务用地和其他土地)均为斑块.斑块类型水平指数与景观水平指数均表现出明显的空间幅度依赖性.不同景观组分的斑块类型指数的尺度效应在不同幅度区间存在差异性,景观水平指数的尺度效应在不同幅度区间也存在差异性.在1～20 km幅度区间,尺度效应的组分类型、指标类型之间差异最为明显;在21～90 km幅度区间,尺度效应的组分类型、指标类型之间差异较小;在>90 km幅度后,尺度效应消失.90 km×90 km为研究景观格局尺度依赖性的有效幅度.     

黑龙江林口林业局森林景观格局特征

以黑龙江林口林业局1∶50000林相图作为基本信息源,利用地理信息系统软件ArcView和景观结构分析软件Fragstats,从景观格局的总体特征、景观破碎度、景观形状指数、分形维数和平均最近距离等方面,对该林业局的景观格局进行了分析.结果表明:该林业局以森林景观为主体(56.74%),居民点和农田景观也占有较高比例,而沼泽、灌木、荒山荒地、河流、迹地和裸地等景观零星分布于森林景观中;该林业局的森林景观主要以人工针叶纯林(40.47%)和天然蒙古栎林(20.96%)为主,斑块分布集中、形状复杂、边缘褶皱度高.人工林与天然林的面积基本相等,但破碎度较大、斑块形状相对简单、斑块分布较集中,软阔叶林及硬阔叶林斑块分别占11.89%和7.38%.研究表明,该林业局的森林景观受人为干扰程度过大,景观结构不合理,要实现林业的可持续发展,必须对景观斑块结构进行调整.     

庐山风景名胜区景观格局动态及其模拟

在遥感和GIS技术支持下,以1988和2000年的TM影像为主要数据源,采用景观格局指数方法分析了庐山风景名胜区的景观空间格局特征和变化情况。结果表明,庐山的景观格局在过去的12a内发生了较大的变化,阔叶林由1988年的25.88%上升到2000年的54.51%,年均增加782.43hm2,总增加面积与针叶林、灌草地和耕地的总减少面积相当。针叶林、灌草地、建设用地和未利用地的斑块数量和斑块密度呈现出快速增长的趋势,其中以灌草地年均增加123.42块为最高;与此相反的是水体、阔叶林和耕地的衰减,其中耕地以年减少约246.42块的减速最为迅速。针叶林和灌草地的破碎化进一步加强,而阔叶林则填补了前两者减少面积的空白。1988年灌草地的最大斑块指数列居各景观类型之首,12a后这一优势为阔叶林景观所取代。建设用地总体变化幅度不大,但已经呈现出明显的扩散化趋势。两期的灌草地的景观形状指数和分维度位居各类型景观之首,表明受外来干扰强度最小;耕地的复杂性变化最快,形状指数和分维度分别下降了44.5744和0.0726。庐山的香农多样性和香农均匀度随时间的迁移而有所下降,分别下降了0.2394和0.1231,同期景观破碎化指数上升了0.1633。基于马尔柯夫模型的景观格局模拟值与实测值大致相当,结果表明目前景区的景观生态安全格局面临严重危机。导致庐山景观格局动态变化的驱动力主要来自于城市化的快速推进、旅游业的快速发展和政策的调控作用。     

庐山香果树毛竹混交林空间格局研究

为了解庐山毛竹入侵对香果树的影响,采用Ripley’sK(t)函数分析香果树毛竹混交林群落空间分布格局和种间关联关系。结果表明:香果树幼树在较小的尺度上呈聚集分布,较大尺度上随机分布直至均匀分布;香果树成年树在较小的尺度上呈随机分布,较大尺度上聚集分布;毛竹在所有的研究尺度上为显著聚集分布,且随着尺度的增大,聚集强度增加。毛竹与香果树幼树在较小的尺度上没有明显关联性,在较大的尺度上呈显著负相关;毛竹与香果树成年树在一系列尺度上均表现为显著负相关。根据空间关联性分析结果,应从幼龄起对生长有香果树的森林群落进行必要的管理,伐除毛竹及一些影响较大的其它乔木树种,挖除地下竹鞭,为香果树提供良好的生长环境,进而恢复其种群的天然合理配置。否则,香果树这一珍贵的植物资源在庐山将有灭绝的危险。     

杭州午潮山天然次生林木本幼苗组成及其时空分布格局

木本植物幼苗是森林生态系统的重要的组成部分,其定居、存活、生长的生态学过程对于森林植被的更新具有潜在指示和筛选作用。为探究浙江杭州午潮山亚热带常绿阔叶次生林群落更新和演替机制,基于样方法对150 m²样地内天然更新幼苗的物种组成、数量特征和基径结构进行统计,在此基础上采用最近邻分析和Ripley''s K函数的点格局方法,分析其中主要优势树种的更新动态及其时空分布格局。结果表明:(1)样地内乔木幼苗树种组成丰富,共调查到幼苗811株,隶属12科20属27种,其中樟科Lauraceae、壳斗科Fagaceae、山茶科Theaceae和山矾科Symplocaceae为主要优势科。(2)红楠Machilus thunbergii、薄叶润楠M. leptophylla、毛柄连蕊茶Camellia fraterna和刨花润楠M. spauhoi在所有调查物种重要值排序前4,因而被确定为优势林下植物,绘制的基径结构小提琴图(violin plot)进一步显示它们的种群分属快速增长型、稳定增长型、缓慢增长型和稳定型。(3)红楠、薄叶润楠和刨花润楠在小径级和小尺度上多呈聚集分布,随生长发育和空间尺度的增加,聚集强度呈现先增高后降低趋势,最终向离散分布或随机分布转变,可视为群落演替的早期树种;同时,三者在聚集强度上有所差异,排序为红楠＞薄叶润楠＞刨花润楠。毛柄连蕊茶Camellia fraterna种群密度较低,在小径级和小尺度上呈随机分布,随生长发育和空间尺度的增加,聚集强度呈波动趋势,最终向离散分布转变,可视为演替的中期树种。本研究在小尺度上初步揭了午潮山木本幼苗种群的演替过程中的种群结构和分布格局,可以为亚热带森林管理与植被恢复提供理论依据。     

吉林蛟河针阔混交林树木生长的空间关联格局

以吉林蛟河21.12hm2(660m×320m)针阔混交林样地为对象,利用2009年和2014年森林生长观测数据,研究树木生长的空间自相关格局及其生境影响机制。在样地生境型划分结果的基础上,采用Ripley's L(r)函数分析不同生境型中树木种群空间分布特征;利用标记相关函数分析不同生境型中树木生长特征的空间关联格局。研究结果表明:(1)红松(生境型3:1—5m)、蒙古栎(生境型3:1—3m)、胡桃楸(生境型2:1—2m;生境型3:1—7m)、黄檗(生境型2:1—3m;生境型4:1—5m)、水曲柳(生境型3:1—2m;生境型4:1—2m)、瘤枝卫矛(生境型2:1—15m)在特定生境和空间尺度上呈随机分布,但空间格局仍以聚集性分布为主;其余10个物种则在全部0—30m尺度上呈聚集分布。(2)标记相关函数分析显示春榆、毛榛、色木槭、瘤枝卫矛和千金榆的径向生长至少在一个生境中表现出正相关格局;暴马丁香、胡桃楸、裂叶榆、瘤枝卫矛、水曲柳、紫椴、糠椴、毛榛、色木槭和白牛槭的径向生长至少在一个生境中表现出负相关格局;红松、黄檗、蒙古栎和簇毛槭的径向生长在全部尺度上均未检测到显著的空间关联格局。因此,不同树种径向生长的空间自相关特征不同,树种生长特征的空间关联格局具有明显的生境依赖性。     

长白山云冷杉林幼苗幼树空间分布格局及其更新特征

长白山云冷杉针阔混交林是我国东北主要的森林类型之一,其乔木树种幼苗幼树的结构和动态决定着未来林分的结构和生长动态。在长白山地区设置一块具有代表性的云冷杉针阔混交林幼苗幼树更新样地,统计分析幼苗幼树更新特征,绘制地径结构图、树高结构图及其空间分布图。运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析更新树种的空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析更新树种种间的空间关联性。研究结果表明:(1)更新树种组成有冷杉(Abies nephrolepis)、色木槭(Acer mono)、紫椴(Tilia amurensis)、红皮云杉(Picea koraiensis)、红松(Pinus koraiensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、春榆(Ulmus japonica)7种,其中以冷杉、色木槭为主,更新幼苗幼树的地径近似呈倒J型分布,树高结构近似呈双峰分布;(2)所有更新树种、冷杉、色木槭在小尺度1—10 m的范围内呈聚集分布,随着尺度增加,聚集程度减弱,逐渐趋于均匀分布和随机分布,紫椴、云杉和红松在空间所有尺度上以随机分布为主;(3)更新树种之间的空间关联性在小尺度范围上正关联性比较多,较大尺度范围上负关联性比较多,随着尺度增加,空间关联性减弱。     

Spatial patterns and associations of four species in an old-growth temperate forest

The spatial pattern of a tree species is an important characteristic of plant communities, providing critical information to explain species coexistence. The spatial distribution and association of four different successional species were analyzed among different life-history stages in an old-temperate forest. Significant aggregation patterns were found, and the degree of aggregation decreased with the scales and life-history stages. Significant interspecific spatial associations were detected. In comparing the relationships among the different life-history stages, positive associations were found at small scales in all of the juvenile species pairs. In the adult stage, negative associations were detected in coniferous vs. deciduous species pairs, while the deciduous species pairs, which have identical resource requirements, showed a positive association in this study. The coniferous species pairs showed a positive association at small scales. We infer that seed dispersal, competitive ability, or the requirement for specific topographic and light environments may contribute to the coexistence of these species.     

天然红海榄种群分布格局研究

以湛江高桥红树林自然保护区中的天然红海榄种群为对象,采用相邻格子法进行野外调查,同时根据红海榄种群个体定位图,运用扩散系数、聚集指数、聚块性指数、扩散型指数、平均拥挤度、负二项参数、Cassie.R.M.指标,分析天然红海榄种群在不同潮带、不同群落类型及不同取样尺度下的空间分布格局。结果表明:红海榄种群在高潮带和低潮带中趋向于随机分布的空间格局,中潮带则呈现为明显的聚集分布;红海榄种群在纯林中的分布格局略偏向于随机型,在混交林中则呈现较强的聚集分布,聚集度指标表现为C>1,Iδ>1,K<8,m*/>1,Ca>0;红海榄种群在不同取样尺度的分布格局存在差异,聚集强度随着取样尺度的增大而减弱,在取样尺度为5m×5m时呈现明显的聚集分布,取样尺度为5m×10m时亦表现为聚集分布但聚集强度相对较小,取样尺度为10m×10m时其空间格局介于聚集分布与随机分布的临界状态。红海榄种群的分布格局与生境条件的异质性以及红海榄自身的生物学特性有关。     

An analysis on the spatial distribution patterns of basidiocarps of Agaricales in aCastanopsis-dominated forest in Kyoto

Spatial distribution patterns of basidiocarps of Agaricales were studied in aCastanopsis-dominated forest in Kyoto. Sixty-seven species were recorded, of which 45 species and 99% of total dry weight were ectomycorrhizal fungi belonging to Amanitaceae, Cortinariaceae, Russulaceae, Boletaceae and Strobilomycetaceae. The data were analyzed statistically by using the m-m regression method. Three distribution patterns were recognized: aggregated, random and uniform. Although total basidiocarps were distributed randomly, basidiocarps of most species showed aggregated distributions, suggesting mycelium of ectomycorrhizal and saprotrophic fungi extend in a limited area in the soil. The degree of aggregation was different among species and this difference was suggested to reflect the difference of niche among the species.     

密云水库流域多尺度景观生态风险时空演变趋势

密云水库作为北京重要的地表饮用水水源地、水资源战略储备基地受到广泛关注,相关研究多基于流域尺度,缺乏多尺度针对水源保护区的生态风险评价,开展多尺度生态风险评价有利于指导密云水库流域高质量和可持续发展。以1990、2000、2010和2018年4期土地利用数据为基础,基于景观指数,采用地统计学方法,分析流域土地利用类型及变化,从流域尺度、水源保护区尺度构建生态风险评价模型,揭示生态风险时空变化。结果表明：(1)流域内主要土地利用类型为林地和草地,随着城市扩张和“退耕还林”等政策实施,耕地和未利用地面积减少,建设用地面积增加,流域景观趋于复杂和分散,破碎化程度加剧;(2)生态风险区域在流域尺度呈“边缘高、中间低”的空间分布规律,高风险区域面积逐渐向低风险区域转移,高风险区域集中分布在流域边缘的南部密云区、兴隆县、赤城县和流域北部丰宁县,生态安全逐渐提高。(3)水源保护区尺度呈“中间高、边缘低”的空间分布规律,高风险面积逐渐减少且空间分布集中,生态风险趋于减弱。(4)流域景观生态风险呈正相关关系,Moran’s I指数均大于0,分别为0.322、0.305、0.298和0.317,1990年...