基于植物分布地形格局的植物功能型划分研究

提出基于植物分布的地形格局划分植物功能型（ＰＦＴｓ）的思路, 并以位于中国亚热带北部的大老岭地区为研究区域进行案例研究。通过大量的森林群落调查获得该地区５５种主要的常绿阔叶树在不同地形部位群落中的数量特征：采用去势典范对应分析（ＤＣＣＡ）方法：１．海拔、坡面、坡形、坡位、坡向、坡度等６个地形特征指标与群落生境的热量、水分和光照条件的关系;２．５５种植物在多维地形梯度上的分异格局。然后利用排序得分对     

山西植物功能型划分及其空间格局

随着全球气候变化的加剧,作为沟通陆地生态系统与气候变化的桥梁,植物功能型(Plant Functional Types,PFTs)越来越受到生态学家的关注。PFTs不仅是简化生态系统复杂性的有效工具,而且可将植物的生理生态过程、生物物理特征及物候变化等引入到动态植被模型中,研究气候变化下的植被反应及其反馈机制。为了在区域尺度上研究气候变化和植被反应,基于"生态-外貌"原则,依据植物特征(如生长型、叶的性状)及其对水分、温度的需求,结合区域的气候与地理条件,对山西植被进行植物功能型的划分,并在此基础上对其空间格局进行分析。结果表明:(1)山西植被可划分为19类植物功能型(其中包括4类栽培作物功能型),分别是:寒温性常绿针叶林、温性常绿针叶林、寒温性落叶针叶林、温性落叶阔叶林、高寒落叶灌丛、温性落叶灌丛、多年生禾草草原、多年生禾草草丛、多年生禾草草甸、多年生莎草草甸、多年生杂类草草原、多年生杂类草草丛、多年生杂类草草甸。1年生杂类草草甸、多年生豆科草原、果树、一年一熟栽培作物、一年二熟栽培作物和二年三熟栽培作物。植物功能型的划分和分布与山西植被区划有较好的一致性,基本反映了植物固有特征及其对水热条件的需求。(2)农作物在山西占有较大比重,占植被类型面积的53.15%,森林类型以温性常绿针叶林和温性落叶阔叶林为主,灌丛类型以温性落叶灌丛为主,草本类型中多年生禾草草丛占较大比例,占草本类型面积的50.98%。(3)由于水热条件及地理条件的差异,植物功能型(不考虑栽培作物)在各区域表现出较大差异,如多年生杂类草草原主要分布于北部地区,在南部并不存在这种植物功能型;森林类型的功能型主要分布于中、南部地区,且结构复杂、类型多样。(4)除栽培作物表现出较好的整体性和连通性,其他植物功能型均表现出不同程度的破碎化和离散化。(5)山西植物功能型整体上表现出较高的多样性,其中中部地区比其他地区的多样性和破碎化程度高,斑块类型更加趋向于离散的小斑块状,北部地区则以一年一熟栽培作物占明显优势,表现出较强的优势度,而南部地区并没有表现出很强的破碎度或优势度。     

用于全球变化研究的中国植物功能型划分

 植物功能型(Plant functional types, PFTs)作为沟通植物的结构和功能与生态系统属性的桥梁,随着全球变化与植被的关系研究的深入而受到广泛重视。植物功能型的划分依赖于研究的背景、尺度和要解决的问题。为了区域尺度全球变化研究的需要,该文提出了一个基于植物关键特征的植物功能型划分方法。该方法首先选择了6项植物特征,包括3项冠层特征：木本-草本、常绿-落叶和针叶-阔叶,以及3项生理特征：光合途径(C3 / C4)、植物的水分需求和热量需求,作为划分植物功能型的关键特征;然后,先根据植物冠层特征划分得到5个基本类型,再根据水分和热量条件进行详细划分,得到29种备选类型;需要时,再根据研究目的从这29种备选类型中选择所需类型。根据这个方法,在充分考虑了我国季风气候条件下特有的水热配置和高海拔环境对植物的形态和功能特征影响的基础上,从备选类型中选择了一套适合中国气候和植被特征的植物功能型体系。这套体系包括18类植物功能型,其中含7类‘树’功能型、6类‘灌木’功能型和5类‘草’功能型,另根据需要设置2类‘裸地’功能型。并且根据植物的生理生态特征和中国植被的地理分布确定了用于限制植物功能型分布的气候因子,这些气候因子包括绝对最低温度、最暖月平均温度、有效积温、年最热月平均温和最冷月平均温之差、湿润指数、年均降水量。应用表明,这套植物功能型可用于模拟我国植被在当前气候条件下的分布。该研究为发展适于我国的植被模型和区域气候模型、评估全球变化对我国植被的影响及植被变化对气候的反馈作用提供依据与参数。     

辽河口湿地植物多样性及物种功能型空间分布格局

辽河口湿地是我国典型的滨海湿地, 在过去几十年受人为过度干扰, 植被变化明显。本研究拟通过野外实地调查揭示辽河口湿地植物多样性及功能型的空间格局。结果表明, 潮上带的物种丰富度和Shannon-Wiener指数均高于潮间带。与潮上带相比, 潮间带的盐生植物与湿生植物比例较高, 而中性植物、甜土植物、中生植物与旱生植物的比例较低。物种丰富度、Shannon-Wiener指数以及中性植物、甜土植物、中生植物、旱生植物的比例均随着与海岸线距离的增加而增加, 盐生植物、湿生植物比例则与之相反。对所调查样地与植物物种的主成分分析(PCA)表明, 潮上带主要为芦苇(Phragmites australis)、刺儿菜(Cirsium setosum)、山莴苣(Lagedium sibiricum)等中性和甜土植物, 潮间带为盐地碱蓬(Suaeda salsa)、扁秆藨草(Scirpus planiculmis)、水烛(Typha angustifolia)等盐生植物。可见, 盐度与水位是决定辽河口湿地植物多样性及物种功能型的关键生态因子。     

安徽省外来入侵植物的分布格局及其等级划分

区域性外来入侵植物的研究及其入侵等级划分在地方入侵植物管理与防治对策的制定上具有重要的指导意义。本文基于文献报道、标本记录和必要的分类学考证,特别是通过2013-2015年对安徽省外来入侵植物的全面调查,统计分析了安徽省外来入侵植物的物种组成、生活型、原产地、区系组成和水平分布格局,并对其入侵危害进行等级划分。结果显示,安徽省有外来入侵植物37科86属132种,总体上呈现种类丰富、原产于美洲的种类多、泛热带起源的种类多、危害严重的种类多、区域分化明显、入侵途径集中等特征。提出在外来入侵植物的防控中应重点警惕起源于美洲的、泛热带分布属的植物和关注人类活动频繁的热点区域。还对中国外来入侵植物研究中存在的问题进行了探讨,澄清了几个长期以来被忽视的关于外来入侵物种认知的问题。     

植物种群分布格局研究概况

植物种群分布格局研究概况李海涛（中国科学院植物研究所,北京１０００４４）ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴＯＳＴＵＤＩＥＳＯＦＴＨＥＰＡＴＴＥＲＮＯＦＰＬＡＮＴＰＯＰＵＬＡＴＩＯＮＬｉＨａｉ－ｔａｏ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｏｔａｎｙ,ＡｃａｄｅｍｉａＳｉｎ...     

地形对七姊妹山自然保护区植物丰富度及分布格局的影响

该研究以七姊妹山自然保护区40个(20×20m2)植物群落调查样方为基础,并采用回归分析和典型对应分析(CCA)的方法研究该区地形对植物物种丰富度及植物分布格局的影响,以明确海拔、坡度、坡向、坡位等地形因子的相对重要性,为该区植物多样性的保护和管理提供理论依据。结果表明:(1)七姊妹山自然保护区40个调查样地共有植物633种,隶属133科,316属,其中乔木118种,灌木150种,草本365种。(2)曲线回归方程拟合结果显示,七姊妹山自然保护区植物物种丰富度分别与海拔、坡度具有显著相关性,物种丰富度沿海拔梯度升高而增大,沿坡度梯度先减少后增大之后又减小。(3)从植物的生活型来看,在所有海拔段,乔木物种丰富度始终低于灌木和草本植物;在低、中低海拔地带,灌木物种丰富度均高于乔木和草本植物;而在中、高海拔地带草本植物物种丰富度较大且高于乔木和灌木。(4)CCA排序结果表明,地形因子对植物物种的分布具有显著影响按其影响强度排序为海拔坡度坡位坡向,说明海拔是影响该区植物物种分布最重要的地形因子。     

植物功能型及其研究方法

植物功能型被广泛应用于植被生态学研究领域。通过植物功能型的研究有利于阐述干旱区植被与干扰的关系和分析生物多样性丧失和杂草入侵的机制。本文对植物功能型的概念、应用、研究方法及研究趋势进行了综述 ,并介绍了植物功能型模型的建立及其在植被预测和管理中的运用 ,旨在促进我国干旱区的植被管理研究     

基于种群分布地形格局的两种水青冈生态位比较研究

提出了根据不同植物种在地形梯度上的分布格局测度和比较其生态位的思路.将地形分解为海拔、坡向、坡位和坡度4个属性指标,作为多维生态位空间的环境梯度轴.根据对三峡大老岭地区米心水青冈(Fagusengleriana)和亮叶水青冈(F.lucida)群落样方及其地形因子调查,分析了两个种的多维生态位宽度及种间的生态位重叠.结果1)大老岭米心水青冈种群的生态位宽度总体上大于亮叶水青冈.亮叶水青冈在坡向梯度上的生态位较宽;米心水青冈在海拔、坡位和坡度梯度上的生态位较宽;2)两个种在海拔、坡向、坡位和坡度梯度上的生态位重叠度分别为0.259、0.831、0.670、0.676,其总体重叠度为0.087;3)亮叶水青冈和米心水青冈分布的海拔范围分别为1300～2000m和1450～2600m.米心水青冈主要分布于NW80°～NE80°之间的阴坡和半阴坡;亮叶水青冈集中于NW20°～SW10°和NE20°～SE10°的半阴半阳坡.亮叶水青冈不见于沟谷底部,其重要值随坡位上升而增大;而米心水青冈在湿润稳定的中、下坡位重要值最高.米心水青冈适应的坡度范围很宽,主要在20°～40°;而亮叶水青冈集中在35°～45°的坡度范围.上述结果表明在景观尺度上,采用地形因子表征植物多维生态位空间的梯度特征是一个有效而可行的途径,能够很好地反映两种植物生态位的差异.最后讨论了不同尺度上生态位测度的相互验证问题.     

基于等面积高度带划分的贺兰山维管植物物种丰富度的海拔分布格局

山地植物物种丰富度海拔分布格局是生物多样性研究的热点之一。以往研究中一般将山体划分为等海拔间距的高度带, 以分析物种丰富度的垂直格局, 其缺陷在于因各高度带面积不相等而可比性下降。为消除面积不相等的影响, 作者利用数字高程数据(DEM, Digital Elevation Model)在地理信息系统(GIS)工具支持下, 尝试将贺兰山(海拔范围1,300–3,500 m)划分为等面积的数个高度带, 从而分析其物种丰富度的海拔格局。结果表明: (1) 贺兰山物种丰富度呈现为单峰式海拔格局, 峰值出现在海拔2,000 m附近。(2) 逐步回归分析显示, 坡度异质性是解释物种丰富度海拔分布格局的最优因子。高度带的坡度异质性越大, 意味着地形的起伏变化越大, 反映出生境类型越趋多样化, 从而可维持多个物种的共存。(3) 贺兰山植物物种丰富度在海拔2,000 m 附近达到峰值, 可能与植被演变历史、气候条件、地形复杂度、生态过渡带和中间膨胀效应的共同影响有关。(4) 对山体进行等面积划带, 可直接消除面积不相等带来的影响, 与等间距划带的方法相比, 尤其在物种海拔分布信息准确度较高时更具优势。     

地形对桂西南喀斯特山地森林地表植物多样性及分布格局的影响

利用协方差分析、曲线回归拟合及典范对应分析(CCA),研究了地形因子对桂西南喀斯特森林地表植物多样性及不同生长型地表植物分布格局的影响.结果表明： 共调查到152种地表植物,其中,蕨类植物37种、草本44种、藤本9种、灌木62种;协方差分析显示,海拔与地表植物个体数和丰富度显著相关,坡向对地表植物丰富度具有显著影响;地表植物的个体数和丰富度与海拔梯度存在显著的非线性相关性;CCA分析显示,坡向对蕨类植物的分布格局影响显著,坡度对草本、藤本和灌木的分布格局影响显著.蕨类植物对坡向引起的水热条件改变响应更为敏感,坡度对土壤水分、养分的作用大于高程,是影响本区域草本、藤本和灌木3种地表植物分布的主要地形因子.     

三峡大老岭地区主要木本植物分布的地形格局

基于对三峡大老岭地区山地森林群落的深入调查,选择样方乔本层重要值大于１．００的１９０种木本植物,依次根据生活型和植物在群落中的地位分成常绿针叶树种,常绿阔叶树种、落叶阔叶的建群树种、伴生种和珍稀树种共６组,采用ＤＣＣＡ排序分析各组植物种在复合地形梯度上的空间格局特征;然后分别统计常绿或落叶的乔木或藻木４组物种沿具体海拔高度的整体分布特征,研究反映了６个生态种组之间在山地地形上鲜明的格局差异,并显示     

天童常绿阔叶林林窗的地形分布格局

为探究多维地形因素对林窗分布的影响,以天童20 hm²常绿阔叶林动态监测样地内的林窗为对象,结合地理信息系统软件,分析了林窗空隙率、林窗密度以及林窗面积在海拔、坡度、坡向、坡形、坡位5种地形因子下的分布格局.结果表明: 该样地林窗空隙率为13.1%,林窗密度为9.5个·hm^-2,林窗平均面积为137.82 m²;因高海拔台风干扰的强度较大,高海拔段(≥500 m)林窗的空隙率和密度显著大于中低海拔段(<500 m);台风带来的强降雨极易引起小范围滑坡,使得沟谷的林窗空隙率和密度显著大于侧坡,林窗平均面积显著大于侧坡和山脊.台风及其带来的强降雨是造成林窗在海拔及坡位梯度上具有显著性差异的主要原因.     

天童常绿阔叶林林窗的地形分布格局

为探究多维地形因素对林窗分布的影响,以天童20 hm²常绿阔叶林动态监测样地内的林窗为对象,结合地理信息系统软件,分析了林窗空隙率、林窗密度以及林窗面积在海拔、坡度、坡向、坡形、坡位5种地形因子下的分布格局.结果表明: 该样地林窗空隙率为13.1%,林窗密度为9.5个·hm^-2,林窗平均面积为137.82 m²;因高海拔台风干扰的强度较大,高海拔段(≥500 m)林窗的空隙率和密度显著大于中低海拔段(<500 m);台风带来的强降雨极易引起小范围滑坡,使得沟谷的林窗空隙率和密度显著大于侧坡,林窗平均面积显著大于侧坡和山脊.台风及其带来的强降雨是造成林窗在海拔及坡位梯度上具有显著性差异的主要原因.     

兴隆山自然保护区种子植物的垂直分布格局研究

该研究通过对甘肃省兴隆山自然保护区进行野外实地调查和相关文献资料收集,依据海拔梯度将保护区划分为6个植被垂直带[草原带(1800~2000 m)、山地灌丛带(2000~2200 m)、亚高山针叶林带(2200~2900 m)、亚高山矮林带(2900~3000 m)、高山灌丛带(3000~3500 m)、高山草甸带(>3500 m)],在整理6个植被垂直带植物名录的基础上,以种子植物为研究对象,对各植被垂直带的种子植物丰富度、生活型、区系成分和系统发育结构进行分析,探讨植物多样性沿植被垂直带海拔升高的垂直变化规律,以揭示植物对环境的生态适应性,为山地植物多样性保护与开发利用提供理论依据。结果表明:(1)按最新的分类系统划分,兴隆山自然保护区种子植物隶属于87科387属889种,植物科、属、种丰富度随植被垂直带海拔升高呈单峰分布格局,在亚高山针叶林带达到峰值(81科304属661种);各植被垂直带间的Jaccard相似性系数呈中等不相似和极不相似水平,海拔越靠近的植被垂直带间相似性系数越高。(2)保护区内种子植物不同生活型的垂直变化格局存在差异,木本植物所占比例沿植被垂直带海拔升高呈先升后降的变化趋势,而草本植物呈相反的变化格局,且各植被垂直带中草本植物所占比例始终高于木本植物。(3)保护区植物在属水平上,热带成分所占比例随植被带海拔升高呈下降的变化趋势,而温带成分占比呈上升的变化趋势。(4)系统发育结构在中低海拔区域的亚高山针叶林带呈发散型,在高海拔区域(>2900 m)的3个植被带中呈聚集型,说明兴隆山自然保护区非随机分布格局在群落构建机制中发挥主要作用。     

地形因子对粤北山地森林不同生长型地表植物分布格局的影响

利用典范对应分析(CCA)方法研究了小地形变化对广东省车八岭国家级自然保护区山地常绿阔叶林不同生长型地表植物分布格局的影响.结果表明:坡向、坡度和坡位3个地形因子的综合作用对4种生长型地表植物(蕨类、木质藤本、草本和灌木)的分布格局均有显著影响.其中,坡向对4种生长型地表植物分布格局的影响均显著,坡度对灌木分布格局的影响显著,坡位对4种生长型地表植物分布格局的影响均不显著.从阴坡到半阴坡再到半阳坡,4种生长型地表植物的总个体数均逐渐减小,表明阴性植物在亚热带山地常绿阔叶林地表植物中占优势.大部分灌木属于阴性植物,其丰富度和多样性随坡向的变化趋势与总个体数一致.灌木对坡度的变化较敏感,在缓坡上数量较多.丘陵低山的坡位变化范围不大,对地表植物分布的影响不显著.在林分尺度上,地形因子在水平方向(坡向)上对地表植物分布格局的影响比垂直方向(坡度和坡位)大,反映出坡向是亚热带山地森林中影响水热条件的主要因子.     

地形对澜沧江源区高寒草甸植物丰富度及其分布格局的影响

在澜沧江源区进行了大范围的植物群落调查,应用回归拟合和典范对应分析(CCA),研究地形因子(海拔、坡度、坡向和坡位)对高强度人为干扰和全球气候变化条件下源区高寒草甸植物物种丰富度及植物分布的影响.结果表明:(1)在55个样地275个1 m×1 m的小样方中,共出现150种植物,在1 m2样方内物种数最多为27种,最少的仅为3种;(2)利用曲线方程进行拟合,物种丰富度分别与海拔和坡度有极显著的相关性,但与坡向和坡位没有显著的关系;(3)CCA第一轴基本上反映了植物群落所处环境的坡度的梯度变化,第二轴基本上反映了坡位的梯度变化,第三轴反映了地形因子的综合作用;(4)按影响程度大小,在高强度人为干扰和全球变化条件下,影响该区域高寒草甸植物种类组成和结构的地形因子从大至小依次为坡度、坡位、海拔和坡向,反映出坡度是影响源区高寒草甸水土条件的主要因子.     

植物物种多样性的垂直分布格局

生物多样性沿环境梯度的变化趋势是生物多样性研究的一个重要议题,而海拔梯度包含了多种环境因子的梯度效应,因此研究生物多样性的海拔梯度格局对于揭示生物多样性的环境梯度变化规律具有重要意义。在不同的研究尺度,植物多样性沿海拔梯度具有不同的分布格局,而形成这种格局的因素有很大差异。本文从α多样性,β多样性和γ多样性三个尺度总结了植物物种多样性沿海拔梯度分布格局及其环境解释。α多样性沿海拔梯度的分布格局在不同生活型的物种之间差异很大,但对于木本植物来说,虽然也存在其他格局,但α多样性随海拔升高而降低是被广泛接受的一种格局。在一般情况下,β多样性随着海拔的升高而降低,并且对于不同生活型的物种,β多样性沿海拔梯度具有相似的分布格局。γ多样性沿海拔梯度具有两种分布格局：偏峰分布格局和显著的负相关格局;特有物种数往往随着海拔的升高而减少,而特有度则随着海拔的升高而增加。     

长白山主要生态系统地面藓类植物分布格局研究

基于５１个样点３３０５个样方地面藓类的盖度,应用双向指示种法,将长白山主要生态系统中地面藓类群落分成落叶松沼泽、高山苔原、岳桦林、亚高山过渡林、暗针叶林及红松阔叶林６种类型,这６种生态系统中的地面藓类总盖度分别为８０．９４％、２５．４２％、５９．８３％、２６．８８％、４４．１１％和１．６７％．在调查的５１个样点中,随着土壤ｐＨ值下降、含水量上升,地面藓类群落盖度增加,在苔原带以下红松阔叶林以上的森林中,随着冠层郁闭度加大,林下地面藓类盖度下降．地面藓类的生态位宽度（Ｂ）与种数（Ｎ）的关系符合Ｎ＝７４．６４７５×ｅ－２０．６７０５×Ｂ,除塔藓等少数种类外,大多数藓类的生态幅很窄