吉林蛟河阔叶红松林样地种-面积关系

种-面积关系是群落生态学的核心问题之一,是生物多样性尺度转换的重要依据。利用吉林蛟河阔叶红松林30 hm~2的样地数据,采用随机取样与巢式取样方法,分别在10、20、30 hm~2尺度上建立对数模型(Logarithmic function)、幂函数模型(Power function)和逻辑斯蒂模型(Logistic function)拟合局域种-面积关系,并利用赤池信息准则(AIC)进行拟合结果优度检验。结果表明,取样方法对种-面积关系的构建有显著影响,随机取样优于巢式取样。种-面积关系的构建与尺度(取样上限)密切相关:在小尺度上(10 hm~2),对数模型与逻辑斯蒂模型拟合效果优于幂函数模型;在中尺度和大尺度上(20、30 hm~2),相对于对数模型和幂函数模型,逻辑斯蒂模型能更好地拟合阔叶红松林的种-面积关系。据AIC值可知,随机取样下的逻辑斯蒂模型拟合效果最好,是拟合30 hm~2阔叶红松林样地种-面积关系的最适模型。因此研究时需要根据区域森林群落的实际情况选择种-面积模型。     

四川盆地四种柏木林分类型的水文效应

四川盆地丘陵区是长江上游水土流失最严重地区之一,该区大面积柏木纯林林分结构不合理、天然更新不良、林分稳定性差、产品产量和水土保持功能低,急需进行结构调整。通过群落样地调查和坡面径流场观测,对比分析了四川盆地4种柏木林分类型的水文效应。结果表明:(1) 4种林分类型林冠截留量与降水量呈幂函数关系; 林冠截留率随雨量级的增大而减小,对次降雨的最大截留量为栎柏混交林 (9.5 mm) > 桤柏混交林 (9.2 mm) > 松柏混交林 (8.8 mm) > 柏木纯林 (8.5 mm)。(2) 4种林分类型之间未分解层和半分解层枯落物持水量随浸泡时间的变化存在极显著差异;枯落物总存储量变化范围为4.06-7.62 t/hm²,枯落物总持水量排序为栎柏混交林 (17.07 t/hm²) > 桤柏混交林 (13.26 t/hm²)> 松柏混交林 (8.89 t/hm²) > 柏木纯林 (7.57 t/hm²)。(3) 4种林分0-40 cm土层非毛管孔隙度变化范围为 4.21%-6.94％,土壤最大持水量排序为栎柏混交林(1820.83±124.80) t/hm² > 松柏混交林(1686.85±76.15) t/hm² > 桤柏混交林(1644.45±119.84) t/hm² > 柏木纯林(1574.14±119.89) t/hm²;4种林分类型雨季产沙量变化范围在534.2-1467.9 kg/hm²之间。综合分析表明,栎柏混交林是4种柏木林分类型中水土保持效果最优的;因此,该区柏木纯林的结构调整应以促进栎柏混交林的演替为目标。     

取样方式对喀斯特和非喀斯特混合分布区森林种—面积关系的影响

种—面积关系是生态学研究中的基本格局之一,是生物多样性保护实践和生物地理学研究的重要工具之一。不同区域最优种—面积关系模型的选择和取样调查方式对种—面积关系的影响目前仍未十分明确。广西北热带是喀斯特和非喀斯特混合分布的区域,生物多样性丰富,其中保护较好的有喀斯特区的弄岗国家级自然保护区和非喀斯特区的十万大山国家级自然保护区。依据典型性和代表性的原则,分别在两个保护区中建立典型群落的调查样地,对所有胸径大于2 cm的木本植物进行取样调查。为了明确该区域典型森林的优选模型,探讨取样方式对种—面积关系的影响,采用组合样方法建立对数模型、逻辑斯蒂克模型和幂函数模型,用赤池信息准则(AIC)检验模型的拟合优度,并用秩相关分析检验最小取样单元和起测胸径对不同模型的影响。结果表明:逻辑斯蒂克模型在两种区域均为优选模型,最小取样单元和起测胸径对种—面积关系的模型均有影响,但不同模型对取样方式变化的敏感性不一致;逻辑斯蒂克模型是一种较为稳健的模型,可用于描述广西北热带喀斯特区和非喀斯特区森林树种种—面积关系;在种—面积关系研究和模型的应用时,需要特别注意取样方式的影响。     

2005-2007年大兴安岭林火释放碳量

根据野外火烧迹地调查,比较过火前后归一化植被指数的差异,计算2005—2007年大兴安岭林区各种可燃物类型的过火面积、火烧消耗的可燃物量,对森林火烧程度进行分级,并利用植物平均含碳率估算林火释放碳量.结果表明：2005—2007年大兴安岭林区总过火面积为436512.5 hm²,其中轻度、中度和重度火烧面积分别为207178.4、150159.2和79159.4 hm².这些火烧消耗可燃物量为3.9×10⁶ t,释放碳1.76×10⁶ t,其中落叶松林、针阔混交林、阔叶林和草地燃烧释放的碳量分别为0.34×10⁶、0.83×10⁶、0.27×10⁶和0.32×10⁶ t.     

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。     

我国森林土壤全磷密度分布特征

土壤磷可利用性显著影响森林生产力和固碳能力。了解我国森林土壤全磷密度在土壤、气候和植被等不同环境条件下的分布特征,为我国森林质量提升和固碳增汇提供理论指导。收集全国森林土壤调查数据和文献数据中0-20 cm （2571个样地）、20-40 cm （1305个样地）、40-60 cm （701个样地）、60-80 cm （40个样地）和80-100 cm （31个样地）土层土壤全磷含量和容重以估算土壤全磷密度,采用单因素方差分析和Tukey HSD法（或Mann-Whitney U法）检验土壤全磷密度在不同土层、土壤类型、土壤风化程度、气候区、森林起源、森林结构、林龄组、森林类型和树种组之间的差异,利用线性回归分析探讨土壤全磷密度的纬度和经度变化趋势。结果表明：（1）我国森林40-60 cm土层（9.02 t/hm²）土壤全磷密度显著低于表层0-20 cm （13.81 t/hm²）和20-40 cm （10.84 t/hm²）以及深层60-80 cm （11.28 t/hm²）和80-100 cm （12.76 t/hm²）（P<0.001）,0-60 cm土层土壤全磷密度表现为中度风化（11.89-18.86 t/hm²）>轻度风化（10.19-11.13 t/hm²）>重度风化（5.44-8.89 t/hm²）,在土壤类型间差异显著（P<0.001）,铁铝土的值最低（5.44-8.89 t/hm²）;（2）土壤全磷密度随着纬度的增加线性增加,但随着经度的增加线性降低（除0-20 cm土层）,自热带向北温带也呈增加趋势;（3）我国森林0-60 cm土层土壤全磷密度表现为人工林（11.54-15.49 t/hm²）显著高于天然林（7.14-11.93 t/hm²）及纯林（12.16-15.40 t/hm²）显著高于混交林（6.06-12.15 t/hm²）,在林龄组和森林类型间差异显著（P<0.001）,0-20 cm和20-40 cm土层中过熟林（23.10 t/hm²和12.54 t/hm²）和落叶针叶林（19.49 t/hm²和15.30 t/hm²）土壤全磷密度最高,40-60 cm土层土壤全磷密度随着林龄的增加而降低。总体来看,我国森林0-100 cm土层土壤全磷密度存在明显的空间分布规律,其在土壤、气候和植被类别间差异显著,这些生物与非生物因素是影响我国森林土壤全磷高低和分布特征的重要因子;延长轮伐期和种植混交林是维持和提高我国森林土壤全磷养分可持续利用的重要途径。     

亚热带樟树-马尾松混交林凋落物量及养分动态特征

选取亚热带典型的针阔混交林作为研究对象,从2009年至2011年每月进行凋落物的测定。结果表明：混交林年凋落物总量为（4634.723±337.1427） kg/hm²,且凋落叶（71.78%） > 凋落枝（26.24%） > 凋落碎屑（8.46%） > 凋落果（3.23%）。凋落总量的月变化趋势明显,在11月份达到了最大值1025.6 kg/hm²,而最小值出现在2月份138.606 kg/hm²。混交林凋落物中大量元素、微量元素含量差异显著。大量元素含量大小顺序：C > N > Ca > K > S > Mg > P,微量元素的含量大小顺序：Mn > Fe > Zn > Pb > Cd > Cu > Ni > Co。C/N的特征是：枝（66.96） > 果（63.48） > 叶（40.62）。森林凋落物养分的含量直接决定了其养分的归还量。樟树-马尾松混交林凋落物养分归还总量为80.936 kg/hm²。混交林凋落物各元素养分归还量大小顺序特征是：N > Ca > K > S > Mg > P > Mn > Fe > Zn > Pb > Cd > Cu > Ni > Co。各组分养分归还特征是：叶（67.469 kg/hm²） > 枝（14.928 kg/hm²） > 果（2.361 kg/hm²）。混交林中N的年归还量为40.964 kg/hm²,其中凋落叶的N归还量较大为34.877 kg/hm²。     

山西芦芽山褐马鸡越冬栖息地选择的多尺度研究

1998～2000年在山西芦芽山自然保护区对褐马鸡的越冬栖息地选择进行了研究。采用4种空间尺度(10m、100m、300m和距离尺度),对影响褐马鸡越冬栖息地选择的主要因子进行了深入分析,并建立了褐马鸡越冬栖息地选择的逻辑斯谛回归模型。在300m尺度上．活动点和非活动点的生境类型有针叶林、针阔混交林、灌木林和草丛等。活动点周围针叶林面积显著高于非活动点(F=-3．116,P=0．002),虽然针阔混交林在两者中的面积比例都较小,但活动点周围针阔混交林的面积明显地低于非活动点(F=-2．255,P=0．024)．在灌木林和草丛的面积上两者无显著差异。这表明褐马鸡在300m尺度上喜欢活动于针叶林较多的地域,由于冬季针阔混交林不如针叶林能提供很好的隐蔽条件,褐马鸡避免选择针阔混交林;在100m尺度上,活动点和非活动点的生境类型有针叶林、针阔混交林和草丛,无灌木林生境,活动点的针叶林面积明显地高于非活动点(F=-2．931,P=0．003)。这表明褐马鸡在100m尺度上虽然倾向于选择针叶林,但对其它类型的生境如针阔混交林和草丛是可以利用的,这可能与其广泛取食活动有关。褐马鸡大尺度上的隐蔽条件满足以后,在小尺度上主要是为了获取更为丰富的食物。在距离尺度上活动点距居民点的距离、距道路的距离显著大于非活动点(F=15．621;6．048,P=0．000;0．018)。通过逐步逻辑斯谛回归分析,发现距灌草丛的距离、距居民点的距离、100m范围内针叶林的面积、树高以及食物的丰盛度是冬季褐马鸡栖息地选择的重要因子。以另外一个研究地收集的数据对所建立的栖息地选择模型的可靠程度进行了检验,结果表明该模型能有效地对褐马鸡的越冬栖息地进行预测。     

鄂西南木林子常绿落叶阔叶混交林2014~2019年主要物种动态变化

为了明确鄂西南木林子亚热带山地常绿落叶阔叶混交林的短期群落动态,为该区森林生态的保护、恢复与可持续经营提供科学依据。该研究基于木林子自然保护区2.2 hm²动态监测样地,以2014和2019年样地内所有胸径(DBH)≥1 cm的木本植物为研究对象,从物种组成与多样性、重要值、死亡率、补员率及胸径等方面分析了其动态变化。结果表明：(1)5年间2.2 hm²样地内木本植物个体从17 308株减少到16 533株,降幅为4.48%,胸高断面积31.42 m²·hm^-2增长到35.53 m²·hm^-2,物种增加了1科6属18种,消失1属7种。 乔木、亚乔木、灌木及藤本4类生长型物种的Margalef丰富度指数均上升,而Pielou均匀度指数均下降;除乔木外其他3种生长型的Shannon Wiener多样性指数和Simpson指数均上升。(2)补员个体1 269株,平均胸径2.44 cm,胸高断面积为0.32 m²·hm^-2,平均新增115.36 株·hm^-2·a^-1,隶属39科59属99种;死亡个体2 044株,平均胸径3.32 cm,胸高段面积为1.31 m²·hm^-2,平均死亡185.82 株·hm^-2·a^-1,隶属51科90属146种;不同径级补员与死亡个体数差异明显,总体上随着径级的增大而减少。(3)46个主要物种中有15种重要值增大,有31种降低,增加与降低的变化幅度为乔木层>灌木层>亚乔木层;平均胸径从4.70 cm上升为5.12 cm,除锥栗(Castanea henryi)平均胸径有所下降外其他物种均上升。(4)主要树种中有44个为增长型种群,另外2个物种种群增长率不变,主要物种年补员率大于年死亡率,不同生长型物种及其不同径级的死亡率与补员率不同,不同径级补员率总体大于死亡率;随着径级的增大,补员率与死亡率的差值逐渐降低趋于平缓。研究认为,该群落物种组成与多样性及主要物种的重要值、平均胸径变化幅度较小,未发生明显波动,主要物种不同径级的更新动态有所差别,但不剧烈,因此整个群落外貌基本保持不变,发展较为稳定。     

长白山不同演替阶段针阔混交林群落物种多样性及其影响因子

基于长白山3个5.2hm²针阔混交林永久监测样地的野外调查数据,以胸径(DBH)≥1cm的乔木树种为对象,运用R4.0.3软件计算物种多样性指数以及进行物种多样性相关性分析和多元回归分析,以探讨生物和非生物因素对不同演替阶段针阔混交林物种多样性的影响。结果表明：(1)3个典型针阔混交林的4个物种多样性指数均随演替的正向进行而下降,其中物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数在3个演替阶段存在显著性差异,而Pielou均匀度指数在次生杨桦林与次生针阔混交林阶段差异不显著。(2)胸径结构变量是影响物种多样性变化的主要驱动因子,随着演替的进行,林分密度对物种多样性产生的影响越来越大。(3)所有土壤因子在针阔混交林阶段对物种多样性指数均表现出显著的影响,而在次生杨桦林只有土壤全氮与物种多样性指数存在显著相关关系,土壤全磷在原始椴树红松林阶段是影响物种多样性的主要因素。综上,研究认为在各演替阶段,生物和非生物因素均影响着森林群落的物种多样性,胸径结构和林分密度是影响群落物种多样性的主要因素,林分中的土壤因子受到不同群落特征的影响产生不同变化,从而对群落的物种多样性产生影响也有所不同。     

小兴安岭阔叶红松林木本植物种-面积关系

种-面积关系研究是了解植物群落结构的重要途径,是群落生态学的基本问题。不同的研究方法对种-面积关系影响很大。利用黑龙江省小兴安岭两个10.4 hm2样地和5个1.0 hm2样地的调查数据,采用移动窗口法确定各样地的最小取样面积,避免了巢式取样法及随机样方法的不足。并采用4种种-面积关系模型进行拟合,评价各关系模型的适合度。在此基础上,基于最小面积进行模拟随机取样,探讨取样大小对物种数估计精度的影响。研究结果表明:由于拟合曲线模型的适用性及曲线外推可靠性问题的存在,采用拟合曲线的方法所估计的最小面积与实际值偏差较大。实际调查得到的各样地最小面积40 m×40 m—45 m×45 m,说明小兴安岭地区阔叶红松林群落所需的最小面积基本一致,但各样地群落结构的差异却在对取样数量的要求上体现出来。其中丰林与大亮子河样地物种数分布相对均匀,所需最小样方数量较少;而方正与胜山样地物种数分布异质性较大,差异的机理还有待于进一步研究。     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20公顷样地群落特征研究

 鼎湖山南亚热带常绿阔叶林是北回归线附近保存较完好的地带性植被,是在南亚热带季风湿润型气候条件下发育的植被类型,具有热带向亚热带的过渡性质,群落结构相对复杂,组成种类相对丰富。参照巴拿马巴洛科罗拉多岛（Barro Colorado Island, BCI） 50 hm²热带雨林样地的技术规范,采用中国森林生物多样性监测网络的统一调查研究方法,于2005年在鼎湖山南亚热带常绿阔叶林建立了20 hm² 固定监测样地,调查并鉴定了样方内胸径 （Diameter at breast height, DBH）大于1 cm的木本植物。首次调查结果表明,群落内共有木本植物210种,71 617个活的个体,分属于56科119属。从乔木区系的组成及其特点可以看出,其南亚热带的区系成分占绝对优势,并呈现出由亚热带向热带过渡的趋势。群落垂直结构复杂,地上成层现象较明显,乔木可分为3层,其中重要值最大的锥（Castanopsis chinensis）、木荷（Schima superba）和黄杞（Engelhardtia roxburghiana）均是乔木上层的优势种;中层是群落的主要层,由厚壳桂（Cryptocarya chinensis）、黄叶树（Xanthophyllum hainanense）和华润楠（Machilus chinensis）等中生和耐阴树种组成;下层成分较复杂,物种多样性高,不同地段的物种组成差异较大。样地内物种十分丰富,种-面积曲线拟合显示其物种数量接近于BCI。稀有种比例极高,有110种,占总物种数的52.38%,其中有45%的稀有种源于物种本身的特性,有20%源于区系交汇,人为或自然干扰造成的稀有种占30%以上。样地中所有个体的径级分布(以1 cm等级排列)明显呈倒“J"形,表示群落稳定与正常生长状态。根据对优势种径级结构的分布分析,将各树种的径级结构归纳为4种类型：1）峰型（中径级个体储备型）,此类物种为乔木上层优势种;2）倒“J"型 （正常型）,此类物种为乔木中层的优势种;3）类倒“J"型（偏正常型）,此类物种占据乔木的中、下层; 4）“L”型（灌木型）,此类物种分布于乔木下层和灌木层。点格局分析得出优势种在各个层上的绝大部分尺度都是聚集分布的,而不同径级的空间分布随物种的不同而呈现出明显的差异性,点格局显示了优势种在相同径级的分布（特别是DBH=10～40 cm）具有一定的空间互补性。对大径级（DBH＞40 cm）的504个个体进行空间分布格局分析,结果表明,所有这些个体随机分布于整个样地,但不同的物种在空间分布上存在一定的规律。     

Sampling-Design Effects on Properties of Species-Area Relationships – A Case Study from Estonian Dry Grassland Communities

Despite widespread use of species-area relationships (SARs), dispute remains over the most representative SAR model. Using data of small-scale SARs of Estonian dry grassland communities, we address three questions: (1) Which model describes these SARs best when known artifacts are excluded? (2) How do deviating sampling procedures (marginal instead of central position of the smaller plots in relation to the largest plot; single values instead of average values; randomly located subplots instead of nested subplots) influence the properties of the SARs? (3) Are those effects likely to bias the selection of the best model? Our general dataset consisted of 16 series of nested-plots (1 cm²–100 m², any-part system), each of which comprised five series of subplots located in the four corners and the centre of the 100-m² plot. Data for the three pairs of compared sampling designs were generated from this dataset by subsampling. Five function types (power, quadratic power, logarithmic, Michaelis-Menten, Lomolino) were fitted with non-linear regression. In some of the communities, we found extremely high species densities (including bryophytes and lichens), namely up to eight species in 1 cm² and up to 140 species in 100 m², which appear to be the highest documented values on these scales. For SARs constructed from nested-plot average-value data, the regular power function generally was the best model, closely followed by the quadratic power function, while the logarithmic and Michaelis-Menten functions performed poorly throughout. However, the relative fit of the latter two models increased significantly relative to the respective best model when the single-value or random-sampling method was applied, however, the power function normally remained far superior. These results confirm the hypothesis that both single-value and random-sampling approaches cause artifacts by increasing stochasticity in the data, which can lead to the selection of inappropriate models.     

基于8hm2样地的天山云杉林蒸腾耗水从单株到林分的转换

为准确地估算天山北坡中部雪岭云杉森林的林分蒸腾耗水量,本研究设置了8hm2固定样地,在每木调查的基础上,通过对7株标准木连续晴天液流的观测,分别得到胸径与液流速率和边材面积的拟合方程,最终计算得到了林分的蒸腾耗水量,确定了估算该森林群落蒸腾耗水的最小取样面积,并且讨论了最小取样面积随样地位置的变化。结果表明：①在自然生长系,雪岭云杉林分最大蒸腾耗水量、平均蒸腾耗水量同植株密度呈Extrem函数分布;当种植密度达到1200株/hm2时,林分最大蒸腾耗水量达到最大,为77.27 t/hm2d;②对林分蒸腾耗水量的测算存在明显的最小取样面积,最小取样面积随取样点的不同而略有差异,取样起始点在本样地的海拔上边界和下边界处时最小取样面积为4 hm2,取样起始点在本样地的中部时最小取样面积为2.56hm2。本研究为更精确地估算天山北坡雪岭云杉森林的蒸腾耗水量提供了理论依据。     

海南岛霸王岭热带低地雨林植被恢复动态

热带次生林具有重要的物种保育和固碳功能, 然而高强度的干扰会导致次生林早期出现类似季雨林的阶段, 因而群落恢复速度和方向是当前热带生态学研究中最为关注的议题之一。该文以海南岛在刀耕火种弃耕地形成的不同演替阶段的次生林为研究对象, 比较森林不同恢复时间(12年、25年、55年)群落中的不同年龄(幼树、小树、成年树)个体与低地雨林老龄林的物种组成、多样性和群落结构差异, 探讨刀耕火种弃耕地恢复过程中的群落组配过程。首先, 在海南岛霸王岭林区内建立7个1 hm²(100 m × 100 m)的样地, 并调查样地内所有胸径≥ 1 cm的木本植物个体(不包括木质藤本)的种类、胸径大小和树高。无度量多维标定法(NMS)排序结果表明, 刀耕火种弃耕地恢复群落与老龄林的物种组成存在明显差异, 并且其物种组成差异随着径级增加而逐渐减小。刀耕火种弃耕地群落物种累积速度缓慢, 25年和55年恢复群落的种面积、种个体和种多度曲线无差异, 存在一个明显的停滞阶段。与物种组成相比, 群落结构恢复相对较迅速, 但仍没有形成老龄林阶段中的复杂结构。萌生个体在早期恢复群落中占有较高比例, 其个体密度和胸高断面积分别占总数的39.9%和55.9%, 但在恢复中后期迅速降低。刀耕火种弃耕地恢复群落中以先锋种和非先锋喜光种为主。虽然耐阴种随演替而逐渐增加, 但恢复中后期群落中的耐阴种重要值仅为老龄林的27.7%。这些结果表明, 虽然刀耕火种弃耕地恢复群落缓慢地逐渐接近最终恢复目标, 但仍然存在 很大的不确定性。刀耕火种弃耕地恢复过程中的异速恢复和停滞阶段需要纳入今后群落演替模型构建和森林固碳效益核甘共苦算中。     

Size-Class Effect Contributes to Tree Species Assembly through Influencing Dispersal in Tropical Forests

We have investigated the processes of community assembly using size classes of trees. Specifically our work examined (1) whether point process models incorporating an effect of size-class produce more realistic summary outcomes than do models without this effect; (2) which of three selected models incorporating, respectively environmental effects, dispersal and the joint-effect of both of these, is most useful in explaining species-area relationships (SARs) and point dispersion patterns. For this evaluation we used tree species data from the 50-ha forest dynamics plot in Barro Colorado Island, Panama and the comparable 20 ha plot at Bubeng, Southwest China. Our results demonstrated that incorporating an size-class effect dramatically improved the SAR estimation at both the plots when the dispersal only model was used. The joint effect model produced similar improvement but only for the 50-ha plot in Panama. The point patterns results were not improved by incorporation of size-class effects using any of the three models. Our results indicate that dispersal is likely to be a key process determining both SARs and point patterns. The environment-only model and joint-effects model were effective at the species level and the community level, respectively. We conclude that it is critical to use multiple summary characteristics when modelling spatial patterns at the species and community levels if a comprehensive understanding of the ecological processes that shape species’ distributions is sought; without this results may have inherent biases. By influencing dispersal, the effect of size-class contributes to species assembly and enhances our understanding of species coexistence.     

Pitfalls in Small-Scale Species-Area Sampling and Analysis

Analyses of the dependency of species richness (S) on area (A), the so-called species-area relationships (SARs), are widespread approaches to characterize and compare biodiversity patterns. This article highlights – with a focus on small-scale SARs of plants in continuous ecosystems – how inappropriate sampling methods or theoretical misconceptions can create artifacts and thus may lead to wrong conclusions. Most of these problems have been recognized before but continue to appear regularly in the scientific literature. The following main points are reviewed and discussed: i) Species richness values and SARs depend on the measurement method (any-part vs. grid-point system); ii) Species-richness values depend on the shape of the analyzed plots; iii) Many published SARs are not true SARs but instead represent species sampling curves or their data points consist of richness totals for incontiguous subplots; iv) Nested-plot design is the preferred sampling method for SARs (the claim that this approach would cause pseudoreplication is erroneous); v) SARs should be constructed using mean values of several counts for the smaller areas; vi) SAR functions can be fitted and selected both in the S- and the log S-space but this must be done consistently for all compared function types. It turns out that the finding of non-power function SARs in many studies is due to a lack of awareness of one or several of the named points. Thus, power-function SARs are even more widespread than a recent review would suggest. I therefore propose to use the power law as a universal model for all types of SARs but to test whether the slope z varies with spatial scale. Finally, I urge readers to be aware of the many pitfalls in SAR studies, to fully disclose methodology, and to apply a meaningful and consistent terminology, especially by restricting the terms “species-area relationship” and “species density” to situations in which each data point represents a contiguous area.     

云冷杉天然次生林死木分布格局及空间关联性

为揭示天然次生林群落演替规律,以吉林省汪清林业局金沟岭林场的云冷杉天然次生林为对象,采用相邻网格法调查样地(100 m×100 m)内每株林木(DBH≥1 cm)的基本特征及坐标位置,研究死木的分布格局及空间关联性。结果表明: 死木的径级分布呈左偏单峰山状分布,其中枯倒木呈多峰山状分布;各树种的死木株数与该树种的总株数没有必然联系;树种死木株数与树种混交度之间存在显著负指数关系;死木主要在0～8 m尺度上呈聚集分布,随着尺度的增大,逐渐转变为随机分布或均匀分布,以随机分布为主;中(10 cm≤DBH＜20 cm)、小径级(1 cm≤DBH＜10 cm)死木在8 m以下的小尺度上的聚集分布是造成死木总体在小尺度上呈聚集分布的主要原因。不同径级死木与不同径级活立木的空间关联性差异较大,死木与幼树(1 cm≤DBH＜5 cm)的关系较为明显,尤其是大径级死木与幼树在2～25 m尺度上呈显著正关联性;死木与小树(5 cm≤DBH＜15 cm)没有明显的关联性;中、小径级死木与中树(15 cm≤DBH＜25 cm)在0～3 m尺度上呈正关联性,与大树(DBH≥25 cm)分别在9、11～14 m以及15、42～45 m尺度上呈负关联性。树种在生物学特性、径级分布和空间布局上的差异影响着死木的株数和径级分布;混交程度低的树种可能出现较多的死木;死木空间分布格局随林木径级和研究尺度的大小产生变化;死木与活立木的空间关联性在不同径级和不同尺度上呈现出明显差异。     

不同群落蒙古栎种群空间格局的地统计学分析

以蒙古栎天然次生林中的蒙古栎种群为研究对象,在吉林省汪清林业局塔子沟林场设置2块1 hm^2的处于不同演替阶段的样地(A、B).采用相邻网格调查法将每块样地划分为100个10 m×10 m的调查单元,对单元内每株林木的空间坐标进行精确定位,调查所有胸径≥1 cm的林木基本信息.采用地统计学分析的半方差函数法和分维数对蒙古栎种群各林木属性的空间异质性程度、组成、尺度、方向进行分析;运用克里格插值法对具有空间自相关的树木属性进行无偏估计并绘制分布图,分析其空间分布格局.结果表明:两块样地各林木属性的最优半方差函数以指数模型和球状模型为主,呈聚集分布,但样地A较样地B的空间自相关程度更高,空间连续性更大;两块样地内部,胸径和东西冠幅均表现出较强的空间异质性和空间自相关性.两块样地各林木属性均在南北方向上表现出较强的空间异质性.此外,样地A在西北-东南方向上也存在较强的空间异质性,而样地B则在东北-西南方向存在较强的空间异质性.两者相比,样地A的空间异质性强度更高、尺度更大.样地A中胸径和东西冠幅变异明显,而样地B中东西冠幅和南北冠幅变异明显.分维数值反映的结果与标准半方差函数值的结果基本一致.样地A各林木属性变量以斑块状和条带状分布为主,空间分布格局和变化趋势明显,而样地B各林木属性变量分布破碎,格局复杂.上述结果说明,种群属性特征、群落发育程度、空间尺度大小和空间水平方向可能影响种群的空间格局.基于地统计学的分析方法有助于定量、直观地描述种群的生长现状和发展趋势,可为东北林区大面积的蒙古栎天然次生林的可持续经营提供理论基础.     

长白山不同演替阶段针阔混交林群落物种多度分布格局

为解释长白山温带森林群落构建和物种多度格局的形成过程, 该文以不同演替阶段的针阔混交林监测样地数据为基础, 采用中性理论模型、生物统计模型(对数正态分布模型)和生态位模型(Zifp模型、分割线段模型、生态位优先模型)拟合森林群落物种多度分布, 并用χ ²检验、Kolmogorov-Smirnov (K-S)检验和赤池信息准则(AIC)选择最佳拟合模型。结果显示: 中性模型能很好地预测长白山温带森林不同演替阶段植物群落的物种多度分布。在10 m × 10 m尺度上, 5种模型均可被χ ²检验和K-S检验接受, 但中性模型拟合效果不如对数正态分布模型、Zifp模型、分割线段模型和生态位优先模型, 表明小尺度上中性过程和生态位过程均能解释群落物种多度分布, 但生态位过程的解释能力相对较大。而在中大尺度上(30 m × 30 m、60 m × 60 m和90 m × 90 m), 中性模型为最优拟合模型, 并且随着研究尺度增加, 生态位模型和生物统计模型逐渐被χ ²检验拒绝, 表明中性过程在长白山针阔混交林群落物种多度分布格局形成中的作用随着研究尺度增加而逐渐增大。该文证实了中性过程在长白山温带针阔混交林群落结构形成中具有重要作用, 但未否认生态位机制在群落构建中的贡献。因此, 温带森林群落构建过程中中性理论和生态位理论并非相互矛盾, 而是相互融合的。在研究森林群落物种多度分布时, 应重视取样尺度和演替阶段的影响, 并采用多种模型进行拟合。