天然杨-桦次生林空间结构特征

运用直径分布和空间结构参数混交度、大小比数和角尺度,分析了木兰围场4 hm2天然杨-桦次生林的空间结构.结果表明:天然杨-桦次生林林分径级结构呈反“J”型曲线;林分平均混交度为0.4,其弱度和零度混交比例达51.6％,山杨、白桦的平均混交度分别为0.25和0.39;以胸径、树高为参数的大小比数基本一致,显示山杨、白桦处于亚优势向中庸的过渡状态;林分水平分布格局与树木起测直径密切相关,当起测直径为1 cm≤DBH＜6 cm时,林分呈聚集分布,当起测直径DBH≥6 cm时,林分呈随机分布.     

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。     

南盘江流域铁坚油杉种群空间结构特征分析

铁坚油杉[Keteleeria davidiana(Bertr.)Beissn]为第三纪残遗裸子植物,被列为中国濒危树种,也是南盘江流域天然植被的重要组分。该研究于南盘江流域的广西雅长兰科植物国家级自然保护区内,采用典型样地法建立了1块面积为100m×80m的永久性标准固定样地,并运用林分空间结构参数二元分布(BDFSSSP)法分析铁坚油杉种群整体、大树(DBH≥15.79cm)和小树(5cm≤DHB15.79cm)的空间结构特征,以揭示南盘江流域内天然次生群落中铁坚油杉种群的结构多样性。结果表明:(1)铁坚油杉种群整体处于随机偏向均匀分布(W=0.468)状态,混交度适中(M=0.480),个体径阶分化明显(U=0.472)。(2)多数大树同时处于优势地位(U=0.204)和中度混交(M=0.436)状态,格局为随机分布(W=0.483)。(3)小树的分布格局和混交状态与种群整体相似,但大部分小树都是劣势木(U=0.75~1.00)。研究认为,南盘江流域铁坚油杉种群与其相邻种群之间的空间结构具有多样性,铁坚油杉种群内部的空间结构也具有多样性,暗示整个种群可能处于稳定状态。     

西鄂尔多斯高原干旱荒漠灌木群落空间分布格局及其竞争关系分析

对西鄂尔多斯高原干旱荒漠中的四合木(Tetraena mongolica Maxim. )、霸王(Sarcozygium xanthoxylon Bunge)、白刺(Nitraria tangutorum Bobr. )和红砂[Reaumuria songarica (Pall. ) Maxim. ]优势群落(样方面积50 m×50 m)进行调查,并按土壤中根系分布深度(0～30、30～60、60～90和大于90 cm)将4种灌木分为4个灌木组,运用单变量函数g(t)、标记相关函数markcorr(t)和双变量函数g12(t)对4个灌木组内灌木的空间分布格局及竞争关系进行了研究.g(t)函数和markcorr(t)函数分析结果显示,4个灌木组内的灌木在0～25 m尺度上几乎都呈显著的随机分布,只有根系分布深度在地下0～30 cm的灌木在小于1 m的尺度上呈现均匀分布;除根系分布深度大于90 cm的灌木的标记在12～13 m尺度上呈现较显著的负相关关系外,在0～25 m尺度上每个灌木组间的标记都不相关,表明根系分布深度相似的灌木间无显著的排斥关系,灌木个体的大小不受周围灌木的影响.g12(t)函数分析结果显示,除根系分布深度为0～30与30～60 cm、30～60与60～90 cm的灌木组间分别在某一中小尺度上(3.0～3.5 m、小于1.5 m和7.0～7.5 m)呈现显著的正相关关系外,在0～25 m尺度内根系分布深度相邻的各灌木组间几乎无显著的相关关系,表明根系分布深度不同的灌木间并不互相影响.研究结果表明,在西鄂尔多斯高原干旱荒漠灌木群落中,具有不同生态学特性的灌木分别占据各自的土壤层,呈现出对土壤水分和养分的分层利用,不存在对资源的竞争.     

八大公山常绿落叶阔叶混交林枯立木物种组成、大小级与分布格局

枯立木是森林生态系统的重要组成部分,对其数量特征(如物种组成和大小级)与分布格局的研究是认识这个特殊类群的起点。本文以湖南八大公山25 ha森林动态监测样地常绿落叶阔叶混交林为研究对象,以该样地第一次木本植物(DBH≥1 cm)调查数据为基础,分析了枯立木的物种组成、径级结构、分布格局以及生境关联。结果表明,样地内共有枯立木(DBH≥1 cm,高度≥130 cm,完全死亡)8,947株。其中,1 cm≤DBH5 cm枯立木4,258株(47.59%),5 cm≤DBH10 cm枯立木2,132株(23.84%),10 cm≤DBH30 cm枯立木2,377株(26.57%),DBH≥30 cm枯立木180株(2%);平均DBH为8.0 cm,最大DBH为83.5 cm。从分布格局来看,0–50 m的尺度上,样地内枯立木主要呈现聚集分布,但在接近40 m的尺度上,逐渐变为随机分布。利用多元回归树(multivariate regression tree,MRT)将样地生境分为3类,运用Torus转换比较某类生境中枯立木密度与物种零分布模型中的期望密度,结果显示枯立木在山谷中分布较少,山脊较多,而在山坡生境则呈现随机分布。鉴定到种的枯立木有724株(8.1%),隶属于26科84种;其中,杜鹃花科、壳斗科和樟科枯立木最多。在物种水平上,多脉青冈(Cyclobalanopsis multinervis)、长蕊杜鹃(Rhododendron stamineum)和黄丹木姜子(Litsea elongata)枯立木最多;而优势树种亮叶水青冈(Fagus lucida)的枯立木并不多见。     

天然次生林蒙古栎种群空间格局

以蒙古栎天然次生林中的蒙古栎(Quercus mongolica)种群为研究对象,在吉林省汪清林业局塔子沟林场设置了2块1hm~2群落组成和结构存在差异的样地(样地A、样地B)。采用相邻网格调查法将每块样地划分为100个10m×10m的调查单元,精确定位单元内每株林木的空间坐标(X,Y),调查所有胸径(DBH)≥1cm的林木基本信息。采用径阶替代年龄的方法,将蒙古栎划分为4个不同的生长阶段:Ⅰ龄级(1cm≤DBH10cm),Ⅱ龄级(10cm≤DBH20cm),Ⅲ龄级(20cm≤DBH30cm),Ⅳ龄级(DBH≥30cm)。运用单变量、双变量成对相关函数、标记相关函数、标记变异函数,分析了不同群落中蒙古栎种群在不同空间尺度上的分布格局。结果显示:(1)两块样地中蒙古栎在大尺度上均呈随机分布,聚集分布主要集中在中小尺度,这主要是由Ⅰ、Ⅱ龄级的蒙古栎在中小尺度上的强度聚集所致,两块样地均未出现均匀分布的格局;样地A中蒙古栎聚集的尺度和强度均明显大于样地B中蒙古栎的聚集;(2)样地A中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ龄级的蒙古栎之间在中小尺度上呈正关联,高龄级与低龄级之间则呈负关联,尤其是Ⅳ龄级与Ⅰ、Ⅱ龄级之间;而样地B中几乎未出现负关联的格局,各龄级之间以无关联为主,伴随以小尺度和低强度的正关联;(3)样地A中蒙古栎的空间自相关性较强,尤其体现在林木胸径方面;相比之下,样地B中胸径和树高的空间自相关得以减弱。上述结果表明,研究的空间尺度大小、物种的生长阶段、群落的发育程度均会给蒙古栎种群的空间分布格局造成影响。该研究有助于深入了解蒙古栎及蒙古栎次生林的现状、生长特性和发展趋势,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参考。     

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。     

梭梭种群不同发育阶段的空间格局与关联性分析

运用点格局法中的Ripley'sK(r)函数的变形L(r)函数和g(r)函数,对古尔班通古特沙漠不同生境下不同发育阶段梭梭种群的空间格局及关联性进行了研究。结果表明:L(r)函数显示梭梭种群格局倾向于聚集分布,且集中分布在0-25m尺度范围内,而g(r)函数分析在小于3m的尺度上呈聚集分布,大于3m的尺度后波动较小,最大聚集尺度表现在0-10m范围内;梭梭在不同发育阶段过程中,L(r)和g(r)函数都显示由幼苗、幼树的聚集分布变为成年树的随机分布,甚至在某些尺度上变为均匀分布,同时幼苗幼树向成年树过渡过程中,梭梭的聚集强度呈逐渐减弱趋势。在关联性分析中,L(r)函数分析中正关联维持的尺度范围较g(r)函数大。L(r)函数分析幼苗与幼树、成年树在0-15m尺度内呈现正关联,g(r)函数在0-5m范围内表现为正关联,而幼树与成年树在0-10m尺度内多呈负关联,且两个大小级的形体大小差异越大,它们的正关联关系越弱,甚至表现为负关联或无关联。幼苗幼树的聚集分布和正关联是梭梭种子的传播和密度制约的一个平衡,对梭梭种群的生存和发展是有利的。另外,梭梭种群分布格局的强度在不同地形也存在差异,奎屯平地比五家渠的聚集强度和关联性大,缓坡差异较小,这说明地形对各种资源的再分配间接地影响了梭梭的格局。总体上看,同时应用L(r)和g(r)函数进行梭梭空间格局与关联性分析时结果不尽相同。L(r)函数的最大值可以反映典型的聚集尺度,而g(r)函数中出现的第1个最大值可以表示植株间典型距离。在小尺度下两种函数分析所得空间格局是一致的,而在大尺度上有较大差异。g(r)函数在小尺度范围内的分析结果更接近实际情况,有利于揭示出梭梭空间格局与生态过程有联系的"关键尺度",说明梭梭为了适应恶劣环境往往表现为聚集分布,这种聚集生长现象有利于个体的生存与繁衍。因此,联合使用L(r)函数和g(r)函数更有利于揭示植物个体间的关系。     

天目山近自然毛竹林空间结构与胸径的关系

以浙江省天目山国家级自然保护区内的近自然毛竹林为研究对象,设置1块100m×100m的固定标准地,采用相邻网格调查法划分为100个调查单元,通过全站仪精确定位毛竹基部的三维坐标(X,Y,Z),利用角尺度、大小比数和年龄隔离度3个林分空间结构指数,并按毛竹胸径大小划分为Ⅰ(DBH7cm)、Ⅱ(7cm≤DBH13cm)、Ⅲ(DBH≥13cm)3个径级,分析近自然毛竹林空间结构与胸径的关系。结果表明:毛竹林直径结构呈右偏近似正态分布,与乔木同龄林直径结构较接近;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ径级毛竹以及全林分的空间分布格局分别为聚集、随机、随机和随机,毛竹林角尺度随径阶的增加有减小的趋势,且服从幂函数关系,决定系数R2=0.7793,各径阶角尺度无显著性差异(P0.05);毛竹林整体处于中庸状态,胸径大小分化不明显,各径级毛竹优势度排序为ⅢⅡⅠ,毛竹林大小比数随径阶的增加而减小,与胸径呈线性关系,决定系数R2=0.9233,各径阶大小比数差异极显著(P0.01);毛竹林的平均年龄隔离度为0.8178,属强度至极强度异龄,各径级毛竹年龄隔离程度大小排序为ⅢⅡⅠ,毛竹林年龄隔离度随径阶的增大呈现逐渐递增的趋势,且服从幂函数关系,决定系数R2=0.6774,各径阶年龄隔离度差异极显著(P0.01)。     

北京东灵山暖温带落叶阔叶林枯立木与活立木空间分布格局

东灵山暖温带落叶阔叶次生林,是保存较完整的落叶阔叶次生林,其物种组成、群落结构是次生林演替过程的重要体现,也是下一步演替发生的基础。为了更好地研究其演替动态、生物多样性维持机制,以东灵山20hm~2样地为固定监测平台,分析了暖温带落叶阔叶次生林的活立木、枯立木物种组成、径级结构、空间格局。结果表明:(1)样地中DBH≥1 cm的活立木共有103702株,植株密度为5185.1株/hm~2;枯立木共有4543株,植株密度为204.9/hm~2二者均包括了分枝和萌枝的个体数。样地内DBH≥1 cm的活立木共有58种,分属于33属18科,DBH≥1 cm的枯立木共有33种,分属于23属15科。(2)活立木与枯立木整体分布随径级增大,均表现出先增大后减小的趋势,小径级个体多度在分布中优势显著。(3)活立木空间分布随径级增大,聚集强度减小,10 cm≤DBH20 cm、DBH≥40 cm此趋势明显,而20 cm≤DBH40 cm在0—50 m的尺度范围内,规则、随机、聚集分布均出现。枯立木的空间格局,DBH5 cm,DBH≥40 cm,尺度接近30 m时,随机分布;5 cm≤DBH40 cm,0—50m尺度范围内,聚集分布。空间分布格局显示了径级大小在空间分布上互补,不同径级的个体占据了样地内不同的生态位。(4)不同径级活立木与枯立木关联性分析表明,小径级小尺度,关联显著,大径级大尺度空间关联性逐渐减弱。枯立木的产生,是活立木受密度制约调控、演替地位及演替阶段、生境异质性等因素调控的结果,影响机制有待进一步研究。     

On a property of the exponential distribution

If t is an independent exponentially distributed random variable, the distribution p = [t - x] is a modified geometric distribution, similar to the result of HAWKINS and KOTZ (1976), x is uniform.     

Reconstructing the Pleistocene geography of the Aphelocoma jays (Corvidae)

Understanding historical distributions of species and evolving lineages has been a topic of considerable interest, yet methods used to date have not provided detailed, quantitative distributional hypotheses. Here, we present a technique based on models of species’ ecological niches and Pleistocene climate reconstructions that provides such hypotheses, providing the example of reconstructions for the Aphelocoma jays. We demonstrate in general a greater degree than expected of stability in jay species’ distributional areas back through at least the most recent glaciation event, and that existing patterns of genetic differentiation may date to before the Late Pleistocene glaciations. More generally, the method offers the potential for reconstructing historical distributions of species or lineages, and providing a detailed geographic framework for addressing many biogeographic and systematic questions.     

Evaluation of the spatial distribution of Anoplophora glabripennis (Motschulsky) (Coleoptera: Cerambycidae) in South Korea combining climate and host plant distribution

Anoplophora glabripennis (Motschulsky) (Coleoptera: Cerambycidae), a global forest pest, has a potential to damage forests in South Korea, requiring an effective tool for evaluating its potential distribution. This study aimed to evaluate the spatial distribution of A. glabripennis in South Korea by simultaneously considering climate and host plants. Climatic suitability was firstly evaluated using a CLIMEX model; then, it was combined with the areal distribution of host plants using a simple mathematical formulation. We finally projected the spatial distribution of A. glabripennis onto the map of administrative districts to identify hazardous areas to watch. As a result, the developed model predicted that over 40% of areas in South Korea could be exposed to A. glabripennis damage, and most of them were located in mountainous areas with abundant host plants. In addition, climatic suitability was higher in coastal areas, which was different than a previous record of A. glabripennis occurrence, while the prediction by a comprehensive model was consistent with the record. In conclusion, the model including both climate and host plant occurrence was more reliable than the model which only included climate, and could provide useful data for determining areas for monitoring and control.     

科尔沁沙地盐生草甸主要植物群落种群格局的研究

本文采用方差/均值法,Greig-Smith格局分析法及Hill格局分析法,探讨了科尔沁沙地盐生草甸主要植物群落种群格局及其成因。结果表明,羊草群落和野古草群落中的大部分种为聚集分布,羊草与野古草群落交错区中所有种为聚集分布,其最小面积为0.01m~2,最大面积为6.4×6.4m~2。邻接格子最小取样面积应小于0.05×0.05m~2,最适取样面积为40.96m~2,小规模格局是种子扩散和营养繁殖的结果,中规模起因于匍匐和长根茎的扩散,大规模则取决于土壤总盐分及pH值。     

Spatial distribution of brood-bearing females of limnetic species of Cladocera

In this study, the spatial distribution of brood-bearing females of five species of limnetic cladocerans (Daphnia cucullata, D. longispina, Bosmina coregoni, B. longirostris, Diaphanosoma brachyurum) in the deep mesotrophic lake in relation to the predation pressure of planktivorous fish (roach Rutilus rutilus, perch Perca fluviatilis, catfish Ictalurus nebulosus, white fish Coregonus albula, bleak Alburnus alburnus), and planktonic invertebrates (cyclopoids Mesocyclops leuckartii, Thermocyclops oithonoides, T. crassus, and cladoceran Leptodora kindtii) as well as some environmental variables was estimated. Most cladocerans showed apparent differences in horizontal distribution (ANOVA F = 0.2–0.45, P < 0.05) in the littoral zone and lack of such differences in the pelagic zone (F = 0.07–0.13, P > 0.05). Vertical distribution of most species, in turn, showed a clear pattern in the pelagic zone (F = 0.31–0.39, P < 0.05) and less regularities in the littoral zone (F = 0.15–029, P > 0.05). The differences in spatial distribution of non-predated and predated species suggest that predation pressure, but not predatory type, was an important factor structuring their distribution. Other factors that affected their distribution were conductivity, dissolved oxygen, TOC and macrophyte biomass; however, most of those variables better explained the distribution of brood-bearing cladocerans in the vertical than horizontal aspect.     

Limits to the estimation of species richness: The use of relative abundance distributions

The present study demonstrates the possibility of estimating species numbers of animal or plant communities from samples using relative abundance distributions. We use log‐abundance–species‐rank order plots and derive two new estimators that are based on log‐series and lognormal distributions. At small to moderate sample sizes these estimators appear to be more precise than previous parametric and nonparametric estimators. We test our estimators using samples from 171 published medium‐sized to large animal and plant communities taken from the literature. By this we show that our new estimators define also limits of precision.