黄土高原丘陵沟壑区天然沙棘种群空间分布格局研究

经实地踏查,在黄土高原丘陵沟壑区陕西富县天然沙棘林区,设置10个10 m×10 m样地,采用离散分布理论拟合和聚集强度测定方法,对不同生境和年龄阶段的沙棘种群的空间分布格局及其动态进行了系统研究,以探讨沙棘种群分布格局动态特征.结果显示:(1)沙棘种群空间分布格局属聚集型,在6.25 m2面积上聚集强度较大.天然条件下,种群聚集强度最大的取样尺度,是其种群更新的最佳面积.(2)沙棘种群空间分布格局随海拔上升,聚集强度降低;阴坡的种群分布聚集强度总是大于阳坡.(3)随着种群年龄增加,分布格局由聚集型向随机型过渡,聚集强度减弱.在幼、老龄期聚集性最强的格局尺度为25.00 m2,中龄期为6.25 m2、25.00 m2.研究表明,天然沙棘种群的空间分布格局与其生物生态学特性、生长阶段以及生境条件关系密切,在保护与利用中应针对不同生境的差异以及不同生长阶段的特性进行适度人为干扰,促进种群的生长、更新和群落发育.     

放牧干扰和种内竞争对伊犁河谷黑鳞顶冰花种群空间分布格局的影响

植物种群格局分析已有大量研究,但是大多数研究都是从格局推测过程,而很少根据已知的生态过程来检验格局。以新疆伊犁河谷分布的黑鳞顶冰花为研究对象,在放牧干扰和无放牧干扰地点分别建立了8个重复样地(样地面积2 m×2 m),分析放牧干扰和种内竞争两种生态过程对黑鳞顶冰花种群空间分布格局的影响。两个地点共测量了4677株,其中放牧地点819株,未放牧地点3858株。在放牧干扰下,8个样地的黑鳞顶冰花均在小尺度(r < 2 cm)上表现为随机分布,在大尺度(r > 2 cm)上表现为聚集分布,主要与放牧践踏形成的生境异质性有关;在无牧条件下,8个样地黑鳞顶冰花种群均在小尺度上表现出显著的均匀分布特征,在较大尺度则显示为随机分布特征,前者主要与种内资源竞争过程有关,后者主要与生境均质化有关。无论在无牧还是放牧干扰下,黑鳞顶冰花种群最大聚集规模与种群密度之间均存在显著的负相关关系。放牧干扰下各样地种群最大聚集规模介于20.26-168.71 cm²之间,平均值54.61 cm²,明显高于无牧条件的8.26 cm²。放牧干扰和种内竞争两种生态过程产生了明确且不同的空间分布格局,放牧导致黑鳞顶冰花个体出现更大程度的空间聚集,突出显示出干扰在种群空间分布格局形成中的重要性。     

濒危植物秦岭冷杉种群空间分布格局及动态

为阐明秦岭冷杉种群分布格局动态特征,达到有效保护和恢复的目的,通过野外调查,采用相邻格子样方法,离散分布拟合、扩散系数、Morisita指数、均方-曲线等方法,对不同生境和年龄阶段的秦岭冷杉种群的空间分布格局及其动态进行了系统研究。结果表明：（1）秦岭冷杉种群空间分布格局在不同发育阶段和不同生境条件下基本属于聚集型分布,在25m^2、150m^2和300m^2的面积上聚集强度较大。天然条件下,种群聚集强度最大取样尺度,可能是其种群更新的最佳面积。（2）秦岭冷杉种群空间分布格局随海拔上升,聚集强度降低;聚集强度在海拔1300～1700m较小,在海拔1700～2100m地区较大;阴坡种群分布聚集强度大于阳坡。（3）随着种群年龄增加,分布格局由聚集型向随机型过渡,聚集强度减弱;聚集性最强的尺度规模在幼、中龄期为50m^2,老龄期为300m^2。（4）种群的空间分布格局与生物生态学特性、生境条件关系密切。在未来森林经营和种群恢复中,应针对生境和种群年龄,森林抚育管理作业面积应该尽量接近聚集强度最大的尺度。低海拔和阴坡应该适度间伐非目的乔木树种,高海拔和阳坡地区,应适度清理灌木和草本层,为群落内团块状更新创造空间;实行就地保护,减少人为干扰,促进天然更新保护策略。     

新疆天山峡谷不同坡向野核桃种群分布格局

在天山峡谷野核桃分布的4条沟谷的阳坡和阴坡设置8个4000 m²样地,应用相邻格子法对野核桃每木调查,在不同尺度(面积)上采用方差/均值比率法和偏离指数(C_x)、负二项参数(K)、丛生指数(I)、平均拥挤度(m^*)、聚块性指数(PAI)、聚集指数(C_a)等聚集强度指数对野核桃种群分布格局进行分析.结果表明: 随尺度增大,野核桃种群由集群分布向随机分布过渡;在25 m²尺度上,种群整体呈集群分布,但不同样地种群聚集强度存在较大差异,西沟阴坡种群聚集程度最大,南沟阴坡种群聚集程度最小;在50～400 m²尺度上,种群整体呈随机分布.在25 m²尺度上,幼树、小树和壮年树均呈集群分布,壮年树聚集强度最大,小树聚集强度最小;当取样尺度达到200～400 m²时,幼树、小树、壮年树和大树均呈随机分布.野核桃种群格局规模为25 m²,格局强度为2.49～9.38 m²;种群组分中小树格局强度最大,壮年树格局强度最小.取样尺度与种群斑块大小接近,采用适合的测定方法并应用多指数综合判定,一般可获得可靠的结论.     

都支杜鹃地理分布及种群现状分析

在查阅相关文献及标本的基础上,对杜鹃属(Rhododendron L.)种类都支杜鹃(R.shanii Fang)的地理分布和种群现状进行了全面调查分析,并对该种的濒危级别进行了评价.结果表明:都支杜鹃为大别山狭域分布种,分布范围仅限于安徽省岳西县、霍山县与湖北省英山县三县交界处面积110 km2的狭长区域内,主要生于海拔1400m以上的山脊或靠近山脊的山坡上.目前仅存11个自然种群,种群占有面积总和1.2 km2;其中含有成年个体的种群有10个,成年个体总数仅存约5 400株;种群中幼体和亚成体数量远少于成年个体且大多分布于种群的边缘地带.各种群的面积和规模差别悬殊;最大种群占有面积40 hm2,最小种群占有面积2 hm2;成年个体数量上千的种群有2个,个体数量不超过100株的种群有3个.该种的地理分布呈不连续分布,生境片断化明显.根据调查结果及IUCN濒危物种红色名录分级标准,可确定都支杜鹃濒危级别至少应为易危级(vulnerable,VU).     

山东百部种群的空间分布格局

采用扩散系数的t检验、Poisson分布的x^2拟合检验及Morisita指数的F检验研究了山东百部（Stemona shandongensis）种群的空间分布类型;用负二项参数（K）、Cassie指标（1／K）、Green指数（GI）和Lloyd的平均拥挤度（m^＊）与聚块性指标（PAI）研究其聚集强度。同时利用上述指数研究了取样面积、苗龄对山东百部种群分布格局和聚集强度的影响,分析了分布格局形成的原因。结果表明,总体上山东百部种群的分布格局类型为集群分布,种群聚集尺度多为8m^2;当年生植株种群聚集强度高于多年生种群;整个种群分布格局的演化趋向于高聚集强度的集群分布。     

檫树群落主要树种分布格局及其动态分析

采用7种聚集度指标测定方法研究了天然更新檫树[Sassafras tsumu (Hemsl.)Hemsl.]群落4个主要树种在不同取样尺度上的空间分布格局。研究结果表明,4个优势树种的空间分布主要呈聚集分布。在研究种群分布格局时,檫树种群的最适样方面积为100m^2;丝栗栲（Castanopsis fargesii Franch.）和拟赤杨[Alniphyllum fortunei(Hemsl.)Makino]种群的最适样方面积为50m^2;光皮桦（Betula luminifera H.Winkl.）的最适样方面积为25m^2。檫树和光皮桦种群在幼树、中树和大树阶段均为聚集分布;丝栗栲和拟赤杨在幼树及中树阶段为聚集分布,但聚集强度渐弱,到大树阶段即为随机分布。上述结果为调查研究中取样技术的确定提供了理论依据。     

太白山太白红杉种群空间分布格局研究

针对研究区太白红杉种群分布特点,设置了15个20 m×20 m样地,采用离散分布理论拟合和聚集强度测定方法,对太白红杉种群空间分布格局进行了比较分析.太白红杉种群空间分布格局属于聚集型,在25m²和100m²面积上聚集强度较大.随海拔上升,聚集强度降低;在分布下限地区,聚集最强的尺度较小,中下部地区较大;阴坡的种群分布聚集强度大于阳坡.随着年龄增加,种群分布由聚集型向随机型过渡,强度减弱;聚集性最强的格局尺度在幼、老龄期为150m²,中龄期则为100m².分布格局受生物学特性、年龄阶段、群落组成、环境因素等影响.在未来保护与利用中,低海拔和阴坡应该适度间伐乔木层非目的树种;在高海拔和阳坡地区,适度间伐灌木,促进群落内团块状更新;育林作业面积应该与聚集性最强的面积相适应.     

云南兰坪云南红豆杉种群年龄结构与空间分布格局分析

利用点格局分析法对滇西北兰坪县4个云南红豆杉(Taxus yunnanensis)种群的年龄结构、不同生长阶段空间分布格局及其关联性进行分析。结果表明:(1)林窗与人为干扰影响4个云南红豆杉种群的龄级结构,小林窗的种群呈稳定型;较大林窗的种群呈进展型;群落结构完整未出现林窗和有较大人为干扰的种群年龄结构均呈衰退型,幼苗、幼树与小树个体缺乏,种群存在一定程度的更新困难,林窗的大小是种群更新的重要因素。(2)人为干扰、自然生境与本身生物学特性影响4个种群空间分布格局,种群1整体及其不同生长阶段个体均呈聚集分布;种群2和种群4在小尺度呈聚集分布,而在大尺度上呈随机分布;种群3随着空间尺度增大分布格局表现为聚集→随机→聚集趋势。(3)种群2中幼苗、小树和中树在小尺度下表现为聚集分布,其他尺度下表现为随机分布;种群3的小树阶段聚集分布和随机分布皆有出现,中树与大树在不同尺度上表现为聚集分布;种群4聚集分布的强度随生长阶段的增加在减弱。(4)4个种群各发育阶段间皆呈或接近显著正相关,种内竞争弱,有利于种群维持。     

金沙江河谷地区岩羊种群遗传多样性分析

岩羊为国家Ⅱ级保护动物。目前,由于人类活动范围日益扩大,其栖息地遭到了不同程度的破坏,岩羊种群数量和分布范围呈明显下降趋势。为了及时制定科学的保护策略必须了解它们的种群遗传结构。本文以粪便为研究材料,对来自金沙江河谷地区林线以上岩羊和林线以下矮个子岩羊共4个地理种群的169份有效样品进行线粒体CR全序列分析,共检测出210个变异位点,定义了4种单倍型,单倍型多样性为0.68,核苷酸多样性为0.0242,显示种群整体遗传多样性水平较低。基于最大简约法构建的系统发育树中,金沙江河谷地区的4个地理种群被划分到四川种群的2个亚分支中,但云南曲宗贡的部分岩羊和四川竹巴笼的矮个子岩羊单倍型存在共享现象。根据分子钟计算,林线上下岩羊分化时间在39~32万年前,在中更新世早中期(105~36万年前)气候影响下,导致岩羊在金沙江河谷高低海拔之间相互迁移。对于岩羊在历史上所表现出的潜在迁徙能力,我们建议将白马雪山自然保护区到竹巴笼自然保护区之间的金沙江河谷地区作为岩羊和矮个子岩羊的栖息地整体保护。     

秦岭太白红杉种群空间分布格局动态及分形特征研究

采用相邻格子样方法采集数据,应用计盒维数和信息维数研究了太白红杉种群空间格局的分形特征,结果表明,太白红杉种群有较高的计盒维数(1.8087)和信息维数(1.7931),表明其对空间占据程度较高.用分布系数法和Morisita格局指数法检验格局类型,发现不同年龄组太白红杉种群均呈聚集分布.运用Greig-Smith的方法研究格局规模,发现太白红杉种群在128m²和512m²处聚集,不同年龄组在不同规模尺度聚集.以区组分布格局强度(PI)检测聚集强度,发现太白红杉种群格局强度随尺度变化程度较高,个体分布不均匀,随着年龄的增大,其聚集强度呈下降趋势.太白红杉种群的空间分布格局特征是其对严酷生境长期适应的结果.     

不同密度条件下芨芨草空间格局对环境胁迫的响应

基于小尺度上植物间相互作用与空间格局的高度相关性,选用可避免环境异质性影响的K2点格局函数,研究了沙枣-芨芨草群落中63个芨芨草样方(3密度条件×3生境条件×7重复)中芨芨草种群在小尺度下(0—0.5 m)的空间格局,探讨了在3种密度条件(高、中、低)及3种生境条件下(冠盖区、过渡区、空旷区),芨芨草种群空间格局对土壤理化性质胁迫(盐分、有机质及容重)程度的响应。研究结果表明,就土壤盐分,养分含量及土壤容重而言,土壤理化性质胁迫程度沿冠盖区、过渡区和空旷区增加的趋势。相应地,芨芨草种群呈聚集分布的样方比例在沿冠盖区(6/21)较低,而在过渡区(11/21)和空旷区(11/21)较高。然而,在不同密度条件下,芨芨草种群空间格局对土壤性质胁迫的响应不同。在低密度条件下,芨芨草种群在冠盖区多数为聚集分布(4/7),在过渡区和空旷区全部为聚集分布;中密度条件下,芨芨草聚集分布样方比例沿冠盖区-过渡区-空旷区梯度增加(分别为2/7,3/7,4/7),但低于同等胁迫条件下低密度样方中聚集分布数量;高密度条件下,在各胁迫条件下,除了一个过渡区高密度样方,其余芨芨草种群均为随机分布。总体上,随着环境胁迫增强,在中低密度下,芨芨草种群趋向于聚集分布;但在高密度下,芨芨草种群均以随机分布为主。此外,芨芨草种群空间格局随密度变化趋势比随土壤理化性质胁迫梯度变化趋势更加明显,可能表明相对于土壤理化性质胁迫程度,芨芨草种群密度对其空间格局影响更大。因此,在考虑芨芨草种群空间格局对环境胁迫的响应时,应当考虑种群密度因素。     

皖南山区南方红豆杉种群不同龄级立木的点格局分析

采用点格局分析方法O-ring统计,利用Programita软件对皖南山区霞乡村和仙寓山的南方红豆杉种群不同龄级个体的分布格局及其相互关系进行了分析.结果表明：霞乡村南方红豆杉种群各尺度下均表现为随机分布,而仙寓山南方红豆杉种群在2～25 m的空间尺度上呈随机分布,＜2 m尺度上为集群分布;仙寓山种群Ⅰ龄级在＜5 m尺度上呈集群分布,而高龄级个体在较多尺度上有偏离随机分布的倾向.随着龄级差距的加大,南方红豆杉幼龄个体与其他个体的空间负关联逐渐显现,而相邻龄级在空间分布上相互独立,关联性很小.南方红豆杉种群的这种空间关系有利于其对资源环境的有效利用,随着个体的生长,南方红豆杉种群的空间分布有一个从聚集到随机的过渡.     

扎龙自然保护区丹顶鹤(Grus japonensis)巢的内分布型及巢域

为了探讨丹顶鹤繁殖种群的空间分布,2002～2006年的4～5月份,在黑龙江扎龙国家级自然保护区,采用定点观察法、无样地取样法、GPS定位等研究方法和分布距离指数、最近邻体法等衡量指标对丹顶鹤(Grus japonensis)巢的内分布型及巢域进行了研究.结果表明:(1)扎龙保护区丹顶鹤巢的内分布型,I2002=2.140>2,I2003=2.048>2,I2004=2.093>2, I2006=3.263>2,均为聚集分布;(2)在假设扎龙保护区丹顶鹤巢域面积等于领域面积、巢域形状为圆形且所有个体面积大小相等的前提下,丹顶鹤的巢域为(0.510±0.019)km2,年度间有所差异,分别为2002年(0.542±0.257)km2、2003年(0.569±0.067)km2、2004年(0.557±0.054)km2、2006年(0.344±0.119)km2.分析表明,丹顶鹤对于栖息生境的整体分布和繁殖微生境质量的变化具有一定适应和应答的能力.为了更有效地验证本文的研究结果并对丹顶鹤进行保护,还有待于长期监测并进一步研究.     

点格局研究过程中K-函数的累积效应

植物种群空间格局是生态学研究的基本问题之一, 点格局分析已成为植物种群空间格局研究的重要方法之一, 其中, Ripley's K函数是点格局常用分析方法。然而, 由于Ripley's K函数具有累积效应, 这种累积效应可能会导致特定的格局特征。为了探讨Ripley's K函数的累积效应如何影响种群格局研究结果, 以大针茅种群数据为基础, 通过R软件模拟聚集分布、随机分布和均匀分布3种格局类型, 对比使用具有累积效应的Ripley's K函数和不具有累积效应的成对相关函数进行分析。结果表明: 对于聚集分布和均匀分布, Ripley's K函数的累积效应表现在2个方面: 一方面增加了聚集分布(或均匀分布)的尺度, 另一方面能够检测到聚块或负相互作用范围在取样空间的分布差异而表现出不同的格局特征。而对于随机分布, Ripley's K函数没有累积效应。因此, 在种群格局研究过程中, 通过重复取样且Ripley's K 函数与成对相关函数相结合的方法探讨种群格局, 更能揭示空间格局的本质特征。     

Plant colonization of a bare peat surface: population changes and spatial patterns

Abstract. Changes in size and spatial arrangement of plant populations established on an initially bare peat surface were described over a period of 5 yr by following plant individuals on a 1-cm grid in an area of 10 m x 25 m. The spatial pattern of populations and association between species was analyzed statistically. The study site was very slowly colonized by 14 perennial plant species. The early successional stage was dominated by Carex rostrata, with a clumped spatial distribution, and the homogeneously distributed Eriophorum vaginatum and Pinus sylvestris. Both the growth in size of populations and changes in their spatial distribution were interpreted as a result of species dispersal ability, tolerance to severity of the substrate and pattern of reproduction.     

Geographic Distribution of Mitochondrial DNA Variations among Grivet (Cercopithecus aethiops aethiops) Populations in Central Ethiopia

Since mitochondrial DNA (mtDNA) are maternally inherited without recombination, geographic distribution of mtDNA in semiterrestrial cercopithecines is considered to be influenced by female philopatry. I examined the effect of sex difference in migration patterns on geographic distribution in a habitat whose environment has changed frequently. I investigated ten groups (n = 77) of grivets (Cercopithecus aethiops aethiops) along a 600-km stretch of the Awash River, Ethiopia. I examined the mtDNA distribution among natural local populations whose nuclear variation was already shown to have a widely homogeneous distribution. RFLP analysis of whole mtDNA genome using 17 enzymes identified ten haplotypes in five clusters (haplogroups). Sequence divergence within haplogroups ranged from 0.17%–0.38%, while divergence between haplogroups ranged between 1.0%–2.5%. Haplogroups were distributed in blocks which ranged from 120–250 km along the Awash River. The haplotype distribution pattern of males indicated that they migrate between the boundaries of these blocks. Moreover, a clumped distribution pattern suggests the history of matrilineal distribution by group fission and geographic expansion.     

Spatial pattern in the occurrence of the lichen Lobaria pulmonaria in managed and virgin boreal forests

Two populations of the lichen Lobaria pulmonaria. growing on aspens and goat willows in 12 and 20 km² study areas of boreal forest in Finland, were surveyed thoroughly to investigate the factors influencing the spatial distribution of the lichen. In one study area, where forestry has been intensive and old-growth forest is highly fragmented, L, pulmonaria was sparse and grew mostly on willows. In contrast, a large and continuous virgin forest area supported a higher incidence of L. pulmonaria. with the lichen being common on both aspens and willows. In both study areas, the distributions of aspen and willow were clumped over the scales of 100-1000 m. The spatial pattern of L pulmonaria was more clumped in the managed forest than in the virgin forest. The reduced incidence of the lichen on aspens in the managed area was attributed to a disruption of habitat continuity and small average tree size. There was no comparable reduction in the incidence on willows, probably because the willow had a very aggregated distribution in the managed area, which probably facililated local colonization of the lichen. Presence of the lichen was significantly related to size-corrected local density of aspen and willow trees as well as to spatial connectivity to neighboring lichen-occupied trees.     

基于地理探测器的云南省生态系统产水服务的空间异质性及驱动因素

产水服务作为重要的生态系统服务功能,准确把握其空间分异特征、明确不同地域的关键驱动因子是维系生态安全和可持续发展的关键。以地理空间异质性显著的云南省为研究区,借助InVEST模型模拟1992—2019年云南省产水量时空分布,通过地理探测器探析气候、植被、土壤、地形、土地利用等因子对产水服务的空间驱动特征。结果表明: 1992—2019年,云南省产水量呈先增大后减小的波动变化趋势,各年产水量空间分布格局相似,总体趋势是自西北、西部、西南部向中部和东部逐渐递减。气候类因子(降水量和实际蒸散量)是导致产水服务空间分异的主要驱动因子。在不同的流域分区,各驱动因素对产水量的影响具有明显的空间异质性:云岭-元江一线以西,伊洛瓦底江、怒江上游、怒江下游、澜沧江上游、金沙江上游、元江、李仙江一带,降水量是主要的控制因子;云岭-元江一线以东,喀斯特地貌区(南广河、赤水河、乌江、右江、盘龙河)以及人口密度大、耕地资源短缺的金沙江下游地区,实际蒸散量和土地利用类型是主要的控制因子。本研究结果可为云南省水资源管理政策和生态文明建设工作提供参考依据,对促进高原山地复杂区生态系统服务优化和可持续发展具有一定的指导意义。     

海三棱藨草种群的物候与分布格局研究

海三棱藨草群落是生长在海岸带滩涂原生裸地上的原生植被,在上海地区分布面积达20多万亩。本项工作研究了上海市南汇县东海农场海堤外侧滩涂上海三棱藨草种群的物候和分布格局。根据滩涂高程以及海三棱藨草种群生长状况,可以划分成三个地带,即地带A,海三棱藨草与芦苇群落交错区;地带B,海三棱藨草种群生长最适的中潮位地带;地带C,梅三棱藨草种群定居地带。由于三个地带内,生境条件不同,海三棱藨草种群的物候有明显差异。从地带A至C,海三棱藨草种群的分布格局依次为随机分布、均匀分布和随机分布或群聚分布。其空间分布格局在随时间变化的同时也在空间上改变其位置。