辽东山区次生林木本植物空间分布

森林木本植物的空间格局有助于揭示群落结构的形成机制与潜在的生态学过程,且对林分经营具有一定指导意义。在0—50 m尺度范围内综合分析了辽东山区4 hm2温带次生林样地多度10的树种空间格局。研究发现:(1)在完全随机零模型下,大部分树种呈现聚集格局,聚集格局树种的比例随尺度增加而降低;在32 m的较大尺度下,随尺度增加,随机和规则格局成为树种分布的主要形式;(2)在异质性泊松过程零模型下,55.9%的树种呈现随机格局,其余大部分树种在10 m的尺度下呈现聚集格局,且随尺度增加,规则格局成为主要形式;(3)在完全随机零模型下,树种属性(林层、径级和多度)显著地影响种群聚集度,而在异质性泊松过程零模型下,树种属性对种群聚集度不存在显著影响。综上,生境异质性、扩散限制和树种属性部分解释了辽东山区次生林木本植物空间分布格局,相对而言,生境异质性的效应更为突出。研究结果有助于揭示次生林群落生物多样性的维持机制。     

鹞落坪落叶阔叶林蔷薇科主要树种的空间分布格局及种间关联性

为探讨大别山森林群落的构建和演替机制, 本文基于安徽鹞落坪落叶阔叶林11.56 ha动态监测样地的定位监测资料, 采用最近邻分析和O-ring函数、Monte Carlo拟合和零模型选取的方法, 分析了落叶阔叶林蔷薇科主要树种水榆花楸(Sorbus alnifolia)、山樱花(Cerasus serrulata)和中华石楠(Photinia beauverdiana)不同年龄阶段的空间分布格局及种间关联性。结果表明: (1)在整个样地中3个树种的小树和成年树阶段都为聚集分布, 且随年龄增加聚集性减弱, 在老树阶段转为随机和均匀分布。(2)在0-50 m尺度范围内, 以完全随机模型(complete spatial randomness, CSR)为零假设时, 3个树种整体及小树都在小尺度(≤ 10 m)上呈聚集分布, 成年树与老树多为随机分布。以异质性泊松模型(heterogeneous Poisson, HP)为零假设时, 树种的聚集与生境异质性间呈负相关, 3个树种只在≤ 4 m尺度上出现聚集现象。(3) 3个树种种内各个年龄段之间在较大范围内多为负相关和无显著相关性, 同时各树种及不同年龄段之间受种间竞争和密度制约效应影响在小尺度上(≤ 10 m)多为负相关, 随尺度增加相关性减弱。综合而言, 大别山落叶阔叶林中蔷薇科植物的分布格局整体上多为聚集分布, 随树龄增加聚集性减弱, 在中大尺度上受生境异质性效应的影响显著, 在小尺度上多为负相关, 各树种内部各龄级相互之间也多为负相关。     

择伐对紫椴次生林乔木幼苗分布格局及种间关联性的影响

研究张广才岭林区未经人为干扰的(自然恢复次生林)和择伐后20年(择伐经营次生林)的2种紫椴次生林林分的乔木树种幼苗的分布格局及其种间关联性。结果表明: 阳性软阔叶和阴性树种幼苗在自然恢复次生林中重要值分别为7.9和64.5,在择伐经营次生林中为3.9和68.9;自然恢复次生林和择伐经营次生林中乔木树种幼苗的空间分布点格局分别在0～18 m和0～15 m尺度内呈聚集分布。自然恢复次生林中,14～45 m尺度上树种对多呈负相关;而择伐经营次生林中,所有尺度上的树种对多呈无相关性。在择伐经营次生林中,更新层中有57%的紫椴幼苗与其他乔木幼苗的树种对在大尺度上(31～45 m)呈负相关,在自然恢复次生林中该比例大于60%。在择伐经营次生林中,色木槭幼苗与其他乔木幼苗的树种对在更多尺度上(6～45 m)主要呈负相关,自然恢复次生林中的色木槭幼苗与其他乔木幼苗的树种对多在小尺度上(0～5 m)呈正相关,在大尺度上(31～45 m)无相关性。择伐加快了紫椴次生林未来的演替速度,一定程度上使得乔木树种幼苗在更大距离尺度上呈现出随机分布状态,并促使林分中乔木树种幼苗的种间关系更加协调,调整了紫椴种群幼苗种间的空间竞争关系。2个林分均处在演替进程中,在今后的林分管理中,应适当采取人工经营措施以促进林分更新及群落的恢复。     

木林子大样地两个木姜子属物种空间分布格局及关联性

该文以湖北木林子国家级自然保护区15 hm2大样地同属物种[木姜子(Litsea pungens)和黄丹木姜子(L. elongata)]为研究对象,通过成对相关函数和不同零模型(完全空间随机模型、异质泊松模型和先决条件模型)的方法分析两个物种的空间分布格局、种内和种间空间关联性,从同属物种的空间分布格局角度探讨群落的构建机制。结果表明:(1)种群空间分布格局研究中,两个种的空间分布格局大致为聚集分布。基于CSR零模型,木姜子和不同径级(幼树、小树、中树和成年树)的聚集尺度分别为0~114 m、0~103 m、0~56 m、0~34 m和0~16 m,黄丹木姜子和不同径级的聚集尺度分别为0~150 m、0~150 m、0~59 m、0~56m和0~14 m;基于HP零模型,木姜子整体的空间分布格局聚集尺度为0~23 m,其中幼树、小树和中树均在0~22 m呈现聚集分布,成年树仅在0~3 m尺度上表现为聚集分布,黄丹木姜子整体的空间分布格局聚集尺度为0~36 m、140~150 m,各径级的聚集尺度分别为0~35 m、0~35 m、0~12 m和0~6 m。(2)种内关联性研究中,木姜子和黄丹木姜子不同径级个体种内关联在小尺度上基本呈现正关联,随着尺度的增大变为微弱的无关联或负关联。(3)种间关联研究中,木姜子对黄丹木姜子和黄丹木姜子对木姜子的空间关系大致相同。总体上,两物种之间均体现为在30 m尺度内对另外一个物种呈现正关联,40~68 m尺度内呈现负关联;不同径级之间都表现为无关联,偶尔出现正关联或负关联。研究认为,种群空间分布格局基本上为聚集分布,其主要受到生境异质性和扩散限制的影响,木林子大样地中木姜子和黄丹木姜子空间分布格局存在相似性,而不同的生境偏好可能是导致两同属物种共存的原因。     

浙江省典型天然次生林主要树种空间分布格局及其关联性

松阔混交林和常绿阔叶林是亚热带地区天然次生林代表性的森林类型,通过研究主要树种分布变动趋势,可以有效地指导森林经营措施。在该地区4个1hm~2典型样地,在0—30m尺度范围内综合分析了主要树种的空间分布格局及种间关联性,并对同一树种分发育阶段在不同森林群落中的种群空间分布格局进行了比较,以探讨亚热带地区天然次生林群落空间格局形成和种群维持机制。样地1和2为松阔混交林,其中样地1的马尾松密度较低,样地3和4为常绿阔叶林。研究结果表明:(1)以完全随机模型为零假设时,样地1的主要种群在小尺度(10 m)呈聚集分布,随尺度增加呈随机分布;样地2—4的主要种群在所有尺度呈聚集分布,随尺度增加聚集强度逐渐减弱;以异质泊松模型为零假设时,4个样地的主要种群在大部分尺度呈随机分布;(2)青冈和苦槠的小树(5.0 cm≤DBH10.0 cm)在4样地的所有尺度以聚集分布为主,大树(DBH≥10.0 cm)在松阔混交林样地呈随机分布趋势,但在常绿阔叶林样地青冈在0—20 m尺度、苦槠在所有尺度呈聚集分布;(3)松阔混交林中建群种马尾松和其他树种的种间关联性,在样地1的小尺度为负相关,随尺度增加为不相关,在样地2的所有尺度为负相关;常绿阔叶林中建群种青冈和其他树种的种间关联性在在样地3的小尺度为负相关,随尺度增加为不相关,在样地4的所有尺度为负相关;所有伴生树种的种间关联性以负相关为主。结果说明,种群空间分布格局及其关联性随群落结构和空间尺度的不同而出现变化,在松阔混交林和常绿阔叶林群落格局形成中除了扩散限制和生境异质性以外,密度制约机制在松阔混交林中发挥了重要作用,而在常绿阔叶林中其作用随着树木生活史阶段的提高而减弱。     

基于零模型的宁夏荒漠草原优势种群点格局分析

植物种群空间分布格局是多种生态过程综合作用的结果。明确植物优势种群个体的空间分布格局与形成机制有助于认识种群生态适应对策与群落多样性维持机制。以宁夏荒漠草原优势种群蒙古冰草、短花针茅、牛枝子和牛心朴子为研究对象,采用完全空间随机零模型分析其种群空间分布格局特征,并通过异质泊松零模型与泊松聚块零模型探讨生境异质性、扩散限制等因子在其空间分布格局形成过程中的作用。结果显示:(1)完全空间随机零模型下,4个物种在<4 m尺度范围内表现为聚集分布,随尺度增大,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。(2)在排除生境异质性的异质泊松零模型下,蒙古冰草种群在整个研究尺度上表现为随机分布;牛枝子、短花针茅和牛心朴子种群仅分别在0—0.2、0.1—0.4 m与0—0.2 m尺度范围内发生偏离,表现为均匀分布与聚集分布,其他尺度均为随机分布。(3)在排除扩散限制的泊松聚块零模型下,所研究种群均表现为随机分布。综上,荒漠草原优势种群在小尺度范围内主要表现为聚集分布;生境异质性与扩散限制均是驱动其空间分布格局形成的重要因子,相对而言,小尺度空间范围内扩散限制的作用更为显著。     

南京老山秤锤树空间分布格局及种间关联性

以南京老山1 hm 2样地秤锤树(Sinojackia xylocarpa)天然种群为研究对象,运用成对g(r)函数,选择完全随机模型、异质泊松模型与先决条件零模型,分析秤锤树种群结构和空间分布格局及其空间关联性,从空间格局角度来深入认识其种群结构和分布格局及形成该格局可能存在的机制并提出保护建议。结果表明:(1)秤锤树天然种群中小径个体数量占优,属于增长型种群。(2)种内空间分布研究中,基于完全随机模型分析,秤锤树种群在尺度0~26 m时为聚集分布,尺度29~30 m时为均匀分布;基于异质泊松模型分析,秤锤树种群在0~23 m时为聚集分布,尺度27~30 m时为均匀分布。秤锤树空间分布表现为由聚集分布向均匀分布变化。(3)主要种间关联性研究中,秤锤树与朴树(Celtis sinensis)的种间关联性表现为小尺度下负关联,随着空间尺度的增加变为正关联。秤锤树与黄连木(Pistacia chinensis)和秤锤树与三角槭(Acer buergerianum)的种间关联性大致相同,基本为大尺度下正关联,偶尔出现负关联和无关联。上述结果表明,秤锤树种群更新状况良好,种群空间分布以聚集分布为主,其主要受种间竞争、扩散限制与密度制约的影响。基于种群现状开展就地保护与适当干扰其生存群落,是濒危物种秤锤树的科学有效的保护措施。     

荒漠草原不同土壤条件下猪毛蒿幼苗种群的点格局分析

采用摄影定位法测定了宁夏荒漠草原3种不同土壤条件下猪毛蒿（Artemisia scoparia）幼苗种群的空间格局,并应用完全空间随机模型、泊松聚块模型和嵌套双聚块模型对其分布格局进行了分析。结果表明：（1）在灰钙土生境下,猪毛蒿幼苗种群在小尺度上（0-2.85m）表现为聚集分布,随着尺度的增大先呈现为随机分布（2.85-3.75 m）,然后又呈现为均匀分布（3.75-5m）;在风沙土生境下,猪毛蒿幼苗种群在0-1.85 m之间表现为聚集分布,在1.85-2.35 m之间表现为随机分布,当尺度大于2.35 m时表现为均匀分布;而基岩风化残积土上的猪毛蒿幼苗种群在整个尺度上均呈现随机分布。（2）猪毛蒿种群幼苗在基岩风化残积土上符合泊松聚块模型,即猪毛蒿种群空间格局的聚块中不存在较高密度的小聚块;而在风沙土和灰钙土上则符合嵌套双聚块模型,即在大聚块中分布较高密度的小聚块。猪毛蒿幼苗种群空间格局的形成与土壤异质性存在着密切的联系,种群在空间中分布格局的形成机制可以通过种群空间格局的分析加以解释。     

水杉原生种群结构及空间分布格局

水杉(Metasequoia glyptostroboides)是我国特有濒危极小种群物种, 其种群的状态一直被国内外学者广泛关注。分析现存水杉原生种群结构和空间分布格局及其空间关联性, 可以从空间格局角度深入认识水杉原生种群结构和分布格局及可能的形成机理。本文基于湖北利川境内水杉原生种群的野外调查数据, 分析其径级和高度级结构, 同时运用点格局分析中的成对相关函数g(r)以及3个零模型(完全空间随机模型、异质泊松模型、先决条件模型)分析水杉原生种群空间分布格局、各龄级空间分布格局及空间关联性。结果表明: (1)分布于研究区域内的水杉原生种群个体数共5,663株, 已死亡33株, 现存活5,630株, 其中40株濒临死亡, 465株处于衰弱状态, 部分个体呈现不同的形态特征和生长状况, 断梢和蚁害最为常见, 雷击是最致命的危害。(2)水杉原生种群结构分析显示, 其径级结构和高度级结构均呈纺锤型, 自然更新不良。(3)基于完全空间随机模型, 水杉原生种群在各尺度下均呈现聚集分布, 中龄树在较小尺度(r < 3,300 m)上呈现聚集分布, 成年树和老龄树在较大尺度(r < 4,700 m)上呈现聚集分布; 排除生境异质性影响后, 聚集尺度均减小, 所以种群及不同龄级的聚集尺度分别为0-3,000 m、0-2,100 m、0-2,900 m和0-2,500 m, 随后呈现为微弱的随机分布和均匀分布。(4)基于完全空间随机模型, 3个龄级之间在所有尺度均为正关联; 在排除生境异质性影响后, 不同龄级的正关联尺度减小, 均在0-2,800 m呈正关联。综上, 水杉原生种群个体数量正呈现逐步减少的趋势, 种群主要呈聚集分布, 各个龄级间具有正向的关系, 从现有的空间格局来看, 生境异质性、扩散限制和种内竞争是导致该格局的主要原因。     

江西九连山亚热带常绿阔叶林优势种空间分布格局

于江西九连山国家自然保护区设置4 hm2亚热带常绿阔叶林固定监测样地,用样方法对亚热带常绿阔叶林进行调查分析。应用点格局方法分析生境异质性是否影响树木分布并分析优势种红钩栲(Castanopsis lamontii)、米槠(Castanopsis carlesii)、罗浮柿(Diospyros morrisiana)和细枝柃(Eurya loquaiana)分布格局,对比存在生境异质性和排除生境异质性两种情况下优势树种不同生长阶段(幼树、小树、成年树)的空间分布格局以及不同生长阶段之间的空间关联性,探讨生境异质性之外的其它种群分布影响因子。结果表明:1)生境异质性效应显著影响九连山树木分布,4个优势树种在大尺度上存在明显的生境偏好;2)用完全随机零模型不排除生境异质性时,4个优势种总体及其不同生长阶段在0—30 m所有尺度上主要呈现聚集分布;3)用异质性随机零模型排除生境异质性后,4个优势种及其不同生长阶段的聚集程度显著下降,只在小尺度上(0—5 m)呈现聚集分布;4)4个优势种的幼树与小树均表现显著的正相关。红钩栲的成年树与幼树及成年树与小树总体表现不相关。米槠的成年树与幼树总体以无相关为主;成年树与小树之间总体呈正相关。小乔木罗浮柿的成年树与幼树之间在小尺度上(0—5 m)表现负相关或无相关,在较大尺度范围上总体表现正相关关系;小树与成年树在研究尺度上表现出正相关。灌木细枝柃的成年树与幼树,成年树与小树及小树与幼树之间在研究尺度范围内均呈现正相关关系;5)研究发现九连山优势乔木物种通过密度制约和Janzen-Connell效应释放空间,为其他物种共存提供条件,而优势灌木物种细枝柃没有表现出这两个效应。     

长白山次生杨桦林种群空间点格局及密度制约效应

以长白山5.2 hm²次生杨桦林样地为研究对象,利用空间点格局分析的双相关函数g（r）以及随机标签零模型和案例-对照设计法,探讨了树木种群空间格局及其密度制约效应。研究结果表明：生境异质性对不同生活型以及不同树种的成熟个体在大尺度范围上具有强烈影响。剔除生境异质性带来的影响后,在14个常见树种中有12个树种在小尺度上呈显著的空间聚集分布格局;随着空间尺度的增加聚集性分布树种数量急剧下降,在18 m尺度上聚集率下降到0。全部14个常见树种均呈现出显著的密度制约效应,表明密度制约是调节温带森林树木种群空间结构的主要作用机制。此外,密度制约与物种多度呈负相关,与亚林层和灌木层树种的同种聚集强度呈正相关。并且随着空间尺度增大受密度制约影响的树种百分比逐渐减小,14个常见树种中有11个在0-1 m处达到最大的密度制约强度。     

喀斯特常绿落叶阔叶林个体死亡对空间格局及种间关联性的影响

树木死亡作为森林生态系统中一个重要的生态学过程,研究其如何影响物种的空间分布格局及种间关联性,可以为揭示树木死亡机制及群落动态变化规律提供重要参考。本研究根据木论25 hm²喀斯特常绿落叶阔叶林动态监测样地两次木本植物调查数据,采用点格局分析方法,分析了树木死亡前后空间格局和种间关系的变化。结果表明: 样地内个体死亡前后主要表现为聚集分布,但死亡后聚集分布的物种比例较死亡前略微下降,小尺度上呈现随机分布的物种比例有所增加,个体的死亡呈非随机性死亡。在物种水平上,13个优势种的死树和活树之间在0～30 m各尺度上呈显著正关联,表明样地内优势物种个体之间种内和种间竞争作用不激烈;树木死亡前后种间关联性主要为正关联,且大部分物种种间关系在死亡前后并未发生变化,表明群落已发展到相对稳定的阶段;死亡后,在1～30 m尺度上表现为正关联的物种对比例有所增加,负关联和无关联的物种对在大部分尺度上有所减少,说明个体死亡发生后,各个物种之间的竞争压力在一定程度上有所缓解。     

海南岛霸王岭热带低地雨林树木的空间格局

树木空间格局及其形成过程是物种共存及生物多样性维持机制研究的一个重要方面。该文以海南岛两个1 hm ²的典型热带低地雨林老龄林森林动态样地为基础, 通过4个点格局模型(均质Poisson过程、异质Poisson过程、均质Thomas过程和异质Thomas过程)模拟扩散限制和生境异质性作用对树木空间分布格局的影响, 并分析不同空间尺度下(< 2 m, 2-5 m, 5-10 m, 10-15 m, 15-20 m和20-25 m)不同作用的相对重要性。结果表明: 热带低地雨林的所有树木总体上呈现聚集分布的空间格局, 随着尺度的增大, 聚集强度逐渐减小。树种在模拟空间分布格局最优模型中的比例由高到低分别是: 均质Thomas过程, 均质Poisson过程、异质Thomas过程和异质Poisson过程。扩散限制作用是形成热带低地雨林树木空间分布格局最重要的生态过程, 其次是完全随机作用以及生境异质性和扩散限制的联合作用, 而生境异质性的作用最小。不同空间尺度上模拟各树种空间分布格局的最优模型比例差异显著, 扩散限制作用能够在多数空间尺度上模拟多个树种的空间分布格局, 其次为随机作用; 生境异质性和扩散限制的联合作用主要在小尺度(0-5 m)影响树种分布, 而生境异质性在较大尺度(15-25 m)上影响树种的空间分布格局。     

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.     

微地形对优势种群点格局和关联性的影响

不同的空间格局类型和关联性可以反映出不同生境下植物种群的资源环境适应策略.老鹳草与米口袋是甘南亚高寒草甸的主要物种,通过野外群落调查和室内试验,运用点格局分析法中的Ripley K函数,对不同坡向的米口袋和老鹳草种群的空间分布格局及种间关联性进行分析.结果表明:从阳坡-西坡-阴坡,土壤含水量和养分含量逐渐增加,土壤温度和光照度逐渐降低.米口袋和老鹳草在3个坡向(阴坡、西坡、阳坡)上的分布呈现出明显差异,随着坡向由阴坡向阳坡的转变,米口袋种群数量呈递增趋势,老鹳草种群数量则表现出递减趋势.在阴坡,米口袋种群在0~1.8 m尺度上呈聚集分布,在1.8~5.0 m尺度上聚集强度减弱并趋向于随机分布,老鹳草种群在0~5.0 m尺度上均以聚集分布为主;在西坡,米口袋种群在0~1.2 m尺度上呈聚集分布,在1.2~5.0 m研究尺度上趋向于随机分布,老鹳草种群在0~2.2 m尺度上呈聚集分布,在2.2~5.0 m研究尺度上趋向于随机分布;在阳坡,米口袋与老鹳草种群在0~5.0 m尺度内均表现出随机分布.阴坡上这两种物种在0~1.0 m尺度上表现为正相关,在1.0~5.0 m尺度不相关;西坡上两物种在0~2.1 m尺度上呈负关联,在2.1~5.0 m尺度上两个物种间关联度均趋向于不相关;阳坡上这两个物种在0~5.0 m尺度上表现出不相关.