云南沾益中度退化天坑草地植物群落水平空间分布特征

规模最为宏大的地表负地形——喀斯特天坑不仅是世界罕见的地质奇观,圈闭化地形而形成的独特生境更是探索植物物种多样性及其空间分布特征最为理想的地域。以云南沾益天坑群中的中度退化天坑——"巴家陷塘"坑底草地植物群落为研究对象,通过α多样性指数与β相似性系数的应用,对"巴家陷塘"中度退化天坑坑底草地植物群落物种多样性的水平空间分布特征展开探讨,并对其近邻退化漏斗和"大毛寺"原生天坑坑外草地植物群落的相似性进行对比分析,研究结果发现:(1)中度退化天坑坑底草地植物群落物种丰富度和多样性从中心到边缘呈现出"中心高边缘低"的"逆洼地效应"特征;(2)相较于土壤资源,喀斯特天坑植物群落的生长与空间分布对光照资源的响应更为明显,且四周坑壁高度差异造成的坑内光照资源的空间异质性,也使坑底草地植物物种多样性存在一定的"圈层效应";(3)喀斯特天坑独特的圈闭化地形对植物群落的"隔离"、庇护作用即使在退化天坑中也有明显体现,且对喜阴、耐湿的物种更具庇护性。因而在全球气候变化下,即使是退化天坑,也应成为区域小尺度生态避难所的重要保护对象。     

退化天坑倒石堆阴坡植物群落垂直分布特征——以云南沾益深陷塘为例

以深陷塘退化天坑倒石堆阴坡乔灌层植物群落为对象,研究倒石堆不同坡位的物种多样性变化特征及其主要影响因子。结果表明: 深陷塘南侧乔木层物种有13科17属21种,灌木层物种有14科20属20种,群落属于亚热带湿润针阔混交林类型;微气候环境使坑口与坑坡植被差异明显,倒石堆上的二次崩塌使中坡位能够涵养更多的水分,为需水性植物提供了优质的生态位。各α多样性指数均在坑底边缘坡位达到最大值,Margalef丰富度指数、Shannon指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数分别为3.58、2.47、0.79、0.86,但整体上差异较小,变异系数最高仅为0.226;β多样性指数波动较大,沿坑口、坑坡和坑底边缘间,Routledge指数、Whilson-Shmida指数均呈现减小-增大-减小趋势,其最大值分别为15.95、1.20,物种更替率总体呈上升趋势,共有种的数量逐渐减少。土壤是各坡位间差异最主要的影响因子,各坡位上植物多样性主要与土壤全氮、全磷、有效磷、有机碳含量有关。     

重度退化的喀斯特天坑草地物种多样性及群落稳定性——以云南沾益退化天坑为例

喀斯特天坑是21世纪初命名的宏大地表负地形,其隐域生境为动植物的生长和繁衍提供了良好的条件,近几年来,随着天坑价值的深入挖掘,天坑独特生境特征及其植物群落逐渐得到重视,但现有研究较多关注原生天坑及轻度退化天坑,对退化程度较高且可进入性较强的退化天坑的研究仍相对薄弱。云南大竹菁天坑属于典型的重度退化天坑,可进入性较强,坑底以草地植物群落为主,将其作为退化天坑的代表性区域开展天坑内外植物群落的特征差异及植物群落的稳定程度研究,有利于补充系列天坑现有的理论知识体系,亦能为广大喀斯特区域的生态恢复提供一定的借鉴意义。采用野外采样及数据分析相结合的方法,从定性及定量的角度研究大竹菁退化天坑植被群落特征以及植物群落的稳定程度,研究结果表明:1)退化天坑内草地群落现有14科35属35种,坑外14科30属30种,坑内外物种组成相对多样,两者优势种差异较大,仅一种共优种;2)退化天坑生态系统较为脆弱,坑内外植物群落多样性总体偏低,坑外植物多样性高于坑内植物多样性,但差异不显著,而坑外均匀度却显著高于坑内均匀度;3)坑内外植物群落处于极不相似水平,结构分异明显,群落之间具有较大的生境差异性;4)坑内植物群落种间总体呈正联结性,种间联结较松散,具有一定的独立性,处于正向演替阶段,而坑外呈负关联性,群落较不稳定;5)采用稳定性分析进一步阐释得出,坑内植物群落离稳定状态仍有一定差距,说明受到人为干扰的重度退化天坑生境仍较脆弱。     

云南中度退化的喀斯特天坑草地植物群落优势种种间关系

喀斯特天坑作为独特的宏大地表负地形,其坑底生境与外界环境相互独立,呈现出独特的植物群落格局及特征.本研究选取云南沾益天坑群中可进入性较强的中度退化天坑--巴家陷塘为对象,筛选出重要值大于1的优势种,结合总体关联性分析、χ²检验、AC联结系数及Spearman秩相关系数对巴家陷塘退化天坑植物群落中11种优势种的种间关联性和相关性进行研究.结果表明: 巴家陷塘退化天坑植物群落种间联结指数VR=1.377>1,总体呈显著正关联,但正负关联差异较大,阳生型植物和阴生型植物呈极显著负关联,现阶段仍具有独立的分布格局,但呈逐渐趋于稳定的趋势;Spearman分析中种间正相关对数(26对)少于种间负相关对数(29对),结合天坑微环境的差异,将退化天坑的优势物种划分为3个生态种组,群落总体呈现出一定的圈层分布规律.     

喀斯特退化天坑不同坡向植物群落系统发育与功能性状结构

喀斯特退化天坑地下森林主要分布在不同坡向的倒石坡上,探究环境过滤、竞争排斥和随机过程在天坑地下森林群落构建中的作用,有助于揭示天坑物种避难所价值,为天坑植物多样性的保护及坑外地表生态恢复提供科学的参考。以云南沾益深陷塘退化天坑为例,综合运用功能性状生态学和系统发育方法,研究不同坡向植物群落的土壤环境特征、功能性状变异、系统发育信号及系统发育多样性。研究表明：（1）不同坡向土壤环境差异较大,相对于南坡和北坡而言,东坡的土壤环境变异程度最大。（2）各坡向具有不同的优势种群,其中壳斗科植物种群多度较大,在北坡和东坡的黄背栎（Quercus pannosa）种群数量较大,在南坡则是青冈（Cyclobalanopsis glauca）多度最大。各优势物种功能性状在不同坡向存在差异,整体上变异程度中等,但南坡优势物种变异程度最大。（3）叶宽、长宽比、叶厚度、比叶面积具有较强且显著的系统发育信号（K>1,P<0.05）,性状进化过程中受遗传因素影响较大;而叶长、叶面积、叶干重、叶干物质含量、最大树高系统发育信号弱（K<1）,性状进化过程中受生境因素影响较大。（4）各坡向植物群落构建过程由生态位理论的环境过滤和竞争排斥作用主导,坡向从北坡-东坡-南坡的转变过程中,植物群落构建中环境过滤作用逐渐减小,竞争排斥作用逐渐增大。北坡可能较长时间内都是以旱生型植物为主要建群种,而南坡则可能最终演替成亚热带湿润气候型的顶极群落。     

广西大石围天坑群不同植物群落的特征

大石围天坑群孕育了极为丰富的植物多样性资源。为进一步了解大石围天坑群植物群落特征, 该文在天坑不同位置(坑口、坑腰、坑底)以及坑外共布设25个样地, 采用样方法进行调查, 共鉴定出269种维管植物, 隶属于89科176属, 群落物种组成数量较多的科主要有樟科、蔷薇科、荨麻科等。群落成层现象明显, 各层优势种分布较为均匀, 其中乔木层优势种主要有香木莲(Manglietia aromatica)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、掌叶木(Handeliodendron bodinieri)等, 灌木层优势种有异叶梁王茶(Metapanax davidii)、滇鼠刺(Itea yunnanensis)等, 草本层以楼梯草属(Elatostema)占优势。群落季相明显, 以常绿、落叶阔叶混交林为主, 底部有常绿阔叶林分布, 坑口边缘小面积分布有落叶阔叶林; 群落生活型谱: 高位芽植物为55.76%, 地上芽植物为29.74%, 地面芽植物为6.69%, 隐芽植物为5.21%, 一年生植物为2.60%。该文分析了天坑植物群落类型、组成、结构等特征。     

喀斯特区域景观空间格局随高程的分异特征

喀斯特地区是中国典型的生态脆弱区,其生态环境问题严重制约着当地经济的发展.本文基于遥感影像和高程数据,通过遥感图像处理软件Erdas、地理信息系统软件Arc-GIS和景观格局分析软件包Fragstats,研究了喀斯特区域广西环江县2000年景观空间格局随高程的分异特征.结果表明:环江县地貌类型以丘陵和低山为主,景观类型以林地、灌木地为主;人为景观类型主要分布在地势低的高程带,受人类活动影响较小的自然景观类型主要分布在地势高的地区;景观格局受高程和人类活动的影响显著,在地势较低而人类活动频繁的高程带,景观破碎化程度高,景观类型多样,结构复杂;在地势较高而人类活动参与少的高程带,景观破碎化程度低,景观类型单一,结构简单;丘陵带由于位于旱地、林地、灌木和农村居民用地交错带,其景观格局复杂,具有易变性,是景观格局最复杂的高程带.     

黔中喀斯特山地城市景观格局指数粒度效应——以安顺市为例

景观格局对生态过程的影响具有强烈的尺度依赖性,尺度的合理确定是决定景观格局与生态过程研究的关键。以黔中喀斯特典型山地城市安顺市为对象,在GIS与RS技术的支持下,从类型和景观两个层次分析景观格局的空间粒度效应,揭示不同景观格局指数随粒度变粗的变化特征,进而探明喀斯特山地城市景观生态研究的适宜空间粒度。结果表明:除SIDI、SIEI、TA外其余景观格局指数受空间粒度的影响显著,随粒度变粗,各指数随粒度变粗的响应可分为单调递减、单调递增、先上升后下降及基本稳定类型;大部分景观格局指数在20或100 m粒度下出现明显跃变,存在"临界阈"现象;对于安顺市中心规划区而言,进行景观格局分析的最佳尺度范围为5~20 m,适宜粒度为20 m;山体绿地在喀斯特山地城市绿地系统中占主导地位,其CA、TE、DE等7个景观格局指数的粒度响应曲线相似。综上,基于高分辨率影像的黔中喀斯特山地城市景观生态研究的适宜粒度为20 m。     

呼伦贝尔草原植物群落空间格局及其环境解释

草地不同植物群落的空间分布结构及群落内部的物种组成结构的研究,一直是草原植物群落生态学最核心的问题之一。在2006年野外实地采样的基础上,运用DCCA除趋势典范对应分析(detrended canonical correspondence analysis)对影响呼伦贝尔草原植物群落结构的地形和土壤环境因素进行了定量的分解。结果表明:纯土壤环境因子可以解释的物种多度变化为12.48%,纯地形因子可以解释的物种多度变化为8.34%,两者耦合的部分为4.76%,不可解释的部分为74.42%。地形因子通过影响水热组合的再分配,对群落结构起起较大作用。在诸多因子中,土壤总氮、有效钾、有效氮、有效磷、有机质以及坡形决定了群落小生境的变化,导致群落类型分布的梯度变化。     

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。     

典型岩溶流域景观格局动态变化——以云南小江流域为例

根据云南小江流域 1982年的航片和 2 0 0 3年的 TM影像及实地调查资料 ,获得流域两期景观类型图 ,利用 GIS、RS和景观生态学的理论和方法 ,分析了典型岩溶流域景观格局的动态变化及驱动机制。结果表明 :流域 6 10 .12 km2的景观类型发生变化 ,占流域景观总面积的 5 9% ;景观类型变化主要由未利用地向耕地和林地以及林地向耕地的转化 ;流域景观变化速度十分迅速 ,综合变化动态度达 2 .95 % ,园地和耕地景观变化动态度达 34.0 9%、10 .5 5 % ;流域景观的斑块数增加 86 .3% ,平均斑块面积减少 4 6 .1% ,流域景观的基本构型由以大斑块为主体 ,中、小型斑块镶嵌其中转变为以中等斑块为主体 ,大、小型斑块镶嵌其中的构型 ;流域景观多样性指数增长 4 .14 % ,破碎度指数增长 84 .6 % ;未利用地、林地的分离度指数分别增加 114 .5 8%和6 9.6 4 % ,而耕地的分离度指数减少 4 5 .86 % ;流域耕地、建设地重心向东北方向迁移 ,而未利用地、林地、重心向南东、南西方向迁移 ;人文因素是流域景观格局变化的直接驱动力 ,人口增长、经济发展是流域耕地景观变化进而导致系列景观变化最根本的原因 ,而比较经济利益和理智的生态环境保护政策是流域林地景观变化的主要原因     

云南地区种子植物区系成分的地理分布格局及其聚类分析

以覆盖云南地区全境的种子植物分布信息为基础,结合GIS和聚类分析的方法探讨了云南地区植物区系成分的地理分布格局.结果表明,随着纬度的升高,世界分布成分所占的比重呈递增趋势,热带区系成分所占比重呈递减趋势,而温带区系成分所占比重则呈递增格局.聚类分析结果表明,在24.5°N左右,研究区域可分为南北两个部分.分界线以南,热带区系成分占优势地位,植被类型主要为热带区系性质强烈的山地雨林、季节雨林、季雨林和季风常绿阔叶林等;分界线以北,温带区系成分所占比重相对较高,甚至占主导地位,植被类型主要为具较强温带区系性质的硬叶常绿阔叶林、温性针叶林、针阔混交林和高寒草甸以及具强烈区系过渡性质的半湿润、湿性常绿阔叶林.该分界线与"田中线"不同,可能源于研究目标和内容的差异.

Abstract：

Based on all-around floristic information,and by using geographical information system and cluster analysis,this paper studied the spatial pattern of seed plant floristic elements in Yunnan Province of China.It was indicated that the proportions of cosmopolitan and temperate elements increased with increasing latitude,while those of tropical elements had a decreasing trend.Cluster analysis showed that the study area could be divided into two parts,with the latitude about 24.5°N as a division line.To the south of the line,the dominant flora was tropical elements,and the vegetation was dominated by tropical mountain rainforest,seasonal rain forest,monsoon rain forest,and monsoon evergreen broadleaved forest.To the north of the line,there were much greater proportions of temperate elements,and the vegetation was dominated by the evergreen,hard and broadleaved forest,temperate coniferous forest,coniferous and broadleaved mixed forest,alpine meadow,and evergreen broadleaved forest(moist or semi-moist,showing strong floristic transition).This division line was different from "Tanaka Line",possibly due to different study aims and contents.     

典型岩溶流域土壤有机质空间变异——以云南小江流域为例

以云南小江流域为例,利用地统计学与GIS相结合研究岩溶区土壤有机质的空间变异。统计分析结果表明,研究区内土壤有机质含量的总体水平较高,平均为29．0g／kg,变异系数为60．5％,属强变异;半方差函数分析结果表明,流域土壤有机质含量的空间变异具有各向异向性,长、短轴变程分别为39．8km和22．0km,同时由空间自相关部分引起的空间变异性的程度较大,C0／（C0＋C1）值为53．4％,流域土壤有机质含量具有中等的空间相关性;Kriging插值分析结果表明流域土壤有机质含量由东部向西、西南部逐渐降低,其空间分布与流域地质、地貌及土地利用表现出明显的一致性。     

木论喀斯特森林木本植物多样性垂直格局

基于木论国家级自然保护区内西南坡一条垂直样带16个样方的调查资料,运用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数对木论喀斯特森林木本植物多样性的垂直格局进行研究。结果表明:(1)在16个样方中共记录植株5089个,分属48科90属120种。(2)喀斯特森林木本植物群落具有明显的垂直分布格局,采用等级聚类和非度量多维标度排序方法可将植物群落沿海拔梯度划分为3个类型,分别是:下坡位以小果厚壳桂(Cryptocarya austrokweichouensis)和灰岩棒柄花(Cleidion bracteosum)为主要优势种的群落;中坡位以长管越南茜(Rubovietnamia aristata)和罗伞(Brassaiopsis glomerulata)为主要优势种的群落;上坡位以化香树(Platycarya strobilacea)和密花树(Rapanea neriifolia)为主要优势种的群落。沿海拔梯度升高,水热组合发生变化,地带性植被以及群落内的建群种和优势种都发生了变化。(3)物种生活型方面,常绿树种所占的比例高于落叶阔叶树种,针叶树种仅出现在山顶。(4)沿海拔梯度物种丰富度及α多样性指数中的Shannon-Wiener指数曲线均符合单峰格局,峰值出现在坡腰位置。(5)β多样性指数起伏较大,总体上β多样性随着海拔的升高呈递减的趋势。     

种养系统可持续发展指数的空间格局及其演变趋势——以山东省为例

农业生产专业化、集约化背景下,种养分离越发严重,畜禽粪便排放与环境之间矛盾日益突出,农业可持续发展面临重大挑战.本研究以山东省为例,基于1999-2015年种养系统投入产出资料,利用能值的方法,定量分析了山东省域及市域种养系统可持续发展指数的空间格局及其演变趋势.结果表明:1999-2015年,山东省种养系统的可持续性减弱.可持续发展指数呈极显著下降趋势,2015年较1999年下降了22.0%;净能值产出率和环境负载率均呈极显著增加趋势,单位经济投入获得的利益显著增加,同时种养生产对环境的压力明显加大,这主要与电力、复合肥、农业机械等工业资源投入量的增加密切相关.山东省各地市种养系统可持续发展水平具有差异.大部分地市种养系统的可持续发展指数较高,而沿海地区(威海、烟台)和工业城市(淄博)则较低.同时,各地市种养系统的可持续发展态势也具有差异.鲁中和鲁南地区可持续性逐年减弱,鲁北地区可持续性逐年增强.以2015年为本底数据进行情景分析,发现种养高度结合(100%粪便有机肥替代化肥)情景的可持续发展指数可达8.4,是种养结合现状(30%粪便有机肥替代化肥)的2.6倍.     

滇石林喀斯特植物群落不同演替阶段的溶痕生境中木本植物的更新特征

喀斯特生境与生物多样性的关系及其对人为干扰的响应是喀斯特地区生态恢复的重要内容。该文以云南石林为例对此进行研究。根据喀斯特溶痕与土壤、植物生长发育关系把石林的溶痕生境划分为溶蚀廊道、溶槽、裂隙溶沟、溶坑和溶蚀石堆等5种。依据石林的现有植被与演替特征, 选择了原生林、次生林、灌丛、灌草丛和石漠化草丛5种群落进行调查。在每一个样地中设置10个10 m × 10 m的样方, 采用记名计数样方法分片调查溶痕生境中的木本植物, 并区分更新层的萌生苗与实生苗; 采用Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Simpson指数、Margalef指数进行生物多样性计算。调查结果显示: (1)溶痕生境的长度、宽度变化较大。溶痕生境结构比例随群落演替而变化, 其原因可能在于所处演替阶段和干扰程度的差异; (2) 在各种溶痕生境中, 随着群落的退化, 实生更新物种数与实生株数大致表现为递减, 在严重退化阶段部分溶痕生境中没有实生苗的分布, 而萌生更新的物种数则以灌丛为峰值向两极减少, 个体数变化较大。计算结果显示: 在各类溶痕生境(溶蚀石堆除外)中, 实生苗的多样性、丰富度、均匀度大致呈现随群落的退化而降低, 优势度增加; 萌生苗多样性、均匀度、丰富度除溶蚀廊道递减的趋势明显外, 其他类型变化较大。不同演替阶段植物更新策略不同。在喀斯特森林生态系统中, 随着群落的退化, 植物更新逐步趋向于营养繁殖, 其部分原因在于特殊的溶痕生境(除溶蚀廊道)能保存一些植物残体, 而这些残体在反复的干扰下不断萌出茎干(采用营养繁殖)以实现物种的持续生态位, 萌生茎干的成熟为生物多样性维持与生态恢复提供繁殖体来源。