甘肃臭草型退化草地优势物种格局控制关系

在石羊河上游高寒退化草地,应用点格局和Ripley K函数检测种间格局控制关系,按照时间序列设置甘肃臭草退化的5个样地,包括未形成斑块(CK)、斑块形成(A),斑块扩散(B)、斑块稳定(C)和斑块衰退(D)样地,研究了不同样地中甘肃臭草与阿尔泰针茅之间的空间分布格局、空间关联性和格局控制关系.结果表明:CK→D样地阿尔泰针茅由随机分布转变为聚集分布;甘肃臭草和阿尔泰针茅之间的关联性由显著负关联向无显著关联转变,负关联显著性先增强后减弱;A、B、C样地中分别在0 ～15、0～12和0～10 cm尺度范围内甘肃臭草对阿尔泰针茅表现出格局控制关系,CK和D样地中没有格局控制关系.体型、规模大,竞争力强的物种,通过改变微生境,迫使其他物种改变分布方式,形成规则分布,进而形成对其他物种的格局控制作用.     

退化草地甘肃臭草和冷蒿种群空间格局及关联性

空间格局和空间关联性是研究种群扩散、群落演替及生物与环境间相互作用的重要手段.在石羊河上游高寒退化草地,运用点格局分析法,对不同演替阶段甘肃臭草和冷蒿的地上生物量、高度、空间格局及关联性进行了研究.结果表明:甘肃臭草在斑块没有形成阶段(CK)和斑块形成阶段(A),所有尺度上为聚集分布,在斑块扩散(B)、稳定(C)和衰退阶段(D),从聚集向随机过渡,随着聚集尺度减少、聚集强度下降,植株高度和地上生物量先增加后减少;冷蒿在各阶段均从聚集分布向随机分布过渡,随着聚集尺度增加,聚集强度增强,植株高度和地上生物量先减少后增加.CK、A、D阶段甘肃臭草和冷蒿之间表现为显著正关联,在B阶段从显著负关联过渡到关联性不显著.在放牧干扰影响下,地上生物量和高度的变化与种群空间格局及关联尺度转换的对应关系反映了退化草地植物种群竞争与生态适应性策略.     

高寒退化草地甘肃臭草种群分布格局及其对土壤水分的响应

植物种群对土壤水分响应的异质性是其格局形成和演变的环境基础.在石羊河上游的高寒草地,运用点格局分析法和群落调查法,研究了甘肃臭草单一优势种群斑块发育过程中的种群小尺度点格局和土壤水分特征.在4个发育阶段甘肃臭草种群的空间格局由聚集分布过渡为随即分布,土壤水分均呈现出从斑块中心向边缘增大的趋势;在斑块形成、扩散、稳定阶段,甘肃臭草斑块以类似“同心圆”的方式向周围土壤水分高的空间扩散,斑块半径由0.5m扩大至1.5m,种群的高度、密度、盖度由斑块中心向边缘递减;在衰退阶段斑块中心出现裸斑,种群的高度、密度、盖度以类似“同心圆”方式从中心向边缘逐层递增.在甘肃臭草斑块消长过程中,种群的分布格局和主要生物学特征与土壤水分之间不同阶段表现出不同的对应关系.     

高寒退化草地不同海拔梯度狼毒种群分布格局及空间关联性

在石羊河上游高寒退化草地,应用点格局分析方法,按狼毒个体分枝数设置Ⅰ级株丛(1—10枝)、Ⅱ级株丛(11—20枝)、Ⅲ级株丛(21—30枝)、Ⅳ级株丛(30以上)4个株级,研究了不同海拔高度各株级狼毒的空间分布格局及关联性,并统计了狼毒种群的大小组成。结果表明:随海拔升高Ⅰ、Ⅱ级狼毒株丛个体数减少,Ⅲ、Ⅳ级狼毒株丛个体数增多;Ⅲ、Ⅳ级狼毒株丛在各海拔梯度上主要以随机分布为主,Ⅰ、Ⅱ级狼毒株丛在低海拔地区小尺度上表现为聚集分布,随海拔升高聚集强度增强,聚集尺度减小,在较大尺度上表现为随机分布;Ⅰ级狼毒株丛与Ⅲ、Ⅳ级狼毒株丛、Ⅱ级狼毒株丛与Ⅳ级狼毒株丛小尺度上表现为正关联关系,随海拔升高正关联关系发生的尺度减小。狼毒种群对环境变化具有明显的响应机制,可通过相互之间的庇护作用、减少繁殖、减弱种内竞争以及提高聚集强度实现生存繁殖。     

退化草地阿尔泰针茅种群个体空间格局及关联性

植物的空间格局及关联性是自身特性和环境因素综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡阿尔泰针茅草原,根据株丛径大小将阿尔泰针茅(Stipa krylovii)分为3个大小等级:A级(1.1-7.0 cm)、B级(1.1-7.0 cm) 和C级(株丛径7.1 cm以上),分析了阿尔泰针茅种群的大小结构和不同大小等级个体的空间格局及关联性。结果表明:随天然草地退化过程延续,阿尔泰针茅种群个体空间格局由聚集分布转变为非聚集分布,个体间的关联性由正相关为主转化为不相关和负相关;不同大小等级个体的空间格局存在差异,C级个体仅在中度退化草地表现出聚集格局,A级和B级个体以聚集和随机格局为主,且在未退化和轻度退化草地由随机转向聚集格局;不同等级个体间的空间关联性与形体大小差异不存在相关性,A级与B级、C级个体间正关联尺度明显增大,B级与C级个体间则以不相关和负相关为主且负相关尺度增大。物种大小结构和个体间的竞争关系变化,是种群不同大小等级空间格局及关联性转换的关键因素,反映了退化草地植物应对干扰的更新途径。     

祁连山地甘肃臭草斑块土壤水分与植被盖度空间格局

土壤水分是植被格局形成和演变的主要因素,土壤水分的空间异质性对于认识干旱区草原植物对环境的响应机制具有重要意义,而在较小尺度上,植被状况是土壤水分空间异质性的主要驱动因子.利用地统计学方法,研究了祁连山北坡甘肃臭草单优种群斑块浅层剖面(0 ～30 cm)土壤水分与植被盖度的空间异质性及其关系.结果表明:甘肃臭草斑块浅层剖面土壤水分和植被盖度均符合正态分布,各层土壤水分均存在高度的空间异质性,其中,80.93％～87.34％的空间异质性是由空间自相关引起的,植被盖度主要体现在4.09～6.91 m的尺度上,而由1 m以下尺度随机因素引起的空间异质性占12.66％ ～19.07％;甘肃臭草在斑块尺度上各层土壤水分的空间结构表现出明显的圈层结构和斑块状分布的特点,土壤水分高低值斑块呈镶嵌分布且具有较强的空间异质性;甘肃臭草通过生理整合影响并在一定程度上改变了小尺度上土壤水分的分布格局,从而实现了对土壤水分资源最大限度的利用,提高了种群在干旱生境中的适应能力和竞争力.     

退化草地阿尔泰针茅生殖株丛与非生殖株丛的空间格局

生殖株丛与非生殖株丛的空间格局是株丛自身特性和植物种内、种间关系综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡高寒退化草地设置4个退化梯度,每个梯度内随机设置3个2 m×2 m的样方,分析了0-100cm空间尺度上阿尔泰针茅(Stipa krylovii)种群生殖与非生殖株丛的生物量、高度和空间格局。结果表明:未退化草地中,阿尔泰针茅生殖与非生殖株丛均出现聚集格局,且分布于不同的尺度区间;草地退化过程中,生殖与非生殖株丛聚集格局出现重叠且重叠的空间尺度发生转换,从18-19 cm、54-68 cm转换为45-78 cm;生殖株丛空间格局以聚集分布为主,聚集格局尺度随生物量和株高增加而增大;非生殖株丛以聚集和均匀分布为主,聚集格局尺度随生物量和株高下降而减小,均匀格局尺度增大。在干扰活动影响下,生物量分配和株高的转变是种群空间格局发生尺度转换的关键因素,反映了退化草地植物种群繁殖与更新的适应性途径。     

高寒退化草地狼毒种群株丛间格局控制机理

在黑河上游祁连山北坡高寒退化草地,应用Ripley's K函数检测种间格局控制关系的技术方法,按狼毒个体分枝数设置Ⅰ级株丛(1-10枝)、Ⅱ级株丛(11-20枝)、Ⅲ级株丛(21-30枝)、Ⅳ级株丛(31-40枝)、V级株丛(40以上)5个株丛,研究了各株丛之间的格局控制关系和空间关联性.结果表明:Ⅲ和Ⅳ级狼毒株丛对其他狼毒株丛有一定的格局控制作用,尤其是Ⅳ级狼毒株丛对其他狼毒株丛格局控制的程度和尺度最大;Ⅳ级狼毒株丛在20cm尺度内和Ⅰ、Ⅱ以及Ⅴ级狼毒株丛表现出正关联,Ⅲ级狼毒株丛在0-10cm尺度上和Ⅰ级狼毒株丛表现为正关联.狼毒种群中两个形体大小越相近的株丛之间存在格局控制关系的可能性相对较小,尤其是在种群内处于劣势地位或受其他株丛格局控制的株丛之间存在格局控制关系的可能性更小,Ⅳ级狼毒株丛表现出较强的格局控制作用,同时对其他狼毒个体有保护作用,在种群内具有重要作用和地位.     

祁连山地甘肃臭草斑块土壤水分的空间自相关分析

用传统统计学方法探讨土壤水分空间分布的前提条件是用于研究的数据在统计上必须独立且均匀分布,但土壤水分在空间上一般存在空间自相关,这些空间自相关包含一些有用信息。本文利用Moran I系数研究了祁连山北坡甘肃臭草(Melica przewalskyi)单优种群斑块浅层剖面(0~30 cm)土壤水分空间自相关关系、空间相关尺度,建立了各层土壤水分影响因子的线性回归模型和空间自回归模型,并比较了2种模型的分析结果。结果表明:各层土壤水分均具有空间正相关性与空间集聚特征,10~20 cm层土壤水分的空间集聚特征较0~10 cm和20~30 cm土层更为明显;土壤水分的Moran I系数随着分析间隔距离的增大而减小,在4 m的范围内各层土壤水分均存在正的空间自相关关系。影响甘肃臭草浅层剖面土壤水分空间分布的因素在不同土层不尽相同;空间自回归模型的LIK值和R2的值比线性回归模型的值要大,从而显示出空间自回归模型的解释能力要优于经典线性回归模型。     

不同高寒退化草地阿尔泰针茅种群的小尺度点格局

种群空间格局是种群自身特性、种间相互关系及环境条件综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡选择未退化、轻度退化、中度退化和重度退化等4种高寒草地,分析了阿尔泰针茅(Stipa krylovii)种群斑块特征、株丛结构和点格局特征。结果表明:阿尔泰针茅在衰退过程中种群密度和种群领地面积减小,空斑面积增大,领地密度先增大后减小,小株丛(株丛径0.1-1.0 cm)比例增加,大株丛(株丛径2.1-7.0 cm)比例减小;不同草地梯度中阿尔泰针茅种群的空间格局存在明显差异:未退化草地中阿尔泰针茅种群在0-64 cm尺度上为均匀分布,64-100 cm尺度上为随机分布;中度退化草地中阿尔泰针茅种群在0-70 cm尺度上为随机分布,而在70-100 cm尺度上为聚集分布;轻度退化和重度退化草地中阿尔泰针茅种群在0-100 cm尺度上均为随机分布。在放牧干扰和种间竞争作用下,阿尔泰针茅种群斑块从中心开始破碎,并逐渐向四周辐散,引起小尺度上种群斑块间分布格局出现\"随机分布-聚集分布-随机分布\"转变,促使原有斑块被分割为多个直径较小的\"岛\"状小斑块并进一步分化,最终种群斑块完全破碎、草毡层逐步消失,从而造成阿尔泰针茅种群的衰退。     

云南香格里拉亚高山寒温性针叶林优势种空间分布格局及种内种间关联性

植物种群空间分布格局是散布限制和环境过滤等多种生态过程综合作用的结果。分布在高山树线交错带的植物因其特殊的生境, 对气候变化表现出高度的敏感性。因此, 研究这些植物的空间分布格局及其相互关系, 对理解和预测高山林线森林群落的动态和发展趋势至关重要。该研究基于云南香格里拉亚高山寒温性针叶林20 hm²动态监测样地的调查数据, 以样地内优势种长苞冷杉(Abies georgei)、亚乔木层优势种红棕杜鹃(Rhododendron rubiginosum)和西南花楸(Sorbus rehderiana)、灌木层优势种唐古特忍冬(Lonicera tangutica)和云南双盾木(Dipelta yunnanensis)为研究对象, 采用空间点格局方法分析各优势种的空间分布格局、长苞冷杉不同发育阶段间的种内关联性、长苞冷杉与其他优势种间的种间关联性, 以及其他优势种种间关联性, 并使用Torus-translation方法检验这些植物与地形因子的关联性。结果表明: (1)长苞冷杉的幼树和中树均呈现聚集分布, 这主要由散布限制和生境异质性驱动; 而成树主要呈随机分布, 表明密度依赖性的竞争对大径级个体分布的主导作用。亚乔木层和灌木层的优势种均呈聚集分布, 但剔除环境异质性后部分优势种转变为随机分布, 说明环境过滤驱动了树种空间分布模式。(2)长苞冷杉的幼树与中树呈正关联, 可能是小径级个体通过集群作用来提高抵御外界环境胁迫的能力。幼树和中树与成树呈负关联, 这主要受由密度制约引起的专一性病原菌和植食性昆虫的侵害以及大个体对小个体的不对称竞争的影响。(3)长苞冷杉的幼树与亚乔木层和灌木层的优势种分别呈正关联和负关联; 中树与其他优势种大多表现为负关联, 而成树则多表现为正关联; 乔木层和灌木层优势种之间多表现为正关联。说明亚高山寒温性针叶林优势种之间存在复杂的动态平衡。各优势种通过独特的生存策略和资源利用方式来实现长期共存, 最终形成以长苞冷杉为主导的相对稳定的顶极群落。(4)坡度与长苞冷杉的幼树和中树的密度显著负相关, 与红棕杜鹃和云南双盾木显著正相关, 说明长苞冷杉与其他优势种发生了坡度生态位的分化。此外, 由于冬季积雪时间较长等不利因素, 凹凸度也对优势种的分布具有显著的影响。总体而言, 地形驱动的生境过滤可能是维持亚高山寒温性针叶林群落构建的主要驱动力。     

宁夏珍稀濒危植物半日花种群结构和点格局分析

半日花是国家二级珍稀濒危植物,其种群数量日益减少,分布区破碎化.以宁夏新记录物种半日花为研究对象,分析在沙地和砾石质两种生境下半日花种群结构、各龄级的空间分布格局及关联性.结果 表明:宁夏青铜峡地区半日花个体主要集中在龄级Ⅲ,种群年龄结构呈倒三角形,种群正在衰退.种群空间分布格局与不同龄级间空间关联性受生境条件的影响较...     

高寒草地甘肃臭草茎-叶性状的坡度差异性

茎与叶的生长形态决定植物与外界环境的物质交换能力, 茎叶的异速生长模式对认识植物表型可塑性及其调节机理具有重要意义。在祁连山高寒退化草地, 利用ArcGIS建立研究区域的数字高程模型(DEM), 并提取样地坡度数据, 采用标准化主轴估计(SMA)方法, 研究了不同坡度甘肃臭草(Melica przewalskyi)种群茎与叶的生长。结果表明: 随着坡度增大, 甘肃臭草茎干质量、叶干质量、叶面积均呈逐渐减小趋势, 叶片数呈增加趋势; 甘肃臭草叶干质量的增长速度显著大于茎干质量的增长速度, 叶面积与茎干质量近等速增长; 不同坡度间的比较显示, 随着坡度变陡甘肃臭草茎干质量与叶干质量异速斜率显著减小(p < 0.05), 陡坡上的甘肃臭草若要生成与缓坡样地中相同的叶生物量需要投入更多的茎生物量, 茎干质量与叶面积的y轴截距显著减小(p < 0.05), 即相同的茎干质量投入下, 较大坡度的甘肃臭草叶面积投入显著降低, 趋向于减小叶面积增加叶数量。坡度梯度上甘肃臭草加快了茎的相对生长速率而减小了在叶面积上的投入, 体现了不同坡度甘肃臭草茎-叶生物量分配机制及资源利用策略, 同时说明高寒草地中小叶更具生境适应性。     

华北山地典型天然次生林群落的树种空间分布格局及其关联性

关帝山华北落叶松、云杉、杨桦天然次生林植被类型是华北高海拔地带代表性的森林类型。以该地区上述3种典型的天然次生林群落为例,运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析各群落主要树种的种群空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析各群落中树种间的空间关联性;并对同一树种在不同森林群落类型中种群空间分布格局和种间关联性的变化进行比较,以探讨华北山地次生林群落空间格局形成和种群维持与动态机制。研究结果表明,(1)各种群在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度增加树木种群的聚集性减弱并逐渐表现出随机分布的格局特征;(2)同一树种在不同森林群落类型中空间分布格局差异很大。红桦、白桦和山杨在阔叶林中呈明显的小尺度聚集分布格局,而在针叶林群落呈随机分布。在阔叶次生林中混生的小龄级华北落叶松呈现聚集性空间分布格局。在华北落叶松为优势树种的针叶林中,大龄级的华北落叶松表现出小尺度上均匀分布和较大尺度上随机分布的格局特征;(3)各群落中树种间的空间关联性主要表现在小尺度范围,随尺度加大空间关联性逐渐不明显;(4)在阔叶树占优势的次生林,小龄级华北落叶松与桦木的分布有较明显的空间正关联性,而在华北落叶松为优势树种的针叶林,桦与华北落叶松并未表现明显的空间关联性。种群分布格局和种群间的空间关联性随群落结构、空间尺度和龄级结构不同而有较大变化。     

翅果油树群落主要物种空间分布格局及其关联性

以山西省翅果油树自然保护区翅果油树(Elaeagnus mollis)种群为研究对象,采用点格局分析中的O-ring统计方法,利用Programita软件对翅果油树群落中主要物种翅果油树、荆条(Vitex negundo var.heterophylla)和黄刺玫(Rosa xanthina)种群的分布格局及其相互关系进行了分析。结果表明:(1)各种群在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度增加各种群主要表现出随机分布特征;(2)各树种间的空间关联性主要表现在小尺度范围,随尺度加大空间关联性逐渐不明显;(3)翅果油树种群径级I、II和III在较小尺度时存在明显的聚集分布,径级IV、V和VI在所有尺度上均呈现随机分布;(4)翅果油树种群径级I和II与径级IV、V和VI存在正关联,同时径级I与VI,径级II与V在一定尺度上表现出空间负关联,相邻径级在空间分布上相关性不显著。     

华西雨屏区白夹竹分株种群的点格局分析

采用点格局分析方法对华西雨屏区白夹竹分株种群的分布格局以及不同龄级分株之间的相互关系进行分析.结果表明：白夹竹分株种群在0～0.32 m空间尺度上呈集群分布,0.64～4.48 m空间尺度上呈均匀分布,>4.48 m空间尺度上呈随机分布.各龄级分株种群在0～8.00 m空间尺度上主要呈随机分布,龄级间略有差别.其中,Ⅰ龄级与Ⅱ、Ⅲ龄级分别在1.76～4.16 m、0.32～4.16 m尺度上接近或达到空间负关联,与Ⅳ龄级在0.32～3.04 m尺度上呈显著空间负关联,表现为随着龄级差距的加大,幼龄分株与高龄级分株的空间负关联增加.白夹竹分株种群的空间格局及不同龄级分株之间的相互关系由尺度、分株龄级及环境因素共同决定.     

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。