地统计学在水生植物群落格局研究中的应用

为了研究水生植物群落的镶嵌分布格局和随着尺度变化的空间特征,应用地统计学中半方差法、半方差理论模型和分形理论,研究了湖北省保安湖沿岸带水生植物群落分布格局,在沿岸带设置了一个160m×160m的方形样方,采用覆盖法将整个样方划分为32×32个格子,记录各格子内出现的物种数,格子内如果有某物种,则将该格子对应的区域化随机变量赋值为1,否则赋值为0。另将群落各格内区域化随机变量赋值为各物种在该采样点随机变量值的总和,运用地统计软件GS+for Windows分析苦草、狐尾藻、金鱼藻和群落的32×32格随机变量表,计算得到它们各向同性模型和不同方向上的分维,从苦草和狐尾藻的各向同性指数模型来看,它们属于聚集性分布,其空间结构比率较高,这表明在小尺度上它们变化较小;从金鱼藻和群落的各向同性线性模型来看,属于中等程度的聚集分布,其空间结构比率很低,这表明它们在小尺度上变化较大。从各向异性模型来看,群落优势种的分维值都较高,说明在调查的群落内,各物种分布比较均匀,根据确定系数判定群落格局的优势方向是西北-东南,与其他群落格局分析方法相比较,该方法在确定群落组分空间依赖范围和相关性大小。以及区分聚集强度上具有一定优势,为定量描述不同尺度下的水生植物群落特征提供了一个新途径。     

保安湖莲群丛分布格局分形特征的初步研究

应用非线性科学中的分形几何理论,以保安湖扁担塘湖汊中的莲群丛为对象,研究该群丛小尺度水平格局的分形特征。主要应用计盒维数和信息维数公式计算群丛中莲种群和菱种群的个体分布格局的分维值,莲的计盒维数为1.92,信息维数为1.88;菱的计盒维数为1.04,信息维数为1.11.表明在采样区莲的空间占有程度远大于菱,是该时期的优势种,而菱则成为伴生种。莲在各尺度上的分布较均匀。最后讨论了莲的分维值在连续样方上的变化。       

中条山油松人工林下物种对群落物种丰富度分布格局的贡献

该研究以中条山油松人工林群落为研究对象,研究林下不同大小的子群落对群落物种丰富度分布格局的贡献,并确定影响该区域群落物种丰富度分布格局的关键种,为区域物种多样性保护提供理论依据.结果 表明:(1)该地区林下物种频度分布格局呈明显右偏,且不同样方物种丰富度存在明显差异.(2)常见种对群落丰富度分布格局的贡献大于稀有种.(...     

水生植物叶片的分形特征研究

应用分形几何理论对保安湖部分水生植物叶的分形特征进行研究 ,以寻找其中的自相似性特征 ,计算其分形维数 ,并力图了解各个分维的生态学含义。计算得到各物种分维平均值 ,马来眼子菜为 1 441(1 3 2 2 -1 52 0 ,sd =0 0 547) ,菹草为 1 472 (1 3 81-1 565,sd =0 0 489) ,大茨藻为 1 3 2 5(1 2 0 9-1 40 6,sd =0 0 470 ) ,轮叶黑藻为 1 10 3(1 0 0 1-1 2 17,sd =0 0 456)。按分维值排序 ,菹草 >金鱼藻 >马来眼子菜 >茨藻 >黑藻。叶片分维的大小 ,说明了不同种类水生植物叶片占据空间的程度和利用生态空间的能力有差异。通过对五种植物叶的空间格局的定量化描述 ,更好地理解水生植物对水环境的适应机理 ,为进一步对更大尺度下的水生植物空间格局研究提供基础信息     

放牧作用下高寒草甸群落物种分布与土壤因子的关系

以青藏高原东北缘高寒草甸为对象,研究不同放牧强度下植物群落和土壤因子的变化,以及群落物种分布与土壤物理结构和化学养分因子的定量关系.结果表明: 放牧导致优势种为垂穗披碱草和大针茅的原植物群落发生分异,高强度放牧样地优势种变为矮生嵩草和阴山扁蓿豆,低强度放牧样地变为垂穗披碱草和冷地早熟禾.随放牧强度增加,物种丰富度、重要值和生物量均显著降低.各放牧强度样地重要值的物种序列均可用对数模型进行拟合;随放牧强度增加,植物重要值累积到占整个群落重要值50%时,需要的物种数降低.土壤速效P、速效K、紧实度、含水量、稳定入渗速率和大团聚体指标随放牧强度显著变化,但变化规律不一致.CCA排序表明,土壤紧实度是放牧作用下影响群落物种分布格局的最关键因子.方差分解表明,土壤因子共解释群落物种分布变异的30.5%,其中土壤物理性状单独解释群落物种分布的22.8%,对群落物种分布的贡献率最高,主要影响放牧干扰下高寒草甸植物群落物种的分布格局.     

人工红松林步行虫(Coleoptera:Carabidae)群落物种共存格局动态分析

揭示群落物种共存格局是群落生态学研究的重点内容之一,零模型的应用极大的促进了群落物种共存格局及其调控机制的进展,然而针对地下生物群落共存格局动态特征的研究并不多见。在帽儿山森林生态站的人工红松林内,通过5次调查取样基于零模型模拟分析小尺度空间(20 m×20 m)步行虫群落物种共存格局的动态特征。结果表明:(1)共捕获步行虫20种,2278只个体,其中Carabus billergi maoershanensis为所有调查季节数量最具优势且分布最广泛的物种,步行虫群落结构具明显的时间变异性;(2)2013年6月步行虫群落为集群性共存格局,而2014年8、10月为竞争性共存格局,基于目前的零模型指标和法则难以准确揭示其他月份是集群性还是竞争性的共存格局,但所有季节的群落均表现为明显的非随机性共存格局,这些共存格局的发现并不完全支持Diamond的群落构建机制理论;(3)所有调查季节均发现很少的显著物种对,基于更严格的检验表明群落中集群性物种对多于隔离性物种对,那些表现为显著的非随机性共存关系的物种对往往是群落内数量较大且分布广泛的优势和常见物种。表明非随机性共存格局可能是帽儿山人工红松林小尺度空间步行虫群落的常见格局,这种非随机性格局具一定的短期动态稳定性,但不同季节这种非随机性共存格局类型表现不同,群落内这些较少的显著物种对可能对群落物种共存格局具有一定的贡献。     

物种谱系不确定性对群落谱系格局指标的影响

物种谱系关系常被用于衡量群落谱系格局及推断格局背后的生态过程,但多数研究往往忽视谱系关系的不确定性及其可能对群落谱系格局造成的影响.为此,本文以浙江天童20 hm^2样地内150个树种为研究对象,采用这些物种叶绿体DNA的rbcL和matK碱基序列构建1棵一致系统发育树和反映谱系不确定性的999棵系统发育树,然后结合样地物种分布数据计算标准化净亲缘指数(NRI)和最近亲缘指数(NTI),最后运用独立置换零模型衡量样地群落谱系格局.结果表明:物种系统发育树在拓扑结构和物种谱系分支节点年龄上均存在较大的不确定性,谱系不确定性随着谱系分支节点年龄的减小而增大,也随物种间平均谱系距离的增加而增加;在样方尺度上,物种谱系的不确定性增加了标准化NRI和NTI指数的变异,但对两个指数的影响几乎独立;其对两指数的空间分布影响不同,且程度不一,其中标准化NRI受到的影响相对更大;在群落尺度上,物种谱系的不确定性增加了标准化NRI和NTI的变异,平均变异系数分别为0.37和0.077,表明群落水平的标准化NRI更易受到谱系不确定性的影响.这说明物种谱系不确定性会传递到常用的群落谱系格局指标中,且不同指标受影响的程度不同,进而影响对群落谱系格局的衡量及相关生态过程的推断.该结论也暗示以往不考虑谱系不确定性的研究中,非随机的群落谱系格局比例可能被高估.     

植被演替过程中种群格局动态的分形分析

该文根据“空间代替时间”的原则和对马尾松(Pinus massoniana)种群的重要值-平均胸径的变动趋势的分析,确定5个森林群落为广东省黑石顶自然保护区森林群落演替的一个时间序列;并在此基础上,运用分形理论的计盒维数和信息维数,对演替过程中马尾松种群空间格局的动态进行了分形分析。结果表明,马尾松种群的计盒维数和信息维数2个参数值均呈递减趋势,与其个体数、重要值变动趋势一致。在群落的演替过程中,马尾松种群的空间占据能力不断下降,种群呈衰退趋势。随其在群落中的优势地位逐渐被其它种群取代,群落将由以马尾松占绝对优势的单优群落演替为多优常绿阔叶林群落。分析结果同时表明,分形分析是群落演替过程中种群空间格局动态研究的有效方法,分形维数则能反映种群格局的尺度变化规律。     

天目山物种多样性尺度依赖及其与空间格局关系的多重分形

以浙江省天目山国家级自然保护区为例,采用多尺度分析思想,利用多重分形分析方法,研究了不同尺度下物种多样性的变化、空间分布格局以及多样性与空间格局之间的关系。研究主要得到3方面的结论：（1）物种多样性具有尺度依赖性,随着空间尺度的增大,Shannon-Wiener多样性指数Ⅳ增大,Margalef多样性指数足和均匀度指数E减小;（2）多重分形参数αmin。多重分形谱的变化范围SR等能够定量反映物种的空间分布特征,空间大尺度越大,物种越聚集,空间分布越不均匀;（3）物种多样性与空间格局存在线性或幂函数关系。研究表明多重分形分析定量描述物种空间格局是有效性的,多重分形参数与生物多样性之间的定量关系为研究物种空间格局、生态属性与尺度之间的关系奠定了基础。因此,分形结合传统方法,在生物多样性方面的研究将有很大的潜在价值。     

海南岛吊罗山山地雨林物种多样行

在海南岛吊罗山热带山地雨林设置两5000m2的样地,分别从物种多样性指数、种-多度曲线、空间格局多样性、时间格局多样性、组成格局多样性对其进行了研究.结果表明海南岛吊罗山山地雨林物种多样性指数Shannon-Weaver和Simpson指数分别为4.195和0.021,均匀度为0.880和2.962.群落种-多度符合对数级数分布,空间格局多样性表明群落多种群间为随机分布,时间格局的内禀多样性(胸径)表明两样地群落年龄接近,样地2的内禀多样性略大于样地1,这可能是不同地区的环境异质性造成的.组成格局多样性表明群落中种群分散分布,优势种缺乏,生境复杂.     

Application of petG-tm P sequence to systematic study of Chinese Cupressus species

Chinese Cupressus L.includes five species.The molecular phylogenetic relationships of the Cupressus species and Chamaecyparis L.were determined by comparing 417-479 bp of chloroplast petG-trnP intergenic spacer sequence.In PAUP* analysis,Platycladus orientalis was used as the functional out group.By using the maximum likelihood method 1077 trees were examined and the result showed that one tree had a best score of -Ln=2 232.47.The phylogenetic tree clearly showed that Chamaecyparis nootkatensis was diverged from other Chamaecyparis species.Based on the results,together with evidences from other aspects,we consider that Cupressus funebris and Chamaecyparis nootkatensis should be placed in the genus Cupressus.The use of cpDNA intergenic spacer petG-trnP in Cupressus was also discussed.     

宜昌市郊不同龄级柏木人工林下植物组成与多样性变化

对宜昌市郊3个不同龄级柏木人工林林下植物物种组成和多样性变化的研究,结果表明,从幼龄林、中龄林到近熟林,林下灌木层由耐旱及强阳性种趋向耐旱性较强及中性种,且乔木种逐渐增加;林下草本层由以栗褐苔草和铺地龙为主趋向以蕨类为主;灌木层和草本层物种数量、香农—威纳指数、均匀度指数均呈增加趋势,而生态优势度呈下降趋势。说明实施封育恢复后柏木人工林呈进展演替趋势,但仍处于演替早期阶段。     

汶川大地震灾后不同滑坡体上柏木体内非结构性碳水化合物的特性

"5.12"汶川大地震不仅直接摧毁森林17.3万hm2,还通过对土壤和林内生境的剧烈改变对现存森林造成潜在威胁。以地震重灾区北川的主要分布树种柏木为研究对象,在2009年6月初(夏初)和10月初(秋季)两个时期,对不同类型柏木林的叶、枝、根可溶性糖和淀粉含量进行测定分析,旨在认识震后初期柏木对逆境胁迫的生理响应,为研究大地震对植物体内碳水化合物的影响和对逆境的适应性提供科学依据。结果表明:地震对柏木体内碳水化合物的含量有较大影响,总体表现为严重滑坡类型具有较高的可溶性糖含量,较低的根系淀粉含量。夏初严重滑坡类型柏木叶、枝、根可溶性糖含量分别为(11.44±1.08)%、(4.64±0.42)%、(5.48±0.51)%。就不同器官而言,可溶性糖含量叶>根>枝,淀粉含量叶>枝>根;夏初碳水化合物含量均高于秋季,且仅叶片可溶性糖和淀粉含量在不同季节存在显著性差异(P<0.05),说明柏木叶片对地震反应最为敏感。地震带来的灾害如山体滑坡等对植物的生理活动产生巨大影响,不利于林木生长。     

沱江流域亚热带次生植被生物量及其模型

 本文采用标准地法、标准木及回归分析法(乔木)和样方收获法(灌木和草本)研究了沱江流域清水河支流次生植被生物量及其分配规律,并从生物量协调性角度探讨了主要树种的适宜性。 1．应用11种回归模型研究沱江流域主要次生植被类型优势种生物量与胸径或材积因子的关系,表明以y＝aXb模型相关性最好,应用性强,其相关系数范围在0.946～0.999。 2. 不同群落类型地上部分生物量的大小排序为柏木、栓皮栎林>桤木、柏木林>柏木林>铁仔、黄荆灌丛>马桑灌草丛,其地上部分生物量分别为95.721、77.546、38.719、11.969和4.073t·hm-2。另外两类墨西哥柏林的地上部分生物量分别为21.065和16.810t·hm-2。 3．乡土树种和墨西哥柏根桩及粗根的生物量占各自总根量的比例分别为80.42％和62.09％,其地下部分生物量占各自总生物量的比例分别为23.89％和7.44％,占各自地上部分生物量的比例分别为17.67％和6.9％,表明引入沱江流域的墨西哥柏地上部分和地下部分生物量的不协调,存在潜在的易倒趋势。 4．对比分析和评价了主要次生植被类型及树种生物量分配及垂直结构,生产潜力和防护效能,提出较高演替阶段的群落为该区域多功能的优化模式。     

水分胁迫和复水对石灰岩地区柏木幼苗根系生长的影响

利用适生植物自身的抗旱能力来进行石灰岩地区植被的恢复和重建是石灰岩生态研究中的重要问题.为了解石灰岩山地适生物种柏木对水分胁迫的适应机制,以柏木实生苗为材料,通过盆栽水分受控实验,研究了其根系生长特性及复水后的修复能力.结果表明:在水分胁迫程度不大、历时不长的情况下,水分胁迫有诱导根系下扎的趋势,复水后,根长在原有的基础上进一步伸长.随着胁迫的加剧和胁迫时间的延长,柏木幼苗的根长、根平均直径、根表面积和根体积等根系大小参数均呈降低趋势,以采取小根系来增强竞争力.复水后,除重度干旱外,其余处理组根系大小参数都能恢复到对照水平,补偿作用与胁迫程度有关.一定程度的水分胁迫对柏木幼苗的茎叶生长没有产生影响,而对根的抑制作用明显,根冠比降低,但胁迫程度加剧和历时延长后,柏木幼苗的根冠比有增大的趋势.柏木幼苗在水分胁迫较轻时把较多的碳水化合物分配到茎叶中,而胁迫严重时把较多的碳水化合物分配到根部.复水促进根、冠干物质的积累,但不同的胁迫程度和胁迫时间促进作用不同.     

川中丘陵区柏木低效林改造模式植物多样性对土壤有机碳的影响

以川中丘陵区柏木低效林改造10a后的4种模式:纯杂交竹模式(Bambusa pervariabilis×Dendrocalamopsis daii)(CZ)、柏木(Cupressus funebris Endl.)+桤木(Alnus cremastogyne Burk.)+杂交竹模式(BZQ)、柏木+麻栎(Quercus acutissima Carruth)模式(BL)、柏木+杂交竹模式(BZ)为研究对象,纯柏(CB)为对照,对土壤有机碳含量、碳密度和土壤活性有机碳(土壤易氧化碳、水溶性碳和微生物量碳)含量及植物多样性进行了研究。结果表明:(1)随着土层深度的增加,土壤有机碳含量、碳密度及其组分均下降,其中土壤有机碳含量下降幅度最大,易氧化碳含量下降幅度最小;0—10 cm土壤有机碳密度占整个取样剖面的45.7%—64.4%,具有明显的表聚性。(2)不同模式0—40 cm土层土壤有机碳含量、碳密度和土壤易氧化碳、水溶性碳和微生物量碳含量均为BZQBZCBBLCZ,差异均达到显著水平(P0.05)。几种模式中,BZQ与CB相比,土壤有机碳含量、碳密度、土壤易氧化碳、水溶性碳和微生物量碳含量增幅分别为37.8%、33.5%、36.6%、52.5%和23.2%,表明BZQ模式在提高土壤有机碳方面作用最明显。(3)植物Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和丰富度指数大致表现为BZQBZCBBLCZ;相关分析表明,土壤有机碳、碳密度、易氧化碳、水溶性碳和微生物量碳与灌木层和草本层的植物多样性指数均呈显著正相关,而与乔木层植物多样性不相关。     

湘中丘陵区石栎群落研究

以湘中丘陵区石栎 (L ithocarp us glaber)群落为调查研究对象 ,分析了群落的特征 ,定量计测了乔木层主要树种的生态位宽度和重叠值。结果表明 ,石栎群落垂直结构较为复杂 ,可分为乔木层、灌木层、草本层 ,亦有少量的层间植物。群落的优势种较明显 ,乔木层的物种多样性指数较高。主要树种生态位宽度值大小顺序为 :石栎、苦槠、木荷、白栎、拟赤杨、南酸枣和柏木。在生态位重叠值中 ,以优势种石栎与白栎、柏木、枫香、樟树、拟赤杨、木荷、南酸枣、苦槠、秃瓣杜英重叠值较大 ,枫香与苦槠的重叠值最小 ,石栎与马尾松、君迁子属中等重叠     

紫色土造林树种苗期生态条件的研究上

紫色土是四川盆地最主要的土壤类型,约占盆地山丘总面积的70％。杉木(Cunninghamialanceolata、柏木(Cupressus funebris)、湿地松(Pinus elliottii)、大叶桉(Eucalyptus robusta)、香椿(Toona sinensis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、喜树(Camptotheca acuminata)和桤木(Alnus cremastogyne),是盆地内的常见造林树种,具有生长迅速、适应性较强和用途广泛等特点。由于紫色土性质及肥力条件的差异,不同树种又有生态要求的区别,为了使植物和     

三峡库区主要针叶林多样性研究初报

1引言我国三峡库区地处106°~110°50′E,29°16′~31°25′N,东端为鄂西山地,南依云贵高原,西接四川盆地,北为大巴山脉,总面积约5·4×104km2.行政区划分属重庆市和湖北省管辖的19个县(市).长期以来,由于库区人口稠密,人为活动强烈,植被结构发生很大变化.1997~2002年,对三峡库区的马尾松林、柏木林和杉木林进行了系统的研究,以期为该区的森林经营和生态建设提供科学参考.2研究地区与研究方法2·1研究地区概况三峡库区热量充足,年平均气温为15~18℃,极端最高温可达44℃;年降水量1 000~1 200 mm,多集中在夏季,而冬季雨水少,相对湿度较大,达6…     

福建龙岩城区园林树木木材密度和生材含水率研究

对福建龙岩城区栽植的30种园林树木测定木材基本密度、生材密度和生材含水率。结果表明,针叶树木材基本密度以柏木Cupressus funebris最高(0.636 g·cm-3),南洋杉Araucaria cunninghamii最低(0.462 g·cm-3);阔叶树以相思树Acacia confusa最高(0.757 g·cm-3),美丽异木棉Ceiba speciosa最低(0.228 g·cm-3)。生材密度针叶树竹柏Podocarpus nagi最高(0.975 g·cm-3),南洋杉最低(0.838 g·cm-3);阔叶树相思树最高(1.204 g·cm-3),石栗Aleurites moluccana最低(0.799 g·cm-3)。生材含水率针叶树竹柏最高(105%),柏木最低(30%);阔叶树以美丽异木棉最高(319%),光皮梾木Swida wilsoniana和木麻黄Casuarina equisetifolia最低,均为56%。南北两向的基本密度、生材密度和生材含水率差异不大。在距树皮8 cm范围内,基本密度和生材密度的径向变化模式可归纳为五种类型：(1)密度从髓心向树皮方向递增;(2)密度从髓心向树皮方向递减;(3)距树皮8 cm范围内密度变化不明显;(4)距树皮3～5 cm范围内密度较低;(5)距树皮3～5 cm范围内密度较高。生材含水率径向变化趋势仅限于上述前四种类型。