秦岭南坡松栎林群落演替过程中种间联结性和相关性研究

为了揭示秦岭南坡松栎林群落动态变化过程中物种间关系与群落演替的相互作用,基于2×2列联表,采用方差比率法、χ2检验、Jaccard指数和Spearman秩相关性系数探讨了油松林→松栎混交林→锐齿栎林演替序列过程中3个演替阶段群落优势种群的种间联结性和相关性。结果表明:(1)油松林、松栎混交林和锐齿栎林群落总体联结性均为显著正联结,各自具有相对的稳定性。(2)油松和松栎混交林群落正负联结性和相关性比例较小,群落稳定性均低于锐齿栎林群落。(3)先锋种间及其与前期过渡种间、顶级种间及其与后期过渡种间竞争较为激烈,过渡种间(包括前期过渡种间、前期过渡种与后期过渡种间、后期过渡种间)正联结占优势,较为稳定。(4)不同演替阶段群落可分别划分为4个、5个、4个生态种组。研究认为,秦岭南坡松栎混交林演替过程中种间关系逐渐趋于稳定共存,实践中及时调整种间关系可促使秦岭南坡松栎林群落趋于健康稳定,有效缩短演替的进程。     

种内关系和种间关系实例

生物与环境的主要关系如下表: 1.“群聚”互助①“社会性”群聚:如蜜蜂群,包括蜂王、工蜂等。蚂蚁群、白蚁群,包括蚁王、工蚁、兵蚁等。②“生活性”群聚:如大雁群的南来北往、鱼群的洄游等。 2.“报警”互助如狼在群捕大动物或袭击“敌人”时,用嚎叫引来狼群共同出击(声);乌鸦     

秦岭太白红杉群落种间关系的数量分析

应用2×2列联表的Fisher精确检验,研究了太白红杉群落中44种植物 共946个种对 的种间关系.结果有33个种对正关联,12个种对负关联 P<0.05或P<0.01 .另外,用Pearson积矩相关系数和Spearman秩相关系数检验刻划了种对间的数量变化关系.Pearson相关系数显示有31个种对呈显著正协变,5个种对呈显著负协变;Spearman秩相关系数显示有30个种对呈显著正协变,5个种对呈显著负协变,并分别计算出了其相关系数.研究结果表明,太白红杉群落种间关系较为简单,但草本层物种间连接相对较为复杂,灌木层次之.乔木层中,太白红杉和巴山冷杉呈显著的负协变效应.     

短花针茅草原群落种间关系的新发现

在短花针茅荒漠草原群落,发现了优势种短花针茅与碱韭、无芒隐子草与碱碍之间存在根相连共生现象,并获得了实物证据。     

山西太岳山森林演替过程中建群种的动态特征和种间关系

为解释太岳山白桦(Betula platyphylla)林向华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林演替的生态过程,该研究以不同演替阶段的调查样地数据为基础,通过空间代替时间构建演替的时间序列,即从白桦林演替至白桦+华北落叶松混交林再到华北落叶松林的过程;采用点格局分析法和Monte-Carlo拟合检验对演替过程中白桦和华北落叶松种群的分布格局及其相互关系进行研究。结果表明:(1)山西太岳山白桦种群龄级结构呈"纺锤"型,种群呈衰退的趋势;白桦种群逐渐被华北落叶松(龄级结构呈"金字塔"的增长型)种群所取代。(2)从白桦林演替至华北落叶松林的过程中,白桦种群由集群分布趋向于随机分布,驱动力主要是华北落叶松侵入扩散而形成的种间排斥;华北落叶松集群尺度逐步增大,驱动力主要是种群拓殖和种内竞争。(3)白桦和华北落叶松二者的种间关系,在白桦林阶段无显著相关,在混交林阶段由于排斥呈现显著负相关关系,华北落叶松林阶段二者无明显相关,二者种间关系的变化主要来自于群落剩余资源驱动下的种内种间竞争。     

珙桐群落种间关系的研究

用方差比率法(VR)和在2×2联列表基础上应用Jaccard指数、Dice指数和Pearson相关系数、Spearman秩相关系数对卧龙自然保护区三江珙桐群落种间关系进行了分析,结果表明珙桐群落中主要种群在总体上表现出正关联,群落中种间联结的显著度较低,仅有7对联结显著,珙桐与总状山矾呈显著负联结,与稠李呈极显著负联结。大多数种对间关联程度较低,存在极大排斥性的种对较少,暗示目前珙桐群落处于较成熟阶段。研究种间关系时,种间关联性测定指标结合相关系数分析得出的结果较好,最后对珙桐的保护提出了一些建议。     

中条山中段植物群落优势种群的种间关系研究

选取中条山中段植物群落的24个优势种,采用2×2列联表的χ2检验、Ochiai关联度指数、Pearson相关和Spearman秩相关分析进行种间关系研究.结果表明:1在所有种对中,呈极显著和显著相关的种对数所占比率较低,大部分种对呈负联结趋势;2χ2检验只有与Ochiai关联度指数结合,结论才比较合理;3Spearman秩相关分析灵敏度较高,优于Pearson相关分析;424个优势种可划分为5个生态种组,同一生态种组内,各种间具有较强的正联结,表明其资源利用方式和生态要求相似,而不同组间联结较为松散.槲栎、槲树、榛子、连翘等呈独立分布.     

亚高山草甸弃耕地植物群落演替的数量研究I.群落组成分析

本文采用由植被的空间序列推断时间上演替系列的方法对甘南亚高山草甸弃耕地上的植物群落组成进行了分析。结果表明：(1)弃耕初期,莎草,禾草类在群落中的地位从开始时的71%急剧地下降到弃耕十二年时的6%;以后随着密丛型的莎草,禾草的侵入,它们地位又开始上升而恢复到30%一40%：杂类草的地位在开始时上升较快,而到了后期又有所下降;毒害草在群落中的地位基本稳定,保持在10%左右。 (2)群落的种丰富度、均匀度、Simpson多样性指数随弃耕年限增加而增大,而群落优势度随弃耕年限而减小。 (3)优势度—多样性曲线在弃耕初期为几何分布型,中后期演变为对数正态分布型,而对放牧顶极群落又近似于MacArthur分布型。     

结缕草属植物种间关系的SSR分析

以结缕草属的9种1变种共58份种源为材料,利用SSR标记技术进行了多样性分析和种间关系研究。结果表明:结缕草属植物具有很高的遗传多样性;14对SSR引物中,共扩增出267条带,Nei’s基因多样性指数为0.376 0,Shannon多样性指数为0.552 6;属内总基因多样性为0.382 3,种内基因多样性为0.219 6,57.44%的遗传变异存在于种内,基因流为0.674 8,不同的种之间有遗传分化,遗传漂变对该遗传分化有一定的贡献。UPGMA遗传距离聚类分析结果表明,结缕草、中华结缕草、朝鲜结缕草和大穗结缕草聚为一类;沟叶结缕草、小结缕草和细叶结缕草聚为一类;大花结缕草、长花结缕草和太平洋结缕草各自为一类。研究表明,生态地理条件相似的种优先聚集。     

芦芽山植物群落种间关系的研究

通过采用 2× 2列联表的 Fisher精确检验、Pearson相关分析和 Sperman秩相关分析等方法对芦芽山植物群落的种间关系进行了分析。结果表明 ,研究物种关联程度大小时 ,Sperman检验的灵敏性要高于 Pearson相关 ,使用 Sperman秩相关分析得出的结果较好 ,分层对种间关联性进行的研究发现 ,极显著相关和显著相关种对多发生于各层的优势种及次优势种间 ,并依层次不同而不同 ,其中草本层极显著相关种对最多 ,灌木层次之 ,乔木层最少     

秦岭华山松群落特征研究

通过对秦岭华山松林的野外调查,分析研究了该群落的特征和性质。结果表明：秦岭林区华山松群落主要分布于海拔1100～2100m的中山地带;华山松群落内物种相当丰富,共有81科174属346种;落叶阔叶乔木与落叶阔叶灌木在群落中占很大的比例;群落中草质叶型的植物260种,占80．5％,表明群落的落叶性;华山松群落中乔木层、灌木层、草本层的大多数比较常见的属都属于北温带分布,表明群落植物区系组成的温带性质。     

不同生态条件下松栎混交林3种优势乔木种群的更新规律

为探究秦岭林区松栎混交林群落乔木优势种的更新规律,通过典型样地调查,对油松(Pinus tabulifor-mis)、锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)和华山松(Pinus armandii)等3种优势乔木种群更新随林分密度、海拔、坡向、坡位等生态因子的变化规律进行了分析。结果表明:(1)林分密度、海拔、坡向、坡位等生态因子对3种乔木的天然更新均具显著影响;3种优势乔木树种幼苗密度均随林分密度增加而显著增加,林分密度从850株.hm-2增加到1 525株.hm-2时,3种幼树密度也逐渐增加,但林分密度为1 900株.hm-2时,3种幼树密度均显著降低;从海拔1 283m增至1 665m,锐齿槲栎和油松幼苗幼树密度均随海拔增加而显著增加,但海拔增至1 835m时,这两种幼苗幼树密度均显著降低。(2)华山松幼苗幼树密度一直随海拔升高而增加;从南偏西20°到75°,锐齿槲栎和华山松幼树密度逐渐降低,至北偏东40°(阴坡)时又显著增加,但3种乔木幼苗及油松幼树密度一直随坡向变化而增加;锐齿槲栎幼苗密度在下坡位显著高于中坡位和上坡位,但油松和华山松幼苗幼树随坡位由下到上逐渐增加。结果提示,处于中海拔、阴坡且密度适中的林分3种优势乔木更新最佳,对这类林分实施封禁将有助于松栎混交林优势乔木的天然更新。     

秦岭山地松栎混交林主要木本植物组成及更新特征

采用样方法对秦岭南坡中段松栎混交林主要木本植物组成及天然更新特征进行了研究.结果表明:(1)松栎混交林乔木层物种共计40种,油松、锐齿槲栎和华山松为优势种,重要值分别为35.19％、31.99％和8.12％,漆树、栓皮栎和楝木为亚优势种.(2)更新层木本植物共计87种,其中乔木幼苗34种,占总数的39.08％,灌木物种也有一定优势地位,优势种有锐齿槲栎、悬钩子和菝葜等,高度级较小的更新苗在群落内占有较大比例.(3)优势乔木更新特征不同,锐齿槲栎幼苗和幼树密度显著高于油松和华山松,且锐齿槲栎幼苗密度显著高于其幼树,但油松幼苗与幼树、华山松幼苗与幼树间无明显差异.(4)混交林内锐齿槲栎径级结构呈近似倒“J”形分布,种群稳定;油松和华山松种群均呈近似正态分布,大径级个体群相对稳定,但林下幼树不足.该研究结果提示,松栎混交林下油松和华山松更新不良,这将不利于其长期存留于群落中,虽然锐齿槲栎从幼苗到幼树的发育过程中存在更新障碍,但并未影响其种群整体更新,若无大规模干扰,锐齿槲栎将维持逆“J”型的更新方式并成为松栎混交林群落中的第一优势种.     

秦岭大熊猫栖息地主要森林群落类型稳定性分析

为了揭示秦岭大熊猫栖息地主要森林植物群落稳定性现状,于佛坪和长青国家自然保护区各设置1条样线,每条样线上按海拔每升高100m设置1~4个500m~2(20m×25m)典型样地(共计60个)进行样方调查。在分析调查数据基础上,选取分布最广且具有代表性的16个群落类型林地,并利用模糊数学隶属函数对其优势种更新、林地质量、群落物种多样性、群落复杂性、土壤肥力、保护程度6个方面对各群落类型林地的植物群落稳定性进行综合分析评价。结果表明:(1)栓皮栎群落林下的幼苗和幼树数量相对最多,隶属函数最大,其更新能力较强;华山松群落林下的幼苗和幼树数量为零,其更新能力最差。(2)华山松和油松混交林群落林地的立木蓄积量、平均高度、枯落物厚度等3个隶属函数平均值最高,其林地质量相对最好;油松和锐齿槲栎混交林则相反,林地质量相对较差。(3)群落林地土壤肥力6项指标分析显示,太白红杉林隶属函数值最大,土壤肥力相对较高,而板栗林、亮叶桦林隶属函数较小,土壤肥力相对最低。(4)群落林地物种多样性分析显示,铁杉林隶属函数最大,物种多样性表现更为突出,太白红杉林隶属函数值最小,其物种多样性表现相对最差。(5)铁杉林林地群落的复杂性3个方面隶属函数相对最高,复杂性最高,太白红杉则相对最低。(6)太白红杉、巴山冷杉因分布在保护区核心区域,群落林地的保护程度最高,而毛栗林、亮叶桦因分布于保护区边缘的实验区,保护程度最差。(7)综合对比6个指标隶属函数发现,16个群落林地的稳定性由大到小顺序为:铁杉林短柄枹栎林太白杨林华山松林锐齿槲栎林巴山冷杉林白桦林=红桦林油松+华山松=牛皮桦林油松+锐齿槲栎混交林油松林太白红杉林栓皮栎林板栗林亮叶桦林。     

秦岭大熊猫冬春季节对巴山木竹竹林生长指标的选择

2004~2005年冬季的12月、1月和春季的4月、5月,在秦岭山系南坡佛坪自然保护区内就大熊猫对构成其主要栖息地和食物来源的巴山木竹竹林的选择进行研究后的结果表明:在冬季,大熊猫栖息地多为幼竹与死竹比例基本持平、密度稳定的巴山木竹竹林,主要取食老竹;在春季,大熊猫更偏好选择竹子密度和盖度略低、竹子粗壮高大、幼竹与竹笋比例高的竹林活动,主要取食幼竹。大熊猫春季栖息地幼竹比例通常高过死竹比例,竹林密度处于增长期。竹林进入发笋期后,稀疏、高大的竹林下的粗大竹笋成为大熊猫的主要食物来源。     

秦岭中段松栎混交林群落数量分类与排序

依据陕西省境内秦岭山脉中段设置的34个样地调查资料,从植物物种组成、植物群落与地形因子之间的关系等对该区域松栎混交林群落进行TWINSPAN分类和DCCA排序。结果表明:(1)研究区34个样地共记录维管束植物297种,隶属于77科178属,其中被子植物72科,裸子植物2科,蕨类植物3科;分布较广的植物有:松科、壳斗科、蔷薇科、菊科、禾本科和百合科。(2)TWINSPAN聚类结果将样地群落划分为13个群丛,其中以油松+锐齿槲栎为建群种的群丛最多,占总群丛数量40%,是该区主要的松栎混交林群落类型。(3)样地的DCCA排序结果表明,第一轴明显地反映出群落分布沿海拔、坡位的变化,第二轴主要表现出群落分布沿坡向、坡度的变化趋势;其中海拔、坡度与DCCA一、二轴相关系数分别达到最大值(-0.946 2、-0.795 7),是对该群落分布起决定性作用的因子。(4)研究区主要优势物种的DCCA排序与样地的DCCA排序综合反映出该区松栎混交林群落分布的地形梯度。     

秦岭落叶阔叶林25 ha森林动态监测样地物种组成与群落特征

秦岭落叶阔叶林是温带-亚热带过渡区保存较好的植被类型, 群落结构复杂。为了研究该过渡区植被的生物多样性维持机制, 按照CTFS (Center for tropical Forest Science)和中国森林生物多样性监测网络(CForBio)的建设标准, 于2015年在陕西省佛坪国家级自然保护区的落叶阔叶林建立了一块面积25 ha的动态监测样地。本文对样地内胸径(DBH) ≥ 1 cm的所有木本植物进行了调查和统计, 分析了其物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局。结果表明: 样地内DBH ≥ 1 cm的木本植物独立个体有47,739株, 隶属于36科66属119种。温带区系成分的科和属分别占总科数和总属数的41.18%和60.00%, 温带区系特征明显。稀有种有51种, 占总树种的42.86%。落叶树种有106种, 占总树种的89.07%, 在样地内占绝对优势。重要值≥ 1的物种共有20个, 分别占样地总个体数和总胸高断面积的70.35%和57.41%, 重要值最大的物种分别是乔木层的锐齿栎(Quercus aliena var. acutesrrata)、亚乔木层的水榆花楸(Sorbus alnifolia)和灌木层的刺叶栎(Q. spinosa)。样地内所有个体的平均胸径为8.61 cm, 整体径级分布呈倒”J”型, 小径级个体较多, 群落更新良好。除了太白杨(Populus purdomii), 样地内优势种表现出大尺度的聚集分布, 且它们的分布与生境紧密相关, 不同物种表现出不同的生境偏好。     

Dendroecological study of a subalpine fir (<Emphasis Type="Italic">Abies fargesii</Emphasis>) forest in the Qinling Mountains,China

Dendroecological techniques were used to investigate the stand dynamics and the disturbance history of the subalpine fir forest in the Qinling Mountains of Shaanxi Province, China. The results indicated that 68% of the fir trees experienced 1–2 release events for a total of 10–29 (an average of 15.8) years, and 1–2 suppression events for a total of 10–27 (an average of 13.4) years before they reached canopy. Large number of Abies fargesii and Betula albo-sinensis recruitment coincided temporally with larger increases in the ring-width index from the 1830s to 1880s, suggesting occurrence of a major stand-wide disturbance during this time period. Few seedlings and saplings were found in the forest, and there was a dramatic decline in recruitment after 1890, probably because of the intensive cover of understory umbrella bamboo (Fargesia spathacea). Radial growth analyses indicated frequent canopy opening resulting from small-scale disturbances in the forest. Thus, the subalpine fir forest experienced frequent small-scale disturbances and infrequent large-scale disturbances in its developmental history, and these disturbances coupled with the understory umbrella bamboo might have influenced tree growth and species recruitment.     

"蒸发悖论"在秦岭南北地区的探讨

潜在蒸散量(ET0)是大气蒸发的估计值,已经广泛应用于灌溉管理和无实测蒸发资料地区的估算.分析ET0的时空变化是研究水资源对气候变化响应的基础工作,同时对于农业水资源的优化利用也具有重要意义.根据秦岭南北47个气象站1960-2011年逐日数据,利用FAO Penman-Monteith公式计算出各站的潜在蒸散量(ET0),研究了气温、降水与ET0之间的长期变化趋势关系,对导致ET0下降的主要原因进行了讨论,着重对秦岭南北地区是否存在“蒸发悖论”进行验证.结果表明:(1)秦岭南北整体气温经历了先降后升的变化过程,1993年为突变年份,1960-1993年的降温速率和1994-2011年的升温速率均表现出由南向北递减的规律,1960-2011年整体升温速率由北向南递减.(2)1979年和1993年是ET0变化的转折点,以1979和1993为界ET0经历了“升—降—降”的变化阶段.1960-1979年仅汉水流域和巴巫谷地存在“蒸发悖论”现象,1980-1993、1994-2011和1960-2011年3个时段区域整体和各子区均发现了“蒸发悖论”现象.秋季后18a和52a整体以及冬季前34a和52a整体均存在“蒸发悖论”现象,冬季最为明显.(3)近52年整体降水表现出不显著的下降趋势,相较于年尺度,夏季降水与ET0逆向变化趋势更为明显.(4)年尺度上,太阳辐射(日照时数)下降引起的潜热通量减少是造成ET0下降即“蒸发悖论”现象的主要原因.季节尺度,春季ET0下降的主导因素为风速,其它季节均为太阳辐射(日照时数).