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。     

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。     

天然次生林蒙古栎种群空间格局

以蒙古栎天然次生林中的蒙古栎(Quercus mongolica)种群为研究对象,在吉林省汪清林业局塔子沟林场设置了2块1hm~2群落组成和结构存在差异的样地(样地A、样地B)。采用相邻网格调查法将每块样地划分为100个10m×10m的调查单元,精确定位单元内每株林木的空间坐标(X,Y),调查所有胸径(DBH)≥1cm的林木基本信息。采用径阶替代年龄的方法,将蒙古栎划分为4个不同的生长阶段:Ⅰ龄级(1cm≤DBH10cm),Ⅱ龄级(10cm≤DBH20cm),Ⅲ龄级(20cm≤DBH30cm),Ⅳ龄级(DBH≥30cm)。运用单变量、双变量成对相关函数、标记相关函数、标记变异函数,分析了不同群落中蒙古栎种群在不同空间尺度上的分布格局。结果显示:(1)两块样地中蒙古栎在大尺度上均呈随机分布,聚集分布主要集中在中小尺度,这主要是由Ⅰ、Ⅱ龄级的蒙古栎在中小尺度上的强度聚集所致,两块样地均未出现均匀分布的格局;样地A中蒙古栎聚集的尺度和强度均明显大于样地B中蒙古栎的聚集;(2)样地A中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ龄级的蒙古栎之间在中小尺度上呈正关联,高龄级与低龄级之间则呈负关联,尤其是Ⅳ龄级与Ⅰ、Ⅱ龄级之间;而样地B中几乎未出现负关联的格局,各龄级之间以无关联为主,伴随以小尺度和低强度的正关联;(3)样地A中蒙古栎的空间自相关性较强,尤其体现在林木胸径方面;相比之下,样地B中胸径和树高的空间自相关得以减弱。上述结果表明,研究的空间尺度大小、物种的生长阶段、群落的发育程度均会给蒙古栎种群的空间分布格局造成影响。该研究有助于深入了解蒙古栎及蒙古栎次生林的现状、生长特性和发展趋势,可为东北林区大面积的蒙古栎天然次生林的可持续经营提供参考。     

喀斯特次生林幼树更新空间分布格局及种间关联性

本研究以贵州省喀斯特典型区域紫云苗族布依族自治县撂荒30余年后自然恢复形成的次生林为对象,设置140 m×120 m固定样地,系统调查样地内幼树更新,并采用空间点格局分析方法分析幼树更新优势种群在不同空间尺度下的分布格局和种间关联性。结果表明: 调查样地中幼树共计1291株,包括39个树种,其中光皮桦、化香、马尾松、枫香和山杨5个树种的幼树个体数量总和达83.7%,重要值总和达77.8%,为幼树更新的优势树种。光皮桦、化香和枫香3个幼树优势种群的空间分布格局在0～60 m空间尺度上均呈现较强的聚集分布;马尾松和山杨2个幼树优势种群在小尺度上呈现聚集分布,大尺度上则随机分布。幼树优势种群空间关联性多呈现正关联,仅马尾松与枫香和山杨在小尺度呈现正关联,大尺度呈现不相关。调查样地5个幼树优势种群空间分布格局及种间关联性差别较大,可能与树种的生物学特性、生境及空间资源的利用密切相关。目前,林分多以先锋树种为主,群落结构不稳定;以马尾松和光皮桦为优势种群的松-桦混交林可能成为下一阶段演替方向,建议通过森林经营措施加快植被恢复进程。     

黄龙山天然次生林辽东栎种群空间格局

种群的空间分布格局是研究种群特征、种间相互作用以及种群与环境关系的重要手段。为更好地了解黄龙山天然次生林内辽东栎(Quercus wutaishanica)的种群特征,在该林区中油松(Pinus tabulaeformis)-辽东栎-白桦(Betula platyphylla)天然次生混交林和辽东栎天然次生纯林内分别选取并设立1块1 hm2的样地。根据样地调查规范对两块样地中的乔木进行空间定位并进行每木调查。研究参照静态生命表,采用径阶替代年龄的方法,将辽东栎种群不同生长阶段的分段问题转换为根据胸径(DBH)的大小划分生长阶段。研究中将辽东栎划分为4个不同生长阶段:幼龄阶段A,3 cm≤DBH10 cm;中龄阶段B,10 cm≤DBH20 cm;近熟龄阶段C,20 cm≤DBH30 cm;成过熟龄阶段D,DBH≥30 cm。利用O-ring统计分析方法的手段,分析2块样地中辽东栎的种群空间分布格局。本次研究分别采用单变量、双变量分析方法分析各生长阶段的空间格局、不同生长阶段间相互关联性。结果表明:(1)辽东栎种群在两块样地内的径级结构均符合倒"J"型,从径级分布角度说明两块样地的天然更新状况都良好;(2)辽东栎的空间分布格局与尺度有密切关系,两块样地在大、中尺度水平上基本表现为随机分布,但是在较小尺度上均表现为聚集分布,在样地Ⅰ中0—6 m尺度上尤为突出;(3)同一样地内各生长阶段的空间分布格局不同,幼龄个体在小尺度均表现为聚集分布,在样地Ⅱ中0—11 m尺度上尤为突出;(4)样地中不同生长阶段间相互关联性也不尽相同,样地Ⅰ中各生长阶段间关联性均不明显;样地Ⅱ中,幼龄的个体与中龄的个体间在小尺度上表现出显著的正相关性,而与近熟个体和成、过熟个体在小尺度上表现为明显的负相关性。在2—5 m尺度上,中龄个体与成过熟个体也表现出一定的负相关性。辽东栎种群是黄龙山天然次生林重要的建群种之一,研究其不同生长阶段个体的空间分布规律有助于掌握黄龙山区辽东栎生长现状;研究不同生长阶段的空间关联性有利于深入了解其群落的发展趋势,并为对种群聚集性较大的区域开展结构化森林经营提供重要依据。     

北沟林场天然次生林群落结构与种群分布格局

以河北省围场县北沟林场4 hm2固定大样地为研究对象,采用点格局分布、混交度和大小比数3个林分空间结构参数,分析了天然次生林群落结构和种群空间分布格局.结果表明:天然次生林乔木层共有11个种群,其中山杨和白桦占明显优势,为该层的优势种和建群种;在空间分布上,优势种山杨和白桦呈显著聚集分布,且两个种群之间竞争激烈,而作为主要伴生树种的华北落叶松和五角枫虽也呈聚集分布,但在密度和蓄积量上无法与优势种竞争;受优势种较低的混交度影响,整个天然次生林的平均混交度仅为0.40,伴生树种混交度则表现为中等强度、强度和极强度;天然次生林平均胸径大小比数为0.49,分布较均匀,其中山杨、白桦、华北落叶松和蒙古栎在空间结构单元中较占优势,其他伴生树种优势度不明显.     

海南岛热带天然针叶林主要树种的空间格局及关联性

天然针叶林在热带地区虽较为少见, 但其对维持热带地区的生物多样性和生境异质性具有特殊意义。在我国热带天然针叶林集中分布面积最大的海南霸王岭林区, 作者选择伴生阔叶树种优势度不同的两种典型南亚松(Pinus latteri)天然林(简称纯林和混交林), 采用点格局法分析了其林冠层、亚林层和林下层主要树种的空间分布格局及其关联性。结果表明: (1)纯林中林冠层的南亚松主要为聚集分布, 混交林中在较小尺度上为聚集分布, 在较大尺度上为随机分布。(2)纯林中亚林层树种在较小尺度上为聚集分布, 在较大尺度上为随机分布, 在混交林中主要为聚集分布。(3)纯林中林下层树种主要呈现为随机分布, 而在混交林中主要为聚集分布。(4)随着尺度的增加, 林冠层与其他两个层次的树种, 在纯林中表现出从空间无关联到正关联的变化趋势, 而在混交林中则表现出从空间无关联到负关联的变化趋势。(5)亚林层与林下层树种在各个尺度上都表现为空间正关联。由此可见, 热带天然针叶林中优势种南亚松对伴生阔叶树种的分布格局具有重要影响。     

科尔沁沙地盐蒿种群的空间分布格局及关联性

以科尔沁沙地半固定沙丘和流动沙丘两种不同沙丘上的盐蒿(Artemisia halodendron)种群为研究对象,采用空间点格局方法研究了 0～20 m尺度上盐蒿种群的空间分布格局及其关联性.结果表明,半固定沙丘上盐蒿种群的数量远大于流动沙丘,不同生长发育阶段的种群结构呈偏正态分布,属于稳定型种群;流动沙丘上不同生长发...     

辽东山区次生林乔木幼苗分布格局与种间空间关联性

在辽东山区次生林建立4 hm^2样地(200 m×200 m),研究0~50 m尺度范围内乔木幼苗分布格局及种间空间关联性.结果表明:在完全随机零模型下,0~20 m尺度上,95%的树种呈现聚集分布格局;0~16 m尺度上,19个树种呈现聚集分布;随着尺度的增加,聚集分布树种的比例逐渐减少,50 m尺度上,随机分布成为树种分布的主要形式;在异质性泊松过程零模型下,0~24 m尺度上,5%的树种呈现聚集分布,26~50 m尺度上,42%和58%的树种呈现随机和均匀分布.在完全随机零模型下,正相关树种对比例最高,且在50 m尺度下呈现正相关、负相关、无相关3种相关性的树种对比例相同;在异质性泊松过程零模型下,树种对主要呈现负相关,且随尺度增大,负相关的树种对比例逐渐升高.种子扩散限制和生境异质性在某种程度上解释了乔木幼苗的聚集分布格局,乔木幼苗强烈的聚集分布又促使种间空间关联性密切,更新群落稳定性较差.     

小兴安岭天然针阔混交林主要树种空间格局及其关联性

在小兴安岭天然针阔混交林1.1 hm~2的固定样地内,本文调查和统计了其物种组成和林分径级结构。运用空间点格局分析方法中的O-ring函数,对种群的空间分布格局及其关联性进行分析。结果表明:样地内共有乔木树种15种,重要值排在前四位的依次为红皮云杉(Picea koraiensis)、枫桦(Betula costata)、春榆(Ulmus davidiana)和色木槭(Acer mono),红皮云杉和枫桦属于样地内的优势种,重要值分别为15.81%和11.10%。林下更新状态良好,枫桦的径级结构有呈正态分布的趋势,其余三种均呈现倒"J"形。O-ring函数结果证实,四个主要树种的种群空间分布格局相似,均在0—5 m小尺度上呈聚集分布,随着尺度的增大,逐渐变为随机分布;红皮云杉与其他三个主要种群之间在较大尺度上均呈现显著正相关或无相关,在小尺度上仅与枫桦呈极显著正相关;色木槭在较小尺度上与其他三个种群呈弱负相关性,随着尺度的增大,逐渐变为无相关性。     

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.     

不同区域典型树木的空间分布格局及关联性

以温带长白山(CBS)、暖温带关帝山(GDS)、亚热带黑石顶(HSD)样地监测数据为基础,采用成对相关函数g(r)分析了3个样地共有的3科(松科、壳斗科、蔷薇科)树木的空间分布格局及其关联性.结果表明:不同样地3科树木分布数量及结构特征存在差异.松科在GDS分布数量较多,呈双峰型径级结构,在CBS和HSD分布数量少,径级结构近似正态分布;壳斗科在CBS和GDS分布数量少,分别呈双峰型和偏正态径级结构,在HSD分布数量多,呈倒"J"型径级分布;蔷薇科在GDS分布数量多,呈"L"型径级分布,在CBS和HSD分布相对较少,径级结构分别呈倒"J"型和"L"型分布.3科树木空间分布格局在不同样地表现也不同,松科的大径级个体在CBS和GDS小尺度上呈均匀分布,在HSD呈聚集分布,中、小径级在3个样地均呈聚集分布;壳斗科在CBS以大径级个体为主,呈近似随机分布,在GDS和HSD以中、小径级为主,呈聚集性分布格局;蔷薇科在3个样地均为聚集分布.3科树木的聚集程度均随尺度增加而降低.大径级的壳斗科个体在CBS和HSD与松科呈不相关或小尺度负相关关系,中、小径级的壳斗科在CBS和GDS与松科呈负相关关系,但在HSD与松科表现为正相关;松科与蔷薇科在3个样地均表现为负相关;中、小径级的壳斗科与蔷薇科在CBS和GDS呈正相关关系,但在HSD呈负相关关系.总之,3科树木空间分布格局及关联性随径级、尺度而变化且在不同样地内有不同表现.     

黔中喀斯特次生林优势物种空间分布格局及关联性

以黔中天龙山2 hm²喀斯特次生林为对象,采用成对相关函数g(r)结合完全随机模型(CSR)研究重要值前4位优势树种的空间分布格局及其关联性。结果表明: 样地树种的径级结构呈倒“J”型分布,在优势树种窄叶石栎和圆果化香的影响下,第Ⅴ径级(≥10 cm)的数量较多。窄叶石栎呈现倒“J”型分布,种群更新良好,处于生长发育初级阶段;而圆果化香和云南鼠刺随着径级的增大数量逐渐递增,成年树、大树数量远多于幼树、小树,表明该种群更新不足,处于生长发育的中后期并逐渐衰退。除窄叶石栎外,其余优势树种整体呈现出在较大尺度上聚集分布,聚集程度随着尺度的增大逐渐下降并趋于随机分布,此规律在幼树径级中表现得尤为突出;而受各种因素的影响,各个树种不同径级呈现出不同的空间分布格局。在种间关联上,4个优势树种之间大多呈现负关联或者无关联关系,树种重要值越高与其他优势树种关联程度越低,呈现负关联的2个树种在小尺度上关联程度最低,随着尺度的增大负关联程度逐渐降低并趋向于无显著关联。     

长白山阔叶红松林中红松与紫椴的空间分布格局及其关联性

以长白山阔叶红松林25hm2样地调查数据为基础,采用点格局分析方法O-ring统计,分析了红松与紫椴两个优势树种在主林层、次林层和林下层的空间分布格局,以及各林层之间的种内和种间关联性.结果表明:在小尺度上,红松和紫椴总体上呈聚集性分布,但不同林层的分布格局各异.物种在较低的林层呈明显的聚集分布,而在较高的林层则呈随机或规则分布,聚集度随林层的增高而降低.主林层与次林层红松在<11m的尺度内呈明显的正相关.主林层与次林层、林下层紫椴之间呈负相关.红松和紫椴在整体上表现为正相关,但不同林层间的关联性各异.主林层红松与3个林层紫椴之间没有明显的关联性;次林层红松与次林层紫椴在>4m的尺度上呈负相关,而与林下层紫椴没有明显的关联性;主林层紫椴与次林层红松在0~100m尺度内都表现为显著正相关.     

关帝山云杉次生林树木更新与土壤养分的空间关联性

参照CTFS(Center for Tropical Forest Science)技术规范在山西关帝山4 hm2样地(GDS样地)190个采样点进行调查,研究样地更新苗的分布,以及土壤有机质、有效氮、有效磷、有效钾等养分及pH值等14个土壤指标的空间格局,分析树木更新与土壤养分分布的空间关联性,探究云杉次生林树木更新...     

云冷杉天然次生林死木分布格局及空间关联性

为揭示天然次生林群落演替规律,以吉林省汪清林业局金沟岭林场的云冷杉天然次生林为对象,采用相邻网格法调查样地(100 m×100 m)内每株林木(DBH≥1 cm)的基本特征及坐标位置,研究死木的分布格局及空间关联性.结果 表明:死木的径级分布呈左偏单峰山状分布,其中枯倒木呈多峰山状分布;各树种的死木株数与该树种的总株数...     

Distribution patterns of tree species in an evergreen broadleaved forest in eastern China

Ecological assembly rules in evergreen broad-leaved forest are far from clear understanding. Spatial dispersion of individuals in a species is central in ecological theory. We analyzed the spatial patterns as well as associations between adult and juvenile of each tree species in a 5-ha subtropical evergreen broad-leaved forest plot in eastern China. Out of the 74 species occurring with more than 10 individuals, 88.4% of these species are aggregated. Most of them are aggregated from small to large scales. Spatial distributions of some species corre-spond with topography. Many bad dispersed species in the Baishanzu exhibit a highly aggregated distribution at small scales. These suggest that environmental heterogeneity and/or dispersal limitation may be the most important mechanisms that control the distribution patterns of these species. Our observations of the aggregations of abundant species basically support the hypothesis that dispersal limitation decreases as the number of reproductive trees increases. The rest species are randomly distributed, with less than 10 individuals. For most common species, spatial aggregation is weaker in larger diameter classes, and the distance between adults is larger than that between juveniles and adults, suggesting that density-dependence works on loosing aggregation and excluding conspecific juveniles away from adult trees. However, the density-dependent effect is not strong enough to eliminate all seedlings near adult trees and to result in a regular distribution of trees; thus the density dependence is usually masked by the refuge effect.     

Spatial associations of tree species in a subtropical evergreen broad-leaved forest

Aims The spatial segregation hypothesis and the low-frequency hypothesis are two important proposed mechanisms that delay or prevent competitive exclusion in ecosystems. Because tree species interact with their neighbors, the importance of these potential processes can be investigated by analyzing the spatial structures of tree species.Methods The distribution of the adults of 27 common tree species in a fully mapped 5-ha subtropical forest plot in Baishanzu, eastern China, was analyzed to investigate the community-level intra- and interspecific spatial association patterns. We first tested for the overall spatial pattern in the 5- to 40-m neighborhoods and classified first-order bivariate associations with a diametric scheme based on Ripley's K and nearest-neighbor statistic (G -function). Then heterogeneous Poisson null models were used to distinguish second-order interactions from overall spatial associations (including first-order effects). Finally, we analyzed correlations between the existence of species interactions and some attributes of the species involved.Important findings Partial overlap and segregation increased with scale, whereas mixing decreased. Nearly 70% of the species pairs occurred less than expected at random, and only 3.4% of the species pairs were well mixed; 11.0% of all species pairs showed significant small-scale interactions, which was a greater frequency than expected by chance if species are abundant or prefer the same habitat, but less frequent than expected if species are highly aggregated. This suggests that both spatial segregation and low frequency of species facilitate species coexistence by reducing the opportunity that trees of two species encounter each other. The study also revealed that positive interactions were more prevalent than negative interactions in the forest, which indicates that positive interactions may have important effects on forest species assemblies.