DCCA排序轴分类及其在关帝山八水沟植物群落生态梯度分析中的应用

首次在 DCCA排序的基础上使用排序轴分类法 ( OAC) ,将其发展为一个新的典范分类方法 ,并应用这种方法对山西关帝山八水沟的植物群落进行了数量分类 ,共划分出 5类 ,效果较好。方差分析与多重比较表明 ,环境与群落结构因子在不同群落之间存在较为显著的差异 ,表明 DCCA排序轴分类法能较好地反映群落与环境的变异。因为 DCCA排序轴分类同时结合了植被因子与环境因子 ,所以它能较好地表达植物群落的环境梯度和结构梯度 ,反映环境与结构的空间变异特点。第 1排序轴表达了朝向暖干方向的梯度 ,植物群落类型由森林向灌丛过渡 ,森林群落由杨桦 -云杉混交林和华北落叶松 -白混交林向山杨 -辽东栎混交林过渡 ,主要反映小地形方面的水平变异与木本植物群落类型变异的综合梯度 ,变异尺度较小 ;第 2轴表达了朝向冷湿方向的梯度 ,植物群落类型由森林和灌丛向草甸过渡 ,森林群落由杨桦 -云杉混交林和山杨 -辽东栎混交林向华北落叶松 -白混交林过渡 ,主要反映海拔方面的垂直变异与植物群落类型变异的综合梯度 ,变异尺度相对较大。两者综合作用表达了该地区植物群落的空间生态梯度。DCCA排序轴分类具有 DCCA的优点 ,不仅能除去弓形效应 ,而且能同时结合多个环境因子 ;不仅能独立完成分类过程 ,而且其生态意义明确。

DCA、CCA和DCCA三种排序方法在中国草地植被群落中的应用现状

排序是用来分析植被与环境之间生态关系的重要手段。该文主要是对除趋势对应分析(DCA)、典范对应分析(CCA)和除趋势典范对应分析(DCCA)这三种排序方法进行总结,讨论它们在中国草地植被群落研究中的应用现状,并得出除趋势对应分析与聚类分析结合使用效果比较好,主要是用来揭示群落之间的关系,并且在实际的应用中也比较多,而典范对应分析和除趋势典范对应分析在揭示种与环境关系方面具有明显的优势,但是由于某些条件的限制,在实际研究中应用的比较少。可见这几种排序方法在实际应用中具有一定的优势,所以应该加强这方面的应用,更加深入的研究草地植被群落,以期对草地生态学及草地植被群落生态关系的研究工作发挥重要的借鉴作用。

甘肃祁连山国家自然保护区植物群落多样性与海拔的响应关系

【目的】探求祁连山自然保护区植物群落多样性与海拔的响应关系及其驱动机制,为区域森林生态系统的保育和恢复提供一定的理论基础,同时也为区域生物多样性的保护利用及生态建设提供参考依据。【方法】本研究在野外样方调查的基础上,综合运用除趋势典范对应分析法(Detrended canonical correspondence analysis,DCCA)、相关分析法及回归分析法,对甘肃祁连山自然保护区内(99°30′~100°53′E,38°12′~39°17′N,海拔1500~3700 m)植物群落多样性与海拔的响应关系进行了深入分析。【结果】结果表明:①不同层次植物群落丰富度指数、多样性指数在不同海拔表现出明显的差异,草本层和灌木层Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数随环境梯度和海拔梯度均表现出“单峰型”变化格局,除高海拔(2950~3700 m)外,在其余海拔梯度上,草本层丰富度指数和多样性指数均显著高于灌木层(P<0.01),且在中海拔(2400~2950 m)地带达到最高;②植物群落各层次Pielou均匀度并未随环境梯度和海拔梯度表现出明显的差异,表明植物群落均匀度受环境响应较小,而主要受群落自身的结构类型和稳定程度的影响;③草本、灌木和乔木植被分布格局被环境因子解释部分分别占29.32%,23.24%和9.05%,被空间因子解释部分分别占15.21%,11.08%和7.52%,被空间和环境因子交叉作用的解释部分分别占11.04%、8.42%和5.31%,未被空间因子和环境因子解释部分分别占44.43%,57.26%和78.12%。【结论】植物群落物种多样性除受海拔引起的水热梯度影响外,还受生物间相互作用、人类活动、发育程度等因素的影响,在未来生态系统的保护与管理中,在减少人类活动影响的同时,应增强应对气候变化的保护措施和力度。

基于DCCA的蓟县八仙山土壤种子库特征分析

[目的]通过研究天津市蓟县八仙山土壤种子库特征,为土壤种子库应用于植被恢复提供参考。[方法]采用除趋势典范对应分析(DCCA)方法探究土壤种子库与环境因子的关系。[结果](1)相比天津市其他样地,蓟县八仙山土壤种子库萌发物种丰富度较高,物种高达42种,但土壤种子库密度却最低,这与岩石裸露,土层薄弱,动物取食效应明显有很大关系;(2)土壤种子库的Sorensen相似性指数较低,但Simpson生态优势度指数、Shannon—Wiener多样性指数和Pielow均匀度指数却较高;(3)随着海拔逐渐升高,群落结构明显变化,木本植物数量增多。随着坡向逐渐向阳,植被类型由喜阴植物逐渐变成向阳植物。[结论]通过DCCA分析,土壤种子库物种呈现明显的3个聚类。影响土壤种子库主要的土壤因子为有机质、pH值和全磷。

毛竹林下植物沿海拔梯度分布的DCCA研究

采用梯度格局法研究毛竹林下植物沿海拔梯度的分布与环境因子之间的关系,对毛竹林下植物的分布和各环境因子进行去趋势典范对应分析(DCCA)。结果表明,灌木层、层间层、草本层的DCCA排序axes1效果和总体效果均为显著,其DCCA前2个排序轴特征值分别占总特征值的65.1%、65.6%、62.6%,排序效果良好;结合环境因子间的相关关系和DCCA排序结果,海拔对毛竹林下植物分布起决定性作用,其次是坡向,而坡度和坡位与林下植物的分布规律间的关系不明显。

戴云山黄山松群落与环境的关联

基于戴云山黄山松群落类型31个样地(20 m×20 m)野外调查,筛选4个地形因子和11个土壤环境因子,采用除趋势典范对应分析法(DCCA)探讨黄山松群落分布格局与环境之间的关联,定量分析环境因子间相互关系及其对黄山松群落格局的影响。结果表明:(1)DCCA第一排序轴主要反映黄山松群落的海拔变化,第二轴主要反映坡向变化,即沿第二轴从上到下,坡向越朝向阳坡,黄山松群落分布越明显。(2)DCCA表明第一轴与海拔的相关系数达0.5570,即海拔是黄山松群落分布起着决定性作用的环境因子,呈现海拔越高,黄山松优势种群越显著,在海拔1400—1600 m表现突出。(3)黄山松群落主要物种在DCCA排序图的相对位置,反映坡向、坡位、有机质、人为干扰因素是影响黄山松群落分布的重要因素。(4)DCCA排序图中黄山松群落种类排序轴与环境排序轴的相关系数高于DCA,且消除CCA的"弓形效应",更能凸显海拔、有机质等环境因子对黄山松群落的影响,即黄山松群落与环境因子之间关联以DCCA排序方法为最佳。

喀斯特山区坡面土壤水分变异特征及其与环境因子的关系

为探明土地利用方式、地形、微地貌等环境因子对喀斯特山区土壤水分空间变异的影响,应用植被数量生态学中的去趋势典范对应分析方法(DCCA)在一典型坡面上研究了表层(0～15cm)土壤水分变异特征及其与环境因子的数量关系。研究结果表明,在取样时段内坡面土壤质量含水率均值介于21.36%～32.58%之间,季节变化明显,均呈现中等变异特征。不同土地利用方式下土壤水分随时间的变化趋势一致,均呈明显的"四峰型"波动,土壤平均含水率以自然植被最高,撂荒地和坡耕地次之,人工林最低。DCCA的排序结果显示,土层深度、有机碳含量、土地利用方式和裸岩率对坡地土壤水分变异及其季节变化的影响最为显著,土壤体积质量和坡度的影响次之,坡位和海拔的影响最小。鉴于喀斯特坡面地形及微地貌的复杂性,后续研究还需要加大采样间隔和密度,并综合考虑坡向、坡面曲率、汇水分布面积等因素对土壤水分变异的影响,并结合各土地利用方式下土壤养分状况,探讨适应喀斯特坡地退化生态系统修复的农业工程措施和生态重建模式。

北部湾北部生态系统结构与功能——浮游动物空间生态位及其分化

根据2006—2007年北部湾北部海域4个航次调查资料,采用K-优势度曲线法对浮游动物种(类)群进行排序分析,运用Levins公式和Pianka指数分析了主要优势种(类)群的生态位宽度值和生态位重叠程度,并通过除趋势典范对应分析(DCCA)研究生态位分化状况。结果表明,该海区浮游动物优势种(类)群按生态位宽度值可划分为广生态位、中生态位和窄生态位三大类型。其中,广生态位的种(类)群如肥胖软箭虫、亚强次真哲水蚤、长尾类幼体等具有较强的生态适应性,生活范围较广;窄生态位的种(类)群,对环境的适应性较差,对海流和水团等环境因素的变化具有指示意义。生态位宽度能够反映种(类)群丰度季节变化,但不能反映具体丰度大小。北部湾北部全年主要优势种(类)群的生态位宽度值介于0.08—0.77之间,并且各优势种(类)群的生态位宽度差异较大,种对间生态位重叠值介于0.02—0.89之间,平均生态位重叠指数为0.45,种(类)群之间利用资源环境的互补性较强,这与海域内生境多样化并且各优势种对环境适应能力的差异存在一定联系。DCCA分析表明,影响浮游动物分布的主要因子是水深、温度和盐度,其次是叶绿素a和溶解氧。

中昆仑山北坡策勒河流域生态因素对植物群落的影响

为探讨干旱区山地生境对植被格局的影响,以中昆仑山北坡策勒河流域为研究对象,在对海拔1960～4100m范围内63块样方进行植被学调查的基础上,采用18个环境指标描述群落的空间位置、地形和土壤特征。利用双向指示种分析、无偏对应分析和无偏典范对应分析,从植物种、群落与环境的生态关系方面探讨研究区的植被分布格局,并给予合理的环境解释。为消除环境因子中存在的冗余变量,采用前向选择法及MonteCarlo检验,筛选出对植物群落产生显著影响(P<0.05)的环境因子参加分析。结果表明,1)采用TWINSAN数量分类方法,将植被划分为4个群落类型;2)对于特定的研究区域策勒河流域,制约群落类型、植物种分布格局的主要因素是海拔,即水、热2个环境因子,同时物种丰富度随着海拔增加呈单调递增趋势;3)对群落产生显著影响的环境因子主要有海拔、pH等6个变量。DCCA排序图明显反映出排序轴的生态意义,第1轴突出反应了群落所在环境的海拔,沿第1轴从左到右海拔逐渐升高,各群落也沿着海拔依次分布。相比于其他区域,干旱区山地物种稀少,植被格局分异明显,其中海拔是环境因子中对植被群落分布起决定性作用的因子,利用数量生态学方法可以有效的揭示其植被群落同环境之间的关系。

黄土丘陵小流域土壤水分时空分异与环境关系的数量分析

采用 DCCA排序 ,研究了流域尺度上土壤水分的时空分异类型及与环境因子的关系。研究结果表明 ,丰水年土壤水分垂直的分布呈降低型、波动型和增长型 3种类型 ,主要影响因子为土地利用与地形 (地貌类型、坡度、坡位与海拔高度 ) ;土壤水分的季节变化表现为三峰型、四峰同步型与四峰滞后型 3种类型 ,主要影响因子为降雨与地形 (坡度、海拔高度、坡向与坡位 )。分析得出 ,降低型与波动型的土壤水分利用率较高 ;从丰水年到欠水年 ,降低型向波动型转化 ,波动型向增长型转化 ;丰水年土壤水分的空间稳定层 ( 0～ 5cm)与空间稳定期 (夏季 ) ,对估计整个流域土壤含水量具有重要意义。

环境因子对大亚湾人工鱼礁上附着生物分布的影响

通过对深圳大亚湾人工鱼礁区7个月（2008-04~2008-10）挂板实验,同时监测相应的环境因子指标。以附着生物丰度数据进行了除趋势对应分析（DCA）,并根据附着生物丰度数据和7个环境因子进行了典范对应分析（CCA）。共鉴定出附着生物54种,物种鉴定结果表明实验试板上的常见种有华美盘管虫（Hydroides elegans）、三角藤壶（Balanus trigonus）、细肋肌蛤（Musculus mirandus）等。DCA种类排序图可明显地看出每种附着生物都有自己的分布中心和分布区域;CCA分析结果表明深度、透明度、溶解氧是影响附着生物群落变化的最主要环境因子,其次是盐度和温度。CCA排序图较好地反映了人工鱼礁上附着生物分布与各环境因子的相互关系。

乐安河-鄱阳湖湿地植物群落分布及其环境影响因子

于2012年平水期(4月)、丰水期(8月)和枯水期(11月)对乐安河自上游至下游及入鄱阳湖区域内湿地植物群落分布和水土环境因子进行调查,分析乐安河不同水期湿地植物群落的分布特征,通过DCCA(detrended canonical correspondence analysis,除趋势典范对应分析)探讨不同水期植物群落分布特征与环境因子间的定量关系.结果表明:3个水期内共观测到湿地植物167种,不同水期植物种类及组成结构均具有显著差异.其中平水期湿地植物102种,分属于33科75属;枯水期71种,分属于27科53属;丰水期种类最少,为55种,分属于20科42属.乐安河上游处于未受矿山开采影响的对照区域内,水生植物群落分布主要受河流自然环境因素的影响.对于受重金属酸性污染影响较严重的区域,DCCA排序结果显示,水土环境中p H和Cu、Pb、Cd等重金属含量是影响植物群落分布的重要因素.其中,上游湿地植物群落分布主要受Cu含量和p H的影响;中、下游主要受水、土环境中重金属Pb、Cd的复合污染以及p H的影响.乐安河湿地植物群落分布与环境因子间具有明显的对应关系,DCCA法能准确识别影响湿地植物群落分布的关键环境因子.

应用排序分析藓类植物分类群分布与气候因素的关系

以我国 2 1个山地藓类植物区系和气象资料为基础 ,应用典范对应分析 (CCA )和除趋势典范对应分析(DCCA) ,比较了 2 1个山地中藓类植物 6 1个科 ,曲尾藓科 (Dicranaceae) 2 3个属、曲柄藓属 (Campylopus) 17种及曲尾藓属 (Dicranum) 35种分布与年均温度、>10℃积温、1月均温、7月均温、年均相对湿度、年均降雨量、年有雾天数、年有霜天数和年日照时数的关系 ,通过排序进行了直观的展示 ;同时还应用典范对应分析直观地反映了包括长白山在内的我国 9个山地苔藓植物地理成分组成上的相似性及它们与气候因素间的关系 .本文研究表明将DCCA和CCA应用到植物区系地理学研究上是可行的 .

黑河上游蝗虫与植被关系的CCA分析

蝗虫与植物间存在复杂的耦合关系,能够反映蝗虫对生境的选择和适应能力以及种群内部的协同关系。2009年6—8月在野外实地采样的基础上,采用除趋势对应分析(Detrended correspondence analysis,DCA)和典范对应分析(Canon icalcorrespondence analysis,CCA)方法,研究了草地蝗虫种类组成、蝗虫群落分类、优势植物与蝗虫的对应关系。结果表明:研究区的13种蝗虫分为6个类群,不同群组间蝗虫的种类数、食性和栖境选择存在较大差异,同组内的蝗虫在发生时间、生活型和营养生态位上不重叠;蝗虫的多度与优势植物盖度之间表现出极显著相关、显著相关和不相关的复杂关系,植物对蝗虫的影响更多的表现在为蝗虫提供适宜的栖息地而不完全是食物资源,禾本科和菊科植物对蝗虫空间分布的影响最大。蝗虫分布格局受自身的生物学特性和植物群落组成差异的影响,蝗虫与植物群落和优势植物之间的关系,能够为蝗虫灾害发生与防治提供可借鉴依据。

山西高原植被与气候的关系分析及植被数量区划的研究

本义利用去势典范对应分析和数量区划的方法，研究了山西高原植被与气候之间的关系，并进行了数量区划。排序的结果表明：ＤＣＣＡ的第一轴代表山西高原植被和气候梯度的纬向性，热量梯度是决定植被分布最主要的气候因子，水分梯度中的年降水量也对第一轴有较大的影响，由于山西高原南北跨度大，植被与气候因子表现出明显的纬向性；ＤＣＣＡ第二轴代表山西高原植被和气候梯度的经向性，与ＤＣＣＡ第二轴相关性较大的是水分因子中的年降水量、年蒸发量，由于山西高原东西跨度不大，而且大部分地区处在吕梁山脉和太行山脉之间，东西向的气候变化幅度不大，所以植被与气候梯度的经向性不明显。植被数量区划的结果表明：山西高原可划分为１７个植被区，用图示的方法确定山西高原大致有三个极点和一个中心。

大兴安岭呼中林区地表死可燃物含水量及其环境梯度分析

森林地表死可燃物含水量与林火行为密切相关,理解森林地表死可燃物含水量及其与环境因子之间的关系对于林火管理有重要意义。本文对大兴安岭呼中林区的不同植被类型内的地表死可燃物含水量,依据1h、10h和100h分类标准进行了对比,结果表明:杨桦林和钻天柳林等2种阔叶林地表死可燃物含水量最高,而其他植被类型比阔叶林内地表死可燃物含水量低,且之间无显著性差异;对兴安落叶松不同林型内的地表死可燃物含水量进行比较,发现越桔兴安落叶松林内地表死可燃物含水量最高,其他林型比越桔兴安落叶松林低,且之间没有显著性差异。此外,利用除趋势典范对应分析对地表死可燃物含水量的环境梯度进行分析。结果表明:第1排序轴反映了坡位与海拔梯度,即热量因素,沿着第1轴从左到右海拔和坡位逐渐降低;第2轴反映了坡向和林分密度梯度,即水分因素。总体来说,坡位与海拔是影响森林地表死可燃物含水量的主要环境因子,二者综合作用表达了该地区森林地表死可燃物含水量的空间生态梯度。

丰林保护区地表森林死可燃物载量与环境因子的关系

依据11、01、00 h时滞可燃物分类标准,对丰林自然保护区不同红松林群落类型内的地表死可燃物载量进行了对比分析,并利用DCCA排序法对其与环境因子的关系进行了定量分析。结果表明:椴树红松林内地表死可燃物载量最高,枫桦红松林内地表死可燃物载量最低;DCCA排序揭示了该地区地表死可燃物载量分布与海拔、坡度、坡向、坡位、郁闭度、胸径、树高和枝下高8个地形和林分因子的关系,其中海拔、坡度、树高和枝下高是影响可燃物载量的主要因子。

山西高原植被与土壤分布格局关系的研究

利用ＣＣＡ、ＤＣＣＡ等多元分析方法，在景观尺度上对山西高原植被与土壤分布格局之间的关系进行了分析，所得结论表明：纬向上主要是栗褐土、褐土、风沙土和栗钙土与植被的变化格局相关性较强，由于山西高原南北跨度大，土壤和植被格局纬向变化趋势的一致性十分明显；黄绵土、栗钙土、山地草甸土与植被的经向分布格局密切相关，由于山西高原东西向跨度较小，且大部分地区处于吕梁山与太行山之间，植被和土壤的经向格局梯度不明显；随海拔高度的增加，棕壤、山地草甸土、亚高山草甸土与山西高原植被的垂直分布格局相平行，由于山西高原相对高差较大，这种趋势也非常明显。综合分析还表明了气候、土壤与植被格局的一致性。

北京西卓家营湿地沉水植物群落组成与水环境因子的关系

分析北京西卓家营湿地12个水环境因子(含盐量、溶解氧浓度、pH值、浊度、总氮浓度、总磷浓度、化学需氧量、Cl-浓度、SO42-浓度、氧化还原电位、水深和水温)与沉水植物群落组的关系。运用双向分类矩阵,将13种沉水植物分为8个类群。通过对环境因子和沉水植物群落样方进行DCCA排序,得出第1排序轴主要反映Cl-浓度,而第2排序轴反映溶解氧浓度和水深。

荒漠啮齿动物群落与植物群落的对应分析

动物与其生存环境变量之间的关系一直是生态学家们广泛关注的问题。啮齿动物作为荒漠生态系统中重要的功能群,其数量大小和生态功能对生态系统的平衡和稳定具有重要意义。生境中的植被为啮齿动物提供赖以生存的食物资源和栖息地,