梭梭种群不同发育阶段的空间格局与关联性分析

运用点格局法中的Ripley'sK(r)函数的变形L(r)函数和g(r)函数,对古尔班通古特沙漠不同生境下不同发育阶段梭梭种群的空间格局及关联性进行了研究。结果表明:L(r)函数显示梭梭种群格局倾向于聚集分布,且集中分布在0-25m尺度范围内,而g(r)函数分析在小于3m的尺度上呈聚集分布,大于3m的尺度后波动较小,最大聚集尺度表现在0-10m范围内;梭梭在不同发育阶段过程中,L(r)和g(r)函数都显示由幼苗、幼树的聚集分布变为成年树的随机分布,甚至在某些尺度上变为均匀分布,同时幼苗幼树向成年树过渡过程中,梭梭的聚集强度呈逐渐减弱趋势。在关联性分析中,L(r)函数分析中正关联维持的尺度范围较g(r)函数大。L(r)函数分析幼苗与幼树、成年树在0-15m尺度内呈现正关联,g(r)函数在0-5m范围内表现为正关联,而幼树与成年树在0-10m尺度内多呈负关联,且两个大小级的形体大小差异越大,它们的正关联关系越弱,甚至表现为负关联或无关联。幼苗幼树的聚集分布和正关联是梭梭种子的传播和密度制约的一个平衡,对梭梭种群的生存和发展是有利的。另外,梭梭种群分布格局的强度在不同地形也存在差异,奎屯平地比五家渠的聚集强度和关联性大,缓坡差异较小,这说明地形对各种资源的再分配间接地影响了梭梭的格局。总体上看,同时应用L(r)和g(r)函数进行梭梭空间格局与关联性分析时结果不尽相同。L(r)函数的最大值可以反映典型的聚集尺度,而g(r)函数中出现的第1个最大值可以表示植株间典型距离。在小尺度下两种函数分析所得空间格局是一致的,而在大尺度上有较大差异。g(r)函数在小尺度范围内的分析结果更接近实际情况,有利于揭示出梭梭空间格局与生态过程有联系的"关键尺度",说明梭梭为了适应恶劣环境往往表现为聚集分布,这种聚集生长现象有利于个体的生存与繁衍。因此,联合使用L(r)函数和g(r)函数更有利于揭示植物个体间的关系。

浑善达克沙地榆树疏林中木本植物空间格局及种内和种间关系分析

采用相邻网格法对浑善达克沙地榆树(Ulmus pumila Linn.)疏林中的木本植物进行调查;在此基础上,采用点格局分析和成对关联函数g(r)研究不同尺度上单一种类的空间格局以及种类间的空间关联性,并采用完全空间随机零模型和异质性泊松过程零模型对空间格局和空间关联性进行检验。结果表明:该榆树疏林中主要乔木种类为榆树,主要灌木种类为耧斗菜叶绣线菊(Spiraea aquilegifolia Pall.)和小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.);其中,成年榆树(DBH≥20cm)和榆树幼苗(无胸径)的数量均较多,但榆树幼树(DBH<5cm)的数量严重不足,甚至缺失,因而,该榆树种群为衰退型种群。点格局分析及零模型检验结果表明:不同龄级榆树以及主要灌木种类在小尺度上呈现显著的聚集分布特征,但聚集尺度存在差异,其中主要灌木种类的聚集尺度更大;且随着空间尺度的增加,聚集程度逐渐下降并表现出随机分布的趋势。不同龄级榆树以及主要灌木种类间的相互作用关系也具有较强的尺度依赖性,不同龄级榆树在小尺度上呈现显著的正向作用关系;榆树分别与耧斗菜叶绣线菊和小叶锦鸡儿在所有尺度(0~50m)上总体呈现相互独立的作用关系,榆树与耧斗菜叶绣线菊和小叶锦鸡儿各自占据不同的空间位置,未产生直接的种间竞争。综合分析结果表明:在浑善达克沙地榆树疏林中,木本植物的空间分布特征明显受生境异质性的影响,未来如果气候干旱加重,榆树的数量可能持续减少,而小叶锦鸡儿等灌木种类的数量则可能持续增加,以榆树为主导的疏林草地类型可能将逐步退化为以灌丛为主导的疏林草地类型。

青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林的空间格局

为深入理解高山林线原始林中优势树种的空间结构特征和种间关系,以青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林1 hm2样地调查数据为基础,采用成对相关函数g(r)函数,分析了优势种岷江冷杉(Abies faxoniana)和凝毛杜鹃(Rhododendron agglutinatum)各径级的空间分布格局和各径级间的空间关联性。结果表明:岷江冷杉和凝毛杜鹃径级分布连续,呈倒"J"型,均为进展种群。小尺度上,对于岷江冷杉活立木(小树+中树+大树)、小树、中树为显著聚集分布,大树为均匀分布,死树则为随机分布;凝毛杜鹃活立木(小树+中树+大树)、小树、中树、大树、死树均为显著聚集分布。小尺度上随径级增大岷江冷杉的分布格局从聚集分布趋于均匀分布。岷江冷杉大树与其小树的空间关联验证了Janzen-Connell假说中的距离制约效应。通过验证接受了随机死亡假说,发现种内的密度制约效应不明显。两个树种的枯立木对凝毛杜鹃小树均表现为排斥关系,而对岷江冷杉小树表现为相互独立的关系。两个优势种总体表现为相互独立,但种间不同径级间的空间关联性各异。

准噶尔盆地南缘洪积扇无叶假木贼种群空间点格局

以准噶尔盆地南缘洪积扇斜坡、缓坡和平缓坡3个典型地段上的无叶假木贼种群为研究对象,运用点格局方法研究不同生境、不同发育阶段的种群空间分布格局及其空间关联性,探讨无叶假木贼空间格局形成和种群维持与动态机制。结果表明:在3个生境中无叶假木贼种群均表现出聚集分布,其中斜坡和平缓坡在50 m的范围内聚集;各发育阶段在小尺度上的聚集分布特征都比较明显,随尺度增加种群的聚集强度减弱,其中缓坡各发育阶段均表现出偏均匀分布的趋势;幼苗具有明显的聚集分布和最大的聚集强度,从幼苗到成年植株则表现出聚集强度降低;各发育阶段之间在小尺度上强烈正关联,在大尺度上幼苗和幼株、成年植株之间表现出负关联或无关联,而幼株和成年植株间表现出正关联或无关联,其中缓坡各发育阶段之间在大尺度上的空间关联均趋于负关联。

盐穗木种群空间点格局对地下水埋深的响应

【目的】以准噶尔盆地南缘洪积扇浅层（〈2.5 m）、中度（2.5-4.5 m）和深度（〉4.5 m）3个地下水埋深典型地段上的盐穗木种群为研究对象,研究不同地下水埋深、不同发育阶段种群的空间分布格局及其空间关联性,探讨地下水埋深对盐穗木种群空间格局形成及种群维持机制的影响。【方法】在准噶尔盆地南缘盐穗木分布区建立3块1 hm2的固定样地,采用网格法调查盐穗木种群分布数据;利用空间点格局分析中常用的Ripley’s K函数对盐穗木种群的空间格局、种内关联性以及与地下水埋深的关系进行研究。【结果】随着地下水位加深,盐穗木种群的幼苗补充数量减少十分严重,而枯立木急剧增多,种群结构变化明显;在3个地下水埋深生境中,盐穗木种群各发育阶段在小尺度上均表现出聚集分布,随尺度增加各发育阶段的聚集强度减弱,其中浅层和中度地下水埋深地段在50 m的范围内聚集,而深度地下水埋深地段均趋于随机分布;随着地下水埋深的增加,种群聚集强度增加;盐穗木幼苗具有明显的聚集分布和最大的聚集强度,从幼苗到成年植株则表现出聚集强度和聚集尺度均降低;在浅层和中度地下水埋深地段,盐穗木各发育阶段之间在小尺度上均强烈正关联,而在大尺度上浅层地下水埋深地段表现出较强的负关联,中度地下水埋深地段在大尺度上为无关联或弱的负关联;深度地下水埋深地段盐穗木种群各发育阶段之间在整体上均趋于无关联。【结论】准噶尔盆地南缘地下水埋深对盐穗木种群空间格局和种内关联影响较大,尤其是深度地下水埋深严重制约种群空间格局的形成,而中度地下水埋深地段的盐穗木种群可以通过人工措施进行恢复,维持种群稳定的空间格局。

古尔班通古特沙漠固定沙丘上白梭梭和梭梭的空间分布及种间关联性

为了探讨沙漠中固沙灌木种群共存和演替机制,本文基于古尔班通古特沙漠东南缘固定沙丘上白梭梭(Haloxylon persicum)和梭梭(H.ammodendron)种群的地理位置和生长发育阶段信息(幼株、营养株、生殖株和死株),采用点格局分析方法(g(r)函数)及Monte-Carlo随机模拟检验和零模型选取的方法,分析了固沙灌木白梭梭和梭梭种群不同生长发育阶段在0-20 m尺度内的空间分布格局及种间关联性。结果表明:(1)两个种群在研究尺度范围内呈聚集分布,随着尺度的增大,其聚集强度逐渐减弱;(2)两个种群整体上呈负关联关系,尺度越大负关联关系越显著;(3)白梭梭种群生长发育阶段相差越大,个体间正关联关系越显著;梭梭种群生长发育阶段越接近,个体间正关联关系越显著;(4)两个种群中龄级较大的个体(如营养株、生殖株和死株)会对对方种群中龄级较小的幼株产生一定的抑制作用;同时,随着两个种群中个体的成长,双方受到的抑制作用逐渐减弱,主要表现为正关联和无关联。总体而言,古尔班通古特沙漠固定沙丘白梭梭和梭梭种群的分布格局整体上为聚集分布,随龄级增加聚集性减弱,受生境异质性和扩散限制的影响明显。种间关系多为负相关,种内不同生长发育阶段之间均为正关联关系。

广西弄岗北热带喀斯特季节性雨林监测样地种群空间点格局分析

种群的空间分布格局是由多种机制的交互作用而形成,是探究生物多样性维持机制的基础。北热带喀斯特季节性雨林是我国北热带石灰岩山地具有地带性特征的植被,其生境的典型特征在于土层浅薄、岩石裸露率高、贮水能力低和周期性水淹,以及富钙强碱性环境等。本研究基于广西弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 ha动态监测样地的第一次调查资料,采用双关联g(r)函数点格局方法,分析了雨林中出现个体数≥15株的160个种的种群空间分布格局以及不同类群间种群分布的差异。研究表明:160种木本植物中有146种在0–10 m的尺度上呈聚集分布,且随着空间尺度的增大,聚集度呈下降趋势;物种的种群聚集度与其物种多度、平均胸径和最大胸径成负相关;常绿物种的种群聚集度与落叶物种间差异不显著;不同生活型间的种群聚集度差异显著,总体表现为亚乔木层物种高于乔木层,灌木层物种显著高于亚乔木层;剔除生境异质性后大部分物种表现为随机分布,仅少部分物种的种群表现为聚集分布。这表明物种的功能属性如物种多度、生活型等可较好地预测物种的分布格局。此外,物种种群的分布格局还受生境异质性的影响,且不同物种受生境异质性影响的程度不同。