基于SADIE和SPPA的柳蝙蛾小尺度空间格局分析

【目的】柳蝙蛾是一种多食性的森林害虫,在我国东北地区对水曲柳危害严重。在小尺度上研究柳蝙蛾的空间格局,可为精准管理提供基础信息。【方法】本文将柳蝙蛾蛀孔数及其寄主树木水曲柳胸径作为标记的空间点过程的标记,使用基于距离指数的空间分析(SADIE)来分析标记空间格局和空间关联性。使用L函数来检验水曲柳分布的空间随机性,使用标记条件均值函数来度量标记与点之间的独立性,使用标记变异函数和Stoyan标记相关函数来度量标记的空间相关性。每个样方划分成2种不同密度的小样方来利用SADIE研究水曲柳分布与蛀孔的空间关联性。【结果】两个样地中柳蝙蛾蛀孔均呈显著的聚集分布。样地G1的斑块和间隙分别处于样地的两端,而样地G2的斑块和间隙混杂在一起。样地G1中,在4.0~4.8 m和14.5~16.0 m距离上存在显著的蛀孔数少的树与其他蛀孔少的树互为邻居的格局。样地G2中,在8.5~9.0 m距离上存在上述格局。标记变异函数分析表明,两个样地中的空间自相关性均不显著。水曲柳的空间格局及其胸径的空间格局均与柳蝙蛾蛀孔的空间格局成强烈的关联性,表明这两个因素均影响柳蝙蛾蛀孔空间格局的形成。SADIE分析及L函数分析均表明水曲柳的空间格局为聚集性。标记条件均值函数分析表明,标记(蛀孔数)不依赖于点(水曲柳位置)。【结论】柳蝙蛾蛀孔在水曲柳林中的空间分布呈聚集性。水曲柳的空间格局及其胸径的空间格局均影响柳蝙蛾蛀孔的空间格局。

基于点格局的中西太平洋金枪鱼围网中鲣的空间格局特征

中西太平洋海域10°N^10°S是我国金枪鱼围网渔业的主要生产海域,本研究采用点格局分析方法对自由群鲣(Katsuwonus pelamis)和随附群鲣的空间格局特征进行分析。根据我国渔业公司2015年23艘围网渔船的渔捞日志数据,采用点格局分析方法的单变量函数配对相关函数g(r)、交叉相关函数J12(r)和标记相关函数kmm(r)对不同集群(自由群和随附群)的鲣资源的空间分布格局及竞争关系进行了研究。发现围网自由群和随附群点事件的空间分布上都是非均质的,表现为聚集性;自由群在1.9°~2.3°尺度下表现出随机分布格局。表明热带太平洋鲣在生命史的两个不同阶段,空间格局为相互吸引的集聚式分布特征,其原因在于中西太平洋鲣喜好生活于高温低盐的暖池东侧水域,且有永久收敛的表层水团和盐度锋面能够提供鲣群所需的生物饵料;出现随机分布的原因为这个海域的饵料生物分布的斑块状和不可持续性,鲣高度洄游特性能够保证其跟随饵料迁徙。在0°~0.35°尺度下,自由群和随附群的关系为竞争关系;当空间尺度超过0.35°后,随着尺度增大,两者关系为随机性关系。在随附群在空间尺度超过0.8°后,CPUE之间表现为正相关,有相对较弱的聚集热点和冷点区域,其他各尺度上CPUE为随机关系;自由群的CPUE在各尺度上都表现为随机关系。总之,自由群鲣和随附群鲣的空间格局在小尺度下表现为排斥竞争关系,在较大尺度下为独立的随机关系,其竞争关系主要为食物的有限性导致。

吉林蛟河针阔混交林群落邻体竞争效应

【目的】点格局分析中完全空间随机零模型要求生境背景必须同质,但复层异龄天然林中生境因子多呈异质性分布,不可避免地会对点格局研究带来影响。本研究尝试通过生境划分的方法,将异质性样地划分为2个亚区(每个亚区内部生境相对同质),并通过标记点格局分析探讨不同生境亚区中林木个体间相互作用规律,旨在为森林经营作业提供理论支撑。【方法】以吉林蛟河21.12 hm^(2)天然针阔混交林监测样地为基础,根据地形变量将样地划分成A、B 2个生境亚区,利用标记相关函数结合完全空间随机模拟过程检验相邻个体间的作用效应。【结果】单个树种的标记相关分析显示,A区和B区中绝大多数树种表现出个体胸径间的空间负相关;并且在r<6 m尺度上A区中呈负相关的树种数量明显高于B区,在r<9 m尺度上未检测到个体胸径间呈正相关的树种。如果不考虑生境条件的异质性,在整个样地中进行标记相关分析,林冠层林木个体胸径在0~8 m尺度上显著负相关,亚林层及林下层的林木胸径间没有显著的空间关联性。在相对同质的生境中检验各林层中林木胸径属性的空间自相关时,亚林层及林下层个体胸径间没有显著的空间关系,而林冠层个体胸径在小尺度上具有显著的负相关,A区中林冠层个体间作用尺度为0~6.9 m,B区为0~5.6 m。【结论】在不同生境条件下(即A,B亚区),林冠层内相邻个体胸径空间负关联的尺度不同,在森林经营过程中,确定最终保留密度时要充分考虑生境差异带来的影响。

亚热带常绿阔叶林锥和木荷枯立木点格局分析

在广东省康禾自然保护区10 hm2常绿阔叶林样地中,设置1 000个样方调查枯立木,选取主要树种锥及木荷运用单变量成对相关函数g(r)函数进行个体点格局分析,采用标记相关函数kmm(r)以枯立木胸高断面积为标记进行标记点格局分析,探究枯立木空间分布格局的形成原因。结果表明:锥和木荷枯立木个体径级结构均表现为"L"型,小径级个体死亡多,随着径级的增大,死亡个体数减少。锥枯立木个体空间分布格局在0～50 m尺度下表现为聚集分布,随着尺度的增大,聚集程度降低;木荷枯立木个体空间分布格局在0～4.3 m以及8.7～14.0 m时表现为聚集分布,4.4～8.6 m以及14.1 m后均表现为随机分布。锥及木荷枯立木同种个体间无显著相关性,表明同种枯立木在死亡前个体间无竞争作用。枯立木个体在生长发育早期死亡较多,其空间分布格局的形成可能主要是受活立木种子的扩散限制、密度制约和生境过滤的多重影响,而大径级枯立木主要是由于自然衰老导致其死亡。

神农架小叶青冈种群的空间分布格局及种内种间空间关联

小叶青冈是神农架南坡常绿阔叶林的优势种之一,对其种群空间分布格局及空间关联的研究,有助于深入理解小叶青冈种群的发展规律及潜在生态学过程,加深对亚热带北缘常绿阔叶林的结构和生物多样性维持机制的认识。本研究基于神农架南坡1 hm^(2)的森林动态监测样地,采用成对相关函数g(r)、标记相关函数分析小叶青冈种群不同径级阶段的空间分布格局及其种内种间空间关联性。结果表明:小叶青冈种群的径级结构呈现倒“J”型分布,种群的更新状态良好,属于增长型种群;不同径级的空间分布表现出随径级的增大聚集程度降低的趋势;小叶青冈个体之间的正关联性与它们的径级相近程度呈正相关,径级相差越大,正关联性越弱;种间空间关联在小叶青冈与群落中下层的优势种间随着尺度的增大关联性逐渐增高,与群落上层的优势种则没有显著的关联性。研究表明,神农架南坡小叶青冈种群的空间格局主要受生境过滤、种子扩散限制和种内种间竞争的影响,并且在面对不同物种时适应性策略有差异。

南极半岛北部南极磷虾渔业空间点格局特征

南极磷虾作为南极生态系统中的关键物种,在空间分布上常表现出集群特征.这也反映到磷虾渔业生产的空间格局特征上.为了探讨捕捞能力有明显差异的船队在高/低单位捕捞努力量渔获量（CPUE）的情况下空间点分布格局特征及其生态学效应,基于南极半岛北部海域的两艘中国南极磷虾渔船（船A为专业南极磷虾渔船,船B为在智利竹筴鱼渔场与南极磷虾渔场转换的兼作渔船）的磷虾渔业数据,从空间点格局的角度出发,分别从两船的高、低CPUE的空间点格局在不同尺度上聚集特征,高、低CPUE在不同尺度上的二元点格局相关关系,以及CPUE点标记格局下的相关性关系等3个方面进行了分析.Ripley的L函数和标记相关函数分析结果表明： 研究对象在空间窗口所有尺度上的空间格局均表现为聚集性,高、低CPUE下均有聚集发生;在15 km尺度上,聚集强度近最大,在15～50 km尺度下,聚集程度稳定;总体上点格局分布的聚集强度依次为：船A高CPUE〉船B低CPUE〉船B高CPUE〉船A低CPUE.船A高、低CPUE在0~75 km尺度上为正相关关系,在大于75 km尺度上为随机关系;船B在所有尺度上的高、低CPUE均为正相关,说明了低CPUE点事件伴随高CPUE的点事件同步发生,两者在大部分尺度下均显著相关.这是磷虾集群模式的动态性和复杂性造成.船A各点的CPUE值在0～44 km尺度上呈正相关,在44～80 km尺度上呈负相关;船B各点的CPUE值在50～70 km尺度上呈负相关,在其他尺度上无显著相关性;正相关反映了磷虾密集集群的种群分布特性,而负相关表明了磷虾群间由于食物和空间原因存在一定的竞争关系.捕捞能力强的船A和捕捞能力较弱的船B在点格局分布上存在较大差异.专业南极磷虾渔船更适于开展磷虾作业空间点格局分析及相关科学调查工作.

青藏高原东缘红桦-岷江冷杉次生林中大径级保留木对其他林木的影响

为了研究森林采伐后保留木在次生群落恢复过程中对其他林木的影响,采用Hegyi单木竞争指数(CI)和标记相关点格局kd(r)函数对4 hm2红桦-岷江冷杉(Betula albosinensis-Abies faxoniana)次生林样地中大径级保留木与其他林木的空间关系进行了分析。结果表明:1)优势树种红桦(Betula albosinensis)与岷江冷杉(Abies faxoniana)的种间、种内竞争中,种间Hegyi单木竞争指数(CI)(2.484)>红桦种内CI(1.711)>岷江冷杉种内CI(1.548);2)大径级保留木与其他径级林木间的竞争指数中,红桦大径级保留木与红桦小树的竞争指数最大,红桦大径级保留木与岷江冷杉小树、岷江冷杉大径级保留木与红桦小树和岷江冷杉小树这三组的竞争指数之间无显著差异,且三者的值最小;3)在14.5–15.5 m尺度上,红桦大径级保留木与岷江冷杉幼树呈显著的空间正关联;在6.5–7.5 m的尺度上,岷江冷杉大径级保留木与岷江冷杉幼树呈显著的空间负关联;0–100 m尺度上,岷江冷杉幼苗(树龄≥4年)与两种大径级保留木均呈相互独立的空间关系。