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。

基于栅格数据的沙漠-河岸过渡带白刺沙堆空间格局分析

在详细介绍基于栅格数据的植物空间格局分析方法的基础上,以鄂尔多斯高原北缘沙漠-河岸过渡带上的2种不同气候类型区的白刺沙堆为例,采用g函数和L函数对沙堆的空间格局进行分析。结果表明:无论是所有沙堆还是面积大小不同的沙堆均以聚集分布为主,这可能是沙漠生态系统中庇护植物效应的反映,基于栅格的空间格局分析方法较概化点格局分析方法所反映的近距离聚集程度明显;双变量分析结果显示在2种气候类型区内不同大小的白刺沙堆间存在着不同程度的竞争,这种竞争在干旱区的巴拉贡表现得更为明显,而基于栅格的空间格局分析方法和概化点格局的分析方法则在较远距离得出不同的结果,其原因有待于进一步探讨。基于栅格的空间格局分析方法作为一种新的方法,更加适合在植物比较稀疏的干旱半干旱地区应用遥感技术来研究植物的空间格局。

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。

纯消相干对量子点-微腔激射性质的影响

应用量子主方程理论研究量子点-微腔耦合系统的激射性质.分别探索了不同类型的微腔耦合系统("好的系统"、"中等系统")在外加泵浦场的作用下表现出的激射现象.分析比较了失谐大小及环境纯消相干对这两种微腔耦合系统的内部特性(光场分布、腔内光子数等)产生的影响.数值仿真表明:对于"好的系统",在失谐量不大的情况下,引入适当的纯消相干有利于提高耦合系统的激射性能;对于"中等系统",由于失谐条件下光子在腔内集聚困难,因而很难达到激射,但是通过引入适量的纯消相干可以对腔内光场分布和光子数产生剧烈调制作用.该结果对于研究单量子点激光器,以及探索光与物质相互作用等方面具有指导作用.

鄂尔多斯高原北缘唐古特白刺灌丛沙包的空间分布格局分析

采用Ripley sK函数（L函数）和J函数对研究区内典型样方的白刺灌丛沙包进行点格局和标记点格局分析。结果表明：在独贵塔拉镇,白刺灌丛沙包在小尺度上呈现均匀分布格局（0-5.0 m）,在中大尺度上则呈现随机分布格局（5.0-50.0 m）;在呼和木独镇小尺度上呈现均匀分布格局（0-8.0 m）,在中大尺度上则呈现随机分布格局（8.0-50.0 m）;在巴拉贡镇小尺度上呈现均匀分布格局（0-3.5 m）,中小尺度上呈现随机分布（3.5-10.5 m）,中尺度上呈现聚集分布格局（10.5-19.5 m）,在中大尺度上又呈现出随机分布格局（19.5-50.0 m）,而标记点格局分析较点格局分析在尺度上表现得更详细、更准确,例如在独贵塔拉镇,白刺灌丛沙包呈现均匀分布格局的尺度是2.9-11.6 m,呈现随机分布格局的尺度是0-2.9 m、11.6-13.5 m和14.2-50.0 m。造成唐古特白刺灌丛沙包不同分布格局的原因很多,在该区主要是由于水分条件引起的环境异质性所致。最后分析了唐古特白刺灌丛沙包空间格局的环境解释及生态学意义,并建议要在充分考虑其空间格局与尺度间的关系以及不同演替阶段的基础上进行合理开发与利用、保护和恢复。

点格局研究过程中K-函数的累积效应

植物种群空间格局是生态学研究的基本问题之一,点格局分析已成为植物种群空间格局研究的重要方法之一,其中,Ripley’s K函数是点格局常用分析方法。然而,由于Ripley’s K函数具有累积效应,这种累积效应可能会导致特定的格局特征。为了探讨Ripley’s K函数的累积效应如何影响种群格局研究结果,以大针茅种群数据为基础,通过R软件模拟聚集分布、随机分布和均匀分布3种格局类型,对比使用具有累积效应的Ripley’s K函数和不具有累积效应的成对相关函数进行分析。结果表明:对于聚集分布和均匀分布,Ripley’s K函数的累积效应表现在2个方面:一方面增加了聚集分布(或均匀分布)的尺度,另一方面能够检测到聚块或负相互作用范围在取样空间的分布差异而表现出不同的格局特征。而对于随机分布,Ripley’s K函数没有累积效应。因此,在种群格局研究过程中,通过重复取样且Ripley’s K函数与成对相关函数相结合的方法探讨种群格局,更能揭示空间格局的本质特征。

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。

高黎贡山中山湿性常绿阔叶林优势种空间分布格局及其关联性

树种的空间格局和关联性能够反映种间关系及其与周围环境的相互作用,对揭示群落构建和物种共存机制具有重要意义。因此,为探究高黎贡山南段中山湿性常绿阔叶林树种的空间分布格局,以高黎贡山4 hm2样地内胸径≥1 cm的所有木本植物为研究对象,采用点格局分析方法分析重要值前10的优势物种的空间分布及其种间关联性。结果表明:(1)10个优势种及整个样地的径级结构都呈现倒“J”形,为增长型,有利于种群的更新。(2)优势种在小尺度为聚集分布;随着尺度的增加,聚集程度降低;大尺度为随机分布和均匀分布。而去除环境异质性后,聚集分布的尺度范围缩小,随机分布和均匀分布的尺度范围增大。(3)在双变量成对相关函数检验模拟下,10个物种间关联性的完全空间随机模型主要以显著正关联为主,先决条件模型以无关联为主。研究表明,高黎贡山的10个优势种的分布格局及其关联性随尺度而变化,进一步证明物种的空间分布具有较强的尺度依赖性,并且该森林可能受到扩散限制、负密度制约和生境异质性等影响。

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.

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。

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。

羽毛针禾种群中尺度的分布格局及利它作用

羽毛针禾(Stipagrostis pennata)是古尔班通古特沙漠流动沙丘的先锋物种,可作为流动沙丘恢复的首选植物.采用100 m×100 m的大样方,应用Ripley’s K(d)函数点格局分析方法,研究沙丘从流动到固定等不同生境下羽毛针禾种群的空间分布以及与群落内白皮沙拐枣(Calligonum leucocladum)、白梭梭(Haloxylon persicum)的空间关联性,分析该物种种群如何增长以及如何促进其它物种定居.结果表明:羽毛针禾整个种群在0～50 m呈聚集分布,在50 m以上呈随机分布.在研究尺度范围内,羽毛针禾种群内小丛(冠幅面积≤0.09 m2)和中丛(0.09 m2<冠幅面积<0.6 m2)、小丛和大丛(冠幅面积≥0.6 m2)、大丛和中丛都呈显著正相关,表明羽毛针禾种群内大、小丛之间关系紧密.种群从大丛到中丛各级别再到小丛,株丛数量差异不大,种群年增长稳定,表明羽毛针禾种群增长过程中无性繁殖起主要作用.样地内白皮沙拐枣和白梭梭呈聚集分布,而羽毛针禾与白皮沙拐枣、白梭梭在0～50 m尺度下呈显著正关联,表明了羽毛针禾对白皮沙拐枣、白梭梭两个物种种子萌发、定居和生长的促进作用.