大兴安岭不同演替阶段天然林物种多度格局模拟

为实现大兴安岭地区落叶松天然林的全周期可持续经营,以新林林业局翠岗林场3块100m×100m不同演替阶段(白桦林、落叶松-白桦混交林和落叶松林)的天然林固定调查样地数据为基础,采用统计模型(对数正态模型)、生态位模型(断棍模型、生态位优先占领模型、Zipf模型、Zipf-Mandelbrot模型)和中性模型(群落零和多项式模型、Volkov模型)对不同演替阶段天然林的乔木层、幼苗层和由乔木层划分的不同林层的物种多度格局进行拟合,并用χ~2检验和Kolmogorov-Smirnov检验选择最佳模型。结果表明:(1)在大兴安岭地区不同演替阶段的落叶松天然林群落中,Zipf-Mandelbrot模型的拟合效果均最好。(2)对数正态模型对于稳定的演替阶段白桦林和落叶松林的群落相较于过渡阶段群落落叶松-白桦混交林的物种多度分布的拟合效果更好。(3)在大兴安岭地区落叶松天然林中,生境过滤主导群落构建,随着群落不断演替生境过滤和中性过程减弱。(4)天然林群落乔木层的群落构建过程与乔木层内不同生长阶段林层的构建过程不同,生境过滤过程在落叶松林乔木层中逐渐减弱,而在落叶松林不同生长阶段的林层和更新层中增强。

沿浦湾红树林大型底栖动物稀有种与常见种对物种多度分布格局及物种多样性的影响

稀有种在群落的物种组成中数量不多但种类丰富,并且极易在人为扰动下的局域群落中丧失。选取沿浦湾红树林大型底栖动物为研究对象,结合地理范围、生境特异性及种群规模等进行稀有种识别,通过模拟稀有种和常见种的丧失,探究稀有种对群落物种多样性和物种多度分布格局的影响。结果表明,大型底栖动物稀有种共有16种,分别为斑肋拟滨螺、多鳃齿吻沙蚕、红带织纹螺等。稀有种的丧失使得Margalef丰富度指数呈极显著下降(P<0.01),而Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数变化并不显著(P>0.05)。同时,稀有种丧失后,物种多度分布最优拟合模型也从泊松对数正态模型向生态位模型转变。初步推断稀有种的丧失将影响群落的物种多度分布格局,此时,大型底栖动物群落构建由中性过程和生态位过程共同调控转变为中性过程调控。

中国陆栖哺乳动物物种丰富度的地理格局及其与环境因子的关系

物种丰富度的大尺度地理格局及其成因是宏观生态学和生物地理学的中心议题之一。本文利用中国陆栖哺乳动物分布数据,结合高分辨率的气候、地形、植被等环境信息,探讨了中国陆栖哺乳动物及主要类群的物种丰富度格局及其影响因素。结果显示,中国陆栖哺乳动物物种丰富度具有显著的纬度梯度格局,总体上呈现出由低纬度向高纬度逐渐减少的趋势,并与宏观地形具有良好的对应关系;其中,亚热带、热带西部山区的物种丰富度最高,而东部平原地区、西北干旱区和青藏高原腹地则是丰富度的低值区。各主要类群的物种丰富度格局既有相似性,又存在差异。最优线性模型的分析结果显示,由归一化植被指数(NDVI)、生态系统类型数和气温年较差构成的回归模型对哺乳动物物种丰富度格局的解释率最高,其中NDVI对模型解释率的贡献最大,这表明中国陆栖哺乳动物物种丰富度的地理分异受多种环境因素的共同影响,其中植被生产力起主导作用。各主要类群的最优线性模型显示,影响物种丰富度格局的主要环境因子因类群而异,这可能反映了各类群进化历史及生理适应的差异。

草地群落物种多样性维持机制的研究 Ⅲ.物种分布格局

群落物种多样性的维持机制是生物多样性研究的重要科学问题。群落物种分布格局的研究结果表明 :2 2个种中有 16个为聚集分布 ,4个为均匀分布 ,2个为随机分布。说明群落中多数物种为聚集分布 ,其格局尺度多小于 0 0 4m2 。认为物种聚集分布可能在维持多样性中起重要作用 ,并在群落物种花期分布、物种实现生态位、种间关联与种间协变研究的基础上 。

物种多度格局研究概况

介绍了群落水平多度格局与物种水平多度格局,概述了国内群落多度格局应用研究状况。其中节肢动物群落多度格局研究最为丰富,许多学者利用节肢动物群落物种多度格局对栖境质量进行评价。国内由于多度分布模型的拟合比多样性指数的计算复杂且困难得多,远没有群落多样性研究广泛;国内的物种多度分布研究往往集中在用现有的模型去拟合目标群落的多度分布,缺乏在物种多度分布的研究尺度和抽样方法方面,以及多度分布机制和新模型探索等方面的深入研究。这些内容应该成为今后研究的重点。

广东省山茶科物种丰富度水平地带性格局分析

通过分析广东省山茶科125种植物物种丰富度水平地带性格局,并对其进行环境解释,利用软件DMAP将广东省划分为72个0.5°×0.5°的经纬度网格,并将基于网格的物种丰富度表现出来,同时利用箱形图分析其水平分布格局。结果表明:广东省山茶科植物的分布中心位于粤北山区,表现出显著的经度(P=0.001 2)、纬度(P=0.004 9)地带性差异。对125种植物、72个网格和6个环境因子进行典范对应分析(CCA)表明:CCA排序轴第1轴主要代表温度的变化梯度,第2轴主要代表水分的变化梯度,说明水分、温度等因素共同影响山茶科植物在广东的生长和分布,其中年均最低温度是影响广东省山茶科植物丰富度水平地带性格局的最大因子。

中国鸟类物种丰富度的地理格局及其与环境因子的关系

基于中国鸟类分布数据和增强型植被指数(EVI)、海拔、气温、降水等环境和地理因子数据,探讨中国鸟类及其主要类群的物种丰富度的地理格局及可能的影响因素。结果显示,中国鸟类物种丰富度存在着一定的随纬度增高物种丰富度降低的趋势,物种丰富度高值地区包括大兴安岭、小兴安岭、长江下游、武夷山、西双版纳、天山西部、喜马拉雅山东南麓至横断山脉等若干地区,而在青藏高原大部、长江以南部分地区等出现低值,但线性回归显示,纬度梯度不明显。相关性分析结果显示,与物种丰富度的Spearman相关性系数较高的环境因子有EVI、年均温、年平均降水等多种,说明环境因子对物种丰富度的地理格局存在复杂的共同作用机制。因子分析结果显示,这些环境因子可以分为能量、海拔变幅、气温稳定性、距最近大型水体的距离等4种主要因子。

不同海拔高程梯度下鄱阳湖典型草洲植物群落物种-多度分布格局的模型拟合

基于恒湖农场茶叶港草洲4个样带、19个样地(5 m×5 m)沿海拔高程(高高程-湖边、中高程-洲滩中间、低高程-洲滩边缘)调查得到的植被数据,用4种生态位模型拟合研究该区域不同海拔高程段植物种-多度分布格局。结果表明:(1)随着海拔高程下降,群落偶见种不断减少,且平均盖度均较低;常见种数目保持不变,其中优势种灰化薹草(Carex cinerascens Kukenth)平均盖度、平均高度持续升高,在群落中保持较高的优势地位;(2)3个高程段内生态位优先占领模型对群落物种-多度分布格局有较高的拟合优度(P<0.05,AIC值分别为-149.41、-61.11、-25.63),断棍模型、重叠生态位模型、优势优先模型总体上拟合效果较差(P<0.05,但AIC值均较大)。为研究区植物群落生物多样性的保护和构建机制的探索提供了一定参考。

中国蔷薇属植物物种丰富度分布格局及其与环境因子的关系

物种丰富度的大尺度地理格局及其成因是宏观生态学及生物地理学的中心议题之一。蔷薇属(Rosa L.)植物具有很高的经济价值和生态价值,探讨中国蔷薇属植物的丰富度分布格局及其影响因素可为该属植物资源的保护和合理开发利用乃至其系统进化研究提供重要依据。基于蔷薇属植物在中国的15451条分布数据和11种地理、气候等环境因子进行了物种丰富度分析和相关性分析,研究结果显示:(1)蔷薇属植物在中国分布不均匀。在水平方向上,蔷薇属植物于26.19°—34.29°N带内有较高的物种丰富度,之后随着纬度的增加而降低,且随着经度的增加表现为先增加后减少,于99.10°—108.47°E间存在明显的峰值;在垂直方向上,蔷薇属植物的物种丰富度随海拔的增加表现为先增加后减少,956.46—3518.60m范围内的丰富度最高。西南横断山区为蔷薇属物种分布的中心地区,新疆北部及东北长白山周边地区为局部聚集区。(2)蔷薇属物种丰富度与各能量、水分和生境异质性因子均呈正相关关系,与气候稳定性因子呈负相关关系。表明中国蔷薇属植物在水分和热量条件好、气候季节性变化小且生境异质性程度高的地方,有着更高的物种丰富度。(3)蔷薇属植物丰富度与各因子的关系基本支持了生产力假说、环境稳定性假说和生境异质性假说。但蔷薇属的物种丰富度格局并非完全由这些假说解释,历史环境、地形、土壤、人类活动等其他因子可能也有一定的影响作用。(4)水分因子的单独解释率占34.6%(R^(2);P<0.001),是影响蔷薇属物种丰富度格局的主导因子,这可能是由该类群的进化历史、生理适应等原因共同决定的。本研究可以为蔷薇属植物的分类、进化、以及野生资源的保护和开发利用提供参考。

不同利用方式下典型草原植物群落物种多度分布格局

物种多度格局是群落结构的重要反映,它描述了群落内不同物种个体数量的分布情况,能更好的体现出物种关系和作用机制。根据物种的多度格局追溯物种的作用机制过程是揭示群落本质的重要方式。试验以内蒙古典型草原为研究对象,采用生态位重叠模型(ONM)、生态位优先占领模型(NPM)、断棍模型(BSM)、优势优先模型(DPM)和随机分配模型(RAM)共5种生态位模型与群落植物物种进行拟合,按照拟合程度分析放牧、割草两种利用方式下植物群落物种多度分布格局。旨在探究不同利用方式下物种之间的多度关系,利用具有不同生态学意义的数学模型探讨各个利用方式下植物群落的真实分布,以达到运用模型研究群落结构的目的,进而揭示不同利用方式下典型草原群落结构变化,为草地合理利用提供依据。结果表明:刈割区、放牧区和围封区的物种数分别为33种、16种和29种,相较于围封对照区,刈割区的物种数增加了12%,而放牧区的物种数减少了44.8%。群落优势种大针茅、糙隐子草、知母、羊草和黄囊薹草在刈割区、放牧区及对照区的出现频度分别占整个群落物种总频度的88.33%、81.47%和75.6%。放牧、割草利用下最优拟合模型分别为随机分配模型RAM(χ~2=92.99,AIC=168.86,BIC=171.18)和生态位优先占领模型NPM(χ~2=22.29,AIC=246.17,BIC=250.27),而对照所表现的最优拟合模型也为生态位优先占领模型NPM(χ~2=90.51,AIC=321.32,BIC=325.81);生态位优先占领模型NPM对放牧利用下的拟合效果也较好,随机分配模型RAM对于割草和围封两种利用方式的吻合度较差。

基于中国植被图的西南地区主要乔木物种丰富度格局

以中国西南地区(云南、四川、重庆、贵州)为研究区,基于《1∶100万中国植被图》113种乔木分布数据,结合ArcGIS和37个环境变量,筛选各乔木主导环境变量,构建最大熵分布预测模型,进而拟合得到西南地区乔木物种丰富度的空间分布图,并结合未来气候情景预测西南地区乔木物种丰富度变化趋势.结果表明:(1)西南地区乔木物种丰富度整体格局呈现北高南低的分布特点,丰富度热点地区主要分布于25.0°N—30.0°N与100.0°E—105.0°E范围内,即横断山脉地区,其次在滇南与滇东南区域同样具有较高的物种丰富度;丰富度低值区域为川西北以东区域、四川盆地中丘浅区、云贵高原腹地.(2)未来气候情景下,乔木物种丰富度变化整体呈现递减趋势,丰富度高值分布区域下降趋势明显,仅有滇西北、三江流域与贵渝交界之处以南的物种丰富度略有增高.(3)西南地区乔木物种丰富度分布格局受温度和降水的共同影响,最湿季均温与年降水量是决定西南地区乔木物种当前分布格局的主导环境因子.

内蒙古不同草地类型群落物种多度分布格局分析

以内蒙古三种不同草地类型为研究对象,通过野外植被调查,按照不同功能群将草地植物进行划分,并应用生态位重叠模型(ONM)、生态位优先占领模型(NPM)、断棍模型(BSM)、优势优先模型(DPM)和随机分配模型(RAM)与群落植物物种进行拟合,按照拟合程度分析草甸草原、典型草原和荒漠草原三种不同草地类型植物群落物种多度分布格局。结果表明:断棍模型可以较好地拟合荒漠草原(χ~2=224.18,AIC=277.05,BIC=281.16)和草甸草原(χ~2=186.57,AIC=303.13,BIC=307.53)植物群落植物多度格局,而典型草原的群落植物真实多度与生态位优先占领模型(χ~2=22.29,AIC=246.17,BIC=250.27)吻合度高。在不同草地群落中,生长季降水量的多少对多度格局起关键作用,生长季明显的降水量变化会对草地群落造成影响,但建群种的优势地位不会发生改变。

冀北山地针阔混交林优势种对邻体物种多样性格局的影响

【目的】评估河北小五台山自然保护区以华北落叶松为优势种的针阔混交林不同径级华北落叶松在不同尺度上对邻体物种多样性格局的影响,阐明不同生态过程对华北落叶松邻体物种多样性格局形成的作用,为理解森林群落物种多样性维持机制提供依据。【方法】在河北小五台山自然保护区,选取典型的针阔混交林,建立1块2.4 hm2(80 m×300 m)森林动态监测样地,分析群落的物种组成和结构特征,将群落优势种华北落叶松的胸径(DBH)以3 cm为间距划分为9个径级,利用个体种-面积关系函数(ISARs)结合异质泊松零模型,探讨不同径级华北落叶松在不同尺度上对邻体物种多样性格局的影响。【结果】样地共记录到DBH≥1 cm的木本植物4275株,隶属17科26属35种。9个径级华北落叶松的个体(共550株)整体呈现出近似正态分布,Ⅴ径级(19~22 cm)个体数最多(92株)。在30 m尺度范围内,9个径级华北落叶松的ISARs值均表现为随尺度增加逐渐增大的趋势,Ⅳ(16~19 cm)和Ⅸ径级(≥31 cm)华北落叶松分别表现为在所有尺度上最高的ISARs值和最低的ISARs值。Ⅲ(13~16 cm)、Ⅶ(25~28 cm)和Ⅷ(28~31 cm)径级华北落叶松在所有尺度上与邻体物种多样性的相互作用均表现为中性;其余6个径级华北落叶松对邻体物种多样性的促进或抑制作用均发生在较小尺度(≤11 m),有5个径级(Ⅰ级:<10 cm;Ⅱ级:10~13 cm;Ⅳ;Ⅴ;Ⅵ级22~25 cm)的华北落叶松在不同程度上表现出对邻体物种多样性的促进作用,仅有Ⅸ(≥31 cm)径级华北落叶松在2~4 m尺度上表现出对邻体物种多样性的抑制作用,随尺度增加均转变为中性作用。【结论】尺度依赖效应显著影响华北落叶松邻体物种多样性格局。虽然中性过程在多个尺度上主导不同径级华北落叶松邻体物种多样性格局,但是较小尺度上的促进作用对华北落叶松邻体物种多样性格局的影响也不可忽视。华北落叶松的Ⅳ和Ⅸ径级阶段对邻体物种多样性格局的形成和维持较为关键。

黄土高原种子植物多样性分布格局与环境解释

物种丰富度的地理分布格局及成因一直是宏观生态学、生物地理学和保护生物学研究的核心问题。黄土高原是我国生态关键脆弱区,生物多样性保护面临严峻形势,了解该区域物种多样性格局与环境因子之间的关系对于生物多样性保护对策的制定具有重要意义。通过收集黄土高原自然保护区种子植物分布数据,结合气候、生境异质性和人为干扰等环境因子,探讨黄土高原种子植物丰富度格局及其主要环境解释。结果显示,黄土高原种子植物多样性由东南向西北逐渐递减,且山地自然保护区物种多样性更高。最优线性回归结果表明,降水因子、海拔范围、净初级生产力范围和人类足迹是决定黄土高原种子植物分布格局的重要因素;方差分解结果表明,气候、生境异质性和人为干扰能够解释黄土高原种子植物密度和丰富度52.0%~53.4%的变异,其中,气候和生境异质性的相对贡献远大于人类干扰的相对贡献。黄土高原自然保护区应建立在水热条件良好且人为干扰较少的山地,将有利于保护种子植物多样性。

云雾山天然草地物种分布与环境因子的关系

应用数量生态学中的梯度分析方法研究了云雾山天然草地群落类型、物种分布以及与环境因子的关系。研究结果表明,作为重要的人为管理措施,封育通过改善草地的水分、养分等环境条件,显著影响了云雾山草地的物种分布和群落类型。在封育草地,植被类型为本氏针茅群落,未封育草地为铁杆蒿群落。本氏针茅、百里香、大针茅、直茎点地梅、阿尔泰狗哇花等中旱生植物在封育草地中占优势,铁杆蒿、硬质早熟禾、星毛委菱菜等在退化草地中占优势。除封育措施以外,20～100cm的土壤含水量对物种分布影响显著。同时,养分作为一个重要的环境因素对物种的分布也具有重要影响,特别是速效钾和NO3--N。海拔、坡位、坡向等地形因素对植物分布的影响不明显。

半干旱草地长期封育进程中针茅植物根系格局变化特征

以云雾山不同封育年限草地针茅植物根系和土壤为研究对象,对其根系特征、土壤特性及两者关系进行研究,以探讨分析封育对针茅根系格局的影响。结果表明:(1)针茅植物根系生物量、根长密度、根表面积和根体积在封育初期轻微下降,之后缓慢上升,并在封育30 a草地得到显著增加。(2)随封育年限增加,各根系指标在3种针茅物种间的组成格局具有类似变化规律,具体表现为:长芒草在放牧草地所占比例最高,之后逐渐降低,并在封育30 a草地消失;大针茅所占比例呈先升后降变化规律,并在封育22 a草地达到最大值;甘青针茅仅出现于封育30 a草地,且占据优势地位。(3)大针茅和甘青针茅0—0.6 mm径级根系比例高于大针茅,使其根系直径显著低于大针茅,比根长和比根面积显著高于大针茅;此外,长芒草根组织密度显著高于长芒草和甘青针茅。(4)长期封育在显著提高土壤水分、养分含量和土壤氮磷比的同时显著降低土壤碳氮比,但对微生物生物量碳、氮无明显影响。(5)针茅根系特征与土壤指标的关联性分析显示针茅根系受土壤氮资源的显著影响。

安徽省繁殖鸟类分布格局和热点区分析

作者广泛收集了安徽省繁殖鸟类的分布资料,采用地理信息系统技术,通过生境适宜性分析,预测物种的分布范围,获得数字化的分布图。将安徽省划分为425个等面积栅格,以此作为基本地理单元,研究繁殖鸟类分布规律,并进行热点区分析。基于分布型物种数的地理单元聚类分析结果表明,安徽省鸟类地理分布区大致以大别山北缘-巢湖一线为界分为两大组,两组在区系成分上存在较大的区域分异;东洋型物种在整个安徽境内比例均占60%以上,同时呈现由北向南递增的格局。基于物种组成的相似性的地理单元聚类分析结果表明,安徽省繁殖鸟类地理分布单元也可以分成两组,与安徽省气候带的划分基本一致,进一步分析可以划分为7组,体现鸟类地理分布的区域分异与地形地貌等生态环境之间的密切联系。鸟类热点区分析表明,所有繁殖鸟类,以及列入《国家重点保护野生动物名录》和CITES附录I、II的繁殖鸟类物种丰富度高值区都集中在安徽省南部。由此可见,安徽省南部地区是鸟类多样性保护的重要区域。

小五台亚高山草甸植物种分布的生境条件解释

通过野外植被调查获取小五台亚高山草甸的第一手植被数据,结合室内外测定和模拟的研究区景观尺度的生境特征指标,分析了研究区亚高山草甸地段植物物种与环境因子之间的定量关系。典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)排序的结果表明,1)在小五台的亚高山草甸分布地段,热量、养分和水分条件构成了其生境特征差异的基本格局;2)依据研究区的物种在热量、养分和水分梯度上的分布位置,可以划分为暖干、冷干、暖湿、冷湿、凉干、普适和耐干扰型几类物种;3)对于生境温度、养分及水分有特殊偏好的物种可以较好地指示研究区的生境特征。

生态学中的点格局研究概况及其在国内的应用

点格局分析是研究生态学格局的工具之一,近年来在生态学中的应用越来越多。为深入了解点格局分析方法在国内的研究与应用情况,以所总结的研究进展、一般步骤和基本要点为背景,分析评述了1996—2015年期间以点格局为主题的国内中文核心期刊文献。结果表明,在国内生态学格局研究中,应用研究占据主导地位,研究对象广泛,包括以树木为主的乔、灌、草等不同生活型的植物,甚至包括景观;基础研究,包括概括性统计量、零模型与点过程模型等方面,以及专用软件工具包的开发等研究薄弱。在应用中存在一定问题,主要表现为:概括性统计量使用单一,且以Ripley的K-函数及其变形为主;零模型(或点过程模型)是科学问题的统计表达,但是有一半以上的研究未明确给出零模型。建议在未来应用研究中重视多种统计量的组合使用和原假设的建立,在探讨热带、亚热带森林等具有复杂空间结构系统的多样性格局时,考虑对象的不同世代和系统的不同垂直层次,并加强多变量或三维概括性统计量的开发、点格局分析方法与动态过程模型的结合研究等工作。

福建将石自然保护区鸟类物种相对多度模型的拟合研究

应用对数级数分布模型、对数正态分布模型、几何级数分布模型和分割线段模型对福建将石自然保护区鸟类物种相对多度分布格局对比研究结果表明 ,对数级数分布模型、对数正态分布模型能较好地描述将石自然保护区鸟类多样性 ,而几何级数分布模型和分割线段模型则不适于描述该自然保护区鸟类多样性 ;“多度 /频度”图解可较好地反映对数级数分布模型拟合效果 ,丘陵山地鸟类群落物种相对多度不遵从对数级数分布 ,各生境群落百分率相似性指数说明各生境群落百分率相似性较低。