蒋家沟流域植物群落灌草层数量分类、排序及其生境解释

为探讨蒋家沟流域植物群落灌草层分布格局与环境因子间的相互关系,在流域内不同海拔梯度选取24个样地进行植被调查,采用9个环境指标刻画植物群落的地形、空间位置和土壤养分特征;利用TWINSPAN数量分类和DCA、CCA排序的方法,分析蒋家沟流域主要植物群落灌草层类型及影响植被类型变化和分布的主要环境因子.结果表明:(1)TWINSPAN数量分类将蒋家沟流域植物群落灌草层划分为7种类型.(2)样点DCA排序第1轴基本反映了海拔梯度的变化,第2轴基本反映了土壤全氮含量的变化,DCA排序图可很好地反映TWINSPAN分类产生的7个主要群丛.(3)CCA排序表明,影响蒋家沟流域植被分布的主要环境因子是海拔高度、土壤含水量和放牧与否.可见,蒋家沟流域灌草层植被整体上呈现出明显的垂直地带性分布格局,且植物群落中物种的分布一定程度上决定了植物群落类型的分布,该结果可为干热河谷的植被保护和生态恢复提供相应的理论依据.(图5表4参50)     

保护植物野生大豆群落不同物种间的生态关系分析

野生大豆(Glycine soja)为我国二级濒危保护植物.通过野外调查和室内实验,利用TWINSPAN分类、DCA间接排序和CCA直接排序的数量分析方法,定量研究了野生大豆群落分布与环境之间的关系.结果表明,TWINSPAN分类将106个样方分为4个群丛组,分别代表水库撂荒地、湿河床、较湿石质河床和较干土质河床4种不同的生境类型,不同的群从组在DCA排序轴上的位置基本反映出其分布与环境梯度的关系;进一步的DCA间接排序和CCA直接排序分析显示,土壤含水量和土壤养分是决定各个不同野生大豆群丛组分布的关键因子;最后通过建立野生大豆3个种群特征与DCA排序第一轴的回归关系分析,确定了盖度和重要值在反映野生大豆种群优势度上要优于高度.图4表1参19     

山西泽州自然保护区植物群落的数量分析

在野外样方调查基础上,采用TWINSPAN和DCA对泽州自然保护区植物群落进行了数量分类和排序研究.应用TWINSPAN方法将38个样方分为10组,根据植被分类的原则命名为10个群丛,并论述了各群丛的群落学特征.样方的DCA排序结果反映了植物群落类型与环境因子之间的关系,表明影响植物群落分布格局的生态因子主要有海拔高度、水分和温度,其中海拔高度是生态因子中对植物群落分布起决定性作用的因子.16个优势种的DCA排序的结果表明群落中优势种的分布格局所揭示的环境梯度与群落类型的分布梯度有很大的相似性,优势种的分布格局在很大程度上影响了植物群落的分布格局.排序结果与分类结果比较吻合,反映出植物群落类型和物种分布随环境因子梯度变化的趋势.     

念青唐古拉山东南坡植被群落数量生态分析及群落多样性

研究沿海拔梯度对植被群落的影响,有助于人们进一步理解未来气候变化背景下,高寒生态系统结构和功能的响应模式。选择念青唐古拉山东南坡的典型生境,包括从海拔4 775 m到5 305 m全部范围内的植物群落。沿着海拔梯度每隔约30m设置1个样带,并在各个样带上随机设置样方,调查样方内物种数、物种高度、物种盖度、物种频度。采用群落多样性指数、应用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)等方法,对西藏念青唐古拉山东南坡高山草甸植物群落进行了分析。TWINSPAN将所有植物群落划分为5种类型,分别为:香柏(Sabina pingii var.wilsonii)+高山嵩草(Kobresia pygmaea)灌丛草甸群落;高山嵩草+圆穗蓼(Polygonum macrophyllum)草甸群落;高山嵩草+矮生嵩草(Kobresia humilis)草甸群落;高山嵩草草甸群落;流石滩冰缘植被群落。这些群落分别位于不同的海拔高度。分类结果很好地反映了植物群落类型分布与地形、海拔的关系,并在DCA二维排序图上得到了较好的验证。念青唐古拉山东南坡草地植物群落多样性在高海拔、低海拔地区较低,中间海拔高度地区较高。植物群落多样性指数呈现出草本层灌丛层流石滩冰缘的特征。多样性指数与海拔高度之间的趋势模拟均呈负二次函数关系,单峰式函数关系能较好地表达不同海拔梯度植物群落多样性和均匀度与海拔之间的分布格局。     

山西吕梁山南段植物群落的数量分类和排序研究

运用TWINSPAN和DCA相结合的数量生态学方法对吕梁山南段云邱山的植物群落进行分类和排序.结果表明,TWINSPAN分类将74个样方划分为18个群丛;分类结果较好地反映了植物群落类型与环境梯度之间的关系,并在DCA二维排序图上得到较好的验证;对74个样方和优势种的DCA排序表明影响吕梁山南段植物群落分布的主导生态因子是水分和土壤,而认为干扰加剧了该区域植被的退化.图2表1参13     

旱泉沟流域次生植被不同恢复阶段的多样性特征

采用TWINSPAN和DCA对旱泉沟流域次生植物群落进行了数量分类和排序,将植物群系划分为不同的群落类型,显示出植被群落的分布格局。在此基础上,应用物种丰富度、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数分别研究不同植被群落类型物种多样性。通过各种指数对比,得出以下结论：①植被被划分为7个群落类型,代表了植被恢复的不同阶段;②对于特定的研究区域茶树沟,制约植被群落类型、植物种分布格局的主要因素是水分和热量;③从阶段Ⅰ到阶段Ⅶ,Simpson优势度指数,乔木、灌木、草本基本持平,Shannon-Wiener多样性指数为乔木〈灌木〈草本,Pielou均匀度指数,乔木〉草本〉灌木,物种丰富度逐渐升高。群落的物种组成和空间结构逐渐复杂化,并趋于稳定。     

历山山核桃群落物种多样性特征

采用Patrick指数、Simpson指数、Shannon指数、Pielou指数、Alatalo指数等5个多样性指数,结合TWINSPAN分类,研究历山自然保护区山核桃(Juglans mandshurica)群落的物种多样性与群落类型、结构及环境因子的关系.结果表明:TWINSPAN分类将35个样方分为7个群丛,各群丛的物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数之间存在差异,各群丛乔木层、灌木层和草本层之间的丰富度指数和均匀度指数也存在差异,山核桃群落物种多样性受其所处的坡向、坡度、土壤类型等物理微环境及群落物种组成、干扰等共同影响.方差分析结果表明:各群丛间丰富度指数、多样性指数和均匀度指数差异不显著,各群丛乔木层、灌木层和草本层之间的丰富度指数和均匀度指数也差异不显著,这说明山核桃群落生境异质性小,物种对地带性气候有相似的适应特征以及相似的资源利用方式.     

天龙山珍稀植物丽豆(Calophaca sinica)分布区植物群落物种多样性与土壤因子的关系

采用样方法对太原天龙山珍稀濒危植物丽豆(Calophaca sinica)野生种群的生境和群落特征进行调查,应用TWINSPAN分类分析群落多样性.据TWINSPAN分类,将丽豆分布区的植物群落划分为14个群丛类型,丽豆在群落中具有明显的生态优势,并对群落的结构起一定决定作用.研究结果表明,丽豆分布区植物群落的物种多样性指数变化受自然环境、群落特征和人为干扰的综合影响,光照充足、人为干扰小的群丛类型的物种多样性较为丰富,在以丽豆为建群种或优势种的群丛中多样性指数较高,均匀度指数也较大.在丽豆分布区的9个土壤因子之间有6对因子存在显著和极显著的相关性;多样性指数与土壤因子回归分析表明,锌(Zn)与8个群落物种多样性指数之间有显著或极显著的相关性,钾(K)、磷(P)与6个多样性指数之间显著相关,其他土壤因子与多样性指数的相关性均不显著.     

川西亚高山彩叶林群落数量分类、排序与物种多样性

植物群落是森林美学景观形成的物质基础.彩叶林是川西亚高山地区重要的森林景观美学资源,分析彩叶林群落的分类、排序和物种多样性,可以为了解彩叶林群落景观形成和维持机制提供基础数据.基于34个彩叶林群落调查数据,选用双向指示种法分析(two-way indicator species analysis,TWINSPAN)和Ward聚类对彩叶林群落进行数量分类,采用CCA(canonical correspondence analysis)排序分析彩叶林群落类型分布与地形因子的关系,采用KruskalWallis检验和拟合分析彩叶林群落物种多样性特征及其与地形因子的关系.结果显示:(1)研究区调查得到木本植物62种,其中彩叶树种50种,隶属19科31属;(2)结合TWINSPAN和Ward数量分类将34个样方划分为13个彩叶林群落类型;(3)CCA排序结果表明海拔和坡向是影响该地区彩叶林群落分布的重要环境因子;(4)不同彩叶林群落间物种多样性差异显著,分布于中海拔、阴坡区域的彩叶林群落物种多样性高.本研究表明川西亚高山彩叶林群落的分布和物种多样性受海拔和坡向的调控,结果可为川西亚高山彩叶林的生态保护和合理利用提供基础数据.(图6表4参47)     

锡林河流域草原植物群落分类及其多样性分析

研究锡林河流域草原群落的分类和群落多样性分布特征,可为寒旱区草原的合理利用和保护提供重要依据。基于流域植物群落的样方调查与TWINSPAN分类,得出锡林河流域主要植物群落类型以及影响群落类型和多样性变化的环境因子。结果表明,(1)锡林河流域草原可划分为5个群落类型,分别为大针茅Stipa grandis+羊草Leymus chinensis+黄囊苔草Carex korshinskyi群丛、羊草+大针茅+糙隐子草Cleistogenes squarrosa群丛、羊草+黄囊苔草+灰绿藜Chenopodium glaucum群丛、羊草+糙隐子草+灰绿藜群丛、糙隐子草+灰绿藜+猪毛菜Salsola collina群丛。(2)不同群落α多样性3种指数具有一致的变化趋势,而土壤类型、水分状况以及人类活动强度的差异导致了群落多样性的不同。(3)不同群落类型之间物种组成与更替速率不尽相同。从相异性指数来看,大针茅+羊草+黄囊苔草群落与羊草+黄囊苔草+灰绿藜群落之间共有种最多,物种组成差异性最低,相似性最高,群落间变异程度最小;在羊草+大针茅+糙隐子草群落与羊草+黄囊苔草+灰绿藜群落之间共有种最少,物种组成差异性最大,相似性最低,群落间变异程度最大。从Cody指数来看,羊草+大针茅+糙隐子草群落与羊草+糙隐子草+灰绿藜群落物种的更替速率最慢,而羊草+大针茅+糙隐子草群落与羊草+黄囊苔草+灰绿藜群落的更替速率最快。     

干旱区湿地景观植物群落与环境因子的关系

以塔里木河中下游湿地和艾里克湖湿地为研究对象,探讨干旱区湿地生态系统植物群落空间分布格局特征及影响群落分布的主要环境因子.采用双向指示种分析( TWINSPAN)法对研究区植物群落进行分类,并采用无偏对应分析( DCA)法对该分类结果进行验证,定量分析植被与8个土壤环境因子之间的关系.结果表明,调查样方中共出现38种植物,隶属于15科35属.采用TWINSPAN法可将41个样方中植物群落划分为7个类型,这7个群落类型分别以梭梭(Haloxylon ammodendron)、苦杨(Populus laurifolia)、芦苇(Phragmites australis)、胡杨(Populus euphratica)、盐穗木(Halostachys caspica)、刚毛柽柳(Tamarix hispida)、盐角草(Salicornia europaea)为建群种.DCA排序结果表明,土壤含水量和全磷含量是制约研究区域植被分布格局的主要环境因子.     

太行山中段植物群落物种多样性与环境的关系

通过丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数,结合TWINSPAN、DCCA排序及相关分析,研究了物种多样性及其变化机制,把植物群落分为8个群落类型;物种多样性指数变化的总体趋势是随着海拔的降低(从群落Ⅰ到群落Ⅷ)而降低(Simpson指数除外),对于某一个群落,这些指数都反映出基本一致的趋势;物种多样性指数的DCCA第一轴基本上反映了海拔变化引起的土壤水分的变化,第二轴基本上反映了人类对群落的干扰程度,物种多样性指数随土壤水分的增加而增大,随人类干扰程度的增加而减小.环境因子中,氮、有机质、海拔与第一轴呈负相关,其余因子与第一轴呈正相关,而铜、pH值与第一轴夹角很小,说明它们和水分梯度有显著的正相关,而锰、电导率与第二轴夹角小,说明它们与第二轴相关性大,而磷和第二轴却呈显著负相关.图3表1参12     

喀纳斯泰加林火成演替群落数量分类与排序

划分泰加林火成演替群落类型,定量分析其分布与环境因子和火干扰因子之间的关系,为喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营提供科学依据。以新疆喀纳斯国家自然保护区科学实验区泰加林火成演替群落为研究对象,基于369个森林群落样方及其历史火干扰发生时间和火烈度的调查,采用双向指示种分析(Two-wayindicatorspeciesanalysis,TWINSPAN)方法对科学实验区处于不同火成演替阶段的森林群落进行类型划分,并采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)方法通过对其森林群落和主要物种进行排序,分析群落和物种分布与环境因子和火干扰因子的关系,定量分离环境因子、火干扰因子及其二者的交互作用对森林群落分布的影响。结果表明,(1)TWINSPAN将369个森林群落调查样方划分为8种群落类型。(2)RDA较好地反映了喀纳斯泰加林火成演替群落分布与环境因子和火干扰因子之间的关系,环境因子中的海拔对火成演替群落的分布起较大的作用,其中:海拔、土壤体积含水量、土壤pH值和土壤全钾(K)、镁(Mg)含量与RDA第一排序轴存在极显著相关性(P0.01),土壤电导率、土壤有机质和土壤铁(Fe)、铜(Cu)含量与RDA第一排序轴存在显著相关性(P0.05),火干扰因子中的火后时间对森林群落分布也起较大的作用,火后时间与RDA第一排序轴存在显著相关性(P0.05);坡度与RDA第二排序轴存在极显著相关性(P0.01),坡位、土壤钙(Ca)、锰(Mn)含量与RDA第二排序轴存在显著相关性(P0.05)。(3)因子分离显示,在影响喀纳斯泰加林火成演替群落分布的因素中,环境因子解释的部分占41.5%,火干扰因子解释的部分占3.4%,二者交互作用解释的部分占42.6%,未能解释的部分占12.5%。喀纳斯国家自然保护区科学实验区有8种火成演替森林群落类型,其分布受环境因子和火干扰因子的双重控制,并且二者的交互作用尤为突出。火干扰是新疆喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营不可或缺的重要因素。     

泥石流频发流域物源区坡面植被群落特征

为了解泥石流频发流域物源区坡面的植被特征和物种多样性,以蒋家沟流域沟谷南坡、北坡坡面为研究对象,对不同坡位植被群落的结构特征和数量组成进行样方调查,统计分析不同坡位群落的物种组成、重要值、物种多样性、地上地下生物量,并将地上地下生物量与多样性指数进行相关性分析.调查样地共发现植物49种,其中北坡33种、南坡23种,以草本植物为主,各坡位物种组成、重要值之间存在显著差异,主要受到演替初期先锋性草本植物的影响;扭黄茅、拟金茅、荩草、田菁的重要值相对较大,它们对泥石流频发流域物源区有较强的适应能力,为该地区的常见物种,可作为后期生态修复中的主要配置物种.不同坡位的群落特征和物种多样性存在差异,沟谷南坡ShannonWiener多样性指数表现为稳定区(2.311)失稳区(2.161)堆积区(2.036),北坡则表现为堆积区(2.626)稳定区(1.338)失稳区(1.057).生物量表现为稳定区失稳区堆积区,总体则为北坡高于南坡.基于以上结果,认为在泥石流频发流域物源区坡面植被自然恢复过程中,应加强对坡面失稳区的防治与保护,对堆积区进行合理整治,后期可通过人工引种乡土乔灌植物丰富物种组成,促进植被恢复和植物群落垂直结构的发展.     

三峡水库蓄水后开县消落带植物群落数量分析

为了解三峡水库蓄水后消落带植物群落的特征,于2008年7-9月对重庆市开县消落带进行现场调查,并应用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析法(DCA)对三峡水库156 m蓄水后消落带植物群落进行数量分类和排序.结果表明,TWINSPAN将170个样方划分为19类,其中具代表性的主要植物群落为水蓼(Po-lygonum hydropiper)群落、苍耳+狗牙根(Xanthium mongolicum+Cynodo dactylon)群落、苍耳(X.mongolicum)群落、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides)群落和白茅(Imperata cylindrical)群落,反映了因海拔变化(145～156 m)而导致的淹水时间的差异.DCA排序结果显示,淹水时间、土壤湿度和土壤质地是消落带植物群落组成和空间分布的主要限制性影响因子.     

川东北乡村不同生境中杂草多样性研究:以蚕华山村为例

为了解川东北传统乡村杂草多样性及特征,在研究区生境调查的基础上,记录了18种生境中的杂草种类,针对具有代表性的15种生境中的杂草群落进行定量调查,并采用双向指示种分析(TWINSPAN)进行数量分类,采用典范对应分析(CCA)进行排序。结果表明:(1)区内有农田、水塘、墓地和片林等多种乡村生境类型。(2)区内有杂草61科181属238种,菊科(Compositae)和禾本科(Gramineae)为优势科。(3)采用TWINSPAN数量分类方法将杂草群落划分为6种类型。(4)CCA排序分析结果表明影响杂草群落分布的主要环境因子是光照强度和土壤含水量,说明杂草种类、生境类型与群落类型的分布格局存在一定的相似性,这与TWINSPAN分类结果较为一致。研究认为在乡村原住民传统生产生活过程中形成的多样化生境类型维持了较高的杂草多样性,进而说明乡村生境多样化是维持乡村生物多样性的重要机制之一。     

金马河温江段河岸带不同生境下草本植物多样性和植物区系与土壤环境因子的关系

采用典型样地法,根据当地采沙运沙干扰及河岸带水位变化的影响,将河岸带生境划分河滩地、砾石地、芦苇地、斑茅地、沙坑地5个类型.运用除趋势对应分析(DCA)和冗余分析(RDA)研究不同生境间河岸带草本植物区系成分、群落和环境因子的关系.结果表明:(1)5个类型生境记录草本植物共35科91属109种,以禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、蓼科(Polygonaceae)植物为主,沙坑地物种数最多,砾石地和河滩地物种数次之,斑茅地和芦苇地物种数最少.(2)属的区系成分较全面地表现了河岸带草本植物的地理分布,金马河温江段草本植物区系主要由世界分布型和泛热带分布型构成.(3)不同生境类型下Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson指数(H’)和Pielou均匀度指数(Jsw)具有特定变化趋势,物种丰富度指数(D)对生境变化响应不显著.(4)河岸带土壤pH呈弱碱性,砾石地和芦苇地的全氮、全钾和有机质含量明显高于其他生境,河滩地和沙坑地土壤含水量、全磷含量较低. DCA和RDA结果表明,含水量、全氮和有机质是影响生境群落分布的主要限制因子,而土壤pH是影响植物区系组成分异的最主要条件.综上所述,经生态改造后的河滩地生境为河岸带最适生境类型.(图3表4参27)     

秦岭南坡中段主要森林群落类型划分及环境梯度解释

该研究旨在揭示秦岭大熊猫主要栖息地植物群落分布规律及其与环境的对应关系。在研究区设置2条样带,每条样带各设置40~50个样地,共计93个。通过样地调查,利用双向聚类法(Two-way Clustering Method)、DCA、DCCA对秦岭大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)栖息地森林群落进行数量分类和排序。(1)TWINSPAN将研究区93个样地分成太白红杉(Larix chinensis)、巴山冷杉(Abies fargesii)、铁杉(Tsuga chinensis)、华山松(Pinus armandii)、油松(Pinus tabulaeformi)、锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)等34个群落类型,并通过去趋势对应分析(DCA)对93个样地进行排序,结果表明不同类型样地呈现聚集分布,充分验证了TWINSPAN对群落类型划分的科学性。(2)通过对93个样地除趋势典范对应分析(DCCA)和Monte Carlo显著性检验表明,在分析12个环境因子中,制约秦岭南坡大熊猫栖息地群落类型、植物种分布格局的主要因素是海拔、坡度、速效磷与全磷。海拔、坡度、速效磷和全磷能够很好地解释群落样地及优势种在环境梯度上的分布,同时表现出样方间在种类和环境因子组成上的相似性。     

旅游干扰下五台山不同植被景观区物种多样性特征

利用双向指示种分析方法(Two-way indicator species analysis,TWINSPAN)和6个物种多样性指数,研究了旅游干扰下五台山不同植被景观区物种多样性的特征.结果表明:1)TWINSPAN将所有样地划分为9类植被景观区,从Ⅰ区到Ⅸ区,随着旅游干扰程度的增加,植被景观大致由乔灌草区向灌草区、草本区和居民区方向变化.2)乔木层物种的丰富度和综合多样性随着旅游干扰的减小而趋于增加,但是其均匀度没有表现出明显的规律性.3)灌木层物种的丰富度和综合多样性也随着旅游干扰的减小而趋于增加,至于其均匀度,则呈现出在中度干扰下值最大,干扰很小的地方次之,在重度干扰下则最小.4)草本层物种的丰富度、均匀度和综合多样性指数均在旅游干扰适度的地方达到了最大值,在旅游干扰很小的地方,各种值则次之,在干扰严重的地方为最小.5)从整个植被层物种多样性的角度看,随着旅游干扰程度的减少,物种丰富度指数、均匀度指数和综合多样性指数均呈现趋于增加的趋势.表4参15     

晋西黄土区封禁流域植被群落组成及物种多样性变化

以晋西黄土区蔡家川封禁26年的小流域为研究对象,采用样线调查技术,对其植被群落特征进行了调查.结合1996年的调查资料,对6种生境类型在不同封育年限条件下群落的物种组成变化进行了对比分析,并运用物种多样性指数、均匀度指数以及生态优势度对调查区域群落物种多样性进行了分析.结果表明:随着封育年限的增加,乔木树种的比例有所上升,灌木的比例有所下降,群落中乔灌木物种更为均衡;研究区域群落整体上物种多样性指数、均匀度指数均有显著提高,生态优势度有所下降,群落朝着更为丰富、均匀、稳定的方向发展.