不同空间小尺度下三种类型草地群落的空间异质性研究

发布时间：2020-03-20 13:24

【摘要】：草地生态系统研究中,时间和空间上的变化会对其产生极大的影响。系统中任何现象的变化都与其所在尺度、跨尺度的计算以及同一现象在不同尺度下的变化等问题有非常紧密的联系,研究这些问题是了解和分析草地生态系统的基础。同一现象选在不同的尺度条件下会有不同的空间异质性表现,且不同的尺度变化能够导致空间异质性的上升、下降甚至是消失。以小尺度为基础对客观事物进行探究,会更为详细,微观;相反,以大尺度为基础对客观事物进行探究,会认识的更为全面,更为宏观。很小的空间尺度变化,都可能导致植物群落中物种多样性、丰富度及生物量分布的异质性变化,影响植物种的出现和生长过程,从而影响植物群落的组成和结构。尽管有很多研究均利用小尺度来研究草地群落的空间异质性,但是这些研究几乎是在单一尺度下对草地群落的空间异质性进行分析,而利用数理模型解析方法对不同小尺度下草地群落空间异质性的研究未见报道。本研究以陕西省咸阳市彬县永乐镇高辉村的渭北旱塬区天然草地群落,陕西省咸阳市杨陵区大寨乡彭家底村的长期撂荒草地群落以及林间草地群落3种不同类型的草地群落作为研究对象,运用“二值出现次数调查法”与“幂乘方模型解析法”相结合的研究手段,探讨6种不同空间小尺度下(0.125 m~2,0.25 m~2,0.5 m~2,1 m~2,2 m~2,4 m~2)草地群落的空间异质性。研究结果表明:1、6种空间尺度下3种草地群落的植物种空间分布均与幂乘方模型完全吻合(R~2均大于0.896),且都呈异质性分布;2、草地群落优势植物种的空间异质性程度决定了群落整体空间异质性的大小;3、不同空间尺度下3种草地群落的空间异质性指数与多样性指数的变化趋势一致;4、随着空间尺度的增大,草地群落整体的空间异质性指数先增大后减小,且样方面积为0.25 m~2(0.5 m×0.5 m)时空间异质性指数值达到最大。
【图文】：

样方,面积

0.25 m）的样方，称为最小的 S-样方，然后将相邻的 S-样方依称为 L-样方，即 800 个面积为 0.125 m2（包括 2 个面积为 02的 S-样方）、400 个面积为 0.25 m2（4 个面积为 0.25 m × 0）、200 个面积为 0.5 m2（4 个面积为 0.25 m × 0.5 m = 0.125 m 1 m2（4 个面积为 0.5 m × 0.5 m = 0.25 m2的 S-样方）、50 0.5 m × 1 m = 0.5 m2的 S-样方）和 25 个面积为 4 m2（4 个 S-样方）的 L-样方，共 6 个空间尺度。记录所有 S-样方内“1”，不出现记作“0”，统计得到 6 个空间尺度下 L-样方（图 2-1）。调查时只需记录 S-样方内出现的植物种，然后的出现次数，如果某植物种在 L-样方内的所有 S-样方中都没 S-样方内出现记作 1 次，以此类推（Shiyomi et al., 2001）。有任何破坏性。

空间分布,乘方,对植,空间分布

分别以 xi= log[pi(1-pi)/n]为横坐标，yi= log(vi/n2)为纵坐标作散点图时，yi可以用 xi的回归方程式 yi=α+β xi+εi（α、β 为回归系数，εi为植物种 i 的回归残差）来表示的经验则，回归方程式中，εi为植物种 i 偏离群落整体空间异质性程度的程度，如果植物种的 εi< 0，那么，它就具有比群落整体水平小的空间异质性，相反，如果 εi> 0，就具比群落整体水平大的空间异质性。得到的直线即为幂乘方模型直线，比较物种的空间布是否符合幂乘方模型，首先是看幂乘方模型直线与 y = x 直线的位置关系。图 2-2a 两线完全重合，说明群落整体处于随机分布状态；图 2-2b 中两线相离，且模型直线体在 y = x 直线的上方，意味着群落整体呈团块分布（异质性分布，异质性程度高于机分布）；而图 2-2c 中两线也相离，但模型直线整体在 y = x 直线的下方时，说明群整体呈均匀分布（异质性程度低于随机分布）；图 2-2d,e 中两线相交，这两种情况表群落中的一部分植物种的空间异质性比随机分布的空间异质性强，而另一部分植物种空间异质性则比随机分布的空间异质性小（Madden and Hughes 1995；Shiyomi et 2001）。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S812

【参考文献】