选取的植被覆盖率对整个研究区是否具有典型性

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江汉平原钉螺时空分布特征及其与土地利用的关系研究.pdf 60页
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中国科学院大学
ofChinese ofSciences
University Academy
硕士学位论文
培养单位:
I I IllInl
lIllllIIIHIIII
DistributionCharactersticsof
.Spatio-temporal
On—com—el——a—nia.
andRelationwithLandUsein
Jiangha——nPlain.
ChangBianrong
DissertationSubmittedto
ofChinese ofSciences
University Academy
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Instituteof
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Chinese ofScience
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论文作者签名:彦浩莠指导教师签名:
日期:训心年6月∥日
血吸虫病是一种广泛分布于一些发展中国家且严重危害人类健康的寄生虫
病,而钉螺是血吸虫的唯一中间宿主,其地理分布决定着血吸虫的分布。钉螺的
孳生、繁殖与自然环境因素以及人类的土地利用活动有着密切的关系。准确了解
钉螺的时空分布特征,并从中去发现影响钉螺时空分布特征的环境因素,对于钉
螺扩散的防控、减少血吸虫病的传播有着重要的理论和现实意义。目前,国内外
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宁波地区植被的物种多样性特征研究
y89{9‘12006届磷究生硕士学位沦文学校{弋码:l睨69学 号:Ys03165003攀黎缭茫震擎宁波地区植被的物种多样性特征研究院 专系:巫撞魁堂丕业:生盔堂研究方向:迭复生查燮导师:壬叠坚副熬攮隆硕士研究生:直坚2006年5月完成 摘要宁波魄处我鼠东部,属征热带攀风性气候,其遗带性植被为典型常绿阔盱林。 但由于受到长时间、大强度的人类干扰,宁波地区融前的植被已呈现出大面积退 能的、捩况。本研究遥过对宁波箍区橇被的谲套以及辩现有数据静整糯,试图揭示 该区域内常绿阔叶林及其遐化群落的物种多样性特征,并对两者的多样性特征加 戳对眈。程j篼基磴上通过建立径商蕊函数裤经网络横鍪,戳宁波天童一东钱潮蘧 区为例,对其植被的物种多样性进行模拟。具体结论如下: (1)麸貔耱丰富凌上看,鬻绿溺时棒植被静凌释率鬻度(29.28)装显著蔫予萁 退化群落(23.67,P<0.001),而在几类退化群落中,其物种丰富度由高到低依次为:鬻绿落畸鲻盼混交拣>锋瓣溪交蒋>落辞瓣时移铮时椿>灌熬。由毙可觅和常绿阔叶林结构最为接:i驻的常绿落叶阔叶混交林的物种丰富度是鼹高的,瓶退 纯矮凳严黧约灌瑟瓣落,其掳释丰富度_羹l最低。这说筏夔蓠棱被退纯程度戆麴巅, 其内的物种丰富度是显著下降的。 (2)释一嚣稷关系遣可叛菠浚窭一令捶援类型赘耪耱多撵瞧特薤。透遘对宁渡 地区的常绿阔叶林和退化群落分别进行种一猫积曲线拟合,结果显示两者种一面积熬线的缀佳掇合模型玛灸己ogis瓤模型,蒺耱一溪瑷关系熬表达式分裂为;常绿阔叶林群游:s=1.80退化群落:s=石丽鼢;硒面i孑丽。(3)通过对宁渡蟪区常绿蠲时拣群落及其遐化棼黎的零孛一蕊积曲线避露辩魄, 可以很明鼹地发现,常绿阏叶林内的平均物种数要商于退化群落,鼠随着面积的 增大,其内物种数爨的增女E速度也受快。瓣畦,由予Logistic瞧线的特殊性,即 当调奄面积“很大时,该模型存在一个极限值B,c,因此若假设宁波地区的植被 均为常绿阑时林,则整个地区植被的物静数爨大约碍以达到500秽,嚣若当该区 域内盼植被均发生退化,成为退化群落时,其内所能容纳的稳物物种数量最多只 熊肖363种,两者之间相整137个釉+从菇可以得如与两者物种丰富度对比络果 相似的结论,即:宁波地区常绿阔叶林内的物种多样性状况簧好于此地区内的退化群落,区域内的地带性植被――常绿阉叶棒对于物种多样性的保护较其退化群落其有明照优势。 (4)利用神一面积曲线和妇cl(1“f。,l方法,对宁波地区的鬻绿阔叶林及其遐^f{二 植被的总物种数遗行估计酌结果显泳,两种估计方法所褥的结果相似。同时迸发 现,就整个宁波地区而言,随着对其内植被干扰强度的降低或是植被恢复的进行, 植被的物种丰富度呈现出先增加嚣降低的趋势,而并非当宁波地区的植被龛部为 豢缘润睁拣穗,其内琢狻释数量竣大。 (5)以天童一东钱湖地区为例,利用逐步回归的方法,从9种可能影响该地区 植被物种多样性的因子(海拔、坡度、坡向、用地类型、土层厚度、人类干扰强 度、与垂然禳被瓣距瓷、慰主要_逮萋路载驻离鞭及距凑毒音蹙远近)孛;戆选爨主要 因子,并分析了它们对物种多样性的影响。结果显示,对该区域退化群落物种丰 富度影响较显著的因子主要是:土层厚度和用地类型。其中物种丰富度与土层厚 度璧正裾关,废舞静人工果园、瘸奉|转中藿毂鹣物棒丰謇凌相对另秀类嚣撼类型 要高。当把前述9个因素划分为生境、擐观、人类干扰三大类型后可以发现,它 们对不同类型退化群辫物种丰富度的作用存在一定地差异。其中,影响退化群落 憨俸耱释多群性的因素包括生壤<±盛厚度)和人类干扰(蘑缝类黧);溪证锋 叶林内物釉多样性的影响因子与前者相同;丽对退化的灌丛而富,则主要楚生境 (土层厚度)因素。 (6)诧次依据7审戮予<海拔、缓度、装囱、±瓣厚度、主壤含永清况、岩石裸露状况以及人为于揽强度)所建立的物季中多样性勰F网络预测模拟模型是有其理论根据的。同时,利用实际数据谶行检验后发现,其精确度(误差在±5种/100m2 之阔)氇莛可戳满足甏求静,骈戳该模垄有实际稠蘑静价值。 (7)利用赝建立的R辩F网络对±层厚度降低和人类于扰强度增如这薅种。臆况进 行模拟,结果发现随蓿土层厚度的减小或是人类干扰强度的增大,群落的物种多 样瞧筠呈现出下降豹趋势,但是两者的下降程度又有着嘲显的菠弄,郧:巍土蘑 厚度等级降低时,群落鲍物耱多谨性发生了鬟萋的下降,这与第四章中的蛾究结 果相同;而当人类干扰强度增加时,其物种多样性缀然也有一定程度的下降,但 是并未达劐显著的程溲。关键词:物秽多样瞧,退化群落,霉绿藩哮捧,多元逐步回魉,嚣壤襄羯蛙类型因子,种一面积曲线,径向基函数人工神缀网络Ⅱ AbstractN{ngbO ls lOea|ed ln eas轮mehin鼋,and鞋陡lOngstypicaItO lhe mOnsOOn cl藉nate OfsubIropicaI zone,.协zonal Vegetalion is Slnce 铂e long l籍ne a聃d IntenslveeVerg旧enbroad.IeaVedfom¥t. lhe囊毯manadist珏―泪nce,na黼daysve口etationof Ningbohas presentedmassiveIy degradedsiluation,and|;。r辩硷da黼l捃fnw瓤leh cleg疆畦ecl vege糖羲on cl;s韬b“毫ed鑫¥氆e m鑫轴pa^w鞋hthe EBLF scattered in.After the inVestjgatiOn of VegelatjOn in NingbO and the鑫}滔nge拜_lent醴some exl袋{魏g da掘ln l魏eand compare lhe cha旧cter of species oOmmun|耄less蠢氆e嘲lO秘,轷e ln耋en鑫戳l耄。海Vealof the EBLF and№deg怕deddiVe隅itylhe穗.、,\皓e姻推es穗§llshed疆RBF(Radla}8叠sls F娃n礴O囊¥)artmciaI neu阳l neh^,Ork to佃recast and simuIate lhe tran8format.On of Dlants∞clesdl姻湛≈锨hln弧anlo叼-轻on§《lan l鑫b。转鑫酾纛。霸t囊ese wo噍s,weasreached 7 cOncIusionsfo¨ows:of<{)The¥peclesils degradedrlchn鹊sE8LF《29。28)was¥褥n蕊eanlthe 5hlgher lhan lh象t ofcommunities(23.67,P《0.001).Amongrlehnes¥限nk w鑫s:EVe毽治en Broad-Ieaved and cOn讦erlypesof degrad姆d∞mmun建les,them-xed forest>a删deelduous b羚袁d-lea抛dmi黼df;。rest>0eciduOus that the forest。brOad―Ieaved亘口rest>Con疆br蚕§即est>Shrub.So建cOuldbe∞ncludedspecies richness of EVergreen and deciduOus broad―leaved wh}ch was the most slmlIarasm除dthe E8LE was the hlghest,and the shfub whlchwas the n、osl se“ous degene倍tiOn,张s species rIchnes8 was lhe Iowe8t. Theses re8u托s shOwed thatasthe deg陀e w张h.n伽eOfVegetatlOndegenerat}On decIineagg灌Va螽ng,the嚣pecIesdi、培rsitycommunit№s wouIdsignlficanfly. (2)Specie8-a瞎a糟la村on¥h.pOf One Vegetationcanaiso滗翻ectthe¥pecie¥diver5itycufvecha憎跌ertype。Whenwe竹tted the species―areaof EBLF and址sdeg疆ded∞mmunit皓sin Ningbo,we found that the Logi嚣酊c mOdel was theasbest modeI,the.r exp陀ss}Ons were F。r EB。Ff;o¨Ow8:c。mmun撞;es:s=石j石;;!:;:f百搿;Ⅲ陬转叼穗潮∞暇mun黼:s=而妄}芋;: (3)觚er cOmparingsignI伺cantIythe species.a陀acun,ebet、Il,een EBLF and№deg憎dedcommunities,we found that lhe average number Of species in EBLF was higher than that Of its degraded cOmmunities. 1n the EBLFcOmmunities.wh钉e the a陀a inc陀as_ng,the speed Of adding Of new species was fastel too.Because of theparticularityof Logistic modeI,viz.when theainvestigated a陀a肖ls Very Iarge,the mOdeI haslim北atiOn£|,C,we cOuldcOncIude that if aI|the VegetatiOn within NingbO was EBLF.the whOle number Of species in this怕giOn cOuId陪ach 500,bul if a¨the vegetaliOn wnhin Nin9bO was degraded,the ma×imum number 0f species he陀might OnIy be 363,the disc怕pancy bet、Ⅳeen them was abOul 1 37,which meant that the cOnditiOn Of species diVersfty in EBLF wilhin NingbO was better than lhat Of its degraded cOmmunities.1t was sim¨ar between EBLF consideredasthe陀sult Of comparing Of species richnessand its deg阳dedcOmmunities.COnsequently,it∞uIdinbethal the zonaI VegetatiOn--EBLFNingbO∞uldhOId morespecies than-ts deg旧ded cOmmun川es. (4)V\,e used two methods whicha陀 SAC(species-a悖acun,e)andJackknil.e一1 to estimate the tOtaI species number Of EBLF and its degraded communities.FrOm the estImatiOn悖su|tswe∞uIdcOncIude that they we怕sim¨ar Vvh¨e we asIo found that aIong with the dec怕ase of the disturbanceorintens时ofthe怕coVery of Vegetation in Ningbo,species―chness(SR)ofthe degraded communities was lhe IOwest,but lhe highest SR was nOt p陀Sent in the EBLF cOmmunities, it Occurred atanintermediate stage0fthesuccessiOn. (5)Multiple slepwise怕g怕ssion was used to determine which eleVatiOn.aspecI,slOpe,landusefacto隅(e.g.lype,sOiI depth,human impact inlensity anddlstance to natu陌I vegetation,road and Ofvlllage)a仟ectedlhe species richness Iakedeg阳dedcommunItieswithinTiantong-DOngqianuse陀giOn.Inthedeg阳dedcommunities,the depth of so¨and landtype was the mainpositive cOrreIationf矗clOrs in竹uencing the species richness.VVe aIsO foundabehⅣeen the species diVersily Of degraded cOmmunities and sO¨depth,in abandoned orchard lhe specjesusediVe惜计ywas higher than that of other Iandtypes.The nine in竹uencing factorscan be djvided inlolh怕e gmups,whichinclude habitat faclo阽,landscape eIements and human dlstu巾ance acti、,ities. 80thhab{t帮t穗ctors《soIl depth)andaf砖human cIl嚣turbance specte8 richnes¥actlv疆l尊s(1andin theusetype)signi稍cantindeterminingdegradedcommuni“es and the alOne pl器y毫ncon№rforests.Howeve‘habitat infacto瞎(8蹦I deplh)f.c魏ne¥8 in shnjbhnpo如n{rOlecon捌bu蟊ngsi)ecies0蛰辩m0拜疆海¥,(8)The茂8Fa曛i稔蕊new黼l冉e聿lⅣO墩磷h沁hwa¥l精尊媾韬稻fe∞s耄嚣秘媾嚣imuiatelhe t哺nsformation of pIant 8peciesd.versityw.1hin Tiantong-Dongqian lakeh鑫s琏s采c£嘲emic gist.V镪u嚣静d 7纽eoo湛to e¥穗bli¥h the model,viz.馥lt疆ude, sIope.and aspect,so.1耐depth,cond嘲on of water content,afea of b氇re-rockInte拜s移礴纛珏m鑫辨lm势鑫蠛‘8y酶s羲ng磷瀚p穗蠛怒鑫l纛蠢耄霞,{毛¥瓤铡婚蠢镪at th肆ef沁r whlch w蠹s随溆een±5 specl尊酊1(挎m‘cOu强be ac∞pted,sO the鑫霸鑫爨e mOdel s扣0骓醚be珏se细l溺pr蒜蠛icel(7)When、^,e聩搬lehused the RBF毅rIj啊ciaI neu阳I netI『I,0rk to simuIate the condⅢOnsso鞋#e辫h纛e鼬a¥{ng or;n圭ens耘of莪驻拜豫n畦{s拙恕蘸n{oe e瓣魏毋ncl拜g,媚O∞ur治d,{b瓣nd th摹t臻瓣the¥;冶eles^ehness《ee治鑫霉ed’醪he辩lhese£》0ndl囊On8 but the species golE蠡鬯e牌;毽in露deg井皂e喀燃糟t霾i鹣}e建毛、硪en獭巷so鑫蘸eplh deef黼¥ed,隐dIversity dec陀a端ed signi髓can廿y’whfchw程¥simiIaraslhe懈¥uIt weln搬壮。瓤毫pler毒。Hg谨e、,静‘鹣speeles难}始博犍y蠖{e曝}蟹鑫secl罄n霉lg羲l曩{o嚣秘l移intens附Of hum穗n disturban∞increased、while the豫黟黼喇S:翱e。les蠢lvers豫蠢阁精舀刚∞凇mu隧les,e憾崦糟enuseb∞ad?le氇Ved缸悖st,stepw淑e mu疆}ple洚g潞ss.o‰嚣nVl∞nmental撩nd l藏ndfactOrs.#pecles-area cun,尊,RBF arti罚ciaI neuraI networkV 学位论文独创性声嘤本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果.据我 鬟务,狳支孛毫经注臻gl惩羲褰謇箨,零沦文不寇合冀穗令天邑经发表戏撰写过羲错觉疵幕。 对本曳的研究做出重婺贾献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并袋幂谢意.作者签名:学位论文授权使用声明本人完全了解华东师范犬学有关保留、使用学位论文的规定,学 校煮投保瞽学位论文若鑫蓬寒主管部门藏冀捂定辘辛每送交论文鹣电 子版釉纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少羹复制并允许论 文连入学嫒銎书馆搜奎阚;鸯叙将学位论文憋蠹客鬃入蠢关数撂麾送 行检索。有权将学位论文的标趣和摘要汇编出版。保密的学位论文在 勰密詹适用本规定。学位论文作者签名:豸哮啐日期:型每匹{撇名:蝌日期:弓锄厶上,了 第一章引言1。1研究翻的和意义人类的生存与发展,归校结底,依羧于鑫然界各耱各样救生壤。生物多榉蠛 是人类赖以生存的各种有生命资源的总汇和米来工农业、医药业发展的基础,为 人类提供了食兹、黪源、携瓣等基本嚣求;阉对,生耱多撑搜怼予维捻生态蘩凌 功能、稳定环境具有关键性作用,为众人类带来了难以估价的利益。生物多样性 的存在,装褥人类煮霹戆多方嚣、多释次遮掩续利薅豢至改造这令生狡赣羲戆生 命世界。丧失生物多样性必然引起人类生存与发展的根本危机(陈灵憋,1993)。 i辨2年,联台嚣环壤与发藤大会逶遗静《生物多群瞧公约》、《2l整纪议程》、 《关于森林问题的原则声明》等~系列公约,强调人必要实现可持续的发展,必 须依靠科学技术的避步,减少对自然资源的索取和对生态环境的破环。生物多样 性保护作为世界可持续发展的核心组成部分,正在应用到许多匿家的可持续发展 策略和政策中(舒澳岚,2004)。森林生态系统作为世界上物种多样性最重要的 陆地生态系统类型,对其生物多样性的保护就显得更为重要了。 然而,就世界范围来讲,目前森林的生物多样性融经并正在继续遭受着严燕 鲍威胁,其中的原因既有环竣方压的,也毒生物方西粒,僵最主要的逐是来叁予 人类活动,熄人类不合理的揆源利用方式所导致的(王光美等。2005)。归纳起 来主要毒:(1)对焱拣大夏积豹采伐、火烧、显夔农传,造袋了生态蘸绞受援, 这对原有的生物种类来说是毁灭性的。这种情况在热带雨林地区尤为明显:(2) 生貔瓷源过滚秘震跫等蘩兹释灭绝豹熏要霆素;(3)工监继嚣缄隶耽静发震逵藏 了严重的环境污染,对生物的灭绝起到了加速作用;(4)外来种引进和侵入使生 态系统孛原有静受戮霾夫藏耪;(5)光控翻的旅游也怒影响垒物多样髓静重要闲 素。此外灾难性的环境变化、病虫害的蔓延等也影响潜森林的生物多样性(张众 屯,19势;钱迩倩,1998)。在我国,这些状况弼祥存在。经济的发臌、人口豹 激增,导致人们以前所未有的规模和遮度开发、利用羲身边的自然环蠛和自然资 源,以至于造成森林内动植物栖息地环境发生了恶化、片断能甚至丧失的情况, 从面导致了生物多样性的降低(张峥蝾等,2003)。遴一步具体到本次所研究憋 宁波地区,其地处浙江宁绸平原系端,属溉热带攀风性气候,地带性植被为常绿 阔叶林,它对于维持当地的物种多样性起着举足辍重的作羽。但同样由于上述的 服因,目前宁波土呶区连绵几十平方公里的成熟常缘阖叶转融基本不存在,敬丽代 之的是大面积不同退化程度的次生林、灌越和灌牮丛等(王希华等,2005),这 烂退化群落款物肇孛多样噬特征如德,其主娶影响圈子毒哪魑,殴及与基蔻该地区 内的次生常绿阔叶林群辫在物种多样性特征上有何异同点,这都是我们所关心和 爨特解谈豹闻蔻,嚣为只毒对这垫润题套了较爻逡甥懿认谖,方§%避今嚣麴生耘 多样性保护工作做出正确地指导,最终实现整个社会和自然界的和谐与可持续发鼹。1。2国内外研究进蓑{+2.1群落物种囊毒葶性的研究摄凝 物种多样性(species divershy)是生物多样性(biodiversity)的一种,它是 掇物穆水平上斡囊甥多群惶(马突平,19擘3>。W媛taker(1972)撬裹了三耱多 样性,即:n多样性、p多样性和Y多样性。其中。I多样性是指某个群落或生境 内蘸戆秘夔多榉瞧;§多撵性鄹强溪沿着禁一环境撵度搀释替钱蠹{}程度或邃率、 物种周转率、生物变化速度等,它威映了不同群落间物种组成的差辨(高贤明等, 19粥);y多样瞧是兹两豢静结合,它是攒在一个缝瑾区城内一系捌生壤串耱熬 多样性,亦可被定义为在不同地点的同一炎型生境中,物种的组成随地理区域的 撼僻两改变静程菠(滏占环等,2∞2)。它f『j三者之闻的关系可戳寝示为 芦=上群 (1.1)物种多样性的现状和物种多样性的形成、演化及维持机制等是物种多样性的主要 耢究内褰(钱迩壤等,1994)。物琴孛多样瞧兹大,j、赞不仅仪萼秘静黔数基套美, 遥和各个种的数爨、分布、相互之间的关系有关,因此,物种多样性的测度比较 复杂,舂多秘多榉戆方法(张金魄,1999),其钵戆溅定公式参显麓克孚(19辨) 等的相关文献。 对大尺度上秘释多样襁静分布捂弱及箕成霆襻在着一系弼假说,如:黥匿因 素假说、时间假说、空间异质性假说、竞争假说等(宋永岛,2001),而对于中 小尺度上影晌群落勃种多样性豹主要因素,不同学者褥出的结论也不尽福阏。根2 据对北美大烟山植物群蒋的物种多样性避行研究后缴现,树林和灌从的Ⅱ多样性 疆海拔土秀嚣减诋,在露…海拔建点,刘是在中等求努状况静生境巾,嚣落有最 大的a多样髓,而不是一般认为的最好的湿润生境:稀且许多演替采歹【f中间阶段 群落的d多样性比稳定的预级群落要率富(张金屯,2004)。Auchlair和Go甙1971) 在对兹美萎大潮嚣罄趣区处于不霹演罄除段的森转群落进行研究砖糖出,就飙予 到湿的水分梯度来讲,中艇环境下乔术德物群落的多样性最大,丽憨于干温两个 极端环境下的植物群落,熊多样性逐渐降低;随着滚簪的进行,谯中生环境中, 种阉竞争的绦募往往是优努转过于独蠢炮位,扶两种辩多榉性逐澎下降最终趋于 平衡。在干滋两个极端环蟪内,种酶多榉性先呈现增加的趋势,位随着生境的中 生化,最后又趋下降而达到平衡。co蹦ell根据其在热带雨林的工作,提出了“中 度干扰假说”,认为热带掰棒内的植物瓣落,当其处于大的干扰爱的演替中期阶 段,或是受蚕《频繁或较少瓣轻度干扰瓣情况下,萁耱辩多样性是鼹麓酌(shell群 以,2003)。沈泽吴等(2001)在对贡嘎山东坡植被骥直带谱的物种多样性格局 的分析中指漱,当地气候的垂直梯度和擞境的局部异质性是导致物种多样性格局 交异的主要黼子,并诀菇影璃物释多样靛静主要因子隧着研究尺度不潜瞧会发叟 变化;而Wohlgemuth(1998)在对瑞士国内植被的物种丰富度进行研究后认为, 在区域尺度上环境异质性怒影响物种丰窘度的主要因子。另外,逑肖研究认为: 在一些遗区,多变斡圭氇形、复杂多样静象态琢壤荛物辩翁生存帮繁衍提供了莛好 的环境,这种较大的异质性,使得物种数也随之增加(温远光,1998a)。 总体来餐,以上结论都是基于自然群落而得出的结论,而对于那些退化群落 来说,久粪于撬瑟l戒免影穗携释多撵浚瓣一个重要闲索(cado淞群藤,2002)。 “温和”的、中等频率的干扰,由于能够给群落内物种的周转,以及外部种的侵入提供更好的机会,从而可以使群落保持较高的物种丰富度(sch耐llc“矗,1997;Brow珏疗娃,2004)。焉翳整毫强度、大嚣积瓣森耱※伐纛森转炎灾舞《会破环狻 种多样性(温远光,1998b)。包维楷等(2000)通过对岷江上游大沟流域退化檫栎群落(co州淞由P招r掣^∥f弘叠孵阳郴w”橱妇砌Ⅺ耙口comm.)的研究,认为干扰强波与饕落本零瑟豹魏秘多弹往至受程美,嚣帮摹本携摹孛多样洼歪稻荧。瞧毒磅褒 认为:地势险峻、远离道路和人类居住地的环境,对于物种多样性的维持和保护 较有益(Veach甜缸,2003),也就是小的人为干扰有利于物种多样性的维持。 1.2.2套关物种一面积关系的研究概况 群落中物种数目随样地面积的增加而增加,逡已经成为“植物群落生态学中 为数不多的几个生态学法则之一”(schoener,1976)。丽鼹,萃中一薅积关系也是 猩生态学界长期备受关注的一个问题,已涌现出大量的文献,并且还在不断的增缎(M8y,1975)。蠹从MaeA确w襄粥ls黻翦岛晦生物趣攥学理谂涎生居,秘一面积关系又成为自然保护生物学中决定保护区面积的一个主要原理(wonllem, 1996)。己e举窝st#豁8(19转)谈瓷,相对予纂一茨秘静数嚣,静一覆积关系霹鞋 照好的描述植物群落的物种丰富度。用种一面积曲线还可以外推以估计群落的物糖数曩(器强ge&F{匈孵iek,1993;P嚣犯e“1990;秘C8辩嫩s,l争84;菇eap戚is&LilldemanIl,1978;deCaprariis“以,1976;1981);也可以用种一面积曲线,寒确定群落的最小面积(B越潍an,1999;唐龙等,2005);魄矫,还可戮臻它来描述群落结构(May,1975)和测度干扰对群落的影响效应(Law∞y,1991), 并有多种蕊数被嚣;作种一箍积曲线来粕竣研究(de ea一对ib,1984;曲c嚣prarih猷靠,198l;Connor&McCoy,t979;Gi脚甜越,199l:Buys鲋娃,1994;williams,1995;Miiler&Weigen,1989),不少学者对这麴曲线的拟合及其参数的意义也进行过~些讨论(Leps&Stu嫩,1989;de eap豫riis,1984;de Cap糟疽is,eta1.,198l;Connor&McCoy,1979;Buys甜以,1994;Miller&Weigert,1989)。 随着榉方嚣积(』)戆扩大,撵方内的种类(黝也骧之增鸯鞋,最初增嘉拜缀快,以后逐渐缓慢,这样的一条曲线,叫做种一面积曲线(specie8-a∽a curve)(He 群纛,1996)。Sehei∞r<2003)凝援取撵特薤露分据方法,定义了6类穆一甄稷 曲线(表1―1),并对各种曲线如何度量多榉性的不同方面进行了讨论。他认为这 六耱趋线戆区嗣藏在于箕套不会下降,戳及翔祷魔餐a多稃缝帮§多样注。4 表1.1六类种一1葡积曲线(修改自Sche№r(2003))榭赫l-{s扳哿】葶s of印eIc嚣.8璐o#r张s(e魏魄蠹e越Scki勰f(2瓣3))物静数量增加的原隧主要有鼹方匿:第一,睫麓取样数燕鳇增翔,送劐耩静 的机会就会增加,特别是猩某些种的分布格局呈现非随机分布时,情况更是如此; 第二,取襻嚣积越大,磺突区域熬蓼境异袋性邀越犬,鼓甏瞧裁霹淤容纳受多夔 嫩态位不同的物种(scheiner,2003)。早期的研究者发现多种过程都对种一面积关系畜藤凌麸,铡露P辑哟拄(|9鞠)在其辨褥嚣豹耱一瑟积蘧线藏上发溪存在有3处斜率不同的区域。现代的一些研究人员均强调要注意种一面关系的尺度依赖穗(Ros鞠zwe逗,l擘95;弧i谯aker,2008;Lomolino&融i嫩.'2001)。孙mer等(2005)指出,很多因素都对种一面积关系有影响,而且它们在不同的空间尺 嶷上,掰怒作用煎大,l、氇露差异:(1)不究全取祥。它会人为使得小面积下发现 的物种多样性低于实际值。但是,不完全取样对种一面积关系的影响会随整取样 溺积的递增而减弱,具体的影响尺度要蔽据特定的调查方法,实际存在的物种数 以及物{申丰富度的潜在分布形式丽定。(2)随机取榉。某些时侯它造成的情况类 似于不完企取样,但不同的一点在于,随机取样甚至会在已对研究隧域进彳亍了完 全调查的{毒}见下存在。它对秘一磷积关系救影囔尺痰和蘸嚣相似。(3)最,j、嚣积 效应。许多种都有其生存所需的最小面积(Gurd et a1.,2001)。很多研究都证明了物弹戆最小露积霉求对物穆多榉瞧帮秘露积关系豹影嚷(&鹣rs黻&A氍瓣, 1986;Bolger cta1.,199l;Edcnius&sjoberg,1997)。各种理论(Lom01ino,2000)和实验工作(Lomolino畿wjiser,2001)都表明程多个种的背景下,最小筒积效 废会使得所得的葺巾一面积曲线成为“s”形。然而,最小蕊积效应对种一麟积关系的影响也只是主要局限于小尺度范围内。(4)生境的异质性。’啊1li锄s(1964)认为生竣器质性勰可以鳞释物秽数莘爨嚣积的关系了,因为较大熬嚣援叁然镀旗更 多的生境,而不同的种需薅不同的生境,那么面积越大则所能容纳的种也就越大了。生壤舞馕牲觚届部尺发裂区域尺度均窿在,艨熬它对耱一瑟弦荧系戆影嚷莛围相对其他因素鼹最广的。(5)进化的独立性。该因素只肖在大尺度上才会对种 一瑟耪关系造残澎昀,毽玄会翻嚣生夔异瘊经在嚣域足度上对释一覆获关系熬影 响。(6)岛屿生物地理学的平衡理论。它对种一面积关系的影响主要集中在中等 足度。 1.2.3利用神经网络模型进行预测的研究概况 褥经阚络系统理论韵发展,鼗1943年心理学家McculIoch和数学家p轻ts提 出神经元生物学模型(简称M.P模型)以来,至今已经有50多年的历史(飞思科技产品研发中心,2005)。人工神经网络(Ani舭ialNeuralN娟vork,触蝌),怒一个具有高度非线性的超大规横连续时间费力系统,是魏大量被褥为{孛缀元的 简单信息单元广泛互连而彤成的网络。它越在现代生物学研究人脑组织所取得的 成果基础上提出寒躲,用予模拟人类大脑狰经网络结褪和露戈(徐建华,2∞2)。 网络中每一个神缀元从邻近它的其他神经元接受信息,也向邻近于该神经元的其 德静经露发出售惑。整个耀终的攘塞处鬻是逯遵季枣经元之阕夔据豢终爨采完残 的。知识与信息的存储表现为神经元相互问分布式的物理联系,网络的学习和识 剿决定予备耱经霖连接投豹动态演让过程。人工神经网络爨楚理输入量与输窿量 之间全局性非线性映射关系的一种分析方法。假设输入量与输出量之间的映射关 繇为F,入工李宰经网络可潋籍调练样本静输入、输融转记为菲线性优纯,邋过对 简单非线性函数的复合来实现F的晟佳逼近。人工神经网络方法具肖独特的信息 簸理麓力籽解算镌力。在数学本璜上,菲线性神经冠构成晌网络属予菲线性动力 系统,它具有很强的自学习能力和对环境的适应能力;从皮用对象瓣,人工害申经 阏络擅长于处理知识背景不很清楚的、模糊的、随机的大道量信息;从求解目标 蛰,它致力于搜索≈}精确的满意鹪,面放弃目标群的高度糖酸性,嚣丽有效地提 商了问题求解的效率和实隧解算问题的髓力。而且人工神经网络方法相对较易实璇(翟元跫《舔,20驰)。敷予箕具剪叠缀缓、自学骂稻对输入数据的冗余骞镄特性,在趋势分褥、模式识剐莓方毯汪褥到了广泛应耀(杨盒标,1982),其竣突 出的特点梅于,任何能用传统的统计方法解决的问蹶。用神经网络披术能处理的 更好、更璇礁、曼懿学(惑璀铡,1992)。Lelll(8(2005)利塌池P释经溉络辩捷克髂半蠡然荤瓣,共计4186个祥熹逃行了檀物游落豹分类,发现其攘对一般愆数量分类方法具毒~定蛉优努。 Br{。sse等(1999)剃用多屡裁馈神缀网络,冀寸法国磷南部的parelo脚潮中鱼浆的 率霪蠹嚣空滴分布演嚣避行了评徐,缩聚发瑷穗魄转统静霞爨方法,萁难疆强要 明恳高于艏前。国内也出现了许多将人工神经网络技术成功地应用于环境和擞态 系统磅究熬黎秘。铡麴,遮瑙人工耱经瓣络技术孛麴邀囱簧撵蠡数游债瀑港麴营葬袄态(声文喜耧筏廷袋,1999);建立黼F入工毒枣羟瓣络模鍪并将装霞子壹|鏊下隶位的动态鞭溺(扬建强耨箩先香,2∞1):针对舀前求菔练合评价中常规方法存在的问题,提出了径向基嫡数网络模溅(简记为R辩F.m嫩)并姆其用于对城廖繇凌震豢邋行练台译赞(鼙宗搂窝裂繁,19擎7);遴过载黎薅选好耱必羲溅爨 嚣的各项条骼、有效规贝4糊相关研究的缀验,建立了姻应的数据库和人工神缀网 络模型,可以实现利用机器智能代耱入燃行林火预测(黎谫华等,2001);通过 天王襻跫瓣络技术黠落时满辞裤产鬟避抒骥涟说爨了弛技零瓣逮瓣潜力(淹臻受 等,1999)。柴海燕(2003)在对暖温带辽东栋林的物种多样性进行研究时,采 越了径囱綦瓣数人互毒枣经潮络模型援零建立姥秘对嫩荧系。娥选择拔懿、毒瓿蒺、±壤厚度、黼毽、海羧裹囊、缓蒺、人为予撬强痿、磐磊裸露获掇疑±壤蠢黎率,这9个翻予{箬必摸銎黪输入量,遥道瓣络瓣掌港、堋练鼗谯豫,提裹隧络翡 识别能力,根据已知样地数据预测米知样地数据,从晰计算出该区域生物多样性 掺鼗夔连续分蠢溃撬,褰蕊鹣反密潼梭译後淼嚣魏实隧默卷。总而言之,虽然人工神经网络与真砸的生物神缀嘲络有差别,僚由于它汲取 了生耪神缀网络静部分优点,霞魏其有一些弱有的将靛(飞聪科技产晶研发中心,2905)。(1)^予蝌在缩构上与目前的计算梳本质不同,它楚由很多小的处理单元互艄连接两成螅,每个处理举元的功能簿攀,但大量麓鹧的处理单元懿体熬、辩行乍 的活动得到预期的识别、计算的结果, 具有较快的速度。 (2)A卜nf具有非常强的容错性, 即局部的或部分的神经元损坏后,不会对 全局的活动造成很大的影响。 (3)A1、N记忆的信息是储存在神经元之间的连接权值上,从单个的权值中 看不出存储信息的内容,因而是分布式的存储方式。 (4)A,Ⅲ的学习功能十分强大,它的连接权值和连接的结构都是可以通过 学习得到的。1.3研究的主要内容本次研究以宁波地区的现存植被为主要对象,主要从以下三个方面来分析该 地区植被的物种多样性特征: (1)宁波地区退化植被的物种多样性特征及其种一面积曲线的拟合和评价,并 以天童一东钱湖地区为例研究其多样性的影响因子; (2)宁波地区常绿阔叶林及其退化群落物种多样性和种一面积曲线特征的比较;(3)宁波地区植被物种多样性指数的神经网络预测和模拟――以天童一东钱湖地区为例。 第二章研究区域概况及研究技术路线2.1研究区域囱然概况+宁波位于中黧大睦海疼线中段,濒江宁绍平爨东端,朝衷经120。5 5.至122 。16’,北纬28。51’至304 33’。东有舟山群岛为天然屏障,北濒杭州湾,西 搂绥兴露,南l疆三门湾,劳与台熊枣挺连。全毒戆霞积多3酪平方公里,箕中毒 区面积为1033平方公里。其境内宵四明山和天台山两支主要山脉。此外,宁波 滋是溪滚雀A大承系之一,凌肉蠢余魏江、奉傀巍、爰江簿海滚,承资滚事塞。 宁波有漫长的海岸线,港湾曲折,岛屿星罗棋布。全市海域总面积为9758平方 公里,牟缝总长为1562公里,箕中大陆簿缝为788公里,勰泻岸线为7了4公里, 占浙江省海岸线的三分之一。全市共有大小岛屿531个,顾积524。07平方公里。 2.{.1气候特征 宁波属亚热带季风气候。气候温和湿润,四拳分明,雨量充沛,冬夏攀风交 替明显。宁波多年平均气温16.3℃,7月最热,1月最冷,极端最黼气温39℃, 商温天气是北部多南部少、内陆多沿海少;极端最低气温.1l,l℃,低温天数不多, 稳定通过lO℃的初日是3月底,终日为11月下旬来,持续天数约肖237天,平 均积湿5l∞℃左农。山区与平愿捆毙积溢器少l∞O℃左卷。 宁波雾年平均降水量在1400瘫米左右,山地丘陵一般蒙比平原多三成发右; 生要藤零穗现在3~5月懿8~9羹,属湿濑、半澄滤区,送城分毒上l£部毙瘴邦 相对干燥。该地区年平均目照1900多小时。由于地域跨度有近1.5个纬度,所 激在区域分毒上怒j£多蔫少;瑟瑟都由嚣邀于云雾较多,平均要毙警藤少一裁子。 2.1.2地貌特征 宁滚魏楚游客低出丘羧东j£都,四萌酊缭亘谣托,尽予杭翔湾,天台出迤逦 南东,潜于东海,成箕形地势,南陋向北农倾斜。海岸曲折,港湾纵深。 境肉东托部和中部系宁绍冲襁平原,低山丘羧阊有小块河谷平源。根据缝貌 成因,主爱分为堆积平原和剥蚀平原两种类型。堆积平原规模大,地势低,有第 朗纪沉积。剥蚀平原规模小,地势高,长期处于风化剥蚀台地,无第四纪沉积。’自然概况部分参照宁波市地方志编纂委员套(1995)宁波市志。争 堆积平原主要分布在中部、北部和港湾两岸,面积占陆域总面积的48。58%,地 磷平坦,水网发育,间有艇陵,海拔高程大多2到10米。按地貌成因,堆积平 原分海积、湖沼积、冲积湖积、洪积冲积诸平原。海积平原主要分布在三北乎原、 宁波平原,及象山港、三门湾沿岸滨海地带。湖泓积平原主要分布在甬江两岸、 势8江中下游。冲积溯积平殿主要分蠢在奉化江下游鞭岸。淤积平原主要分毒在由 麓、谷口,如宁海城关镇jb、余姚良弄。舆型的堆积平原主要有:宁波平原、三 jE平原、余势§乎联稠港湾小平爨。剿毽平麟分专予众魏疆囊、宁海中颦,鸯众热 丁家畈平原、余姚新宅、宁海道士桥、大岗头等平甄。 宁波壤悫逮势费瑶毫菇彖jl缓漫矮瓣,器有铀裁褥蠡睬麴支辣天台出纛巍饔 山,四明山自西北向入境,蜿蜒于余姚、豢化、慈溪南部、鄞县西部和江北区、 镇海区托帮,呈遗蠢梵走尚,最蔫蝾青虎湾岗,海拔979米。天台出壶西南囱入 境,逶迤于宁海、象山、鄞县东南部和北仑区,潜入海中,足北东走向,最高峰 舞山蟹背尖,海拔954米。总俸采滑,天台由和圈嘲山呈觋浅于南东、西jE两翼 钳夹宁波平原之势。海拔500米以上,1000米以下山地,主要分勰在西南部, 郎宁海、奉化、鄞州区西部和余魏南部,低予海拔500米的丘陵,主要分布在南 部宁海、象山,畚部象山港沿岸,及北部姚江两岸。 2.1.3土壤特征 宁波圭|煞处红壤地带jE缘,主要_±壤类篓毒:滨海盐±、潮±、痰稻土、红壤 土、黄壤土、粗骨土等。幽于地形高差1000米左有,土壤豳平原的滨海盐土、 瀚主、东援±,潺邂渡至点陵羝出戆经壤、黄壤。簌遮貌形泰主要分毒在鞋下四 个区域。 (1)滨海乎器区,±壤类澄毒滨海整主、潮±、赣积±嚣承稻±,主要分布j£ 音口杭州湾南岸、东南部象山港两侧和三门湾北岸。 (2)永隧平蘸区,承稻主为主,少量漱±,分布中部余魏、鄞斓嚣、奉纯薅区 域。 (3)河谷魏区,旃薪积±、潮土帮水稻土,分布姚江上游照弄,豢化江上游樟 溪、琰江、县江和象山港三门湾白溪、凫瀵诸谷地,及古河谷宁海城北盆地。 (4)丘陵山姥区,有红黄壤、黄壤土、藕骨土、紫色土和水稻土,主要分布东 部,西南部丘陵山区,山谷多红黄壤,东郝海拔550米以上、嚣裁部海拔6强lO 米以上低山缓坡和台地多黄壤土,陡坡地段多粗骨土。2。2磺瓷区域糠被摄凝宁波地区植被属中亚热带常绿阔叶林北部亚地带,浙闽山丘甜槠、木荷林区。 历史上森辚植被茂密,毽舞于解放藏近吾车豢邃攘残,螽又复受破坏,簧疆嚣兹 原始植被常绿阔叶林已几乎绝迹,代之以针叶林、灌丛等次生植被及人工植被类 黧,丙饺存豹天然森林也多呈孤岛狡散布予较编僻豹丘陵出遮,傈存较完好静森 林群落主要有:天童森林公园、四明山森林公园、瑞岩寺、南溪、双峰、百鱼塘 等森林公园,另外东钱潮、溪口等风景名胜区外潮分布少擞较完好的森林耕落。 努外,境内几大水库周围的森林檬被也保存较好,如;白溪水库、横山水艨、皎 口水库、亭下水库、四晴潮等主要饮用水源保护送。现存植被可分为针叶林、阔 叶林、竹林、灌热、草丛筹5个被技类型缀。其中针时林怒主要攮拨类型,广东 于中低山、丘陵山她;阔叶林是典型的地带性植被类型,主器分布在宁海、北仑、 郄燃等撼;灌丛默壳斗科、胡封&秘、桂黪筏秘、金缕梅辩灸主,荤挞跌芒孳、皇 茅为主。 本磺硬突中,对退仡辩落分类戆器剩楚:首先校据生态,}貌蠲分大类,然磊 依据群落物种组成划分更详细的群落类型。通过对宁波市鄞州区的灭童一求钱湖 圭|鏊区+,宁海县,祭由县戮及奉纯静溪墨秘蓑赞等缝魏植被进行谖焱,我销馥生 态外貌上把该区域内的退化植被划分为灌丛、针叶林、针阔混交林以及阔叶林,然爱莆j弼Tw王Ns黻N迸霉予进一步鲻分。群落的命名采雳主骚(优势)植物帮群落的主体,放在后顾:辅助(次优势或区别)植物放在前面,中间用“一”连接的 命名方法(宋永赘。2001)。 最终,我们将宁波蟪晦的植被分为溺叶林、钟闻混交拣、针叶栋和滋丛4 大类,共计34个群落类溅。对于阔叶林,进而按照其群藩中的优势种是常绿树 还是落叶树,将它们进一步分为:零绿阉时袜、落时耀时林积常绿游时阉盱混交 林三类。’该区域植被调查工作内严晓(2003)完成 2.2,1次生常绿湖叶林 (1)苦槠一木荷群落 苦糙一木荷群落主要分布在守波鄞州区的天爨一东钱湖地区和奉化,程象山 鼹也有零星分布。此群落在历史上曾遭受过强度较大的人为砍伐,是在砍伐强度 逐溉减弱匿逐澈形成的,甄以其囊要是遴过萌枝选~方式形成的。它鼓海拔50一400m范围内均有分布,群落内土壤条件及水温条件一般。土壤类型主要为壤屣移骖鹱红壤,主层厚度不一。这类群落多分套予藤坡,坡度在15 4―304之间。(2)红麓群落红楠群落主要分布在宁波鄞州区的天意一东钱湖地区。和苦槠一木荷群落相 纭,宅在掰变上氇经受遘较大强度豹人为欲镘,主甏是逶邀植物葫枝方式形成豹。 该群落主骚位于30一180 m的中低山区域,群落内土壤条件及水漫条件都相对较 好。土壤类壅主黉为壤璜和砂质数壤,土艨较厚,阴缓和阳玻均有分布,坡度在15。一30。之间。(3)本衙一石栎一青冈群落 木穗一石栎一青冈群落主要分布于宁海帮奉他地区。该群落是在受到曼£一定 强度的干扰后,经自然恢复形成。此群落类型多分布在中低山区的阳坡或半阳坡, 撩蔚海拔蟪区,坡度较缓。群落内有部分滏石裸鼹,±层£I较薄。 (4)红楠一甜槠群落短穗一爨糖瓣落主要分毒在守海县。该嚣落类婆暖受人类予挠较少,瓣落蠹物种组成较为丰寓。此类型分布的海拔较高,一般均在360―470 m之间,且多 分毒在鬻缓。鬓藩内载±震多鼗铰薄,缓发在15。一4e。之瀚。 (5)香樟群落 香捧辩落主装分布于宁渡鄞弼区静天霆一东钱湖趣区,其新受的人为干貔强 度极大,林下植被以前被清理过,而群落中的大部分香樟为人工栽种的。本群落 多分布予入们常劐的远方,如:出玻中部及基部,海拔在30__200 m左右,该类 型棒地中的土壤质地及水滠条件也比较好,较为月巴沃,多怒壤质红壤。该群落在 黼坡和阳城均有分布,坡度在15。一25。之间。 2.2,2常缧落叶潮畦混交林 (6)白椽一枫香一石栎群落 自椽一枫香一石栎群落主要分布于宁海县,在奉纯的黄贤地诞也有少藁分布。此群落曾经受过较大强度的人为干扰,土层较薄,多便于海拔70一200 m斡 中低山的阳坡。坡度在20。一35。之间。2,2.3落黠阔时拣 (7)枫番一化香群落 摄骜一化香群蓼主要分毒手宁渡枣娄媸医天羹一东钱濒逑区帮奉诧。该群落 曾有过强度较大的砍伐,样地内依然残留部分根桩,除少数树种,如:枫番、化 褥、毫拣等是毒耱技影藏终,大郡分挺释怒实生萤。餮落内土壤魄较干燥,±覆较差,多为砂质红壤,分布于向阳坡,城度范围在15。一35。之间。(8)由麓搬一穰蠢群落 山胡椒一枫释群落主耍分布狂象山地区,宁海县也有零星分布。该群落受人 类于抗较大,箕肉结构眈较凌乱。此类型分布在中商海拔越域,且多在阳坡分布, 坡度较缓。群落生境较羞,有少缴碎石,土层比较薄。 (9)朴树一榔榆群落朴树一榔榆群落主要分布在宁波市鄞州区天童一东钱湖地区,焚形成与人类开垦山地褥关。人们在对山地进行开垦利用后,可能由于土壤地力下降,从而被 麓弃,此露便在这些地点形成了群落。本瓣落全部跫实生蘸,露且出逮仍然绦鐾 糟人类利用的痕迹。本群落在娅热带地区分布相当广泛,常见于山的基部或小的 由丘。该群落走豹±壤£基力霹§&较蒺,恧英链条譬#舞l耀瓣羧努,多灸壤痰熬壤。其多分布于海拔20一50 m的向阳坡面,城度为10。一15。左右。2,2.4镑翊混交孝零 (10)术衙一马尾松群落 本蔫一马尾松群落主要分布予宁波毒郄娜区灭蠢一末钱潮遣送。其多为人为 砍伐后形成的,但之后所受的人为干扰相对较小。本群落分布于山的中部和纂部, 海拔为30―3∞m,土壤条件鞍羞,大多楚砂质红壤,比较干燥贫瘠,凋落物厚 约3―5 cm左右,其在不同的坡向均有分帮,坡度在15。―40。之间。 (11)苦槠一马遐松群落 苦楗一马尾松群落主要分布在宁波意辩州区天囊一零钱潮地区帮奉德戆黄 爨区域,在宁海瞧鸯部分努森。该群落多必人梵谈谯后形戏瓣,绝大罄分分嚣在 海援{70 m以下酌低山池匿的霭缓,群落蠢有较多岩石裸霰,土麓较薄。渡艘为 5。~304。 (12)糗香一马惩松辩落 撬褥一马霆松嚣落主要努布予宁渡蒂懿鲻嚣天蜜一寒钱潮娥嚣、宁海墓,在 象山县带口奉化的溪口地区也有少凝分布。该群落所受的人为干扰强度一般,玛尾 松较稳巯,株嚣遴隽瞧强,主要澎嶷生莹影纛。这一嚣落多分稚予出戆墓部,稀中舔,海拔2卜300m。群落内土壤比较干燥贫瘸,为砂质赶壤,缁移含量较高,窍卷嚣襟霪,爨辫耘蓐终l一3 e擞。该类瓣落巷鼯寝分寿较多,黧缓遣有分密,假较少,坡度为15。一30。。 (13)氛糠一骂蓬裣群落红梢一马尾松群薄主疆分布予宁海地区,其内所受人为干扰较少,土层较薄, 物种缎艘比较丰鬻。姥群落所处海拔较意,在3能一418 m之阍,壤商向粥,壤嶷为5。―40。。(14)天墼桂一妁尾松群落 天然姥一马熙松醛落也主要分布在宁海地箧,和经楼一舄尾松麟落的髓况挺 辍,萁斑鬟:来受强遵太大鹣人类予援,匏耱缝藏缮李富。鼗群藩飘海拔289~422 微部有分农,但多集中于360 m发右豹肉鞭坡鬻上,坡度凌409麦右。 (15)树参一马熊松群落 擗参一骂蓬掇释藩主要分鸯予奉证戆溪墨蟪送,虽努鸯鞍广。嚣蓁鑫堂壤条 件较好,撼本无岩石裸嚣,土壤目巴沃,且含水量较大。此群落从海拔235―400 穆有分糍,多数分蛮予粥缓,在掰皱瞧毒少量势秣,踱度在10。―唾5。之辩。 (】6)蒡巢一马遥较群落 茅聚一骂露稔群落主鼗分蠢予拳纯遗嚣。j敞群藩受委过~窥酶天类干扰,箕 内生境~般,有较多辫石裸露,在72一150m的低山区域的阳皱上鞍为常见,所m蕊斡缓疲较缓,套5。一臻。之霹。(17)构树一朴树~玛尾松群落 构树一补树一马鼹松群落主燮分布于宁波市酆州区天堂一东钱湖地区。凝内 人建乎貔强褰极大,棒下经霉被涛骥,故邋诧骥象{器严重,嚣矮不整齐,养零层14 树种多为实生苗形成。此群落多分布于山的中部以下,海拔30―100m的区域。 群落内土壤条件麓,比较千燥贫瘠,主要为砂质筑壤,砂粒含量较高,且砂粒较 大,土鼷中散布~些石块,群落多分布于赶阳面,阴坡媳毒零星分布,坡度15。―_25。。2+2.5铹时林 2.2.5.1玛尾松林 (|8)撩本一骂鼹橙嚣荣 橙术一马尾松群落在宁波市酆州区天赢一东钱湖地区、奉化以及象山城区都 裔分布。貌群落在历变上一般都蠢过强度较丈静欲伐或其德方式瓣于魏。之螽, 熊中一部分所受的人为干扰仍然较大,但大部分经受的人为干扰减弱,此群落多 怒由实生蕴形成。群落多分布于中由区域,海拔一般在9耻弓40m左右,大部分 样地内的土壤质嫩较差,比较干燥贫瘠,多为砂质红壤,极少部分为壤质红壤,澜落耪鼯麴l一3 cm,多为松针,群落一般分布予向阳坡,坡度在lO。―噜O。之间。(19)械香一马慝松群落 枫眷一马尾松群落主臻分布于宁波枣郑州区天童一末钱湖地区。群落棒冠层 遮光性极强,林下光线比较充裕,群落内码尾松较高大稀疏,树龄较大,下有化 褥、撅霉形成的瀵层,马鼹捡棼下残存毒较大的掇霉棂桩,越婺落缝大多数是由裳生苗形成的;群落的分布海拔通常在45―240 m之间,群落内土壤干燥贫瘠, 壤建较差,主要灸砂震鲢壤,尼乎全蘩分鑫于匙鞭缓,坡嶷15。一306。(20)石栎一术荷一马尾松群落 石掇一本蕊一骂蓬松群落遣主要在宁波毒鄞鲻医天耋一东钱潮逡区分布。魏 群落历史上曾受过高强度的人为干扰,此后又有过不间断的砍伐,但干扰强度较 小,香静裤下有j篷清理臻象,其中豹末蘅多为萌生,忿群藩嶷型静分布范围较广。 群落分布海拔多在80__240m之间,土壤一般比较干燥,壤质和砂膜土壤上均有 分布,盈多见于嗣被,少数分布于阴玻,坡度154―40。。 (21)香樟一楝树一马尾松群落 香樟一楝树一马尾松群落在宁波市鄞州区天童一东钱湖地区宥分布。冀在历 史上通常毒过大的渍理,两且后采瞧有过频繁魄人为清理现象,其拣冠层遮光性 较强,马尾松树龄偏大,更新比较羞,林下灌木主骥是实生苗。群落内土壤条件 很差,土壤干燥贫瘠,并分布有一些大的砾石,细砂含量极高,为砂质红壤。群 落分布范围比较广,在海拔35―-480m均裙分布,不同的坡向邦可以发现该类型,坡度通常在10。一30。之间。(22)出攫一马熙松饕落 山横一马尾松群落主隳分布襁宁波市郊州区天童一东钱湖地区。它所受的人 梵予技楗怼较小,毽经受戆塞然干糖较大,鼹风铡本子撬餐,蕻下臻魏较必凌惑。 群落中的土壤为砂质红壤,水湿条件相对较好,多分布于450―500 m之间,坡 发在2e6―25。之闻。 2.2.5.2杉木林 魏淡调查静移本蒋,主要分窍予天童邋区,羹均是由入工栽培丽形成的。 (23)杉木群落 杉本群落内稀下经常被清理,且赉子堍域阻断,旁边没有地带性常绿阔叶林 群落,所以该群落的更新极差,呈现极度遐化状态。该群落常见于人们容易到达,土壤比较湿润肥烨的地方,壤质为红壤,可分布于不同的坡向,坡度在15。一204之闻。 (24)赤杨叶一杉木群落 由予券杨叶一够本群罄近邻成熟匏常缳阕嚏拣,蹶鞋茭物嚣在缀或上鞠对更 接近于常绿阔叶林。由于它是人工用材林,林下经常被人工清理,群落内大都是 实生萤。该群落多冕于±壤条传缀好,}§较肥零澎浞懿嚣域,±壤隽壤囊黩壤, 分布海拔在150一250m之间,在向阳坡面上较为多见,坡度15 6―20。。 2.2。6灌箍 (25)横术一自橼群落 栏未一自拣群落广寄予宁波镪鄯臻区天童一系钱潮魏诞。该群落在形藏蓊有 过强度极大的清理,通常麒乔木及灌木都被皆伐过,由于缺少地带性种类,所以 受新较差。群落内的土壤条件较蓑,比较干燥贫瘠,多为砂质红壤,有些则是岩 鞭裸露,常见于向阳坡面。其多分布于中山,海拔为160―300 m,坡度20。一40。。<26)青网一木穗群落 青冈一术荷群落的形成与人类干扰频率相关,举群落多是以荫枝方式形成 魏,在宁波豢鄯燃嚣天蠢一东钱瀑逸嚣分毒蓬嚣较广。其在海拔6秒q20 m都套 分布,群落内土壤以砂质壤质红壤为主,土壤含水量变亿不一,大部分分布在向 阳坡,阴坡分布较少,坡度15。一40。。 (27)鸟饭一翻引出砜群藩 乌饭一四川山矾群落所受入为干扰较小,多为戳实生苗形成的群落,主要分布于宁波市郊州区天童一东钱湖地区。本群落分布磁海拔15―260m的中低山,±壤条件较茇,干燥贫疼,多为i莎质缎壤,可分布予不阉粒跛向。多数为阳坡, 少数在阴皱,坡度156―00。。 (28)野桐一黄檀群落 野桐一黄檀囊落是幽±地利用方式改变后弃荒形成的,它广布予宁波市鄞州区天童一东钱湖地区。这一群落努布海拔在40―480 m之闻。萁魂翰土壤条件较差,干燥贫瘠,多为砂质觊壤,可分布于不同的坡向。多数为阳坡,少数在阴坡,坡度5。一35。。(29)箬钓‘一亿香群落 箬竹一化香群落在历史上则有过较大的人为干扰,是由实生荫形成的群落, 在主要分布区宁波市鄞州区天童一东钱濒地区的分布范围也不太广泛。该群落分 布的海拔蒸零在5铲一50 m之阀,±壤祭舞较差,予澡贫痔,多蕊砂蕨荭壤,罄 分样地内逐肖裸露岩石。该群落类型参见于阳坡,坡度15。一30。。 (30)四川山矾一赤楠群落 霆川由虢一蠢璃嚣藩主要分毒在蒙睡芸境内,该群落分布鹣海拔在lO一25m之间,坡度为5。一30。。(31)鸡觑藤一化香群落 鸡盘蘩~像香饕落爨主要分表在象内罢壤雨,掰娃海菝毫度程|5―30 m之 间,多分布予阳坡,坡度在5。一304之间。 (32)马尾松一白花龙群落 马尾较一鑫茬燕嚣罄主要分毒在宁海嚣奉稼魏焚爨遣医,该秘落主要努毒亵海拔3l一87 m之间,在海拔490 m左崧也有少量分布,它多出现于阳坡及半阴坡,坡度在5。―20。之间。17 (33)柃术一木稽群落 柃术一木荷群落也主疆分布农象山县境内,为宁波沿海地区的典型灌熬类型 之~。该群落所处海拔商度在30―120 m之间,多分布于半阴坡区域,坡度在 15。一35。之间。 (34)石橡一毒翔群落 石栎一青冈群落主要分布在宁海县境内,该群落主要分布在170 m左右的中低l主{懿半弱缓遗嚣,坡度在25。一354之阙。2.3研究的技术路线本顼磺究的技术路线详见图2,l。图2-l本项研究的技术路线困邋2-l强。挺chnology∞8妇印。翔热氍鼯a耐i 第三章宁波地区退化植被的物种多样性植物群落的物种多榉缝(往往指种的多样性)作为生态系统多样性蕞赢接和 最易于观察研究的一个层次,一囊受到重视。过去对植物群落多样性的研究多集 中在自然生态系统方面,但是随着人们对离然资源不断开发利用,越来越多的生 态系统发生了退化。退化生态系统在结构瓤功能方面与自然生态系统相比都发生 了改变(陈灵芝等,1995)。贺金生等(1998)在对长江三峡地区常绿阔叶林退 化群落的物秘多栉性特援研究蜃搬出,从辩落鲍物罩孛丰富度来看,当攮的邀纯撞 被类型马尾松一检皮栎混交林、脊冈一栓皮栎混交林的丰富度远邋大于针叶林、 落哮阚时抟和其遮带性类型(P<0.001)。在赞时抟孛,分奄在拳分、主壤象箨较 好生境下的杉木林丰富度较高,而灌丛的物种多样性远远低于森林类型。热带雨 拣遗区戆。凑凝毽与之类钕,鼓热带褥棒交为天王生态系统,萁群蔫牵鑫冬撞秘耪耪 绝大多数消失,如在橡胶园戚茶园,除了栽培的作物成为单优势种外,其他的仅 楚~些杂革释一垫乔灌本鹃幼嫠藏残留秘耱静萌生茁。在刃耪灭静麴撩荒魏掰形成以飞机革(凸驴咖,f“搠。湘阳f删)为优势的群落,虽然它们的物种随演替的发麓两增黧,餐由予缺乏多样静生态位,瓢丽使释类都很少,并且萁中绝大多数是 先锋树种和阳性的杂草,缺乏热带雨林的成分(许再富等,1996)。 本章中我们以宁波地嚣的退化植被为研究对象,试图从物种丰寓度和种一面 积曲线两个方面对其物种多样性邀幸亍探|寸,同时}E较各个邋化植被炎型之闻的多 样性,以期对宁波地区退化植被整体的物种丰富度特征有~个较为清晰和系统的 认识。3。{臻究方法3.1.1样地调查 奉项研究中t共调查了宁波穗区248个返纯植物群落,从生态外貌上,主要 W划分为阈叶林、针阔混交林、针叶林和灌丛,其中,阔时拣又可纲分为常绿落 叶阔叶混交林和落叶阔叶林。调查选取的样地面积为10m×10m。调查时,按Br∽n.B妇lquet多燕度综合级分别记录样城中乔本鼷、灌本震帮蕈本层檀物秘熬 数量。所调查的遐化群落可分为29个群落类型,舆体的群落分布簿信息详见第 =章中相关内容。 3.1。2榉方处理 依照Schc.mer(2003)提出的6类种一面积曲线及其种一面积麴线构建方法, 本项研究中豹穆一面积鼗线主要怒基于计葵绘定麓积内熬平均多攒蛙嚣建交,且 不考虑各个样方之间的空间关系。基藏PC.ORD(Mee挂魏e&酝。懿《,1997)蠲E鲢i爨g埝S(eolwell,19孵)这两款软件都提供有关种一面积的计算,本项研究中采用PC-ORD软件对宁波 壹|羹区遥纯接狡静静一嚣辍篾系避孬计算。3.13物种多样?陡测度 霜秘稀丰富袭来表达翰释多榉性较为赢观、篱荦,所班采用它作兔测瘐多样憔的指标。物种丰富度用单位面积的物种数表示(即物种密度),单位为:物种 ,1∞玳2(马克平,1994),公式如下:段=三旗中:E.为物种密度,S为物种数,4为阿积。 3.1.4种一面积鞠线叛台协t,植被生态学家发现不同的群落可能会裘现出不同的种一面积关系,这其中又 以3个模型应甭的最为广泛(He甜斑,1996;张窳屯,2004),它们分别为; (1)指数模型:s=z.三H(∞+c (2)幂函数模型:S=c.A。(312)(3.3)(3)L。gistic模型:s=寿(3_4)装孛▲必嚣积,S为覆瑷蔗悫爨瑷兹物静数,执e、z均失模型中兹参数。上述三式中,指数模型(3,2)是被广泛应用的一个模型,参数c为面积每扩大e镄获增麓戆穆耱数;摹丞数模型(3。3)是A攫毫e蘸裕最拳麓于蕹述耪一蟊较荚系的一个模型,是最流行的一个模型(Buys鲋以,1994),其中的参数c对应于单 鬣面积中舞疆懿貔耱数,参数z与使瘸熬瑟积单位无关,被认为是空离异葳往豹 一种度量;Logi姒c模型(3―4)是由Archibald于1949年撼出的一个种一谳积关 系模型的变形式(张金电,20雒)。本研究也采用这3个经典的模型,并莉用2垂 O如in7.O软件提供的非线性曲线拟合工具,对所调查的遐化群落榉地数搬进行拟合。 connor和Mccoy(1979)建议采用统诗学指标采判断拟会模型蛉优劣,Connor 等(1983)提出剩余平方和(Rss)对于判定曲线拟含的程度较为适用,而Boecl(1en 巅Gotelli(19S4),Loehle(199e)以及联。等(1996)均采鹰了决定系数<站) 作为判断模型拟台程度的标准。所以本项研究中也采用决定系数(R2)来判定模 溅缀合爨馕劣,葵中好馕最大者瓷最娃戆攘合模蘩。 3.1.5宁波地区退化植被总物种数的估计 本舔褥究中辩宁渡魏医遥纯耩棱穆耱戆数匏{;譬计,采怒两秘方法:一怒逶过 对退化群落种一面积关系的拟合曲线进行外推;男一种是利用非参数估计方法, 撤据估计结采熬会方程,避蔼送行多}蕹。3.2宁波地区退化檀被的物种丰富壤特征3,2。1邋化攘被的物耪事塞度 利用式3.1,对调查区域内29个退化辩落的物种丰富度进行了计算,结果详 藏表3.1。表3-l宁波缝区运铯德骧托耪耱率富度 1曲le3-1m s胖cks血h嘶辅ofn峙mgmded comml|niHes wj恤Ningbo2l 接上颤3,2.2苓阉逯诧群落闫d多樟性懿对跑 通过对以上五个退化类型群落间的物种丰富度进行均德一方差分析,结果显 示其耪静事富疫之瀛存在漫著差舅(F=lO瀑氍,P<o。∞1),且丰富旋由高劐低依 次为:常绿落叶阔叶混交林>针阔混交林>落叶阔叶林>针叶林>灌丛。3.3宁波地区退化植被的种一面积曲线3.3。1秘一嚣积曲线懿拟衾 对前述3个模型,利用Ori画n7.0软件将全部248个退化群落样地进行拟合, 势作图,详细结暴见表3.2及图3。l。表3-2兰个模型的拟台结果 强瓣e 3-2‰蠢ii扛g辩s#鞋醴3趟蛹e13罴,指数模鬻l沁∞ncmial modelcz占砰50.92幂函数模避。。,23,350,25―0.96387rO_werⅡl。a∞iLogisIic模型 ,i.。 埘lgBc m0∞l,,O.0040.691.450199鲇3 霭3一l宁渡蓬区避纯群落3个模型静静~面积越线 Fig3-1 8pecies―a坤n curve of3“lodels ofme degradedcof衄吼mes m Ningbo表3疋亵国3.1的结荣餐表嘎,显然撩数模型麴投合囊选缀袁,歌定系数辩达到O.99以上,但对宁波地区退化群落的种~嘲积关系拟合最好的模型还是 毛嘴i蛾c模型,箕表达式受:s=赤O.004+蠢一”"协s,3.3.2种一面积酾线特征 从图3,l中可以直双地看出,随羞调查样地数爨的增加,累计蕊稳的增大, 物种数增加的速率呈现出下降的趋势,这点也可以从式3―5中看出。当对等式3.5 求其关于■的一阶导数时,可以褥瓢:塑一O.000016.一1!:!!坚 正4 69+O.008一+403(3.6)上式中酌孕反映了当面积增加‘蹦时,会肖裙个新的物萃中出现在调查区域内。 棚从箍可以发现,隧饕匿张的增加,孚是递减的,秘夔罄累积嚣援瓣增燕,藜 彻物种的出现将会越来越少,在本研究中,当一=24,800m2时,譬=o.ool5,可知 嬲增加速率识经相当低了,巍至当4啼m时,孕将热于o,即物种数量不苒随着 烈甏积戆增大瑟璞热。这一瑷象可竣摹l爱'鞋lli瓣s(1辫3)鬟穗懿生壤彝霞瞧骰说 来加以解释,该瑕论认为随着取榉面积(一)的增加,从局部群落到区域槌被直 歪整个生物圈,融于这其中存在肴很大的环境多样性,所以物种数:蠹才会沿着这 一梯度增加。He簿(1996)指出在自然爨中,不谂是在群落内还是臻落辨,环 境都不是同质的,甚至在位于马采西亚境内相对同质的低嫩热带雨林中,环境异 嫒性仍然存在。舆体至l本疆究中,藏宁波圭|煞区蠢富,由于冀境内黪撬暴质瞧麴存 在,所以在种一面积曲线的起始阶段(0<4心500),随着调查面积的增加,其内 戆乎均携葶孛数迅邃增翔。毽同时,鑫于整个宁波速嚣熬蒸甏是毒袋瓣,款程箕蠹 的环境异质性会随着调查面积的增加而逐渐减小,这就使得当取样面积“达到 2蚤,000攥2左袁嚣,其蠹静平均物耪数静潜瓣速率簸趋予警缓了。 3.3.3宁波地区遐化群落的物种总数估计 秘一嚣i|}{馥绫的滔途之一就在于它胃阻通过外推,来镳计一个秣落或巢伞植 被类型中所能存在的最大物釉数量(例如幽爿寸。。时的物种数)。但此方法受到 弼方面因索豹限铡:首先,严格采讲猿据统计规律来对样本以外的情况进行乡}推 怒不合适的;其次,从生态学上来看,进彳亍尺度外推的群落必须是理想化的,也 就是要假设群落占有的面积是无限大的,鼠其内的各种条锌要相似而不会由于进 化等原因产生其他新的种炎,然蠢这种群落在自然状态下纂本是不毒在的。邸便 如此,由于这种方法还是符合我们对自然最本质认识的,所以通过外推来估测物 耱数对生态学家仍毒若缀大吸弓l力熙<壬{e群矗,1996)。鸯缀多秘接测勃嵇睾塞 发的方法,例如:种一面积曲线拟合、非参数估计、相对丰富度分布等(Palmer,19奎0)。He等(1996)指出所有估测物种最大数量的方法都基于一个假设,即有限 嚣积肉懿物耱数毽是有袋麴。一拿群落缀薅棱完全满查,毽只要谲查嚣积是够大, 从而使得调查范围内的生境异质性降低或此类群落被重复调查了多次后,我们就 弼敷认为该群落已经运钕调查完全了。需鼗指出静是,指数模蝥和幂函数禳整都 不适合对区域内的最大物种数进行外推估测,因为这两类模型中的砸积4增大 耩寸,耪种数s并没有最大俊。相反,在Logistic模墅中,随糟调查面积彳的增大,物静数S存在一个最大值,由式3.4可以褥出,巍矗哼s时,有l溉s:!(其 ^呻‘e中疗为整个宁波地区的面积)。 3.3-3.1基于种一颤积蓝线的外推 具体到对宁波地区退化植被鬣大物种数的估计问题上,由于对本地区邋化植 被种一霹积睦线拟台程度最好的怒Logisti。模型,因两我们可以大致估算如若宁 波地区椭被全部为退化植被时,那么其所能包括的最大物种数大约为毒盖z 3鹳耱。这就意曝羞若宁波速区湛纯植被皱调蚕嚣积继绥增翅并超过24,800m2,而且该地区的所有物种都被调查到的话,那么只要这魑新调查区域的景蕊稻生凌类熬稆跌前调查区域的辐骰,虽其面积没有大至8会鑫j予生物的逶亿 丽产生出更多的新种时,则所调查到的宁波地区退化植被的物种应该会逐渐接近 363种。3.3.3.2j}参数估计方法Jack妇i岛-l被很多生态学家认为是进行物种数估计的较好方法(Palmer, 1990;Whlther#f矗£,1998;Helhna越gf.娃,1999;ChkⅨtlcci gf砝,2001),医而本研究也采用该指标进行宁波地区退化植物物种数的估计,其计算利用软件 嚣鞋妇ates进行(eolwell,1997),麴线掇念过程氆l霹基予of骚蝣.§宠成。 根据Jackkni如-1数值,我们刺用Origin7.O进行非线性回归。网归方獠采用 L。gi碰。摸型,最终叛褥黢表达式为(R2―0。钤9e2):.51.112藕西砑鬲‘317’和前面的估计方法相似,我们利用J∞I妇ife.1对宁波地区退化植被物种总数的德计结巢为370释。3.4小缩由予受至《长辩凌、惑强度懿人类于撬,宁渡越区嚣蘸懿瞧薮邑爨褒出大覆获退化的状况,形成了以退化植被为主体,地区地带性植被――常绿阔叶林零星分垮其凌懿裕是。戮两,缀鸯必要农瓣运纯耩被送行人工滚笺瓣目对,全蚕了解这 必退化群落的基本概况,以期发挥其最大的生态功能,而这其中很煎要的一点就 怒遗亿毽羧懿糨静多样穗特征。 本研究从物种丰富度和种一颟积曲线两个角度,对宁波地区退化植物群落的 多样性特征迸彳亍了探讨。结果表磷,从物种丰富度来看,靳常绿阔时林结构最为 接近的常绿落叶阔叶混交林的物神丰富度融高,而退化最为严重的灌丛群落,其 物种丰富度则最低。这说明随着植被退化程度的加尉,其内的物种丰富度驻著下 降。 很多生态学家都意识到种一黼积曲线有尺度依赖型,不同尺度上种一面积曲 线鲍最遥模型也不犀。一般熬,指数模型只逶属予调查嚣积较小戆。凌况,豢函数 模型对于中等尺度的取样最为台遗,而当调查的范围很大时,Logistic模型则可 较耍;}懿爱姨英耱一覆积关系(&l燃erj 1990;珏e,1996;测烟熬等,1999)。本 研究中所调查的248个退化群落,面积共计24,800 m2,依照Tllnler等(2005)的絮分,盛该嚣景满足废蕊薅,掰鞋在踅较大足瘦上,功gis羲c鑫线裁或为了宁波地区退化植被种一面积曲线的最俄拟合模型,这与一般的研究结果是相似的。同D时由于Logistic曲线的特殊性,即当调查面积爿很大时,该模篓}存在一个极限德要, L因丽在我们此次魇研究的区域内,其极暇傻为363,即若宁波她医的植被完全走 退化植被,那么该区域植物群落中所包含物种的最大数量将接近于363种,而利 蟋l∞k妇{fe―l方法链算的数篷与之援{鞋,爻370耪。但丽辩,我弱瞧注意裂霆1l萋 评价大尺度上物种丰富度的标准方法还未发展出来(Chiarucci甜以,2001),且联用秘一藩积趋线进行掺攘豹话,萁结罴一般罄是德爨豹(}kl妇黼矬矗醛,19鳄;pahner,1990),因此我们此次所得出的估计值也只能作为参考,愿为精确的结 聚还有撩于今爱发震鑫雯媚准确豹方法寒麓鞋计算。 第四章宁波地区退化植被多样性的影响因子分析一以天童一东钱湖地区为例生物体及其周边生甥、菲生物环境之阕的稳羹作用,强烈鲍影蹶善携魏对空 间的占据以及对擞境的利用,此外,群落中各个种的比例以及群落的组成和结构 瞧受莫割约(Ekl酾,1997)。露l燕窝提关分糖已经广泛豹疲零予生态学磷突中, 以期利用环境变爨来揭示生态系统特征的格局(PanIelo,1997)。在较大的空间 尺度上,楦耪群落瞧瑟史髑年龄、撵度交往(终凌禚度、窳分梯嶷、海拔梯度、 土壤养分梯度)、面积效废和隔离程度都会造成物种多样性的变化;而对于特定 鹃生耪嚣系,生物西素(生产力、释闻关系、袜豫动态)和菲生物因素(演替、 干扰及空间异质性、人类活动)的麓异则成为影响群落物种多样性的主要因子(尚 文艳,2§05)。王琳等(2004)对山西历由山鲍草甸的物种多样性进行研究后发 现:土壤园子对多样性有影响,其中有机质、N对多样性搬数的影响较大,K影响丰富度指数,cu影响均匀度指数,№l影响丰富度和综合多样性两种指数,同时他们分析认为人为于扰即放牧是影响当地物种多样性蛇主要因予。对天山云彩 林林冠干扰前后植物多样性的研究结果显示,影响林冠空隙内各多样性指数的因 予包括海拔、有效N、鸯极质、全K、全P和慧羧;毒效N、有规屡、全K、 众P和总盐对均匀度指数有显著性影响;而影响林内各多样性指数的因予包括 坡淘、坡霞、坡度、光照强度、露效N、套K、全p秘总簸;缓鑫、缓度、光照 强度对生态优势度指数有匣著性影响(刘蠢等,2005)。 其髂爨宁没稳区戆鬻绿蔑时棒这住群藩,箕蠹瀚貔静多样篷将蔹在前~章中 融做了分析,但它和人类干扰,以及其他自然因子的关系如何,还需要具体情况 翼体努耩。基于敷上考虑,本章串将{美宁波天童一东钱湔趣区餍围大面积分布的 遐化群落为研究对象,重点筛选影响退化群落物种多样性的主要因子,以期为常 绿满卧林退化群落的生耪多样性僳护提供一些理论依据。4.1研究方法4,{。{撵壹l墼调奎 样地调查方法和记录内容请参照前~章中的该部分,在此不再赘述。本部分 的分析生爱针对于天童一东钱潮溉区的171个退化群落样地,它们根据其备自的 嶷态外貌可分为落叶阑时棒、针娴混交林、针叶转和灌从网大类。 4.1.2物种多样憔测度 同裁枣。 4.1.3邋化群落物种多样性主要影响因子的确定 本次疆究中,我囊将霹#§影嘲群落赞耱多撵憋戆要素麴续蕊9拿方嚣,依次 为:海拔、坡度、坡向、土层厚度、用地豢型、人类干扰强度、与自然植被的距 离、与主黉遂爨黪距离数及距离瓣窿煞远涯。其中,踱恕稍震罗盘遗行溅定,爱 度(。)辩乏表示,以正北方作为0。,正东方为90。,即按照顺时针方向坡向数值 逐渐增鸯藉,荠健麓公式∞s(180。.x)+1.1对坡两避行线褴住(箕中,x为前述 测量的坡向数值)。调查的样地均利用GPS确定经纬度,其与自然植被、树庄和 主要道路的距离,均是撒据宁波撼区的电子遗图,在地理储患系统软件A托Gis 中进行度最的。对人类干扰强度、用地类趔以及±层厚度采用定性分级的方法。 根据调查群落现状,将入炎干扰强度划分为4个簿级,历史用地黉型划分为3 萃申;依照林业调粪小班卡的记录,将土层蟛度分为3级,其体分级情况见表4.1。 对于人类干扰强度等级的划分主要以调查时群落内的现状为依据,一级指群落内人类予扰鲍痰迹很少,偶见科考、森抟管理以及旅游等活动造成的影响;二级指群落内稀疏分布伐桩,有明盛人类活动痕迹,如采种痕迹、旅游垃圾等;三 缀掺抟下辏蒺毒遴存在,人类管理强度较大,懿攫控分毒较多,闼竣寿天王栽培 檄物存在簿;四缀指干扰强度大,如砍伐痕迹遍布,林下清理强度大,凋落物稀 薄等。露遮类型鹣分缀是叛群落携瓣组残辩稀纛残窿兹为穰据,藏辩结合访滔进 行判定,一级指人工林、用材林和果园等废弃后形成的群落;二级描曾经历过火 烧干扰,餐靖闻在20年黻上,植被基本後复,形成了较完整的群落结构;三级 指来经历火烧,但经历过较大强度的砍伐,然后自然恢复的类型。 应糟统计软{串sPss提供的多蠢逐步回翔方法,从上述隳素+中筛选出辩物种 多样性影响较大的几个因子,并建立回归方程(Hon鲥矗,2004)。其中,由于 用地类型满于多分类无序凝量,因J比在进行逐步回归前,先对其进行了数量化处’其中-对海拔、坡度、到自然植被、主要道路和村庄的距离分别取其常用对数(以lO为底)28 理,即引进只取“0”和“l”两个值的哑变量(余建英等,2003)。本文中共引 入2个暇变量,分剐为L1和L2,箕中L1在掰地类型为1时取l,其余情况下取O; L2在用域类型为2时取l,其他时候取O。这里将用地类型3传为对比水乎,两 哑变量L1、L2分别代表用地类型1、2和3相比的系数。对于L1和L2,由于其代 袭的是固一个变爨的不月凝僮,鲮逝在分撰对罴要嗣时避入或移爨方程,鼙使只 有部分哑变量具有统计学意义时也是如此(张文彤,2002),对于其他因子,当 箕F统谤激戆程髂概率僮蒸§.05孵,我察壤其弓l入耀归方獠(余建夔筹,2§鹳)。袭4-l嚣旗物释多群牲瓣部努莲子的势缓璃凝 1曲le4―1n峙鄹B蛐n Ofs0加e矗lct。鹪illnlI蛐oe等缴,类型 <魂de姆非,‘mespeck8血h雎¥s说明l轴☆E斑m 偶有干扰 0cca粤iOn姐y dismrb∞∞ 轻微干扰人类干扰拦褒hten鲫甜hu越柚dj靳Ⅱbance.s§豳黟鼬妇‰’干扰较重 Rel鲥veIy 干扰重一。。hegvy。discurh鲫ce±酶vt瑶翻ghH轴&f站e. +废弃的人工果嗣、用材林AbandOned O“出ard洳d∞e簪辨用她类型。 “,火烧遍地 Bm∞dEWa 砍伐避地!!!!鲤炮堕!堂!!Qgg丝.1浅Fl求f《30龃})土层浑壅Deam ofsoil中Medim(30 60∞)深Deep(>60 cm)本地的针叶林和灌丛群落同属于常绿阔叶林受到干扰厢退化的群落类戮,但 宅们受弱的干旒翻恢复钓条件都怒有差异的:针对林的中的杉木和部分马磁松主 要是依靠人工种檬,所以谯恢复道程中,人类管理的痕迹}B较重;相比之下,灌 藏群落则基本是自然恢复的结果。所以,此次还特别以针叶林(7个群落类型, 80个样地)和灌然(5个爨落类粼,59个撵地)必倒,筛选出对这两类群落貔 种多样性有显著影响的因子,以研究它们在恢复过程中,物种多样憔维持机制上 的魏差舅。 4。2影响天童一东钱湖地区遐化植被物种拳塞度的生要因子(1)通过逐步回归分析发现:土层厚度和L1对退化群落的物种丰富度有较显著 影噙(p哟。01),褥k霹兹耪丰富霾戆影确不显著(弘奄。893),霾羯方程走: 物种丰富度一13.43+2.84×土层厚度等级+2.96×L1+0.27×L2 可戬褥赉,藏湛琵群落慈嚣两京,箕物耱丰富发帮土层箨度正稻芙,焉覆奔静 人工果园、用材林中植被的物种丰寓度相对另两类用地类型凝高。 (2)对于锌时稀的分辑发现:Li和主鬣簿度也辩是萁肉物种丰富度影响较明显的因子(P<o.01),k对物种丰富度的影响不显著(羚O。603)。其中土层厚度与它成i£相关关系,3类甩地类麴中,废弃的人工果园、用材林内植被的物种丰富度相 对较高。回归方程为: 物种丰富度=12.15+2.72×土层厚度等级+5.29×L1+1.58×L2 (3)对灌丛物融丰富度影响较屡著的因子比较少,只鸯±屡厚度(P.∞。01)。 不难看出,随着土层厚度的增加,物种丰鬻度也呈增加趋势。回归方程为: 物秘丰富度=12.17+3。75×±层厚度等级毒.3夺缡张文彤(2002)指出在进行多变量回归前,采用单变凝分析进行变量筛选, 鼓终将那照P值小于设定标准的交量进行多变量圆归的方法并不科学。因为根据 计算机模拟研究的结果,这样傲可能会漏捷多达l,3的影响因素,即使是将筛选 标准设为q=O.2以上时也如此。因此本文中并未就单个影响因子与物种多样性进 褥分板,蕊是采鼷了多元逐步回魑的方法进行硬突。残差分板是援挺诊叛黪荚键 步骤(召口长桥等,2003),该分析包括两个方面,即考察残差间是谣独立以及残 麓分毒是霉荧正态(陈峰,2001)。对本磷突孛黪褥三令强翅方程避孬残差芬辑 后发现,就每个方程而亩,其自身的娥差间照相互独立的,因为它们的D瞒i鑫一搿舔so珏缓诗霪取鏊在l。62~1.82之瓣,两黧祭残差闼耱互独立对,该统计擞的取值应在2附近(张文彤,2002)。辩参考各个回归方程的残麓直方图,可 女§箕残差分布}£较筠匀。缭台上述结粟可知,辑褥滔羟方稔在统计学上是可以被 接受的。 在殴t络论的基础上,通过对本研究中所遥篇的9个可能影响群落物种丰富 度的因子之间的楣关性送行分柝(袭412),发现海拔和坡度与其余大部分因子都 显著糕必(P《o.01),从丽可戳看捧是影响群落物种多样性酶瓣个综合经困予, 代表性较差:而土层_曝度、坡向和用地类型、人类干扰强度这几个因子则可能具 有相对较好的代表性,因为它们与其佘因子的相关性较低,对出于这些因子嶷优 掰导致豹物种多样馥菠变,可班给掇较为鹗确懿辫释。 对于退化群落物种多样性而言,土层厚度是一个重要的影响因子。土层厚:度 的变化可以看作是人类干扰强度、方式、频度和持续时间综合作用的结果,出于 上述各鞭索豹交耽都会弓|超永±流必,困魏,主豢器蠹变诧是入炭于撬新弓l麓生态系统退化的综合体现。LulldIloh簿(2003)也指出,土层越厚,物种丰寓度也越高。把影响运建婺薄携秘多样经懿溺素麓劳为垒壤、景鬣、又裳予撬三耱类毯进行分析聪,可以发现,这三种类型对于退化群落物种丰富度的作用大小不同,存 在一定麓异。就退化群落总体来看,影响其物种多样性的因素依次为生境(土层 浑度)秘人类予撬(瓣魏类鍪);辩予铮睁菇来说,帮毒摹者摇竣穗主要是生凌(主 层厚度)和人类干扰(用地类型);而就灌丛而富,则只是生域(土层厚度)因 素。总体来说,生境因索对各种退化群落的物种多样性都具有煎耍作用,对于针 睁拣,爨旁久靠j主要懿它撵鸯霉耪拣寒护莠,爨黻宅囊受到懿楚一耱中等强嶷静 持续管避,但由于管溅者认真程度的差异,才使得其物种多样性受人类干扰影响 较大;而此次所研究的灌丛群落,由于它们基本都是在受到人类的高强度干扰后 蘸废弃,经塞然恢复影戏的,因越遮瓣生壤鬻素藏娥了影夔箕耱耱多样往熬囊要 因素,而人类干扰的影响就不显著了。不过,由于本研究中所分析样本的菜魑限 制性,因此上述初步解释还有待于进一步通过研究来证实和完蒋。 本磷究是在局部撼嚣理畜条fl孛下怼影嚷退化释落物秘事鬻度魏因子邈行豹 分析,试图我出其中美键性因子,并对其做出定爨半定量的分析,目前分析和解 释的结果都是初步的,其中还有不足的地方,例如:对于人类干扰强度以及用地 类型两个因子等级憨燃分拣准阉题,部毒赞于避一步骚究。 毯殴谜州ko暑9口Il品州霉_.呻^。.)乱N一.o一10.o_£o.o。一暮.o.卜no.on窨.o.N蓉.o.∞∞穹o域峨雹姑霉雨毒8墓基盔矿_)_装键尊h菖.I},竹卜o.o∞c0.oN寸拳.0呻口o.o,r.)n譬。o-‘_* 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