元谋干热河谷Savanna草地优势植物的种间关系

引用本文

何光熊, 闫帮国, 纪中华, 史亮涛, 樊博, 范建成, 张梦寅. 元谋干热河谷Savanna草地优势植物的种间关系. 草业学报, 2018,27(6): 62-71
HE Guang-xiong, YAN Bang-guo, JI Zhong-hua, SHI Liang-tao, FAN Bo, FAN Jian-cheng, ZHANG Meng-yin. Interspecific relationships in Savanna grassland in Yuanmou, a dry-hot valley upstream of the Yangtze River. Acta Prataculturae Sinica,2018,27(6): 62-71 复制到剪切板

Doi:10.11686/cyxb2017300
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元谋干热河谷Savanna草地优势植物的种间关系

何光熊¹, 闫帮国¹, 纪中华², 史亮涛^1,^*, 樊博¹, 范建成¹, 张梦寅¹

1.云南省农业科学院热区生态农业研究所,云南元谋 651300

2.云南省农业科学与农业环境资源研究所,云南昆明 650205

*通信作者Corresponding author. E-mail:282547489@qq.com

作者简介:何光熊(1987-),男,云南牟定人,助理研究员。E-mail:474178399@qq.com

收稿日期: 2017-07-10

基金项目:国家自然科学基金项目(31460127)和农业部现代农业产业技术体系专项资金(CARS-19)资助

摘要

对逆境群落植物种间关系进行剖析是理解群落组配规则及物种适应性与逆境环境条件间相互关系的重要基础。采用方差比率( VR)法、 χ²检验结合Jaccard指数法以及Spearman秩相关系数法对元谋干热河谷Savanna草地18个优势植物的种间关系进行分析。结果表明:1)元谋干热河谷Savanna草地植物整体的种间关系主要呈现显著的负关联,优势物种间存在较高的资源竞争或生态关系的相互排斥;2)18个优势物种间联结性较弱,在同一样方中18个优势物种间共同出现的频率较低,具有独立分布的特点;Spearman秩相关分析结果显示,由18个优势物种组成的153个种对中显著相关的种对31对,呈极显著相关的种对18对,分别占总种对数的20.3%和11.8%,主要呈现正相关关系;3)18个优势种划分为4个生态种组,优势种橘草、拟金茅、孔颖草及广布种扭黄茅是干热河谷Savanna草地种间关系维持的关键种。该结论提示干热河谷Savanna草地物种间存在较高的资源竞争或生态关系的相互排斥,具有明显的独立分布特征,因而群落易受到环境或人为因素的影响。该区域植被恢复宜优先恢复扭黄茅等关键种,而功能性植被重建应按群落的功能需求恢复及保护相适应的生态种组物种。

关键词: 干旱; 逆境; 群落结构; 生态种组

Interspecific relationships in Savanna grassland in Yuanmou, a dry-hot valley upstream of the Yangtze River

HE Guang-xiong¹, YAN Bang-guo¹, JI Zhong-hua², SHI Liang-tao^1,^*, FAN Bo¹, FAN Jian-cheng¹, ZHANG Meng-yin¹

1.Institute of Tropical Eco-agricultural Sciences, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yuanmou 651300, China

2.Institute of Agricultural Environment and Resources, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650205, China

Abstract

Understanding the interspecific relationships in harsh environments can reveal how plant species adapt and assemble into communities under disadvantageous conditions. In this study, we used variance tests to detect species’ associations, and used chi-squared tests, the Jaccard index, and Spearman’s rank correlation analyses to analyze interspecies associations and correlations for 18 dominant species from Savanna communities in Yuanmou, a dry-hot valley of the Jinsha River, upstream of the Yangtze River in southwest China. The results showed that: 1) There were significant negative correlations among Savanna grassland plants in Yuanmou. These negative correlations were indicative of strong resource competition or difficult ecological relationships among dominant species; 2) The 18 dominant species were weakly inter-associated, and had a low frequency of common occurrence in plots. Spearman’s rank correlation analyses of the 18 dominant species revealed positive interspecific correlations, with 31 significant or very significant species pairs and 18 very significant species pairs (20.3% and 11.8%, respectively, of a total of 153 species pairs); 3) The 18 dominant species were divided into four specific ecological groups. Among these species, Cymbopogon goeringii, Eulaliopsis binata, Bothriochloa pertusa and widespread species Heteropogon contortus were key band species bundled with other species to form communities in the dry-hot ecosystem in Yuanmou valley. These results suggested that Savanna grassland plants have strong resource competition and/or difficult ecological relationships. The main species showed insolated distribution patterns and the communities were easily disturbed. In practice, species like H. contortus should be prioritized as key species for vegetation restoration, and functional communities should be protected to preserve groups of species that are adapted to the harsh conditions of the hot-dry ecosystem.

Keyword: drought; adverse environment; community structure; ecological

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种间关系, 也称种间亲和性(affinity), 通常指群落中多个共存物种之间相互关系的总和, 是群落重要的数量和结构特征之一^[1]。群落中各个物种尤其是主要优势种之间的关系决定了群落的结构与动态, 对群落优势植物种间关系的分析有助于正确认识群落的结构与功能, 为自然植被恢复和生物多样性保护提供理论依据^[2]。干热河谷是我国西南横断山区一类特殊的气候类型, 受梵风效应影响, 区域干旱少雨, 光热充足, 水土流失严重, 加之强烈的人为活动, 造就了以“ 稀树灌草丛” 为主体的“ 萨瓦纳(Savanna)” 脆弱植被^{[3, 4, 5, 6]}。近几十年来, 区域可持续发展的需求及脆弱生态系统的典型性, 使干热河谷区域成为植被恢复理论及技术研发的重要区域^{[7, 8]}。目前, 已有大量学者对干热河谷“ 稀树灌草丛” 植被的区系特征及群落结构^{[9, 10]}、物种的功能特性^{[11, 12]}、优势植物的化学计量特征及生物量分配策略^{[12, 13]}、群落与水土保持功能^{[14, 15]}等方面做了大量基础性研究工作。但对“ 稀树灌草丛” 植被旱生适应模式的主要结构及运行机制等问题尚缺乏深入认识, 制约了相关区域植被恢复模式构建和人工辅助恢复措施制定工作的开展。

对此, 本研究基于干热逆境适应模式结构特征的基本问题, 提出金沙江干旱河谷“ 稀树灌草丛” 植被优势物种间关系是怎样的问题。随即在元谋干热河谷Savanna草地典型地段设置样方, 对区域旱生适应“ 稀树灌草丛” 植被优势物种种间关系进行分析, 并对优势植物进行生态种组划分, 明确元谋干热河谷Savanna草地适应模式的主要结构, 为进一步开展干热逆境环境条件下群落的旱生适应机制研究奠定基础, 为干热河谷植被恢复的物种筛选及措施制定提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验样地位于金沙江干热河谷典型区云南省元谋县境内(25° 23' N, 101° 35' E), 海拔1210 m, 属南亚热带干热季风气候, 光热资源充足。年均日照2670.4 h, 年平均气温达21 ℃, 最高气温42 ℃, 最低气温-0.8 ℃, ≥ 10 ℃年积温7996 ℃; 年均降水量613.8 mm, 主要集中于5-10月, 蒸发量为降水量的6.4倍, 无霜期350 d。

1.2 研究方法

1.2.1 试验设置及优势种确定元谋干热河谷是金沙江干热河谷的典型地段, 1999年始, 元谋县政府在境内建立多个水土保持区, 区域内多种植被类型得到有效保护, “ 江边-物茂-新华” 一线海拔940~2200 m的区域保存了较为完整的Savanna稀树灌草丛植被。按照系统布点、全面调查及重点精查的原则, 在系统了解区域Savanna植被特征的基础上, 于2011年7-10月, 沿元谋县江边-物茂-新华一线, 选择海拔1000~1400 m稀树灌草丛典型地段设置样地7个, 其中依据典型性及代表性原则重点对物茂、尹地、丙月3个样地进行清查, 并参照样地面积设置1 m× 1 m随机样方51个, 按《植物群落清查的主要内容、方法和技术规范》^[16]对样方进行清查, 记录样方内物种出现-不出现、物种数、个体数和物种盖度, 优势种随机选取5个植株测定高度, 个体数少于5株的物种记录其个体植株高度的全部数据, 按物种特征值占样方特征值的比例计算物种相对盖度、相对高度及相对频度, 并按公式(1)计算植物种重要值作为优势物种选取的数量指标。本次调查共记录物种74个, 选取重要值排序前列的18 个主要植物种(表1)进行种间联结及种间相关分析。

表1 优势物种及重要值 Table 1 Name and important value of dominant species

IV=(Rc+Rh+Rf)/3(1)

式中:IV为某一植物种的重要值; Rc表示相对盖度; Rh表示相对高度; Rf表示相对频度。

1.2.2 多物种间的总体关联性检验采用Schluter ^[17]方差比率(VR)法对多物种间的总体关联性进行检验(公式2~5)。在独立性假设条件下VR期望值为1, VR=1则接受零假设, 所有种间无关联; VR> 1或VR< 1拒绝原假设, 接受备择假设即种间表现出净的正关联(亦称为正联结)或负关联(亦称为负联结)。采用统计量W来检验VR值偏离1的显著程度。W=VR× N, 当W< $χ_{(0.95, N)}^{2}$ 或W> $χ_{(0.05, N)}^{2}$ 时, 物种间总体关联显著(P< 0.05); 当 $χ_{(0.95, N)}^{2}$ < W< $χ_{(0.05, N)}^{2}$ 时, 物种间总体关联不显著(P> 0.05)^[1]。

其计算公式为:

VR= ${S_{T}}^{2}$ / ${σ_{T}}^{2}$ (2)

其中,

${σ_{T}}^{2} = \overset{S}{\sum_{i = 1}} P_{i} (1 - P_{i})$ (3)

${S_{T}}^{2} = (1 / N) \overset{N}{\sum_{i = 1}} (T_{j} {- t)}^{2}, P_{i} = n_{i} / N$ (4)

t=(T₁+T₂+…+T_n)/N(5)

式中:VR值为群落内植物种间的总体联结指数; S_T为所有样方物种数的方差; σ _T为所有物种出现频度的方差; S为总物种数; N为总样方数; P_i为物种i出现的频度; T_j为样方j内出现的所研究物种的总数; n_i为物种i出现的样方数; t为样方中种的平均数。

1.2.3 种对间关联性测定采用χ ²统计量测定种对间的关联性, 确定具有显著关联的种对, 采用Jaccard关联度指数(J_I)测定种间联结程度。具体步骤为:1)依据物种在样方中出现-不出现情况, 将S× N(S为物种数, N为样方数)群落清查数据矩阵转化为(0, 1)二元数据矩阵, 分别构建种对间2× 2列联表; 2)统计2个物种均出现的样方数a, 一个物种出现而另一个物种不出现的样方数b和c, 以及2个物种均未出现的样方数d; 3)计算a× d及b× c的值, 当ab=cd时, 种间关联为无关联(无联结); 当ab> cd时, 种间关联为正关联(正联结); 当ab< cd时, 种间关联为负关联(负联结); 4)依据2× 2列联表统计数据计算χ ²统计量, 对种间关联显著性进行检验:当χ ²< $χ_{(0.05, 2)}^{2}$ =3.841时, 种间关联不显著; 当 $χ_{(0.05, 2)}^{2}$ =3.841< χ ²< $χ_{(0.01, 2)}^{2}$ =6.635时, 种间关联显著; 当χ ²> $χ_{(0.01, 2)}^{2}$ =6.635时, 种间关联极显著。由于研究中取样数据来自3个不同样地, 为非连续性取样过程, 计算χ ²统计量时使用Yates连续矫正系数进行矫正, 按公式(6)进行计算; 5)通过检验确定具有显著关联的种对, 按照公式(7)计算Jaccard关联度指数(J_I)确定种对间联结程度。

χ ²= $\frac{N {[| ad - bc | - \frac{1}{2} N]}^{2}}{(a + b) (c + d) (a + c) (b + d)}$ (6)

J_I= $\frac{a}{a + b + c}$ (7)

1.2.4 种对间Spearman秩相关分析以优势种重要值作为Spearman秩相关分析的数量指标, 将重要值数据秩化后转变为秩向量, 并代入相关系数公式(8)进行计算, 得到Spearman秩相关系数rs₍_i_,_k₎。

$r s_{(i, k)} = 1 - \frac{6 \overset{N}{\sum_{J = 1}} {d_{j}}^{2}}{N^{3} - N}$ (8)

2 结果与分析

2.1 群落总体水平的种间联结

分析结果表明, 元谋干热河谷Savanna草地群落18个优势物种总体联结指数VR=0.689< 1, 物种间联结总体呈显著的负联结(W=35.139< $χ_{(0.95, 51)}^{2}$ =35.600< $χ_{(0.05, 51)}^{2}$ =68.669), 提示干热河谷Savanna草地物种间可能存在较高的资源竞争或生态关系的相互排斥(表2)。

表2 群落总体水平的种间联结 Table 2 Inter-specific association for 18 dominant species

方差比率Variance ratio	检验统计量Statistic W	χ ²临界值Threshold range [ $χ_{(0.95, 51)}^{2}$ , $χ_{(0.05, 51)}^{2}$ ]	检验结果Result
0.689	35.139	35.600, 68.669	显著负相关Significant negative correlation

表2 群落总体水平的种间联结 Table 2 Inter-specific association for 18 dominant species

2.2 物种的种间联结

采用物种出现-不出现建立优势物种关联矩阵进行χ ²检验, 结果表明, 由18个物种构成的153个种对中, 表现为正联结的种对为130对, 占总种对数的85.0%; 表现为负联结的种对为23对, 占总种对数的15.0%。其中, 呈现显著关联的种对有5对, 占总种对数的3.3%, 正联结的种对3对, 分别为三芒草(Aa)-独脚金(Sa)、叶下珠(Pu)-蔓草虫豆(Cs)、假杜鹃(Bc)-扁穗白莎草(Dp), 负联结的种对2对, 为橘草(Cg)-孔颖草(Bp), 橘草(Cg)-独穗飘拂草(Fm)(图1)。总体来看, 18个优势物种间联结性较弱, 具有独立分布的特点。

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	图1 草地18个优势种间χ ²半矩阵图中Hc、Bp…、Eq表示的物种与表1物种相同。下同。Fig.1 Semi-matrix of χ ² test of association for 18 dominant species Species represented by Hc, Bp…, Eq are same to herb species in Table 1. The same below.

依据18个优势物种的共同出现百分率绘制Jaccard指数半矩阵图(图2), 结果显示, 由18个物种构成的153个种对中, J_I=0的种对有59对, 占总种对数的38.6%; 0< J_I≤ 0.3的种对有88对, 占总种对数的57.5%; 0.3< J_I≤ 0.6的种对仅有5对, 即扭黄茅(Hc)-孔颖草(Bp)、扭黄茅(Hc)-橘草(Cg)、扭黄茅(Hc)-独穗飘拂草(Fm)、孔颖草(Bp)-叶下珠(Pu)、假杜鹃(Bc)-扁穗白莎草(Dp), 占总种对数的3.9%。总体来看, 在同一样方中18个优势物种间共同出现的频率较低, 表明这些物种具有独立分布的特点, 与χ ²检验的结果相似。同时, 在仅有的6对Jaccard指数0.3< J_I≤ 0.6的种对中, 有3对是扭黄茅(Hc)分别与孔颖草(Bp)、橘草(Cg)和独穗飘拂草(Fm)构成的, 但这3个种对种间联结间χ ²检验结果并不显著(P> 0.05)。

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	图2 草地18个优势种间Jaccard指数半矩阵Fig.2 Semi-matrix of Jaccard’ s association index for 18 dominant species

2.3 物种的种间相关

Spearman秩相关分析结果表明(图3), 元谋干热河谷18个优势物种间相关关系中, 呈正相关的种对有64对, 占总对数的41.8%, 呈负相关的种对有89对, 占总对数的58.2%。其中, 呈显著相关的种对31对, 呈极显著相关的种对18对, 分别占总种对数的20.3%和11.8%; 呈显著相关的31个种对中, 显著正相关的种对有19对, 占总种对数的12.4%, 显著负相关的种对有12对, 占总种对数的7.8%; 呈极显著相关的18个种对中, 极显著正相关的种对有12对, 分别为孔颖草(Bp)-独穗飘拂草(Fm)、孔颖草(Bp)-叶下珠(Pu)、橘草(Cg)-假杜鹃(Bc)、橘草(Cg)-矛叶荩草(Al)、橘草(Cg)-扁穗白莎草(Dp)、独穗飘拂草(Fm)-叶下珠(Pu)、白羊草(Bi)-独脚金(Sa)、蔓草虫豆(Cs)-双花草(Da)、假杜鹃(Bc)-矛叶荩草(Al)、假杜鹃(Bc)-扁穗白莎草(Dp)、刺芒野古草(As)-四脉金茅(Eq)、矛叶荩草(Al)-扁穗白莎草(Dp), 占总种对数的7.8%; 极显著负相关的种对有6对, 分别为扭黄茅(Hc)-三芒草(Aa)、孔颖草(Bp)-橘草(Cg)、孔颖草(Bp)-拟金茅(Eb)、橘草(Cg)-独穗飘拂草(Fm)、橘草(Cg)-叶下珠(Pu)、拟金茅(Eb)-独穗飘拂草(Fm), 占总种对数的3.9%。

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	图3 草地18个优势种间Spearman相关系数半矩阵Fig.3 Semi-matrix of Spearman’ s rank correlation coefficients for 18 dominant species

2.4 生态种组的划分

依据18个优势种的Spearman秩相关关系, 以相同种组内物种间具有显著正相关关系, 不同种组内物种间具有显著负相关关系为基础绘制网络星座图, 将18个优势种划分为4个生态种组(图4)。第1生态种组为:刺芒野古草(As)和四脉金茅(Eq); 第2生态种组为:短萼灰叶(Tc)、黑果黄茅(Hm)、矛叶荩草(Al)、假杜鹃(Bc)、扁穗白莎草(Dp)、橘草(Cg)和拟金茅(Eb); 第3生态种组为:蔓草虫豆(Cs)、叶下珠(Pu)、双花草(Da)、独穗飘拂草(Fm)、孔颖草(Bp)、三芒草(Aa)和扭黄茅(Hc); 第4生态种组为:白羊草(Bi)和独脚金(Sa)。

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	图4 禾草地18个优势种间Spearman秩相关系数星座图Fig.4 Constellation diagram of Spearman’ s rank correlation coefficient for 18 dominant species

从图4可以看出, 第1生态种组和第4生态种组均只有2个物种组成; 第2生态种组与第3生态种组均由7个物种组成。第2生态种组中的物种间形成的正相关关系的种对数(10对)较第3生态种组物种间形成的正相关关系的种对数(8对)多, 具有更高的正联结比例。同时, 第2生态种组中橘草(Cg)与第3生态种组的叶下珠(Pu)、双花草(Da)、独穗飘拂草(Fm)、孔颖草(Bp)4个物种间形成显著负相关种对, 第2生态种组中拟金茅(Eb)与第3生态种组的叶下珠(Pu)、独穗飘拂草(Fm)、孔颖草(Bp)3个物种形成显著负相关种对, 占第2生态种组与第3生态种组间负相关种对数的87.5%, 成为2个种组种对形成负联结关系的关键种。

3 讨论

研究表明, 干旱等逆境会导致不同物种间对限制性资源的竞争加剧, 使不同物种间呈现负关联, 而另一方面, 有限的资源环境也促使物种间生态位分离而在群落中共存^[18], 在统计学参数中呈现“ 共同出现” 或“ 利他” 的正关联特征。本研究发现元谋干热河谷Savanna草地植物间主要呈显著的负关联, 提示干热河谷草地物种间可能存在较高的资源竞争或生态关系的相互排斥。优势物种组成的种对间联结关系的χ ²检验结果及Jaccard指数显示, 18个优势物种间联结性较弱, 在同一样方中18个优势物种间共同出现的频率较低, 也表明干热河谷Savanna草地优势植物具有明显的独立分布特点。提示干热河谷Savanna草地群落容易受到干扰, 因而一定的封育措施对于区域植被重建或恢复可能是必要的。

相关研究表明, 在进行种间关系分析时, 不同程度的χ ²检验只能反映出种对间关联性显著与否, 而经检验不显著的种对并不意味着它们之间未有关联性, 且χ ²检验不能区分关联程度的大小, 因此, χ ²检验只有与Jaccard等相似性系数结合使用才能更好地反应种间关系^[14]。本研究发现, 在元谋干热河谷18个优势物种组成的153个种对中, 仅有6个种对Jaccard指数位于0.3< J_I≤ 0.6范围, 其中有3对是扭黄茅(Hc)分别与孔颖草(Bp)、橘草(Cg)和独穗飘拂草(Fm)构成的, 但这3个种对种间联结间χ ²检验结果并不显著(P> 0.05)。由于扭黄茅(Hc)是干热河谷植被的优势种群, 次优种群随地理环境的改变而不同^[9], 而物种间的相互作用具有一定空间范围, 种间联结性会随单位样方面积的大小发生变化^[19], 因此推测扭黄茅(Hc)在研究区域内广布的特征可能导致数量分析中扭黄茅(Hc)与其他物种间关系的弱化。另一方面, 相关研究中群落演替后期的物种间主要形成相对较弱的正相关关系^{[20, 21, 22, 23]}, 因此扭黄茅(Hc)是否是该区域稳定性群落中的关键物种的问题还有待进一步的论证。

采用物种出现-不出现建立物种关联矩阵进行χ ²检验, 并结合物种的Jaccard共同出现百分率指数对群落物种间联结性进行定性分析是种间关联(interspecific association)的重要方法^[24], Spearman秩相关系数是一种定量分析方法, 能定量反映2个物种同时出现的可能性程度^[25]。Spearman秩相关分析结果显示, 元谋干热河谷18个优势物种间相关关系中, 呈正相关的种对有64对, 占总对数的41.8%; 呈负相关的种对有89对, 占总对数的58.2%。一般认为, 种间关联和种间相关并没有必定的内在联系, 但Spearman秩相关分析得出的呈显著的种对数要高于χ ²检验, 在研究种间关系时, 将二者结合起来分析, 能更完整地反映种间的亲和性及其程度, 较确切地解释群落中物种的种间关系^[21]。本研究结合种间关联定性分析及种间相关定量分析对元谋干热河谷Savanna草地优势植物的种间关系(种间亲和性)进行分析, 均得出该区域优势植物具有明显的独立分布的结论, 与采用方差比率法(表2)得出干热河谷草地物种间可能存在较高的资源竞争或生态关系的相互排斥的结论相对应, 取得了较为可信的研究结论。

生态种组是对环境的适应能力、对资源的利用能力、对群落所起的功能作用等具有一致性的物种组合^[26], 因而, 同一生态种组内, 各物种间具有较强的正联结, 而不同种组间联结较为松散, 造成这种现象的主要原因是不同物种具有生物学特性的差异, 对生境具有不同的生态适应性和相互分离的生态位^[27]。依据Spearman秩相关分析的结果, 本研究将干热河谷Savanna草地18个优势种划分为4个生态种组。从整体来看, 4个生态种组中第2、3种组均有7个物种组成, 而第2生态种组的正联结比例较其余3个生态种组高。干旱地区物种丰富度有限, 物种间直接竞争弱, 群落结构特征主要表现为环境条件对物种生存的限制^[28], 因此推测第2生态种组的物种可能更适应干热河谷干燥炎热的气候环境。但由于在受水分条件限制的群落中, 物种生长发育的随机性大, 物种对环境波动的响应模式, 必然对物种多样性和群落功能产生重要影响^[29]。橘草(Cg)、拟金茅(Eb)、孔颖草(Bp)和扭黄茅(Hc)是金沙江干热河谷区域的优势物种, 分析结果显示第2生态种组橘草(Cg)和拟金茅(Eb)与第3生态种组的叶下珠(Pu)、独穗飘拂草(Fm)和孔颖草(Bp)是2个种组种对形成负联结关系的关键种, 而扭黄茅(Hc)是与其他物种形成微弱联结关系的广布种, 因此, 这4个生态种组中的物种是如何响应干热逆境变化, 进而对干热河谷Savanna草地物种多样性和群落功能造成影响的, 应当成为进一步解读金沙江干热河谷特殊逆境植被修复及功能重建的关键环节。

组成群落的每一个物种, 其在决定群落的性质和功能上并不具有完全相同的地位和作用, 其中, 优势种表现为个体数量多, 体积大或生物量高, 生活能力强, 从而对群落的结构功能及群落环境的形成具有决定性作用^[30]。总体来看, 干热河谷Savanna草地中, 扭黄茅(Hc)明显表现出个体数量多, 分布范围广, 生活能力强的特点, 并与孔颖草(Bp)和橘草(Cg)等形成相对微弱的正相关关系, 提示扭黄茅种群的建立可能为区域Savanna草地中其他物种的定植准备了必要的环境条件。因而在区域植被恢复的实践中, 利用扭黄茅(Hc)作先锋物种, 在局域形成单优种群后再引入孔颖草(Bp)和橘草(Cg)等其他物种, 通过种间相互关系建立较为稳定的群落, 可作为干热河谷区域植被恢复的重要技术环节。同时, 从物种的生理特征来看, 4个生态种组中, 第1生态种组物种主要出现在砾石成分较多的沙砾土生境; 第2生态种组的物种, 如拟金茅(Eb)等有相对较低的生长速率和养分含量, 趋向于旱生适应, 在旱季形成较难分解的枯落物覆盖地表, 对区域植被水土保持功能的形成具有较好作用; 第3种组的物种, 如孔颖草(Bp)等具有较高的补偿生长能力和相对较高的养分含量, 因此对区域草地群落营养质量的提高及牧业支撑能力的提升具有重要意义; 而第4生态种组的物种, 主要出现在群落边际或土壤侵蚀区域容易受干扰因子影响的地段, 具有重要的指示作用。通过种间关系的分析明晰这些物种或生态种组的适应策略及相互关系, 可为干热河谷区域植被恢复措施的制定、功能性植被重建物种的选择及种组维持措施的制定奠定理论基础。

用数理统计的方法对种间关系进行测度虽可以揭示种间竞争的结果或群落的现状, 但不能揭示其过程, 难以说明物种种间关系形成的具体原因。但是, 利用统计方法测度种间关系仍然是进行生物多样性保护和生态系统恢复的基本前提。本研究主要基于群落清查现状对元谋干热河谷Savanna草地优势植物的种间关系的现状进行分析, 这意味着研究结论可能是多个因素共同作用的结果。因此, 还需要借助野外控制或半控制试验研究等多种方法对群落进行动态监测, 明确种间关系形成的特定原因及过程。

4 结论

元谋干热河谷Savanna草地植物间主要呈现显著的负关联, 提示干热河谷“ 稀疏灌草丛” 植被物种间可能存在较高的资源竞争或生态关系的相互排斥。

18个优势物种间联结性较弱, 在同一样方中18个优势物种间共同出现的频率较低, 具有独立分布的特点。元谋干热河谷18个优势物种组成的153个种对中, 呈显著关联的种对有5对, 占总种对数的3.3%, 仅有6个种对Jaccard指数位于0.3< J_I≤ 0.6范围。

Spearman秩相关分析结果显示, 由18个优势物种组成的153个种对中显著相关的种对31对, 呈极显著相关的种对18对, 分别占总种对数的20.3%和11.8%, 主要呈现正相关关系。

18个优势种划分为4个生态种组。第2生态种组橘草(Cg)和拟金茅(Eb)与第3生态种组的叶下珠(Pu)、独穗飘拂草(Fm)和孔颖草(Bp)是两个种组种对形成负联结关系的关键种。

干热河谷Savanna草地优势物种种间关系较弱, 趋向于独立分布, 群落的结构依赖于扭黄茅、橘草和拟金茅等优势种或关键种, 群落的功能依赖于生态种组物种的特征, 整体易受环境或人为因素干扰。相应地, 在植被生态管理的实践中, 干热河谷Savanna草地群落适宜进行适度封育, 植被恢复或功能性植被构建时可选择扭黄茅等先锋物种进行定植, 而后引入橘草和拟金茅等不同生态种组物种, 通过种间相互作用改善群落质量及功能, 恢复过程中重视特殊生态种组的地位和作用。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

文献顺序

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[2]	Zhang J T. Quantitative plant ecology. Beijing: China Science and Technology Press, 1995: 107-189. 张金屯. 植被数量生态学方法. 北京: 中国科学技术出版社, 1995: 107-189. [本文引用:1]
[3]	Jin Z Z, Ou X K. The phytosociological classification of Braun Blangute’s syntaxa for the dry-Hot valley vegetation in Yunnan-Sichuan region. Acta Botanica Yunnanica, 1998, (3): 29-44. 金振洲, 欧晓昆. 滇川干热河谷植被布朗布朗喀群落分类单位的植物群落学分类. 云南植物研究, 1998, (3): 29-44. [本文引用:1]
[4]	Ou X K. The study of flora in Yuanmou dry-hot river valley. Acta Botanica Yunnanica, 1988, 10(1): 11-18. 欧晓昆. 元谋干热河谷植物区系研究. 云南植物研究, 1988, 10(1): 11-18. [本文引用:1]
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2011

0.0

... 种间关系,也称种间亲和性(affinity),通常指群落中多个共存物种之间相互关系的总和,是群落重要的数量和结构特征之一^[1] ...

... 05)^[1] ...

1995

0.0

... 群落中各个物种尤其是主要优势种之间的关系决定了群落的结构与动态,对群落优势植物种间关系的分析有助于正确认识群落的结构与功能,为自然植被恢复和生物多样性保护提供理论依据^[2] ...

1998

0.0

. 1998, (3):29-44

The phytosociological classification of Braun Blangute#cod#x02019;s syntaxa for the dry-Hot valley vegetation in Yunnan-Sichuan region

滇川干热河谷植被布朗布朗喀群落分类单位的植物群落学分类

Jin Z Z , Ou X K

金振洲, 欧晓昆

摘　要：按布郎布朗喀群落分类单位，即从群丛，群属，群目至群纲，用植物群落学或植物区系－群落学的分类方法，建立了滇川干热河谷植被群纲－群目－群属－群丛分类系统表。表上有元江，怒江和金沙江三江河谷型半萨王纳植被的１个群纲４个群目，１０个群属和６４个群丛，均由５２３个样地记录归类而成。

... 脆弱植被^[3,4,5,6] ...

1988

0.0

. 1988, 10(1):11-18

The study of flora in Yuanmou dry-hot river valley

元谋干热河谷植物区系研究

Ou X K

欧晓昆

... 脆弱植被^[3,4,5,6] ...

1987

0.0

. 1987, 11(4):308-317

The general situation of natural vegetation in dry-hot river valley of Yuanmou, Yunnan province

云南元谋干热河谷植被概况

Jin Z Z , Ou X K , Zhou Y

金振洲, 欧晓昆, 周跃

... 脆弱植被^[3,4,5,6] ...

1988

0.0

. 1988, (2):68-78

Apreliminary study on the vegetation of dry-hot river valley in Yuanmou, Yunnan

云南元谋干热河谷植被的初步研究

Jin Z Z , Ou X K , Zhou Y

金振洲, 欧晓昆, 周跃

... 脆弱植被^[3,4,5,6] ...

2006

0.0

. 2006, (3):39-44 DOI:doi:10.3969/j.issn.1009-5500.2006.03.011

Study on different recover measures of degraded grassland in arid-hot valley along the Jinshajiang river

金沙江干热河谷退化草地植被恢复技术的研究

Sun T , Bi Y F , Zhao X S

孙涛, 毕玉芬, 赵小社

以金沙江干热河谷退化草原区为研究对象,采用不同的恢复措施及组合模式进行了植被恢复技术的研究.结果表明:不同的人工恢复措施对退化草原的植被恢复具有积极的作用.各处理总体效果表现为:围栏封育＞非洲狗尾草+高羊茅+绛三叶+银合欢＞非洲狗尾草+苇状羊茅+多变小冠花+白三叶＞苇状羊茅+多年生黑麦草+苜蓿WL323+银合欢＞猫尾草+沙打旺+多年生黑麦草+绛三叶＞对照自然恢复植被.不同处理草地植物群落的多样性、物种丰富度、均匀度大小随季节的变化,以对照为最小.聚类分析将6个样地划分为4组,其中自然恢复植被(对照)被单独划分为一组,表明仍处于退化状态,当前须采取保护措施.

... 近几十年来,区域可持续发展的需求及脆弱生态系统的典型性,使干热河谷区域成为植被恢复理论及技术研发的重要区域^[7,8] ...

2006

0.0

. 2006, 20(2):47-50 DOI:doi:10.3969/j.issn.1000-8101.2006.02.015

Causes of gully formation and its vegetation restoration technology in Yuanmou dry-hot valley

元谋干热河谷区冲沟形成原因及植被恢复技术

Fang H D , Ji Z H , Sha Y C

方海东, 纪中华, 沙毓沧

对元谋干热河谷冲沟的立地条件和形成原因等方面进行研究,认为侵蚀沟的形成与发展可分为纹沟、细沟、切沟、冲沟侵蚀沟发育的不同阶段,冲沟侵蚀发展的结果,使当地成为严重的侵蚀劣地。把冲沟按垂直和流域方向各分成3个层次。针对冲沟的土壤、自然植被及水土流失等特点,选择适宜干热河谷林草种,并根据各层次的特点进行林草配置,配置时充分考虑所选物种的生物学特性及生态学特性,林草措施与工程措施的密切结合,并注重在植被恢复过程中的生态、经济和社会效益的和谐统一,经过多年的治理研究已经达到较为理想的治理效果。

... 近几十年来,区域可持续发展的需求及脆弱生态系统的典型性,使干热河谷区域成为植被恢复理论及技术研发的重要区域^[7,8] ...

2010

0.0

. 2010, 19(6):1272-1277 DOI:doi:10.3969/j.issn.1674-5906.2010.06.002

The structure and similarity characteristic of the grassland community in hot-dry valley upper middle and lower of Jinsha River

金沙江流域干热河谷上中下游草地植物群落结构与相似性

Zhang J L , Shen R , Shi W

张建利, 沈蕊, 施雯

选择金沙江干流及支流小江干热河谷典型草地,采用标准样地调查法,对其上游、中游、下游以及支流干热河谷草地植物分布特征、群落结构、种群习性等开展研究,结果表明:(1)金沙江干热河谷草地植物群落结构自上游至下游,多年生草本植物种类的比例逐渐增加,灌木和一年生草本植物种类比例逐渐减少;金沙江干热河谷草地植物群落是以多年生草本为主灌木为辅的群落结构类型;支流小江干热河谷群落中,多年生草本和灌木植物种类比例相同,一年生草本植物种类比例较低.(2)金沙江流域干热河谷草地群落中,扭黄茅(Heteropogon contortus)为优势种群,次优种群随地理环境的改变而不同.(3)金沙江干热河谷存在种群扩散通道作用,但种群扩散通道作用受扩散距离的影响.(4)金沙江干热河谷草地植物种群的扩散、定居受到经向、纬向的影响.

... 植被的区系特征及群落结构^[9,10]、物种的功能特性^[11,12]、优势植物的化学计量特征及生物量分配策略^[12,13]、群落与水土保持功能^[14,15]等方面做了大量基础性研究工作 ...

... 由于扭黄茅(Hc)是干热河谷植被的优势种群,次优种群随地理环境的改变而不同^[9],而物种间的相互作用具有一定空间范围,种间联结性会随单位样方面积的大小发生变化^[19],因此推测扭黄茅(Hc)在研究区域内广布的特征可能导致数量分析中扭黄茅(Hc)与其他物种间关系的弱化 ...

1999

0.0

. 1999, (4):289-302 DOI:doi:10.3969/j.issn.1000-3142.1999.04.001

A phytosociological study on the semi-savanna vegetation in the dry-hot valleys of Yuanjiang River, Yunnan

云南元江干热河谷半萨王纳植被的植物群落学研究

Jin Z Z

金振洲

摘　要：采用Ｂｒａｕｎ－Ｂｌａｎｑｕｅｔ植物群落学研究的理论与方法，对云南元江中上游干热河分布的植被进行考察研究，把各处取得较典型的１１０个样地记录按确限度的原则由下而上归类成１５个群丛，５个群属，２个群目和１个群纲，建立了元江干热河谷萨王纳植被群纲一群目－群属－群丛分类系统综合表和１５个群丛表，以全面深入反映全干热河谷植物群落各级分类单位中各植物种类组成的多优度，存在度，盖度系数，生活型和生长型等特征及

2016

0.0

. 2016, 27(4):1039-1045

Element concentration in leaves and nutrient resorption efficiency on dry-red soil and vertisols in dry and hot valley in Yuanmou, China

元谋干热河谷燥红土和变性土上植物叶片的元素含量及其重吸收效率

Yan B G , He G X , Shi L T

闫帮国, 何光熊, 史亮涛

2015

0.0

. 2015, 39(8):807-815

Relationships between plant stoichiometry and biomass in an arid-hot valley, Southwest China

干热河谷植物化学计量特征与生物量之间的关系

Yan B G , Liu G C , Fan B

闫帮国, 刘刚才, 樊博

2016

0.0

2004

0.0

. 2004, 12(2):113-119 DOI:doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2004.02.008

Interspecific relationships of dominant species of sub-alpine scrub community and sub-alpine meadow community in the Guandi Mountains

关帝山亚高山灌丛群落和草甸群落优势种的种间关系

Li J L , Zhang J T , Yuan J Y

李军玲, 张金屯, 袁建英

Using χ 2 test with 2×2 cintingency table and Ochiai indices to analyze the interspecific association of 28 dominant species of Sub-alpine meadow community and 26 dominant species of Sub-alpine scrub community in the Guandi Mountains, as well as applying Pearson’s correlation coefficient and Spearman’s rank correlation coefficient to calculate correlations between these species, we learned that the association among dominant species in the communities were remotely related. The number of Species-pairs in the meadow community amounted to 17.9% of the total, while the number of the species-pairs in the scrub community reaching 25.9% of the total. Species with positive association had similar biological characteristics and demanded similar habitats.The relationships among species were of significant differences due to different community types.

运用2×2列联表、χ 2 检验方法对关帝山亚高山草甸群落的28个优势种及亚高山灌丛群落的26个优势种进行总体相关性和种对间的联结性检验,利用Ochiai指数测定种对间的关联度,应用Pearson相关系数和Spearman秩相关系数刻画种对间的数量变化关系。结果表明:群落优势种间多呈不显著关联,草甸群落中显著相关的种对数仅占总对数的17.9%,灌丛群落为25.9%;对生境要求相同或相似的种对呈显著的正关联;种间关系因群落类型不同存在明显差异。

... ²检验只有与Jaccard等相似性系数结合使用才能更好地反应种间关系^[14] ...

2014

0.0

. 2014, 28(6):77-81

Effects of grass belt length to runoff hydrodynamic properties in gully bed in Jinsha river dry-hot valley region

金沙江干热河谷冲沟沟床草被对径流水动力特性的影响

Yang D , Xiong D H , Zhang S

杨丹, 熊东红, 张素

研究冲沟沟床草被对径流水动力特性的影响,有助于探明该区冲沟发育过程及其动力机制。采用野外放水冲刷试验,研究冲沟沟床草被带长度对径流流态、流速和阻力系数的影响。研究结果表明: (1)试验条件下,沟床径流为紊流缓流状态。径流雷诺数Re随时间表现为先增大再减小的周期性变化趋势。沟床各断面径流雷诺数Re均随着草被带长度的增加而减小;径流佛罗德数Fr随时间呈现先急剧减小后趋于平稳的趋势,而在沟床沿程上呈减小趋势。草被带长度越长,佛罗德数Fr的变化幅度越小。(2)不同草被带长度小区,径流流速在时空上的变化有一定差异,且草被带越短径流流速在时间上的减小趋势越明显。各观测时段,径流流速均随草被带长度的增大而减小。 (3)各小区径流阻力系数在时空上均表现出增大趋势。其中,12m草被带小区径流阻力系数在沟床各断面上均大于其他草被带长度小区。(4)12m草被带是减小径流流速、增大径流阻力的优势草被带长度。

2009

0.0

. 2009, 17(6):533-548 DOI:doi:10.3724/SP.J.1003.2009.09253

Methods and protocols for plant community inventory

植物群落清查的主要内容、方法和技术规范

Fang J Y , Wang X P , Shen Z H

方精云, 王襄平, 沈泽昊

A plant community is an assemblage of plant populations that live in certain area, and interact with and adapt to one another in the context of long-term environmental changes. Plant communities maintain global ecosystem functions, and provide food and habitats for animals and other organisms. Plant communities also provide primary resources for human survival and development, and are therefore indispensable to human societies. China is among the countries with the most diverse plant communities in the world. However, no systematic national inventory has been conducted for Chinese plant communities. This fact obstructs exploitation and protection of China’s plant resources, and also hampers the development of the fields of Chinese ecology and geography. There is an urgent need to survey Chinese plant communities using consis-tent methods and protocols. In this paper, we review major concepts in plant community ecology, and pro-pose a framework for developing plant community inventories based on recent progress in community ecol-ogy and our own experience with long-term field surveys. Our framework provides protocols for site selec-tion and plot design, items to be measured in a plot, and measurements of functional traits of dominant spe-cies. We also review protocols for field surveys of large, long-term plots. The protocols proposed in this pa-per are expected to be a base for standardizing methodology for inventory of Chinese plant communities.

植物群落是不同植物在长期环境变化中相互作用、相互适应而形成的组合。它提供着人类赖以生存的主要物质资源, 维系着地球生态系统的健康和功能, 也为各种动物和其他生物提供食物来源和栖息地, 是人类生存和发展不可或缺的物质基础, 具有不可替代的作用。我国植物群落类型多样, 在世界上首屈一指, 但我国至今尚没有一次全面和系统的植物群落清查, 不仅影响了人们对我国植物资源的了解、利用和保护, 也不利于我国生态学、环境科学和地理学等相关学科的发展。采用统一的方法体系和技术规范开展我国植物群落的清查工作势在必行, 并具有紧迫性。本文基于作者长期的野外工作实践和国内外的群落调查方法, 首先简要定义了与植物群落清查有关的重要概念, 在此基础上, 论述了调查样地的设置原则和体系、群落清查的技术指标和方法、主要优势种生态属性的测定方法和规范, 并介绍了大样地调查的主要步骤。通过本文的介绍、归纳和总结, 试图为制定我国植物群落清查的技术规范提供基础材料和技术储备。

... 1 m随机样方51个,按《植物群落清查的主要内容、方法和技术规范》^[16]对样方进行清查,记录样方内物种出现-不出现、物种数、个体数和物种盖度,优势种随机选取5个植株测定高度,个体数少于5株的物种记录其个体植株高度的全部数据,按物种特征值占样方特征值的比例计算物种相对盖度、相对高度及相对频度,并按公式(1)计算植物种重要值作为优势物种选取的数量指标 ...

1984

0.0

... 2 多物种间的总体关联性检验采用Schluter ^[17]方差比率(VR)法对多物种间的总体关联性进行检验(公式2~5) ...

1977

0.0

... 3 讨论研究表明,干旱等逆境会导致不同物种间对限制性资源的竞争加剧,使不同物种间呈现负关联,而另一方面,有限的资源环境也促使物种间生态位分离而在群落中共存^[18],在统计学参数中呈现#cod#x0201c ...

1997

0.0

. 1997, 21(5):424-432 DOI:doi:10.3773/j.issn.1005-264x.2009.04.008

Interspecific association of trees in mixed evergreen and deciduous broadleaves forest in Lushan mountain

庐山常绿阔叶-落叶阔叶混交林乔木种群种间联结性研究

Guo Z H , Zhuo Z D , Chen J

郭志华, 卓正大, 陈洁

本文通过２×２联列表以多种指标分别测定了庐山常绿阔叶、落叶阔叶混交林３６个乔木种群在抽样面积分别为１００ｍ２和４００ｍ２时的种间联结性。结果表明：在中亚热带山地森林植被研究中，以Ｘ２检验为基础，结合联结系数ＡＣ和共同出现百分率ＰＣ来测定植物种群的联结性，效果较好。一方面，不同大小的样方能反映物种种间联结性的空间变化；另一方面，抽样面积为１００ｍ２，更能准确全面地表现优势种群种间联结性的特征。种间正联结性越强，其生态位重叠值越大，反之，种间负联结性越强，其生态位重叠值越小。最后，还将这３６个种群按其联结性划分为４个生态种组。

2003

0.0

. 2003, 12(2):14-19 DOI:doi:10.3321/j.issn:1004-5759.2003.02.003

A study on interspecific association of dominant species in Bothriochloa ischaemum community in Shanxi

白羊草群落优势种种间联结性的分析

Guo X Y , Zhang J T , Gao H W

郭逍宇, 张金屯, 高洪文

用x2检验和Jaccard指数对山西白羊草群落19个优势种种间联结性进行了分析,检验了种间相关关系.结果表明,白羊草群落优势种整体上多呈现正关联,群落处在较稳定的演替阶段,各种间关系随群落类型和生境的变化而发生变化,并可反映一定的发展趋势.对生境要求相同或相似的种对在适合其生存的生境中表现出显著的正关联.

... 另一方面,相关研究中群落演替后期的物种间主要形成相对较弱的正相关关系^{[20,21,22,23]},因此扭黄茅(Hc)是否是该区域稳定性群落中的关键物种的问题还有待进一步的论证 ...

2010

0.0

. 2010, 19(3):56-62

Interspecific relationships and ecological species groups of dominant herbage species in Eucalyptus grandis plantation

巨桉人工林草本层优势种的种间关系及生态种组的划分

Zhong Y , Zhang J , Yang W Q

钟宇, 张健, 杨万勤

... ²检验,在研究种间关系时,将二者结合起来分析,能更完整地反映种间的亲和性及其程度,较确切地解释群落中物种的种间关系^[21] ...

1999

0.0

. 1999, 41(11):1239-1244

Studies on the changes in interspecific association of zonal vegetation in Dinhushan

鼎湖山地带性植被种间联结变化研究

Peng S L , Zhou H C , Guo S C

彭少麟, 周厚诚, 郭少聪

2006

0.0

. 2006, 26(11):3732-3739 DOI:doi:10.3321/j.issn:1000-0933.2006.11.028

Changes in interspecific association of the climatic climax vegetation from 1984 to 2006 in Dinhushan, Guangdong, China

鼎湖山气候顶极群落种间联结变化

Peng L J

彭李菁

By comparison with previous studies, I investigated the 22-year changes in interspecific association of the climatic climax vegetation in Dinghushan, Guangdong, China. The results showed that composition of species, especially dominant species, did not change significantly in the past 22 years (1984—2006), suggesting that the Cryptocarya concinna-Cryptocarya chinensi-Castanopsis chinensis-Schima superba community (Cryptocarya community for short, the same below) was at the phase of climax and relatively stable in species composition. There was a mitigation of interspecific association intensity in 2006 compared to that in 1984. Species pairs with high association coefficient (AC) value decreased in number, and the number of cases of absolutely positive or negative association value decreased from 15 to 5 during 19842006. However, the pairs with an AC value less than 40 increased from about 50% to 60% of total species pairs during the same period, indicating a transition of distribution pattern of dominant populations from aggregation to independence. Interspecific association was influenced by competition specialty in certain species, which was firmly related to the selection of species toward community and the natural selection of community toward species I have no idea of this sentence. Please refer to English literature for confirmation. The characteristics of Cryptocarya community preserved even after special insect plagues had brought intense fluctuation to its structure, which indicates its structural stability and self-regulation ability. Populations in the whole community tended to distribute unattachedly (this should be an adv. instead of an adj.) along the process of development in spite of relativity: the strongly unattached distribution pattern (an absolutely unattached association) weakened, while the weakly unattached distribution pattern (a weak association) intensified.

通过与前人工作的比较，研究鼎湖山地带性植被气候顶极群落种间联结22a来的变化。研究结果表明，经过了22a，其种类结构尤其优势种类组成没有明显变化，这反映了厚壳桂群落处于演替的顶极阶段，其物种组成上具有相对的稳定性。现群落中的种间联结强度比1984年趋于缓和，高联结值的种对减少，完全正或负联结的种对，1984年为15，而2006年为5；一般联结的种对大为增加，联结值40以下的1984年为约1/2，而2006年为约3/5弱，表明群落的种群更趋向于独立分布而不是联结分布。生物竞争特性对种间关系有一定1的影响，主要原因是与物种对群落的选择和群落对生存物种的选择和淘汰有密切的关系。特别虫灾事件使该群落的群落结构有了较大的波动，但是群落的性质没有改变，反映了厚壳桂群落作为地带性气候顶级群落具有稳定性与较强的自我调节、自我恢复能力。整个群落的种群随时间进程趋向于独立分布，但这种分布趋势有其相对性，其中强独立分布（完全没有种间联结）的种群分布格局变弱，弱独立分布（只有微弱种间联结）的种群格局变强。

1985

0.0

... ²检验,并结合物种的Jaccard共同出现百分率指数对群落物种间联结性进行定性分析是种间关联(interspecific association)的重要方法^[24],Spearman秩相关系数是一种定量分析方法,能定量反映2个物种同时出现的可能性程度^[25] ...

2011

0.0

. 2011, 30(9):1868-1874

Interspecific relationships of dominant species in Caragana communities in semi-arid regions of China

半干旱区锦鸡儿群落优势种种间关系

Zhang Z Y , Zhou L , Shangguan T L

张震云, 周伶, 上官铁梁

Based on the investigation data of 58 quadrats, and by using χ 2 -test and Spearman rank correlation coefficient, this paper studied the interspecific relationships of dominant species in Caragana communities in semi-arid regions of China. Among all the dominant species pairs, most of them had negative correlations, and only a few had significant correlations, which suggested that the Caragana communities were under dynamic succession, and tended to fluctuation or even degradation by external disturbances. Based on the interspecific association and correlation analyses, the 20 dominant species were classified into 3 ecological groups. In the same ecological groups, the members all showed stronger positive association, suggesting their inter-dependent relationships with similar resource utilization and ecological demands. On the contrary, the associations between the ecological groups were loose and scattered, showing a distinct regional differentiation.

根据58个样方的调查资料，采用 χ 2 检验和Spearman秩相关系数研究了中国半干旱地区锦鸡儿群落优势种的种间关系。结果表明：在所有种对中，呈极显著和显著关联的种对数所占比率较低，且大部分种对呈现负关联趋势，表明锦鸡儿群落仍处于动态演替状态，受外界干扰易发生波动甚至退化。根据种间关联和种间相关分析结果，将20个优势种划分为3个生态种组，同一生态种组内，种组成员之间具有较强的正联结，表明其资源利用方式和生态要求相似，有一定的群落依存关系，而不同种组间联结较为松散，表现出明显的地域分布差异。

2012

0.0

. 2012, 32(1):77-85

Ecological species groups division based on interspecific association: a case study in the Gurbantunggut desert, Xinjiang, China

从植物种间联结性探讨白梭梭种群生态种组分类#cod#x02014;#cod#x02014;以古尔班通古特沙漠为例

Song C W , Jiang J , Fan J L

宋春武, 蒋进, 范敬龙

1.Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China; 2.Chendu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences, Chendu 610041, China; 3.Xinjiang Irtysh River Basin Development Engineering Construction and Management Bureau, Urumqi 830000, China; 4.Forestry Station of No.149 State Farm of Xinjiang Production and Construction Corps, Shihezi 832052, Xinjiang, China

In order to analyze the spatial change of species in different positions of dunes and the stability of Haloxyon persicum population, χ2 interspecific association test, association coefficient, and Spearman rank correlation coefficient were used to determine the interspecific associations in the Gurbantunggut Desert based on the 2×2 contingency table. The results are obtained as follows: 1) Among the 435 species pairs from both shrub and herb layers, few show significant χ2 association（P<0.05）: 12 pairs show highly significant association (P<0.01), 15 pairs show significant（P<0.05）, and the other 398 pairs show non-significant associations. 2) According to interspecific association and species correlation, the 30 dominant species were clustered into five ecological groups: 3 are from shrub layer, they are Group Ⅰ—Haloxyon persicum+Calligonum leucocladum, Group Ⅱ—Ephedra diotachya, and Group Ⅲ—Seriphidium terraealbae; 2 from herb layer, Group Ⅰ—Carex physodes+Erodium oxyrrhynchm+Alyssum linifolium+Ceratocarpus arenarius. Group Ⅱ—Horaninowia ulicina+Senecio subdentatus+Eremopyrum orientale. The species distribution characters of these ecological groups were also analyzed in this paper.

在2×2联列表的基础上,应用χ2检验、联结系数、spearman秩相关,检测古尔班通古特沙漠植物种间关系,以期分析各物种在沙垄不同地貌部位的变化异同及种群稳定性。结果表明:①灌草两层共435个种对中,联结程度达到显著的种对较少；极显著的有15种对,显著的有22种对,其余398种对联结程度不显著。②按组间联系及种间的正负关联性,将30个主要优势种划分为5个生态种组。灌木层植物可分为3个种组:Ⅰ.白梭梭、沙拐枣；Ⅱ.蛇麻黄；Ⅲ.绢蒿；草本层分为两个种组:Ⅰ.苔草、尖喙牻牛儿苗、条叶庭芥、角果藜；Ⅱ.对节刺、沙生千里光、东方旱麦草；并提出各生态种组物种的分布特征。

... 生态种组是对环境的适应能力、对资源的利用能力、对群落所起的功能作用等具有一致性的物种组合^[26],因而,同一生态种组内,各物种间具有较强的正联结,而不同种组间联结较为松散,造成这种现象的主要原因是不同物种具有生物学特性的差异,对生境具有不同的生态适应性和相互分离的生态位^[27] ...

2012

0.0

. 2012, 32(6):1898-1907

Numerical analysis of inter-specific relationships in Alpine steppe community in Bayanbulak

高寒草原植物群落种间关系的数量分析

Pang F , Hu Y K , Zhang W

房飞, 胡玉昆, 张伟

1994

0.0

... 干旱地区物种丰富度有限,物种间直接竞争弱,群落结构特征主要表现为环境条件对物种生存的限制^[28],因此推测第2生态种组的物种可能更适应干热河谷干燥炎热的气候环境 ...

2005

0.0

. 2005, 22(1):74-78

Analysis on the relationship between the species diversity and the productivity of plant communities in the arid mountainous regions in China

干旱区山地植物群落物种多样性与生产力关系分析

Shang Z H , Yao A X , Long R J

尚占环, 姚爱兴, 龙瑞军

在我国典型干旱山地系统中,对3个典型生境类型(沙化草地、土质阴坡、石质阴坡)的植物群落进行取样,分析植物群落多样性与其生产力关系.结果表明,3个生境条件下,3种多样性指数(Shannon-wienner指数、Simpson指数、Margalef丰富度指数)与生产力的线性关系拟合结果较好,说明干旱山地植物物种多样性与其生产力关系是线性关系.该地区处于长期过度放牧利用状态下,因此,物种多样性与生产力的线性关系是生境资源限制和长期过度干扰共同作用的结果.

... 但由于在受水分条件限制的群落中,物种生长发育的随机性大,物种对环境波动的响应模式,必然对物种多样性和群落功能产生重要影响^[29] ...

1987

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... 组成群落的每一个物种,其在决定群落的性质和功能上并不具有完全相同的地位和作用,其中,优势种表现为个体数量多,体积大或生物量高,生活能力强,从而对群落的结构功能及群落环境的形成具有决定性作用^[30] ...