免费文献传递   相关文献

濒危植物小蓬竹地上部生态场效应分析



全 文 :南 方 农 业 学 报 45卷
收稿日期:2014-01-14
基金项目:贵州省国际科技合作计划项目(黔科合外G字[2013]7010)
作者简介:*为通讯作者,刘济明(1963-),博士,教授,主要从事植物生态学研究工作,E-mail:karst0623@163.com。颜强(1989-),
主要研究方向为生态学,E-mail:1048535009@qq.com
濒危植物小蓬竹地上部生态场效应分析
颜 强1,刘济明1*,李 鹏1,池 馨1,张东凯2,文爱华1,高 攀1
(1贵州大学 林学院,贵阳 550025; 2贵州省林业调查规划院,贵阳 550003)
摘要:【目的】分析小蓬竹(Drepanostachyum Luodianense)地上部生态场效应,为建立小蓬竹濒危机制及合理保护
提供理论基础。【方法】设置7个小蓬竹种群(Q1~Q7)样地,实测样地内所有小蓬竹竹丛的平均冠丛高、冠丛半径、竹丛
株数和竹丛直径,通过构建小蓬竹生态场模型,对小蓬竹地上部生态场的作用特性、空间变化规律和作用范围进行定
量研究。【结果】7个样地小蓬竹种群的平均生态势最大值大小次序为φ7>φ4>φ3>φ6>φ1>φ2>φ5,小蓬竹地上部生态
势随着与小蓬竹作用距离的增加逐渐减小,并在场源处达最大值;不同样地小蓬竹生态势的消减形式及刻画生态势
空间变化率的生态场梯度曲线分别近似于Gaussian分布与Rayleigh分布;根据经验模型估测得到小蓬竹地上部生态场
有效作用距离10.62~14.52 m,作用范围平均为12.08 m。【结论】小蓬竹地上部生态场生态势的大小、生态场梯度、作用
范围均与其形态大小紧密相关,场源植物活力参数为影响生态势大小的主导因子。
关键词:小蓬竹;生态场;生态势;生态场梯度;作用范围
中图分类号:Q948.1 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2014)04-0628-06
0 引言
【研究意义】小蓬竹(Drepanostachyum luodianense)
系竹亚科镰序竹属,又名藤竹,其地下茎合轴型,秆柄
短缩,竹秆在地面密集丛生,是喀斯特典型的克隆植
物,目前仅分布于贵州省罗甸县、平塘县及长顺县的
喀斯特区域海拔600~1000 m的山地,是喀斯特适生竹
Ecological field of aboveground of endangered plant
Drepanostachyum luodianense
YANQiang1,LIUJi-ming1*,LIPeng1,CHIXin1,ZHANGDong-kai2,
WENAi-hua1,GAOPan1
(1Forestry College of Guizhou University,Guiyang 550025,China;2Guizhou Institute of Forestry
Survey and Design,Guiyang 550003,China)
Abstract:【Objective】Ecological field of aboveground of endangered plant Drepanostachyum luodianense was studied to
provide scientific references for establishing its endangered mechanism and reasonable protection. 【Method】Seven plots of D.
luodianense ( Q1-Q7) were set to detect average height of crown plexus, crown clump radius, number of bamboo trees and
bamboo diameter, based on which D. Luodianense ecological field model was established to quantitatively study effect charac-
teristics, spatial variation and action range. 【Result】φ7>φ4>φ3>φ6>φ1>φ2>φ5 was the order of the maximal values of
average ecological potential of D. luodianense in 7 different sites. Along with the increase of the distance from D. Luodianense
to the ecological potential of D. luodianense, the value of the ecological potential gradually reduced, and reached its maximum
in the field source. The extinction form of ecological potential and ecological field gradient curve of depicting space variation of
ecological potential was similar to Gaussian and Rayleigh distribution, respectively. According to the experience model, effec-
tive action range was estimated as 10.62-14.52 m with the average value of 12.08 m. 【Conclusion】Ecological potential, eco-
logical field gradient and action range are all closely related to shape size, and the main leading factor affecting ecological po-
tential is dynamic parameter of plants in field source.
Key words: Drepanostachyum luodianense; ecological field; ecological potential; ecological field gradient; action
range
DOI:10.3969/j:issn.2095-1191.2014.4.628
南方农业学报 Journal of Southern Agriculture 2014,45(4):628-633
ISSN 2095-1191;CODEN NNXAAB http://www.nfnyxb.cn
4期
种,在喀斯特生态系统的水源涵养、水土保持、养分平
衡等生态功能中具有重要作用(蒙朝阳等,2008)。近
年来,小蓬竹被当地造纸企业广泛用作造纸原料,特
别是对新生幼竹掠夺式砍伐现象严重,致使小蓬竹无
性系种群严重退化,竹株衰老死亡,种群数量急剧减
少(刘济明,2010),已处于濒危状态,因此,加强小蓬
竹的研究与保护已刻不容缓。【前人研究进展】在探讨
生物之间、生物与环境之间相互关系过程中,现有的
生态学理论仅能对简单的问题进行解释,对非直接接
触的生物之间却不能充分说明各种生态因子在相互
影响过程中综合变化的内在联系,难以从根本上解决
相互作用问题(王根轩,1992)。受物理学中“场”思想
的启发,Hsin等(1985)首次提出了生态场概念,以全
新的思维和较严格的定量模型,从机理上探求生物之
间及生物与环境之间相互作用的机制与规律(王德
利,1994)。 此后,生物之间、生物与环境之间的相互
关系研究从定性描述和动态分析进入了定量分析的
新阶段。一些研究已经表明,应用生态场的方法对木
本植物及草本植物个体之间相互作用进行描述是可
行的(王根轩和赵松岭,1995;邹春静等,1999;丛沛桐
等,2001;Miina and Pukkala,2002;王亚秋和王德利,
2005;宋萍等,2008)。“势”作为场定量研究中的一个
指标,具有重要的作用。王德利(2000)将生态场定义
为生物与生物之间以及生物与其环境之间相互作用
形成生态势的时空范围。生态场中的“势”即“生态势
(Ecological potential)”是描述生态场作用的基本特征
函数,而生态场理论的核心问题是建立合理的生态场
模型(王德利等,1994),可对生态场作用进行定量描
述和分析。【本研究切入点】目前,有关小蓬竹在群落
中的生长与其他植物间关系的研究仅在曹靖夫等
(2007)的研究中有所提及,有关小蓬竹生态场效应的
研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】通过融汇目前植
物生态场领域的研究成果构建小蓬竹生态场特征函
数,建立小蓬竹地上部生态场模型,并在此模型基础
上研究小蓬竹地上部生态势及生态场梯度随距离的
增加表现出的变化规律,以及根据经验模型估测其生
态场的作用范围,分析小蓬竹地上部生态场效应,以
期从生态场角度解释小蓬竹与其周围植物的相互作
用,为探索小蓬竹濒危机制及合理保护提供一定的理
论基础。
1 材料与方法
1. 1研究地概况
研究地点为贵州省罗甸县,位于贵州省南部边
缘,海拔242.0~1400.6 m,境内以山地为主,有岩溶、丘
陵、盆地及石炭岩等喀斯特地貌。样地设置在罗甸县
董架乡东跃村,位于东经106°53′~106°54′、北纬25°
37′,平均海拔997 m,属典型的亚热带温暖湿润季风
气候,冬无严寒、夏无酷暑、雨热同季,年平均气温
13.6~19.6 ℃,雨量充沛,年平均降水量1100~1400 mm。
研究地段各样地内小蓬竹均占绝对优势,其盖度
65%~75%,位于群落中上层,植株上部基本匍甸生长
在灌木之上。在群落中,小蓬竹与一些乔木、灌木及少
量草本混生。森林植被主要类型为亚热带常绿阔叶
林,群落乔木层优势种常由壳斗科(Fagaceae)、樟科
(Lauraceae)、山茶科(Theaceae)植物组成,主要植物
有黄连木(Pistacia chinesis)、朴树(Celtis sinensis)、榆
树(Ulmus pumila)、蚊母树(Distylium racemosum)、椤
木石楠(Photinia davidsoniae)、山核桃(Carya cathayen-
sis)、球核荚蒾(Viburnum propinquum)、齿叶铁仔
(Myrsine semiserrata)、檵木(Loropetaum chinense)、茜
草(Rubia cordifolia)、狗舌草(Senecio kirilowii)、大头
艾纳香(Blumea megacephala)等。
1. 2试验方法
1. 2. 1 样地设置 在全面调查的基础上,共设置7个
研究样地,各样地中的小蓬竹种群分别用Q1、Q2、Q3、
Q4、Q5、Q6、Q7表示。在每个样地中,测量所有小蓬
竹竹丛的平均冠丛高、冠丛半径、竹丛株数、竹丛直
径等。
1. 2. 2 小蓬竹生态场特征函数的建立 以Hsin等
(1985)、王德利(1991,1994)等建立的生态场函数为
基础,结合小篷竹本身特征,给予诸多假设,将由克隆
分株形成的竹丛拟合为一株小蓬竹,尝试提出濒危植
物小篷竹的生态场特征函数,建立小篷竹地上部生态
势函数,并通过野外调查数据检验建立模型。以能反
映场源植物的生长变化、生态场作用的衰减和具有试
验可测性作为模型参数选择的原则,小篷竹地上部分
生态势函数模型为:
φ(r)=kfλ(r)g (1)
式中φ(r)为生态势;k为系数;f为个体最大影响
程度,定义f= VSVmaxSmax
,其中V为竹丛茎干体积,S为竹
丛冠幅面积,Vmax为每丛小蓬竹茎干体积最大值,Smax
为每丛小蓬竹冠幅面积最大值;λ(r)为生态势衰减系
数;g为场源植物生活力参数,定义g= MMmax
,其中M为
每个样地中平均每丛小蓬竹株数,Mmax为每个样地中
每丛小蓬竹株数最大值;r为向量,表示场源植物作用
距离。
生态势消减系数反映场源植物随空间距离变化
其作用程度降低的特性,植株地上部生态势衰减主要
依赖于光辐射在植冠层的分布、植冠及茎干特征等,
则小篷竹地上部生态势消减系数λ(r)= exp(-αr
2)
exp(βr3)
。式
颜强等:濒危植物小蓬竹地上部生态场效应分析 629· ·
南 方 农 业 学 报 45卷
中,α为茎干衰减系数,定义α= 1V;β为植冠衰减系数,
定义β= 1πRr,πRr为椭圆面积,R为植冠半径。若把r看
做距植株着生点的水平距离,记为x,则小篷竹地上部
生态势模型可表示为:
φ(x)=k VSVmaxSmax
exp(-x
2
V)
exp( x
2
πR)
M
Mmax
= VSVmaxSmax
exp(-πR+VπRV x
2) MMmax
(2)
此模型的提出基于以下假设:①对参数采用相对
化处理;②对小篷竹进行类乔木处理,即茎干体积为
竹丛直径与竹丛高的乘积,将植冠看做圆形,消除了
单个克隆分株形态差异而不同;③场源植物作用距离
和范围不考虑方向。
作为生态场的特征函数之一,生态场梯度反映植物
生态场分布的动态变化过程,实际描述的是植物对周围
作用强度的空间变化率(宋萍等,2009)。对小篷竹地上
部生态势函数进行一次求导即得生态场梯度模型:
gradφ(x)=dφ
dx
=2kfg(-πR+VπRV
)exp(-πR+VπRVx
2)x (3)
依据经验模型进行估测(Walker et al .,1988,
1999),本研究选取样地中20丛冠幅、直径最大的小篷
竹作为研究样本,用来计测小篷竹地上部生态场的作
用范围,计算公式为:
D=Max(60%高度,1.5×冠直径) (4)
1. 3统计分析
利用Excel 2003软件对调查数据进行统计和分
析,并绘制小蓬竹地上部生态场的生态势和场梯度
曲线图。
2 结果与分析
2. 1小蓬竹地上部生态势大小
通过计算小篷竹个体生态势消减系数、场源植物
生活力参数,求得个体生态场中不同距离及不同生长
状态下的生态势。由表1可知,7个样地小蓬竹地上部
场源植物生活力参数g大小关系为 g7>g4>g3>g6>
g1>g2>g5,生态势最大值大小关系为φ7>φ4>φ3>φ6>
φ1>φ2>φ5,表明生态势与植物生活力参数一一对
应,植物生活力参数增大,生态势值也随着增大,即生
态势与植物生活力参数呈正比关系。小蓬竹地上部生
态势模型呈现生态势大小与个体最大影响程度大小f
呈正比,而生态势大小与个体最大影响程度大小 f
(f 4>f 3>f 6>f 7>f 1>f 2>f 5)并未一一对应,但不能就此
否认小蓬竹地上部生态势与某一时间或某一时间段
的最大影响程度f和场源植物生活力参数g的正比关
系。表明生态势的值大时,个体最大影响程度不一定
大,而植物生活力参数一定大,因此认为场源植物生
活力参数是影响生态势大小的主导因子。
表 1 不同样地小蓬竹地上部生态势最大值及相应参数(k=1.00)
Tab.1 Maximal value and parameters of ecological potential of D. luodianense in different sites
7个样地小蓬竹地上部生态势最大值大小与小蓬
竹自身的形态大小密切相关。种群Q7、Q4的竹丛内多
为大型植株,幼苗、幼株及小型植株数量很少;种群
Q1、Q3、Q6竹丛内幼苗、幼株及大中型植株数量居中
且差异不大;种群Q2、Q5竹丛内的个体数量多但以幼
苗、幼株及小型植株为主,大中型植株甚少。种群以
大、中型植株为主,幼苗、幼株较少,则种群平均个体
株高、冠径就大,因此所形成的生态势就大,如种群
Q7、Q4;反之,所形成的生态势就小,如种群Q2、Q5
(表1)。
2. 2小蓬竹地上部生态势变化
从图1可知,小蓬竹地上部的生态势在场源植株
茎干处(x=0)值最大,随着作用距离的增加,小蓬竹地
上部的生态势逐渐减小,当x→∞时生态势值逐渐趋近
于零,即生态势大小与x值呈反比关系,地上部生态势
随作用距离改变的曲线图近似于Gaussian分布。生态
场中某处的场作用或生态势大小取决于形成生态场
的场源植物本身的特性(生物量、生长速率等)和该处
的资源水平,场源植物的生长速率越大,对该处资源
的作用越大;某处的资源利用效力越大,该处受到场
作用或形成的势值越小(王德利,2000)。由此可知,在
场源处小蓬竹地上部生态势最大,意味着此处小蓬竹
地上部对植物和外界的影响最强烈,对周围环境的资
源利用效力最大;随着与小蓬竹地上部距离的增加,
生态势值逐渐减小并到零,表明小蓬竹地上部对周围
环境的影响强度逐渐减弱,对周围环境的资源利用效
力减弱,直至完全消失。
参数 种群 Population
Parameter Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
竹丛数M0 41 90 30 15 32 47 5
Clump of bamboo
number
R 2.5190 1.6899 1.7383 2.1213 1.6584 1.4953 2.9680
f 0.1494 0.1359 0.2238 0.2302 0.0783 0.1820 0.1718
g 0.2643 0.1797 0.4240 0.4327 0.1787 0.3256 0.6048
φ(0) 0.0395 0.0244 0.0949 0.0996 0.0140 0.0592 0.1039
630· ·
4期
2. 3小蓬竹地上部生态场梯度变化
由图2可见,小蓬竹生态场梯度地上部生态势的
变化率随着作用距离的增加,由小逐渐变大,在某一
距离点上达到场梯度的最大值,随后又逐渐由大变小
并在无穷远处趋近于零。表明小蓬竹生态场梯度在场
源处最小,但随作用距离的增加呈上升趋势,并在一
定作用距离上变化最快,此时场作用迅速减弱,这一
作用距离之外场作用已非常小。各种群的生态场梯度
曲线高度和宽度差异显著,曲线高度GH的大小次序
为H5>H2>H1>H6>H3>H4>H7,即种群Q5曲线的高度
最高,Q7最低;生态场梯度曲线宽度GD的大小次序为
GD4>GD5>GD2>GD6>GD1>GD7>GD3,即种群Q4曲
线的宽度最大,Q3最低。种群Q5内的小蓬竹株型小,
平均植株个体小、冠幅不大,生态场作用强度和作用
范围小,结合图2和表2分析可知,种群Q5的场梯度曲
线在所有种群场梯度曲线中最高,其场梯度波动幅度
最大,最大场梯度值也最大(0.1381),且场梯度随与场
源距离的增大收敛最快,当作用距离为1.06 m时,场
梯度收敛最快。表明种群Q5内小蓬竹地上部生态场的
生态势消减速率随作用距离的增大而迅速增加,且增
加程度较大,小蓬竹约在作用距离1.06 m处生态势的
消减速率最大,生态场空间变化最为强烈,随后消减
速率又迅速下降,生态场作用趋于零,相应的生物潜
能达到最大,分布趋于稳定。而种群Q7以大、中型植株
为主,平均植株个体大,茎高和株冠大,生态场作用强
度和作用范围均很大,因此种群Q7的场梯度曲线是所
有种群场梯度曲线中最低的,显示其场梯度波动幅度
最小,最大场梯度值也最小(0.0118),且场梯度随与场
源植物距离的增加收敛最慢,出现最大场梯度时的作
用距离最小,为1.00 m,此处场梯度较其他种群场梯
度收敛慢,对于自身而言此处场梯度仍然收敛最快。
其他种群的场梯度收敛快慢情况介于种群Q7和Q5之
间。
表 2 不同样地小蓬竹地上部生态场梯度最大值及其作用距离(k=1.00)
Tab.2 Maximal ecological field gradient and its effect distance of D. luodianense populations in different sites aboveground
种群 Population Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
场梯度最大值φ(x)Maximal field gradient 0.0836 0.1204 0.0446 0.0366 0.1381 0.0445 0.0118
最大场梯度的作用距离(m)Maximal effect distance 1.02 1.04 1.03 1.13 1.06 1.01 1.00
2. 4小蓬竹地上部生态场的作用范围
生态场的作用范围是生态势的有效作用空间,其
大小和形状与植物体自身所形成的生态势大小有关,
而植物体生态势的大小与其形态大小及所处环境等
因子相关(Gates,1982)。根据小篷竹地上部生态场的
作用范围公式计算,发现1.5倍冠幅直径均比60%竹丛
高度数值大,即1.5倍冠幅直径的数值应为小蓬竹地上
部生态场的作用范围(表3)。依次选取冠幅直径
(cd)、竹丛高(h)、竹丛直径(d)分别最大的竹丛8、17、
20进行其相应的高度、冠幅直径、竹丛直径和生态场
作用范围比较,h17>h8>h20、d20>d8>d17、cd8>cd20>
cd17、D8>D20>D17,且所有竹丛中D8为最大,D17最
小。可见小蓬竹地上部生态场的作用范围与其形态大
小紧密相关,且决定于冠幅直径、竹丛高、竹丛直径的
综合影响,冠幅直径为主要影响因子。此外,小蓬竹地
上部生态场的作用范围平均为12.08 m,说明小蓬竹的
影响范围很广,但这是依据经验模型计算得到的结
果,其实际可操作性还有待进一步验证。
图 1 不同样地小蓬竹地上部生态势变化曲线(k=1.00)
Fig.1 Change curves of ecological potential of D. luodianense
in different sites
作用距离(m)Effect distance



φ(
x)
Ec
ol
og
ic
al
po
te
nt
ia
l
图 2 小蓬竹地上部生态场梯度变化曲线(k=1.00)
Fig.2 Change of aboveground field gradient of D. luodianense
in different sites





g
r
a
d
φ(
x)
Ec
ol
og
ic
al
fie
ld
gr
ad
ie
nt
作用距离(m)Effect distance
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.00 2.00 4.00 6.00
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0 2 4 6 8
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
颜强等:濒危植物小蓬竹地上部生态场效应分析 631· ·
南 方 农 业 学 报 45卷
表 3 小蓬竹地上部生态场的作用范围
Tab.3 Domain of ecological field of D. Luodianense populations aboveground
编号 竹丛高(m) 竹丛直径(cm) 冠幅直径(m) 60%高度(m) 1.5×冠直径(m) D(m)
No. Bamboo height Bamboo diameter Crown diameter 60% height 1.5×crown diameter
1 1.23 64.40 7.60 0.738 11.40 11.40
2 1.93 21.30 8.52 1.158 12.78 12.78
3 2.87 98.40 9.28 1.722 13.92 13.92
4 1.56 88.10 7.26 0.936 10.89 10.89
5 0.73 62.70 8.76 0.438 13.14 13.14
6 5.33 78.50 8.52 3.198 12.78 12.78
7 1.31 32.90 7.36 0.786 11.04 11.04
8 6.24 83.60 9.68 3.744 14.52 14.52
9 5.18 72.40 8.66 3.108 12.99 12.99
10 2.87 76.40 8.66 1.722 12.99 12.99
11 4.75 94.90 7.68 2.850 11.52 11.52
12 2.89 104.30 7.28 1.734 10.92 10.92
13 5.46 55.70 7.58 3.276 11.37 11.37
14 5.35 78.30 7.60 3.210 11.40 11.40
15 5.26 68.90 7.22 3.156 10.83 10.83
16 7.13 81.60 8.54 4.278 12.81 12.81
17 7.57 83.50 7.16 4.542 10.74 10.62
18 5.47 45.90 7.62 3.282 11.43 11.43
19 2.01 51.70 7.08 1.206 10.62 10.74
20 5.10 153.70 9.00 3.060 13.50 13.50
平均Mean 4.01 74.86 8.05 2.407 12.08 12.08
3 讨论
3. 1小蓬竹地上部生态势大小及其变化规律
个体最大影响程度和生活力参数越大,表明植株
越高,冠幅越大,生长越旺盛,其所占有的空间资源
(光照、水分、二氧化碳等养分)越多,对周围植物或环
境的影响就越大,定量描述则为生态场的生态势值越
大。本研究结果表明,种群Q7内的每丛小蓬竹数量比
种群Q6小,即其最大影响程度较种群Q6小,但种群Q7
内小蓬竹竹丛植株平均高度比种群Q6大,其生活力参
数较种群Q6大,根据建立模型计算生态势的结果,种
群Q7的生态势大于Q6,可能是因为场源植物生活力
参数是影响生态势大小的主导因子所致。
通过生态模型理论分析可知,小蓬竹植株的最大
影响程度和生活力参数越大,所形成的生态场的生态
势就越大。本研究结果表明,小蓬竹的直径和高越大,
每个竹丛小篷竹大中型植株数量越多,意味着其最大
影响程度和生活力参数越大,其对生存空间内的环境
因子如光照、温度、湿度等的影响也就越大,对周围产
生的作用就越强,因此它形成生态场的生态势值也就
越大;反之,生态势就越小。这与宋萍等(2008)模型拟
合的结果相符,充分说明建立的该生态势模型灵敏性
高,可用于探讨小蓬竹地上部生态场特征。
7个样地种群中小蓬竹生态势的消减形式近似于
Gaussian分布,与王德利和祝延成(1996)、宋萍等
(2008)、周晓红等(2011)研究的生态势消减形式相
似。本研究发现,场源处形成较高的生态势,生态场作
用较强,小蓬竹地上部对植物和外界的影响最强烈,
许多植物将因受到排斥而不能生存,表现为在大、中
型的小蓬竹近杆处仅有一些草本植物存在,或基本没
有植物生长,与曹靖夫等(2007)的研究结果一致。随
着作用距离的增加,生态势值逐渐减小,小蓬竹地上
部对周围环境的影响强度逐渐减弱,场作用减弱,逐
渐有灌木、乔木生长。总之,小蓬竹地上部生态场的作
用随着作用距离变化呈规律性变化,其可为研究小蓬
竹种群格局与动态、群落形成的机制及小蓬竹个体间
及与其他植物间的竞争与共存等提供理论支持(宋萍
等,2009)。
3. 2小蓬竹地上部生态场梯度及其曲线变化规律
本研究中小篷竹生态场梯度即地上部生态势变
化率的大小取决于小篷竹个体的大小,个体大的植
株,生态势空间变化率小,衰减慢;个体小的植株,生
态势空间变化率大,衰减迅速,作用范围小。这个变化
规律与羊草地上部生态场梯度(王德利和祝延成,
1996)、桫椤个体地上部生态场梯度(宋萍等,2008)的
变化规律相似,其变化形式亦符合Rayleigh分布,对小
蓬竹地上部生态场的作用范围的估测具有较深意义。
一般来说,场梯度曲线最高时,场梯度的相对波
动幅度就最大,曲线也就最窄,场梯度随与场源植物
作用距离的增大收敛最快,即生态场作用在最小的距
离内消减于零;场梯度曲线最低时,场梯度的相对波
动幅度就最小,曲线也就最宽,场梯度随与场源植物
作用距离的增大收敛最慢,即生态场作用在最大的距
离内消减于零(宋萍等,2009)。然而本研究中种群Q5
的场梯度曲线最高但却不是最窄的,种群Q7的场梯度
曲线最低却不是最宽的,可能是因为影响场梯度曲线
高度和宽度的因素除场源植物本身外,还受周围环境
因素(光照、水分、二氧化碳等)的影响。
3. 3小蓬竹地上部生态场作用范围大小
Gates(1982)研究发现,生态场作用范围的大小决
定于植株个体高度、生长状况及株冠大小等,同时又
是这些因素综合状况的反映。本研究中依据经验模型
估测的小蓬竹地上部生态场作用范围的平均值与实
际可能有差异,因为此模型(式4)是针对桉树(Eu-
calvpus)、海桑(Aneurolepidium chinensis)、春小麦
(Triticum aestivum)等提出,其精确性可能受到植物
632· ·
4期
的生长状态、环境资源或气候条件等因子的影响。因
此小蓬竹地上部生态场作用范围还有待在野外进行
验证。但利用此经验模型来估测小蓬竹地上部生态场
的作用范围具有开拓性意义,期待其他学者提出更具
有实际可操作性的模型来计测小蓬竹地上部生态场
的作用范围。
本研究仅对小蓬竹地上部个体生态场的生态势、
生态场梯度的大小和变化形式、生态场作用范围进行
研究,有关小蓬竹地上部生态场的二维及三维空间分
布,以及环境所产生的场和周围植物产生的生态场的
叠加作用对小蓬竹的影响还有待进一步探讨。
4 结论
本研究结果表明,小蓬竹地上部生态场生态势的
大小、生态场梯度、作用范围均与其形态大小紧密相
关,场源植物活力参数为影响生态势大小的主导因子。
参考文献:
曹靖夫,蒙朝阳,周超,刘济明,张承凤,张锋,刘纪岗. 2007.
小篷竹群落邻体干扰指数的研究[J]. 安徽农业科学,35
(25):7754-7755.
Cao J F,Meng C Y,Zhou C,Liu J M,Zhang C F,Zhang F,Liu J
G. 2007. A study on adjacent interference index of Drepanos-
tachyum luodianense[J]. Journal of Anhui Agricultural Sci-
ences,35(25):7754-7755.
丛沛桐,于景华,赵则海,祖元刚. 2001. 东灵山辽东栎林植物
生态场的研究[J]. 植物研究,21(1):147-151.
Cong P T,Yu J H,Zhao Z H,Zu Y G. 2001. Studies on ecologi-
cal field of Quercus liaotungensis forest,Dongling Moun-
tain[J]. Bulletin of Botanical Research,21(1):147-151.
刘济明. 2010.贵州喀斯特地区小蓬竹生态特性研究[D].北京:
北京林业大学.
Liu J M. 2010. Study on the ecological characteristics of
Drepanostachyum luodianense in Guizhou Karst Area[D].
Beijing:Beijing Forestry University.
蒙朝阳,谢元贵,刘济明,喻阳武,周超,刘纪岗,张锋. 2008.
小蓬竹水土保持效应的研究[J]. 安徽农业科学,36(4):
1431-1433.
Meng C Y,Xie Y G,Liu J M,Yu Y W,Zhou C,Liu J G,Zhang
F. 2008. Study on the soil and water conservation effect of
Drepanostachyum luodianense[J]. Journal of Anhui Agri-
cultural Sciences,36(4):1431-1433.
宋萍,洪伟,吴承祯,封磊,范海兰,陈宇舟. 2008. 濒危植物桫
椤个体生态场的研究[J]. 武汉植物学研究,26(3):276-
281.
Song P,Hong W,Wu C Z,Feng L,Fan H L,Chen Y Z. 2008.
The study on ecological field of endangered plant Alsophila
spinulos individual[J]. Journal of Wuhan Botanical Re-
search,26(3):276-281.
宋萍,洪伟,吴承祯,封磊,范海兰,刘用心. 2009. 濒危植物
桫椤个体生态场梯度的研究[J]. 热带亚热带植物学报,
17(1):62-67.
Song P,Hong W,Wu C Z,Feng L,Fan H L,Liu Y X. 2009.
Study on the individual ecological field gradient of the en-
dangered plant Alsophila spinulos[J]. Journal of Tropical
and Subtropical Botany,17(1):62-67.
王德利. 1991. 生态场理论——物理生态学的生长点[J]. 生
态学杂志,(6):39-43,61.
Wang D L. 1991. Ecological field theory——the“growing point”
of physical ecology[J]. Chinese Journal of Ecology,(6):
39-43,61.
王德利. 1994. 植物生态场导论[M]. 长春:吉林科学技术出版
社.
Wang D L. 1994. Introduction to Plant Ecological Field[M].
Changchun:Jilin Science and Technology Press.
王德利,刘兴华,祝延城. 1995. 羊草地上部生态场二维行为
的特征分析[J]. 应用生态学报,3(S1):27-31.
Wang D L,Liu X H,Zhu Y C. 1995. Characteristic analysis of
two-dimensional behavior of aboveground ecological field of
Aneurolepidium chinense[J]. Chinese Journal of Applied
Ecology,3(S1):27-31.
王德利,祝延成. 1996. 不同种群密度状态下羊草地上部生态
场、生态势、场梯度及其季节性变化规律研究[J]. 生态学
报,16(2):122-127.
Wang D L,Zhu Y C. 1996. Regularity of the ecological potential
and gradient of aboveground ecological field of Aneurole-
pidium Chinense and their seasonal changes under different
population densities[J]. Acta Ecologica Sinica,16(2):122-
127.
王德利. 2000. 关于生态场的几点评述[J]. 应用生态学报,11
(3):472-476.
Wang D L. 2000. Some comments on ecological fiels[J]. Chinese
Journal of Applied Ecology,11(3):472-476.
王根轩. 1992. 探索生物间相互作用规律的生态场理论[J].
大自然探索,11(3):52-56.
Wang G X. 1992. Exploring ecological field theory of interac-
tions among organisms[J]. Discovery of Nature,11(3):52-
56.
王根轩,赵松岭. 1995. 半干旱生态条件下春小麦群体生态场
的空间分布[J]. 生态学报,15(2):121-127.
Wang G X,Zhao S L. 1995. The spatial distribution of the eco-
logical field in spring wheat colony under semi-arid ecolog-
ical conditions[J]. Acta Ecologica Sinica,15(2):121-127.
王亚秋,王德利. 2005. 改进的植物生态场模型与实例分析
[J]. 生态学报,25(11):2856-2860.
Wang Y Q,Wang D L. 2005. The improved model of plant eco-
logical field and the case analyzing[J]. Acta Ecologica Sini-
ca,25(11):2856-2860.
周晓红,王国祥,杨飞. 2011. 浮床生态场空间分布特征[J].
生态学杂志,30(6):1287-1294.
Zhou X H,Wang G X,Yang F. 2011. Spatial distribution char-
acteristics of ecological field of floating bed system[J]. Chi-
nese Journal of Ecology,30(6):1287-1294.
邹春静,韩士杰,徐文铎. 1999. 生态场理论在沙地云杉种群
更新中的应用[J]. 生态学报,19(1):50-54.
Zou C J,Han S J,Xu W Y. 1999. Ecological field theory appli-
cation to regeneration of Picea mongolica population[J].
Acta Ecologica Sinica,19(1):50-54.
Gates D J. 1982. Competition and skewness in plantations[J].
Journal of Theoretical Biology,94(4):909-922.
Hsin I W,Sharpe P J H,Walker J, Penridge L K. 1985. Eco-
logical field theory:a spatial analysis of resource interfer-
ence among plants[J]. Ecological Modelling,29(1-4):215-
243.
Miina J,Pukkala T. 2002. Application of ecological field theory
in distance-dependent growth modelling[J]. Forest Ecology
and Management,161(1-3):101-107.
Walker J,Sharpe P J H,Penridge L K,Wu H. 1989. Ecologi-
cal field theory:the concept and field tests[J]. Plant Ecol-
ogy,83(1):81-95.
Walker J,Crapper P F,Penridge L K. 1988. The crown-gap
ratio(C)and crown cover:the field study[J]. Australian
Journal of Ecology,13(1):101-108.
(责任编辑 思利华)
颜强等:濒危植物小蓬竹地上部生态场效应探讨 633· ·