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Analysis methods of stand spatial distribution pattern

林分空间格局的研究方法


森林群落中的植物种群以其特有的生态学和形态学属性,在与环境因子的相互作用下,成为森林生态系统中基本结构与功能单元.研究森林群落的种群空间格局及其动态可以为森林群落演替趋势、森林生态系统可持续经营提供基础理论.格局分析的数量指标还可以为生物多样性保护、森林可持续经营评价等提供可靠依据.但采用何种方法进行种群分布格局的分析研究是一个争论性的问题.本文介绍了林分空间格局的分析方法,根据取样的不同分为样方法和距离法.而它们都有各自的优缺点,而本文认为空间点格局方法是一种研究空间格局的比较好的方法.

The property of ecology and morphology of plant species in forest communities are basic unit of the structure and function of forest ecosystem. Stand spatial distribution pattern is very important in forest survey and growth model. There are various methods in analyzing population spatial distribution pattern such as Variance/Mean method, point pattern methods and so on .Quadrate method and distance method have the respective advantage and disadvantage. The paper compares the methods and put forward that point processes are good method.


全 文 : 万方数据
生态科学 22卷
的。此外,在森林调查中的抽样设计,研究林分、树
木的生长模型,判断森林是否需要进行疏伐及实施育
林措施等方面都需要或依赖林分中林木空间格局的信
息。因此,研究森林中林分的空间格局对森林的可持
续经营具有重要应用价值。
1 空间格局研究的历史与进展
空间格局的抽样方法一般有三类:(1)将调查样
地分为小样方.计数每个小样方里的个体数。(2)量
测任意树木到其最近邻体的距离。(3)测量整个调查
样地内每个个体的坐标位置点图。
根据(1)(2),可以检验个体是否为随机格局,
如果不是,那么是否为聚集或者均匀格局。而且已有
很多指数可以计算偏离随机格局的程度。可以把依赖
于(1)(2)的方法称为传统的计算空间格局的方法。
依赖于(I)的为样方法。依赖于(2)的为距离法。
根据(3)需探究描述个体在样方中的相对位置的数学
模型。为此目的,量测了样地内每个个体的坐标点图。
由数学模型,可得到有关与引起随机格局的内部基本
机理(mechallism)。把依赖于(3)的方法称为空间
点格局法。
1.1种群空间格局基本理论的发展状况
研究空间格局的历史始于20世纪20年代,其早
期是昆虫学家和生态学家关注的对象“’6’1“,后来引起
了统计学家和林学家的注意,他们认为树木较动物有
更好的种群稳定性,它们固着生长,只有在种群竞争
中,随着发芽率和死亡率的变化,种群演化才会引起
空间分布格局的改变02.27J。
空间格局的研究内容包括种群空间格局类型的测
定,种群空间格局的时间动态,以及生物种群的空间
格局变化与其群落发展之间的关系等。种群空间格局
的测定,是空间格局研究的最基本问题,测定方法的
发展大致经历了频次检验法、分布型指数法、多指标
回归法等几个发展阶段””。频次检验法是种群测定的
最古老的方法,该检验法中包括了多种理论分布型,
根据它们的特点可概括为规则型、随机型和聚集型三
类。其数据反映了一定面积种群的个数,受样方大小
的影响比较大。现实世界中生物种群千差万别,为了
研究这些种群空间格局和数量特征,频次检验法得到
了蓬勃的发展。在频次检验法的应用研究过程中,理
论分布型不断得到补充,参数的拟合方法也日趋完善,
不过有两个问题在频次检验法中没有得到很好的解
决,一个是理论分布型的选择,另一个是种群格局特
征的表示及相互比较。分布型指数法正是以其在这两
方面具有的优势,在这样的历史背景下得到了快速的
发展。其中Fisher提出扩散指数Ⅲ·“,而最早得到广
泛应用的分布型指数是David和Moore提出的丛生指
标。随后又有另外几个分布型指标相继被提出。
分布型指数法中的单指标方法,虽然较频次分布
检验法有了长足的进步,可以用来表示种群格局动态,
比较不同种群的格局类型或聚集度。但是,仅有这些
知识对于用来了解一个生物种群的格局来说仍显不
足,如何利用分布型指数了解种群格局的详细信息又
成了种群生态学研究的当务之急。Tavlor(1961)首
先在这一领域取得突破,提出了幂法则,幂法则的最
显著的优点是在实际测定中,仅通过一次测定就可以
知道诸如,种群个体的空间关系,个体群的存在与否,
个体群的聚集规律,种群空间聚集度与密度间的依赖
关系等多方面的信息。它是聚集度对密度依赖性的一
个测度。这是第一个双指标回归分析法。1967年,uoyd
提出了平均拥挤度的概念,指出平均拥挤为平均每个
个体有多少个在与同单位的其他个体共存,可认为这
些其他个体是与第一个个体共占此单位。他将种群密
度与分布型的关系作为研究对象。IW80(1968)发展了
uoyd的理论,根据uoyd(1967)提出的平均拥挤度
(M★)与平均密度(M)之间的统计规律首创的一
种种群格局测定方法。提出了另一种双指标方法,开
创了种群空间格局研究的新领域㈣。我国学者m181都
先后对这种双指标的回归分析法作出过重大贡献。
对于样方法只是考虑了占据小孤立单位的生物的
空间格局.其生物可利用的空间是离散的。但自然界
中有许多生物占据的生存空间是连续的。因此,继频
次与空问分布的关系揭示之后,人们注意到空间分布
中个体之间距离与分布有某种关系,于是采用r距离
分析法(tImdist∞cemethod)。距离分析法是指量测
一个个体与其他个体之间距离作为空间量度的方法。
距离分析法中的几种测定指标相继被提出。
Vikc讲Dv(1947)&Goodall(1952)畔1量测了样方中一株
给定林木到其它林木的距离,并用它们来作为距离变
化尺度。Co渤n&(h吐s(1949)刚则试图用随机选挣
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林分空间格局的研究方法
作者: 李明辉, 何风华, 刘云, 潘存德
作者单位: 李明辉(华南农业大学农学院,广州,510642;中国科学院华南植物研究所,广州,510650), 何
风华(华南农业大学农学院,广州,510642), 刘云(中国农业大学生态与环境科学系,北京
,100094), 潘存德(新疆农业大学,林学院,乌鲁木齐,830052)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2003,22(1)
被引用次数: 25次

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