全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 24 期摇 摇 2012 年 12 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
从文献计量角度分析中国生物多样性研究现状 刘爱原,郭玉清,李世颖,等 (7635)……………………………
CO2 浓度升高和模拟氮沉降对青川箭竹叶营养质量的影响 周先容,汪建华,张摇 红,等 (7644)………………
陕西中部黄土高原地区空气花粉组成及其与气候因子的关系———以洛川县下黑木沟村为例
吕素青,李月从,许清海,等 (7654)
…………………
……………………………………………………………………………
长三角地区 1995—2007 年生态资产时空变化 徐昔保,陈摇 爽,杨桂山 (7667)…………………………………
基于智能体模型的青岛市林地生态格局评价与优化 傅摇 强,毛摇 锋,王天青,等 (7676)………………………
青藏高原高寒草地生态系统服务功能的互作机制 刘兴元,龙瑞军,尚占环 (7688)……………………………
北京城市绿地的蒸腾降温功能及其经济价值评估 张摇 彪,高吉喜,谢高地,等 (7698)…………………………
武汉市造纸行业资源代谢分析 施晓清,李笑诺,赵吝加,等 (7706)………………………………………………
丽江市家庭能耗碳排放特征及影响因素 王丹寅,唐明方,任摇 引,等 (7716)……………………………………
基于分布式水文模型和福利成本法的生态补偿空间选择研究 宋晓谕,刘玉卿,邓晓红,等 (7722)……………
设施塑料大棚风洞试验及风压分布规律 杨再强,张摇 波,薛晓萍,等 (7730)……………………………………
湖南珍稀濒危植物———珙桐种群数量动态 刘海洋,金晓玲,沈守云,等 (7738)…………………………………
云南岩陀及其近缘种质资源群体表型多样性 李萍萍,孟衡玲,陈军文,等 (7747)………………………………
沙埋和种子大小对柠条锦鸡儿种子萌发、出苗和幼苗生长的影响 杨慧玲,梁振雷,朱选伟,等 (7757)………
栗山天牛天敌花绒寄甲在栎林中的种群保持机制 杨忠岐,唐艳龙,姜摇 静,等 (7764)…………………………
基于相邻木排列关系的混交度研究 娄明华,汤孟平,仇建习,等 (7774)…………………………………………
三种回归分析方法在 Hyperion影像 LAI反演中的比较 孙摇 华,鞠洪波,张怀清,等 (7781)…………………
红松和蒙古栎种子萌发及幼苗生长对升温与降水综合作用的响应 赵摇 娟,宋摇 媛,孙摇 涛,等 (7791)………
新疆杨边材贮存水分对单株液流通量的影响 党宏忠,李摇 卫,张友焱,等 (7801)………………………………
火干扰对小兴安岭毛赤杨沼泽温室气体排放动态影响及其影响因素 顾摇 韩,牟长城,张博文 (7808)………
不同潮汐和盐度下红树植物幼苗秋茄的化学计量特征 刘滨尔,廖宝文,方展强 (7818)………………………
腾格里沙漠东南缘沙质草地灌丛化对地表径流及氮流失的影响 李小军,高永平 (7828)………………………
西双版纳人工雨林群落结构及其林下降雨侵蚀力特征 邓摇 云,唐炎林 ,曹摇 敏,等 (7836)…………………
西南高山地区净生态系统生产力时空动态 庞摇 瑞,顾峰雪,张远东,等 (7844)…………………………………
南北样带温带区栎属树种种子化学组成与气候因子的关系 李东胜,史作民,刘世荣,等 (7857)………………
模拟酸雨对龙眼叶片 PS域反应中心和自由基代谢的影响 李永裕,潘腾飞,余摇 东,等 (7866)………………
沈阳市城郊表层土壤有机污染评价 崔摇 健,都基众,马宏伟,等 (7874)…………………………………………
降雨对旱作春玉米农田土壤呼吸动态的影响 高摇 翔,郝卫平,顾峰雪,等 (7883)………………………………
冬季作物种植对双季稻根系酶活性及形态指标的影响 于天一,逄焕成,任天志,等 (7894)……………………
施氮量对小麦 /玉米带田土壤水分及硝态氮的影响 杨蕊菊,柴守玺,马忠明 (7905)……………………………
微山湖鸟类多样性特征及其影响因子 杨月伟,李久恩 (7913)……………………………………………………
新疆北部棉区作物景观多样性对棉铃虫种群的影响 吕昭智,潘卫林,张摇 鑫,等 (7925)………………………
杭州西湖北里湖沉积物氮磷内源静态释放的季节变化及通量估算 刘静静,董春颖,宋英琦,等 (7932)………
基于实码遗传算法的湖泊水质模型参数优化 郭摇 静,陈求稳,张晓晴,等 (7940)………………………………
气候环境因子和捕捞压力对南海北部带鱼渔获量变动的影响 王跃中,孙典荣,陈作志,等 (7948)……………
象山港南沙岛不同养殖类型沉积物酸可挥发性硫化物的时空分布 颜婷茹,焦海峰,毛玉泽,等 (7958)………
专论与综述
提高植物抗寒性的机理研究进展 徐呈祥 (7966)…………………………………………………………………
植被对多年冻土的影响研究进展 常晓丽,金会军,王永平,等 (7981)……………………………………………
凋落物分解主场效应及其土壤生物驱动 査同刚,张志强,孙摇 阁,等 (7991)……………………………………
街尘与城市降雨径流污染的关系综述 赵洪涛,李叙勇,尹澄清 (8001)…………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*374*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*40*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄12
封面图说: 永兴岛海滩植被———永兴岛是中国西沙群岛的主岛,也是西沙群岛及南海诸岛中最大的岛屿。 国务院 2012 年 6 月
批准设立的地级三沙市,管辖西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛的岛礁及其海域,三沙市人民政府就驻西沙永兴岛。 永
兴岛岛上自然植被密布,野生植物有 148 种,占西沙野生植物总数的 89% ,主要树种有草海桐(羊角树)、麻枫桐、野
枇杷、海棠树和椰树等。 其中草海桐也称为羊角树,是多年生常绿亚灌木植物,它们总是喜欢倚在珊瑚礁岸或是与
其他滨海植物聚生于海岸沙滩,为典型的滨海植物。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 24 期
2012 年 12 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 24
Dec. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金(30871963,31170595);浙江省自然科学基金(Y3080261);教育部留学回国人员科研启动金(20101561)
收稿日期:2012鄄03鄄30; 摇 摇 修订日期:2012鄄09鄄18
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: goodtmp@ sohu. com
DOI: 10. 5846 / stxb201203300443
娄明华,汤孟平,仇建习,赵明水.基于相邻木排列关系的混交度研究.生态学报,2012,32(24):7774鄄7780.
Lou M H, Tang M P, Qiu J X, Zhao M S. Study of mingling based on neighborhood spatial permutation. Acta Ecologica Sinica,2012,32(24):7774鄄7780.
基于相邻木排列关系的混交度研究
娄明华1,汤孟平1,2,*,仇建习1,赵明水3
(1. 浙江农林大学环境与资源学院, 临安摇 311300;2. 浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室, 临安摇 311300;
3. 天目山国家级自然保护区管理局, 临安摇 311300)
摘要:混交度是反映森林群落中树种相互隔离状况的一个重要指标,目前已提出多种混交度指数。 Mg 考虑了对象木与最近相
邻木的树种异同,Mv和 Ms进一步考虑了最近相邻木(空间结构单元)树种数,但仍不能准确描述树种隔离程度。 基于相邻木
排列关系的混交度 Mp,利用“1+4冶结构的 17 个不同空间结构单元和天目山常绿阔叶林数据对 Mg、Mv、Ms和 Mp 4 个混交度进
行了比较分析。 结果表明:Mp的区分能力最强,Mv和 Ms次之,Mg最差。 Mp最适用于分析混交结构复杂的林分。 在天目山常
绿阔叶林分析中,混交度水平为中度,4 个最近邻体中有 2 个相同种顺序排列的空间结构单元个数明显多于交错排列的个数。
基于相邻木排列关系的混交度 Mp能准确区分树种隔离程度,提高了混交度的区分度,可反映森林实际混交状况。
关键词:混交度;相邻木排列关系;空间结构单元;树种隔离程度
Study of mingling based on neighborhood spatial permutation
LOU Minghua1, TANG Mengping1, 2,*, QIU Jianxi1, ZHAO Mingshui3
1 School of Environmental & Resource Sciences, Zhejiang Agriculture and Forestry University, Linan 311300, China
2 Zhejiang Provincial Key Laboratory of Carbon Cycling in Forest Ecosystems and Carbon Sequestration, Linan 311300, China
3 Management Office, National Nature Reserve of Tianmu Mountain, Linan 311300, China
Abstract: Mingling, its concept was put forward by Gadow in 1992, is an important indicator to reflect species mutual
segregation in a forest community, and is a significant forest spatial structure index. Currently, many mingling indices have
been proposed. A simple mingling index Mg proposed by Gadow only involves the difference between objective trees and
their nearest neighbor trees, and cannot accurately reflect the response of tree species to spatial segregation, which was
noticed by Tang Mengping(2004) and Hui Gangying(2008). They put forward tree species diversity mingling Mv (further
considering the number of nearest tree species) and tree species spatial status Ms ( further considering the number of tree
species in spatial structure unit), respectively. However, Mv and Ms cannot distinguish the difference between two of the
same species on four of the nearest tree species and three of the same species on four of the nearest tree species. Actually,
two of the same species on four of the nearest tree species are different in sequence and interleaving arrangement, but they
are the same in the analysis of Mv and Ms. Virtually, neighborhood spatial permutation is a significant factor in describing
tree species spatial segregation, which was ignored by Mv and Ms. Therefore, a new mingling index, Mp based on
neighborhood spatial permutation has been put forward in this paper.
“1+4冶 structure, which was the abbreviation of optimum spatial structure unit proposed by Hui Gangying(2003),
composed by one objective tree and four of its nearest trees, and has 17 spatial structure units that are different in tree
species spatial permutation. Mp was compared with Mg, Mv and Ms through 17 spatial structure units and evergreen broad鄄
leaved data from Tianmu Mountain, a national nature reserve in Zhejiang province. Data were collected in a 1hm2(100m伊
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100m) permanent plot that had been established in 2005. The results show that Mp has the strongest distinction among
them, Mv and Ms are the second, Mg is the worst. The ranking of the different mingling values was: Mg>Mp>Ms, Mg>
Mv. Ms and Mp are both able to adequately analyze the simple mixed stand. Mp is the best mingling index among them to
analyze the complex mixed stand. Here, there is a high value of mingling, if Mg is used. Sometimes, Mv is unable to
analyze the tree species spatial segregation. Spatial structure units which have two of the same species on four of the nearest
tree species are different in sequence and interleaving arrangement, and the number of sequence arrangement is significantly
more than that of interleaving, and thus there is a moderate mingling level on evergreen broad鄄leaved in Tianmu Mountain.
Mp is based on neighborhood spatial permutation and can distinguish tree species spatial segregation accurately, and has
higher distinction degree accuracy than that of traditional mingling. This better reflects the actual mixed situation of forest,
and is an effective indicator to reflect species mutual segregation in a forest community. “1+4冶 structure has 17 different
spatial structure units, however, what needs further study is the number of spatial structure units in the “1+n冶 structure,
and how to determine the deduction relation. Further, the number of units may obey certain mathematic distributions in
natural mixed forests, and the mathematic distribution function may be a significant reference to measure the near鄄natural
degree of cultivation in mixed forests. These issues need further study.
Key Words: mingling; neighborhood spatial permutation; spatial structure unit; tree species spatial segregation
图 1摇 3 个典型混交结构单元
Fig. 1摇 Three typically mixed structure units of three tree species
空间结构是森林群落的重要特征,反映了森林群落内物种的空间关系即林木的分布格局及其属性在空间
上的排列方式[1]。 树种混交是森林空间结构的重要组成部分[2],反映森林群落中树种相互隔离状况,是衡量
森林群落结构复杂性的一个重要指标。 近年来,学者们提出各种描述森林群落树种隔离程度的表达式。
Fisher等[3]的多样性,只反应物种丰富度。 Pielou[4]的分隔指数,只分析两物种间的分隔程度,对于多个物种
的分析也只能进行两两比较[5]。 Gadow等[6]提出了混交度(下面简称 Gadow 混交度,用 Mg 表示),对描述森
林树种相互隔离关系具有重要历史意义。 汤孟平等[7]提出的多样性混交度(用 Mv 表示)和惠刚盈等[8]提出
的物种空间状态(用 Ms表示)先后对此混交度进行了修正。 计算公式分别为:
Mgi =
1
n移
n
j = 1
vij (1)
Mvi =
ni
n2移
n
j = 1
vij (2)
Msi =
si
5
· 1
n移
n
j = 1
vij (3)
式中, n为最近相邻木株数,vij 为离散变量,当对象木 i与第 j株最近相邻木非同种时 vij = 1,反之,vij = 0,ni 为
最近相邻木树种数,si 为空间结构单元树种数,Mgi、Mvi 和 Msi 分别表示 3 种不同的林木点混交度,取值范围
均为[0,1]。
应当指出,关于(1)、(2)和(3)式中 n的取值有很大争议。 Fueldner[9]认为 n = 3。 惠刚盈等[10]指出由对
象木与其 4 株最近相邻木可以构成最佳空间结构单元,为便于叙述,将此空间结构单元简称为“1+4冶结构。
本文采用这一结论,n=4。
但是,这些传统混交度仍不能准确描述树种隔离程
度。 为了说明传统混交度的不足,建立 3 个典型混交结
构单元(图 1)。 图 1a为 4 个邻体中有 3 个相同种的树
种混交,图 1b为 4 个邻体中 2 个相同种顺序排列的树
种混交,图 1c 为 4 个邻体中 2 个相同种交错排列的树
种混交。 利用公式(1)、(2)和(3),分别计算 3 个典型
5777摇 24 期 摇 摇 摇 娄明华摇 等:基于相邻木排列关系的混交度研究 摇
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混交结构单元的林木点混交度,计算结果见表 1。
表 1摇 混交度比较
Table 1摇 摇 Comparison of minglings
典型混交结构单元
Typically mixed structure units
Mgi Mvi Msi
图 1a摇 Fig. 1a 1 0. 5 0. 6
图 1b摇 Fig. 1b 1 0. 5 0. 6
图 1c摇 Fig. 1c 1 0. 5 0. 6
从表 1 可知,Mg、Mv 和 Ms 均不能区分图 1 中的
3 个典型混交结构单元。 原因是 Mg 没有考虑 n 株最
近相邻木之间的异同,Mv 虽考虑了 n 株最近相邻木
之间的异同,但不全面,明显混淆了 4 个邻体中有 3
个相同种和 4 个邻体中有 2 个相同种的林木混交
度[8],也不能区别 4 个邻体中 2 个相同种顺序排列和
交错排列的林木混交度。 Ms 与 Mv存在同样的缺陷。
可见,最近相邻木间的排列关系是准确描述树种隔离程度的关键因素之一,而 Ms 与 Mv均忽视了这一点。 鉴
于此,本文提出了基于相邻木排列关系的混交度(用 Mp表示),克服了传统混交度的缺陷,旨为分析复杂森林
群落混交结构提供较理想的指标。
1摇 研究方法
1. 1摇 基于相邻木排列关系的混交度 Mp
Mp是考虑对象木与最近相邻木间的树种异同,并考虑最近相邻木间的树种数及其排列关系而提出的。
为准确描述最近相邻木排列关系,需分如下步骤。
图 2摇 3 个树种的混交
Fig. 2摇 Three mixed species
第 1 步摇 建立极坐标系,以对象木为极点,平面直
角坐标系中的 x轴正方向为极轴,极径 籽逸0,极角 兹沂
0,2[ ]仔 ,计算各最近邻木的极角 兹,从小到大对 兹 排
序,并在对应最近邻木上标序号(图 2),图 2 中 0 为对
象木,1、2、3、4 为最近邻木,兹1<兹2<兹3<兹4。
第 2 步摇 依次顺序比较相邻序号最近邻木的树种
异同 vj,j+ 1,不同时 vj,j+ 1 = 1,反之,vj,j+ 1 = 0,规定 vn,n+ 1 =
vn,1,n为最近邻木株数。 图 2 可知 v1,2 =1,v2,3 = 1,v3,4 =
0,v4,5 = v4,1 =1,统计最近邻木树种数 ni。
第 3 步摇 令 u1 = v1,2,u2 = v2,3,u3 = v3,4,u4 = v4,1,可
得 u1 =1,u2 =1,u3 =0,u4 = 1。 依次顺序比较 u1,u2,u3,
u4 的值 u j,j+ 1,当且仅当相邻两个 u值都等于零时, u j,j+ 1 =0;反之,u j,j+ 1 =1(例如 u1 = u2 = 0 时,则 u1,2 = 0;u1 =
1,u2 =0 时,则 u1,2 =1),可知 u1,2 =1,u2,3 =1,u3,4 =1,u4,1 = 1,规定 um ,m + 1 = um,1,m 为 u j 值的个数,j = 1,2,3,
…,m。
考虑最近相邻木间的树种数及其排列关系,只是对 Mg的修正,统计 ni、移
n
j = 1
vj,j +1 和移
n
j = 1
u j,j +1 时,均需加上
权重移
n
j = 1
vij ,取三者的几何平均数作为 Mg的修正系数 R:
R =
3
1
2( )n 3
· ni + 移
n
j = 1
v( )ij · 移
n
j = 1
vj,j +1 + 移
n
j = 1
v( )ij · 移
n
j = 1
u j,j +1 + 移
n
j = 1
v( )ij (4)
式中,R为修正系数,n 为最近相邻木株数,vij 为对象木与最近相邻木的树种异同数,不同时 vij = 1,反之,vij =
0;vj,j+ 1 为相邻序号最近相邻木的树种异同数,不同时 vj,j+ 1 = 1,反之,vj,j+ 1 = 0;u j,j+ 1 见步骤 3;ni 为最近相邻木
的树种数, R 沂 0,[ ]1 。
因此,基于相邻木排列关系的混交度 Mp公式:
Mpi = R·
1
n移
n
j = 1
vij (5)
6777 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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式中,Mpi 为对象木 i的林木点混交度,R为修正系数,
1
n移
n
j = 1
vij 即公式(1), Mpi 沂 0,[ ]1 。
公式(5)为林木点混交度,林分混交度是林木点混交度的算术平均值:
Mp = 1
N移
N
i = 1
Mpi (6)
式中,Mp为基于相邻木排列关系的林分混交度,Mpi 为林分中第 i株林木点混交度,N为林木株数。
根据(5)式,可计算图 2 中林木点混交度 Mpi =0. 3321,计算图 1a、图 1b和图 1c中的 3 个典型混交结构,
混交度依次为 0. 7895,0. 8255,0. 9086,符合实际混交情况。
1. 2摇 样地调查
2005 年,在浙江省天目山国家级自然保护区内,设置典型的常绿阔叶林样地,样地大小为 100 m伊100 m,
样地中心海拔 630 m。 采用相邻网格法,将样地划分为 100 个 10 m伊10 m 的调查单元。 在每个调查单元内,
对胸径 5cm以上的树木进行每木检尺,用激光对中全站仪(徕卡 TCR702Xrange)测定三维坐标(X,Y,Z),并
记录树种,测定每木的胸径、树高、枝下高等林分调查因子。
2摇 四个混交度的比较分析
2. 1摇 理论分析
惠刚盈等[10]指出由对象木与其 4 株最近相邻木可以构成最佳空间结构单元,简称“1+4冶结构,实际上有
17 个树种排列关系不同的空间结构单元(图 3)。 图 3a—图 3q,空间结构单元的混交结构由简单到复杂进行
排序。 图 3 中,圆表示对象木的树种,三角形、正五边形、菱形和梯形表示最近相邻木的树种。
图 3摇 空间结构单元
Fig. 3摇 Spatial structure units
利用 Mg、Mv、Ms和 Mp对“1+4冶结构进行比较分析,结果见表 2。 由表 2 可得以下 5 个结论:
(1)Mg有 5 个理论取值[0, 0. 25, 0. 5, 0. 75, 1],Mv 有 8 个理论取值[0, 0. 125, 0. 25, 0. 375, 0. 5,
0郾 563, 0. 75, 1],Ms有 9 个理论取值[0, 0. 1, 0. 2, 0. 3, 0. 4, 0. 45, 0. 6, 0. 8, 1],Mp考虑了最近相邻木排
7777摇 24 期 摇 摇 摇 娄明华摇 等:基于相邻木排列关系的混交度研究 摇
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列关系,共有 17 个理论取值[0, 0. 103, 0. 286, 0. 328, 0. 332, 0. 353, 0. 498, 0. 539, 0. 592, 0. 623, 0. 656,
0. 790, 0. 825, 0. 909, 0. 915, 0. 956, 1]。 说明,Mp能完全区分“1+4冶结构中的 17 个不同的空间结构单元,
Mp的区分能力最强,Mv和 Ms次之,Mg最差。
(2)Ms和 Mp比较相似,混交度随着空间结构单元的复杂化而增大。 Ms 考虑了空间结构单元内的树种
数,但忽视了最近相邻木间的排列关系,只能粗略区分各个空间结构单元,从图 3c 开始便不能一一区分不同
混交程度的空间结构单元,随着混交结构的复杂化,Ms区分能力减弱。 Mp考虑了最近相邻木间的排列关系,
能够细致地区分不同混交程度的空间结构单元,区分能力明显强于 Ms。 表明,Ms只能分析简单混交情况,Mp
适用于分析复杂混交状况。
(3)图 3a—图 3q,Mgi 逐渐增大(除图 3h)。 Mg只考虑对象木与最近相邻木间的异同,将图 3h、图 3l、图
3m、图 3n、图 3o和图 3p的混交度均视为 1,这显然与事实不符。 因此,Mg计算的林分混交度值偏大。
(4)图 3a—图 3q,Mvi 有增大趋势,但 Mv不能准确地分析树种混交情况。 例如,Mv分析图 3g和图 3h,混
交度依次为 0. 375,0. 25,说明图 3g的混交程度比图 3h高,与实际混交情况相矛盾。
(5)17 个不同空间结构单元的混交度大小均为:Mgi>Mpi>Msi,Mgi> Mvi。 Mp 与 Mv,Mv 和 Ms 的混交度
大小不定,应视具体混交林分中不同空间结构单元个数分布而定。
表 2摇 摇 各混交度比较
Table 2摇 摇 Comparison of minglings
空间结构单元
Spatial structure units
Mgi Mvi Msi Mpi
空间结构单元
Spatial structure units
Mgi Mvi Msi Mpi
图 3a摇 Fig. 3a 0 0 0 0 图 3b摇 Fig. 3b 0. 25 0. 125 0. 1 0. 103
图 3c摇 Fig. 3c 0. 5 0. 25 0. 2 0. 286 图 3d摇 Fig. 3d 0. 5 0. 25 0. 2 0. 328
图 3e摇 Fig. 3e 0. 5 0. 375 0. 3 0. 332 图 3f摇 Fig. 3f 0. 5 0. 375 0. 3 0. 353
图 3g摇 Fig. 3g 0. 75 0. 375 0. 3 0. 498 图 3h摇 Fig. 3h 1 0. 25 0. 4 0. 539
图 3i Fig. 3i 0. 75 0. 563 0. 45 0. 592 图 3j摇 Fig. 3j 0. 75 0. 563 0. 45 0. 623
图 3k摇 Fig. 3k 0. 75 0. 75 0. 6 0. 656 图 3l Fig. 3l 1 0. 5 0. 6 0. 790
图 3m摇 Fig. 3m 1 0. 5 0. 6 0. 825 图 3n摇 Fig. 3n 1 0. 5 0. 6 0. 909
图 3o摇 Fig. 3o 1 0. 75 0. 8 0. 915 图 3p摇 Fig. 3p 1 0. 75 0. 8 0. 956
图 3q摇 Fig. 3q 1 1 1 1
2. 2摇 实例分析
Mg、Mv、Ms和 Mp 比较分析天目山调查所得的 1603 株树木数据,采用平移式 8 邻域大样地[11]进行边缘
校正,利用 Visual Basic程序进行编程计算,绘制林木点混交度与株数关系图和“1+4冶结构中 17 个不同空间
结构单元个数分布图(图 4 和图 5)。
图 4A、图 4B、图 4C和图 4D的柱条个数依次为 5、8、9 和 17,说明考虑最近相邻木间的排列关系的 Mp 能
更加准确地描述树种隔离程度,验证了理论分析中的结论 1 和结论 2。 图 4A 的株数随林木点混交度的增大
而增加,当林木点混交度为 1 时,株数最多为 559,而图 4B、图 4C 和图 4D对应的株数都为 99,验证了理论分
析中的结论 3。
利用Mg、Mv、Ms和Mp计算的林分混交度,依次为:0. 7066、0. 5044、0. 4733 和 0. 5565,可见Mg最大,Mg>
Mp>Ms,验证了理论分析中的结论 5。 由理论分析中的结论 3 可知,Mg 计算的林分混交度值偏大,从混交强
度的极强度、强度、中度、弱度和零度 5 个等级[12]来看,天目山常绿阔叶林的混交强度水平应为中度。
由图 5 可见,天目山常绿阔叶林中,4 个最近邻体中有 2 个相同种顺序排列的空间结构单元个数明显多
于交错排列的个数,顺序排列的有图 3c、图 3e、图 3i、图 3m和图 3o,对应的交错排列是图 3d、图 3f、图 3j、图 3n
和图 3p,其中个数最多的 2 个为图 3i和图 3o,分别为 214 和 180,个数最少的两个是图 3n 和图 3d,分别为 5
和 16。
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图 4摇 林木点混交度与株数的关系
Fig. 4 摇 Relationship between tree number and mingling based on individual tree
图 5摇 空间结构单元个数分布
Fig. 5 摇 Distribution of spatial structure units
3摇 结论与讨论
树种隔离程度的准确描述是衡量森林群落结构复
杂性的关键。 对象木与最近相邻木的树种异同,最近相
邻木的树种数及其排列关系,是准确描述树种隔离程度
的 3 个关键因素。 Mg只考虑了对象木与最近相邻木的
树种异同,Mv和 Ms考虑了对象木与最近相邻木的树种
异同和最近相邻木树种数这 2 个因素,基于相邻木排列
关系的混交度 Mp 全面考虑了这 3 个关键因素。 通过
比较分析表明,Mp具有最强的区分能力且最适分析复杂林分混交结构,Mv和 Ms次之,Mg最差,Mp能准确描
述树种隔离程度,更符合实际混交情况,是衡量森林群落结构复杂性比较理想的指标。
天目山常绿阔叶林中,4 个最近邻体中有 2 个相同种顺序排列的空间结构单元个数明显多于交错排列的
个数,这是常绿阔叶林的一般性结论还是天目山常绿阔叶林特有的结论,这有待进一步验证。 对于“1+4冶结
构共有 17 种可能的排列关系,而对于“1+n冶结构有多少种可能的排列关系,推导出对应的关系式是有待进一
步研究的问题,但关于 n的取值问题,汤孟平等[13]引入 Voronoi 图确定 n值,发现天目山常绿阔叶林中 n取值
为 3—13,郝月兰等[14]研究发现天然云冷杉针阔混交林中的 n 值为 3—11,说明常绿阔叶林的 n 值个数多于
针阔混交林。 这里,当 n取不同值时,只需分析其“1+n冶结构的树种排列关系即可计算 Mp。 在天然混交林
中,“1+n冶结构的各种不同空间结构单元个数分布是否服从某种分布,并将该分布函数作为衡量营造混交林
近自然化程度的一个重要参考依据,有待深入研究。
References:
[ 1 ]摇 Hui G Y, Gadow K V, Hu Y B, Chen B W. Characterizing forest spatial distribution pattern with the mean value of uniform angle index. Acta
Ecologica Sinica, 2004, 24(6): 1225鄄1229.
[ 2 ] 摇 Tang M P. Advances in study of forest spatial structure. Scientia Silvae Sinicae, 2010, 46(1): 117鄄122.
[ 3 ] 摇 Fisher R A, Corbet A S, Williams C B. The relation between the number of species and the number of individuals in a random sample of an animal
9777摇 24 期 摇 摇 摇 娄明华摇 等:基于相邻木排列关系的混交度研究 摇
http: / / www. ecologica. cn
population. The Journal of Animal Ecology, 1943, 12(1): 42鄄 58.
[ 4 ] 摇 Pielou E C. Segregation and symmetry in two鄄species populations as studied by nearest-neighbour relationships. Journal of Ecology, 1961, 49(2):
255鄄269.
[ 5 ] 摇 Zhang J T. Quantitative Methods in Vegetation Ecology. Beijing: China Science and Technology Press, 1995: 87鄄89.
[ 6 ] 摇 Gadow K V, Bredenkamp B. Forest Management. Pretoria: Academica, 1992.
[ 7 ] 摇 Tang M P, Tang S Z, Lei X D, Zhou G M, Xie Z X. Comparison analysis on two minglings. Forest Resources Management, 2004, (4): 25鄄27.
[ 8 ] 摇 Hui G Y, Hu Y B, Zhao Z H. Evaluating tree species segregation based on neighborhood spatial relationships. Journal of Beijing Forestry
University, 2008, 30(4): 131鄄134.
[ 9 ] 摇 F俟ldner K. Strukturbeschreibung von Buchen鄄Edellaubholz Mischw覿ldern. Goettingen: Cuvillier Verlag G觟ttingen, 1995: 146鄄146.
[10] 摇 Hui G Y, Gadow K V. Quantitative Analysis of Forest Spatial Structure. Beijing: China Science and Technology Press, 2003.
[11] 摇 Tang M P. The Theory and Practice of Forest Spatial Management. Beijing: China Forestry Publishing House, 2007.
[12] 摇 Hui G Y, Hu Y B. Measuring species spatial isolation in mixed forests. Forest Research, 2001, 14(1): 23鄄27.
[13] 摇 Tang M P, Zhou G M, Chen Y G, Zhao M S, He Y B. Mingling of evergreen broad鄄Leaved forests in Tianmu Mountain based on voronoi diagram.
Scientia Silvae Sinicae, 2009, 45(6): 1鄄5.
[14] 摇 Hao Y L, Zhang H R, Tang S Z. Study on the adaptability of voronoi diagram on determining the nearest neighboring trees of natural mixed spruce鄄
fir forests. Forest Resources Management, 2011, (6): 59鄄64.
参考文献:
[ 1 ]摇 惠刚盈, Gadow K V, 胡艳波, 陈伯望. 林木分布格局类型的角尺度均值分析方法. 生态学报, 2004, 24(6): 1225鄄1229.
[ 2 ] 摇 汤孟平. 森林空间结构研究现状与发展趋势. 林业科学, 2010, 46(1): 117鄄122.
[ 5 ] 摇 张金屯. 植被数量生态学方法. 北京: 中国科学技术出版社, 1995: 87鄄89.
[ 7 ] 摇 汤孟平, 唐守正, 雷相东, 周国模, 谢志新. 两种混交度的比较分析. 林业资源管理, 2004, (4): 25鄄27.
[ 8 ] 摇 惠刚盈, 胡艳波, 赵中华. 基于相邻木关系的树种分隔程度空间测度方法. 北京林业大学学报, 2008, 30(4): 131鄄134.
[10] 摇 惠刚盈, Gadow K V. 森林空间结构量化分析方法. 北京: 中国科学技术出版社, 2003.
[11] 摇 汤孟平. 森林空间经营理论与实践. 北京: 中国林业出版社, 2007.
[12] 摇 惠刚盈, 胡艳波. 混交林树种空间隔离程度表达方式的研究. 林业科学研究, 2001, 14(1): 23鄄27.
[13] 摇 汤孟平, 周国模, 陈永刚, 赵明水, 何一波. 基于 Voronoi图的天目山常绿阔叶林混交度. 林业科学, 2009, 45(6): 1鄄5.
[14] 摇 郝月兰, 张会儒, 唐守正. Voronoi图方法确定云冷杉林最近邻木的适用性研究. 林业资源管理, 2011, (6): 59鄄64.
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 24 December,2012(Semimonthly)
CONTENTS
A bibliometric study of biodiversity research in China LIU Aiyuan, GUO Yuqing, LI Shiying,et al (7635)…………………………
Effects of elevated CO2 and nitrogen deposition on leaf nutrient quality of Fargesia rufa Yi
ZHOU Xianrong, WANG Jianhua, ZHANG Hong,et al (7644)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Airborne pollen assemblages and their relationships with climate factors in the central Shaanxi Province of the Loess Plateau:
a case in Xiaheimugou, Luochuan County L譈 Suqing, LI Yuecong, XU Qinghai,et al (7654)…………………………………
Spatial and temporal change in ecological assets in the Yangtze River Delta of China 1995—2007
XU Xibao, CHEN Shuang, YANG Guishan (7667)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
Evaluation and optimization of woodland ecological patterns for Qingdao based on the agent鄄based model
FU Qiang, MAO Feng, WANG Tianqing,et al (7676)
……………………………
……………………………………………………………………………
Interactive mechanism of service function of alpine rangeland ecosystems in Qinghai鄄Tibetan Plateau
LIU Xingyuan, LONG Ruijun, SHANG Zhanhuan (7688)
…………………………………
…………………………………………………………………………
Preliminary evaluation of air temperature reduction of urban green spaces in Beijing
ZHANG Biao, GAO Jixi, XIE Gaodi,et al (7698)
…………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Resources metabolism analysis for the pulp and paper industry in Wuhan, China
SHI Xiaoqing,LI Xiaonuo,ZHAO Linjia,et al (7706)
………………………………………………………
………………………………………………………………………………
The characteristics and influential factors of direct carbon emissions from residential energy consumption: a case study of Lijiang
City, China WANG Danyin, TANG Mingfang, REN Yin, et al (7716)…………………………………………………………
Spatial targeting of payments for ecosystem services Based on SWAT Model and cost鄄benefit analysis
SONG Xiaoyu,LIU Yuqing,DENG Xiaohong,et al (7722)
…………………………………
…………………………………………………………………………
The wind tunnel test of plastic greenhouse and its surface wind pressure patterns
YANG Zaiqiang,ZHANG Bo,XUE Xiaoping,et al (7730)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Population quantitative characteristics and dynamics of rare and endangered plant Davidia involucrata in Hunan Province
LIU Haiyang, JIN Xiaoling, SHEN Shouyun,et al (7738)
……………
…………………………………………………………………………
Phenotypic diversity in populations of germplasm resources of Rodgersia sambucifolia and related species
LI Pingping, MENG Hengling, CHEN Junwen,et al (7747)
……………………………
………………………………………………………………………
Effects of sand burial and seed size on seed germination, seedling emergence and growth of Caragana korshinskii Kom. (Fabaceae)
YANG Huiling, LIANG Zhenlei,ZHU Xuanwei,et al (7757)
…
………………………………………………………………………
Population鄄keeping mechanism of the parasitoid Dastarcus helophoroides (Coleoptera: Bothrideridae) of Massicus raddei
(Coleoptera: Cerambycidae) in oak forest YANG Zhongqi, TANG Yanlong, JIANG Jing,et al (7764)…………………………
Study of mingling based on neighborhood spatial permutation LOU Minghua, TANG Mengping, QIU Jianxi,et al (7774)……………
Comparison of three regression analysis methods for application to LAI inversion using Hyperion data
SUN Hua, JU Hongbo, ZHANG Huaiqing,et al (7781)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Response of seed germination and seedling growth of Pinus koraiensis and Quercus mongolica to comprehensive action of warming
and precipitation ZHAO Juan, SONG Yuan, SUN Tao, et al (7791)……………………………………………………………
Impacts of water stored in sapwood Populus bolleana on its sap flux DANG Hongzhong, LI Wei,ZHANG Youyan,et al (7801)………
Dynamics of greenhouse gases emission and its impact factors by fire disturbance from Alnus sibirica forested wetland in
Xiaoxing忆an Mountains, Northeast China GU Han,MU Changcheng, ZHANG Bowen (7808)……………………………………
Different tide status and salinity alter stoichiometry characteristics of mangrove Kandelia candel seedlings
LIU Biner, LIAO Baowen, FANG Zhanqiang (7818)
……………………………
………………………………………………………………………………
Effects of shrub encroachment in desert grassland on runoff and the induced nitrogen loss in southeast fringe of Tengger Desert
LI Xiaojun, GAO Yongping (7828)
……
…………………………………………………………………………………………………
Community structure and throughfall erosivity characters of artificial rainforest in Xishuangbanna
DENG Yun, TANG Yanlin , CAO Min, et al (7836)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Temporal鄄spatial variations of net ecosystem productivity in alpine area of southwestern China
PANG Rui,GU Fengxue,ZHANG Yuandong, et al (7844)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Relationships between chemical compositions of Quercus species seeds and climatic factors in temperate zone of NSTEC
LI Dongsheng, SHI Zuomin, LIU Shirong, et al (7857)
……………
……………………………………………………………………………
Effects of simulated acid rain stress on the PS域 reaction center and free radical metabolism in leaves of longan
LI Yongyu, PAN Tengfei, YU Dong, et al (7866)
……………………
…………………………………………………………………………………
Assessment of organic pollution for surface soil in Shenyang suburbs CUI Jian,DU Jizhong,MA Hongwei,et al (7874)………………
The impact of rainfall on soil respiration in a rain鄄fed maize cropland GAO Xiang, HAO Weiping, GU Fengxue, et al (7883)………
Effects of winter crops on enzyme activity and morphological characteristics of root in subsequent rice crops
YU Tianyi, PANG Huancheng,REN Tianzhi,et al (7894)
…………………………
…………………………………………………………………………
Dynamic changes of soil moisture and nitrate nitrogen in wheat and maize intercropping field under different nitrogen supply
YANG Ruiju, CHAI Shouxi, MA Zhongming (7905)
…………
………………………………………………………………………………
Characteristics of the bird diversity and the impact factors in Weishan Lake YANG Yuewei, LI Jiuen (7913)………………………
The effect of cropping landscapes on the population dynamics of the cotton bollworm Helicoverpa armigera (Lepidoptera,
Noctuidae) in the northern Xinjiang LU Zhaozhi, PAN Weilin, ZHANG Xin, et al (7925)……………………………………
The seasonal variations of nitrogen and phosphorus release and its fluxes from the sediments of the Beili Lake in the Hangzhou
West Lake LIU Jingjing,DONG Chunying,SONG Yingqi,et al (7932)……………………………………………………………
Optimization of lake model salmo based on real鄄coded genetic algorithm
GUO Jing, CHEN Qiuwen, ZHANG Xiaoqing, et al (7940)
………………………………………………………………
………………………………………………………………………
The influence of climatic environmental factors and fishing pressure on changes of hairtail catches in the northern South China
Sea WANG Yuezhong, SUN Dianrong, CHEN Zuozhi, et al (7948)………………………………………………………………
Seasonal and spatial distribution of acid volatile sulfide in sediment under different mariculture types in Nansha Bay, China
YAN Tingru, JIAO Haifeng, MAO Yuze, et al (7958)
…………
……………………………………………………………………………
Review and Monograph
Research progress on the mechanism of improving plant cold hardiness XU Chengxiang (7966)………………………………………
Influences of vegetation on permafrost: a review CHANG Xiaoli,JIN Huijun,WANG Yongping,et al (7981)…………………………
Home鄄field advantage of litter decomposition and its soil biological driving mechanism: a review
ZHA Tonggang, ZHANG Zhiqiang, SUN Ge, et al (7991)
………………………………………
…………………………………………………………………………
Research progress on the relationship of pollutants between road鄄deposited sediments and its washoff
ZHAO Hongtao, LI Xuyong, YIN Chengqing (8001)
…………………………………
………………………………………………………………………………
8008 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的生态学专业性高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研
究原始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、
新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
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(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 24 期摇 (2012 年 12 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
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摇
Vol郾 32摇 No郾 24 (December, 2012)
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