全 文 ：荞 1 卷 第 4 期
1 9 8 8 年 8 月
林 业 科 学研 究
FO R E S T R E SE A R C H
V o l
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1
A u g
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1 9 8 8
二二二二: 二二尝‘二二几二‘二 : 二二- ~ _ - 二二 二t 二 目佗贯之
海南岛尖峰岭热带林型的主分量排序 *
郑德璋 李 立
(中国 林业 科 学研 究院热 带林业研究所) (中国林 业科学研究院资那 信息研 究所 J
蒋 有 绪
咬中国 林业科学研究院林 业研究所 )
关链词 尖峰岭 , 林型 , 排序
一 、 林 地 概 况
尖峰岭林区位于北纬 15 “ 2 3 ‘ 1 3 , 一 1 8 0 5 2 ’ 3 0 甲 , 东经1 0 5 0 4 6 ’o魂分一 0 9 ’0 2 ‘ 4 5 ‘ , 在 中国植被区划中属琼南丘陵山地季雨林湿润雨林区 。 植被种类极其丰富 , 野 生 高 等植物有 1 5 0 多
种 , 植被可分为四个垂直带 , 六个类型 : 1 . 稀树草原带 : (1) 稀树草原 , (2) 砂生植被 , 2 . 常
绿季雨林带 : (3 )常绿季雨林 , (4) 沟谷雨林 , 3 . 山地雨林带 : (5) 山地雨林 , 4 . 山顶苔 醉 矮
林带 : (6 )山顶苔醉矮林 。
二 、 材 料 与方 法
本文利用热带雨林大量调查样地资料 , 以主分量排序进行森林类型分类。 林业部综合考
察队在1 9 5 8年对尖峰岭热带原始林进行林型调查 , 有地貌 、 土壤、 下木种类及多度 、 乔木种
类 、 株数、 树干断面积 、 材积等样地记录 , 我们整理了当时调查的2 65 块样地资料 。 热 带 林
树种众多, 林段缺乏明显 的优势种或存在某些小局部优势种 , 组成复杂 , 类型繁多 , 使排序
困难 , 在排序前要对原始资料做以下简缩 :
(一 ) 按植物分类学的属统计各样地 中同一树种的橄据
由于尖峰岭的森林没有明显的优势种 , 森林的组成不是由单一或少数树种起主导作用 ,
并成为该群落的主要成分 , 而是由许多科、 属的种类共同起作用而组成 , 所以按 属统计数据
是热带林数量分类使优势种的优势度显著和缩减数据 的一种尝试 , 其划分的林型仍相当于植
物群落学中的群丛 。 这一处理把原来资料中具有6 03 个树种的数据缩减为2 18 属(种)的数据 ,
减少6 3 . 8 % , 属(种)优势比前明显 。
本文以重要值 二 相对密度 十 相对优势度 , 求取每块样地每个属(种 )的重要值 。 据文献记
载 , C a rt is 等人也曾这样做过 , 重要值计算缺相对频度项 , 因为频度是某种群的个体在一个
本文 于 1 9 吕7年 1 1月 3 日收到 。
· 本项研 究为中国科学 院科学 丛金会资助项 日 “海南岛尖峰岭热带林生态系统研究 , 的一 部分。
4 期 郑德璋等 : 海南岛尖峰岭热带林型的主分量排序 4 1 9
群落中分布的均匀程度 , 是某一种群个体在同一群落中各样地的出现率 , 在未肯定归属前任
一群落类型的大量样地排序, 不能取得该参数。 从排序结果知道 , 各林型的样地数量由3一 7
块组成 , 一个林型的样地数量太少 , 致使相对频度在资料统计中失去意义 , 而舍去相对频度
项后 , 其排序效果也相当好 。
(二) 易叮除小局部优势种的样地
在一个林区的多样点调查中 , 具有相同优势种的样地不多 , 排序时难以得到 较 多 点 的
集团 。 处理方法是统计每一优势种出现的样地数量 , 如果出现率小于 1 %的优势种 (本 研 究
中出现少于 3 块样地 ) , 而且与其它优势种混生格局不固定者 , 作为特殊情况或小局部 出 现
的优势种 , 加于剔除 , 以重要值小的其它亚优势种参加排序 , 若这些树种的重要值太小 , 这
类样地不参加排序 。
(三) 根据划分林型的某些条件把样地初步分成组后再排序
在热带林中 , 一个林区存在许多林型 , 如果把它们全部排序在一个 2 或 3 维空间坐标系
中 , 各个林型 的点集可能出现 重叠 , 造成类型点集轮廓不清 , 从图上难 以区分不同类型 。 本
研究根据热带山顶苔醉矮林和热带沟谷雨林分布的特殊立地条件 , 把样地选为第 1 组 , 共有
7 个优势种20 块样地 , 又根据青皮 (V at ica as t。打ich a) 只在热带季雨林中占优势 , 把青皮占
优势的样地选为第 2 组 , 共有 7 个优势种56 块样地 , 其余样地归第 3 组 , 共有 8 个优势种73
块样地 。
此外 , 因一个优势种在同一类型中的各个林段的数据存在较大的不均匀性 , 所 以在排序
图中还需要做进一步的讨论分析 。
(四) 主分量排序程序
主分量排序程序参考阳含熙等人的论著 , 运算用 Fel ix c 一5 12 型电子计算机进行 , 语言 为
FO R T R A N 一(矶 ) , 数据输入方式是用 SE S AM 系统建立数据于磁盘 (5 0兆)上 , ’再转复制上
磁带后由磁带完成全部数据的输入和筛选工作 , 上机运算使用标准程序 , 运算结果以宽行打
印输出 , 计算程序保存在中国林业科学研究院计算中心 。
三 、 排序结果及分析讨论
3 组排序都得到 良好的结果 , 早有验证 。 澳大利亚和东南亚地区树种众多的热带雨林的
数量分类研究 , 淘汰掉 80 一90 % 较少出现的树种 , 也能 得 到 满 意 的 分 类 效 果 。 W 。 T 。
W Il ia 扭s用不同种数做分类比较 , 证明分类信息大部分存在于少数优势种之中 , 认为用25 %
乔木种或 8 %总种数做分类 , 基本能重现用全部种的分类结果 。
第 l 组20 块样地 2 维排序得出明显分离的 3 个集团(图 1 ), 集团 工在直角坐标的第 3 象
限 , 集团 亚在象限 4 , 集团 1 在象限 1 和 2 之间 , 根据每个集团中各样地的优势种而知 : 工
为油丹 (A ls e o d a p hn 。 无a in a n e n sis) 、 白榄 (C a : a , iu m a l今u m ) 林 , 五为陆均松 、 五列木 、 拷 属
(C as ta
:
oP
: i: ) 矮林 , 1 为拷属矮林 。 在排序得出优势乔木组合集团的基础上 , 对不 同集团 的
优势下木及地貌条件作定性分析得出 4 个林型 : (1) 枕榔 (Ale ng a p i二at a) 一油 丹、 白 榄 沟
谷 雨 林 , (2 )蒲 竹 仔 (S e m ia : u n d in a , ia : u sp ic u la )一陆均 松 (D a e叨d fu 沉 p玄e : , e i) 、 五 列 木
(P e o t即h夕l‘x c : r 夕o id e s) 、 拷属山顶苔醉矮林 ; (3 )映山红 (天ho d o d e , d : o , 5 1二ia r : 二) 、 蒲竹仔
4 2 0 林 业 科 学 研 究 1 卷
一拷属 (Cas t翻oP 对约 山顶苔鲜矮林 ; (4 )蒲竹仔一拷属山顶苔醉矮林 。 第 3 和第 4 林 型的优
势属都是拷属 , 但 从种类组成 、 群落外貌 、 优势下木种类及地貌 条件分析 , 它们属于两个不
同林型 。 第 3 林型中栋属 (Q“、us ) 占一定优势 , 立木矮小 , 枝下高 Z m 左右 , 优 势下木有
杜鹃花科的映山红 , 这一类型分布于常风大的主岭和大山脊部及较高 山:峰 顶 部。 第 4 林 型
中 , 蒲桃属 (S 夕刁 g 佃。 )占一定优势 , 立木一般比前者高 , 优势下木是蒲竹仔 , 分布的海拔高
度比前者低 。
表 1 第 1 组排序保存信息里
及属性负荷最
属 性 (树种 ) y ,
{
拷 属
株 属
陆 均 松
五 列 木
蒲 衫‘属
油 丹
白 榄
特征值 (入, )
总信怠 (% )
0
.
50 4 5
一 0 . 00 7 6
0
.
3 8 17
0
.
41 5 6
0
.
08 6 2
一 0 . 45 3 6
一 0
.
46 2 3
3
.
28 10
4 6
.
8 7
0
.
0 12 5
0
.
3 7 8 6
一 0 . 4 49 9
一 0 . 14 8 7
0
.
4 65 6
一 0 . 3 43 6
一 0 . 3 43 2
1
.
8 2 13
2 6
. 〔) 2
0
.
2 5 4 7
0
.
1 4 3 4
0
.
3 4 8 1
0
.
3 7 4 1
0
.
2 2 4 1
0
.
2 6 3 8
0
.
3 3 1 5
5
.
1 0 2 3
7 2
.
8 9
丫鱼一万气‘ 一矛又‘ , ,
一 3 2 一 1 二砚 . ,
“ 尸
砚 生 /
砚
1 2 , 、
J
矛矽 ! I - 一一
一
I
‘\、一公
图 1 第 1 组 2 0块样地的 2 维排序
将 原来 了维数据降到 2 维排序 , 保存信息量及各树种对前两个主分量的负荷量见表 l ,
前两个主分量占总信息量的7 2 . 8 9 % , 说明这一排序效果十分好。 由图 l 可见 , 集团 I 在 y l
轴左边 , 其余集团几乎都在 y : 轴右边 , 因此 , 集团 I 与集团卫 、 1 的划分是 第 1 主 分 量的
作用 。 对第 1 主分量负荷量最大者是拷属 , 即拷在划分 I 和 互 、 1 时作用较大 , 实际上拷占
特别优势 , 是热带山顶苔醉矮林区别于沟谷雨林 的林分特征。 划分 丑 、 1 是第 2 主分量的作
用 , 蒲桃属 、 陆均松 、 五列木的负荷量相差不 多 , 但有正负之别 , 这些种在不同林型中占优
势 , 且以此划分类型 , 在排序图上 , 集团 1 在 y: 轴下半部 (负值 ) , 集 团 1 在 y: 轴 上 半 部
(正值) 。
第 2 组的 7 个优势属 (种)56 块样地 2 维排序 , 也得出比较明显 的 5 个集团 , 其位置见图
2
。 分析这 5 个优势乔木组合与优势下木的关系 , 可以把青皮 占优势的林分划为 7 个林型 :
(1 ) 五月茶 (A n rid esm a o o n ra , 。m ) 、 九节木 (Psg eho t , ia , ub ra )一细子龙(A , e : io d e n d : o , c hin ;
e o se )
、 青皮林 , (2 ) 束IJ轴搁 (L ic u a la sp fn o : a )一阿丁枫 (A lti, g ia o石o v a t a ) 、 青皮林 , (3 ) 射
毛悬竹 (A m p e lo c a la m “5 a c tin o t; ic hu s )一子京 (M a d hu e a ha io a n e n sis ) 、 青皮林 , (4 ) 穗花轴搁
(L i‘。a la fo , d ia n a )一荔枝 (L itc入i c人in 。, 5 15 ) 、 青皮林 , (5 ) 唐竹 (Sin o 吞a 从bu sa s p . )一子京 、
青皮林 , (6 ) 华南省藤 (Ca la 二 。s 动 abd o e la d us ) 、 射毛悬竹一栋 (Q u 。; c u : sp p . ) 、 青 皮林 ,
(7 ) 华南省藤一栋 、 青皮林 。
调查者按传统定性分类方法 , 把青皮 占优势的 林 分 划 为 8 个林型 。 其中 7 个与上述相
同 , 另一林型是刺轴搁 、 短叶 省藤 (C a la二。5 e g , e g io s)一株 、 荷 木 (seh‘, a s : p e : ‘a) 、 青皮
林 , 它的样地在主分量排序中未形成集团, 如样地17 位于 y : 轴右边 , 样地47 、 8 则 位 于 y :
轴左边 , 位置很分散 , 原因是各样地的优势属(种)重要值极不均匀 : 样地17 中荷木为3 . 8 6’
4 期 郑德璋等 : 海南岛尖峰岭热带林型的主分量排序 4 2 1
青皮为69 . 39 , 样地 8 的荷 木 为24 . 80 , 青皮为20 . 9 1 。 两样地同一树种的重要值相差几倍 ,
排序位置离散是理所当然的。 从数量关系分析 , 一优势种在各样地中数量差异 太大时 , 不应
划为同一林型 。
表 2 第 2 组排序保存信息量
及属性负荷量
~ -
. 一一一一军——属性 (树种 ) y Z I n ‘一}机龙枝京属木皮阿 丁细 子
特征值 (丸)
总信息 (% )
一 0 . 47 1 9
0
.
03 7 3
0
.
66 2 5
一 0 . 2 5 4 2
一 0 。 11 7 1
一 0 . 36 7 1
0
.
8 4 3 4
1
.
5 8 3 6
2 2
。
67
一 0 . 19 09
一 0 . 4 9 5 0
一 0 . 15 9 1
一 0 . 26 4 8
0
.
9 5 1 5
一 0 . 12 68
0
.
C3 77
1
.
29 97
1 8
。
5 6
0
。
2 5 91
0
.
2 4 6 4
0
.
4 6 42
0
。
1 33 8
0
.
9 1 9 1
0
.
1 5 0 8
0
.
7 1 2 7
2
。
8 8 6 0
4 1
。
2 3
二 ‘ 犷 Y ,
成功{.( 舀乡 / 梦\火
~ 3 一 2 一 1
·钾冲桂众 刀甲黝 艺象尹
荔子栋荷青
图 2 第 2 组 56 块样地 2 维排序
表 2 是上述排序保存原始数据的信息量和各树种对前两个主分量的负荷量 , 前两个主分
量保存总信息量的4 1 · 2 3 % , 前 3 个主分量保存总信息量的5 8 . 21 % , 基本符合排序要求 。
第 3 组 8 个优势属 (种)72 块样地 2 维排序 , 初步可以分划出 8 个集团 , 位置见图 3 。 这
是 8 个优势乔木种类集团 , 仿照前面 2 组排序分析方法 , 便得出 15 个林型 : (1) 短叶省藤 、刺
轴搁一油丹 、 阿T 枫林 , (2 )愈簧竹 (S chiz o sta e hy u o p : e u d o li, a )一阿丁枫 、陆 均松 林 ; (3 )射
毛悬竹 、 华南省藤一栋、 子京林 ; (4 )华南省 藤 、 假 华若竹 (In d o c a la m u s p se u d o si: ic u s )一
栋 、 子京林 ; (5 )束IJ轴稠 、 华南省藤一石栋 (L it丙o c a : p u s sp p 。 ) 、 子京、 陆均松林 , (6 )宽 山
脊假华若竹一石栋 、 子京、 陆均松林 , (7 )唐竹一壳斗 科 林 , (8 )射毛悬竹一壳斗科林 , (外
京iJ轴桐 、 短 叶 省 藤一壳 斗 科 林 , (2 0 )山 槟 榔 (P i: a n g a d is c o lo , ) 、 黑 柄 莎 罗 (C百a th ea
那doP hg “a) 、 华南省藤一壳斗科林 ; (1 1)河岸阶地刺轴搁 、 华南省藤一壳斗科林 ; (12 )华南
省藤 、 射毛悬竹一陆均松 、 石栋林 , (13 )短叶省藤、 刺竹桐一陆均松、 石栋林 , (14 )九节木
一石栋 、 拷林 ; (1 5 )白藤 (C 。 才e rr a d a c t , l: s)一厚壳桂 (C摺p t o c a 瑙a sPP . )、 石栋林。 在壳斗
科林中以栋 、 石栋占优势 , 拷属立木也略多 。
第 3 组排序保存总信息量比第 1 组低而比第 2 组高 , 但点集团聚集反不如第 2 组清晰集
中。 因为保存信息百分比是 2 或 3 维排序图反映原来多维空间排序图的真实程度 , 而主分量
排序能否得到较好的排序点集团 , 决定于整个原始数据结构 , 成线性原始数据排序聚集成团
状点集 。 本研究 3 组排序都成集团 。 图 1 集团轮廓清晰 , 图 2 散开点较多 , 图 3 集团 V 至祖
几乎聚成一块 , 较难分划 , 因其集团较多 , 容易重叠混杂 , 一般来说 , 各集团的属性相异成
分越多 , 点集团分离也越远 , 轮廓就清晰 。 若各集团有共同属性即相同优势种 , 且数值相差
不大 , 各集团排序点往往靠近或成混合集团 。 热带林不同类型中 , 常存在相同优势种 , 排序
图容易出现不同类型混合集团 , 需要研究者了解每块样地的优势种 , 发现不同优势种的样地
混合时需判别能否以它们共有优势属 (种 )命名该集团的林型 , 或据林型某些条件及其它预分
类方法判别出混合集团中的不同类型 。 对离散点的判别 : (1) 该点代表样地的林型是中 间类
4 2 2 林 业 科 学 研 究 1 卷
表 3 第 3 组排序保存信息,
及属性负荷盆
属性 (树种 ) y Z n ‘
!
陆 均 松
石 栋 属
栋 困
于 京
厚 壳 金L
拷 协
力合 丹
阿 丁 枫
特征值 (入一)
总信息 (% )
0
.
03 9 1
一 0 . 7 4 2 0
一 0 . 1 3 6 0
0
. 卜4 t) 1
一 0 . 3 5 7 1
一 0 . 3 4 0 9
0
.
8 0 9 3
0
.
8 8 14
2
.
2 4 7 8
2 8
.
1 0
0
.
3 0 57
一 0 . 4 4 5 8
()
.
6 6 5 9
L1
.
8 6 1 9
一 0
.
5 2 了8
一 0 . 1 5 2 9
一 D
.
3 1 9 3
0
.
3 05 0
1
.
9 7 5 4
2 4
.
6 9
0
.
0 9 5 0
(,
.
7 4 9 3
p
.
4 61 5
0
。
7 4 4 5
0
.
4 0 6 1
0
.
13 9 6
n
.
7 5 6 ,
0
.
8 6 9 9
4
.
2 2 3 4
5 2
.
7 9
型 , 不把该点划入集团中 , (2) 该点的 优 势
种数量上定量为某林型 , 但由于决定该点位
置的优势种量值远离该种在这一林型的数据
的平均值 , 使该点偏离集团 , 可考虑把该点
划入集团中 , 若偏离太远则舍去 。 一个优势
种在某一林型的各个样地中的数据比较均匀
时 , 排序点聚成紧密集团 , 若数据不均匀 ,
有些数据过大或过小 , 便出现离散点 , 就要
从量值上判别它属不属于该林型 , 才做出取
舍决定 。
综合上述事实 , 说明用过去森林调查的
样地资料 , 以主分量排序方法把尖峰岭热带
砚乃,l
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念}‘习
儡口l 一一二 鱼 了产 一产 确 . 下 叭驾. }夕蟹了 ‘,艺家一一吸琢:
图 3 第 3 组 7 2块样地 2 维排序
林划为 16 个优势乔木属 (种)组合 , 再分析每一组合与优势下木及地貌的相互关系 , 可划分为
26 个林型 。 这一划分结呆兼有定性和定量分析 , 结果相当可靠 。 全部排序过程儿乎都可应用
电子计算机 , 只要统计出每块样地的树种株数及树干断面积 , 便可用电子计算机运算 , 求出
树种的相对密度 、 相对优势度 、 重要值 , 找出重要值最大的上层乔木优势种和亚优势种 , 剔
4 期 郑德璋等 : 海南岛尖峰岭热带林型的主分量排序 4 2 3
除小局部优势种和中间类型的样地 , 并进行排序 , 从而达到划分林型的目的 , 这是迅速而数
量化的分类方法 。
参 考 文 献
〔i 二 G . W . 考克斯著 , 蒋有绪译 , 1 9了9 , 普通生态学实验手 册 , 科学出版社。
〔2 〕 阳含熙 、 卢泽 愚 , 1 9 81 , 植物生态学的数量分类方法 , 科学出版社 。
〔3 〕 旧含熙等 , 1 9了9 , 植物群落数量分类的研究 , 1 . 关联 分析和主分量分析 , 林业科 学 , 1 5 (蕊) 。
〔4 二 胡婉仪 , 1 9名5 , 海南岛尖峰岭的植被垂直带和林型 , 植物生态学与地植物学丛刊 , 9 (4 ): 2踢一2 9 6。
〔s 〕 P . G r e ith 一S m it h e t a l . , 1 9 6 7 , T h e a p p lie a tio n o f q u a n t ita tio n m e th o d s t o v e g e t a t io n s u r v e y .
1
.
A s s o e ia t io n
一 a n a ly s is a n d p r in e ip a l e o m p o n e n t o r d in a t io n o f r a in fo r e s t , J
.
E e o l
. , 5 5 (2 )
.
〔6 」P . G r e ig 一S m ith e t a l . , 10 6 5 , 兀 . S o m e m e th o lo g le a l Pr o b le m s o f d a ta fr o m r a in fo r e , t , J .
E e o l
. ,
5 6 (3 )
.
[ 7 〕 L . J . W e b b e t a l
. , 一9 6 7 , S tu d ie s in t h e n u m e r ie a l a n a ly s is o f e o m Ple x r a in 一f o r e st e o m m u n -
it ie s
,
1
. 八e o m P a r is o n o f m e th o d s a p p lie a b ] e 亡0 s ite / s p e e ie s d a 之a , J . E e o l. , 5 5 .
〔s 〕 L . J . W e b b e t a l . , i , 6 7 , 亚 . T h e p ro b le m o f s p e e ie s 一 s a m Plin g , J . E e o l . , 5 5 .
〔。〕 W . T . W 川 ia m s e t a l. , 1 5 6 9 , S tu d ie s in th e n u m e r ie a l a n a ly s is o f e o m p le x r a in 一 fo r e st e o m -
m u n itie ,
, 皿 . T h e a n a ly s is o f s u c e e s s 立o n a l d a 之a , J . E e o l. , 5 7 (2 ) .
[ z。〕W . T . W illia m s e t a l. , 1 9 69 , 万 . A m e t h e d fo r th e e lu e id a t io n o f , m a ll一 se a le fo r e s t 一p a tt e r n ,
J
.
E c o l
. , 5 7 (3 )
.
PR !NC !PAL COMPONE NT OR D口NAT 10 N FOR T R OP口CAL
FOR E ST OF JIANFEN G L!NG
,
HAINAN !SLAN D
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(T he R e se a re h l ”s t‘to t叮 o f F o r e : trg C且F )
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T h e tr o Pie a l fo r es ts o f Jia n fe n g lin g a r e d iv id e d in to tw en ty
一
s ix fo r es t tyPe s
b y u s in g th e m e th o d o f Pr in e iPa l e o m Pon en t o r d in a tio n
.
A e e o r d in g to t h e v a lu e
o f im Po rta n e e o f t he g e n e r a in t he s a m Ple a r ea s
, th e g en e ra l sPe eies a n d ra re
sPe eies w hie h a r e o f m in o r im P盯ta n e e h a v e to b e reje e te d 5 0 a s to r e d u e e th e
st a t ist ie d at a
.
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, th e sa m Ple a r伐玲 a r e Pre lim in a r i珍 d iv ided in to g ro u Ps , and t h en the
Prin e i那 1 e o m Po n en t o rd in a tio n a n a lys抬 15 aPPlied in g ro u Ps ,
K盯 w o r d s : Jia n fen g lin g : fo res t tyPe : o rd ina tio n , -