免费文献传递   相关文献

Interspecific Segregation in the Main Species of Evergreen Broad-leaved Forest in Nanling National Nature Reserve, Guangdong Province

南岭国家级自然保护区常绿阔叶林主要树种的种间分离



全 文 :植物科学学报  2014ꎬ 32(5): 467~474
Plant Science Journal
    DOI:10􀆰 11913 / PSJ􀆰 2095-0837􀆰 2014􀆰 50467
南岭国家级自然保护区常绿阔叶林主要树种的种间分离
胡文强1ꎬ 黄世能1ꎬ 李家湘2ꎬ 周光益1ꎬ 王 旭1∗
(1􀆰 中国林业科学研究院热带林业研究所ꎬ 广州 510520ꎻ 2􀆰 中南林业科技大学ꎬ 长沙 410026)
摘  要: 种间分离的研究对揭示种间相互作用、 群落组成与动态具有重要意义ꎮ 本研究在南岭国家级自然保护区
的常绿阔叶林内ꎬ 设置了 36个样方ꎬ 以样方内株数≥10的 27个物种为研究对象ꎬ 在样方调查的基础上ꎬ 运用
ArcGIS软件、 N ×N最近邻体列联表、 2 × 2列联表截表以及 Pielou分离指数ꎬ 研究了群落内 27 个物种的种间
分离规律ꎬ 采用 Clark_Evans最近邻体法测定了 27个物种的分布格局ꎮ 结果显示: (1)27 个物种中ꎬ 有 3 个呈
聚集分布ꎬ 24个呈随机分布ꎻ (2)常绿阔叶林植物群落中正分离种对占 59􀆰 83%ꎬ 随机毗邻种对占 40􀆰 17%ꎬ 没
有负分离ꎬ 群落稳定ꎻ (3)正分离主要发生在群落优势种或建群种之间ꎬ 优势种之间也有随机毗邻发生ꎻ (4)呈
聚集分布的物种与其它物种主要表现为正分离ꎬ 一般不表现为负分离ꎻ 而呈随机分布的物种之间多数表现为随
机毗邻ꎬ 也有部分表现为正分离或负分离ꎻ (5)群落内 27个物种互相交错分布ꎬ 是全面不分离的ꎮ
关键词: 常绿阔叶林ꎻ 种间分离ꎻ 最近邻体法ꎻ N ×N列联表ꎻ 南岭国家级自然保护区
中图分类号: Q948􀆰12+2􀆰 1          文献标识码: A          文章编号: 2095 ̄0837(2014)05 ̄0467 ̄08
      收稿日期: 2013 ̄12 ̄20ꎬ 退修日期: 2014 ̄03 ̄17ꎮ
  基金项目: 科技部国际合作项目(S2013GI0408)ꎮ
  作者简介: 胡文强(1987-)ꎬ 男ꎬ 硕士研究生ꎬ 从事种群生态学研究(E ̄mail: wenqiang_hu@163􀆰 com)ꎮ
  ∗通讯作者(Author for correspondence􀆰 E ̄mail: wangxu111@163􀆰 com)ꎮ
Interspecific Segregation in the Main Species of Evergreen Broad ̄leaved
Forest in Nanling National Nature Reserveꎬ Guangdong Province
HU Wen ̄Qiang1ꎬ HUANG Shi ̄Neng1ꎬ LI Jia ̄Xiang2ꎬ ZHOU Guang ̄Yi1ꎬ WANG Xu1∗
(1. Research Institute of Tropical Forestryꎬ Chinese Academy of Forestryꎬ Guangzhou 510520ꎬ Chinaꎻ
2. Central South University of Forestry and Technologyꎬ Changsha 410026ꎬ China)
Abstract: Analyzing interspecific segregation helps reveal species interactionsꎬ community
structure and dynamics. We established 36 quadrats and drew a distribution map for 27
species numbering 10 or more. Using ArcView GIS software and the nearest ̄neighbor methodꎬ
interspecific segregation was studied with an N × N nearest ̄neighbor contingency tableꎬ a
2 × 2 nearest ̄neighbor contingency sub ̄tableꎬ and Pielou􀆳s coefficient of segregation for the
individual tree species. Distribution patterns were measured by a revised Clark ̄Evans index
(CE) and the widely ̄used χ2 method. Results showed that: (1) three tree species were
clumpedꎬ and the others were randomꎻ (2) Most species pairs were positively segregated
(59􀆰 83%)ꎬ some species pairs were randomly segregated (40􀆰 17%)ꎬ and no species pairs
were negatively segregatedꎻ (3) Some differences existed among different species in the
interspecific segregation of all species. Larger individuals representing dominant species in the
communities tended to be positively segregated with other large treesꎬ though sometimes
tended to random segregationꎻ (4) Interspecific segregation was closely related to distribution
patterns. There was a larger proportion of positive segregation between clumped species and
other species than there was negative segregation. Most random segregation occurred
between random speciesꎬ which also caused slight positive or negative segregationꎻ (5) The
27 species overlapped in distribution and were characterized by overall non ̄segregation.
Key words: Evergreen broad ̄leaved forestꎻ Interspecific segregationꎻ Nearest neighbor
methodꎻ N × N contingency tableꎻ Nanling National Nature Reserve
    种间分离( Interspecific segregation)是指种
间个体交错分布的程度ꎬ 它以两个物种个体的邻体
关系为基础[1]ꎬ 种间分离可以是正分离(种 A 个体
罕与种 B个体毗邻)、 负分离(种 A 个体常与 B 个
体毗邻)或者是随机毗邻[2]ꎮ 种间分离的研究对揭
示群落物种间相互作用、 群落组成与动态具有重要
意义ꎮ 目前有关种间分离的研究较少ꎬ 国外仅见于
对两组个体的分离如动植物种群[1ꎬ3]、 雌株和雄
株[4]、 母树和幼苗[5]的种间分离研究ꎬ 对群落内
多物种种间分离的研究还鲜有报道ꎻ 国内有关种间
关联的研究已有大量报道ꎬ 而对种间分离的研究很
少ꎬ 如: 戴小华等[6]对霸王岭热带雨林、 张殷波
等[7]对翅果油树 (Elaeagnus mollis)群落、 高昆
等[8]对历山山核桃( Juglans mandshurica)群落、
王丽丽等[9] 对山西五鹿山白皮松 ( Pinus bun ̄
geana)群落进行过种间分离的研究ꎮ
南岭国家级自然保护区地处中国南热带与中亚
热带的过渡地域ꎬ 是广东省目前陆地森林面积最大
的国家级自然保护区ꎬ 至今仍保存着大面积原生性
较强的天然常绿阔叶林ꎮ 关于南岭国家级自然保护
区的植物资源[10]、 群落结构特征[11]、 生活型[12]、
物种多样性[13]、 植被与环境相关性[14]的研究已有
大量报道ꎮ 在种间关系方面也有涉及[15]ꎬ 但都集
中在种间关联性研究ꎬ 而对该区常绿阔叶林群落的
种间分离研究还未见报道ꎮ
我们以南岭国家级自然保护区分布的亚热带区
域原生性较强的典型常绿阔叶林为研究对象ꎬ 以样
地(60 m × 60 m)群落调查数据为基础ꎬ 采用最近
邻体法及其 N × N 最近邻体列联表及其截表的方
法ꎬ 通过计算 Pielou 种间分离指数ꎬ 对其森林群
落的种间分离进行研究ꎮ 主要研究目的是: (1)通
过分析南岭常绿阔叶林乔灌层种间分离特征来判断
种间关系的现状ꎻ (2)探索种间分离关系形成的内
在原因ꎮ 本研究以期为该区域的森林经营、 自然植
被恢复和生物多样性保护提供理论依据ꎮ
1  研究地区自然概况
研究地区位于广东南岭国家级自然保护区内ꎬ
地理坐标为 24°56′~24°57′Nꎬ 113°01′~113°02′Eꎮ
该区属亚热带季风气候区ꎬ 年平均气温 17􀆰4℃ꎬ
最冷月(1月份)平均气温 7􀆰1℃ꎬ 最热月(7 月份)
平均气温 26􀆰 2℃ꎬ 年平均降水量 2100 mmꎮ 该地
区海拔 500 mꎬ 地形复杂ꎬ 山峰陡峭ꎬ 坡度在
25°~55°之间ꎬ 属中山地形ꎬ 山脉多为西北-东南
走向ꎬ 山体主要由花岗岩、 变质岩和砂岩组成ꎮ 该
区森林覆盖率达 97%ꎬ 地带性植被为常绿阔叶林ꎮ
南岭国家级自然保护区常绿阔叶林群落结构较复
杂ꎬ 区系成分以泛热带分布为主ꎬ 物种组成丰富ꎬ
以壳斗科 ( Fagaceae ) 物种占优势ꎬ 山茶科
(Theaceae )、 大戟科 ( Euphorbiaceae )、 榆科
(Ulmaceae)、 五列木科(Pentaphylacace)等植物
物种也很常见[16]ꎮ 主要植物有甜槠(Castanopsi ̄
seyrei)、 水青冈(Fagus longipetiolata)、 拟赤杨
(Alniphyllum fortunei)、 银木荷 (Schima argen ̄
tea)、 大果马蹄荷(Exbucklandia tonkinensis)等[17]ꎮ
2  研究方法
2􀆰 1  样方调查
在南岭国家级自然保护区常绿阔叶林内设置一
个 60 m × 60 m的样地ꎬ 再划分成为 36个 10 m ×
10 m的小样方ꎬ 进行每木调查ꎮ 记录每个样方内
胸径≥1 cm的所有木本植物的编号、 种名、 胸径、
坐标(Xꎬ Y)、 树高和冠幅ꎬ 并对 36个样方内株数
≥10的物种进行统计分析ꎮ
2􀆰 2  数据处理
2􀆰 2􀆰 1  最近邻体的确定及重要值的计算
最近邻体的确定是运用 ArcGIS 软件的空间分
析功能ꎬ 计算出基株与其邻体之间的距离ꎬ 从而得
出所有基株的最近邻体及它们之间的距离ꎮ
重要值计算公式为: 重要值 = 相对多度 +相
对频度 +相对优势度[18]ꎮ
2􀆰 2􀆰 2  分布格局测定
分布格局的测定采用最近邻体指数法ꎮ 该方法
最初是由 Clark 和 Evans(1954) [19]提出来的ꎬ 但
没有考虑到样地的形状和边缘效应ꎬ 其检验向均匀
864 植 物 科 学 学 报 第 32卷 
分布倾斜ꎮ 故采用 Fldner[20]提出的一个修正公式
对数据进行修正ꎮ 公式为:
CE =
rA
rE


N∑

i=1 ri
0􀆰 5 A / N + 0􀆰 0514P / N + 0􀆰 04P / N 3 / 2
(1)ꎮ
式中ꎬ CE 表示 Clark ̄Evans 指数ꎻ rA 为样地
中每个个体和其最近邻体间距离的平均值ꎻ rE 为
样地中所有个体随机分布时 rA 的预期值ꎻ r i表示第
i个个体和其最近邻体间的距离ꎻ N 为样地内的个
体总数ꎻ A为样地面积ꎻ P 为样地周长ꎮ 当 CE =
1时ꎬ 种群呈随机分布ꎬ 当 CE > 1 时为均匀分布ꎬ
当 CE < 1时为聚集分布ꎮ 实测与预测的偏离程度
可用正态分布检验[6]ꎬ 即:
u =
rA-rE
σrE
(2)ꎮ
式中ꎬ σrE =
0􀆰 26136
ρN
= 0􀆰 26136
N 2 / A
ꎬ rA、 rE、
N、 A的含义同公式(1)ꎻ ρ = N / Aꎬ 为样地中个体
密度ꎻ σrE为一个密度 ρ 符合 Poisson 分布森林中
rE 的标准差ꎮ
2􀆰 2􀆰 3  N × N最近邻体列联表的构造
Reich和 Davis曾采用 N ×N 最近邻体列联表
计算多物种群落总体的分离ꎬ 但其基株是随机选取
的ꎬ 并非全体取样[21]ꎮ 而 Pielou[1]的 2 ×2最近邻
体列联表中ꎬ 基株涵盖了群落中的所有个体ꎮ 我们
对多物种群落进行全体取样ꎬ 则得到一个 N ×N最
近邻体列联表(表 1)ꎬ 它实际上就是 Pielou 的 2 ×
2最近邻体列联表的扩展ꎮ 在计算两个种间的分离
指数时再进行截取ꎬ 就可以得到两个种间的 2 × 2
最近邻体列联表(表 2)ꎮ
2􀆰 2􀆰 4  种间分离指数
采用 Pielou提出的分离指数公式[1]进行计算ꎬ
其区间划分参考戴小华等的划分标准[6]ꎮ
2􀆰 2􀆰 5  N × N种对间的全面分离指数
根据张殷波等[7]提出的一种涉及多物种的检
验方法ꎬ 即应用 χ2检验对 27 × 27 最近邻体列联表
进行分析ꎬ 判断群落中所有物种间的分离规律(是
全面分离ꎬ 或是不全面分离)ꎮ
(1)建立假设: H0 为所有种对全面分离ꎻ HA
为所有种对不全面分离ꎮ
表 1  N × N最近邻体列联表
Table 1  N ×N nearest ̄neighbor contingency table
基株
Base plant
最近邻体 Nearest neighbor
S1 S2 S3 􀆺 Sk 总计 Total
S1 n11 n12 n13 􀆺 n1k(n ij) T1
S2 n21 n22 n23 􀆺 n2k(n ji) T2
S3 n31 n32 n33 􀆺 n3k T3
􀆺 􀆺 􀆺 􀆺 􀆺 􀆺 􀆺
Sk nk1 nk2 nk3 􀆺 nkk Tk
总计 Total S1 S2 S3 􀆺 Sk T
注: Skꎬ 物种 k(即 S1ꎬ S2ꎬ S3􀆺ꎬ Sk)ꎻ n ijꎬ 种 i个体的最近邻
体是 j的个体时的数目(即 n11ꎬ n12􀆺ꎬ n1k)ꎻ n jiꎬ 种 j个体
的最近邻体是 i的个体时的数目(即 n21ꎬ n22􀆺ꎬ n2k)ꎮ
Notes: Skꎬ Species k (e. g: S1ꎬ S2ꎬ S3􀆺ꎬ Sk )ꎻ n ijꎬ Indi ̄
viduals of species i whose nearest neighbor is an indi ̄
vidual of species j (e.g: n11ꎬ n12􀆺ꎬ n1k)ꎻ n jiꎬ Individu ̄
als of species j whose nearest neighbor is an individual
of species i (e. g: n21ꎬ n22􀆺ꎬ n2k) .
表 2  2 × 2最近邻体列联截表
Table 2  2 × 2 nearest ̄neighbor contingency sub ̄table
基株
Base plant
最近邻体 Nearest neighbor
S i S j 总计 Total
S i n ii n ij n ii+ n ij
S j n ji n jj n ji+ n jj
总计 Total n ii+ n ji n ij+ n jj Nij
注: S iꎬ 物种 iꎻ S j: 物种 jꎻ n iiꎬ 种 i 个体的最近邻体是 i 的个
体时的数目ꎻ n jjꎬ 种 j个体的最近邻体是 j 的个体时的数
目ꎻ Nijꎬ 样方内所有个体的总和ꎻ n ij和 n ji意思同表 1ꎮ
Notes: S iꎬ Species iꎻ S jꎬ Species jꎻ n iiꎬ Species i individuals
of species i whose nearest neighbor is an individual of
species iꎻ n jjꎬ Species j individuals of species j whose
nearest neighbor is an individual of species jꎻ Nijꎬ Num ̄
ber of all the individualsꎻ n ijꎬ n jiꎬ Same as Table 1.
    (2)N ×N最近邻体列联表的 χ2检验ꎬ 计算公
式为:
T ij =
T i-S j

(3)ꎻ
χ2 =∑





n ij-T ij
T ij
(4)ꎮ
如果 χ2>χ20􀆰05ꎬ 拒绝 H0ꎬ 接受 HAꎬ 认为所有
种对不是全面分离的ꎮ 如果 χ2 < χ20􀆰05ꎬ 接受 H0ꎬ
拒绝 HAꎬ 则认为所有种对是全面分离ꎮ
3  结果与分析
3􀆰 1  分布格局
通过对南岭国家级自然保护区常绿阔叶林内的
样地进行调查ꎬ 统计出样地中株数≥10 的物种共
计 27个(表 3)ꎬ 用最近邻体法对其进行分析ꎬ 结
964  第 5期                  胡文强等: 南岭国家级自然保护区常绿阔叶林主要树种的种间分离
表 3  南岭常绿阔叶林植物群落 27个物种的分布格局及数量特征
Table 3  Distribution patterns and quantity features of 27 species in evergreen broad ̄leaved forest in Nanling
序号
Code
物种
Species
株数
Number
重要值
Important
value
最近邻体法
Nearest neighbor method
CE u值 u value 分布格局 Pattern
1 格药柃 Eurya muricata Dunn 134 15.58 0.551 -3.567∗ C
2 银木荷 Schima argentea Pritz. 118 14.55 0.564 -3.05∗ C
3 木莲 Manglietia fordiana Oliv. 102 15.93 0.768 -1.4 R
4 杨桐 Adinandra millettii Benth. 92 21.34 0.715 -1.552 R
5 多脉青冈 Cyclobalanopsis multinervis Cheng 48 8.77 0.417 -1.657∗ C
6 青冈 Cyclobalanopsis glauca (Thunb.) Oerst. 42 9.79 0.798 -0.360 R
7 木姜子 Litsea cubeba Hemsl. 42 3.23 0.853 -0.365 R
8 水青冈 Fagus longipetiolata Seem. 41 23.68 0.793 -0.502 R
9 甜槠 Castanopsis eyrei (Champ.) Tutch. 41 26.89 0.588 -1.001 R
10 新木姜子 Neolitsea aurata (Hay.) Koidz. 38 7.95 0.603 -0.894 R
11 白檀 Symplocos paniculata (Thunb.) Miq. 35 6.26 0.891 -0.226 R
12 柃木 Eurya japonica Thunb. 35 6.83 0.872 -0.265 R
13 冬青 Ilex purpurea Sims 34 6.56 1.162 0.326 R
14 红楠 Machilus thunbergii Sieb. 28 3.56 1.074 0.122 R
15 美丽马醉木 Pieris Formosa (Wall.) D. Don 26 4.84 0.387 -0.945 R
16 满山红 Rhododendri Daurici Hemsl. 23 3.2 0.65 -0.476 R
17 银钟花 Halesia macgregorii Chun 22 5.44 0.73 -0.352 R
18 厚叶红淡比 Cleyera pachyphylla Chun 21 4.01 0.721 -0.347 R
19 尾叶柃 Eurya acuminatissima Merr. 20 3.45 1.091 0.108 R
20 刨花楠 Machilus pauhoi Kanehira 19 1.48 0.407 -0.668 R
21 尖叶杨桐 Adinandra bockiana Pritzel 16 4.22 0.696 -0.288 R
22 鹅耳枥 Carpinus turczaninowii Hance 14 3.94 0.405 -0.494 R
23 长叶石栎 Lithocarpus harlandii (Hance) Rehd. 13 3.02 0.677 -0.249 R
24 云和新木姜子 Neolitsea aurata (Hay.) Koidz. 13 2.07 0.785 -0.165 R
25 小红栲 Castanopsis carlesii (Hemsl.) Hayata 12 6.41 0.624 -0.267 R
26 光叶椆 Lithocarpus mairei (Schott.) Rehd. 10 1.83 0.83 -0.101 R
27 假肉桂 Neolitsea levinei Merr. 10 1.74 1.058 0.034 R
    注: ∗ꎬ P < 0􀆰 05ꎻ R: 随机分布(Random)ꎻ C: 聚集分布(Clumped)ꎮ
果表明: 该群落 27 个物种中ꎬ 只有 3 个呈聚集分
布ꎬ 分别是格药柃 ( Eurya muricata)、 银木荷
(Schima argentea)和多脉青冈(Cyclobalanopsis
multinervis)ꎬ 占总物种数的 10􀆰 71%ꎮ 其余 24 个
物种中ꎬ 有 20 个物种的 CE < 1ꎬ 有 4 个物种的
CE >1ꎬ 但经正态分布检验不显著ꎬ 所以 24 个物
种均为随机分布ꎮ
3􀆰 2  两两物种间的分离情况
通过对 351个物种对进行种间分离分析发现ꎬ
正分离物种有 210对ꎬ 占 59􀆰 83%ꎻ 随机毗邻物种
141对ꎬ 占 40􀆰 17%ꎻ 没有发现负分离类型ꎮ
对 27个物种的种间分离进行半矩阵分析发现
(图 1)ꎬ 种间分离在不同种之间存在着一定差异ꎬ
该群落中种对间没有负分离类型出现ꎻ 大多数物种
与其它物种形成正分离(或随机毗邻)ꎬ 如: 格药
柃、 水青冈(Fagus longipetiolata)、 木莲(Manglie ̄
tia fordiana)ꎻ 而有些物种仅与其它物种形成随机
毗邻ꎬ 如: 云和新木姜子(Neolitsea aurata)、 青
冈(Cyclobalanopsis glauca)、 小红栲(Castano ̄
psis carlesii)、 光叶椆 ( Lithocarpus mairei)、 假
肉桂(Neolitsea levinei)ꎮ 结合群落类型分析可知ꎬ
正分离主要发生在群落的优势种或建群种之间ꎬ 比
如ꎬ 该群落中的建群种甜槠(Castanopsis eyrei)
及其优势种水青冈、 格药柃、 木莲就属于正分离ꎬ
这可能是因为它们的个体数相对较多ꎬ 盖度高ꎬ 对
生境的适应性和竞争能力比较强ꎮ 但也有些优势物
074 植 物 科 学 学 报 第 32卷 

◇ 2
◆ ◆ 3
◇ ◆ ◇ 4
◇ ◇ ◇ ◇ 5
◇ ◇ ◇ ◆ ◇ 6
◇ ◆ ◆ ◆ ◇ ◇ 7
◆ ◆ ◆ ◇ ◇ ◆ ◆ 8
◇ ◇ ◇ ◆ ◇ ◆ ◇ ◇ 9
◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ 10
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◇ ◇ ◇ ◆ ◇ 11
◇ ◇ ◆ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ 12
◇ ◇ ◆ ◇ ◇ ◇ ◇ ◆ ◇ ◆ ◆ ◆ 13
◇ ◇ ◇ ◇ ◆ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ 14
◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◆ ◆ ◆ ◇ ◆ 15
◇ ◆ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ 16
◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◆ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ 17
◆ ◆ ◇ ◇ ◇ ◇ ◆ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ 18
◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ 19
◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◆ ◇ 20
◆ ◇ ◇ ◆ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◆ 21
◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◆ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◆ 22
◇ ◇ ◆ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ 23
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 24
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 25
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 26
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 27
                    物种序号同表 3ꎻ ◇ꎬ 正分离ꎻ ◆ꎬ 随机毗邻ꎮ
                    Species codes are shown in Table 3ꎻ ◇ꎬ Positively segregatedꎻ ◆ꎬ Randomly segregated.
图 1  南岭常绿阔叶林群落 27个物种的种间分离半矩阵图
Fig􀆰 1  Semi ̄matrix graph of interspecific segregation of 27 species in evergreen broad ̄leaved forest in Nanling
种间是随机毗邻ꎬ 如优势种水青冈与格药柃、 银木
荷、 木莲之间ꎮ
3􀆰 3  所有物种种对间的全面分离
对 27 × 27列联表进行 χ2 检验ꎬ df = 26 × 26
= 676ꎬ χ2 = 4071􀆰5324ꎬ 从现有的统计手册中查
得最大的 df = 100ꎬ 故采用 df = 100时的 χ2 值与
计算的 χ2 值进行比较ꎬ 来判断 27个物种之间是否
存在全面分离ꎮ
当 df =100时ꎬ χ20􀆰 05 =124􀆰34ꎬ χ20􀆰 01 =135􀆰81[9]ꎬ
所以拒绝 H0ꎬ 接受 HAꎬ 认为所有物种对不是全面
分离的ꎮ 也就是说ꎬ 本研究中的 27 个物种相互交
错分布ꎬ 处于全面不分离的状态ꎬ 从而得出群落的
总体分离情况是: 全面不分离ꎮ
3􀆰 4  种间分离与分布格局
由于种间分离采用的是无样地最近邻体方法ꎬ
因此本研究的分布格局采用 Clark ̄Evans 最近邻体
法ꎮ 表 4表明ꎬ 聚集分布的物种与其它物种形成的
正分离比例(63􀆰 89%)比随机分布(58􀆰 78%)大ꎬ
随机毗邻则相反ꎮ 表 5表明ꎬ 种间分离与种对的相
对分布格局之间的关系也极其明显ꎬ 均为聚集分布
的种对出现正分离的比例最大(100%)ꎬ 随机分布
的种对出现正分离的比例最小(57􀆰 25%)ꎮ 但是ꎬ
无论物种的分布格局或种对相对分布格局如何ꎬ 正
分离分布的种对都占优势ꎮ
表 4  各类分布格局的物种与其它物种
形成不同类型分离种对的比例
Table 4  Proportion for various kinds of segregation
between species with a specific distribution
pattern and other species
分布格局
Pattern
正分离
Positive
segregation
随机毗邻
Random
segregation
聚集分布物种 Clumped species 63.89% 36.11%
随机分布物种 Random species 58.78% 41.22%
174  第 5期                  胡文强等: 南岭国家级自然保护区常绿阔叶林主要树种的种间分离
表 5  各种分布格局组合的种对分离状况
Table 5  Proportion for various kinds of segregation
between species pairs with different
types of distribution patterns
种对的分布格局
Distribution pattern
of species pair
正分离
Positive
segregation
随机毗邻
Random
neighbor
聚集 ̄聚集 Clumped ̄Clump pair 100% 0%
聚集 ̄随机 Clumped ̄Random pair 62.86% 37.14%
随机 ̄随机 Random ̄Random pair 57.25% 42.75%
4  讨论
种间关系的研究包括种间关联和种间分离两方
面ꎬ 二者可用于探讨两个物种的空间分布关系[22]ꎮ
种间关联是指不同物种在空间上的相互关联性[23]ꎬ
它更多地与生境关联ꎬ 因为它的测定以样方为基
础ꎬ 所以样方数量、 大小和间隔对其影响很大[24]ꎮ
种间分离的测定以距离为基础ꎬ 不受样方数量、 大
小和间隔的影响ꎬ 在群落中反映各物种之间的空间
关系更为准确ꎬ 因此ꎬ 它能更客观地反映种间关
系[8]ꎮ
本研究对南岭亚热带阔叶林中 27 个物种及
351个物种对的种间分离分析结果显示ꎬ 该群落中
正分离种对占多数ꎬ 为 59􀆰 83%ꎬ 随机毗邻占
40􀆰 17%ꎬ 没有负分离出现ꎮ 已有研究表明ꎬ 发生
正分离的物种大多数是群落的优势种或建群种ꎬ 容
易形成正分离主要是因为它们的个体相对较大ꎬ 盖
度高ꎬ 对生境的适应性和竞争能力比较强[7]ꎮ 本
研究中群落优势种之间大多表现为正分离ꎮ 也有研
究发现ꎬ 优势种之间以及优势种与其它种之间都可
以发生随机毗邻ꎬ 说明随机毗邻种对的毗邻关系较
复杂ꎬ 不易确定[8]ꎬ 本研究中随机毗邻的种对占
40􀆰 17%ꎬ 也反映出毗邻关系的复杂性和不确定
性ꎮ 发生负分离的物种常是群落中的一些伴生种ꎬ
个体相对较小ꎬ 盖度低ꎬ 具有相似的生境需求ꎬ 较
激烈的种内和种间竞争使它们互相交错分布来充分
利用资源ꎬ 因此表现为负分离[9]ꎮ 本研究中种对
间没有出现负分离ꎬ 可能与该群落所处的演替阶段
以及物种本身的生态学特性有关ꎮ 戴小华等[6]研
究发现ꎬ 物种个体数越多ꎬ N ×N最近邻体列联表
的截表方法就越灵敏ꎬ 个体数太少其最近邻体也
少ꎬ 不能反映真实的分离情况ꎬ 因此选取个体数大
于 10的树种进行研究ꎬ 且较好地反应了群落物种
间的种间分离情况ꎮ 所以本研究也采用此方法ꎬ 只
研究株数≥10 的物种ꎬ 但却忽略了株数<10 的物
种可能也与其它物种间存在伴生关系ꎮ
研究种间分离可以判定群落的演替过程ꎮ 在群
落演替的初期ꎬ 正分离或负分离现象较多ꎮ 正分离
可能是因为种子散播在母树附近而导致同种植物呈
聚集分布ꎮ 负分离可能是由于不同植物的种子传播
在一起形成的ꎮ 随着群落的发展ꎬ 种内和种间竞争
以及自然稀疏作用将导致种间分离减少ꎮ 如果这种
作用发生于异种丛ꎬ 负分离将减少ꎻ 如果发生在
单种丛ꎬ 正分离将减少[25ꎬ26] ꎮ 成熟群落阶段ꎬ 种
间关系已趋于稳定ꎬ 负分离现象将变得极少[27] ꎮ
在南岭亚热带阔叶林中ꎬ 正分离种对占优势ꎬ 随机
毗邻种对较少ꎬ 没有负分离ꎮ 本研究结果与
Pielou[1]、 张殷波和张峰[7]对不同植被类型的种间
分离分析结果不同ꎬ 但与蔡冰玲等[28]对梅花山自
然保护区拟赤杨(Alniphyllum fortunei)群落的种间
分离分析结果相似ꎮ 本研究的群落中没有出现负分
离种对ꎬ 正分离种对虽然比随机毗邻种对要多ꎬ 但
优势并不明显ꎮ 2008 年南方出现过大面积的冰雪
灾害ꎬ 南岭国家级自然保护区内大面积植被遭到破
坏[29]ꎬ 但据我们调查发现ꎬ 本研究区域的受灾情
况并不是十分严重ꎬ 受损严重的主要是个体小的树
种ꎬ 这也是造成本研究没有出现负分离的原因之
一ꎮ 可见ꎬ 冰雪灾害对该区域的常绿阔叶林主要物
种种间分离关系有一定影响ꎬ 但并没有影响到该区
稳定的群落结构ꎮ
种间分离是多因素联合作用的结果ꎬ 常见的影
响因素主要包括环境异质性、 种子的散布格局、 自
然或人为干扰、 种间与种内的相互关系以及物种的
生物学特性等[30-32]ꎮ Coomes 等[33]认为种间分离
与种内聚集程度有关ꎬ 物种聚集分布说明其倾向于
以同种个体为邻ꎬ 排斥异种个体ꎬ 所以正分离情况
较多ꎬ 负分离则未发现ꎮ 例如ꎬ 柴勇等[34]对菜阳
河自然保护区岭罗麦(Tarennoidea wallichii)、 光
序肉实树 (Sarcosperma kachinense var. simon ̄
dii)群落中物种的种间分离研究结果表明ꎬ 种对中
大多数种对的种间关系表现为随机毗邻与大多数种
群呈随机分布有关ꎮ 张忠华等[35]对喀斯特森林群
落的种间分离研究结果与上述结论相似ꎮ 本研究结
274 植 物 科 学 学 报 第 32卷 
果也支持 Coomes 等的观点ꎬ 聚集分布的物种与
其它物种正分离的概率更大ꎮ 聚集 ̄聚集分布的种
对出现正分离的概率最大ꎬ 但不会形成负分离ꎬ 而
呈随机分布的物种之间多数表现为随机毗邻ꎬ 也有
部分表现为正分离或负分离ꎮ 可见ꎬ 种间分离和物
种的分布有着密切的联系ꎮ 物种的分布也受到上述
因素的影响ꎬ 这些因素可能是通过影响物种的分布
从而造成了物种间的分离ꎮ
测定种间分离一般以 Pielou 分离指数[1]、 并
结合 N ×N最近邻体列联表的截表方法进行研究ꎬ
这在分析群落种间分离时都能取得较好结果ꎮ 但
是ꎬ 如何解决 N ×N列联表截表的统计检验ꎬ 目前
尚无最佳解决方案ꎮ De Jong 等[36]在接触取样中
应用了这种截取方法ꎬ 并认为普通的 χ2 检验是有
效的ꎮ 国内有少量研究采用此方法ꎬ 如: 高昆和张
峰[8]对历山山核桃(Juglans mandshurica)群落的
种间分离采用了 2 × 2列联表的 χ2 检验(经过连续
矫正)ꎬ 并采用 2 × 2 列联表的精确检验ꎻ 张海博
等[37]对山西历山国家级自然保护区千金榆(Carpi ̄
nus cordata)群落的种间分离研究中也采用了此方
法ꎮ 他们的研究结果都取得了很好的效果ꎮ 但
Reich和 Davis[21]认为ꎬ 这些截表并非相互独立ꎬ
因此检验既不适用也没有必要ꎮ 戴小华等[6]结合
χ2 检验和 G检验的结果ꎬ 规定当 0􀆰 7 ≤ S ≤ 1 时
两个物种为正分离ꎬ 当-1 ≤ S ≤ -0􀆰 7 时为负分
离即两个物种倾向于彼此为邻ꎬ 当-0􀆰 7 < S < 0􀆰 7
时为既非正分离也非负分离的随机毗邻种对ꎮ 国内
大多数种间分离的研究包括本研究采用了此方法ꎮ
可能是因为此方法应用起来比较方便简单ꎬ 而 χ2
检验(经过连续矫正)计算比较繁琐ꎬ 此外ꎬ χ2 检
验的应用存在一定的争议ꎮ 笔者认为ꎬ 采用戴小
华[6]的划分标准虽然存在主观性ꎬ 可能在不同植
被类型中的划分标准存在差异ꎬ 但是在没有找到更
合适的检验方法之前ꎬ 此方法可以解决 N ×N列联
表截表统计检验的问题ꎮ 今后如何寻找更合适的检
验方法还需要统计学家和生态学家共同努力ꎮ
参考文献:
[ 1 ]   Pielou EC. Segregation and symmetry in two spe ̄
cies populations as studied by nearest ̄neighbour
relations[J] . J Ecolꎬ 1961ꎬ 49: 255-269.
[ 2 ]   Dixon P. Testing spatial segregation using a nea ̄
rest ̄neighbor contingency table [ J ] . Ecologyꎬ
1994ꎬ 75: 1940-1948.
[ 3 ]   Borcard Dꎬ Legendre Pꎬ Drapeau P. Partialling out
the spatial component of ecological variation[ J] .
Ecologyꎬ 1992ꎬ 73(3): 1045-1055.
[ 4 ]   Bawa KSꎬ Opler PA. Spatial relationships between
staminate and pistillate plants of dioecious tropical
forest trees[J] . Evolutionꎬ 1977ꎬ 31(1): 64-68.
[ 5 ]   Hamill DNꎬ Wright SJ. Testing the dispersion of ju ̄
veniles relative to adults: a new analytic method
[J] . Ecologyꎬ 1986ꎬ 67(4): 952-957.
[ 6 ]   戴小华ꎬ 余世孝ꎬ 练琚蕍. 海南岛霸王岭热带雨林的
种间分离[J] . 植物生态学报ꎬ 2003ꎬ 27(3): 380-
387.
[ 7 ]   张殷波ꎬ 张峰. 翅果油树(Elaeagnus mollis)群落的
种间分离[J] . 生态学报ꎬ 2006ꎬ 26(3): 737-742.
[ 8 ]   高昆ꎬ 张峰. 历山山核桃(Juglans mandshurica)群
落的种间分离[J] . 生态学报ꎬ 2008ꎬ 28(4): 1601-
1607.
[ 9 ]   王丽丽ꎬ 毕润成ꎬ 闫明ꎬ 祁建春. 山西五鹿山白皮松
群落乔灌层的种间分离[J] . 生态学报ꎬ 2012ꎬ 32
(17): 5494-5501.
[10]   李镇魁. 广东南岭国家级自然保护区珍稀濒危植物
调查[J] . 亚热带植物科学ꎬ 2001ꎬ 30(3): 28-32.
[11]   赖树雄ꎬ 区余端ꎬ 苏志尧ꎬ 张璐. 南岭国家级自然保
护区不同保护条件下林分的组成和立木结构[J] . 热
带亚热带植物学报ꎬ 2008ꎬ 16(4): 315-320.
[12]   张璐ꎬ 苏志尧ꎬ 陈北光ꎬ 李镇魁. 广东石坑崆森林群
落优势种群生态位宽度沿海拔梯度的变化[J] . 林业
科学研究ꎬ 2007ꎬ 20(5): 598-603.
[13]   田怀珍ꎬ 邢福武. 南岭国家级自然保护区兰科植物
物种多样性的海拔梯度格局 [ J] . 生物多样性ꎬ
2008ꎬ 16(1): 75-82.
[14]   区余端ꎬ 王华南ꎬ 张璐ꎬ 苏志尧. 南岭国家级自然保
护区林下植物分布的地形相关性[J] . 武汉植物学研
究ꎬ 2009ꎬ 27(1): 41-46.
[15]   张璐ꎬ 苏志尧ꎬ 陈北光. 中国特有植物华南五针松群
落的种间关系研究[J] . 生态学报ꎬ 2006ꎬ 26(4):
1063-1072.
[16]   张璐ꎬ 贺立静ꎬ 区余端ꎬ 苏志尧. 南岭自然保护区常
绿阔叶林枯立木数量特征分析[J] . 福建林学院学
报ꎬ 2012ꎬ 3 2(1): 64-69.
[17]   董安强ꎬ 陈林ꎬ 王发国ꎬ 刑福武. 广东南岭国家级自
374  第 5期                  胡文强等: 南岭国家级自然保护区常绿阔叶林主要树种的种间分离
然保护区的植被研究[J] . 仲恺农业工程学院学报ꎬ
2012ꎬ 25(2): 1-7.
[18]   李俊清. 森林生态学[M] . 北京: 高等教育出版社ꎬ
2006ꎬ 217-219.
[19]   Clark PJꎬ Evans FC. Distance to nearest neighbor
as a measure of spatial relationships in populations
[J] . Ecologyꎬ 1954ꎬ 35: 445-453.
[20]   Fldner K. Zur Strukturbeschreibung in Mischbest
[J] . Forstarchivꎬ 1995ꎬ 66: 235-240.
[21]   Reich RMꎬ Davis R. Quantitative Spatial Analysis
[M ] . Fort Collins: Colorado State Universityꎬ
1998: 1-420.
[22]   张金屯. 植被数量生态学方法[M] . 北京: 中国科学
技术出版社ꎬ 1995: 87-89.
[23]   彭明春ꎬ 党承林. 云南鸡足山元江栲群落和高山栲
群落的植物种间结合研究[J] . 生态学报ꎬ 1998ꎬ 18
(2): 158-166.
[24]   Pielou EC. An Introduction to Mathematical Ecolo ̄
gy[M] . New York: John Wiley & Sonsꎬ 1969: 82-
212.
[25]   Pielou EC. Mathematical Ecology[M] . New York:
John Wiley and Sonsꎬ 1977: 1-385.
[26]   Myster RWꎬ Pickett ST. Dynamics of associations
between plants in ten old fields during 31 years of
succession[J] . J Ecolꎬ 1992ꎬ 80(2): 291-302.
[27]   郭志华ꎬ 卓正大ꎬ 陈洁ꎬ 吴梅风. 庐山常绿阔叶、 落
叶阔叶混交林乔木种群种间联结性研究[J] . 植物生
态学报ꎬ 1997ꎬ 21(5): 424-432.
[28]   蔡冰玲ꎬ 吴承祯ꎬ 洪伟ꎬ 魏鑫. 梅花山自然保护区拟
赤杨群落的种间分离[ J] . 应用与环境生物学报ꎬ
2010ꎬ 16 (2): 154-157.
[29]   王旭. 冰雪灾害对南岭常绿阔叶林结构的影响研究
[D] . 北京: 中国林业科学研究院ꎬ 2012: 4.
[30]   Law Rꎬ Mclellan Aꎬ Mahdi A. Spatiotemporal pro ̄
cesꎬ ses in calcareous grass land[J] . Plant Spe ̄
cies Biologyꎬ 1993ꎬ 8: 175-193.
[31]   Coomes DAꎬ Rees Mꎬ Turnbull L. Identifying ag ̄
gregation and association in fully mapped spatial
data[J] . Ecologyꎬ 1999ꎬ 80: 554-565.
[32]   Packer Aꎬ Clay K. Soil pathogens and spatial pat ̄
terns of seedling mortality in a temperate tree[J] .
Natureꎬ 2000ꎬ 404: 278-281.
[33]   Coomes DAꎬ Turnbull ML. Identifying aggregation
and association in fully mapped spatial data[ J] .
Ecologyꎬ 1999ꎬ 80: 554-565.
[34]   柴勇ꎬ 李玉媛ꎬ 司马永康. 菜阳河自然保护区岭罗
麦、 光序肉实树群落中树种的种间分离[J] . 云南植
物研究ꎬ 2005ꎬ 27(2) : 149-155.
[35]   张忠华ꎬ 胡刚ꎬ 倪健. 茂兰喀斯特森林群落的种间分
离特征生态学报[J] . 2010ꎬ 30(9): 2235-2245.
[36]   Jong Dꎬ Aarssen LWꎬ Turkington R. The use of
contact sampling in studies of association in vege ̄
tation[J] . J Ecolꎬ 1983ꎬ 71: 545-559.
[37]   张海博ꎬ 焦磊ꎬ 张殷波ꎬ 张峰. 山西历山国家级自然
保护区千金榆群落种间分离研究[J] . 植物科学学
报ꎬ 2011ꎬ 29(6): 668-674.
(责任编辑: 张 平)
474 植 物 科 学 学 报 第 32卷