全 文 ：武汉植物学研究 1 9 95 , 13 ( 1 ) : 65一69
J o溯 a l of w 山她月 B o t a 月 ica l R“妞,c h
湖北斧头湖湖滨湿地植物的
联结与相关分析 ‘
李 伟 钟 扬
( 中国科学院武汉植物研究所 武汉 4 3。。74)
提 要 利用2 x 2 列联表法结合矛检验对湖北武昌斧头湖湖滨湿地植物进行了联结分析 ,
计算了种间的相关系数并检验了种间相关显著性 . 结果表明这些种组构成了一个连续体 . 文
中还讨论了各种组的生态意义 .
关键词 斧头湖 , 湿地植物 . 联结分析 , 相关分析
湿地代表了水域和陆地生境之间的一类过渡生态系统 , 它们周期性地被水淹没 ,其植
物群落也适应了这种水文条件[l1 。 长江中下游地区的许多湖泊与河流关系密切 , 由于水
位的变化 , 湖滨湿地得以大面积发展[z] . 湿地植物对环境波动的适应表现出一些独特的
生态特征[31 。 深入研究和充分掌握这类生境中不同植物种间的相互关系是一项重要的课
题 。 本文研究了湖北武昌斧头湖湖滨湿地植物间的联结和相关关系 .
1 取样地点和研究方法
1
.
1 取样地点和时间
斧头湖位干湖北省武昌县西南部 , 与嘉鱼县和咸宁地区接壤 , 面积约1 28k m , . 该湖通
过金水河与长江相通闭 , 水位变化剧烈 , 湖滨发展了大量的湿地类型 , 再加上大规模的围
湖造田以及随后的退 田还湖运动 , 这些湿地类型更加多样化 。该湖西部的湖滨湿地由于人
为活动如建造水坝而消失殆尽 。 本工作的取样地点则位于该湖东部和南部。
取样时间 : 19 91 年5 月上旬
1
.
2 取样方法
根据w a lk e : 乙. C o u p l a n d ( 19 6 8 , 1 9 70 )的标准沿湖岸周围选取样地 [‘·‘] . 这些样地必
须是 : 1 . 优势种是 乡土植物 ; 2 . 从植被方面来看 , 表观均一 , 没有明显的间断存在 ; 3 . 面积
至少 10 m ’. 按照这些标准 , 总共选择了9 个样地 , 它们分别位于庙咀 、大咀 、陈七咀 、建设
收稿 日 : 1 99 3 一1 0 一3 0 , 修回日 : 19 9 4 一 0 2 一0 3
· 中国科学院淡水生态与生物技术国家重点实验室资助课压 (课题编号 : gl DA 02 ) . 江明喜 、张敏华等同志参加了
野外调查工作 . 特此致谢 。
“ 武 汉 植 物 学 研 究 第13 卷
大队、张公养殖场 、曹家湾和大湖洲等处 [7] .
在每一样地采用随机方法进行取样 , 根据样地大小 , 样方数目为10 一25 不等 。 每一样
方 (2 s x 2 5c m )被分为25 个 s x sc m 的方格 , 记录每一物种的局部频度 .
1
.
3 数据处理
在9 个样地中 , 总共调查了1 35 个样方 . 在这些样方中 , 仅仅出现一次的物种被剔除 ,
最后形成了一个1 35 x 3 的样方一物种矩阵。
联结分析基于二元数据 。 首先将原始数据矩阵转化为二元数据矩阵[s] , 然后利用列
联表计算每一种对间的联结系数 , 其显著性利用分(Y a t e 校正值 )进行检验 .
用原始数据矩阵计算不同种间的相关系数 ,并利用t 检验来检验它们的显著性 。 所有
的计算均利用B A SI C A 语言编写程序 , 在中国科学院武汉植物研究所计算机室完成 。
2 结果与讨论
2
.
1 联结分析
根据联结分析中不同种间的联结显著性 , 图 l 给出了一个星座图 。图1一 3 中的数字所
代表的物种名称列于表l 。
表 1
T a b】e l
斧头湖湖滨湿地植物物种名录 ’
A lis t o f w e t l a n d P l a n t s in F u t o u h u L a k e
序号
N o
.
种 名
S沐 e ie s
序号
N o
.
种 名
S碑e ie s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
l 0
l l
l 2
l 3
l 4
1 5
l 6
17
要属一种 p o lyg 。。。. s p
.
黑龙江酸模 尺 u m, 二 a m “~ 八莲 N 之l u。加 , uc ij 计a
金鱼藻 C行口切户勺 l zu m 击一u m石龙药 R a , u 二 u zus sc , 介。 t us
水田碎米算 Ca rd 口m 讯。 勺了口 ta
蛇苟委陵菜 p 。如r i zla : , 。 zig ra .
紫云英 月, r ra g o z。 。21切t n id 之3
首箱属一种从di ca go : P.
水马齿肠“it 二从 , ta g o l八
德花孤尾藻 胶州即hyl z。 , ‘P i c a t u ,
轮叶狐尾藻 M . , 。洲l la 扭.
天胡姜 Hy d、以yle : i l,th 畔 io ide 万
小叶星宿菜勿 3 ima ch la Pa 门lfn “。
若菜 Ny mp h。记。 户。如: u m
通泉草 人尸d z us jo 户, 抢。
水苦卖 v。” ica u耐“ Ia ta
半边莲 了J 汉众l ia : h份~稻搓菜加户二。 a 加g洲厉己。
马兰属一种 Ka lim 州‘‘ sP
·
竹叶眼子菜 P咖脚 。君之枷 ma 白 ia ”‘
黑藻 梅己丙l白 说 r ‘ic l la ta
苦草Va “众。~ as 伍 t 比a日本看麦娘 A lop o u、 户户朋 ic 。
蔺草枷盖二朋ia sy卿ch “狗牙根 心”记洲 da c ty 如
假稻 众班。 ia 从二耐ra v ar . ja 户佣 ic a
稗 & hi n oc h loa 。二ga li
东旅鹅观草 尺, 别~ 州‘, 己加 ra 朋牛毛毡 E I之OC ha 南 脚汤。“~透明鳞革葬 E . 户“ l‘lca
苔草属一种 Ca ~ “P.
灯心草 . 1朋‘us 以加‘公
18920跄45367韶31
序号与图 l 一 3 一致
分析结果表明 , 除金鱼藻之外 , 其它的植物种间皆存在着显著的联结性 , 星座图清晰
地显示出种间联结呈或强或弱的连续性 , 是一个连续性变异 , 在斧头湖的湖滨湿地生境中
不存在明显的间断 。
在正相关的星座图 (图 la )中 , 除种4( 金鱼藻 )以外的32 种植物可以分为3 组 : I ( 1 ,
1 1
,
2 1
,
2 2
,
2 3
, 3 3 )
, I ( 2 , 3 , 5 , 6 , 1 0 , 15 , 1 6 , 1 7 , 2 4 , 2 5 , 2 8 , 3 0 )和 皿 ( 7 , 8 , 9 , 1 2 , 1 3 , 1 4 , 1 8 ,
第 l 期 李伟等 :湖北斧头湖湖滨湿地植物的联结与相关分析 67
1 9
,
20
,
26
,
2 7
,
2 9
,
3 1
,
32 )
。 所有的沉水植物包括在组 I 中 , 这反映了这些植物所处生境的
特征 , 与负相关的星座图 (图1b )结合起来看 , 组 I 可以分为两个亚组 : I (i ) ( 1 1 , 21 , 2 2)
和 I ( 11) ( l , 2 3 , 3 3 ) . 通过亚组 I ( 11) , 沉水植物亚组 I ( i )与组 I 联系起来 . 同样组 I 也可
分 为两个亚组 : I ( i ) ( 3 , 6 , 1 5 , 1 7 , 2 4 , 2 5 , 30 )和 I ( 11) ( 2 , 5 , 1 0 , 1 6 , 2 8 ) , 种2 4旧 本看麦
娘)在这两个亚组之间起着重要的联结作用 。 亚组 I (i )中的物种主要由水田碎米莽样地
中的种组成 , 它与组 , 之间存在着明显的互斥关系 ,该亚组的湿生性较强 , 并表现出一些
独特的生态特征[3j . 然而亚组 I (i )中的种与其它物种之间不存在显著的负联结 . 亚组 l
(i ) 主要由酸模样地中的种组成 , 与亚组 I (i )联系紧密 ,这两类样地之间关系密切 , 可能
它们之间存在着演替上的替代关系[01 . 亚组 I (i ) 在这32 种湿地植物中占据着过渡的生
态位置 , 通过它 , 组 1 和亚组 I (i )联系起来 . 物种1 6 (通泉草 )将图 la 右方的种与左部组
一的种联起来 。 组 l 也可被分为两个亚组 : , ( i ) ( 12 , 2 7 , 3 1 ) 和 , ( 11) ( 7 , 8 , 9 , 1 3 , 1 9 , 2 0 ,
2 6
,
2 9
,
32 )
, 种 14 (小叶星宿菜)和种 18( 半边莲)是这两个亚组之间的联结者 。种 l 2( 轮叶狐
尾藻 )和种3 l( 透明鳞草莽)是轮叶狐尾藻样地的优势种 , 该样地外貌呈亮绿色 , 主要分布
于田边的水沟之中 , 与其周围的湿地类型显著不同 。 亚组 , (i )中的植物看起来是这些湿
地植物中湿生性最低的 , 该亚组和亚组 I (i )一样也处干过渡的位置上 .
图 1 种间关系的星座图 . 表明斧头湖
湖滨湿地的植物种间的显著联结关系
( 线段长度与护值无关 . a : 正相关 ; b :
负相关 . 细实线和 细虚线表示5 % > p
> l % ; 粗实线和粗虚线表示p < 1% .
序号代表的物种见表 l)
F i只. 1 T h e e o n s t e lla t io n d ia R r a m o f
s pec ie s r e la t io n s h i邵 s h o w in 只
t h e 5 1只n if ie a n t a s s 父 ia t io n s
映t w e e n t h e ! a k e s h o r e w e t -
la n d s pe e ie s in F u t o u h u l刀k e
( T he l e n只t h s o f l in e s e 只-
m e n t s a r e n o t r e la t e d w i t h 艾2
v a lu e s
. a : po s i t i
v e a s s oc i a -
t io n ; b : n e R a t i v e a s s伙 ia t io n .
T h e 5 0 !记 a n d b r o k 护n !in e s
r e p r e s e n t s % > p ) l % ;
t h ie k 5 0 ! id a n d b r o k e n lin e s
r e P r e s e n t P ( 1%
. 头e T a b le
1 fo r n u m 反rs r e P r e s e n t in 只
t h e s p ec i e s )
, , , , ‘厂、汀二专 、、 、
、 、讲“ ‘ 。:翠
因此 , 在这个变化着的连续体中 , 不同的植物和植物种组仍然表现出不同的生态需
求 。
6 8 武 汉 植 物 学 研 究 第13 卷
以下植物在斧头湖湖滨湿地生境中占据着关键的位置 : 萝 尸。勿go n u 二 、p . , 水马齿
Ca l l t’r t’c h e s t a g n a l i s , 轮叶狐尾藻 My r t’oP 勺 l l u m v e八 i e i l a t u m , 小叶星宿菜 I. s im a e 入l.a
Pa o l’fo l l’a , 通 泉草 材d z u s ja P o n i e u s , 半边莲 丈刀乙己l t’a c h i n e n s i s , 稻 搓菜 加P s u n a 。P o-
go n o ide s
, 日本看麦娘 A lop e c u 月 5 ja p o n t’c u s , 狗牙根 q n od o n d a c ty zon , 稗 它e h i n oc 入loa
‘、 s ga l’ 和东旅鹅观草 R oe 卯 e ria m ay e ba ra na .
2
.
2 相关分析
图2 是不同种间相关系数的半矩阵图 , 根据显著的正相关 , 图3 给出了星座图 。
图3 表明这些湿地植物同样可以分为3 组 , 各组的种类组成与联结分析所得到的组基
本一致 。
卜’百 -甲二
}不二下1下 -『卜} }一 }-阵 ], } 【一 {-二 卜1刁 下斗二【止三 一 日通- ! _卜·半演丰一!+ 一 卜以{叮}一 {一洲斗翻毯康图兰津份
~ 十催肇鬓案二仕伟l 一L 乙了 」耗_ ,_蒙违任李二工区 一一」一田 )立【王日一刁一团二们二l - 一洋门亡几J习团 一「一(别一卜团丁}- 卞各日绷拌焦1纲L三比L 卜淤一l几刁 l 另习 一口「了门门二
图 2 斧头湖湿地植物相关系数的半矩阵图 (图中序号
所代表的物种参见表”
F该. 2 H a lf 一m a tr ix o f e o r r e Ia t io n e oe ff ie ie n t s be t w e e n
t h e 33 w e t 里a n d P la n 匕 (段 e Ta b le 1 fo r n u m be r s
代 P r e s e n ti n R t h e s P e c ie s )
图 3 斧头湖湖滨湿地植物的显著正相关星座图‘图中
序号所代表的物种参见表 l , 线段的长度与相关
系数无关)
F IR
.
3 T h e co n s t e lla ti o n d ia g ra m o f s pe c ies re la t io n -
s h ip s s h o w in g t he s iR n ifie a n t ( p < 5% ) , 5 1
-
t i v e co r e !a ti o n s 决 tw e n t h e s h o r e lin e w e d a n d
s P e c l e S
S P仪 l e s
in F u t o u h u l力 k e (段 e T a b le 1 f o r t he
re p res e n t ed b y
I e n 爪h o f lin e 、 e 月1l l e n t 15
e oe f fie ie n t )
t h e n u m be rs
.
T he
n o t r e la t ed w i th t阮
与联结分析不同的是 , 相关分析处理的是定量数据 ,相关系数揭示了两个种同时出现
的可能性程度 , 而联结分析则仅仅反映了这种可能性 . 因此这两种分析结果之间自然存在
某些不一致 . 例如 , 一些象种30 (牛毛毡 )的植物所属种组发生了变化 。 组间或亚组间的联
结物种也有所不同 . 为了更好地理解不同种组间的相互关系 ,这两种分析方法应该互相补
充 , 同时应用于同一数据集 . 但由干这两种分析方法都强烈依赖于样方面积 , 因此对其结
果的解释要非常慎重 [1 卜 , , 〕.
需要说明的是 , 这两种分析方法所反映的种间关系并不意味着必然的因果性 , 更有可
能的是 , 这种关系只是反映了两个物种对不同环境因子的相似组合的适应性的相似性 . 因
此 ,从这些方法中得到的种组在群落的分类中起着重要的作用 [8. ” , , ’〕.
第 l 期 李伟等 : 湖北斧头湖湖滨湿地植物的联结与相关分析 6 9
参 考 文 献
1 Bri o n so n M K
, L u即 A E , B r o w n S P ri m a r 萝 p r司uc t iv i t y . d姗m冈 s i t 沁n a n d e o n s u m e r a ct i v i t y in fre s h w a t e r
w e t la n d
.
A , 二 R o Ec 时勺, r . 1 9 8 1 , 12 : 1 2 3一 16 1
2 中国科学院南京地理与湖泊研究所 . 中国湖泊概论 . 北京 :科学出版社 , 1 9 8 9
3 Ij w
, Zb o n g Y , J ia n g M X , , t ol
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石如￡, 1 9 68 , 46 : 5 0 9一 5 2 2
6 Wa lk e r B H , 肠u p la n d R T . H e r ba e翻u s w e t la n d v e g e t a t io n in t h e a s伴n 爪o v e a n d gr a “Ia n d 比9 10 仙 o f
Sa s k a t e 卜e w a n . Ca o J B 亡从 , 19 7 0 , 48 : 13 6 1一 18 7 8
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In t e rn a ti o n a l A e a d e而 e Pu bl i s h -
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4 1一 4 6
8 M o r e P D
. C ha p m a n S B ( ed s
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)
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Me t h od s in P l a n t Ec o lo R y
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2n d ed i t io n
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O x fo r d : Bl a e k w e ll 段i e n t if ie P u b l ic a -
ti o n s . 19 8 6
9 Z h o n只 Y . I刁 i w , H u a n g D S o t a l . N u m e ri e a I e la s s i fi e a t io n o f t h e s h o r e Iin e w e t la n d e o m m u n i t ies in F u t o u h u La ke
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I n : A n n u a l R e卯 r t o f S t a t e K e y IJ a bo r a t o r y fo r F r e s h w a t e r Ec o lo 只y a n d B io t ec h n o lo 只y o f C h in a , 1 9 9 1 . I n te rn a -
t io n a ! A e a d e m ie P u b li s he rs , 1 9 9 2
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5 9一 62
10 A g n e w A D Q
.
T he ec o lo g y o f
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, u 二。 亡力伍‘。 I 口 . in N o rt h w a le s 二I &己 . 19 6 1 , 49 : 83 一 1 0 2
12 M u e lle r 一伪m比 is D , E lle n 比 r g H . ^ ims a n d M e t h记 : o f v e R e t a t io n Ec o lo 盯 . N e w Y o r k : J o h n Wi le y 衣So ns , :
1 97 4
1 2 G r e ig
一
Sm i t h P
·
Q u a n t i t a t iv e P la n t 玫0 10 只y . 3rd e d iti o n . o x fo r d : B la e kw e ll 段 ie n t ifi e P u b lica t io n s , 1 98 3
13 李伟 , 钟扬 编译 . 水生植被研究的理论与方法 . 武汉 :华中师范大学出版社 , 19 9 2
A S S C I A T I O N A N D C O R R E L A T IO N C O R R E L A T IO N
A N A L Y E S E O F T H E SH O R E L I N E W E T L A N D P L A N T S
I N F U T O U H U L A K E
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A bs t r a e t In t h is p a p e r , t h e a s s o e i a t i o n s b e t w e e n t h e w e t l a n d p l a n t s w e r e a n a ly s e d b y
u s i n g t h e 2 x 2 e o n t in g e n e y t a b l e m e t h o d w i t h 义2 t e s t ( Y a t e ,s e o r r e e t io n f o r
e o n t in u i t y )
.
T h e i n t e r s p e e i f ie e o r r e la t i o n e o e f fi e i e n t s w e r e e a l e u l a t e d a n d t h e ir s ig n i fi -
e a n e e w a s t e s t e d b y m e a n s o f t m e t h o d
.
T h e s p e e ie s g r o u p s o b t a in e d f r o m t h e s e a n a ly s e s
f o r m e d a e o n t i n u u m , a n d t h e ir e e o lo g i e a l m e a n i n g s w e r e a ls o d is e u s s e d
.
K e y w o r d s F u t o u h u I J a k e , W e t l a n d p la n t
, A s s o e ia t i o n a n a ly s i s , C o r r e l a t io n a n a ly s i s