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《中国林业科学研究院》 2007年
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景观水平上的海南岛热带天然林功能群的研究

张志东  
【摘要】: 海南岛的热带森林是我国生物多样性最为丰富的生态系统之一,同时也是遭受干扰最严重的植被类型之一。过度的森林采伐和不合理的土地利用已导致了原始林大面积减少,次生林面积显著增加。景观空间配置的变化以及景观的破碎化,对具有不同功能特征的物种组在景观中的生存、维持、生长和分布等均产生了深远的影响。我国以往对热带森林的研究多集中在群落及群落以下水平,在景观水平上的研究很少,而以功能群为基础在景观水平上的研究则还没有人涉及。本文以海南岛典型的热带天然林区—霸王岭林区为对象,应用GPS定位、公里网格群落样方调查、遥感影像解译、GIS分析和模型模拟相结合的方法在景观水平上开展了热带天然林功能群的生态学研究,主要内容及结果如下: (1)首先基于栅格数据分析了斑块类型和景观格局的变化,其次为了探讨与恢复后期林片断的毗邻程度在决定次生演替上所起的作用,进行了缓冲区分析。结果表明:在1986-1998年间,相对于其它类型外,恢复后期林是唯一变化不显著的类型,而在1998-2002年间,大多数类型均变化不显著;大多数斑块类型在1986-2002年间破碎化趋势明显,表现为斑块数、边缘密度持续增加,斑块平均大小和核心区面积不断减小;次生林分布与恢复后期林距离呈现明显的相关关系。恢复时间长的次生林在恢复后期林附近所占面积比例较高,随着与恢复后期林距离的加大,恢复时间短的次生林逐渐占据优势。 (2)为了阐明在不同的时空尺度上功能群内物种丰富度和多度的变化规律,依据植被类型、干扰方式和恢复阶段划分了8个森林景观类型,同时依据生长型、演替地位和大小特征划分了7个功能群。通过研究发现功能群个数在景观水平上变化不明显,仅在低地雨林皆伐恢复前期景观缺失了主林层和超冠层乔木功能群;不同的森林景观类型都会有一组功能群占优势;低地雨林皆伐中期景观和海南松老龄林之间,低地雨林径级择伐景观和低地雨林老龄林之间,以及山地雨林各景观类型之间功能群物种丰富度和多度结构相似性水平较高;具有同样演替地位的乔木和灌木功能群,在景观类型之间具有相似的物种丰富度和多度变化格局;各功能群物种丰富度和多度在低地雨林恢复系列上存在相似的变化格局,而在山地雨林恢复系列上,则相似性较差。本研究的结论进一步证明了竞争一定居权衡和演替生态位理论的正确性而不太适用于中性理论和生态平衡假说。 (3)为了探讨在热带天然林景观中不同因素对功能群分布的影响,运用冗余度分析 (Redundancy analysis,RDA)分别探讨了功能群出现与否、功能群物种丰富度和多度与环境、空间和干扰因素之间的关系.运用偏冗余度分析对影响功能群分布变化的环境、干扰、空间及其交互作用等因素进行了定量分解。结果表明:利用木材密度和潜在最大高度两个指标划分出的9个功能群,能较好的区分功能群间对生境的适应差异;因子分解表明,纯环境、纯人为干扰和环境-人为干扰交互作用是影响3个功能群矩阵分布变化的主要因素,纯空间和与空间位置相耦合的因素相对较低;在诸多因子中,干扰类型、地形因子、土壤类型、砂砾含量、土层厚度以及经纬度坐标是影响功能群分布变化的主导因子;RDA排序分析表明,一般来讲,硬木多在生境条件好,远离人为干扰的立地高发生。软木则更多地出现于生境条件恶劣,人为干扰频繁的立地。而中等硬度功能群则生态幅度较宽。但除了软木灌木功能群外,其它功能群物种丰富度和多度多在土层深厚,生境条件较好的立地较高。 (4)从优势功能群途径出发,建立了热带天然林景观分类体系。通过对TM影像进行低通滤波(5×5)处理,最大似然监督分类,总体精度评估和Kappa统计方法检验以及借助GIS技术进行优势功能群斑块在森林恢复阶段和地形梯度上的分布格局分析。结果表明:7个土地利用类、4个恢复阶段类和6个优势功能群类在影像上获得了较好的分离精度,总分类精度均在78%以上;先锋种功能群斑块在灌木(稀树)草地景观、恢复初期景观、平坡、半阳坡和阳坡面以及在海拔小于850 m的范围内,优势度较高。而在恢复中后期、半阴坡和阴坡以及海拔850 m以上的景观中则主要由顶极种功能群斑块所控制。功能群斑块格局在坡度梯度上敏感性不高。 (5)为了探讨热带林不同演替阶段的功能群地上生物量与植被指数之间的相互关系并对其分布进行预测,在基于遥感影像和135个样地调查的基础上,分别选取了归一化差异植被指数(NDVI)、短红外湿度植被指数(MVI5)、中红外湿度植被指数(MVI7)和比值植被指数(RVI)与计算的顶极种和先锋种功能群生物量做相关分析,并利用逐步线性回归分析分别构建了基于植被指数的生物量回归模型;利用残差图对模型的有效性进行检验。结果表明MVI7和MVI5与顶极种功能群生物量关系显著,而NDVI和RVI对先锋种功能群生物量具有较好的指示作用;顶极种和先锋种功能群生物量具有高预测面积的区域分别占总面积的73.98%和88.08%,表明两个生物量模型均具有较好的模拟效果;模拟结果表明顶极种功能群生物量主要集中于研究区中部、北部和西南部区域,而先锋种功能群生物量分布并没表现出明显的规律,而是不均衡的散布于整个研究区。 (6)为了探寻景观格局和物种丰富度的关系,利用最大似然监督分类方法对该区核心区5个连续的景观进行了斑块类型的划分:在每个斑块类型内计算了各功能群物种丰富度的平均数;结合主成分分析和多重回归模型进行了景观格局指数和各功能群物种丰富度的相关分析。分析结果表明在斑块类型水平上斑块类型面积比例、边界密度、总边界对比度指数和面积加权平均形状指数是影响各功能群物种丰富度分布的主要因子;相对于先锋功能群,景观破碎化对顶极功能群影响较大,表现为随着生境多样性的增加和生境形状的复杂化相对于先锋功能群,顶极功能群物种丰富度增加明显,而随着边界密度的增加和总边界对比度指数的提高,先锋功能群物种数略有增加,而顶极功能群物种数有显著减小的趋势。 (7)为了探讨在热带天然林景观中关键种的潜在分布,首先在功能群框架下运用优势度指数法进行了关键种的确定;采用基于GIS的GARP生态位模型对主要关键种的地理分布进行了预测,并应用受试者工作特征分析进行了模型精度验证;应用多元线性回归分析对影响各关键种潜在分布的关键因子进行了确定。结果表明:在8个功能群中,先锋种、顶极灌木种和顶极超冠层乔木种划分出的关键种较为理想;在进行预测的8个关键种中,除了先锋主林层乔木种海南杨桐(Adinandra hainanensis),其它3个先锋种包括毛稔(Melastoma sanguiueum)、银柴(Aporosa chinensis)和枫香(Liquidambar formosana)在研究区北部、西部以及西南部均具有较高的发生概率,而顶极种除了顶极超冠层乔木种南亚松(Pinus merkusii)外,九节(Psychotria rubra)、高脚罗伞(Ardisia quinquegona)和海南椎(Castanopsis hainanensis)具有相似的潜在分布格局,在研究区中部、东南部和南部地区具有较高的发生概率;相关分析表明极端最低温、年均温、极端最高温、年均降水量、海拔和坡向6个因子是影响研究区关键种潜在分布的关键因子;精度检验表明,GARP模型对8个关键种的潜在分布预测效果均较好。 (8)为了探讨在热带天然林景观进行基于功能的潜在自然植被分布,首先采用生态位模型途径对8个功能群的潜在分布进行了模拟;其次对TM影像采用最大似然监督分类方法进行了基于功能的现状自然植被识别;然后通过对功能群发生概率图进行叠加,并在参考现状植被分布以及在功能群之间相互作用规则的制约下,构建了最终的潜在自然植被分布图。结果表明:生态位模型对8个功能群的潜在分布预测效果均较好,平均曲线下面积达到了0.81;先锋种功能群和顶极种功能群呈现出相异的分布格局,反映了两大类功能群个体生态学特性的差别和对环境的适应差异;各功能植被类型在空间分布格局和分散程度上存在着明显的差异,反映了一定的空间自相关特征。
【学位授予单位】:中国林业科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:Q948

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙慧珍,国庆喜,周晓峰;植物功能型分类标准及方法[J];东北林业大学学报;2004年02期
2 阎洪;气候时空数据的样条插值与应用[J];地理与地理信息科学;2003年05期
3 阎洪;薄板光顺样条插值与中国气候空间模拟[J];地理科学;2004年02期
4 张佩芳,赫维人,何祥,张军,李益敏;云南西双版纳森林空间变化研究[J];地理学报;1999年S1期
5 傅伯杰,陈利顶;景观多样性的类型及其生态意义[J];地理学报;1996年05期
6 焦树英;韩国栋;李永强;窦红举;;不同载畜率对荒漠草原群落结构和功能群生产力的影响[J];西北植物学报;2006年03期
7 亓兴兰;刘健;余坤勇;黄维友;王维明;陈明华;;基于RS与GIS的闽江流域森林景观格局分析[J];福建林学院学报;2006年01期
8 朱华,许再富,王洪,李保贵;西双版纳傣族“龙山”片断热带雨林植物多样性的变化研究[J];广西植物;1997年03期
9 陈小勇,陈波,蒋屹峰;片断化对常绿阔叶林种类组成的影响[J];华东师范大学学报(自然科学版);2003年03期
10 李红梅,韩红香,薛大勇;利用GARP生态位模型预测日本松干蚧在中国的地理分布[J];昆虫学报;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 丁易;海南岛退化热带森林植被恢复生态学研究[D];中国林业科学研究院;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张光富;陈瑞冰;;外来入侵植物喜旱莲子草的研究进展[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
2 ;Characteristics of Kobresia humilis Community Structure at Different Degraded Levels in Northern Qinghai[J];Animal Husbandry and Feed Science;2011年04期
3 张国成;胡召玲;禚昌芬;钱小龙;;南京市区景观格局及生态绿地现状遥感研究[J];安徽林业科技;2006年04期
4 王亮;吴泽民;洪安东;余立华;;TM卫片在安徽贵池森林景观资源监测中的实践[J];安徽农学通报;2007年04期
5 陈海生;;天台山植物功能群光合生理特性研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2012年09期
6 袁金国,王卫;京津风沙源治理区森林动态遥感监测研究[J];安徽农业科学;2005年03期
7 蒋金龙;李建;梁俊;;遥感技术在城市土地利用演变研究中的应用[J];安徽农业科学;2007年07期
8 何衍彪;詹儒林;赵艳龙;;蚧虫预测预报及综合防治[J];安徽农业科学;2007年13期
9 王锐;常庆瑞;刘梦云;岳庆玲;;GIS和RS在神府矿区土地利用中的应用研究[J];安徽农业科学;2007年19期
10 董玉森;刘江霞;彭红霞;张利华;;武汉市的土地利用信息景观格局变化研究[J];安徽农业科学;2007年25期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒲小鹏;师尚礼;张德罡;浦军;;肃北县石包城地区草地植被图谱分析[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
2 舒宁;陶建斌;;面向土地利用分类的多源遥感数据混合贝叶斯网络分类器[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
3 王静;郭铌;王振国;李小媛;;甘南草地地上部生物量遥感监测模型[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
4 叶秋果;李海滨;辛宪会;蒋红燕;;多源遥感影像融合算法比较研究[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
5 彭少麟;周婷;;边缘效应的空间尺度与测度[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
6 陈利顶;傅伯杰;赵文武;;“源”“汇”景观理论及其生态学意义[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
7 孙一荣;朱教君;于立忠;;森林干扰对更新幼苗生理生态的影响综述[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
8 奚为民;陶建平;李旭光;;强风干扰对森林生态系统的复杂影响:研究进展和未来展望[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(1)[C];2009年
9 庄长伟;欧阳志云;徐卫华;郑华;王效科;白杨;;基于MODIS的海河流域生态系统空间格局分析[A];第五届中国青年生态学工作者学术研讨会论文集[C];2008年
10 陈昆仑;陈旭;曾克峰;;基于遥感技术的城市用地的扩张分析[A];湖北省地理学会2006优秀学术论文集(地理科学类)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李文金;亚高寒草甸弃耕地恢复演替过程及其生态学机制研究[D];兰州大学;2010年
2 张忠华;喀斯特森林植被种群生态学与群落稳定性分析[D];华东师范大学;2011年
3 魏初奖;松突圆蚧在中国的适生性与风险性研究[D];福建农林大学;2010年
4 鲁为华;短期围栏封育下退化绢蒿荒漠草地更新特征研究[D];新疆农业大学;2010年
5 邓睿;多源遥感数据和GIS支持下的台风影响研究[D];浙江大学;2010年
6 曾和平;金沙江支流龙川江流域河流输沙特征及其对气候和地表覆被变化的响应[D];昆明理工大学;2009年
7 张开广;郑州地区仰韶文化遗址空间模式研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 尹刚强;湖南会同退耕还林生态环境效益研究[D];中南林业科技大学;2010年
9 彭保发;区域LUCC的景观生态效应研究[D];中南林业科技大学;2010年
10 方江平;西藏原始林芝云杉林群落结构与功能研究[D];中南林业科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 康娅琳;武汉市城市湖泊湿地生态敏感性研究[D];华中农业大学;2010年
2 魏合义;三峡库区森林生态承载力的区域分异研究[D];华中农业大学;2010年
3 吴鹏;城市公园改造中文化的延续[D];中南林业科技大学;2009年
4 田素娟;基于区域远期土地利用规划的黄河口湿地景观变化及保护研究[D];山东农业大学;2010年
5 杜中修;火炬树适生区预测及对自然生态系统的入侵风险评估[D];山东农业大学;2010年
6 常成;蒙阴县土地利用动态变化研究[D];山东农业大学;2010年
7 张荣;黄前流域景观格局现状与动态研究[D];山东农业大学;2010年
8 刘娟娟;城市公园绿地布点的影响因素研究[D];安徽农业大学;2010年
9 万云;枞阳大山不同演替阶段林下植被生物量分配格局研究[D];安徽农业大学;2010年
10 卞晓庆;合肥市景观格局数量分析与生态安全评价[D];安徽农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 角媛梅,马明国,肖笃宁;黑河流域中游张掖绿洲景观格局研究[J];冰川冻土;2003年01期
2 曾辉,郭庆华,刘晓东;景观格局空间分辨率效应的实验研究──以珠江三角洲东部地区为例[J];北京大学学报(自然科学版);1998年06期
3 杨利民,韩梅,李建东;松嫩平原主要草地群落放牧退化演替阶段的划分[J];草地学报;1996年04期
4 汪诗平,王艳芬,李永宏,陈佐忠;不同放牧率对草原牧草再生性能和地上净初级生产力的影响[J];草地学报;1998年04期
5 杨利民,王仁忠,李建东;松嫩平原主要草原群落放牧干扰梯度对植物多样性的影响[J];草地学报;1999年01期
6 王艳芬,汪诗平;不同放牧率对内蒙古典型草原地下生物量的影响[J];草地学报;1999年03期
7 赵书河,冯学智,都金康;基于遥感与GIS的县级土地利用的时空变化分析[J];测绘通报;2003年03期
8 金丽芳;徐希孺;张猛;;内蒙古典型草原地带牧草产量估算的光谱模型[J];中国草原与牧草;1986年02期
9 喻红,曾辉,江子瀛;快速城市化地区景观组分在地形梯度上的分布特征研究[J];地理科学;2001年01期
10 王宪礼,胡远满,布仁仓;辽河三角洲湿地的景观变化分析[J];地理科学;1996年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;新书介绍[J];生物多样性;2010年05期
2 温芝元;曹乐平;;复杂生态系统稳定性的人工神经网络建模[J];湖南农业大学学报(自然科学版);2006年06期
3 杨成德;龙瑞军;陈秀蓉;薛莉;;土壤微生物功能群及其研究进展[J];土壤通报;2008年02期
4 侯扶江,南志标,肖金玉,常生华;重牧退化草地的植被、土壤及其耦合特征[J];应用生态学报;2002年08期
5 杨大荣,彭艳琼,王秋艳,徐磊,魏作东;热带雨林三种榕树隐头果昆虫群落结构与功能群生态特性[J];生态学报;2003年09期
6 焦树英;韩国栋;赵萌莉;刘清泉;杨文斌;;荒漠草原地区不同载畜率对功能群特征及其多样性的影响[J];干旱区资源与环境;2006年01期
7 刘金娥;王国祥;常青;王会;;盐城自然保护区夏季潮间带大型底栖动物功能群结构及分布格局[J];安徽农业科学;2009年36期
8 覃雪波;孙红文;吴济舟;王若男;孙铁珩;;大型底栖动物对河口沉积物的扰动作用[J];应用生态学报;2010年02期
9 杜茜;沈海亮;王季槐;;宁夏荒漠草原植物群落结构和物种多样性研究[J];生态学杂志;2006年02期
10 温芝元;曹乐平;;复杂生态系统稳定性的补偿模糊神经网络建模[J];生物数学学报;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 童春富;陆健健;;草坪无脊椎动物功能群物种多样性及其管理[A];野生动物生态与管理学术讨论会论文摘要集[C];2001年
2 于明坚;胡正华;余志良;钱海源;丁炳扬;方腾;陈声文;;古田山自然保护区常绿阔叶林的种类组成和功能群结构[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
3 刘光兴;张志南;;胶州湾北部浮游动物各功能群的季节变化[A];中国海洋与湖沼学会甲壳动物学分会、中国动物学会、中国海洋与湖沼学会生态学分会2000年学术研讨会论文摘要集[C];2000年
4 汪昕;刘剑英;马昱;王萍;林豪杰;彭伟锋;;苯甲酸雌二醇对去势痫性发作大鼠海马基因表达的影响[A];第九次全国神经病学学术大会论文汇编[C];2006年
5 王启基;赵新全;王文颖;景增春;李世雄;龙瑞军;马玉寿;董全民;施建军;;江河源区高山嵩草草甸不同演替阶段植物和土壤碳、氮储量动态特征[A];三江源区生态保护与可持续发展高级学术研讨会论文摘要汇编[C];2005年
6 许凯扬;叶万辉;曹洪麟;;植物群落的生物多样性与可入侵性实验研究[A];第五届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文摘要集[C];2002年
7 查国贤;谢立群;蔡平;张国彪;徐建方;孙振军;;加拿大一枝黄花上昆虫种类及群落变化动态研究[A];首届长三角园艺论坛论文集[C];2007年
8 胡志昂;;生物多样性与生态系统功能的研究及有关的科学哲学问题[A];第五届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文摘要集[C];2002年
9 刘公社;陈双燕;;刈割诱导水稻幼苗早期响应基因和途径[A];中国草学会牧草育种委员会第七届代表大会论文集[C];2009年
10 孟庆繁;胡隐月;赵秀海;王庆贵;;毗邻天然林的人工林生物多样性研究[A];生物多样性与人类未来——第二届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];1996年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周飞 吴建平;森林健康成长与灌草相依相随[N];广东科技报;2011年
2 中国工程院副院长 邬贺铨;对下一代网的期待与思考[N];人民邮电;2003年
3 纪泽;固话短信:带来生活新便利[N];浙江日报;2002年
4 卢国强 李舒;交通勤务指挥精确到“秒计米算”[N];人民公安报·交通安全周刊;2010年
5 本报记者 李良;“EM“改造人类生活[N];中国环境报;2000年
6 王可心;我国近海食物产出研究取得多项新成果[N];中国渔业报;2010年
7 记者 徐晓恩 见习记者 徐贤飞;金华着力加快浙中城市群新一轮发展[N];浙江日报;2005年
8 本报记者 田爱丽;“二房东”陈智:将铜锣湾克隆到底[N];第一财经日报;2005年
9 ;怎样指挥劫持人质案的处置[N];人民公安报;2005年
10 梁庆生;在浪漫与哲理中升华[N];信息时报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张仁懿;亚高寒草甸不同功能群植物N:P化学计量特征差异研究[D];兰州大学;2010年
2 李庆康;辽东栎林演替的生理生态学研究[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2002年
3 霍元子;黄海浮游动物功能群的研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
4 丁易;海南岛退化热带森林植被恢复生态学研究[D];中国林业科学研究院;2006年
5 张志东;景观水平上的海南岛热带天然林功能群的研究[D];中国林业科学研究院;2007年
6 陈世苹;内蒙古锡林河流域主要植物种、功能群和群落水分利用效率的研究[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2003年
7 邓福英;海南岛热带山地雨林植物功能群划分及生态关键种的确定[D];中国林业科学研究院;2007年
8 毛培利;海南岛热带山地雨林不同演替阶段植物功能群光生态适应性研究[D];中国林业科学研究院;2007年
9 王楠;植物适应干旱梯度变化的水分利用效率和氮磷计量机制研究[D];浙江大学;2013年
10 王江;干旱胁迫对生物多样性与生态系统功能关系的影响[D];中山大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙丽;草原退化进程中植物能量功能群对水分资源梯度的响应[D];内蒙古大学;2011年
2 谢益君;广西大明山常绿阔叶林20种优势植物的功能性状特征[D];广西大学;2013年
3 朱晓君;长江河口潮间带湿地底栖动物功能群及其生态学意义研究[D];华东师范大学;2004年
4 林丽;石羊河上游退化草地植物功能群特征分析[D];甘肃农业大学;2007年
5 农友;冰冻干扰后大明山常绿阔叶林木本植物生长、结构及功能群的动态变化[D];广西大学;2012年
6 杨志焕;亚热带人工湿地植物多样性与人工湿地价值评价[D];浙江大学;2006年
7 黄志伟;浙江省主要常绿阔叶树种功能评价及其人工恢复群落功能特征研究[D];四川农业大学;2007年
8 余焜;中亚热带丘陵红壤区主要园林植物叶片结构与营养特征[D];南昌大学;2010年
9 翟元杰;伏牛山国家级自然保护区栓皮栎林植物功能群及其动态机制[D];河南大学;2008年
10 李欢欢;杭州湾南岸大桥建设区域大型底栖动物群落生态学研究[D];浙江师范大学;2008年
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