高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

云顶山草本植物功能群研究

刘建荣

刘建荣. 云顶山草本植物功能群研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(9): 76-82. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170066
引用本文: 刘建荣. 云顶山草本植物功能群研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(9): 76-82. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170066
LIU Jian-rong. Plant functional groups of the herbs of plant communities in Yunding Mountain, Shanxi of northern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(9): 76-82. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170066
Citation: LIU Jian-rong. Plant functional groups of the herbs of plant communities in Yunding Mountain, Shanxi of northern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(9): 76-82. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170066

云顶山草本植物功能群研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20170066
基金项目: 

科技部科技基础性工作专项 2011FY110300

科技部科技基础性工作专项 015FY110300

详细信息
    作者简介:

    刘建荣,高级工程师。主要研究方向:森林生态保护与管理。Email: jrliu032104@163.com  地址:032104  山西省文水县开栅镇关帝山国有林管理局

  • 中图分类号: S759.94; S718.3

Plant functional groups of the herbs of plant communities in Yunding Mountain, Shanxi of northern China

  • 摘要: 植物功能群是植被生态学研究的重要领域之一。通过对植物功能群的研究有助于揭示植物群落的结构和功能,了解植物群落的物种多样性、功能多样性、谱系多样性和演替规律,同时,可为植被恢复和重建提供科学依据。根据野外样方的调查资料,采用Fisher精确检验和Spearman秩相关系数检验,并结合聚类分析对山西云顶山自然保护区草本植物优势种的植物功能群进行了研究。结果表明:1)Fisher's精确检验结果表明,有46个种对正关联极显著(P<0.01),有5个种对负关联极显著(P<0.01);有24种对正关联显著(P<0.05),有10个种对负关联显著(P<0.05);有996个种对关联不显著(P>0.05)。2)Spearman秩相关系数检验有72个种对正相关极显著(P<0.01),有9个种对负相关极显著(P<0.01);有33种对正关联显著(P<0.05),有8个种对负关联显著(P<0.05);有959个种对相关不显著(P>0.05)。3)经Fisher精确检验关联不显著(P>0.05)的种对(996)占总种对的92.14%,而经Spearman秩相关系数检验相关不显著(P>0.05)的种对(959)占总种对的88.71%,这意味着草本植物优势种间的生态位存在较为明显的分化。4)综合Fisher精确检验和Spearman秩相关系和聚类分析的结果,将云顶山自然保护区草本植物划分为5个功能群:亚高山草甸植物功能群、中山草丛植物功能群、低山草丛植物功能群、森林和灌丛植物功能群和森林植物功能群。云顶山植物功能群与植物群落类型、生境、植物生活型和生态位等有密切关系。
  • 图  1  47种草本植物优势种Fisher精确检验半矩阵

    +.不显著正关联Not significantly positive association (P>0.05);▲.正关联显著Significantly positive association (0.01<P≤0.05);■.正关联极显著Very significantly positive association(P≤0.01);-.不显著负关联Not significantly negative association (P>0.05);△.负关联显著Significantly negative association (0.01<P≤0.05);□.负关联极显著Very significantly negative association (P≤0.01);1.北乌头Aconitum kusnezoffii;2.瓣蕊唐松草Thalictrum petaloideum;3.北柴胡Bupleurum chinense;4.糙苏Phlomis umbrosa;5.多茎委陵菜Potentilla multicaulis;6.地榆Sanguisorba officinalis;7.东方草莓Fragaria orientalis;8.大蓟Cirsium leo;9.风毛菊Saussurea japonica;10.附地菜Trigonotis peduncularis;11.钩腺大戟Euphorbia sieboldiana;12.黄花蓬子菜Galium verum;13.华北风毛菊Saussurea mongolica;14.卷耳Cerastium arvense;15.景天三七Gynura segetum;16.蓝花棘豆Oxytropis coerulea;17.野老鹳草Geranium carolinianum;18.藜芦Veratrum nigrum;19.毛茛Ranunculus japonicus;20.牛尾蒿Artemisia subdigitata;21.车前Plantago asiatica;22.蒲公英Taraxacum mongolicum;23.披针叶薹草Carex lanceolata;24.茜草Rubia cordifolia;25.山蒿Artemisia brachyloba;26.路边青Geum aleppicum;27.山马兰Kalimeris lautureana;28.山野豌豆Vicia amoena;29.细叶薹草Carex duriuscula subsp. stenophylloides;30.欧洲唐松草Thalictrum aquilegifolium;31.田葛缕子Carum buriaticum;32.委陵菜Potentilla chinensis;33.歪头菜Vicia unijuga;34.小秦艽Gentiana dahurica;35.小红菊Dendranthema chanetii;36.狭叶荨麻Urtica angustifolia;37.小玉竹Polygonatum humile;38.显脉拉拉藤Galium kinuta;39.野罂粟Papaver nudicarule;40.野青茅Deyeuxia arundinacea;41.羊红膻Pimpinella thellungiana;42.紫羊茅Festuca rubra;43.珠芽蓼Polygonum viviparum;44.早熟禾 Poa annua;45.早开堇菜Viola prionantha;46.展枝唐松草Thalictrum squarrosum;47.紫苞鸢尾 Iris ruthenica .下同。The same below.

    Figure  1.  Semi-matrix for 47 herb dominant species by Fisher's exact test

    图  2  47种草本植物优势种的Spearman秩相关分析半矩阵图

    Figure  2.  Semi-matrix for 47 herb dominant species by Spearman's rank correlation analysis

    表  1  草本植物优势种种间分析结果的种对数统计

    Table  1.   Species-pairs of interspecific relationship analysis of 47 herb species based on Fisher's exact test and Spearman's rank correlation analysis

    分析方法
    Analysis method
    关联/相关极显著种对数
    Species-pairs of association/correlation being high significant(P<0.01)
    关联/相关显著种对数
    Species-pairs of association/correlation being significant (0.01<P<0.05)
    关联/相关种对数
    Species-pairs of association/correlation being not significant(P>0.05)
    合计Total
    正关联/相关
    Positive association/correlation
    负关联/相关
    Negative association/correlation
    正关联/相关
    Positive association/correlation
    负关联/相关
    Negative association/correlation
    正关联/相关
    Positive association/correlation
    负关联/相关
    Negative association/correlation
    Fisher精确检验
    Fiser's exact test
    46524103516451 081
    Spearman秩相关分析
    Spearman rank correlation
    7293383176421 081
    下载: 导出CSV
  • [1] 上官铁梁, 张峰.云顶山虎榛子灌丛群落学特征及生物量[J].山西大学学报(自然科学版), 1989, 12(3): 347-352. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SXDR198903017.htm

    SHANGGUAN T L, ZHANG F. On synecological features and biomass of Oxtriposis davidiana bush-wood in Yunding Mountain, Shanxi Province[J]. Journal of Shanxi University(Nature Science Edition), 1989, 12(3): 347-352. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SXDR198903017.htm
    [2] 上官铁梁, 张峰.云顶山植被及其垂直分布研究[J].山地研究, 1991, 9(1): 19-26. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDYA199101003.htm

    SHANGGUAN T L, ZHANG F. Investigation onvegetation and vertical distribution in the Yunding Mountain in Shanxi Province[J]. Mountain Research, 1991, 9(1): 19-26. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDYA199101003.htm
    [3] 刘明光, 刘莹, 张峰, 等.云顶山自然保护区植物群落的分类与排序[J].林业资源管理, 2011(4): 82-88. doi:  10.3969/j.issn.1002-6622.2011.04.016

    LIU M G, LIU Y, ZHANG F, et al. Classification and ordination of plant communities in Yundingshan Nature Reserve, Shanxi[J]. Forestry Resources and Management, 2011(4): 82-88. doi:  10.3969/j.issn.1002-6622.2011.04.016
    [4] 刘莹, 张峰, 梁小明, 等.山西云顶山自然保护区野生种子植物区系研究[J]植物科学学报, 2012, 30(1): 31-39. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/whzwxyj201201005

    LIU Y, ZHANG F, LIANG X M, et al. Flora of wild seed plants in Yundingshan Nature Reserve in Shanxi[J]. Plant Science Journal, 2012, 30(1): 31-39. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/whzwxyj201201005
    [5] 张峰, 上官铁梁.山西翅果油树群落种间关系的数量分析[J].植物生态学报, 2000, 24(3): 351-355. doi:  10.3321/j.issn:1005-264X.2000.03.018

    ZHANG F, SHANGGUAN T L. Numerical analysis of interspecific relationships in an Elaeagnus mollis community in Shanxi[J]. Acta Phytoecolngica Sinica, 2000, 24(3): 351-355. doi:  10.3321/j.issn:1005-264X.2000.03.018
    [6] 方精云, 王襄平, 沈泽昊, 等.植物群落清查的主要内容、方法和技术规范[J].生物多样性, 2009, 17 (6): 533-548. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/swdyx200906002

    FANG J Y, WANG X P, SHEN Z H, et al. Methods and protocols for plant community inventory[J]. Biodiversity Science, 2009, 17 (6): 533-548. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/swdyx200906002
    [7] 孟婷婷, 倪健, 王国宏.植物功能性状与环境和生态系统功能[J].植物生态学报, 2007, 31(1): 150-165. doi:  10.3321/j.issn:1005-264X.2007.01.019

    MENG T T, NI J, WANG G H. Plant functional traits, environments and ecosystem functioning[J]. Journal of Plant Ecology(Chinese Version), 2007, 31(1): 150-165. doi:  10.3321/j.issn:1005-264X.2007.01.019
    [8] 姜炎彬, 张扬建.西藏天然草地植物功能群分布的初步研究[J].植物科学学报, 2016, 34(2): 220-229. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/whzwxyj201602007

    JIANG Y B, ZHANG Y J. Distribution of plant functional groups in the natural grasslands of Xizang, China[J]. Plant Science Journal, 2016, 34(2): 220-229. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/whzwxyj201602007
    [9] 范玉龙, 胡楠, 丁圣彦, 等.伏牛山自然保护区森林生态系统草本植物功能群的分类[J].生态学报, 2008, 28(7): 3092-3101. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb200807017

    FAN Y L, HU N, DING S Y, et al. The classification of plant functional types based on the dominant herbaceous species in forest ecosystem at Funiu Mountain National Natural Reserve[J]. Acta Ecologica Sinica, 2008, 28(7): 3092-3101. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb200807017
    [10] 张桂萍, 张峰, 茹文明.旅游干扰对历山亚高山草甸优势种群种间相关性的影响[J].生态学报, 2005, 25 (11): 2868-2874. doi:  10.3321/j.issn:1000-0933.2005.11.011

    ZHANG G P, ZHANG F, RU W M. The effect of traveling on the interspecific relationship of dominant populations of subalpine meadow in Shunwangping, Shanxi[J]. Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(11): 2868-2874. doi:  10.3321/j.issn:1000-0933.2005.11.011
    [11] 郭屹立, 卢训令, 丁圣彦.伊洛河河岸带生态系统草本植物功能群划分[J].生态学报, 2012, 32(14): 4434-4442. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201214016

    GUO Y L, LU X L, DING S Y. The classification of plant functional types based on the dominant herbaceous species in the riparian zone ecosystems in the Yiluo River[J]. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(14): 4434-4442. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201214016
    [12] 张金屯.数量生态学[M].北京:科学出版社, 2004.

    ZHANG J T. Numerical ecology[M]. Beijing: Science Press, 2004.
    [13] 朱宏光, 温远光, 梁宏温, 等.广西桉树林取代马尾松林对植物多样性的影响[J].北京林业大学学报, 2009, 31(6): 149-153. http://j.bjfu.edu.cn/article/id/8368

    ZHU H G, WEN Y G, LIANG H W, et al. Effects of eucalypt plantation replacing Masson pine forest on plant species diversity in Guangxi, southern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2009, 31(6): 149-153. http://j.bjfu.edu.cn/article/id/8368
    [14] 高平, 张贵平, 吴琼, 等.山西崦山自然保护区侧柏群落优势种群种间关系分析[J].植物研究, 2010, 30(6): 731-736. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zwyj201006019

    GAO P, ZHANG G P, WU Q, et al. Analysis of interspecific relationships among the dominant populations of Platycladus orientalis communities in Yanshan Nature Reserve in Shanxi[J]. Bulletin of Botanical Research, 2010, 30(6): 731-736. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zwyj201006019
    [15] GUTIÉRRE-GIRÓN A, GAVILÁN R G. Spatial patterns and interspecific realtions analysis help to better understand species distribution patters in a Mediterranean high mountain grassland[J]. Plant Ecology, 2010, 210(1): 137-151. doi:  10.1007/s11258-010-9745-6
    [16] 焦磊, 张峰.汾河连伯滩湿地植被生态种组[J].林业科学, 2011, 47(4): 7-12. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lykx201104002

    JIAO L, ZHANG F. 2011. Ecological species group of wetland vegetation of Lianbotan in Fenhe River, Shanxi[J]. Scientia Silvae Sinica, 2011, 47(4): 7-12. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lykx201104002
    [17] 秦晓娟, 高璐, 邓永利, 等.山西平陆黄河湿地植物功能群划分[J].山西大学学报(自然科学版), 2014, 37(3): 454-460. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/sxdxxb201403025

    QIN X J, GAO L, DENG Y L, et al, Plant functional groups in the wetland of Pinglu Section of Yellow River, Shanxi[J]. Journal of Shanxi University(Nature Science Edition), 2014, 37(3): 454-460. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/sxdxxb201403025
    [18] SU S, LIU J, HE Z, et al. Ecological species groups and interspecific association of dominant tree species in Daiyun Mountain National Nature Reserve[J]. Journal of Mountain Science, 2015, 12(3): 637-646. doi:  10.1007/s11629-013-2935-7
  • [1] 金锁, 毕浩杰, 刘佳, 刘宇航, 王宇, 齐锦秋, 郝建锋.  林分密度对云顶山柏木人工林群落结构和物种多样性的影响 . 北京林业大学学报, 2020, 42(1): 10-17. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190202
    [2] 李秀宇, 郭琪, 董黎, 孙宇涵, 牛东升, 刘佳平, 王红生, 李云.  山西省吉县刺槐无性系种质遗传多样性的EST-SSR分析 . 北京林业大学学报, 2019, 41(7): 39-48. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190108
    [3] 刘钦, 邓洪平, 李宗峰, 梁盛, 李丘霖, 倪东萍.  贵州赤水桫椤国家级自然保护区植物群落特征 . 北京林业大学学报, 2019, 41(1): 19-31. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180165
    [4] 尹德洁, 荆瑞, 关海燕, 屈琦琦, 张丽丽, 王若鹏, 董丽.  天津滨海新区湿地耐盐植物分布与土壤化学因子的相关关系 . 北京林业大学学报, 2018, 40(8): 103-115. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180054
    [5] 黄笛, 孙明, 袁存权, 程堂仁, 王佳, 张启翔.  春黄菊族部分植物CYC2d同源基因的分离与功能初步分析 . 北京林业大学学报, 2017, 39(4): 63-71. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170003
    [6] 佟富春, 肖以华, 岑亚美, 梁卓华, 唐祥佑, 秦文权.  广州长岗山森林土壤线虫群落的功能结构特征 . 北京林业大学学报, 2016, 38(1): 11-20. doi: 10.13332/j.1000--1522.20150233
    [7] 赵天梁.  山西崦山自然保护区侧柏林植物生态位特征 . 北京林业大学学报, 2015, 37(8): 24-30. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150039
    [8] 路端正, 王九丽, 谢磊.  黄荆种以下分类群的聚类与演化趋势分析 . 北京林业大学学报, 2015, 37(2): 55-58. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2015.02.019
    [9] 张凌云, 王小艺, 曹一博.  油茶果实糖含量及代谢相关酶活性与油脂积累关系分析 . 北京林业大学学报, 2013, 35(4): 55-60.
    [10] 李林, 魏识广, 黄忠良, 曹洪麟.  猫儿山优势种空间点格局和种间关系分析 . 北京林业大学学报, 2012, 34(3): 15-19.
    [11] 樊艳文, 王襄平, 曾令兵, 武娴, .  北京栓皮栎林胸径-树高相关生长关系的分析 . 北京林业大学学报, 2011, 33(6): 146-150.
    [12] 阿拉木萨, 周丽芳.  科尔沁沙地21种植物水分提升作用的实证检验 . 北京林业大学学报, 2011, 33(1): 70-77.
    [13] 金山, 胡天华, 赵春玲, 林大影, 李志刚, 崔国发.  宁夏贺兰山自然保护区植物优先保护级别研究 . 北京林业大学学报, 2010, 32(2): 113-117.
    [14] 时忠杰, 王彦辉, 徐丽宏, 熊伟, 于澎涛, 郭浩, 张雷燕, .  六盘山主要森林类型枯落物的水文功能 . 北京林业大学学报, 2009, 31(1): 91-99.
    [15] 马钦彦.  负二项式分布及种群格局检验分析 . 北京林业大学学报, 2009, 31(3): 1-5.
    [16] 朱宏光, 温远光, 梁宏温, 徐海根, 杨瑶青, 李明臣, 黄志辉, 邓荣艳, .  广西桉树林取代马尾松林对植物多样性的影响 . 北京林业大学学报, 2009, 31(6): 149-153.
    [17] 邓小文, 胡胜华, 吴彩燕, 秦爱光, 颜绍馗, 张洪江, 胡万良, 何亚平, 黄荣凤, 殷亚方, 王芳, 袁怀文, 毛俊娟, 张璧光, 白岗栓, 杨平, 魏潇潇, 刘杏娥, 高黎, 张莉俊, 王费新, 李瑞, 郑小贤, 周永学, 张克斌, 孙向阳, 谭学仁, 赵天忠, 王小青, 费世民, NagaoHirofumi, 王兆印, 张岩, 杜社妮, 罗晓芳, 汪思龙, 王正, 刘燕, 戴思兰, 王胜华, 王晓欢, 崔赛华, 李猛, 樊军锋, 常旭, 乔建平, 徐嘉, 高荣孚, KatoHideo, 范冰, 江泽慧, 李华, 李昀, 韩士杰, 张旭, 江玉林, , 孔祥文, 龚月桦, 王海燕, 刘云芳, 张占雄, 陈放, 张双保, 刘秀英, 任海青, 李晓峰, 李媛良, 郭树花, 陈秀明, 陈宗伟, 杨培华, 常亮, 侯喜录, 丁磊, , IdoHirofumi, 高建社, , , 徐庆祥, 费本华, 陈学平, 张代贵, 李考学, 张桂兰, 薛岩, 蒋俊明, , 刘永红, 金鑫, 涂代伦, 续九如, 王晓东, 李雪峰, , , 张红丽, 丁国权, .  鼎湖山主要林下层植物光合生理特性对模拟氮沉降的响应 . 北京林业大学学报, 2007, 29(6): 1-9.
    [18] 郎璞玫, 于海霞, 周艳萍, 于文吉, 焦雯珺, 许景伟, 陆平, 李黎, 宋先亮, 刘足根, 雷妮娅, 奚如春, 索安宁, 高克昌, 马玲, 武林, 张志山, 周睿, 郑景明, 邵杰, 孙志蓉, 张春晓, 吕文华, 张建军, 吴家兵, 金则新, 李俊, 饶兴权, 蔡锡安, 张小由, 葛剑平, 郑红娟, 余养伦, 戴伟, 毕华兴, 朱教君, 陈勇, 关德新, 习宝田, 赵广杰, 赵文喆, 李传荣, 韦方强, 李钧敏, Kwei-NamLaw, 朱清科, 于志明, 赵秀海, 陈少良, 马履一, 盖颖, 翟明普, 纳磊, 王文全, 贾桂霞, 王天明, 张宇清, 方家强, 赵平, 曾小平, 李俊清, 杨永福, 朱艳燕, 张弥, 张春雨, 马履一, 樊敏, 李笑吟, 李增鸿, 夏良放, 王瑞刚, 崔鹏, 袁小兰, 于波, ClaudeDaneault, 江泽慧, 谭会娟, 殷宁, 韩士杰, 何明珠, 郭孟霞, 袁飞, 唐晓军, 陈雪梅, 刘丽娟, 王卫东, 李庆卫, 吴秀芹, 王贺新, 邓宗付, 张欣荣, 贺润平, 李丽萍, 毛志宏, 王旭琴, 于贵瑞, 熊颖, 王娜, 蒋湘宁, 吴记贵, 王月海, 刘鑫, 孔俊杰, 郑敬刚, 江杰, 李新荣, 王贵霞, 葛剑平, 聂立水, 王瑞辉, 林靓靓, 孙晓敏, 郭超颖, 董治良.  浙江仙居长叶榧自然居群遗传多样性的ISSR分析 . 北京林业大学学报, 2007, 29(1): 53-59.
    [19] 吴斌, 温俊宝, 张求慧, 
    ZHAOGuang-jie, 刘金福, 齐春辉, 郑凌凌, 李贤军, 徐文铎, 程占红, 常德龙, 王云琦, 李雪萍, 段爱国, 鲁绍伟, 冯夏莲, 王玉涛, 刘常富, 赵燕东, 李雪峰, 谭炳香, 张灿, 邹大林, 匡文慧, 李吉跃, 何友均, 何正权, 洪伟, 张树文, 韩士杰, 张建国, 韩烈保, 张路平, 温俊宝, 吴庆利, 余新晓, 何承忠, 李增元, 赵广杰, 王玉杰, 翟洪波, LUOWen-sheng, 朱天辉, 李吉跃, 宋湛谦, 白陈祥, 何兴元, 吴斌, 骆有庆, 何静, FurunoTakeshi, 匡秋明, 陈发菊, 李俊清, 张志毅, 姜伟, 郭忠玲, 骆有庆, 张养贞, 童书振, 陈尔学, 刘凤芹, 梁小红, 林秦文, ]魏晓霞, ]陈玮, 黄文豪, 张军, 张璧光, 许志春, RENQian, 曾会明, 李颖, 崔国发, 庞勇, 梁宏伟, 张振明, 郑兴波, 安新民, 胡伟华, 赵桂玲, 许志春, 李凤兰, 郑杰, 侯伟, 宋国正, 赵广亮, 曹川健, 杨凯, 李福海, PaulWolfgang, 刘君, 雷渊才, 姚永刚, 李考学, 董建生, 张有慧, 田桂芳, 张全来, 李永波, 赫万成, 李长明, 张世玺.  神农架4个珙桐居群遗传多样性的RAPD分析 . 北京林业大学学报, 2006, 28(3): 66-70.
    [20] 刘海军, 徐秋芳, 旷远文, 罗辑, 卜崇峰, 赵廷宁, 毕华兴, 王鸿斌, 吴娟, 明军, 宋瑞清, 王发国, 张占宽, 李贤军, 王安志, 郝朝运, 杨丽韫, 张志, 程万里, 李艳华, 陈永亮, 刘一星, 刘国彬, 李文华, 温达志, 程根伟, 张真, 郭卫东, 马洁, 张璧光, 朱金兆, 叶华谷, 骆有庆, 习宝田, 陈天全, 谭秀英, 曹子龙, 姜培坤, 张启翔, 马忠明, 冀瑞卿, 刘建梅, 孔祥波, 朱清科, 刘鹏, 程放, 沈泉, 李伟, 李笑吟, 郑翠玲, 温俊宝, 敏朗, 兰彦平, 邢福武, 李文军, 周国逸, 陈玉福, 康向阳, 裴铁, 张志明, 李延军, 何祖慰, 张宇清, 刘世忠, 则元京, 孙保平, 马其侠, 金昌杰, 沈佐锐, 张德强, 丁国栋, 陈红锋, 金幼菊, 姚爱静, 冯继华, 陶万强, 曹刚, 魏铁.  濒危植物七子花种群间遗传分化的初步研究 . 北京林业大学学报, 2005, 27(2): 59-64.
  • 加载中
图(2) / 表 (1)
计量
  • 文章访问数:  522
  • HTML全文浏览量:  107
  • PDF下载量:  15
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-10
  • 修回日期:  2017-04-14
  • 刊出日期:  2017-09-01

云顶山草本植物功能群研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20170066
    基金项目:

    科技部科技基础性工作专项 2011FY110300

    科技部科技基础性工作专项 015FY110300

    作者简介:

    刘建荣,高级工程师。主要研究方向:森林生态保护与管理。Email: jrliu032104@163.com  地址:032104  山西省文水县开栅镇关帝山国有林管理局

  • 中图分类号: S759.94; S718.3

摘要: 植物功能群是植被生态学研究的重要领域之一。通过对植物功能群的研究有助于揭示植物群落的结构和功能,了解植物群落的物种多样性、功能多样性、谱系多样性和演替规律,同时,可为植被恢复和重建提供科学依据。根据野外样方的调查资料,采用Fisher精确检验和Spearman秩相关系数检验,并结合聚类分析对山西云顶山自然保护区草本植物优势种的植物功能群进行了研究。结果表明:1)Fisher's精确检验结果表明,有46个种对正关联极显著(P<0.01),有5个种对负关联极显著(P<0.01);有24种对正关联显著(P<0.05),有10个种对负关联显著(P<0.05);有996个种对关联不显著(P>0.05)。2)Spearman秩相关系数检验有72个种对正相关极显著(P<0.01),有9个种对负相关极显著(P<0.01);有33种对正关联显著(P<0.05),有8个种对负关联显著(P<0.05);有959个种对相关不显著(P>0.05)。3)经Fisher精确检验关联不显著(P>0.05)的种对(996)占总种对的92.14%,而经Spearman秩相关系数检验相关不显著(P>0.05)的种对(959)占总种对的88.71%,这意味着草本植物优势种间的生态位存在较为明显的分化。4)综合Fisher精确检验和Spearman秩相关系和聚类分析的结果,将云顶山自然保护区草本植物划分为5个功能群:亚高山草甸植物功能群、中山草丛植物功能群、低山草丛植物功能群、森林和灌丛植物功能群和森林植物功能群。云顶山植物功能群与植物群落类型、生境、植物生活型和生态位等有密切关系。

English Abstract

刘建荣. 云顶山草本植物功能群研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(9): 76-82. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170066
引用本文: 刘建荣. 云顶山草本植物功能群研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(9): 76-82. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170066
LIU Jian-rong. Plant functional groups of the herbs of plant communities in Yunding Mountain, Shanxi of northern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(9): 76-82. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170066
Citation: LIU Jian-rong. Plant functional groups of the herbs of plant communities in Yunding Mountain, Shanxi of northern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(9): 76-82. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170066
  • 优势种是植物群落类型的主要构建者,决定了植物群落的类型、结构、功能和演替方向,是生态系统生产力的主要贡献者。根据优势种对植物群落的功能群进行划分,是揭示植物群落结构、功能和动态的有效途径,对探索植物群落功能多样性、物种多样性、谱系多样性有一定科学意义。云顶山自然保护区自2002年批准建立以来,对生物多样性开展了卓有成效的保护与管理工作,主要体现在主要保护对象——国家一级保护动物褐马鸡种群数量持续增加,植物生态系统功能继续加强,立木蓄积量不断增加,生态环境持续改善,对维护局域生态系统和环境安全起到了重要作用。本文以野外植被调查的数据为基础,采用Fisher精确检验、Spearman秩相关分析对山西云顶山自然保护区草本植物优势种种间关系进行分析,并结合聚类分析的结果,目的是:1)探讨云顶山自然保护区草本优势植物之间的相互关系;2)分析参保植物功能区的分布与环境的关系,以便揭示不同植物功能群在群落的地位和作用,从而为云顶山自然保护区生物多样性保护和管理提供科学依据。

    • 云顶山自然保护区位于吕梁山脉中段,太原市娄烦县西南部,与山西庞泉沟国家级自然保护区为邻。地理坐标:111°30′33″~111°47′10″ E,37°50′49″~38°02′15″ N。其他自然地理概况见文献[1-4],不再赘述。

    • 野外调查方法参照张峰等[5]和方精云等[6]提出的方法并结合实际加以修改。在云顶山自然保护区选择具有代表性的区域进行植物群落调查,调查样方共计62个,记录207种种子植物。其中,森林群落样方31个,每个样方面积10 m×10 m,并在每个样方内选取4 m×4 m的灌木样方和1 m×1 m的草本样方各1个。调查灌丛样方15个,每个样方面积4 m×4 m,并在每个样方内记录1个1 m×1 m的草本样方。调查草本群落样方16个,每个面积1 m×1 m。每个样方调查的信息包括群落总盖度、乔木高度、冠幅和胸径;灌木高度、多度和盖度;草本植物多度、高度和盖度;同时记录相关的环境因子(包括经纬度、海拔、坡向等以及人类干扰情况)。

    • 依据物种在群落中的地位和作用,确定47种草本植物为优势种。确定每种植物的功能性状,包括生长型、生活史、固氮类型、C3/C4型、光耐受性、叶形、花型、传粉方式、果实类型、种子传播方式、开花时间、花期、结果时间、果期14个性状作为功能群数据分析的基础[7],这样就得到47×14的原始数据矩阵。

      草本植物优势种种间关系分布采用Fisher精确检验和Spearman秩相关分析方法进行分析[8-15]

      以植物功能性状数据为指标,采用类平均法进行聚类分析[12, 16-17]对草本植物优势种进行划分。

    • 草本植物优势种种间关系Fisher精确检验结果见图 1,其中正关联极显著(P<0.01)的种对有46对(表 1),如多茎委陵菜(Potentilla multicaulis)分别与车前(Plantago depressa)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)、细叶薹草(Carex duriuscula subsp. stenophylloides)、紫羊茅(Festuca rubra)之间呈极显著的正关联,这些种皆为中生植物,多为草甸和草丛群落的优势种,具有较为相似的生态习性。披针叶薹草(Carex lancelata)与地榆(Sanguisorba officinalis)、紫羊茅、珠芽蓼(Polygonum viviparum)等呈极显著负关联(P<0.01),是因为披针薹草多为低山草丛、林下和灌丛草本层的优势种,而地榆、紫羊茅、珠芽蓼为亚高山草甸的建群成分,它们之间生态习性与分布生境的差异是导致种间关系为负关联性的主要原因。

      图  1  47种草本植物优势种Fisher精确检验半矩阵

      Figure 1.  Semi-matrix for 47 herb dominant species by Fisher's exact test

      表 1  草本植物优势种种间分析结果的种对数统计

      Table 1.  Species-pairs of interspecific relationship analysis of 47 herb species based on Fisher's exact test and Spearman's rank correlation analysis

      分析方法
      Analysis method
      关联/相关极显著种对数
      Species-pairs of association/correlation being high significant(P<0.01)
      关联/相关显著种对数
      Species-pairs of association/correlation being significant (0.01<P<0.05)
      关联/相关种对数
      Species-pairs of association/correlation being not significant(P>0.05)
      合计Total
      正关联/相关
      Positive association/correlation
      负关联/相关
      Negative association/correlation
      正关联/相关
      Positive association/correlation
      负关联/相关
      Negative association/correlation
      正关联/相关
      Positive association/correlation
      负关联/相关
      Negative association/correlation
      Fisher精确检验
      Fiser's exact test
      46524103516451 081
      Spearman秩相关分析
      Spearman rank correlation
      7293383176421 081
    • 草本植物优势种种间关系Spearman秩相关系数检验结果见图 2,其中极显著正关联(P<0.01)的种对有72对(表 1)。仍以多茎委陵菜为例,其分别与蓝花棘豆(Oxytropis coerulea)、车前、蒲公英、山野豌豆(Vicia amoena)、细叶薹草、紫羊茅之间呈极显著的正相关(P<0.01),比Fisher精确检验的结果多2个种对,分别是多茎委陵菜-蓝花棘豆和多茎委陵菜-山野豌豆。披针叶薹草与地榆、紫羊茅、珠芽蓼、细叶薹草等负相关极显著(P<0.01),是因为披针叶薹草生态和生物学习性、分布生境(特别是海拔)以及在群落中的地位和作用与其他种有明显的分化。

      图  2  47种草本植物优势种的Spearman秩相关分析半矩阵图

      Figure 2.  Semi-matrix for 47 herb dominant species by Spearman's rank correlation analysis

    • 云顶山自然保护区草本植物优势种种间Fisher精确检验和Spearman秩相关检验结果的种对数结果见表 1。从表 1可以看出:经Spearman秩相关检验的极显著(P<0.01)种对数(81个种对)和显著相关(P<0.05)种对数(41个种对)要明显多于Fisher精确检验的极显著(P<0.01)种对数(51个种对)和显著相关(P<0.05)的种对数(34个种对),而不显著(P>0.05)的种对数则相反。

    • 根据聚类分析结果,云顶山自然保护区草本植物优势种可以划分为5组,分别是:

      第Ⅰ组,包括蒲公英、细叶薹草、车前、紫羊茅、卷耳(Cerastium arvense)、小秦艽(Gentiana dahurica)、地榆、蓝花棘豆、珠芽蓼和多茎委陵菜。

      第Ⅱ组,包括委陵菜(Potentilla chinensis)、毛茛(Ranunculus japonicus)、珠芽蓼、田葛缕子(Carum buriaticum)、附地菜(Trigonotis peduncularis)和瓣蕊唐松草(Thalictrum petaloideum)。

      第Ⅲ组,包括山马兰(Kalimeris lautureana)、华北风毛菊(Saussurea mongolica)、展枝唐松草(Thalictrum squarrosum)、野青茅(Deyeuxia arundinacea)、山蒿(Artemisia brachyloba)、牛尾蒿(A. subdigitata)、小玉竹(Polygonatum humile)和钩腺大戟(Euphorbia sieboldiana)。

      第Ⅳ组,包括欧洲唐松草(Thalictrum aquilegifolium)、藜芦(Veratrum nigrum)、显脉拉拉藤(Galium kinuta)、风毛菊(Saussurea japonica)、小红菊(Dendranthema chanetii)、披针叶薹草、歪头菜(Vicia unijuga)、糙苏(Phlomis umbrosa)、紫苞鸢尾(Iris ruthenica)、早开堇菜(Viola prionantha)、景天三七(Gynura segetum)、羊红膻(Pimpinella thellungiana)、茜草(Rubia cordifolia)、山野豌豆和北柴胡(Bupleurum chinense)。

      第Ⅴ组,包括野罂粟(Papaver nudicarule)、大蓟(Cirsium leo)、黄花蓬子菜(Galium verum)、野老鹳草(Geranium carolinianum)、东方草莓(Fragaria orientalis)、狭叶荨麻(Urtica angustifolia)、路边青(Geum aleppicum)和北乌头(Aconitum kusnezoffii)。

    • 依据草本植物种间关系和聚类分析的结果[16-19],结合不同草本植物的概念性状,将云顶山自然保护区进行植物功能群划分如下:

      1) 亚高山草甸植物功能群,包括蒲公英、细叶薹草、车前、珠芽蓼、卷耳、小秦艽、地榆、紫羊茅、多茎委陵菜等,多分布于海拔2 000~2 659 m的区域,多为亚高山和山地草甸的优势种或常见种。

      2) 中山草丛植物功能群,包括紫苞鸢尾、早开堇菜、景天三七、羊红膻、山野豌豆、茜草、北柴胡,多为阳生植物和草丛的优势成分,海拔1 600~2 000 m。

      3) 低山草丛植物功能群,包含铁杆蒿、早熟禾、山蒿、茜草、委陵菜、毛茛、田葛缕子、大蓟、瓣蕊唐松草等,广泛分布于人类活动干扰较为明显的的低山、灌丛草丛和撂荒地(海拔1 200~1 400 m)。

      4) 森林和灌丛植物功能群,包括路边青、野青茅、牛尾蒿、华北风毛菊、小玉竹、野罂粟、黄花蓬子菜、野老鹳草、山马兰、东方草莓、狭叶荨麻、北乌头,为喜光的阳生植物,主要分布于林缘和灌丛。

      5) 森林植物功能群,包含藜芦、欧洲唐松草、小红菊、歪头菜、披针叶薹草、糙苏等,多为耐荫植物,是林下草本层和草丛的常见种。

      由上述结果可以看出:各植物功能群内的物种间都呈现出显著的正关联或正相关,聚类分析结果表明这些种具有较高的相似性,主要是由于同一草本植物功能群的各个种间具有相近或者相似的生态和生物学习性,具有较为相近的资源利用方式,相似的分布生境以及在群落中的相似地位。

    • Fisher精确检验关联不显著(P>0.05)的种对(996)占总种对的92.14%,而经Spearman秩相关系检验相关不显著(P>0.05)的种对(959)占总种对的88.71%。两种方法的检验结果意味着云顶山植物功能群的各种植物之间联系不够密切,它们的生态位可能存在较为明显的分化,这主要是由于植物功能群的生境异质性性较大,既有来自云顶山亚高山区域的植物功能群,也有来自人类活动干扰较为明显的低山植物功能群。

      Fisher精确检验与Spearman秩相关分析结果的种对数进行比较可以发现,Spearman秩相关分析结果相关显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)的种对数都高于Fisher精确检验结果,这说明Spearman检验比Fisher精确检验更为灵敏, 与前人研究结论类似[6, 12, 14-16]

    • 云顶山自然保护区草本植物功能群明显表现出与群落类型相关的特点。如耐荫植物糙苏、小红菊、披针叶薹草等分布于森林群落,这是由于森林群落乔木层和灌木层盖度较高,特别是华北落叶松林郁闭度局部可达0.9,导致林下光照条件较差,草本层只适于光饱和点和补偿点较低的耐荫植物生存。如细叶薹草、珠芽蓼、紫羊茅等为亚高山草甸的优势种,而早开堇菜、景天三七、山野豌豆、茜草、北柴胡为低中山草丛的优势成分,虽然它们大多属于阳生植物,但由于分布的群落类型差异明显(包括群落分布、结构、分布等),促使这些种在生态位和生态习性等方面表现出明显的分化[17-18],因而导致这些植物分属于明显不同的植物功能群。

    • 从云顶山自然保护区草本植物功能群的划分结果可以看出:不同植物功能群间物种的相关性不显著,原因可能是由于不同的植物功能群对生境异质性的响应不同所决定;同时,也是不同生境不同环境因子对各个植物功能群长期选择的结果。各个植物功能群表现出与环境因子关系密切的特征。如决定细叶薹草、珠芽蓼亚高山草甸植物功能群分布的主导生态因子主要为海拔(海拔较高)和热量(热量条件较差),而影响田葛缕子、铁杆蒿、早熟禾等低山山地草丛植物功能群分布的主导生态因子主要是人类活动干扰[13]和热量条件[14-15]

    • 不同种间的相关性较小,也与各植物功能群物种的生态位分化和生态位幅度、生态位重叠关系密切。生态位幅度越窄,与其他种生态位重叠的可能性越小,种间关系就可能表现出负关联或负相关。如糙苏、藜芦、小红菊对光资源的生态位较窄,适于林下分布,而牛尾蒿、华北风毛菊、山马兰、野老鹳草、路边青对光资源的生态位较宽,因此它们不仅分布于森林群落,而且也分布于灌丛群落。细别无所求薹草、珠芽蓼、卷耳、小秦艽、地榆、紫羊茅为旱中生植物,适于在云顶山顶部的分布,而披针叶薹草、小红菊、小玉竹、山马兰、狭叶荨麻、多茎委陵菜、野老鹳草为中生植物,适于林下和灌丛分布,二者之间表现出明显的分异规律。

参考文献 (18)

目录

    /

    返回文章
    返回