分布格局、種間關聯(lián)和聯(lián)合布局

1、 草甸草原種群空間分布格局、種間關聯(lián)和聯(lián)合布局的研究選題依據(jù)，意義：種間關聯(lián)是生態(tài)群落的重要特性之一。不同種間的相互作用對群落水平格局的形成,種群進化,和群落演替動態(tài)具有重大的影響。因此,探討組成群落的種群在空間分布上的關聯(lián)方式具有明顯的生態(tài)學意義。為了探明草甸群落的物種組成和種間關聯(lián),在對其草甸群落進行樣方調(diào)查的基礎上,利用方差比率法、x2檢驗以及種間關聯(lián)度指數(shù)對物種關聯(lián)性進行了分析. 種間關聯(lián)測定結果在一定程度上反映了物種間的相互關系及其與環(huán)境因子的關系，物種對溫度、光照、水分和土壤等諸多環(huán)境因子的反應差異可能不同程度地影響了物種間的關系.對草甸群落物種關聯(lián)性研究不僅可以反映群落內(nèi)物種的多

2、樣性,更重要的是反映不同物種之間、物種與群落的相互關系,對保護草甸植被具有重要意義.一 研究方法 種間關聯(lián)（兩種實驗設計）1草甸草原植被種間關聯(lián)的研究于2013年8月X日對A草原草原(植被、土壤和地形條件相對一致的某地)，采用等距離布點的方法,在草甸分布區(qū)域每隔20 m設1個樣方,共設40個面積為1 m*1m.的樣方，進行了群落植被 多、頻、高、密、蓋 的調(diào)查。2對不同放牧強度草甸草原植被種間關聯(lián)的研究對A草原草原(植被、土壤和地形條件相對一致的某地)設計1000畝的樣地，連續(xù)多年進行四種處理（零、輕、適、重），于2012年8月x日，采用等距離布點的方法,在草甸分布區(qū)域每隔20 m設1個樣方,

3、共設40個面積為1 m*1m.的樣方，進行了群落植被 多、頻、高、密、蓋 的調(diào)查。二數(shù)據(jù)計算方法1.重要值（此步可有可無，如果數(shù)據(jù)過復雜，則研究優(yōu)勢種的種間關聯(lián)，取優(yōu)勢種大的植物，若數(shù)據(jù)不復雜可刪除）I.V.= Rd+Rc+Rf式中, IV為某一物種的重要值, Rd表示相對密度,Rc為相對蓋度, Rf為相對頻度. 表一編號 種名 拉丁名 頻度 相對頻度 相對密度 均蓋度 相對蓋度 平均高度 重要值1232.多物種間關聯(lián)顯著性檢驗(總體關聯(lián)性分析)按照方差比率法(VR)來檢驗多物種間的關聯(lián),可說明在某地出現(xiàn)的多個物種間是否存在顯著的關聯(lián)性.先作零假設,即群落物種間無顯著關聯(lián),采用 Schlute

4、r 提出的方差比率( VR) 進行檢驗T2=Pi（1-pi） s i=1S2T=(1/N)(Tj-t)2 N i=1Pi=ni/NVR=ST2/r2（方差比率法，計算群落內(nèi)植物種間的總體關聯(lián)性）式中,s為調(diào)查地區(qū)總的物種數(shù), N為總樣方數(shù),iNi為物種i出現(xiàn)的樣方數(shù), Pi為物種i出現(xiàn)的頻度,Tj為全部樣方j內(nèi)出現(xiàn)的物種總數(shù), t為全部樣方中種的平均數(shù), t=( Tl+T2+Tn) /NST為所有樣方物種數(shù)的方差, T為所有物種出現(xiàn)頻度的方差.在獨立性假設條件下，VR期望值為1,VR>1表示物種間表現(xiàn)出正的關聯(lián);VR<1表示物種間存在負的凈關聯(lián).采用統(tǒng)計量W=N*VR來檢驗VR值偏

5、離1的顯著程度,若物種不顯著相關聯(lián),則W落入由下面2分布給出的界限的概率為90%:0.952 (N)<W<0.052(N)3成對物種的關聯(lián)性檢驗(種對關聯(lián)性分析)為了求出種間的關聯(lián)系數(shù)和測定其關聯(lián)的顯著性,用2*2列聯(lián)表統(tǒng)計各種對的具體數(shù)據(jù),即a、b、c、d的具體值.用2*2聯(lián)列表出其中: 種A 有 無種 有 a b a+bB 無 c d c+d a+c b+d其中,a表示兩個種均出現(xiàn)的樣方數(shù),b表示物種B出現(xiàn)而物種A不出現(xiàn)的樣方數(shù),c表示物種A出現(xiàn)而物種B不出現(xiàn)的樣方數(shù),d表示兩個物種均不出現(xiàn)的樣方數(shù).根據(jù)2*2聯(lián)列表，計算V=(ad-bc)/(a+b)(b+c)(a+c)(b+

6、d)則V>0為正關聯(lián),V<0為負關聯(lián).正關聯(lián),或比預期機率較為頻繁地出現(xiàn)在一起,可以指示相互作用的存在對一方或雙方種是有利的,一個種依賴于另一個種而存在，或兩者受生物的和非生物的環(huán)境因子影響而生長在一起；負關聯(lián),或不比預期機率那樣頻繁地出現(xiàn)存一起,可能表明不利于一方種或雙方種的相互作用，由于空間排擠、競爭、他感作用或不同環(huán)境的要求。檢驗方案1：按2檢驗物種間的關聯(lián)性的顯著性:2=(ab-bc)-0.5N)2N/(a+b)(a+c)(b+d)(c+d)（常用，計算種間關聯(lián)性)式中,N為取樣總數(shù),若2<20.05(1),則為種間關聯(lián)性不顯著20.05(1)<2<20.

7、01(1)為關聯(lián)顯著.2>20.01(1)為極顯著（ 20.05(1)=3.841, 20.01(1)=6.635 ）檢驗方案2：聯(lián)結系數(shù) AC用來進一步檢驗由2所測出的結果及說明種間聯(lián)結程度。其計算公式如下:若 adbc，則 AC =（ad bc）/(a + b)( b + d)若 bcad 且 da，則 AC =（ad bc）/(a + b)( a + c)若 bcad 且 da，則 AC =(ad bc)/(b + d)( c + d)AC 的值域為1，1。AC 值越趨近于 1，表明物種間的正聯(lián)結性越強; AC 值越趨近于1，表明物種間的負聯(lián)結性越強; AC 值為 0，則物種間完全

8、獨立。做出種間關聯(lián)星系圖表二種對 V X21-342-256-454 種間關聯(lián)程度的測定Ochiai指數(shù):OI=a/(a+b)(a+c) Dice指數(shù):DI=2a/(2a+b+c) Jaccard指數(shù):JI=a/(a+b+c) OI、DI、JI 3個指數(shù)都表示種對相伴隨出現(xiàn)的機率和關聯(lián)性程度.當a= 0時,表明種間完全相異,不同時出現(xiàn)在同一樣方中，無關聯(lián);當a= 1時,表示同時出現(xiàn)在樣方中.最大關聯(lián) 表三 種對 V X2 OI DI JI4-315.Pearson 相關分析和 Spearman 秩相關分析(可操作性不大)(反映兩個種同時出現(xiàn)的可能性程度. )采用 22 個優(yōu)勢種的重要值作為 P

9、earson 相關分析和 Spear man 秩相關分析的數(shù)量指標.Pearson 相關系數(shù): N k= 1 r p ( i, j ) =( X ik - Xi ) ( X j k - Xj ) / ( X ik - Xi )2 ( X j k - Xj )2 Spearman 秩相關系數(shù): n k=1r s ( i, j ) = 1 (6 d2k/n3- n)屬于非參數(shù)檢驗, 式中, n 為樣方數(shù), d k = ( x ik -x i ) ( x j k - x j ) , x ik 為第 k 個樣方中種 i 的重要 值, xi為 k 個樣方中種 i 重要值的平均值. Xj 及 x jk 的

10、值同上.Pearson 相關系數(shù)檢驗要求物種數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布, 但大多數(shù)物種難以滿足這一條件. 已有研究表明群落中大多數(shù)物種服從集群分布, 偶有少數(shù)物種服從隨機分布, 這極大限制了相關系數(shù)檢驗的應用范圍. 而秩相關系數(shù)屬于非參數(shù)檢驗, 它并不要求知道物種服從何種分布, 因此應用起來更為靈活和方便.預計結果:群落種群間多呈負相關,顯著和極顯著相關種對數(shù)量少,優(yōu)勢種之間多數(shù)種對呈顯著負相關,優(yōu)勢種與其他種之間呈負相關關系的種對較多。說明該群落物種間生態(tài)位發(fā)生分化,物種較為獨立,但是資源利用性競爭激烈,群落仍處于發(fā)展演替中。若種間呈正相關, 對生境具有相似的生態(tài)適應和相互重疊的生態(tài)位.種大多呈正關聯(lián)

11、的結果相一致. 這種較強的正相關性, 說明群落的成熟度較高, 各物種間以相互依存的關系求得資源的充分利用, 從而保持物種間穩(wěn)定的共存.種群空間分布格局選擇以下聚集強度指標,判定個體在地域上分布疏密的差異程度.負二項指數(shù)K K=X2/(S2-X2)其中,K為負二項指數(shù)中的參數(shù),與種群密度無關,K值越小,聚集強度越大,如果趨于(一般8以上),則逼近Poisson分布.擴散系數(shù):C=S2/X若C>1,則種群分布為聚集型,C<1,則分布為隨機型,且C遵從均數(shù)為1、方差為2n/(n-1)2的正態(tài)分布.擴散型指數(shù):I=N(fiX2i-fiXi)/fiXi(fiXi-1)當I=1時,分布為隨機型

12、,當I>1時,聚集型分布.Cassie指標CA:CA=1/K 當CA=0時,為隨機分布,當CA>0時,為聚集分布,當CA<0時,為均勻分布.叢生指數(shù)I:I =S2/X-1當I =0時,為隨機分布.當I >0時為聚集分布.聚塊性指標:M*/M =1+1/K 當M*/M=1時,為隨機分布, M*/M<1時,為均勻分布,M*/M >1時,為聚集分布.種間 K C I CA I M*/M貝加爾針茅當:K<8、C>1、ID>1、CA>0、I>0、M*/M>0,說明其種群空間分布格局均屬于聚集型分布種間聯(lián)合格局的測定種間聯(lián)合格局的確定采用Kershaw提出的互變量分析法。將2個種群的個體頻數(shù)分布數(shù)據(jù)由小到大逐級合并,得到一系列不同級別的區(qū)組,在不同區(qū)組上分別計算2個種的均方(VA和VB),然后將2個種的數(shù)據(jù)按不同級別合計,并算出相應的均方(VA+B),則VA+B=VA+VB+2CAB。,其中CAB即為2個種