分布格局、種間關(guān)聯(lián)和聯(lián)合布局

1、草甸草原種群空間分布格局、種間關(guān)聯(lián)和聯(lián)合布局的研究選題依據(jù)，意義： 種間關(guān)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(duì)群落水 平格局的形成 ,種群進(jìn)化 ,和群落演替動(dòng)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(guān)聯(lián)方式具有明顯的生態(tài)學(xué)意義。為了探明草甸群落的物種組成和種間關(guān)聯(lián) ,在對(duì)其草甸群落進(jìn)行樣方調(diào)查的基礎(chǔ)上 ,利用方差比率法、 x2 檢驗(yàn)以及種間關(guān)聯(lián)度指數(shù)對(duì)物種 關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了分析 . 種間關(guān)聯(lián)測(cè)定結(jié)果在一定程度上反映了物種間 的相互關(guān)系及其與環(huán)境因子的關(guān)系，物種對(duì)溫度、光照、水分和土壤 等諸多環(huán)境因子的反應(yīng)差異可能不同程度地影響了物種間的關(guān)系 .對(duì)草甸群落物種關(guān)聯(lián)性研

2、究不僅可以反映群落內(nèi)物種的多樣性,更重要的是反映不同物種之間、物種與群落的相互關(guān)系 ,對(duì)保護(hù)草甸植被具有重要意義 . 研究方法種間關(guān)聯(lián)（兩種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）1草甸草原植被種間關(guān)聯(lián)的研究于 2013 年 8 月 X 日對(duì) A 草原草原 （ 植被、土壤和地形條件相對(duì)一致 的某地）,采用等距離布點(diǎn)的方法，在草甸分布區(qū)域每隔20 m設(shè)1個(gè)樣方共設(shè)40個(gè)面積為1 m*1m.的樣方，進(jìn)行了群落植被 多、頻、高、 密、蓋 的調(diào)查。2 對(duì)不同放牧強(qiáng)度草甸草原植被種間關(guān)聯(lián)的研究對(duì) A 草原草原 （植被、土壤和地形條件相對(duì)一致的 某地）設(shè)計(jì) 1000 畝的樣地，連續(xù)多年進(jìn)行四種處理（零、輕、適、重），于 2012年 8

3、月20 m設(shè)1個(gè)樣方,多、頻、高、密、x 日，采用等距離布點(diǎn)的方法 ,在草甸分布區(qū)域每隔共設(shè)40個(gè)面積為1 m*1m.的樣方，進(jìn)行了群落植被蓋 的調(diào)查。二數(shù)據(jù)計(jì)算方法1.重要值 （此步可有可無(wú)，如果數(shù)據(jù)過(guò)復(fù)雜，則研究?jī)?yōu)勢(shì)種的種間關(guān)聯(lián)，取優(yōu)勢(shì)種大的植物，若數(shù)據(jù)不復(fù)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(duì)密度 ,Rf為相對(duì)頻度.Rc為相對(duì)蓋度，表一編號(hào)123種名 拉丁名 頻度 相對(duì)頻度 相對(duì)密度 均蓋度 相對(duì)蓋度 平均高度 重要值2.多物種間關(guān)聯(lián)顯著性檢驗(yàn) （總體關(guān)聯(lián)性分析 ）按照方差比率法（VR）來(lái)檢驗(yàn)多物種間的關(guān)聯(lián)，可說(shuō)明在某地出現(xiàn)的多個(gè)物種間是

4、否存在顯著的關(guān)聯(lián)性先作零假設(shè) ,即群落物種間無(wú)顯著關(guān)聯(lián) ,采用 Schluter 提出的方差比率 （ VR） 進(jìn)行檢驗(yàn)十藝 Pi (1-Pi)s i=1S2t=(1/N) E (Tj-t)2N i=1Pi=ni/NVR二St2/ （t r2 （方差比率法，計(jì)算群落內(nèi)植物種間的 總體關(guān)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=( T1+T2+Tn)/NST 為所有樣方物種數(shù)的方差 ,(T T為所有物種出現(xiàn)頻度的方差.在獨(dú)立性假設(shè)條件下，VR 期望

5、值為 1,VR>1 表示物種間表現(xiàn)出正的關(guān)聯(lián) ;VR<1 表示物種間存在負(fù)的凈關(guān)聯(lián) .采用統(tǒng)計(jì)量 W=N*VR來(lái)檢驗(yàn) VR 值偏離 1 的顯著程度 ,若物種不顯著相關(guān)聯(lián) ,則W落入由下面X 2分布給出的界限的概率為90%: X 0.952 (N)<W< X0.052 ( N )3 成對(duì)物種的關(guān)聯(lián)性檢驗(yàn) ( 種對(duì)關(guān)聯(lián)性分析 )為了求出種間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和測(cè)定其關(guān)聯(lián)的顯著性,用 2*2 列聯(lián)表統(tǒng)計(jì)各種對(duì)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 :a+b c+da+cb+d其中 ,a 表示兩個(gè)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

6、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(gè)物種均不出現(xiàn)的樣方數(shù) .根據(jù) 2*2 聯(lián)列表，計(jì)算 V=(ad-bc)/( V(a+b)(b+c)(a+c)(b+d)則 V>0 為正關(guān)聯(lián) ,V<0 為負(fù)關(guān)聯(lián) .正關(guān)聯(lián),或比預(yù)期機(jī)率較為頻繁地出現(xiàn)在一起 ,可以指示相互作用的存在對(duì)一方或雙方種是有利的 ,一個(gè)種依賴于另一個(gè)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(zhǎng)在一起； 負(fù)關(guān)聯(lián),或不比預(yù) 期機(jī)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(jìng)爭(zhēng)、他感作用或不同環(huán)境的要求。檢驗(yàn)方案1：按X 2檢驗(yàn)物種間的關(guān)聯(lián)性的

7、顯著性：X 2=(ab-bc)-0.5N)2N/(a+b)(a+c)(b+d)(c+d) (常用, 計(jì)算種間關(guān)聯(lián)性 )式中,N為取樣總數(shù) 若X 2< X 20.05（1）,則為種間關(guān)聯(lián)性不顯著X 20.05(1)<X 2<X 20.01(1)為關(guān)聯(lián)顯著.X 2>X 20.01(1)為極顯著X 20.05(1)=3.841,X 20.01(1)=6.635 )檢驗(yàn)方案2:聯(lián)結(jié)系數(shù)AC用來(lái)進(jìn)一步檢驗(yàn)由X 2所測(cè)出的結(jié)果及說(shuō)明種間聯(lián)結(jié)程度。其計(jì)算公式如下 :若 ad> be,則 AC = (ad be) /(a + b)( b + d)若 bc>ad 且 d>

8、;a,貝J AC = (ad be) /(a + b)( a + c)若 bc>ad 且 dva,貝J AC =(ad bc)/(b + d)( c + d)AC 的值域?yàn)?1, 1。AC 值越趨近于 1，表明物種間的正聯(lián)結(jié)性越強(qiáng) ;AC 值越趨近于 1，表明物種間的負(fù)聯(lián)結(jié)性越強(qiáng) ;AC 值為 0，則物種間完全獨(dú)立。做出種間關(guān)聯(lián) 星系圖表二種對(duì) VX21-342-256-454 種間關(guān)聯(lián)程度的測(cè)定Ochiai 指數(shù):OI=a/V(a+b)(a+c)Dice 指數(shù):Dl=2a/(2a+b+c)Jaccard 指數(shù):Jl=a/(a+b+c)Ol 、Dl 、Jl3個(gè)指數(shù)都表示種對(duì)相伴隨出現(xiàn)的機(jī)

9、率和關(guān)聯(lián)性程度當(dāng) a= 0時(shí),表明種間完全相異 ,不同時(shí)出現(xiàn)在同一樣方中， 無(wú)關(guān)聯(lián) ;當(dāng) a= 1 時(shí),表示同時(shí)出現(xiàn)在樣方中 .最大關(guān)聯(lián)表三種對(duì) VX2Ol Dl Jl4-315.Pearson相關(guān)分析和 Spearman 秩相關(guān)分析 （可操作性不大 ）（反映兩個(gè)種同時(shí)出現(xiàn)的可能性程度 . ）采用 22 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的重要值作為 Pearson 相關(guān)分析和 Spear man 秩相關(guān)分析的數(shù)量指標(biāo) .Pearson 相關(guān)系數(shù) :N k= 1r P ( i, j )=刀(X ik - Xi ) ( X j k - Xj ) / 刀(X ik - Xi )2 刀(X j k - Xj )2Spearm

10、an 秩相關(guān)系數(shù) :n k=1r s ( i, j ) = 1 -6 刀 d2k/n3- n)屬于非參數(shù)檢驗(yàn) , 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(gè)樣方中種i的重要值,x-i為k個(gè)樣方中種i重要值的平 均值.X-j及x jk的值同上.Pearson 相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)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(jī)分布 , 這極大限制了相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)的應(yīng)用 范圍 . 而秩相關(guān)系數(shù)屬于非參數(shù)檢驗(yàn) , 它并不要求知道物種服從何種 分布

11、, 因此應(yīng)用起來(lái)更為靈活和方便 .預(yù)計(jì)結(jié)果: 群落種群間多呈負(fù)相關(guān) ,顯著和極顯著相關(guān)種對(duì)數(shù)量少 ,優(yōu)勢(shì)種之間多數(shù)種對(duì)呈顯著負(fù)相關(guān) ,優(yōu)勢(shì)種與其他種之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系的種對(duì)較多。說(shuō)明該群落物種間生態(tài)位發(fā)生分化 ,物種較為獨(dú)立 ,但是資源利用性競(jìng)爭(zhēng)激烈 ,群落仍處于發(fā)展演替中。若種間呈正相關(guān) , 對(duì)生境具有相似的生態(tài)適應(yīng)和相互重疊的生態(tài)位 種大多呈正關(guān)聯(lián)的結(jié)果相一致 . 這種較強(qiáng)的正相關(guān)性 , 說(shuō)明群落的成 熟度較高 , 各物種間以相互依存的關(guān)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(qiáng)度指標(biāo) ,判定個(gè)體在地域上分布疏密的差異程度 .負(fù)二項(xiàng)指數(shù) KK=X

12、2/（S2-X 2）其中,K為負(fù)二項(xiàng)指數(shù)中的參數(shù)，與種群密度無(wú)關(guān),K值越小，聚集強(qiáng)度 越大，如果趨于X(一般8以上)，則逼近Poisson分布.擴(kuò)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(jī)型，且C遵從均數(shù)為1、 方差為2n/(n-1)2的正態(tài)分布.擴(kuò)散型指數(shù) :15 =N（刀fiX2i-刀fiXi）/刀fiXi（刀fiXi-1）當(dāng)I 5 = 1時(shí),分布為隨機(jī)型，當(dāng)I 5 >1時(shí)，聚集型分布.Cassie 指標(biāo) CA:CA=1/K當(dāng)Ca=0時(shí)，為隨機(jī)分布，當(dāng)Ca>0時(shí)，為聚集分布，當(dāng)Ca<0 時(shí),為均勻分布 .叢生指數(shù) I:I =S2/X

13、-1當(dāng) I =0 時(shí),為隨機(jī)分布 .當(dāng) I >0 時(shí)為聚集分布 .聚塊性指標(biāo) :M*/M =1+1/K當(dāng) M*/M=1 時(shí),為隨機(jī)分布 ,M*/M<1 時(shí),為均勻分布 ,M*/M >1 時(shí),為聚集分布 .種間KC15 CAIM*/M貝加爾針茅當(dāng):K<8、C>1、Id>1、CA>0、 I>0 、 M*/M>0, 說(shuō)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(cè)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(gè)種群的個(gè)體頻數(shù)分布數(shù)據(jù)由小到大逐級(jí)合并 ,得到一系列不同級(jí)別的區(qū)組，在不同區(qū)組上分別計(jì)算2個(gè)種的均方（Va和Vb）,然后將2 個(gè)種 的 數(shù) 據(jù)按不 同 級(jí)別合 計(jì),并 算 出相應(yīng) 的均 方 （VA+B）, 則Va+b=Va+Vb+2Cab。，其中Cab即為2個(gè)種的