一種人工林物種多樣性恢復(fù)功能的評(píng)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生態(tài)人工林的恢復(fù)檢測(cè)方法，尤其涉及的是一種人工林物種多樣 性恢復(fù)功能的評(píng)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，全球生物多樣性急劇降低而引起人們的普遍關(guān)注，其中森林的砍伐是生 物多樣性減少的主要原因。種植人工林一直被認(rèn)為是抵御這種退化的有效措施而被大量推 廣。的確，人工林在提供優(yōu)質(zhì)木材以及在涵養(yǎng)水源、減緩水土流失等方面都有著極其重要的 生態(tài)功能，但是其物種多樣性的恢復(fù)功能，即人工林是"綠色荒漠"還是鄉(xiāng)土物種的有效生 境一直是一個(gè)非常重要且頗具爭(zhēng)議的問題。很多研宄表明，人工林的林下物種多樣性普遍 較低，即使經(jīng)過很長時(shí)間的恢復(fù)也很難達(dá)到天然林的水平；而另一些研宄則表明，人工林可 以為鄉(xiāng)土物種提供較好的生境并能有效恢復(fù)物種多樣性。因此，檢測(cè)人工林的物種多樣性 的恢復(fù)功能是指導(dǎo)人工林實(shí)踐的理論基礎(chǔ)。
[0003] 目前，關(guān)于人工林物種多樣性的評(píng)估主要集中在a多樣性水平，這對(duì)于揭示人工 林的物種多樣性恢復(fù)能力具有一定指導(dǎo)意義。但是，眾所周知，生態(tài)學(xué)的很多過程和格局發(fā) 生在多個(gè)尺度上，而這對(duì)于物種多樣性格局更是如此。因此，關(guān)于人工林物種多樣性恢復(fù)功 能的分歧，可能源于以前的研宄中忽略了空間尺度。引入空間尺度，對(duì)人工林林下物種多樣 性格局進(jìn)行多尺度研宄可能是正確評(píng)估人工林物種多樣性恢復(fù)功能的有效途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種人工林物種多樣性恢復(fù)功能 的評(píng)測(cè)方法，為判斷人工林的功能恢復(fù)提供了依據(jù)。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟：
[0006] (1)進(jìn)行多尺度的取樣，對(duì)待測(cè)人工林和天然林進(jìn)行了小樣方、樣方、樣地的三級(jí) 尺度取樣；
[0007] (2)對(duì)于給定尺度的總物種多樣性Y分解為取樣單元內(nèi)的多樣性a和取樣單元 間的多樣性0，y=a+0，將某一區(qū)域上人工林或天然林的物種多樣性分解為多個(gè)尺度 上的物種多樣性之和，y=最小尺度上的a多樣性+每一尺度上的0多樣性，g卩Y= a 1+ 3 1+ 3 2 + ". + 旦n;
[0008] (3)在每一尺度上計(jì)算a和|3多樣性的觀測(cè)值，根據(jù)Patrick豐富度指數(shù)R來計(jì) 算，R=S，S為物種數(shù)；
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種人工林物種多樣性恢復(fù)功能的評(píng)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 進(jìn)行多尺度的取樣，對(duì)待測(cè)人工林和天然林進(jìn)行了小樣方、樣方、樣地的三級(jí)尺度 取樣； (2) 對(duì)于給定尺度的總物種多樣性γ分解為取樣單元內(nèi)的多樣性α和取樣單元間 的多樣性β，γ = α+β，將某一區(qū)域上人工林或天然林的物種多樣性分解為多個(gè)尺度 上的物種多樣性之和，γ =最小尺度上的α多樣性+每一尺度上的β多樣性，g卩γ = α 1+ β 1+ β 2 + ··· + 旦 η; (3) 在每一尺度上計(jì)算α和β多樣性的觀測(cè)值ajP β i，根據(jù)Patrick豐富度指數(shù) R來計(jì)算，R= S，S為物種數(shù)；
式中Rij表示第i尺度上第j個(gè)取樣單元的Patrick豐富度； (4) 通過bootstrapping隨機(jī)化法使所有個(gè)體在不同取樣單元內(nèi)隨機(jī)置換，即最小取 樣尺度，獲得完全隨機(jī)的物種多樣性格局，然后計(jì)算各個(gè)尺度上的α和β多樣性的期望 值，將同一尺度上的每一期望值與觀測(cè)值進(jìn)行比較，通過期望值大于或小于觀測(cè)值的比例 得到相應(yīng)的P值來確定顯著性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工林物種多樣性恢復(fù)功能的評(píng)測(cè)方法，其特征在 于，所述步驟（4)具體為：將所有個(gè)體在小樣方尺度上隨機(jī)置換1000次，得到每個(gè)尺度上 1000個(gè)α和1000個(gè)β多樣性的期望值；將同一尺度的每一個(gè)觀測(cè)值與對(duì)應(yīng)的期望值進(jìn) 行比較，通過期望值與觀測(cè)值不一致的數(shù)目與隨機(jī)置換次數(shù)的比例P值來確定顯著性，若 Ρ〈0. 05,說明人工林在該尺度上具有顯著的隨機(jī)格局，反之則說明人工林在該尺度上不具 有顯著的隨機(jī)格局。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人工林物種多樣性恢復(fù)功能的評(píng)測(cè)方法，對(duì)被測(cè)人工林通過多尺度的取樣，利用物種多樣性的加性分配法實(shí)現(xiàn)物種多樣性在多尺度上的分解，可以洞察每一尺度上物種多樣性成分的貢獻(xiàn)過程；通過bootstrapping隨機(jī)化構(gòu)建隨機(jī)化的物種多樣性格局，然后比較觀測(cè)值與預(yù)期值可以揭示人工林物種多樣性的構(gòu)建過程(隨機(jī)或者非隨機(jī)過程)；以評(píng)價(jià)地區(qū)的頂極天然林為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在每一尺度上比較人工林和天然林間的差異，能有效評(píng)價(jià)人工林林下物種多樣性的恢復(fù)效果以及恢復(fù)潛力。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號(hào)】CN104680026
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510109293
【發(fā)明人】王世雄, 王孝安, 趙亮, 郭華, 高貴珍, 段仁燕
【申請(qǐng)人】宿州學(xué)院
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日