基于冗余分析的城市森林林下层植物多样性预测_尹锴

第29卷第11期2009年11月

生态学报A C T AE C O L O G I C AS I N I C A

V o l .29,N o .11

N o v .,2009

h t t p ://w w w .e c o l o g i c a .c n

基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(K Z C X 2-Y W-422);国家自然科学基金资助项目(40701059);中国科学院知识创新工程青年人才领域前沿资助项目

收稿日期:2009-04-10; 修订日期:2009-06-15

致谢:本研究得到厦门大学生命科学学院李振基教授及森林生态系统与植物多样性课题组对样地选择的指导以及对植物标本鉴定的大力支持。同时感谢中国科学院城市环境研究所唐立娜老师对写作的帮助。＊通讯作者C o r r e s p o n d i n g a u t h o r .E -m a i l :s h c u i @i u e .a c .c n

基于冗余分析的城市森林林下层植物多样性预测

尹　锴1

,崔胜辉

1,＊

,赵千钧

1,2

,花利忠1,石龙宇1,吝　涛

1

(1.中国科学院城市环境研究所,城市环境与健康重点实验室,厦门　361021;2.中国科学院遥感应用研究所,北京　100101)

摘要:以4类多样性指数作为衡量城市森林林下层植物多样性差异的定量指标,并同时记录对应样方尺度的环境变量特征。以期应用冗余分析(R D A )手段提取城市森林林下层植物多样性的干扰控制因子,从而进一步揭示主要环境变量对城市森林林下层植物多样性变异的贡献率。R D A 分析结果表明枯落物盖度、距林缘距离、小路面积和垃圾数4变量为能够显著解释林下叶层植物多样性变化的最小变量组合,解释信息量百分比达61%,10变量共同解释的信息量为72.1%。在R D A 分析的基础上,对10环境变量组合与植物多样性特征进行双重筛选逐步回归,发现草本密度与海拔、坡度、距林缘距离、枯落物盖度呈极显著相关;草本层P i e l o u 均匀度指数与海拔、坡度、郁闭度、枯落物盖度、岩石盖度呈极显著相关;草本层S i m p s o n 多样性指数与坡度、枯落物盖度、距林缘距离、岩石盖度、伐桩数呈极显著相关;灌木层P i e l o u 均匀度指数则与海拔、郁闭度、小路面积、岩石盖度呈极显著相关。

关键词:城市森林;植物多样性;冗余分析;双重筛选逐步回归;林下叶层

文章编号:1000-0933(2009)11-6085-10　中图分类号:Q 948　文献标识码:A

U n d e r s t o r y d i v e r s i t y p r e d i c t i o n o f u r b a nf o r e s t b a s e d o n t h e r e d u n d a n c y a n a l y s i s

(R D A )

Y I NK a i 1

,C U I S h e n g -H u i 1,＊

,Z H A OQ i a n -J u n 1,2

,H U AL i -Z h o n g 1

,S H I L o n g -Y u 1

,L I NT a o

1

1K e yL a b o r a t o r y o f U r b a nE n v i r o n m e n t a n dH e a l t h ,I n s t i t u t e o f U r b a nE n v i r o n m e n t ,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s ,X i a m e n 361021,C h i n a 2I n s t i t u t e o f R e m o t e S e n s i n gA p p l i c a t i o n ,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s ,B e i j i n g 100101,C h i n a A c t aE c o l o g i c a S i n i c a ,2009,29(11):6085～6094.

A b s t r a c t :I n t h i s p a p e r ,f o u r d i v e r s i t y i n d e x e s w e r e c o n s i d e r e da s q u a n t i t a t i v e i n d i c a t o r s o f u n d e r s t o r yf o r u r b a nf o r e s t ,w h i l e t h e f e a t u r e s o f e n v i r o n m e n t v a r i a b l e s w e r e r e c o r d e d a t t h e c o r r e s p o n d i n g q u a d r a t s c a l e .

B y a p p l y i n g t h e r e d u n d a n c y a n a l y s i s (R D A )t h e c o n t r o l f a c t o r s t h a t a f f e c t u n d e r s t o r yd i v e r s i t y i nu r b a nf o r e s t w e r e e x t r a c t e da n dt h e c o n t r i b u t i o n s t o u n d e r s t o r y d i v e r s i t y w e r e f u r t h e r d i s c l o s e d .R D Ar e s u l t s s h o w e d t h a t l i t t e r c o v e r ,d i s t a n c e t o t h e f o r e s t e d g e ,r o a d a r e a a n d g a r b a g ef o u r -v a r i a b l e sw e r et h em i n i m u m v a r i a b l e sc o m b i n a t i o nw h i c hc a ns i g n i f i c a n t l ye x p l a i nt h eu n d e r s t o r yp l a n t d i v e r s i t y ,w i t h 61%i n f o r m a t i o ne x p l a i n a t i o n .T h e 10v a r i a b l e s c o u l de x p l a i n 72.1%o f a l l i n f o r m a t i o n .B a s e do nt h e R D A ,10e n v i r o n m e n t a l v a r i a b l e s a n du n d e r s t o r y f e a t u r e s w e r e p e r f o r m e dd u p l i c a t o b o l t i n g s t e p w i s e r e g r e s s i o n .T h e r e s u l t s h o w e d t h a t h e r b d e n s i t y a n d a l t i t u d e ,s l o p e ,d i s t a n c e t o f o r e s t e d g e ,l i t t e r c o v e r w e r e s i g n i f i c a n t l y r e l a t e d ;P i e l o u e v e n n e s s o f h e r bs i g n i f i c a n t l y r e l a t e dw i t ht h e a l t i t u d e ,s l o p e ,c a n o p y c o v e r ,l i t t e r c o v e r a n d r o c kc o v e r ;S i m p s o nd i v e r s i t y o f h e r b s i g n i f i c a n t l y r e l a t e dw i t hs l o p e ,l i t t e r c o v e r ,d i s t a n c et of o r e s t e d g e ,r o c kc o v e r a n ds t a k e ;P i e l o ue v e n n e s so f s h r u b s i g n i f i c a n t l y r e l a t e dw i t h a l t i t u d e ,c a n o p y c o v e r ,r o a d a r e a a n dr o c kc o v e r .

K e yWo r d s :u r b a nf o r e s t ;p l a n t d i v e r s i t y ;r e d u n d a n c y a n a l y s i s ;d u p l i c a t o b o l t i n g s t e p w i s e r e g r e s s i o n ;u n d e r s t o r y