PDF《天然红海榄树冠结构的分形特征》

Vol.

32 No.

8 Aug.

2012 第32 卷第8期2012 年8月中南林业科技大学学报Journal of Central South University of Forestry &

Technology 收稿日期:2012-04-04 基金项目:广东自然科学基金项目(10152408801000021);

国家自然科学基金项目(31170511) 作者简介:周元满(1968―),女,湖南岳阳人,副教授,硕士,主要从事森林培育研究;

E-mail:[email protected] 通讯作者:韩维栋(1963―),男,江西会昌人,教授,博士,主要从事森林生态研究 分形理论是由 Benoit B. Mandelbrot 在1975 年 正式提出与建立的一种探索复杂性的新的科学方 法和理论 [1] .分形分析的主要研究内容是分形体 的维数及自相似性规律 [2] ,通过分形维数 , 可以对 不规则但又具自相似特性的几何形体 ( 如林木的根 系、冠型、分枝特性及种群分布格局等 ) 的复杂程 度进行定量的分析 [3-6] ,并能弥补传统的研究方法 中存在的不足. 树冠作为树木自身遗传特性和环境作用的综 合体现,决定着林木外部形态以及对光能的截获、 水分和养分的分布 [7-9] ,既是树木生长发育的结构 基础,又直接影响种群的空间分布格局 [4-10] .前人 研究表明林冠结构的复杂性和动态是影响森林生 态系统结构和功能的主要因素之一 [11-12] ,对于生 长在海岸潮间带的红树林而言,树冠结构既决定 着树木在生长发育过程中的竞争能力以及对风浪 的抵抗力,也反映红树植物对沿海滩涂特殊生境 因子的适应性.红海榄 Rhizoplwra stydosa 是红树 林红树科植物,分布在热带及亚热带的沿海滩涂 湿地,冠形优美,支柱根系发达,是雷州半岛红 天然红海榄树冠结构的分形特征 周元满, 聂页, 刘美欣, 叶沛栋, 曹柄权, 韩维栋 (广东海洋大学 农学院,广东 湛江 524088) 摘要:运用计盒维数与关联维数对特呈岛红海榄纯林(A)、红海榄 + 白骨壤 (B)、红海榄 + 木榄 + 白骨壤混 交林 (C) 群落中红海榄的树冠分形特征进行分析,探讨红海榄在不同群落中树冠分形特征的差异以及树冠的生长 发育规律.结果表明:红海榄树冠具有较好的分形特征,其计盒维数为 1.851 3,揭示了红海榄树冠对生态空间 的占据能力较强;

不同群落类型中红海榄树冠计盒维数存在差异,其中红海榄纯林树冠的计盒维数高于混交林,

3 种群落类型中树冠计盒维数的大小排序为 A >

C >

B;

红海榄侧枝数的分布比较均匀,一级侧枝分布格局的 关联维数在 1.573

9 ~ 1.715

6 之间,表明红海榄枝条的扩展能力较强,空间关联程度较高,有利于发挥其防风、 消浪等生态功能. 关键词:分形特征;

天然红海榄;

关联维数;

计盒维数;

树冠 中图分类号:S727.2 文献标志码:A 文章编号:1673-923X (2012)08-0037-05 Fractal characteristics of crown structure of Rhizophora Stylosa natural forests ZHOU Yuan-man, NIE Ye, LIU Mei-xin, YE Pei-dong, CAO Bing-quan, HAN Wei-dong (Agriculture College of Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, Guangdong, China) Abstract: The fractal characteristics of crown of natural Rhizophora stylosa populations in different communities such as Rhizophora stylosa pure forest, R. stylosa+Avicennia mixed forest, R. stylosa+Avicennia +Bruguiera gymnorrhiza mixed forest in Techeng island were analyzed and compared by applying box-counting dimension and correlation dimension, and their growth performances and the differences in crown characteristics were discussed. The results show that Rhizophora in natural community had good fractal characteristics, its box-counting dimension was 1.8513, thus revealing the strong ability to occupy and utilize the ecological space of Rhizophora stylosa;