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Spatial distributions of species in an old-growth temperate forest, northeastern China

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Abstract:

Studying spatial distributions of species can provide important insights into processes and mechanisms that maintain species richness. We used the relative neighborhood density Ω based on the average density of conspecific species in circular neighborhoods around each species to quantify spatial distributions of species with ≥10 individuals in a fully mapped 25ha temperate plot at Changbaishan, northeastern China. Our results show that spatial aggregation is a dominant pattern of species in the Changbaishan temperate forests. However, the percentage of significantly aggregated species decreases with spatial scale, especially for rare species. Rare species are more aggregated than intermediate and common species. The aggregation intensity declines with increasing size class (diameter at breast height), i.e., species become more regularly spaced as species grow, which is consistent with the predictions of self-thinning and Janzen–Connell spacing effects. Species functional traits (canopy layer, seed dispersal ability, shade tolerant, etc) also havea significant effect on the spatial distributions of species. Our results partially conform to the prediction that better dispersal reduces aggregation. Consequently, dispersal limitation, self-thinning, Janzen–Connell spacing effects, and habitat heterogeneity may primarily contribute to spatial distributions of species in the temperate forests.

L’étude de la distribution spatiale des espèces peut fournir d’importantes informations sur les processus et les mécanismes qui maintiennent la richesse en espèces. Nous avons utilisé la densité relative des voisins Ω basée sur la densité moyenne des individus de la même espèce présents dans un rayon autour de chaque espèce de façon à quantifier la distribution spatiale des espèces comportant plus de 10 individus sur une superficie cartographiée de 25ha dans une forêt tempérée de Changbaishan, au nord-est de la Chine. Nos résultats montrent que le regroupement spatial est un patron dominant des espèces dans les forêts tempérées de Changbaishan. Cependant, le pourcentage d’espèces significativement regroupées diminue avec l’échelle spatiale, particulièrement pour les espèces rares. Les espèces rares sont davantage regroupées que les espèces communes et intermédiaires. L’intensité de regroupement diminue avec l’augmentation de la classe de diamètre à hauteur de poitrine, de telle sorte que l’espacement entre les individus d’une espèce devient plus régulier à mesure qu’ils grossissent, ce qui est cohérent avec les prédictions de l’autoéclaircie et les effets d’espacement de Janzen–Connell. Les caractéristiques fonctionnelles des espèces (strate de la canopée, capacité de dispersion des graines, tolérance à l’ombre, etc.) ont aussi des effets significatifs sur la distribution spatiale des espèces. Nos résultats supportent partiellement l’hypothèse qu’une meilleure dispersion diminue le regroupement. En conséquence, les contraintes de dispersion, l’autoéclaircie, les effets d’espacement de Janzen–Connell et l’hétérogénéité de l’habitat peuvent contribuer de façon importante à la distribution spatiale des espèces dans les forêts tempérées.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2010

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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