Page 29 - 《广西植物》2026年第7期

７ 期 王晓盈等: 宁德三都澳群岛马尾松人工林群落谱系结构及其驱动因素研究 １ １ ２ ５

落各层片的谱系结构指数进行单因素方差分析ꎬ 式中:ｙ 为各层片谱系结构指数ꎻＷ 为空间权
以比较各层片间的谱系结构指数差异水平ꎮ 使用 重矩阵ꎻＷ 为空间滞后因变量ꎬ反映邻近岛屿观测
ｙ
Ｐｅａｒｓｏｎ 相关性分析探究谱系结构指数与环境因子 值的加权平均ꎻρ 为空间自回归系数ꎬ度量空间溢
的显著性影响ꎮ 出效应的强度ꎻＸ 为环境因子矩阵ꎻβ 为待估参数
１.２.４.２ 空间计量分析 本文引入空间计量经济学 向量ꎻε 为随机误差项ꎬ满足独立同分布假设ꎮ
方法ꎬ以探讨植物群落谱系指数是否存在地理或 １.２.４.３ 模型构建 为揭示环境因子对不同层片
环境距离上的空间依赖性ꎬ即某一空间单元的观 群落谱系构建的影响ꎬ本研究综合运用双向逐步
测值受邻近单元观测值影响的现象ꎮ 为弥补地理 回归( ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｔｅｐｗｉｓｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎꎬ ＢＳＲ) 、广义
距离对生境异质性表征的不足ꎬ契合环境过滤机 加性模型( ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌꎬ ＧＡＭ) 及结
制的研究目标ꎬ并更真实地捕捉草本层谱系结构 构方程模型( ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌꎬ ＳＥＭ) 进行
的空间依赖关系ꎬ本文纳入环境距离加权矩阵作 分析ꎮ 以各层片谱系结构指数为因变量、环境因
为补充ꎮ 基于地理距离矩阵和环境距离加权矩阵 子 为 自 变 量ꎬ 基 于 赤 池 信 息 准 则 ( ａｋａｉｋｅ
纳入拉格朗日乘数( Ｌａｇｒａｎｇｅ ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒꎬＬＭ) 检验ꎬ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎꎬ ＡＩＣ) 进行 ＢＳＲꎬ筛选核心影
以判断不同层片群落的谱系结构指数是否存在空 响因子ꎻ采用 ＧＡＭ 捕捉环境因子与谱系指数间
间效应ꎬ并利用 ＳＰＳＳＡＵ 空间滞后模型( ｓｐａｔｉａｌ ｌａｇ 的非线性关系ꎬ使用“ ｍｇｃｖ” 包中 的 ｂａｍ 函 数 拟
ｍｏｄｅｌꎬ ＳＬＭ) 量 化 空 间 溢 出 效 应 ( 崔 东 阳 等ꎬ 合模 型ꎬ 连 续 变 量 以 平 滑 项 形 式 引 入ꎬ 基 于
２０２６)ꎮ ｓｅｌｅｃｔ ＝ ＴＲＵＥ 实现变量选择ꎬ并通过 ｓｕｍｍａｒｙ 函
在空间权重矩阵构建上ꎬ地理距离矩阵基于 数筛选显著影响因子( Ｐ<０.０５) ꎮ 构建 ＳＥＭ 揭示
样方经纬度坐标计算实际距离ꎬ以反映地理邻近 气候、土壤等环境因子对各层片谱系结构的直接
程度ꎻ环境距离加权矩阵则通过随机森林模型计 与间接影响机制ꎬ使用“ ｌａｖａａｎ” 包对标准化数据
算均方误差增加量(ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅｄ ｅｒｒｏｒꎬ 进行模型拟合ꎬ采用极大似然法估计参数ꎬ通过
ＩｎｃＭＳＥ)来获取各环境因子对层片谱系结构指数 比较拟合指数( ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｆｉｔ ｉｎｄｅｘꎬ ＣＦＩ) 、塔克－
的相对重要性权重ꎬ进而计算样方的加权环境得 刘易斯指数( Ｔｕｃｋｅｒ￣Ｌｅｗｉｓ ｉｎｄｅｘꎬ ＴＬＩ) 和近似均
分ꎬ以样方间得分差值的倒数作为环境距离ꎬ量化 方根误差( ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎꎬ
样方在环境空间上的邻近程度ꎮ 随机森林算法可 ＲＭＳＥＡ) 等拟合指标评估模型适配度ꎬ并基于路
有效处理高维数据与非线性及多重共线性问题ꎬ 径显著性与贝叶斯信息准则( Ｂａｙｅｓｉａｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
准确 评 估 变 量 重 要 性ꎮ 模 型 构 建 使 用 Ｒ 的 ｃｒｉｔｅｒｉｏｎꎬ ＢＩＣ) 逐步简化ꎬ获得最优模型ꎮ 以上分
“ｒａｎｄｏｍＦｏｒｅｓｔ”包ꎬ设置 ｎｔｒｅｅ ＝ ５００、ｎｏｄｅｓｉｚｅ ＝ ５ꎬ并 析均在 Ｒ ４.３.３ 中完成ꎮ
开启 ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ＝ ＴＲＵＥ 计算变量权重ꎮ
在构建普通最小二乘回归的基础上ꎬ采用空 ２ 结果与分析

间滞后拉格朗日乘数(Ｌａｇｒａｎｇｅ ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｆｏｒ ｓｐａｔｉａｌ
ｌａｇꎬ ＬＭ￣ｌａｇ) 检 验 和 空 间 误 差 拉 格 朗 日 乘 数 ２.１ 不同层片群落谱系结构指数分析
( Ｌａｇｒａｎｇｅ ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｆｏｒ ｓｐａｔｉａｌ ｅｒｒｏｒꎬ ＬＭ￣ｅｒｒｏｒ)检验 结果(表 １) 显示ꎬ乔木层 ＮＲＩ 与 ＮＴＩ 均为负
及其稳健形式诊断空间效应类型ꎮ ＬＭ￣ｌａｇ 检验被 值ꎬ谱系结构发散ꎻ白匏岛、斗帽岛和青山岛的 ＮＲＩ
解释变量是否存在空间滞后效应ꎬＬＭ￣ｅｒｒｏｒ 检验误 显著低于三都岛ꎬ谱系发散程度最高ꎬＮＴＩ 中斗帽
差项是否存在空间自相关ꎮ 通过比较两者显著性 岛显著高于其他岛屿ꎬ末端谱系聚集倾向最强ꎮ

判断模型选择:若 ＬＭ￣ｌａｇ 显著而 ＬＭ￣ｅｒｒｏｒ 不显著ꎬ 灌木层 ＮＲＩ 与 ＮＴＩ 均为正值ꎬ谱系结构趋于聚集ꎻ
则表明空间滞后效应占主导ꎬ选用空间滞后模型ꎮ 白匏岛和鸡公山岛的 ＮＲＩ 和 ＮＴＩ 显著高于其他岛
根据 ＬＭ 检验结果ꎬ本研究采用空间滞后模型 屿ꎬ环境过滤作用最为强烈ꎮ 草本层 ＮＲＩ 与 ＮＴＩ
量化空间溢出效应ꎮ 通过在传统回归模型中引入 均为负值ꎬ和乔木层相比更趋于零ꎬ谱系结构以发
被解释变量的空间滞后项ꎬ反映邻近单元对本单 散为主ꎬ但作用强度弱于乔木层ꎻ长腰岛的 ＮＴＩ 指
元的影响ꎬ其表达式如下: 数显著低于其他岛屿ꎬ草本层末端发散最强ꎮ 整
ｙ ＝ ρ×Ｗ ＋Ｘ ＋εꎮ 体而言ꎬ乔木层群落构建以竞争排斥为主ꎬ 灌木层
β
ｙ