草本植物群落调查与分析

草本植物群落调查与分析
草本植物群落调查与分析
1 实验⽬的
1.1 学习掌握草本植物群落调查的⽅法；
1.2 学习掌握群落调查资料、数据统计与分析⽅法；
1.3 学习掌握群落主要特征的定量分析⽅法．
2 采样地点
华南师范⼤学⽯牌校区紫荆书屋旁草坪．
3 仪器与⼯具
样⽅框（50cm×50cm），直尺，卷尺，记录本．
4 实验⽅法
4.1 样⽅设置
采⽤样⽅法进⾏野外调查，于2014年4⽉12⽇在华南师范⼤学⽯牌校区陶南停车场旁草坪上采⽤规则取样，在样地中设置四条等距的样线，取其中两条，在样线上每隔5m 设置1个50cm×50cm 的样⽅，共计20个样⽅．
4.2 调查记录⽅法
调查记录的内容主要包括：草本植物的植物名称、株数（或多度）、盖度以及⾼度（营养枝⾼度）．
4.3 数据分析
4.3.1 相对多度
某种植物的个体数
相对多度= %
100
同⼀⽣活型植物的个体
总数
4.3.2 频度与相对频度
该种出现的样⽅数
频度=
样⽅总数
该种的频度
相对频度=%
100
所有种的频度总和
4.3.3 相对盖度
样⽅中该种的盖度
相对盖度=%
100
总和
样⽅中全部个体的盖度
4.3.4 重要值
重要值 = 相对多度 + 相对频度 + 相对盖度
4.3.5 种群空间分布格局测定
在分布格局研究中，往往假定种群属于随机分布，对应的概率分布为泊松分布，对于泊松分布⽽⾔，具有⽅差与均值相等的性质．因此，可⽤⽅差均值⽐来统计和检验野外调查数据．本次实验采⽤分布系数法计算作为种群空间分布格局划分的依据．分布系数的统计量为：
x
2
x S C
S 2为⽅差：S 2=[∑（f （x ））2 - （∑f （x ））2/n]/（n-1） x 为均值：x =∑f （x ）/n
5 调查结果
5.1 草本植物群落的种类组成及数量特征
根据样⽅调查结果可知，本次实验所调查的草本植物群落共有草本植物14科18种，植物种类较多．其中菊科（假臭草、⼀点红、野苦荬、黄鹌菜）占的种数最多，有4个种，占总种数的22.22% ；其次是伞形科（天胡荽、崩⼤碗），有2个种，占总种数的11.11% ；另外，⽲本科（⽿草）、酢浆草科（酢浆草）、荨⿇科（雾⽔葛）、唇形科（瘦风轮菜）、堇菜科（长萼堇菜）、箭蕨科（瓶尔⼩草）、茜草科（⽩花蛇⾆草）、锦葵科（⽩背黄花稔）、⼤戟科（铁苋菜）、莎草科（⽔蜈蚣）苋科（空⼼莲⼦草）、叶下珠科（叶下珠）各有1个种，各占总种数的5.56% ．
根据样⽅调查结果，可以计算得到各植物种的重要值（见表1）．重要值的数值⼤⼩可以作为群落中植物种优势度的⼀个度量标志，重要值也可以体现群落中每种植物的相对重要性及植物的适宜⽣境．
由表1可看出，相对多度最⼤的物种为天胡荽，达35.81%；相对频度最⼤的物种为天胡荽，达12.36%；⽽相对盖度最⼤为天胡荽，达34.97%；且天胡荽的重要值也为最⼤，达7283.14%，因此，本次调查的草本植物群落内的优势种为天胡荽．其为多年⽣草本植物，多匍匐枝茎，枝茎上多不定根，蔓延能⼒很强，能很好地适应环境，快速⽣长．
表1 草本植物群落调查表
种名总株数/株种群密度株/m 2 ⾼度/cm 盖度/% 相对多度/% 频度相对频度/% 相对盖度/% 重要值
天胡荽 655 131.0 2.730 9.340 35.81 0.55 12.36 34.97 83.14 ⽿草 440 88.0 6.610 6.105 24.06 0.45 10.11 22.86 57.03 酢浆草183 36.6 8.500 2.190 10.01 0.50 11.24 8.20 29.44 雾⽔葛 175 35.0 5.350 1.283 9.57 0.40 8.99 4.80 23.36 瘦风轮菜 127 25.4 10.500 2.950
6.94 0.45 10.11 11.05 28.10 崩⼤碗 66 13.2 3.500 1.840 3.61 0.35
7.87 6.89 1
8.36 假臭草 41 8.2 8.625 0.315 2.24 0.20 4.49 1.18 7.92 长萼堇菜 38 7.6 5.330 0.799 2.08 0.20 4.49 2.99
9.56 瓶尔⼩草 28 5.6 5.710 0.475 1.53 0.35 7.87 1.78 11.17 ⽩花蛇⾆草 27 5.4 10.850 0.450 1.48 0.10 2.25 1.68 5.41 ⽩背黄花稔 12 2.4 4.250 0.125 0.66 0.10 2.25 0.47 3.37 ⼀点红 12 2.4 12.320 0.130
0.66 0.25 5.62 0.49 6.76 野苦荬 8 1.6 8.170 0.110 0.44 0.15 3.37 0.41 4.22 铁苋菜 5 1.0 5.500 0.200 0.27 0.05 1.12 0.75 2.15黄鹌菜 4 0.8 8.750 0.250 0.22 0.10 2.25 0.94 3.40 ⽔蜈蚣 4 0.8 14.170 0.110
0.22 0.15 3.37 0.41 4.00 空⼼莲⼦草 3 0.6 8.000 0.010 0.16 0.05 1.12 0.04 1.33 叶下珠
1
0.2
5.000
0.025
0.05
0.05
1.12
0.09
1.27
5.2 草本植物群落的种群空间分布格局测定
由表2可看出，在本次调查中的18中植物中，有13个群落的分布格局为集群分布型，其种群个体呈现成群、成簇或成斑块状的集聚分布．另外，由于有5个种群的频度⼩于15，因⽽忽略不计其种群空间分布格局．
表2 草本植物群落的物种多样性指数
种名总株数⽅差均值Cx 分布格局t 与t0.05⽐较结果判断
天胡荽655 1606.41 32.75 49.05 集群分布148.10 > 偏离随机分布⽿草440 2597.47 22.00 118.70 集群分布360.82 > 偏离随机分布酢浆草183 355.5 9.15 38.85 集群分布116.67 > 偏离随机分布雾⽔葛175 166.20 8.75 18.99 集群分布55.46 > 偏离随机分布瘦风轮菜127 124.98 6.35 19.68 集群分布57.58 > 偏离随机分布崩⼤碗66 88.85 3.30 26.93 集群分布79.91 > 偏离随机分布假臭草41 44.37 2.05 21.64 集群分布63.32 > 偏离随机分布长萼堇菜38 16.09 1.90 8.47 集群分布23.03 > 偏离随机分布瓶尔⼩草28 7.09 1.40 5.07 集群分布12.54 > 偏离随机分布⽩花蛇⾆草27 19.40 1.35 14.37 集群分布41.20 > 偏离随机分布⽩背黄花稔12 3.83 0.60 6.39 集群分布16.60 > 偏离随机分布⼀点红12 1.41 0.60 2.35 集群分布 4.16 > 偏离随机分布野苦荬8 1.41 0.40 3.53 集群分布7.79 > 偏离随机分布5.3 草本植物群落的种——⾯积曲线
在本次实验所调查的样地内，按0.5m增加边长，抽取⾯积为0.25 m2、0.5 m2、0.75 m2…5m2的正⽅形样⽅20个，统计各样⽅的草本植物物种数，得到草本植物群落的种——⾯积曲线（见下图）．通过种——⾯积曲线可确定群落的最⼩⾯积．最⼩⾯积是在最⼩地段内，对⼀个特定群落类型能提供⾜够的环境空间(环境和⽣物的特性)，或者能保证展现出该群落类型的种类组成和结构的真实特征所需要的⾯积，即取样⾯积的⼤⼩，其取决于群落类型，并且变化幅度很⼤．从下图可以看出，本次实验所调查的草本植物群落的最⼩⾯积为2 m2，也就是说调查该草本群落时，需要的最⼩样⽅⾯积为2 m2．
图草本植物群落的种——⾯积曲线
6 分析与讨论
6.1 优势种的分析
本次调查过程中，⼩组随机取样，在所确定样地中每隔⼀定距离取⼀个样⽅．经数据汇总后可得，在此次调查中，重要值最⼤的是天胡荽，达到了83.14%．重要值是研究某个种在群落中的地位和作⽤的综合数量指标．是相对密度、相对频度、相对优势度的总和．天胡荽是⼀种乡⼟地被植物，为伞形科多年⽣草本，在我国多地均可见．天胡荽适应性⼴，覆盖能⼒强，喜阴湿，可在短时间形成致密草坪．但其叶⽚嫩、⽔份多，不耐践踏．常⽣于路旁草地教湿润处．
在该草地群落中，天胡荽之所以成为优势种，其原因是该草地的灌⽊较少，且⽆乔⽊，天胡荽的繁殖⽐较容易，匍匐枝蔓延迅速，具有极强的侵占性．⼤量吸收⼟壤营养，影响其他种类植物的⽣长．其实⽣苗于3⽉中、下旬出现，出苗⾼峰期4—5⽉，本次调查恰处于其出苗⾼峰期，这可能也是其为改草地群落优势种的原因之⼀．
重要值第⼆其是⽿草．⽿草是⼀种典型的暖季型草坪草，在我国华南地区和常见，它繁殖容易，蔓延快，喜阴湿，成坪性好，
⼜可以忍耐强光，匍匐枝蔓延迅速，是⼀种优良的建坪草种．有资料显⽰，地毯草群落结构中主要的优势植物种有⽵节草、狗⽛根、假俭草、双穗雀稗、两⽿草以及百花地胆头等．可见，某种条件下，⽿草可能是优势种．
在本次调查的草地中，⽿草的重要值⼩于天胡荽，其相对多度相差11.65%，相对频度相差2.25%，相对盖度相差12.11%，重要值相差26.11%．由于该草坪为⼈⼯草坪，不时有园林⼯⼈为其除草，⽿草的⾼度教天胡荽约3倍⾼，在除草过程中较易被除去，因此，有可能本⽚草地原来的优势种是⽿草，但是由于⼈为等因素的改变，优势种慢慢被天胡荽所取代了．
6.2 种群空间分布格局的分析
该草本植物群落的⼤部分植物呈集群分布的空间分布格局，可能原因有：
1、受物种本⾝最适宜的⽣长环境限制，⽽⽔份因素是最重要的⼀个原因；
2、从母植株上散布。

有些植物的种⼦会落在该植物的附近，当种⼦⽣长时就产⽣了⼀簇幼⼩的植物；
3、⼈为的影响，该草坪常有园艺⼯⼈为其修剪，在除草过程中，不均衡的除草⽅式可能造成该种分布格局．此外, ⾏⼈对草坪踩踏等，这些外在因素的⼲扰都会对草本植物群落的物种多样性产⽣影响．不过，⼲扰对物种多样性的影响既有正⾯的，也有负⾯的，⽽且不单纯决定于哪⼀种类型,更主要的是取决于⼲扰的强度、频率等特征．这些问题都需要在进⾏了更为深⼊的调查、分析与探讨后，才能研究清楚．
6.3 草本植物群落的种——⾯积曲线分析
随着积累样⽅数的增加，植物种数不断增多．当样⽅数积累到⼀定程度后，多样性指数值不再明显增加，植物群落的种——⾯积曲线变得平缓，进⼊平衡态的这⼀点应为最⼩取样数．我们把稳定时的最⼩⾯积作为样地⾯积．在曲线进⼊平衡态之前，多样性指数明显受取样⾯积⼤⼩的影响，表现为：样⽅⾯积越⼤多样性指数值越⾼，并随积累样⽅数的增加，样⽅⾯积越⼤，多样性指数的变化速率越⼤．随积累样⽅数的增加，多样性指数增⼤的趋势逐渐变得平缓，直到曲线进⼊平衡状态．在调查中我们必须保证我们所调查的样地⾯积不⼩于种——⾯积曲线所确定的最⼩⾯积．如果⼩于最⼩⾯积，会导致所调查的植物种类不全，从⽽使结果产⽣偏差．由图草本植物群落的种——⾯积曲线可看出，本次实验所调查的草本植物群落的最⼩⾯积为2 m2，⽽最终总共调查了5m2的样地上的种群，基本能代表这⽚草坪的植物种类，所得的结果偏差不⼤．
6.4 取样技术对结果的⼲扰
调查过程中的取样是很重要的，取样不标准则会失去代表性．鉴于草地在微地形、⼟壤等因⼦影
响下常常表现出量和质⽅⾯的不均匀性，必须使样地的选择，尽⼒排除⼈为的主观性因素，以求充分反映客观真实情况，代表群落的完整特征．因此，正确选择样地，是草地植被调查的⼀个关键问题．本次实验中，各个⼩组随机取样，每个⼩组⼗个样⽅则分两条样线采⽤等距取样，尽量做到随机取样．
本次调查的草地汇合了两个⼩组的结果，总共20个样⽅，取样5m2进⾏分析，样⽅⾯积⼩，因⽽代表性也相应降低．
在对草本植物群落进⾏调查与分析的过程中，样⽅形状会影响研究结果，采样时设置的样⽅为正⽅形样⽅，得到的结果相⽐于圆形样⽅可能会差⼀些．
另外，实验中记录的某些数据，如盖度是为⼈为主观判断和确定的，由于每个⼈认定的标准有所不同，因此最终统计的实验数据会存在⼀些误差．
最后，由于在本次实验中，我们只设置了⼀个样地，⽽草地在微地形、⼟壤等因⼦影响下常常表现出量和质⽅⾯的不均匀性；此外⽤种——⾯积曲线确定得到的最⼩⾯积不够准确，所以虽然我们设置的取样⾯积⼤于该群落的最⼩⾯积，但是取样的代表性不强，得到的草本植物群落相关数据存在⼀定偏差．
6.5 样地环境对结果的影响
此次调查样地是华南师范⼤学⽯牌校区紫荆书屋旁草坪，地势较平坦．该地的⽓候为亚热带季风⽓候，降⽔有季节差异，⼀年四季阳光充⾜．其⼟壤养分及⼟壤含⽔量均较⾼，适合草本植物的⽣长．在该草坪上及其周围植有少量灌⽊及乔⽊，受上层优势植物的遮阴影响，有部分样⽅内的植物的种类和数量较少．
6.6 草本植物群落调查的意义
凡是⽣长在⼈⼯种植的⼟地上，除⽬的栽培植物以外的植物都是杂草．在⼀般情况下，杂草较草坪草具更强的⽣长、竞争能⼒．杂草发⽣时，会妨碍草坪草的正常⽣长，削弱草坪草的竞争能⼒，使草坪的覆盖度下降，破坏草坪的观赏性、美观性，降低草坪的使⽤价值，引起草坪质量下降甚⾄导致草坪退化．因此，要搞好草坪的科学管理，保护草坪的质量，必须对杂草进⾏有效的控制．草坪杂草的防除⼜是建⽴在调查掌握草坪主要杂草种类的前提下进⾏，为此，对草坪杂草的调查研究，也就愈显重要．。