群落调查与分析(一)

实验十一、群落调查与分析（一）

【实验目的】

掌握群落调查的基本方法和群落分析方法。

【器材和试剂】

海拔表、皮尺、卷尺、样圆、照度计、GPS。

【内容与方法】

1．样地法

样地法通常是在群落内圈出一定面积，称样方，对样方内的生物进行调查的方法。样方的大小和数目根据群落的不同而不同。草本群落的样方大小通常为1m2，较高的草本群落也有用4 m2或更大的样方。灌木的样方大小通常为3m×3m、4m×4m甚至5m×5m。乔木的样方大小通常为100 m2。

样方的数目据群落的类型、物种的丰富程度以及人力和时间等确定。但全部样方的总面积，应略大于群落的最小面积。

样方在群落中的设置有随机设置、规则设置、主观设置（代表样地设置）等不同的方法。随机设置样方（随机取样）是在群落中随机确定每一个样方。可在群落中系统地设置一些点，编上1，2，3，……100等数字，然后随机地抽取其中的数字，以确定样方的位置。规则取样即在群落中以一定的规则确定取样位置，如在群落中设置几条等距离的样线，然后在每一样线的相等间距设置样方。主观取样即在认为有代表性的地段设置样方。

2．调查记录

调查记录的内容、项目随研究目的不同而不同。但原则是不宜罗列得太繁太细致，以免影响调查进度。细致的数据整理分配工作应在室内进行。研究群落的组成和结构，可使用群落调查表格，群落调查表格根据研究目的和对象而制订（表1—表5供参考）。

植物名称一栏，一行记录一个个体。胸径在野外测定时，往往先测定胸围，再据胸围与胸径的关系推算胸径。用胸高（1.3m）直径取代基部直径，是由于许多植物树干基部有板根、支柱根等影响测定，此外，测定胸高直径也比基部直径更易些。

表1 植物群落调查表

调查者：调查日期：

样地编号：样地面积：

群落类型：群落名称：

地理位置：经度：纬度：

地形：海拔：坡向：坡度：

土壤、岩石、地下水位：

微地形、地被物：

动物活动情况：

人为干扰情况：

表2 乔木调查表

调查者： 日期： 样地号： 样地面积： 群落郁闭度： 乔木层： 灌木层： 草本层： 群落类型： 群落名称：

表3 灌木调查表

调查者： 日期： 样地号：

样地面积： 群落郁闭度： 乔木层： 灌木层： 草本层： 群落类型： 群落名称：

表4 草本调查表

调查者： 日期： 样地号： 样地面积： 群落郁闭度： 乔木层： 灌木层： 草本层： 群落类型： 群落名称：

表5 层间植物调查表

调查者：日期：样地号：样地面积：

群落郁闭度：乔木层：灌木层：草本层：

群落类型：群落名称：

4．数据整理

数据整理是将野外调查的原始资料条理化，并演算出一些反映群落特征的数量指标。其中反映种群在群落中优势度大小的指标有：

相对多度：指种群在群落中的丰富程度。计算式为：

相对多度=（某种植物的个体数/同一生活型植物的个体总数）×100%

频度与相对频度：频度是指一个种在所作的全部样方中出现的频率。相对频度指某种在全部样方中的频度与所有种频度和之比。计算式为：

频度=该种植物出现的样方数/样方总数

相对频度=（该种的频度/所有种的频度总和）×100%

相对显著度：指样方中某种个体的胸面积和与样方中所有种个体胸面积总和的比值。计算式为：

相对显著度=（样方中该种个体胸面积和/样方中全部个体胸面积总和）×100%

重要值：是一个综合的指标，通常综合考虑相对多度、相对频度和相对显著度中两至三个指标。

重要值=相对多度+相对频度+相对显著度

上述指标可整理成群落表（表6），从中可清楚看出群落中各种群在群落中的优势度的大小。

表6 ×××群落表

【作业与思考】

以小组为单位进行样方调查，学生独立完成群落表并上缴实验报告。

实验十二、群落调查与分析（二）

【实验目的】

掌握群落物种多样性野外调查取样和计算的基本方法，分析物种多样性的生态学意义及与群落的结构和功能等方面的关系。

【器材和试剂】

海拔表、皮尺、卷尺、样圆、照度计、GPS。

【内容与方法】

1．取样

按照实验十一的样地取样法，所需数据为样地中种数、每个种的个体数等数据。

2. 计算

（1）Shmpson多样性指数

该指数是Shmpson（1949）基于概率论提出的。其计算公式如下：

SP = N （N—1）/ ∑n i (n i—1)

式中，SP为多样性指数，N为群落（样地）全部种的个体数，n i为第I个种的个体数。

（2）Shannon-Wiener多样性指数

该指数是以信息论范畴的Shannon-Wiener函数为基础的。其计算公式如下：

SW = —∑p i log2p i

或，SW = 3.3219 [lgN—(1/n)∑n i lgn i ]

式中，SW为多样性指数，p i为第i种的个体数的百分数，N为群落全部个体总数，n i 为第i种的个体数，3.3219为log2到lg 的转换系数。

（3）均匀度

群落均匀度是指群落中各个种的多度的均匀程度。它的计算可通过多样性指数值和该群落样地种数、个体总数不变的情况下理论上具有的最大的多样性指数值的比值来度量的。因为这个理论值实际是在假定“群落中所有种的多度分布是均匀的”这个基础上来实现的。

如果物种多样性是基于Shmpson指数，则当n i / N = 1/s时（s为群落中总种数），有最大的物种多样性，可以推导出：

SP max = s(N—1) / (N—s)

则物种均匀度为：

E = SP / SP max.

如果是基于Shannon-Wiener指数，则最大的物种多样性为：

Swmax = —∑(1/s)log2 (1/s) = log2 s,

因此物种均匀度的计算式为：

E = SW / SP max = SW / log2 s.

五、作业：

1．以实验十一的样地取样数据，计算不同群落的Shmpson多样性指数，Shannon-Wiener 多样性指数和均匀度。