环境生态学-群落调查与分析实验报告

群落调查与分析

【实验目的】

掌握群落调查的基本方法和群落分析方法。

【实验材料】

海拔表、皮尺、卷尺、样绳、照度计、GPS。

【实验原理】

群落调查是考察与研究群落的基本途径，群落调查的基本方法是样地法。样地是在群落中圈出的能代表群落基本特征的一定面积地段，通过对样地的调查来推断整个群落的情况。运用样地法进行群落调查时，首先需要根据研究目的确定样地的形状、面积与数量，并确定样地设置的方法。样地设置的原则是使设置的样地具有代表性。样地形状一般有方形、圆形、条形等。样地的大小和数目根据群落的不同而不同，一般群落越复杂，样地的面积要越大。通常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。样地设置的方法有随机设置、系统设置、典型设置等。随机设置是使所有被抽中的机率相等，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，以确定样地的位置。系统设置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。典型取样即在认为有代表性的地段设置样方。

【实验方法与步骤】

1．样地设置

每组4-5人，在马尾松林中选择有代表性的地段设置10样方。10m×10m的乔木样方，在乔木样方内设置一个5m×5m的灌木样方，再于乔木样方的4个角分别设置1个1m×1m 的草本样方。

2．调查记录

调查记录的内容、项目随研究目的不同而不同。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。

乔木层调查采用每木调查的方法，即分别调查每株树木的物种名、胸径、树高等。灌木层与草本层的调查分物种调查其平均高度、平均基径、覆盖度、数量等。层间植物可单独调查。

表1 群落基本情况调查表

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：

样方编号：群落类型：群落名称：

群落郁闭度：乔木层：灌木层：草本层：

表2 乔木调查表

物候相按营养期、花期、果期、果后营养期记录

生活型记录高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、地下芽植物、隐芽植物和一年生植物

表3 灌木调查表

灌木样方号：样地面积：

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。

5.物种多样性计算

物种多样性是群落的一个重要特征，物种多样性的定量测度可以用多样性指数来反映，常用的多样性指数简介如下。

（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

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。

【作业与思考】

全班分2个大组，每大组分5个小组．每小组各调查一个10m×10m的样地，并汇总大组的数据进行分析和整理，并计算群落的物种多样性，每位学生独立完成数据分析并上交实验报告。