2. 生态学实验-多样性调查

本实验采用对角线5点取样法：
（1m×1m）
10m
10m
多样性指数计算
样方 Gleason Margalef 优势度
号 指数
指数
指数
辛普森 香农-维纳指数 香农均匀度指
指数
数
1 2 3
注意事项
1. 自由选择实验样地，切记注意安全！！！ 2. 在利用卷尺测定样地时，需将样方边框拉直， 边框与边框相互垂直，便于面积计算。
数据处理和实验报告
1. 群落调查后，整理出一份完整的群落生物种类名 录（包括鉴别依据及图片信息）。
2. 使用统计学方法对一些原始数据进行检验，分析 不同样方内植物群落在种类组成、物种多样性指 数等方面的差异，绘制各指标的差异图，并探讨 环境因素在此所起的作用性。
实验报告
阅读参考文献，设计实验思路及初步样地选择，整理 成文。 计算和分析两个不同群落类型物种多样性指数。 分析不同样方地生物多样性差异的原因。
⑴ 物种丰富度指数（Species Richness Index）
a. Gleason指数（Gleason Index）：
式中：S — 物种数目 A — 单位面积
b. Margalef指数（Margalef Index）
Margalef指数反映群落物种丰富度：指一个群落或环境 中物种数目的多寡，亦表示生物群聚（或样品）中种 类丰富度程度的指数。
D=（S-1）/ lnN
式中：S为群落中的总数目，N为观察到的个体总数。
Berger-Parker优势度指数（D）
DD==NNmamxa/xN/N
式中：Nmax为优势种的个体数；N为全部物种的个体数。
生态优势度指数反映了各物种种群数量的变化情况,生态 优势度指数越大,说明群落内物种数量分布越不均匀,优势 种的地位越突出
香农-威纳指数及均匀度（Shannon-Weiner Diversity Index and Evenness Index） 该指数是用于描述种的个体出现的紊乱和不确定性， 不确定性越高，多样性也就越高。
S
式中：H — 香农-威纳指数 E — 香农均匀度指数 S — 物种数目 Pi — 物种i的重要值
生物多样性是指生物中的多样化和变异性以及物种生 境的生态复杂性。生物多样性可分为遗传多样性、物 种多样性和生态系统多样性三个层次。
群落的多样性是群落中所含的不同物种数和他们的多 度的函数。多样性依赖于物种丰富度（物种数）和均 匀度。
群落甲
= 99:1
物种A
群落乙
= 50:50
哪个群落的多样性高？ 物种B
种名
个体数目
备注
方法与步骤：
植物类群：
林木群落：样方面积为10m×10m，
5m×5m 4个小样方
在小样方内识别乔木层树种及数目，统计每个树种的株数 测量胸径、树高。
草本群落：一般采用1m×1m的正方形样方，10个重复。 一个样方就是一个取样单位。
样方在样地内可以按一定的规律排列，如“S”形、“N” 形、沿对角线排列等，或者随机排列。
生态学实验
生物多样性调查与统计 ——开放性实验
生物多样性可定义为 “生物的多样化和变异 性及物种生境的生态复 杂性”。
Genetic diversity
Species diversity √
Ecosystem diversity
Landscape diversity
实验理论
定量描述某一群落多样性，用多样性指数来测定： 用以测度群落内的物种多样性的α 多样性指数； 用以测度群落的物种多样性沿环境梯度变化速率的β 多 样性指数； 用以测度一定区域内总的物种多样性的γ多样性指数。
2. 环境数据的获取 确定出各个样方后，首先进行环境数据的收集，包括地理 数据的采集、生境描述和一般生态因子的测定。
表一 群落样地基本情况调查表ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. 群落种类组成及特征调查 调查样方中植物类型，进行图片及标本采集。 选取3个不同样方进行调查。
表二： 群落种类组成及数量特征（原始数据）
样方号 1 2 3
Simpson’s diversity index
2
2
群落甲 D1 1 (Ni / N) 1[(99 /100)2 (1/100)2] 0.0198
i1
2
2
群落乙 D2 1 (Ni / N) 1[(50 /100)2 (50 /100)2] 0.5000
i1
辛普森多样性指数（Simpson指数）
辛普森多样性指数（基本思想）： 基于在一个无限大小 的群落中，随机抽取两个个体，它们属于不同物种的概 率越大，反映群落的多样性越高的假设推导出来的 例如，甲群落中A、B两个种的个体数分别为99和1，而乙 群落中A、B两个种的个体数均为50，按辛普森多样性指 数计算， 甲群落的辛普森指数：D甲=1-（0.992+0.012.）=0.0198 甲群落的辛普森指数：D乙=1-（0.52+0.52）=0.5 可以看到，群落中种数越多，各种个体分配越均匀，指数 越高，指示群落多样性好。
Shannon-Weiner’s diversity index
2
群落甲 H1' 1 Pi log2 Pi (0.99log2 0.99 0.01log2 0.01) 0.081nit i1
2
群落乙 H2' 1 Pi log2 Pi (0.50log2 0.50 0.50log2 0.50) 1.000nit i1
实验目的
1. 理解物种多样性概念 2. 熟悉并掌握常用标本采集方法 3. 掌握生物多样性的野外调查方法及基本分析方法
实验材料
测绳或皮卷尺（50 m）、钢卷尺、记录本、小铲子、 样品袋，报纸，相机（自备）
实验步骤
1. 样地的选择（Selection of Sample Area） 样地是指能够反映群落基本特征的一定地段或一定空间， 其面积大小要以能够反映出群落的物种组成为准，个别特 殊的群落）如其总面积很小，则可将全部面积作为样地使 用。 样地的选择要具有一定的代表性：种类组成的分布要均匀； 群落结构要完整，层次要分明；地形、土壤等环境条件必 须一致，并且能最好地反映该群落的生境特点；样地最好 设在群落的中央地段，避免选择在两个类型群落的过渡地 带。 实验地点自行选择，选择两种典型植物群落，按样地的选 择标准选择样地。可采用样方法设置样地，样方的面积可 选择为3m×3m。