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
学习掌握草本植物群落调查的方法；
学习掌握群落调查资料、数据统计与分析方法；
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
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．
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）．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
相对盖度=%100⨯总和
样方中全部个体的盖度样方中该种的盖度
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
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% ；其次是伞形科（天胡荽、崩大碗），有2个种，占总种数的% ；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% ．
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%；相对频度最大的物种为天胡荽，达%；而相对盖度最大为天胡荽，达%；且天胡荽的重要值也为最大，达%，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/m2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
耳草440
酢浆草183
雾水葛175
瘦风轮菜127
崩大碗66
假臭草41
长萼堇菜38
瓶尔小草28
白花蛇舌草27
白背黄花稔12
一点红12
野苦荬8
铁苋菜5
黄鹌菜4
水蜈蚣4
空心莲子草3
叶下珠1
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与比较结果判断
天胡荽655集群分布>偏离随机分布耳草440集群分布>偏离随机分布酢浆草183集群分布>偏离随机分布雾水葛175集群分布>偏离随机分布瘦风轮菜127集群分布>偏离随机分布崩大碗66集群分布>偏离随机分布假臭草41集群分布>偏离随机分布长萼堇菜38集群分布>偏离随机分布瓶尔小草28集群分布>偏离随机分布白花蛇舌草27集群分布>偏离随机分布白背黄花稔12集群分布>偏离随机分布一点红12集群分布>偏离随机分布野苦荬8集群分布>偏离随机分布草本植物群落的种——面积曲线
在本次实验所调查的样地内，按增加边长，抽取面积为 m2、 m2、 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
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%．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%，相对频度相差%，相对盖度相差%，重要值相差%．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．
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．
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．
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．
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．
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．。