生物多样性调查论文

实习报告

学院: 农学院

课程: 生物多样性调查分析

班级: 统计81

学号: 1178104 1178105 1178106

姓名: 田亚龙刘贝贝江勇

指导教师: 职称:

实习时间2011 年5月15日至2011 年5 月29 日

实习地点南京中山植物园

2010 年6 月2 日

南京农业大学教务处制

生物多样性调查分析

生物多样性是全球变化的重要研究内容之一，也是当前国际生态学研究的热点问题。生态多样性是地球上所有生物和它们所包含的遗传物质，以及由这些生物与环境相互作用

所构成的生态多样化程度。受空间尺度和生态系统复杂性的影响，在理论与实践上研究较多的主要有遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性四个层次。

草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分。目前，在生物多样性与生态系统功能研究中，草地生态系统备受关注。

一、草地植物多样性主要研究内容

1、环境因子与草地植物群落多样性之间的关系

环境因子与植物多样性之间的关系是生物多样性研究领域的重要内容之一。国内外一些学者对草地生态系统的研究表明，草地物种多样性随降水量的增加而增加，与温度也表现出一定的相关性生长的基本立地条件，土壤园子与草地植物多样性的关系也颇受广大学者关注。有关研究表明，土壤的盐碱度、pH值、有P、有效K、全N与草地植物群落的多样性指数有显相关性。

海拔梯度由于包含了温度、湿度和太阳辐射等环境因子而成为生物多样性梯度格局研究的重要方面。目前的研究侧重于不同海拔梯度下，物种丰富度指数和多样性指数的变化。马克平等研究明，亚高山草甸群落的物种丰富度和多样性指数随海拔升高而下降。方精云等、贾宝全等山植被的研究也支持这一结论。郭正刚等究表明，物种丰富度和多样性指数随海拔升高而表现为单峰格局。物种多样性随海拔梯度变化而表现出多种形式，国内学者的研究结果与Yoda的“负相关”和Whittaker提出的“中度高等膨胀”结论一致，这也是最为常见的两种变化形式。

2、生态系统功能与草地植物群落多样性之间的关系

生态系统功能与物种多样性的相互作用是生物多样性研究领域的核心内容之一，而生态系统的生产力水平是其功能的重要表现形式。Tilman在验条件下，对147块草地样方的研究表明，群落的产力随着植物多样性的增加而提高。欧洲7个国家进行的Biodepth实验表明，在480中，物种多样性的减少导致生产力降低。国内学者的研究表明，物种多样性与生产力表现为正相关、单峰格局、对数关系等。

3、生态系统稳定性与草地植物群落多样性之间的关系

生物多样性与生态系统稳定性之间的关系是生物多样性研究领域的焦点，也是一个长期争论的话题。20世纪50年代，MacArthur和El样性一稳定性假说，该假说认为，群落生态系统越简单越不稳定。到70年代，May等科学家运用数学模型对该假说提出了质疑，他认为生态系统的稳定性随物种多样性增加而下降。T11man用草地受控试验研究表明，较高的物种多样性可以提高草地生态系统的稳定性。Pfisterer表明，物种多样性与稳定性存在负相关关系。众多的理论和实验研究表明，生物多样性与稳定性趋于正相关，但多样性并不是导致稳定性的驱动因子。近期的研究结果表明，草地生态系统的稳定着组织等级水平而提高，群落水平的稳定性可能源于物种水平和功能群水平之间的互补作用。

二、研究地区概况

南京中山植物园坐落于南京市东郊的国家级钟山风景区内，占地186公顷，背倚苍翠巍峨的钟山，面临波光潋滟的前湖，傍依古老壮观的明城墙，遥对闻名中外的中山陵。园中气候温和、植被茂盛、融山、水、城、林于一体，秀色天成，风光旖旎，既是一个独具魅力的旅游胜地，又是一个奥妙无穷的植物王国。七十年来，经过植物园几代人的不懈努力，南京中山植物园已成为一座享誉中外，集科研、科普和游览于一体的综合性现代化植物园。作为中国中、北亚热带的植物研究中心，植物园保存植物3000种以上；建成专类园（区）10个；拥有馆藏标本70万份；设有观赏植物中心、药用植物中心、植物信息中心、植物迁地保护重点实验室和华东地区最大的植物标本馆。

三、测度方法在草地植物群落多样性研究中的应用

（1）样地确定：在中山植物园的一块空地中随机选取1m*1m的样方。

对该样方中的植物进行识别和计数，得到的物种及其对应的数量如下：

１

２

测定多样性的公式很多，这里仅我们这里仅选取其中几种有代表性的作一说明。

1.、丰富度指数

物种丰富度分为绝对物种丰富度和相对物种丰富度。

(1) 绝对物种丰富度。绝对物种丰富度是最简单、最古老的物种多样性测度方法。它是指单位面积内物种的数目，反映一个群落或生态环境中物种数目的多寡。Patrick(1949)绝对物种丰富度指数表达式为：D=S 。

式中 D ——绝对物种丰富度；

S ——调查到的单位面积内的物种种类数。

(2) 相对物种丰富度。为了便于各物种之间进行比较，可用相对物种丰富度表示，即用物种数目与样方大小或个体总数的不同数学关系来测度。当研究对象是整个群落时，相对物种丰富度可用Monk(1967)指数进行表达，其计算公式为：D=S/N 。

式中 D ——相对物种丰富度；

N ——所有物种的个体数之和，即所有物种的总个体数。

2.、多样性指数

(1)Simpson 优势度指数：它假设从包含N 个个体的S 个种的集合中（其中属于第i 种的有Ni 个个体，i=1,2,…,S,并且∑Ni=N ）随机抽取2个个体并不再放回。当值越大，表示优势度物种越小，亦表示奇异度越高。

公式为：()()[]2111/11∑∑-=---=i i i P N N N N H 。

式中 i P ——属于物种i 的个体在全部个体中的比例。

(2)香农-威纳指数（Shannon-Weiner index ） ：如果从群落中随机地抽取一个个体，它将属于哪个种是不定的，而且物种数目越多，其不定性也越大。因此有理由将多样性等同于不定性，并且两者用同一度量。信息论中熵的公式原来是表示信息的紊乱和不确定程度的，我们也可以用来描述种的个体出现的紊乱和不确定性，信息量越大，不确定性也越大，因而多样性也就越高。其计算公式为：

()

i i P P H ln 2*-=∑。

式中 2H ——Shannon-Weiner 指数；

i P ——第i 个物种的个体数占所有物种总个体的比例。

3、物种均匀度指数

多样性指数应当同时反映群落中物种数目的变化及种群个体分布格局的变化，或说多样性指数同时对物种数目的变化和种群个体分布格局变化是敏感的。因此，均匀度(evenness)是群落多样性研究中十分重要的概念。均匀度是指群落中不同物种的多度（生物量、盖度或其他指标）分布的均匀程度。

Pielou 均匀度指数。Pielou （1969）把均匀度(J)定义为群落的实测多样性与最大多样性（即在给定物种数S 下完全均匀群落的多样性）之比率，即：

()()()S P P J i i ln /ln ∑*-=。

四、结果与分析

对采集的数据进行处理，得到各物种个体数占所有物种总个体数的比例i P 。