群落物种多样性测定-2010

1、群落的物种多样性测定2010.5.5实验目的温习物种多样性指数的温习物种多样性指数的特点特点及其生态学及其生态学意义意义熟悉熟悉样方法样方法在野外调查中的应用，掌握常用在野外调查中的应用，掌握常用物种多样性指数的物种多样性指数的计算计算方法方法比较不同生境物种多样性的比较不同生境物种多样性的差异差异，验证物种，验证物种多样性理论多样性理论 实验理论生物多样性 Biodiversity Biodiversity：生物生物的多样化、变异性以及的多样化、变异性以及生境生境的生态复杂性的生态复杂性分为分为遗传遗传多样性、多样性、物种物种多样性和多样性和生态系统生态系统多多样性三个层次样性三个层次 -

2、-多样性指数、多样性指数、-多样性指数、多样性指数、-多样多样性指数，以及性指数，以及多样性多样性实验理论物种多样性 Species diversity Species diversity包涵包涵丰富度丰富度、均匀度均匀度/ /异质异质性性两层涵义，标志着群落两层涵义，标志着群落组织水平组织水平及其及其功能特性功能特性种数多，多样性大；各个种的相对密度均匀，异种数多，多样性大；各个种的相对密度均匀，异质性程度大质性程度大 物种多样性高、群落结构复杂、稳物种多样性高、群落结构复杂、稳定性高；反之，抗干扰和受损恢复能力弱定性高；反之，抗干扰和受损恢复能力弱丰富度指数：丰富度指数：GleasonGl

3、eason或或MargalefMargalef；多样性指数：；多样性指数：辛普生或香农辛普生或香农维纳指数等维纳指数等实验理论丰富度指数 Gleason Index （da）：式中： S 为样地物种数；A为样地总面积daS/ lnA 最简单最简单、最古老最古老的物种多样性测定方法，至的物种多样性测定方法，至今仍在使用；表明一定面积生境内物种数目今仍在使用；表明一定面积生境内物种数目实验理论Simpson多样性指数 Simpsons diversity Index Simpsons diversity Index （辛普森辛普森, ,D D）：）：211()siiDp 式中：D=多样性指数；S=

4、物种数； Pi= ni/N（ni=i种个体数，N=全部个体），第i个物种的相对丰度（占所有物种总个体数的百分比）。 表征表征丰富度丰富度+ +均匀度均匀度实验理论Shannon-Wiener指数 Shannon-Wiener Index Shannon-Wiener Index （HH）：）：1( )(log)sixiiHPP 式中：H=多样性指数；Pi、S同前； x根据具体需要可取2，10或e。 表征物种个体出现的不确定，表征物种个体出现的不确定，丰富度丰富度+ +均匀均匀度度实验理论种间相遇几率 PIE Index PIE Index （PIElou PIElou 种间相遇率指数种间相遇率

5、指数）：）：1()()1SiiinNnPIENN式中：PIE=种间相遇率；N=所有种的个体总数；S=物种数；ni=第i种的个体数物种在物种在随机随机情况下，个体之间相遇的比例情况下，个体之间相遇的比例实验理论均匀度指数 Pielou Index （均匀度指数）：J = H/Hmax = H/ lgS式中： H为香农-维纳指数 S为样地物种数（底数选2/e/10，与分子同）群落中不同物种多度分布的群落中不同物种多度分布的均匀程均匀程度度实验方法样方法主观取样法（代表性样地法/标准样方法/典型样地记录法）客观客观取样法（随机/分层/系统/无样地取样法）根据主观判断（根据主观判断（经验经验），人为选

6、择），人为选择“典型典型”样地样地调查。优点是调查。优点是简便迅速简便迅速、省时省力省时省力；缺点是不能进行；缺点是不能进行显著性检验，无法确定置信区间和预测可靠程度。显著性检验，无法确定置信区间和预测可靠程度。每样地被抽取的每样地被抽取的概率概率已知，可以计算置信区间，已知，可以计算置信区间，知道可靠程度，因而知道可靠程度，因而普遍普遍使用。使用。实验器材每组配备：每组配备： 皮尺、筷子；皮尺、筷子； 钢笔、记录本、文件夹；钢笔、记录本、文件夹； GPSGPS； 植物标本采集箱植物标本采集箱/ /工具袋一只。工具袋一只。 实验步骤样地选择与样方设置样地选择与样方设置在在人工林人工林、林林-

7、-草草结合带、结合带、草地草地、天然次生、天然次生林的林的阴阴/ /阳坡阳坡等生境中设置样方；等生境中设置样方；样方大小样方大小灌木灌木(25) m(25) m，乔木乔木(510) m(510) m，草本草本1 m1 m；每木本样方内调查草本小样地每木本样方内调查草本小样地35个，样方个，样方的间隔距离不小于样方边长的的间隔距离不小于样方边长的5倍。倍。实验步骤样方调查样方调查在每种生境，观察、记录：地形地貌；天在每种生境，观察、记录：地形地貌；天气；环境异质性气；环境异质性/群落均一性；人为干扰；优势群落均一性；人为干扰；优势种、林地分层、主要种生活型；种、林地分层、主要种生活型；总体盖度及

8、优总体盖度及优势种盖度、群落季相势种盖度、群落季相。样方调查时，观察、记录样方调查时，观察、记录种数、层盖度种数、层盖度及及每种的个体数每种的个体数、盖度盖度（冠（冠/ /丛径）、丛径）、高度高度、物候。、物候。实验步骤样方调查样方调查所属层所属层种类种类数量数量高度高度盖度（冠幅盖度（冠幅/ /丛径）丛径）物候物候乔木乔木灌木灌木草本草本植物群落多样性调查记录表植物群落多样性调查记录表样地编号：样地编号： 样地面积：样地面积： 调查日期：调查日期： 调查人：调查人： 地理位置：地理位置： 地貌类型：地貌类型： 海拔：海拔： 坡度：坡度： 坡向：坡向： 群落描述：群落描述： 土壤状况：土壤状况

9、： 总盖度：总盖度： 生境描述：生境描述： 实验步骤数据整理数据整理由于在群落中所占空间不同，对群落的结构、由于在群落中所占空间不同，对群落的结构、外貌、功能、动态等的作用也不同，特别是外貌、功能、动态等的作用也不同，特别是个体差异悬殊，一般个体差异悬殊，一般分层分层测度多样性测度多样性由于不同层次的物种对群落的贡献不等价，简由于不同层次的物种对群落的贡献不等价，简单的单的累加累加并不能真正反映群落总体的多样性并不能真正反映群落总体的多样性特征，进行群落间比较可能会导致特征，进行群落间比较可能会导致错误错误采用反映采用反映生产力生产力的的叶层相对厚度叶层相对厚度（RH）和）和相对盖度相对盖度（

10、RC）之和的平均数作为加权参数，即：之和的平均数作为加权参数，即：Wi（RHiRCi）/2RHiHi/Hi，Hi 为第为第i 层叶层厚度（层叶层厚度（i1，2，3）；）；RCiCi/Ci，Ci 为第为第i 层盖度；乔木层叶层（林冠）厚度按平均高层盖度；乔木层叶层（林冠）厚度按平均高度度1/3 计算，灌木层按计算，灌木层按12 计算，草本层按草本层高度计算。计算，草本层按草本层高度计算。XtX1W1X2W2X3W3Xt 为群落总体物种多样性指数，为群落总体物种多样性指数，X1，X2，X3 分别为乔木分别为乔木层、灌木层、草本层物种多样性指数层、灌木层、草本层物种多样性指数实验步骤汇总对比汇总对比

11、实验步骤结果分析结果分析计算多样性指数，比较不同生境（草地计算多样性指数，比较不同生境（草地- -天天然林地、天然林人工林、草地林草结合带、然林地、天然林人工林、草地林草结合带、天然林阴坡天然林阳坡）间的差异，分析主天然林阴坡天然林阳坡）间的差异，分析主要影响因素。要影响因素。实验报告样方所在生境描述（样方所在生境描述（地理坐标、群落特征等）地理坐标、群落特征等）；数据整理与计算：数据整理与计算：各有关指数；各有关指数；对比分析与讨论：对比分析与讨论：比较比较人工林人工林- -天然林天然林、草地及林草地及林- -草结合带草结合带、阳坡阳坡- -阴坡阴坡多样性指数多样性指数，结合群落多样结合群落多样性性理论理论及及生境生境条件，分析群落多样性指数差异及其条件，分析群落多样性指数差异及其与所