实验2植物群落数量特征的调查.ppt

1、基础生态学实验，淮阴师范学院生科院，实验二，植物群落数量特征调查，一、目的和意义，一.学习取样方法对植物群落数量特征进行野外调查。 2、掌握综合评价群落中物种相对重要性的方法。 3、加深对调查地区植物群落种类组成特征、分布规律及其环境相互关系的认识。 4 .提高从事生态学野外调查的能力。 二、一般原理、(一)采样方法群落调查是群落生态学研究的重要基础工作。 在进行群落调查时，由于人力、物资、时间的制约，只抽取其中的一部分作为样本取得数据，进行分析，推定群落整体特征的过程称为“抽样(sampling )”。 为了在抽样研究结果反映群落整体特征的同时，尽可能减少抽样所耗费的劳力、物资和时间，选择合

2、适的抽样方法是非常重要的。 1、采样方法的类型因采样方式而异，(1)主观采样法可以根据调查者的主观判断，选择可以代表群落特征的“典型”样本进行调查。 其优点是简便、快速、省时，对于有经验的调查者来说，可能会得到宝贵的结果，特别是在广泛的路线调查中被采用。 但是，利用该方法无法显着测试通过调查得到的估计量，无法确定置信区间和预测置信度，因此受到统一校正学者的质疑。 (2)客观采样法(随机采样法)包括简单随机采样、系统采样、分层采样。 利用本方法，可以校正估计量的置信区间，因为针对每个样本提取的概率是已知的。 明确知道样品的代表性的信赖度。 客观抽样是生态学研究中普遍采用的方法。 具体进行野外调查

3、时，可以根据研究目的和研究对象的特征选择不同的采样方法。 如果不知道研究对象的性质，最好能比较几种取样方法的效果，决定最合适的方法。 样本设定确定后，需要进一步决定用样本获取数据的方法。 有几种技术用于定量研究陆生植物群落的组成和结构特征，其中样品方法应用最广泛。 2、样品方法样品方法根据一定的样品设置方式，在需要研究的群落类型中将一定面积的样品确定为研究区域整体的代表，对各个样品进行详细调查，根据样品调查结果对群落整体进行估计。 样品方法得到的研究结果能否客观反映群落特征，与样品的形状、大小、数量、空间布置等密切相关；(1)样品形状的确定样品有多种形状，最常用的是方形样品。 由于方形样品的周

4、长和面积比较小，极限影响的误差小。 圆形样品(即样品圆)的周长和面积比较小，但是在森林和灌木上设置圆形样品比较困难。 长方形样本受到的极限影响大于正方形样本，但长方形样本可以在群落中包含比相同数量、相同面积的正方形样本更多的变异，从而更好地进行植被组成分析。 在设置长方形样品时，最好使样品的长轴方向与环境梯度方向平行，更好地反映环境梯度变化对群落特征的影响。 (2)最小样品面积的确定样品大小的确定，首先需要考虑群落的类型、优势种的生活型以及植被种组成的均匀性等，一般来说，应该比群落最小面积，即群落的许多种类可以出现的最小样品面积稍大。 群落的最小面积往往由种面积曲线决定，具体的方法是，首先决定

5、小的样品方，然后以一定的方式逐渐扩大样品面积，逐一修正新增加的种数，直到新种几乎不增加为止。 以种类数为纵轴，样品面积为横坐标，描绘种面积曲线(图1 )。常用的判断方法有3种。 将与曲线突然变缓的拐点对应的样品面积视为最小群落面积转换点的位置与两个坐标轴刻度的比例大小有关，因此提出将样品面积扩大10%，种数不超过10%作为确定最小样品面积的标准，面积增加10% 将包含群落总种数84%的面积作为群落最小面积。 样品面积的扩大有多种方法，目前最常用的是嵌套模式方法(图2 )、图2嵌套模式方法，法国学者将嵌套模式方法标准化，研究世界各地不同植被类型的种类数量特征。 采用的样品面积依次为1/64m2

6、(0.125m0.125m )、1/32m2 (0.125m0.25m )、1/16m2 (0.25m0.25m )、1/64m2 (0.125m0.125m )。 大量研究结果表明，不同群落类型的最小面积为地衣群落0.1-0.4m2、苔群落14m2、草本植物群落1/2-4m2(常用1m2)、灌木群落4-16m2、(常用5m5m )，一般采样误差与采样数的平方成反比，各样品中的平均个体数(或随着样本数的增加，平均数的变化幅度逐渐减小。 对应于变化幅度小于可允许幅度(例如，5% )的样本数目可以被视为需要数目。 内蒙古草原研究表明，在种类组成和地上生物量等数量指标调查中，6个0.5m2 (0.5

7、m1m )样品和4、5个1m2 (1m1m )样品均获得满意结果。 (4)样品配置方式的确定传统的样品方法是将各个样品以一定的方式隔开间隔设置在应该研究的群落中。 这种布置方式的最大缺点是分析结果受样本尺寸的限制，难以反映不同空间尺度上的特征和环境变化的相互关系。 一种改进的示例可以是使用将由多个连续样本方向(也称为相邻样本方向晶格)组成的样本方向、或设置样本频带的方法来研究，在空间结构分析中这尤其重要。 样品侧的大小由群落类型和研究目的决定。 一般草本植物群落优选0.1m0.1m，灌木群落优选2m2m，森林群落优选5m5m以上。 (二)植物群落数量特征的描述和测度种类组成是群落最基本的特征。

8、 1 .个体数：密度和多度(1)密度(Density，d )单位空间中某种个体数的实测值。 乔木、灌木、群生草本一般按植株或株丛计数，根茎植物按地上枝条计数。 用样品法修订密度时，以植物根是否在样品内为准。 密度是平均值，受种群空间分布结构的影响，应该说明进行不同群落比较时使用的样品大小。 (2)多度(Abundance，a )以预定的数量水平目视估计每单位面积的植物个体的相对多少。 其中德氏多度最常用，由Drude首先应用命名。 这种多度概念来自欧洲，以后为苏联学派所采用。 我国由苏联引进，现在已经不多用了。 有6个多度水平和2个活度水平，都是以植物种类为单位，可以推定乔、灌溉、草的层次。

9、多度水平： Cop3多的Cop2多Cop1还多Sp少分散Sol少或个别Un单株的生活度水平： soc个体相互靠近扩大或背景化的gr生长在小块或小块。 可以连续使用多次和聚生度。 例如，Cop3、soc多，变成大块Sp、gr少但是小块聚集。(1)盖度(Coverage，c )指植物展望罩的程度，不仅在一定程度上反映了植物利用及影响环境的强度，特别是植物光合作用状况及其与其他物种的相互关系(如枝叶竞争等)，而且与植物的多度、频度、生活型等重要特征有关的盖度指投影盖度测量投影盖度基盖度、盖度的方法很多，可以大致分为目视推测和定量测量。 我认为目视是在粗略的野外调查中经常采用的方法。 根据目视结果，将

10、种类的盖度分为不同的盖度等级，经常使用Bruan-Blanquet 5级制。 等级1:5%； 等级6%-25%，等级26%-50%； 对于4级： 51%-75%、5级： 76-100%草本植物的投影强度，除了可以直接目测估计外，还可以将预先制作的一定面积的网格放置在样品侧，目测估计掉落在草丛中的网格数。 在样品地内亮度的变化幅度大的情况下，需要按照植被度区分样品地，分别推定各小区的亮度之后，按照小区地的比重修正亮度的加权平均值。 目测法简单快捷，但所得结果仅用于群落特征比较，不能用于统一修订分析。 因此，对群落特征进行数量分析时，需要定量测量盖度。 在实际调查中，草本植物的盖度大多通过样品内实

11、测作图、样品线法以及点样法等进行定量测量，乔木的基盖度测量树干的圆周和直径，通过圆面积公式能够修正的投影盖度是在相互正交的方向上测量树冠的长径和短径，求出其平均值，使用圆面积公式(1)盖度(总盖度、层盖度、种盖度)群落的总盖度是指，原本生活在一定地面积内的植物复盖地面的百分率。 全部复盖地面，其总盖度为100。 种盖度是指各层中每个植物种的全部个体的盖度，一般可以通过目视来估计。 盖度小的种子，可以只数一点，也可以记为不到1%。 的双曲馀弦值。 2、空间利用：盖度和高度，3 .物质生产和积累：重量和体积，4 .群落中的水平分布情况：频度=某植物出现的样品数/样品总数100 5 .综合指标：重要

12、值和综合优势比重要值=相对密度相对基础盖度(相对优势度)相对频度综合优势比=(密度比盖度频度比高比重比) 100 物候期的记录是全年连续定时观察的指标，因为群落物候反应季相和外观，在一次调查中记录群落中各种植物物的草本群落的调查中更为重要。 物候期的划分和记录方法多种多样，有5个物候期，如营养期、蕾期、开花期、结果期、休眠期。 经过多年的实践，(1)营养期： -或不记得；(2)蕾期或抽穗期： v； (3)开花期或孢子期： o； (4)结果期或结果期： (5)落果期、落叶期或枯黄期： (6)休眠期或枯死期：如果某植物同时处于蕾期、开花期、结果期，则选择一定的面积，其中一个物候期达到50%以上，其

13、他物候期用括弧包围，如开花期达到50%以上实验材料和设备、样本块、绳(或皮卷尺)、钢卷尺、方格纸、计算器、铅笔、橡皮、十字架(边长1m )、细铁针、记录表、野外调查表、剪刀、塑料袋、四、实验程序、1 .根据地域特征，适当的自然群落(如草原选取的样品地应该能够代表群落的基本特征，因此选择群落作为典型地区(群落交错调查除外)，且需要充分的面积。 2、样本面积、样本数量及其空间配置方式采用确定嵌套方式逐渐扩大样本面积(草本植物群落可从1/64m2样本开始)，逐个记录新增加的种子，根据调查结果绘制种子面积曲线，依据原理部分介绍的3个标准之一进行群落通过绘制滑动平均值或方差对样本数的变化曲线来确定最小样

14、本数，或者基于教师在野外的工作经验来确定。 根据调查地区的环境特征和群落水平分布情况，探讨确定了合适的样品配置方式。 例如，在湖岸湿地植被的调查中，在与湖岸垂直的方向(主要是沿着水分梯度变化的同时，也受到小地形、土壤盐碱度、养分状况、被认为是干扰等其他环境因素的影响)上制作几个样本带，进行系统的采样和分层的采样3、抽样调查4或5人一组，在选定的抽样面积内进行调查。 每组调查两个或三个样本。 需要调查和记录的主要内容如下。 (一)样地的地理位置、生境、人类活动的影响。 包括调查地点名称、纬度、周围环境(河流、道路、村及相邻群落类型等)、地形(包括海拔、坡地、坡度、地形起伏及侵蚀状况等)、地表状况

15、(地面的展望复盖、湿地的积水状况等)、土壤特征(土壤) (2)群落整体特征。 包括植被类型、群落外观、季相、成层现象、水平镶嵌现象等。 (3)定量调查植物群落的数量特性，将调查结果记录在野外调查表上(表1 )。 对于无法正确鉴定的植物，应仔细记录植物编号，将标本带回室内进一步检索鉴定。 测定其他数量特征后，直接采用收割法测定草本植物群落地上部分的生物量。 将样品内的植物从地面上切下(尽量从地上部分和根部分界处切下，连接禾本科植物的各部分，注意进一步鉴定地上部分的生物量，准确测量)，每种植物放入塑料袋，写上标签，测量新鲜重量。 由本实验得到的资料用于校正各种重要值和综合优势比，之后的实验排序和聚

16、类分析，因此需要取得正确的数据，尽可能将立体空间的图像数据化。 样品法调查的数据数量统一简单，密度和重量两个数量指标测量简单可靠。 但是，频率的测定受样品尺寸的影响很大，复盖度(特别是草本植物复盖度)的测定也多不比其他方法(样品线法和点样品法等)客观。 草本植物群落的调查中，特别是草丛密集的情况下，不同种类的盖度难以确定，密度的测定也困难。 现在，作为学习的一种，一律用抽样方法进行调查测定。 湿地植被调查需要采集土壤样品进行进一步分析(如土壤含水量、pH、盐碱度、总有机质、总氮、总磷等)。 至少应该采集土壤样品带回室内测定土壤含水量。 4、室内测定主要包括(1)植物标本的进一步检索鉴定。 (2)植物干燥重量的测定。 将带回的生物量样品放入信封和纸袋中，立即放入干燥箱中干燥65-80，干燥至恒重(一般约8-10h )，测定干燥重。 (3)土壤含水量的测定。 取出土壤样品10g放入已知重量的铝箱中，放入干燥箱105中干燥至恒重(一般约6h )，取出后放入烘干机内，一般冷却20min即可称量。 g0、g1和g2分别表示铝箱的重量、铝箱的湿样品的重量、铝箱的