实验2植物群落数量特征的调查

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1、基础生态学实验淮阴师范学院生科院实验二、植物群落数量特征的调查一、目的和意义1.学习利用样方法进行植物群落数量特征的野外调查。2.掌握对群落中物种的相对重要性进行综合评价的方法。3.加深对调查地区植物群落的种类组成特征、分布规律及其环境的相互关系的认识。4.提高从事生态学野外调查工作的能力。二、一般原理（一）取样方法群落调查是群落生态学研究的一项重要的基础工作。在进行群落调查时，由于人力、物力和时间的限制，一般只能抽取其中的一部分作为样本来获取数据并进行分析，进而推断群落总体的特征，这个过程称为“取样(sampling)”。为了既保证取样研究的结果能够反映群落总体的

2、特征，又使取样所花费的人力，物力和时间尽可能少，选择合适的取样方法是至关重要的。1.取样方法类型依据样地设置方式的不同，可将取样方法分为两大类型：（1）主观取样法即根据调查者的主观判断，认为选择能代表群落特征的“典型”样地进行调查。其优点是简便迅速、省时省力，对于有经验的调查者有时可获得很有价值的结果，尤其在大范围路线调查中常常被采用。但是，该方法不能对调查得到的估计量进行显著性测验，无法确定其置信区间和预测可靠程度，因此受到统计学家的质疑。（2）客观取样法（随机取样法）包括简单随机取样、系统取样和分层取样。在利用本方法时，每个样地被抽取的概率是已知的，因此可以计算

3、估计量的置信区间。明确知道样本代表性的可靠程度。客观取样是生态学研究中普遍采用的方法。当具体进行野外调查时，可根据研究目的和研究对象的特点选择不同的取样方法。当对研究对象的性质不了解时，最好能比较几种取样方法的效果，然后确定最佳方法。样地设置确定之后，还需要进一步确定在样地中获取数据的方法。有若干技术可以用于定量研究陆生植物群落的组成和结构特征，其中样方法应用最为广泛。2.样方法样方法是依据一定的样地设置方式，在所需研究的群落类型中确定若干一定面积的样地作为整个研究区域的代表，然后对各个样地进行详细调查，以样地调查结果估算群落总体。利用样方法获得的研究结果是否能够客

4、观反映群落的特征，与样方的形状、大小、数量和空间配置等有密切的关系（1）样方形状的确定样方可以有多种形状，最常用的是方形样方。方形样方的周长与面积比较小，因而边际影响的误差较小。圆形样方（即样圆）的周长与面积比更小，但在森林和灌丛中设置圆形样方困难。长方形样方受到的边际影响较正方形样方大，但一些研究表明长方形样方较同样数目同样面积的正方形样方可以包括群落中更多的变异，因此能更好地进行植被组成的分析。在设置长方形样方时，最好使样方的长轴方向与环境梯度的方向平行，以便更好地反映环境梯度变化对群落特征的影响。（2）最小样方面积的确定样方大小的确定，首先需要考虑群落的类型、

5、优势种的生活型以及植被种类组成的均匀性等，一般应略大于群落最小面积即群落中大多数种类都能出现的最小样方面积。常由种-面积曲线来确定群落最小面积，具体方法为：首先确定一个小样方，统计其物种数；随后按照一定方式使样方面积逐次扩大，逐一统计新增加的物种数，直到基本不再增加新物种为止。以种类数为纵坐标，样方面积为横坐标，绘制种-面积曲线（图1）。常用的判断方法有3种：①将曲线由陡变缓的转折点所对应的样方面积视为最小群落面积；②由于转折点的位置与两个坐标轴刻度的比例大小有关，因此有学者提出应将样方面积扩大10%而种数不超过10%作为确定最小样方面积的标准，而当面积增加10%而

6、种类仅增加5%时，可获得最小面积的较保守值；③将包含群落总种数84%的面积作为群落最小面积。样方面积的扩大有多种方法，目前最常用的是巢式样方法（图2）图2巢式样方法法国学者将巢式样方法标准化用于研究世界各地不同植被类型的种类数目特征。所采用的样方面积依次为1/64m2(0.125m×0.125m)、1/32m2(0.125m×0.25m)、1/16m2(0.25m×0.25m)、1/8m2(0.25m×0.5m)、1/4m2(0.5m×0.5m)、1/2m2(0.5m×1m)、1m2(1m×1m)、2m2(1m×2m)、…、512m2等。根据大量的研究结果，不同群落

7、类型的最小面积大致为：地衣群落0.1-0.4m2，苔藓群落1-4m2，草本植物群落1/2-4m2（常用1m2），灌丛群落4-16m2，（常用5m×5m），北方森林需100-400m2（常用10m×10m），热带雨林则需要1000-2000m2以上，（3）最小样方数目的确定样方数目需根据群落类型、性质和结构而定。一般来讲，取样误差与取样数目的平方成反比，而且每个样方中的平均个体数（或其他特征）也随样方数目的变化而变化。随着样方数目的增加，平均数的变化幅度逐渐减小。变化幅度小于允许幅度（如5%）时所对应的样方数目即可认为是所需的样方数。根据内蒙古草原的研究，对于种类