群落参数统计分析及其在dps软件上的实现

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1、第一讲群落参数统计分析及其在DPS软件上的实现第1节植物群落多样性的测度方法群落多样性就是指生物群落在组成、结构、功能和动态方面表现出的丰富多彩的差异。群落多样性是生物多样性的各个层次中研究最早的层次，不论从概念上还是测度方法上都相对比较成熟，研究内容主要侧重于群落的组成和结构的多样性。这里将从群落内的多样性（α多样性）和群落间的多样性(β多样性)两个方面对生物群落多样性最常见的测度方法予以简述。一、α多样性的测度方法α多样性的测度又可分成四类：①物种丰富度指数；②物种相对多度模型；③物种丰富度与相对多度综合形成的指数，即物种多样性指数或生态多样性指数；④物种均匀度指数。(一)物种丰富度指

2、数物种丰富度（S）即物种的数目，是最简单、最古老的物种多样性测度方法。直至目前，仍为许多生态学家，特别是植物生态学家使用。如果研究地区或样地面积在时间和空间上是确定的或可控制的，则物种丰富度会提供很有用的信息。否则，物种丰富度几乎是没有意义的。因为物种丰富度与样方大小有关。为了解决这个问题，在植物多样性研究中，一般用单位面积的物种数目即物种密度来测度物种的丰富程度，一般用每平方米的物种数目表示。物种丰富度还可以用物种数目与样方大小或个体总数之间的关系(d)来测度。已有多种此等指数提出，其中比较重要的有：dgl＝S/lnA(Gleason，1992)dmg＝(S－1)/lnN(Margale

3、f，1958)1/2dme＝S/N(Menhinick，1964)dmo＝S/N(Monk，1966)式中，S为物种数目；N为所有物种的个体数之种；A为样方面积。有些群落组成很简单明了，以至于所有存在的物种全部可以调查计数，那么这个值就是最简单的物种丰富度(richness)的指标。但并非所有群落内物种都能查清楚，如昆虫群落、热带植物、土壤无脊锥动物群落。当只有抽样资料时，如何估计整个群落中种的丰富度？DPS系统对群落内样方调查资料，采用一种非参数估计方法⎯⎯刀切法(jackknife),根据稀有种在各样方出现的频率来估计群落内物种的丰富度(Heltshe&Forrester,1983a)

4、。在应用刀切法估计群落丰富度前，须将一系列群落样方资料整理成表17−2形式：表17−2采用刀切法估计群落丰富度样方抽样资料整理格式*样方物种ABCDEF和1100110320100003311111054010010251111116600001017001111481100114*表中1表示存在，0表示不存在。1即对每个样方只记载有(用1表示)或没有(用0表示)，这在DPS平台上是自动进行的。计算抽样中稀有种(uniquespecies)数量，稀有种的定义是只在一个样方中且仅出现一次。稀有种是指在样方中出现或不出现，而不是指数量上的多寡。按HeltsheandForrester(1983

5、b)提出的刀切法，物种数量可根据下式进行估计：SS∃⎛n−1⎞=+⎜⎟⋅k⎝n⎠式中S∃物种丰富度的jackknife估计值，S为在n个样方中已经观察到的物种总数，n为抽样的总样方数，k为稀有种的数量。⎛n−1⎡sk2⎤⎞2采用刀切法估计物种丰富度的估计方差VS=⎜⎟⎢∑()jfj−⎥。⎝n⎠⎣j=1n⎦式中fj为含j个稀有种样方的数量(j=1,2,⋯,S),k为稀有种数量,n为抽样总样方数。根据方差VS可以得到物种丰富度刀切法估计的置信限St∃±αVS，式中tα为自由度为n-1，置信水平为α的Student’st值。附：DPS平台的处理方法计算前先编辑数据，数据编辑格式是每一行放一个样方

6、所查得的生物物种数量。然后定义数据块：如在10个样方中，共查到14个生物物种(HeltsheandForrester,1983b)资料，试根据这批数据采用刀切法估计群落的丰富度。首先将调查资料按如下方式编辑数据并定义数据块,再在菜单方式下选择“专业统计→群落参数统计→群落丰富度计算”菜单。样方SbNsPlSrEhHfCcSvHgBcMbAaNtTs102010112000008213210010010000363214011200013501441440221000001019551000000000003622106010000020227131001000000006840100000

7、000018执行分析计算后,给出结果为:实际物种数14，理论物种数18.5000，理论值的标准误2.0125，理论值95%置信限13.9475∼23.0525。注意，应用本方法估计群落的丰富度，其群落丰富度的估计值通常是偏大(HeltsheandForrester,1983)；而估计误差(S)通常偏小。从刀切法的估计公式可以看出，最大的估计值可能达到观察值（实际物种数量）的两倍，故该方法不宜用于稀有种数量很多的情形，同样