精选欢迎下载实验2植物群落的调查及分析植物群落的调查目的：a.a.对不同群落相互比较、进行分类，以达到认识和识别群 落的目的b.b.将植物群落的分布或变异和生境条件的变化加以比较，阐明群落与 环境的联系c.c.对同一群落类型进行分析，阐明它的内部结构与均匀程度d.d.将同一群落在不同时期加以比较，说明它的动态变化规律不管要达到哪个目的， 都要对群落进行调查 群落的数量特征是群落调查的重要内容， 在植物生态学日 益成为定量科学的今天，尤其如此植物群落的样方取样法适用于所有主要植物类群， 样方法可以取得群落结构、 组 成的定量数据， 是研究植物群落数量特征的主要方法， 它所获得的第一手资料详 细、可靠，可作为其他调查方法，如估算法、目测法精确程度的对照依据，因而 成为最广泛应用的植物群落取样技术在野外实习中要求学生必须掌握这个方法， 并学会分析、 整理样方法所获得的资 料，认识实习地区植物群落的特征及分布规律1 1 样方的设置及其面积和数目的确定实习地区的植物群落有多种类型， 各类群落所占据的空间和位置不同， 或大或小， 或连续或分散 因而在野外进行群落数量特征的研究， 涉及的对象是庞大的或无 法确知的整体，由于时间、空间和人力的限制，一般不可能，也不需要将全部对 象和所有地段进行全面的调查， 特别是数量特征， 更不可能全部查清。
所以一般 采用抽样调查技术完成这一任务， 其实质是通过调查具代表性、 有一定大小面积 的植物群落的各项特征， 以此估计、推断此类群落的整体特征 这种抽样技术选 取的测量地块一般为方形或长方形， 所以把这种调查方法称为样方法 （如果选取 的地块为圆形，则称为样圆法）用样方法调查植物精选欢迎下载群落时，将涉及样方的设置 （布局）、面积大小、数量等问题1.11.1 样方设置（布局）样方的面积，可能仅占某个植物群落在一个地段总面积的几百分之一或几千分之 一，在大范围内怎样合理设置样方， 直接影响着调查结果的准确性 样方的设置 有多种方式， 这里介绍三种常见的设置方法， 可根据调查的目的和群落的实际情 况而加以选用1代表性取样 就是从群落所在空间中，调查者主观选择认为有代表性的、典型 的或有某种特点的地段做为调查样方，虽然这样设置样方，调查获得的资料容易 有偏差或遗漏，因而没有系统设置方式真实， 也没有随机设置科学， 但因为较节 省人力、物力和时间，又能学到调查的基本方法，比较适于野外实习中采用实 际上，在某些情况下，这种样方设置方法往往成为唯一可供选择的方法2系统取样（规则取样、机械取样）就是严格按照一定的规则（方向和距离）确定样方位置，如梅花形取样、对角线取样、方格法取样等，在面积十分广阔的 森林和草地中这是一种通用的方法。
其优点是布点均匀， 定址简便 在群落调查 中，就是使样方以相等的间隔占满整个群落； 或在群落内设置几条等距离的样带， 然后把样方以相等的间距安排在这些样带上3随机取样 这种取样的基本原则是，使某类群落各个部分都有同等机会（等概 率）被抽取作样方随机确定样方的方法很多，通常可在两条互相垂直的轴上， 根据成对的随机数字来确定样方位置； 或通过罗盘， 在任意一个方向上， 以随机 步程法来确定样方地点，然后换过一个方向，再重复进行至于随机数字的获得，可用抽签、游戏纸牌或使用随机数字表来得到精选欢迎下载1.21.2 样方面积用多大的样方面积，直接影响调查植物群落的质量，应先确定某地、某植物群落 的最小样方面积其方法是：随机选取一个最小面积地块，统计其中植物的种类 和种数，然后逐渐向外扩展地块面积，每扩展一次，登记新发现的种类，当达到 一定样方面积后，种数不再增加，这时扩展后的样方面积就是该地段、 某种植物 群落的样方最小面积一般情况下，大多采用巢式扩展来确定样方最小面积 (表 3 3)已知样方最小面积的经验值分别是：草本植物群落 110m110m2灌丛 1610016100 m m2单纯针叶林 100100 m m2(1010X10X10)针阔混交林、夏绿落叶阔叶林 500500 m m2(2020X2525)亚热带常绿阔叶林 1000200010002000 m m2荒漠 128256128256 m m2沙漠 512512 m m2在野外实习时，可根据调查地区植物群落的实际情况参考使用。
表 3 巢式扩展确定最小样方面积12468 (编号代表巢式扩展顺序)35精选欢迎下载71.31.3 样方数目由于人力和时间的原因，调查的样方数目不可能 越多越好 地布置，至 V V 底确定多 少样方为宜，决定于调查地区植物群落结构的复杂程度如果群落的种类组成、结构较为简单，则少数几个样方便能很好地反映出群落的特征；当群落的结构复 杂且变化较大，植物分布不规则时，则应适当增加样方的数目，才能提高调查资 料的可靠性，但调查时还要考虑实习人力、物力和财力的可能根据统计检验理 论和实际工作经验，样方数一般 30503050 个比较适宜，由此统计运算的结果才能 比较真实地反映植物群落的面貌， 样方数太少则难以准确反映野外实习时让每 个小组做 30503050 个样方显然不可能，但各小组可对同一群落平行调查，然后将 各小组调查资料汇总进行统计、比较调查时要注意所有样方都必须依照顺序编 号，这样既可避免混乱，也便于以后整理2 2 植物群落样方调查内容和方法植物群落样方调查的内容涉及面很广， 野外实习只能着重调查环境因素与植物群 落的关系、植物群落的外貌特征以及植物群落的数量特征 这也是样方调查最为 主要的内容，能够基本上反映出植物群落的一般特征。
2.12.1 环境条件调查具体内容有地理位置、地形状况、海拔高度、坡向、坡度、表层岩石、土壤类型、 周围环境、人类影响、自然灾害等，将调查内容填入下表这些环境因素与植物 群落的关系极为密切，如海拔高度不同，不仅土壤类型不同，而且植物群落的分 布也不一样在调查时要精选欢迎下载对这些环境因素做详细的记录表 4 植物群落调查表调查者_调查日期_样方编号_样方面积_群落类型_群落名称_地理位置：经度_纬度地形海拔坡向坡度土壤、岩石、地下水位_微地形、地被物_周围情况_动物活动情况_经济特点及利用情况_2.22.2 植物群落的属性标志及其调查方法植物群落的属性标志包括群落的种类组成、 区系成分、生活型组成、植株物候期、 植物生活力， 以及植物间相互关系的其他表现， 如层和层片的分化等 属性标志 表现出群落的基本性质，是非常有用的精选欢迎下载（ 1 1）群落的分层结构 植物群落的成层现象是极其重要的特征 一般优势层能较 好地反映外界环境， 其他层则更多地表现出群落内部环境 层是群落的最大结构 单位，在很大程度上决定了群落的外貌特征和群落类型位置 群落调查一般均以 层为单位分别进行，森林群落一般分成乔木层、灌木层、草本（及小灌木）层、 地被层四个基本层。
每层内若由一些不同高度， 乃至有不同生态特征的物种构成 时，通常进一步细分为若干亚层藤本植物和附生植物被列入层外植物（或称层间植物），单做记载 2 2）群落的种类组成 种类组成是群落的另一实质性属性特征 登记每个样方所 有高等植物种类（分层进行）的工作必不可少， 需认真而仔细，同时采集标本（即 使自己以为认识），野外实习时学生不可能识别所有植物，尤其应该采集标本 不认识的种类可用采集号码代表，以后再定名订正登记植物种类时仍要遍查样方有无遗漏， 有些种类在样方中没有， 但分布在样方 周围，也要登记，并且将名单分别填入各层 3 3）生活型和生态类型组成 在天然和半天然植物群落中， 所有植物种类不可能 都属于同一生活型， 而是由多种生活型所组成， 因而为了更清楚地认识群落的生 态特征，调查时应把组成群落的植物种类所属的生活型和单因子生态类型尽量弄 清楚精选欢迎下载我国关于植物生活型的分类，一般采用丹麦学者 RaunkiaerRaunkiaer 的生活型系统和中 国植被一书中所制定的生活型系统RaunkiaerRaunkiaer 的生活型系统，强调植物营养 体对气候的适应，选择更新芽的位置作为划分生活型的依据，把植物生活型分为五类：a.a.高位芽植物(Ph)(Ph)，更新芽位于距地面 30cm30cm 以上，多为乔木；b.b.地上芽 植物(Ch)(Ch)，更新芽位于土壤表面至 30cm30cm 之间，多为灌木、半灌木植物；c.c.地面 芽植物(H)(H)，更新芽位于近地表面土层内，常被地被物覆盖，为多年生草本植物； d.d.隐芽植物(Cr)(Cr)，更新芽隐藏在地下或水中，为草本植物；e.e.一年生植物(Th)(Th)，靠种子越冬。
调查时据此仔细统计填写，然后加以讨论表 5 植物生活型谱表群落和生境 种 各生活型种数及所占百分率(%)附记特点 数 Ph Ch H Cr Th中国植被采用的生活型系统，是根据植物体态划分的，共分为十四类：乔木、 灌木、竹类、藤本、附生木本、寄生植物、半灌木和小灌木、多年生草本、一年 生草本、寄生草本、腐生草本、水生草本、苔藓和地衣、藻菌植物等实习时也 可参照这种划分原则，进行讨论分析(4 4)物候期 物候期指的是调查时某种植物所处的发育期， 可反映植物与环境的 关系，既标志当地相应的气候特点，又说明植物对各样方、群落内部不同位置的 小环境适应情况野外调查时，大体可分为萌动、抽条、花前营养期、花蕾期、 花期、结实、果（落）后营养期、（地上部分）枯死通常使用简单图象符号或 缩写字母代表，填写比较方便精选欢迎下载（ 5 5）生活力 在了解了各种植物所处物候期以后， 可以判断群落中各种植物生活 是否正常有力野外记录要求区分三级生活力：强：植物发育良好，枝干发达，叶子大小和色泽正常，能够结实或有良好的营养 繁殖中：植物枝叶的发展和繁殖能力都不强， 或者营养生长虽然较好而不能正常结实 繁殖弱：植物达不到正常的生长状态，显然受到抑制，甚至不能结实。
2.32.3 植物群落的数量标志及其调查方法 群落调查中定量测取植物个体、种群、层片、层等大小单位的生长和分布特征， 可以更为确切地反映群落发展变化的幅度和速度， 准确地了解植物群落特征， 阐 明各种植物之间的联系和影响， 估算潜在的的植物资源， 判别植物群落间类型的 差异程度提供有说服力的依据群落的数量特征调查，涉及的项目较多，其中较 重要的是密度、频度和优势度前面已经讲到，样方法主要是计算群落的数量特征而要计算先得有观测数据， 具体讲就是登记每个样方内所有的植物种类， 要分层次有顺序地进行， 如先登记 高位芽植物（乔木）、地上芽植物（灌木），再登记地面芽植物（草本）、隐芽 植物及地被物 此项工作是样方法非常重要的基础性工作， 必须认真、 仔细地测 量，尽可能杜绝遗漏，按表 66表 9 9 所列的各个项目，填入测得的数据表 6 植物群落乔木调查表调查者日期 2003 年 月曰样方号样方面积_总郁闭度_分层：IJIJII _群落类型_群落名称_植物精选欢迎下载名称株数层次高度枝下高胸径冠形冠幅物候期生活力生活型备注表 7植物群落灌木调查表调查者日期 2003 年 月曰样方号样方面积_总郁闭度_分层：1111_群落类型_群落名称_植物名称株数层次盖度聚生度高度胸径物候期生活力生活型备注表 8植物群落草本或半灌木调查表调查者一日期 2003 年 月曰样方号样方面积_总郁闭度_分层：1111_群落类型_群落名称_植物名称 株（丛）数 层次 盖度 聚生度 叶层高 生殖层高 物候期 生活力 生活型 备注表 9植物群落层间植物调查表调查者日期 2003 年 月曰样方号样方面积_群落类型_群落名称_植物精选欢迎下载名称藤本附生寄生数量物候期生活力直径或体积被附植物分布备注在样方调查的基础上，根据层片结构记录表的有关数据，进行植物群落数量特征的计算、比较和分析。
具体计算公式如下：1密度（D D）= =样方内某种植物的个体数/ /样方面积相对密度（RDRD）= =（某种植物的密度/ /全部植物种的总密度）X1001002频度（F F）= =某种植物出现的样方数/ /全部样方数相对频度（RFRF）= =（某种植物的频度/ /全部植物种的总频度）X1001003优势度或显著度（DEDE）= =样方内某种植物盖度或胸高断面积相对优势度或相对显著度（RDERDE）= =（某种植物优势度/ /所有种的优势度之和）X0000根据这些公式计算的数值，填入样方抽样技术植物数量特征分析表（表1010）,就可以清楚地看出各种植物在群落中的相互关系并根据相对密度、相对频度、相对优势度（相对显著度）计算某种植物的重要值重要值计算公式为：重要值(IV)=(IV)=相对密度(RD)(RD)+ +相对频度(RF)+(RF)+相对优势度(显著度)(RDE)(RDE)表 10 样方抽样技术植物数量特征分析简表日期地点群落(编号或类型)_样方面积_样方数目_观测人_植物名称 密度 相对没密度 频度 相对频度 优势度(显著度)相对优势度 重要值精选欢迎下载由于密度、频度、优势度从三个角度分别表示某种植物的数量特征，而它们的相 对值则可以反映某种植物在群落全体组成成员中的重要地位，所以某种植物的相对密度、相对频度和相对优势度之和，便构成某种植物的重要值，从重要值的大 小可以判断某一植物在群落中的重要程度。
下面是一个调查结果的实例(表 1111 )，调查是在一个阔叶林中进行，共做2020 个样方，其中 4 4 个树种调查结果的整理如下表，野外实习时可参照进行表 11 样方调查结果的整理植物种岀现样株基面积相对频度相对密度相对优势度重要值方数数(cm2)( %)(%)(%)槭 17 75 3921 17/41=41.5 75/126=59.5 3921/9484=41.3 142.3铁杉 10 22 1928 10/41=24.1 22/126=17.4 1928/9484=20.3 62.1椴 8 23 1320 8/41= 19.8 23/126=18.3 1320/9484=13.9 51.7黄桦 6 6 2315 6/41= 14.6 16/126=4.8 2315/9484=24.5 43.9总计 41 126 9484 100.0 100.0 100.0 300.02.42.4 植物群落物种多样性的测定物种多样性是反映群落组织化水平，进而通过结构与功能的关系间接反映群落功 能特征的指标物种多样性研究具有以下三个方面的意义：认识群落的性质；为群落动态监测提供信息；为群落的保护和利用提供依据。
物种多样性测定 的数据主要来自对植物群落的野外样地调查， 内容包括物种的高度、盖度、多度(以单位面积株数表示)和乔木的胸径其样地的设置可参考前述的固定观测样 地设置方精选欢迎下载法长期监测时可利用固定观测样地定期调查的数据临时样地可参考下列指标在群落的典型地段设置样地：乔木层：20m20m 20m20m ;灌木层：5m5mX5m5m ;草本层：1m1mXm m各群落类型的临时样地至少 3 3 个以上重复1)物种丰富度指数计算物种丰富度即物种的数目，是最简单、最古老的物种多样性测度方法直至目前， 仍有许多生态学家，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物种丰富度 与样方大小有关，但二者之间又没有确定的函数关系为了解决这个问题，一般采用两种方式：第一，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，这种方法多用于陆生植物的多样性研究，一般用每 平方米的物种数目表示；第二，用一定数量的个体或生物量中的物种数目，即数量丰富度(numericalnumerical speciesspecies richnessrichness )。
这种方法多用于水域物种多样性研究， 如用于浮游生物的物种多样性研究物种丰富度除用一定大小的样方内物种的数目表示外， 还可以用物种数目与样方 或个体总数的不同数学关系 d d 来测度d d 是物种数目随样方增大而增大的速率 已提出了多种指数，其中比较重要的有：J一总Ma 精选欢迎下载式中：d dGi为 GleasonGleason 指数；d dMa为 MargalefMargalef 指数；d dMe为 MenhinickMenhinick 指数；d dMo为 MonkMonk 指数；S S 为物种数目；N N 为所有物种的个体数之和；A A 为样方面积物种丰富度是物种多样性测度中较为较为简单且生物学意义明显的指数实践中,关键的环节是样方大小的控制当然，这种方法也存在着很多不足之处， 如没有 利用物种相对多度的的信息，不能全面反映群落的多样性水平影响物种丰富度 的因素主要有历史因素、潜在定居者的数量（物种库的大小）、距离定居者来源 地的远近（物种库距离）、群落面积的大小和群落内物种间的相互作用等2 2）辛普森多样性指数辛普森多样性指数又称为优势度指数，是对多样性的反面即集中性的度量假设 从包含 N N个个体的 S S 个种的集合中随机抽取 2 2 个个体并且不再放回，如果这 2 2 个个体属于同一物种的概率大，则说明集中度高，即多样性低。
其概率入可表示 为：式中 Ni/NNi/N 为第 i i 个物种第一次被抽中的概率； （Ni-1Ni-1）/ /（N-1N-1） 为第 i i 个物种第二次被 抽中的概率3 3）香农维纳多样性指数香农维纳提出了信息不确定的测度公式 如果从群落中随机抽取一个个体， 它 将属于哪个种是不确定的，而且物种数越多，其不确定性就越大，因此，有理由 将不确定性当作多样性H=-H=- HPiHPiXogPiogPi）式中： H H 为香农维纳多样性指数； PiPi 为抽样个体属于某一物种的概率精选欢迎下载香农维纳多样性指数的意义在于物种间数量分布均匀时， 多样性最高 两个个 体数量否均匀的总体，物种越多，多样性越高3 3、森林木材蓄积量（生物量）调查测定植物群落的植物生物量， 是认识群落在自然界物质和能量交换中作用的重要 手段和依据， 由于此项工作费时耗工， 野外实习期间难以全面进行， 但可以进行 森林木材蓄积量的测定，以掌握基本方法和要领木材蓄积量测定此项工作可在样方每木调查的基础上进行， 即利用植物群落数量特征调查的资料 （表 6 6），测出的胸高总断面积被总株数除，即得平均每株胸高断面积，并可换 算为平均胸径。
照此标准选择树木中具此胸径者做为标准木， 求出它的单株木材 蓄积量，再乘以总株数，便求出了该样方中木材总蓄积量单株木材蓄积量的测定计算公式为：m=gm=g xhxhX式中 m m 为单株木材蓄积量， g g 为胸高断面积， h h 为树木高度， f f 为形数形数是 树干体积与等高同底的圆柱体体积之比， 由于林木体形是圆锥形， 且圆锥形的尖 削度又随着各种树木的种类、 大小而不同， 所以在胸高断面积乘以树高而获得圆 柱体体积之后， 必须按不同的树种乘以该树种的形数， 这才是单株木材的真正蓄 积量根据实验测算，我国将不同树木分为五个形数级：强阴性针叶树种： f=0.45f=0.45阴性针叶树种： f=0.43f=0.43精选欢迎下载中性针叶树种： f=0.42f=0.42强阳性针叶树种： f=0.39f=0.39阔叶树种： f=0.41f=0.41在计算出单株木材蓄积量之后， 林地木材总蓄积量的测定， 可直接按下列公式计 算：M=M=刀 G G XHXHX式中 M M 为林地木材总蓄积量，BG为林地木材胸高断面积总和，H H 为林木平均高 度， f f 为形数实验安排建议与步骤1 1实验中每人至少参加一类群落最小面积的测定，各组所测不同类型群落的原 始数据资料汇总后，进行分析讨论。
2 2根据上述原理方法，分小组试用 2323 种抽样方法布设样地，核对前面所获得 的结果，比较其结果的优劣3 3分组进行样方调查首先踏勘，选择样方地点，样方地点选好后，根据所确 定的样方面积， 用测绳或皮尺分组进行拉方 样方拉完后， 根据植物群落调查表 的内容要求和上述原理方法，逐项调查统计填表建议：学生野外实习可分组平行进行一般每类群落以 3535 个样地为宜，以方 便统计比较每组人员分工做乔木、灌木、草本样方，组内人员互相配合，分别 完成乔、灌、草三类样方调查一部分同学测量，一部分同学记录分组做样地前，由老师带领一些同学做示范样方，其他同学试行记录精选欢迎下载4 4样地调查完毕，每组根据各自植物群落调查表的调查数据，进行整理计算 然后按每一类植物群落的数量特征， 计算汇总各组统计资料， 分析研究植物群落 的物种多样性、组成、结构和特征根据所统计分析的优势种，为群落命名注意事项1 1样地设置完后，还必须规定一些标准，以便在调查过程中指标统一、规范， 便于比较主要规定标准有：1 1）乔木多高的个体才列入系统的调查对象例如规定1.5m1.5m 以上的个体作系统调查， 1.5m1.5m 以下作繁殖层或草本层等。
2 2） 林下幼苗的调查样地（2 2 22 或 1 1Xl l）m m2的数目及位置，即小样方的排列方式3 3） 区分在样地边缘的植物是否包括在样地内的标准例如，以树干的 50%50%以 上处于样地内的个体算样地内的个体， 否则为样地外的个体； 或者以树冠大部 分伸入样地内的个体算样地内的个体， 否则为样地外的个体 一般地说以胸高断 面积来表示种的优势度时， 宜考虑取用的标准； 如以盖度来表示种的优势度时， 宜考虑的标准2 2根据被调查群落的实际，还有其他一些可能有争议的技术、测度问题，都必 须在着手调查以前加以确定， 确定后不要随便更改， 以免影响数据整理， 浪费人 力，甚至使调查数据失去价值3 3 填写调查表格要注意以下几个问题：植物名称一栏，一个植物名称代表一 个个体，整理时可把相同名称的加以累计 茎周长是指离地 1.3m1.3m 处的茎周长， 以便用来计算胸高断面积， 而测定周长比起测定直径来要容易得多 胸高断面 积、基部面积等都是对于乔木、灌木、丛生草等大个体的种通用的量度指标，但 是由于从地表来测定基面积已不精选欢迎下载常用 (因为许多植物由于板根、 支持根等而使其 基部呈扭旋状)，所以，现普遍采用一个适宜的高度 (1.3m)(1.3m) 来测量胸高直径或胸 高断面积。
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