生态学常用指标分析2ppt课件

1、生态系统分析 -生态学常用目的分析生态学常用目的分析主要内容生态学常用目的分析主要内容n个体常用分析目的个体常用分析目的n种群常用分析目的种群常用分析目的n群落常用分析目的群落常用分析目的组成种群的个体在其生活空间中的位置、形状或规划，称为种群的空间格局或内分布型Internal distribution pattern了解不同生物种群空间分布型的差别，不仅可以认识它的生活习性和对环境的顺应性，还可以根据不同分布型进展抽样设计和有关生物学实验设计。空间格局是种群的重要属性之一，受种群特性、种群关系和环境条件的综合影响一、种群空间分布格局及其测度一、种群空间分布格局及其测度均匀分布均匀分布随机分

2、布随机分布集群分布集群分布玉米地虫卵块人工种植、动物领域行为如何定量分析描画？如何定量分析描画？分析该种群空间分布特征？分析该种群空间分布特征？(a)(b)(c)每个分布点的总数为16，平均每个取样单位点数m=4。但分布方差不同分析该种群空间分布特征？分析该种群空间分布特征？ (a)V = 0.3; m = 3.5 (b)V = 6; m = 4 (c)V = 18.9; m = 3.75m为均值，为均值，m=XV为样本方差，为样本方差，V=S2生物种群空间分布型的聚集度目的生物种群空间分布型的聚集度目的m*= m +(V/m-1)m为均值，为均值，m=XV为样本方差，为样本方差，V=S2m*

3、=2.6, 4.5, 7.8生物种群空间分布型的聚集度目的生物种群空间分布型的聚集度目的聚集指数聚集指数聚集度聚集度I=-0.9；0.5；4.0m*/m 接近接近1：随机分布；：随机分布； 小于小于1：规那么分布；：规那么分布； 大于大于1：集群分布：集群分布a. 0.74; b. 1. 13; c. 2.08I = V/m -1生物种群空间分布格局测度目的生物种群空间分布格局测度目的C= V/mC=0.1；1.5；5.0CA= I/m-1；0. 5；4.3I=-0.26；0.13；1.08CA=生物种群空间分布格局测度目的生物种群空间分布格局测度目的K = m2/(V-m) K=-3.9;

4、8; 0.93m*= 10.398m - 34.031 R2 = 0.9767生物种群空间分布格局测度目的生物种群空间分布格局测度目的lgV =lga +b lg mMatlab命令计算过程n定义 变量p； n计算方差 V=var(p);n计算平均数M=mean(p);np1=M+V/M-1;%平均拥堵度np2=V/M-1; %聚集指数np3=p1/M; % 聚集度np4=p2/M; %CA目的np5=V/M; %分散系数Matlab计算-自编函数populationnfunction population(p)nV=var(p);nM=mean(p);np1=M+V/M-1;%平均拥堵度np

5、2=V/M-1; %聚集指数np3=p1/M; % 聚集度np4=p2/M; %CA目的np5=V/M; %分散系数nfprintf(平均拥堵度为 - %4.2fn,p1);nfprintf(聚集指数I为 - %4.2fn,p2);nif p20 fprintf(根据聚集指数，判别种群呈现聚集分布！ n); endnif p2=0 fprintf(根据聚集指数，判别种群呈现随即分布！ n); endnfprintf(聚集度m*/M为- %4.2fn,p3);nif p31 fprintf(根据聚集度，判别种群呈现聚集分布！n); endnif p3=1 fprintf(根据聚集度，判别种群呈现

6、随即分布！ n); endnfprintf(CA目的为 - %4.2fn,p4);nif p40 fprintf(根据CA目的，判别种群呈现聚集分布！ n); endnif p4=0 fprintf(根据CA目的，判别种群呈现随即分布！n); endnfprintf(分散系数为 - %4.2fn,p5);nif p51 fprintf(根据分散系数，判别种群呈现聚集分布！n); endnif p5=1 fprintf(根据分散系数，判别种群呈现随即分布！n); endnif p20 &p31&p40&p50 &p31&p40&p51 fprint

7、f(综合判别，种群呈现聚集分布！n); return;n elseif p2=0 &p3=1&p4=0&p5=1 fprintf(综合判别，种群呈现随即分布！n); return; n fprintf(指数矛盾，无法判别！n); nend键入自编函数population和参数，种群个体分布向量作业作业1：请定量描画两种昆虫：请定量描画两种昆虫在田间自然分布的聚集情况。在田间自然分布的聚集情况。(用用Matlab计算计算V/M;I;M2;M2/M等等4种目的。种目的。假设数据量不够，请编加几假设数据量不够，请编加几组数据，阐明组数据，阐明2个种类的聚个种类的聚集情况。集情

8、况。)种类1种类22.群落多样性量度Shannon 指数指数Simpson指数指数 水稻水稻甘蔗甘蔗花生花生番薯番薯大豆大豆H(自然自然对数对数)A县县35201015201.526B县县50408200.9934A县和县和B县作物构成比例县作物构成比例单位：单位：%作物作物地点地点Shannon 指数指数 H= PilogPi Pi为第为第i种类型出现比例。种类型出现比例。Log可以用可以用2,e或或10为底为底2.2019 1.43320.66280.4314以以2为底时为底时以以10为底时为底时群落多样性量度群落多样性量度从群落中随即排出一个一定个体种的平均不定数Matlab命令计算过程

9、1.定义a，b；a=35 20101520;b=50 40822.计算Pi；api=a/100; bpi=b/100;3.计算logPi；logapi=log(api); logbpi=log(bpi);4.计算- Pi*logPi;A_shannon=-sum(api.*logapi);B_shannon=-sum(bpi.*logbpi);Matlab自编函数nfunction a_shannon=calshannon(a)nfor i=1:length(a),n if a(i)=0 n fprintf(错误，组份数量不应为零！n);n return;n endn i=i+1;nendns

10、=sum(a);npi=a/s;na_shannon=-sum(pi.*log(pi); Simpson指数指数 D=N(N-1)/Ni(Ni-1)群落多样性量度群落多样性量度群落类型群落类型物种物种稻田田埂稻田田埂02215198稻田内稻田内2m17282141距离距离10m024502220稻田节肢动物群落多样性调查稻田节肢动物群落多样性调查3.89474.19012.6602Ni为每种类型个体数，为每种类型个体数，N=Ni。从具有N个个体S种的样方中随即抽出两个个体不再放回，此两个个体属于一样种的概率大小。Matlab命令计算过程1.定义定义a；a=0 2 215198;2.计算计算 n

11、i*(ni-1)sumani=sum(a.*(a-1);3.计算计算nn=sum(a);4.计算计算N(N-1)/Ni(Ni-1)a_simpson=n*(n-1)/sumani;Matlab自编函数nfunction a_simpson=calsimpson(a)nfor i=1:length(a),n if a(i)=0 n fprintf(错误，组份数量为零时应略过！n);n return;n endn i=i+1;nendnsumani=sum(a.*(a-1);na_simpson=sum(a)*(sum(a)-1)/sumani;群落多样性的量度n多样性目的的特点：多样性目的的特点

12、：n 1. 1. 各类型比例相等时多样性最大；各类型比例相等时多样性最大；n 2. 2. 添加类型数量时，假设群落没有添加类型数量时，假设群落没有这些种，不会改动多样性值；这些种，不会改动多样性值；n 3. 3. 假设类型下又分子类型，多样性假设类型下又分子类型，多样性也可以分解，各层次的多样性加权和等也可以分解，各层次的多样性加权和等于总的多样性。于总的多样性。群落多样性的量度n多样性可以分解：n 1.农业收入多样性可分为四产业多样性和各产业内部收入多样性；n 2.群落种类多样性可以分成属的多样性和各属内种类的多样性；n 3.群落种类多样性还可以分成生境的多样性和每个生境内种类的多样性。农业

13、构造多样性的量度第一层作物林木畜牧渔业多样性占总收入(A2i)60%5 %20 %15 %H1=第二层粮食经济饲料经济用材草食杂食海洋淡水H2=占总收入比例18366231010015占第二层比例(A1ij)306010406050500100多样性H21=H22=H23=H24=H= PilogPi H1= H2-(A2i*H2i)作业1.根据某市农业收入构成比例，计算各层shannon多样性。某市农业收入构成比例：作业2.根据某市农业收入构成比例，计算各层Simpson多样性。 松树松树 杉木杉木桉树桉树相思相思荷木荷木 N总总数数A群落群落1015203250B群落群落101010101

14、050两群落树种普查结果两群落树种普查结果 (单位：株单位：株)种类种类群落群落群落类似性的量度n二元数据间的类似性n计数数据间的类似性二、群落关系分析群落类似性的量度群落类似性的量度n二元数据间的类似性二元数据间的类似性有有无无有有ab无无cd群落群落1群落群落2d d是群落是群落A/BA/B都没有的物种的数量。都没有的物种的数量。d d能否具有生能否具有生物学意义，有许多争论，因此有人忽略不计。物学意义，有许多争论，因此有人忽略不计。d=0)d=0)二元数据只思索了群落的共有种的种数二元数据只思索了群落的共有种的种数(1). Jaccard(1901)类似系数类似系数S1=a/(a+b+c

15、) S1=1? S1= 0? 有有无无有有ab无无cdP42 2.47P42 2.460Cs 10S1 1P42 2.44假设假设d=0，那么同，那么同Jaccard系数系数P42 2.450C1 1-1Cd 1群落类似性分析群落类似性分析 二元数据间的类似性二元数据间的类似性物种编号物种编号123456群落群落1111110群落群落2011010Matlab命令计算过程命令计算过程1.定义两个向量；定义两个向量；x1=1 11110;x2=0 1 1010;2. 计算计算a，b，c，d；3. 计算相关目的；计算相关目的；s1=a/(a+b+c);cs=2*a/(2*a+b+c);c1=(a+

16、d)/length(x1);sb=(sqrt(a*d)+a)/(a+b+c+sqrt(a*d);co=a/(sqrt(a+b)*sqrt(a+c);cd=(a*d-b*c)/(sqrt(a+b)*(c+d)*(a+c)*(b+d);Matlab自编函数nfunction commsame=commsame(x1,x2)na=0;b=0;c=0;d=0;nif length(x1)=length(x2)nfor i=1:length(x1),n if x1(i)*x2(i)0 a=a+1;n elseif x1(i)=0 & x2(i)=0 b=b+1;n elseif x1(i)=0

17、& x2(i)=0 c=c+1;n elseif x1(i)=0 & x2(i)=0 d=d+1; endni=i+1; endn elseif printf(数据输入不完好！); return;nendns1=a/(a+b+c); cs=2*a/(2*a+b+c);nc1=(a+d)/length(x1); sb=(sqrt(a*d)+a)/(a+b+c+sqrt(a*d);nco=a/(sqrt(a+b)*sqrt(a+c);ncd=(a*d-b*c)/(sqrt(a+b)*(c+d)*(a+c)*(b+d);nfprintf(群落类似系数为S1=%d,Cs=%d，C1=%

18、d，Sb=%d，Co=%d，Cd=%d,s1,cs,c1,sb,co,cd);n计数数据间的类似性n S5=2*W/(A+B) 0 S51树种编号1234567合计群落110342586A=38群落22370493B=28小的值Wi2340483W=24群落类似性的量度Wi为一致调查工程在两个调查对象中较小的一个，W=WiS5 =2*24/38+28=0.727思索了群落的种数和数量信息思索了群落的种数和数量信息请用matlab进展计算作业作业3: 在调查了两个湖泊的甲壳类动物种类后，在调查了两个湖泊的甲壳类动物种类后，得到了以下表格，请从二元数据采用得到了以下表格，请从二元数据采用6个目的个

19、目的和计数数据角度分析两个群落的类似性。和计数数据角度分析两个群落的类似性。2个群落多点调查结果统计个群落多点调查结果统计伊利湖伊利湖5 51010212114140 0121232320 0安大略安大略湖湖13139 90 03535444437370 00 0两个群落都没有的物种，d温度温度水分生物量或个体数生态位的概念群落内一个物种的资源利用范围不仅包括占有的物理空间，还包括在自然群落中的功能作用以及他们在环境梯度中的位置。生物量或个体数三、三、 生态位的定量描画生态位的定量描画生态位宽度：被一个有机体单位所利用的各种各样不同资源的总和12猎物资源按种类分等级表猎物资源按种类分等级表兔子兔子羊羊老鼠老鼠家畜家畜狼种类狼种类16 62