生物多样性调查

植物群落多样性调查调查时间：年月日调查地点：调查人员：目的意义：调查内容：一．基本概念物种多样性：物种多样性是生物多样性的简朴度量，它只计算给定地区的不同物种数量。在数学公式里用S代表。物种的丰富程度跟纬度呈明显的反比关系。即使考虑高纬度地区地表面积减少等因素的修正，离赤道越远，物种就越稀少。物种多样性的其它度量涉及种群的稀有程度，以及他们含有的进化稀有特性的数量。物种多样性是指动物,植物和微生物种类的丰富性,它们是人类生存和发展的基础。群落物种多样性是群落生态学研究中的重要内容,是物种丰富度和分布均匀性的综合反映,体现了群落构造类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差别。都市植物的多样性是维持都市生态平衡的核心,是其它生物重要的栖息地,是生物流动和能量交换的场合,并决定其它生物的多样性,是生态都市建设过程中不可无视的重要指标之一。通过调查研究，对植物群落作综合分析，找出群落本身特性和生态环境的关系，以及各类群落之间的互相联系。二．用品与材料1．测量仪器：指南针，经纬仪，气压高度表，测绳，计步器。2．调查测量设备：钢卷尺，剪刀，标本夹，采集杖，多个表格，统计本，标签。3．文具用品：彩笔、铅笔、橡皮、小刀、米尺、绘图薄、资料袋等。4．采集工具：铁铲、枝剪、土壤袋、标本夹、标本纸、放大镜、昆虫采集箱。三．内容与办法(一)样地的设立样地形状能够是方形的或圆形的，前者称为样办法。样地的大小普通需要事先进行实验。对于草本群落，普通最初用10cm×10cm的面积，对于森林群落，普通最初用5m×5m或者更大的面积，登记这一面积内全部的植物种类，然后按照一定次序，扩大样地边长，每扩大一次，登记新增加的种类，扩大样地的方式如图2-1所示。随着样地面积的增大，种类数目逐步增加。在一定的样地面积以上，种类数目基本保持稳定（图2-2）。我们把植物种数不再有明显增加时的样地面积称为群落的体现面积，也称最小面积，也就是说最少要有那么大的空间才干包含群落的大多数植物种类，体现群落的重要特性。1．取样数目如果群落内部植物分布和构造都比较均一，则采用少数样地；如果群落构造复杂且变化较大、植物分布不规则时，则应提高取样数目。2．取样技术无样地取样技术(指不规定面积的取样，如点四分法。)、有样地取样技术(指有规定面积的取样，如样办法(最小面积调查法)、样线法)。(1)样办法：在一块样地单位上选定样点，将仪器放在样点的中心，水平向正北0°，东北45°，正东90°引方向线，量取对应的长度。则四点可构成所需大小的样方。①样方的范畴：选择含有代表性的小面积统计植物种类数目，并逐步向外围扩大，同时登记新发现的植物种类，直到基本不再增加新种类为止。②面积扩大的办法A．从中心向外逐步扩大法：通过中心点0作两条互相垂直的直线。在两条线上依次定出距离中心点的位置。将等距的四个点相连后即可得到不同面积的小样方，在这些小样地中统计植物种数(图1)。B．从一点向一侧逐步扩大法：通过原点作两条直角线为坐标轴。在线上依次取距离原点的不同位置，各自作坐标轴的垂线分别连成一定面积的小样地，统计植物种数(图2)。C．成倍扩大样地面积法：按照图3所示办法逐步扩大，每一级面积均为前一级面积的2倍。③统计办法：以面积大小为x轴，以种数为y轴，填入每次扩大面积后所调查的数值。并连成平滑曲线。则曲线上由陡变缓之处相对应的面积就是群落的最小面积。④植物群落调查所用的最适样方大小：乔木层惯用样方大小为10×10~40×50m2，灌木层为4×4~10×10m2，草本层为1×1~3×3.3m2。⑤样方数目：乔木：2个；灌木：3个；草本：5个。(2)样线法①样线的设立：主观选定一块代表地段，并在该地段的一侧设一条线(基线)。然后沿基线用随机或系统取样选出待测点(起点)。沿起点分别布线进行调查。即：②样线的长度和取样数目：草本：6条10m样线；灌木：10条30m样线；乔木：10条50m样线。③样线的统计：在样线两侧０.５m范畴内统计每种植物的个体数(Ｎ)。(3)四分法(中心点四分法，中点象限法)①样点选定：在选定调查地块之后，在调查地块内随机布点(样点)。每个调查地段的取样点理论值最少要20个点。②建立象限：将事先准备好的“十字架”中心点与任同样点重叠。在地面上构成四个象限。③测定办法：在每一象限内找到最靠近中心点的个体。描述群落种类构成特性的数量指标

（1）多度

一种物种的某同样地内出现的个体数量称为多度。它随着时间和空间而变化，在有的状况下很难精确计算一种种的多度或者时间不允许这样做，这时能够用目视评定的方法。在西方国家经常采用的多度等级以下：

1:稀少（scarce）

2:少见（infrequent）

3：常见（frequent）

4.：多（abundant）

5：诸多（veryabundant）

（2）密度

与多度靠近，但指单位面积内某种植物的平均数量。

（3）盖度

盖度指某种植物在群落中覆盖的程度。盖度有两种体现方式。一是投影盖度，二是基部盖度。

投影盖度表达植物枝叶所覆盖的地面面积，以覆盖地面的比例来表达。它体现出的是植物所实际占有的水平空间，即它运用太阳光能进行光合作用的同化面积。普通采用目测估算，也能够采用仪器量测。

在林业上普通采用郁闭度来表达投影盖度。所谓郁闭度就是林冠彼此接触闭合的程度，普通以0，0.1,0.2等表达，完全郁闭时为1。

基部盖度指植物基部着生的面积。在草本群落中，投影盖度往往随着不同年份降水的多少而有很大差别，基部盖度则比较稳定。基部盖度普通通过量测基径然后计算获得。

（4）频度

多个植物在群落内不同部分的出现率称为频度。频度的计算通过下列办法获得。首先在群落内不同部位取一定数目的小样地（小样方或小样圆）。有某种植物出现的小样地的数目占全部小样地数目的比例即为这一植物的频度。小样地的面积根据实际状况而定，对于草本群落，普通取1平方分米。

频度的作用在于阐明个体数量及其分布。频度指数越大，表明个体数量多且分布均匀，该物种在群落中所起的作用也大。

（5）优势度

优势度指一种物种在它所处的群落内所起的作用和所处的地位，如在该群落物质循环中的作用，对其它物种的影响等。

优势度普通很难度量。多度大、盖度也大的物种，其优势度大；多度不大而盖度又小的物种，优势度普通较小。但多度小而盖度大的物种所起的作用可能也大，如森林群落中的优势乔木就是如此。

预计优势度有多个办法。有的学者把多度和盖度结合起来估算优势度，如Braun-Blanquet拟订了下列等级表，用于划分优势度：

+：稀少或者非常稀少，盖度非常小

1：诸多，但覆盖的面积小

2：大量或最少覆盖5%的面积

3：任何个体数目，覆盖25%-50%的面积

4：任何个体数目，覆盖50%-75%的面积

5：覆盖面积超出75%以上办法主观性较大，但简朴易行。另一种办法是重量法，把全部植物收集起来按物种或生活型进行称重，根据它们之间的重量对比关系拟定优势度。这种办法比较繁琐，并且普通只能提供地上部分的重量。

一种群落中优势度明显较其它物种高的一种或多个物种称为优势种。优势种提供了群落中基本的物质量。在森林群落中，乔木树种普通作为优势种。

优势种中的最优势者，即盖度最大、重量最大、多度也大的植物种，称为建群种。建群种是群落的发明者和建设者。它占有最大的空间，对群落的物质循环影响最大，并最大程度地影响和控制群落的其它物种，对变化环境所起的作用也最大。优势种以外的盖度和多度都较小的植物种称为附属种。它们对群落环境的影响较小。普通说来，优势种更能有效地运用群落的环境资源，而附属种能够运用优势种运用后余下的部分环境资源。

有的群落，如热带雨林，很难拟定出一种建群种，在这种状况下，能够拟定出两个或两个以上的建群种，称为共建种。

（6）生活力

指植物在群落中发育的能力。Braun-Blanquet和Pavillard（1922）制订了生活力划分的四级原则，具体以下：

1：正常通过全部生长发育周期；

2：发育周期不完全，营养体发育尚强烈；

3：发育周期不完全，并且营养体发育微弱；

4：只偶然产生幼苗，但很快就死亡。2.3.3群落间比较的数量指标

为了更加好地比较不同群落的差别，在样方调查的基础上，能够运用某些综合性的数量指标比较不同群落间种类构成的差别。

（1）种类多样性

群落内的种类多样性不仅与群落内的种类数量，还与不同不同物种间个体数量分布的均匀性有关。如两个植物群落分别都有5个物种，共100个个体，但甲群落中某一物种有80个个体，其它物种各有5个个体。乙群落中每个物种的个体数都是20个。显然乙群落的种类多样性比甲群落大。

为了体现群落间种类多样性，人们提出了许多参数。应用最广的是香农-维纳指数。这一指数来源于信息论，具体的计算办法为：

s

H=-∑pilog2pi

i=1

公式中H表达种类多样性，s是群落中种的数目，pi表达属于第i个物种的个体数占群落中总个体数的比值（介于0和1之间）。由于pi总是<1，取对数后<0，因此公式前面加上负号。

（2）重要值

多度、盖度和频度等都是从一种侧面来体现物种的特性。在进行群落间比较时需要把这些特性综合起来。现在使用最广的是计算每一种物种的重要值。

重要值=（相对密度+相对频度+相对优势度）/300

由于相对优势度难以定量，普通用相对盖度来替代。

相对密度=（一种种的密度/全部种的密度）×100

相对频度=（一种种的频度/全部种的频度）×100相对盖度=（一种种的盖度/全部种的盖度）×100植物群落调查指标的测定办法1．测定盖度：盖度=(一种种的密度/全部种的密度)×1002．测定频度：频度是指某一种植物所出现的样方数占总样方数的百分率。频度=出现该种的样方数/样方总数×1003．生物量的测定办法：直接受割法。直接将植物体地上枝叶及繁殖器官全部割下来测定鲜重和干重(烘干或晒干)。4．蓄积量A．草本植物：蓄积量的计算公式是：W=d·F•S注：W：总蓄积量。d：单位面积上植物可运用部位的生物量。F：植物的频度。S：草本植物种群分布面积。B．木本植物：蓄积量的测定较为困难，普通须应用航空像片进行抽样调查，再采用比预计法和回归估测来完毕。5．测定多度：多度是指单位面积(样方)上某个种的全部个体数。普通采用的多度等级制表达，习惯用的符号是：背景化(Soc)：植物地上部分的郁闭形成背景。多(Cop)：植物生长较好，个体数目诸多，但未达成背景化。稀疏(Sp)：植物数量不多，稀疏散生。零落(Sol)：植物的个体很稀少。计算公式：M=1/D=R/q其中：M：多度。D：密度。R：统计样方总数。q：在样地内所调查到的某种特定种的平均个体数。(三)植物群落的观察环节和办法1．全况理解首先应当熟悉典型地段的植物群落概况，涉及构成特性及其所属分类系统，然后根据植物群落调查的规定，拟定相宜的调查范畴。2．拟定调查范畴根据小范畴差别，拟定含有代表性的群落界限进行观察。例：在木本植物群落中，能够有针叶林、针阔混交林或阔叶林等；在草本植物群落中，能够有干草地、草地、高山草地等。注：①选定的典型群落，必须含有该群落的代表特性(例：科属外貌和生态构造等)。②在草地植物群落中，普通总覆盖度应在70%左右，不适宜选择过疏或过密的地方。③进行野生果林群落调查时，所选择的原则地必须成片；如果是零星小块者，虽优势植物明显也不适宜选用。④地形特殊的，如溪边、河边、局部低洼地，均不适宜作为原则地。3．观察要点(1)木本植物群落：应记载构成群落的种类及其密度、各层平均高度、总郁闭度、分层郁闭度、优势种的重要生长指标；木本植物的种类及其生长状况等。(2)草本植物群落：应记载总盖度、纯盖度、分层高度及各层的优势种类。如果能够划出个别的群聚，最佳能够记明群聚和不同环境的关系。(3)荒漠植物群落：应记载灌木及其它旱生植物的优势种类。由于这类群落的生态因素比较特殊，在观察中应特别注意生活力的反映；同时，对于苔藓和地被的生长状况，也应当进行厚度和季相的观察。4．环境条件调查(1)地理位置(2)地形条件：海拔高度、坡向、坡度位置、地形起伏、侵蚀状况。(3)土壤条件：土壤类型、各层厚度、每质。(4)人类影响：砍伐、栽培、开垦、放牧、火灾等方面的强度、持续时间和频度(可通过访问调查获取)。(5)其它：群落内外风速、气温、相对湿度、光照强度等。5．群落类型调查普通状况下，群落可分为下列四类：(1)木本群落门：又分常绿木本群落、阔叶常绿木本群落、针叶常绿木本群落等。(2)草本群落门：又分为陆生草本群落、水生草本群落。(3)荒漠群落门：又分为干荒漠群落、寒荒漠群落、海滨荒漠群落等。(4)悬浮植物群落门：又分为水生悬浮植物群落、土壤悬浮植物群落、空中悬浮植物群落等。6．植物群落调查的重要记载项目(1)群丛名称：是代表植物群落的优势组合，如果仅出现于一定群落的群丛，则应对该群丛设立3个不同的样方，分别记载。(2)群落大小：重要统计其分布面积。(3)群丛分层：统计这一群丛的层次及各层高度。普通惯用“T”代表乔木，“S”代表灌木，“H”代表草本，“G”代表苔藓地被植物。(4)所属层级：统计某种植物在群丛内出现的层次，并统计构成该层的优势种。(5)盖度(6)多度(7)频度(8)生活强度：根据群落的演替特性，阐明某种植物的生活力。统计原则，可按短生型、过渡型、更新型、及茂盛型等类表明。(9)物候相：按照年周期的季相，统计物候特性。(10)地理位置(11)地形特性(12)地质状况：统计地质年代、露头岩石种类及岩石风化状况。(13)土壤状况(14)水分状况：统计地下水位及地表水分状况。(15)周边环境：统计植物生活环境状况及其它植被类型等。(16)批示特性：简要分析生态因素、光照、水分、温度、土壤等的反映。(四)植物种群特性调查1．种群的年纪调查(1)年纪构造调查种群的年纪构造是种群内不同年纪的个体的分布或组配状况。①同龄：一年生植物种群的年纪构造普通是同龄的。②异龄：数年生种群的年纪普通是异龄。(2)调查种群的年纪比率调查①增加型种群：是指幼年个体占总体比例很大，老年个体比例很小的，处在继续发展和扩大状态的种群。②稳定型种群：老年和幼年个体数比例近于相等，处在稳定状态的种群。③衰退型种群：指幼年个体较少，老龄个体较多，处在逐步衰退的状态的种群。(3)种群调查指标种群年纪构造的调查是一项困难极大的工作。重要是植物的具体年纪不容易识别。普通可参考下列项目作为调查指标：①有生活能力的种子(果实)或能传输的营养繁殖体在单位面积土壤上的数量。②幼苗个体数。③少龄个体数。④青年个体数。⑤壮年营养体个体数。⑥生殖期个体数。⑦处在生殖期结束后的生长久个体数。⑧以根茎或其它地下休眠器官形式处在强迫休眠状态下的个体数。这种划分办法，是根据个体在年纪上和生活状态上的差别相联系而划分的，叫物候期构成划分法。2．种群的性比构造是一种雌雄异株植物种群的全部个体或某个年纪级别个体中雌株与雄株个体数目的比例。性比构造是种群构造的一种重要因素，对于雌雄异株种群发展含有很大影响。生态群落中性比构造严重失调的植物是渐趋灭绝的种类。S(