题 目:植物群落多样性调查与分析
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完成日期: 20XX年8月17日
植物群落多样性调查与分析
调查时间:20XX年8月17日
调查地点:我校南校区及周边地区
调查人员:
目的意义:
通过对植物群落多样性调查,掌握群落多样性调查方法。通过对植物群落多样性分析,掌握群落内多样性和群落间多样性分析方法。
调查内容:
调查的植物包括木槿、鹅掌楸、青桐、玉兰、曼陀罗、泡桐、棕榈、狗尾草、麦冬、蛇梅、雪松、睡莲、红叶李、月季、柏树、爬山虎、苦楝、紫叶小檗、女贞、金叶女贞、小腊、竹子、碧桃、酸模、木瓜、白皮松、白三叶、紫薇、美人蕉、银杏、石楠、丁香、苏铁、三角枫、合欢、侧柏、紫荆、五角枫、广玉兰、火棘、枇杷、接骨木、柏树、红枫、牵牛花、杨树、鸢尾、圆柏、栾树、油松、柿子、美国黄栌、南天竹、芭蕉、李子、七叶树、梨树、连翘、菊花、龙爪槐、桃等校园内栽培的植物。
一.基本概念
物种多样性:物种多样性是生物多样性的简单度量,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包括种群的稀有程度,以及他们具备的进化稀有特征的数量。 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,体现了群落结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异。城市植物的多样性是维持城市生态平衡的关键,是其他生物重要的栖息地,是生物流动和能量交换的场所,并决定其他生物的多样性,是生态城市建设过程中不可忽略的重要指标之一。 通过调查研究,对植物群落作综合分析,找出群落本身特征和生态环境的关系,以及各类群落之间的相互联系。
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,各种表格,记录本,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.内容与方法
(一)样地的设置
1.取样数目
如果群落内部植物分布和结构都比较均一,则采用少数样地;如果群落结构复杂且变化较大、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,如样方法(最小面积调查法)、样线法)。
(1)样方法: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,量取相应的长度。则四点可构成所需大小的样方。
①样方的范围:选择具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面积扩大的方法
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所示方法逐步扩大,每一级面积均为前一级面积的2倍。
③记录方法: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样线的设置: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样线的记录:在样线两侧0.5m范围内记录每种植物的个体数(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至少要20个点。
②建立象限:将事先准备好的“十字架”中心点与任一样点重合。在地面上构成四个象限。
③测定方法:在每一象限内找到最靠近中心点的个体。
(二)植物群落调查指标的测定方法
1.测定盖度:盖度=(一个种的密度/所有种的密度)×100
2.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×100
3.生物量的测定
方法:直接收割法。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·FS
注:
W:总蓄积量。
d:单位面积上植物可利用部位的生物量。
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,一般须应用航空像片进行抽样调查,再采用比估计法和回归估测来完成。
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。通常采用的多度等级制表示,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):植物生长很好,个体数目很多,但未达到背景化。
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)植物群落的观察步骤和方法
1.全况了解
首先应该熟悉典型地段的植物群落概况,包括组成特征及其所属分类系统,然后根据植物群落调查的要求,确定相宜的调查范围。
2.确定调查范围
依据小范围差异,确定具有代表性的群落界限进行观察。例:在木本植物群落中,可以有针叶林、针阔混交林或阔叶林等;在草本植物群落中,可以有干草地、草地、高山草地等。
注:
①选定的典型群落,必须具有该群落的代表特征(例:科属外貌和生态结构等)。
②在草地植物群落中,一般总覆盖度应在70%左右,不宜选择过疏或过密的地方。
③进行野生果林群落调查时,所选择的标准地必须成片;如果是零星小块者,虽优势植物显著也不宜选用。
④地形特殊的,如溪边、河边、局部低洼地,均不宜作为标准地。
3.观察要点
(1)木本植物群落:应记载组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、优势种的主要生长指标;木本植物的种类及其生长情况等。
(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。如果可以划出个别的群聚,最好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应;同时,对于苔藓和地被的生长情况,也应该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
一般情况下,群落可分为以下四类:
(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。