火爐山森林群落的調(diào)查與分析

1、華南師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名 劉璐 學(xué) 號(hào) 20082501055 專(zhuān) 業(yè) 年級(jí)、班級(jí) 課程名稱(chēng) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 火爐山森林群落的調(diào)查與分析 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型 驗(yàn)證 設(shè)計(jì) 綜合 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 2011年 4 月 16 日實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師 實(shí)驗(yàn)評(píng)分 火爐山森林群落的調(diào)查與分析一、 目的意義生物群落是指在相同時(shí)間內(nèi)聚集在同一地段上的各物種種群的集合1。植物種類(lèi)不同，群落的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)也不相同，種群在群落中的地位和作用也不相同1。因此，我們可以通過(guò)對(duì)群落物種多樣性的調(diào)查研究來(lái)更好地認(rèn)識(shí)群落的組成，變化，發(fā)展，以及環(huán)境保護(hù)的狀況。研究火爐山森林群落的特征及植物物種多樣性，對(duì)我們了解和保護(hù)森林資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等都具有極為重要

2、的意義。二、 采樣測(cè)定方法1、 儀器和材料GPS，海拔儀，照度計(jì)，溫度計(jì)，卷尺，皮尺，樣方繩2、 測(cè)定方法（1） 樣地調(diào)查：采用樣方法進(jìn)行野外調(diào)查，于2011年4月16日和4月17日兩天在火爐山（23°11N，113°23E）設(shè)置樣地，采用無(wú)樣地格子法設(shè)置18個(gè)10m×10m的大樣方。調(diào)查記錄的內(nèi)容主要包括：高于1.5m的喬木的植物名、株數(shù)、蓋度、高度及物候相等。（2） 數(shù)據(jù)分析：本次實(shí)驗(yàn)采用重要值作為多樣性指數(shù)計(jì)算和群落劃分的依據(jù)，而群落多樣性的測(cè)度選用Simpson 多樣性指數(shù)D 和Shannon Weiner多樣性指數(shù)H 。優(yōu)勢(shì)種的分布格局的分析選用擴(kuò)散系數(shù)

3、DI，種間聯(lián)結(jié)的分析選用聯(lián)結(jié)系數(shù)AC。重要值 = 相對(duì)多度 + 相對(duì)頻度 + 相對(duì)蓋度其中，相對(duì)多度 = × 100% ；多度 = 相對(duì)頻度 = × 100% ；頻度 = 相對(duì)蓋度 = × 100%Shannon Weiner多樣性指數(shù)H (bit)= PilogePi其中，Pi 種i個(gè)體在全部個(gè)體中的比例Simpson 多樣性指數(shù)D = 1 (Ni / N)2 其中，Ni 種i的個(gè)體數(shù)；N 群落中全部物種的個(gè)體數(shù)。擴(kuò)散系數(shù)DI = 與預(yù)期的偏離程度用t檢驗(yàn)來(lái)確定：t =（DI-1）/ 2 /（N-1）½其中，N 樣方數(shù)聯(lián)結(jié)系數(shù)AC：根據(jù)樣地調(diào)查資料，建

4、立2-列聯(lián)表，分別計(jì)算a,b,c,d值。其中，a為2個(gè)種都出現(xiàn)的樣方數(shù)；b為種A出現(xiàn)而種B不出現(xiàn)的樣方數(shù)；c為種A不出現(xiàn)而種B出現(xiàn)的樣方數(shù)；d為2個(gè)種都不出現(xiàn)的樣方數(shù)。當(dāng)adbc時(shí)， AC =（ad-bc）/ （a+b）（b+d）當(dāng)bcad且da時(shí)，AC =（ad-bc）/ （a+b）（a+c）當(dāng)bcad且da時(shí)，AC =（ad-bc）/ （d+b）（d+c）三、 結(jié)果與分析1、火爐山森林群落喬木的種類(lèi)組成及其優(yōu)勢(shì)種表1 馬占相思 + 大葉相思 + 尾葉桉群落表種名總株數(shù)相對(duì)多度相對(duì)頻度相對(duì)顯著度重要值馬占相思439.775.6227.6343.02大葉相思276.144.3727.3137.

5、82尾葉桉2255.6216.8627.48荷樹(shù)419.327.498.1424.95陰香5211.825.623.320.74九節(jié)368.184.990.3413.51藜蒴143.184.993.6611.83梅葉冬青388.642.50.4511.59楝葉吳茱萸71.593.753.428.76豺皮樟204.553.750.288.58楓香81.823.751.457.02黃瑞木112.53.750.126.37降真香122.733.120.46.25銀柴102.273.120.515.9油茶81.823.120.195.13尖葉杜英81.822.50.384.7黃牛木81.822.50.

6、34.62鴨腳木81.822.50.114.43五指毛桃71.592.50.024.11深山含笑51.141.250.282.67山指甲61.361.250.032.64亮葉猴耳環(huán)51.141.250.092.48三花冬青51.141.250.022.41蒲桃20.451.250.482.18山烏桕20.451.250.482.18樟樹(shù)40.910.620.652.18簕仔樹(shù)30.681.250.242.17毛果算盤(pán)子30.681.250.011.94梨樹(shù)10.230.620.961.81蕓柴20.451.250.091.79三椏苦20.451.250.021.72椿花20.451.250.0

7、11.71窿緣桉10.230.620.661.51橄欖20.450.620.211.28馬尾松10.230.620.421.27火力楠20.450.620.011.08芒果10.230.620.120.97破布葉10.230.620.070.92鐵刀木10.230.620.070.92烏欖10.230.620.070.92錐栗10.230.620.050.9丁香10.230.620.030.88簕欓10.230.620.030.88毛果巴豆10.230.620.010.86山黃麻10.230.620.010.86變?nèi)~榕10.230.6200.85鬼燈籠10.230.6200.85龍船花10.2

8、30.6200.85根據(jù)樣方調(diào)查結(jié)果可知，本次實(shí)驗(yàn)所調(diào)查的火爐山森林群落中，共有喬木23科48種，植物種類(lèi)較多。其中桃金娘科、蕓香科和大戟科占的種數(shù)最多，各有4個(gè)種，各占總種數(shù)的8.33% ；其次是?？啤ざ房?、豆科、山茶科和樟科，各有3個(gè)種，各占總種數(shù)的6.25% ；含羞草科、茜草科、冬青科、橄欖科、木犀科和木蘭科，各有2各種，各占總種數(shù)的4.17% ；另外，馬鞭草科、松科、椴樹(shù)科、漆樹(shù)科、金縷梅科、榆科、杜英科、金絲桃科和五加科各有1個(gè)種，各占總種數(shù)的2.08% 。根據(jù)樣方調(diào)查結(jié)果，可以計(jì)算得到各植物種的重要值（見(jiàn)表1）。重要值的數(shù)值大小可以作為群落中植物種優(yōu)勢(shì)度的一個(gè)度量標(biāo)志，重要值也可

9、以體現(xiàn)群落中每種植物的相對(duì)重要性及植物的適宜生境2。依據(jù)各植物種重要值的大小確定出了火爐山森林群落中喬木的優(yōu)勢(shì)種為馬占相思、大葉相思、尾葉桉、荷樹(shù)和陰香。2、火爐山森林群落的物種多樣性指數(shù)根據(jù)樣方調(diào)查結(jié)果，可計(jì)算出Shannon Weiner多樣性指數(shù)H 和Simpson 多樣性指數(shù)D 。Shannon Weiner多樣性指數(shù)H = - ×loge+ ×loge+ + ×loge= 3.16197 bitSimpson 多樣性指數(shù)D = 1 - ()2 + ()2 + + ()2= 0.939287群落的物種多樣性具有兩種涵義：其一是種的豐富度；其二是種的均勻度1

10、。多樣性指數(shù)正是反映豐富度和均勻度的綜合指標(biāo)1，其中，Shannon Weiner是表示群落中物種豐富程度的指標(biāo)3。指數(shù)數(shù)值越高，說(shuō)明群落中物種的豐富程度越高，群落的物種多樣性也就越高。Simpson指數(shù)是反映群落中物種均勻度的指標(biāo)，是表明群落的優(yōu)勢(shì)度集中在少數(shù)種上的程度指標(biāo)3。指數(shù)數(shù)值越高，說(shuō)明群落中物種的均勻度越高，群落的優(yōu)勢(shì)度集中在少數(shù)種上的程度越低，群落的物種多樣性也就越高。通過(guò)以上的計(jì)算，可發(fā)現(xiàn)我們實(shí)驗(yàn)所調(diào)查群落的Shannon Weiner多樣性指數(shù)和Simpson 多樣性指數(shù)都較高，說(shuō)明該火爐山森林群落的豐富度和均勻度都較高，即群落的物種多樣性較高。3、 優(yōu)勢(shì)種的分布格局和種間聯(lián)

11、結(jié)植物種群空間分布格局是指種群個(gè)體在植物群落種的空間分布，是種群自身特性、種間關(guān)系及環(huán)境條件綜合作用的結(jié)果，也是影響種群發(fā)展的重要因素4。而種間聯(lián)結(jié)是指不同物種在空間分布上的相關(guān)性，它是對(duì)一定時(shí)期內(nèi)植物群落組成物種之間相互關(guān)系的靜態(tài)描述，這種關(guān)系不僅包括空間分布關(guān)系，同時(shí)也隱含著物種之間的功能關(guān)系 5。優(yōu)勢(shì)種群的生態(tài)學(xué)特征對(duì)群落的外貌、結(jié)構(gòu)、演替等均有至關(guān)重要的影響，通過(guò)對(duì)優(yōu)勢(shì)種分布格局和種間聯(lián)結(jié)的研究，不僅可以了解群落內(nèi)物種的鑲嵌情況，而且有助于掌握種間相互作用規(guī)律以及他們與環(huán)境的相互關(guān)系6-7。優(yōu)勢(shì)種的分布格局：馬占相思：DI = = 7.27 > 1 t = （7.27-1）/ 2

12、 /（18-1）½ = 18.29大葉相思：DI = = 15.22 > 1 t = （15.22-1）/ 2 /（18-1）½ = 41.46尾葉桉：DI = = 13.15 > 1 t = （16.04-1）/ 2 /（18-1）½ = 43.86荷樹(shù)：DI = = 2.40 > 1 t = （2.40-1）/ 2 /（18-1）½ = 13.04陰香：DI = = 5.39 > 1 t = （5.39-1）/ 2 /（18-1）½ = 29.14置信度為99.9% ，17自由度的t為3.97，所以從上述數(shù)據(jù)可以看出

13、，5種優(yōu)勢(shì)種都趨于集群分布。優(yōu)勢(shì)種的種間聯(lián)結(jié)（以馬占相思、大葉相思和尾葉桉為例）馬占相思與大葉相思馬占相思+大葉相思+0792由上表知，a = 0 ；b = 9 ；c = 7 ；d = 2 ， bcad且da ，故AC = （0 - 63）/ （9 × 7）= -1 ，AC值為-1，表明馬占相思與大葉相思兩個(gè)物種單獨(dú)出現(xiàn)的可能性較大。馬占相思與尾葉桉馬占相思+尾葉桉+3663由上表知，a = 3 ；b = 6 ；c = 6 ；d = 3 ， bcad且da ，故AC = （9 - 36）/ （9 × 9）= -0.33 ，AC值接近-1，表明馬占相思與尾葉桉兩個(gè)物種單獨(dú)出現(xiàn)

14、的可能性較大。大葉相思與尾葉桉尾葉桉+大葉相思+4356由上表知，a = 4 ；b = 5 ；c = 3 ；d = 6 ， adbc ，故AC = （24 - 15）/ （9 × 30）= 0.033 ，AC值接近1，表明大葉相思與尾葉桉兩個(gè)物種共同出現(xiàn)和共同不出現(xiàn)的可能性較大。四、 討論在對(duì)火爐山森林群落進(jìn)行調(diào)查與分析的過(guò)程中，我們實(shí)驗(yàn)記錄的某些數(shù)據(jù)如覆蓋度是自己主觀(guān)判斷和確定的，由于每個(gè)人認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)有所不同，因此最終統(tǒng)計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)存在一些誤差。再有，各個(gè)樣地的小氣候（相對(duì)濕度、光照度等）存在差異，不過(guò)總體上影響不大，因此在進(jìn)行結(jié)果分析時(shí)就不做考慮了。另外，人類(lèi)砍伐樹(shù)木，開(kāi)發(fā)森林

15、公園等行為都會(huì)會(huì)對(duì)火爐山森林群落的物種多樣性產(chǎn)生影響。不過(guò)，這種外在因素的干擾對(duì)物種多樣性的影響既有正面的，也有負(fù)面的8，而且不單純決定于哪一種類(lèi)型,更主要的是取決于干擾的強(qiáng)度、頻率等特征8。這些問(wèn)題都需要在進(jìn)行了更為深入的調(diào)查、分析與探討后，才能研究清楚。五、 參考文獻(xiàn)【1】 牛翠娟,婁安如,孫儒泳,李慶芳.基礎(chǔ)生態(tài)學(xué).第2版.北京:高等教育出版社,2007:154-162.【2】 張德魁,馬全林,靳虎甲等.烏蘭布和沙漠典型草本植物群落特征J.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 2011,27(04):53-59.【3】 陳義群,唐萬(wàn)鵬,許業(yè)洲等.長(zhǎng)江灘地造林對(duì)湖北草本植物群落物種多樣性的影響J.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,28(03):89-92.【4】 蘭國(guó)玉,雷瑞德