生態(tài)學(xué)觀測(cè)的取樣設(shè)計(jì)

1、第一章第一章 生態(tài)學(xué)觀測(cè)的取樣設(shè)生態(tài)學(xué)觀測(cè)的取樣設(shè)計(jì)及群落的特征描述計(jì)及群落的特征描述 第一節(jié) 概念n生態(tài)學(xué)的生態(tài)學(xué)的數(shù)量分析方法數(shù)量分析方法都是從一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出都是從一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出發(fā)，經(jīng)過(guò)分析、運(yùn)算，找出數(shù)據(jù)中隱藏的發(fā)，經(jīng)過(guò)分析、運(yùn)算，找出數(shù)據(jù)中隱藏的規(guī)律規(guī)律，因此，數(shù)量分析的首要任務(wù)是因此，數(shù)量分析的首要任務(wù)是獲得獲得所需的所需的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。n收集數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)是數(shù)量分析最基本的工作是數(shù)量分析最基本的工作.n取樣取樣:（sampling）在植物群落研究中的數(shù)據(jù)）在植物群落研究中的數(shù)據(jù)收集過(guò)程叫做取樣收集過(guò)程叫做取樣. n取樣單位（取樣單位（sampling unit）：）： 由于受人力、物力和

2、時(shí)間的限制，在大多由于受人力、物力和時(shí)間的限制，在大多數(shù)情況下，研究者都數(shù)情況下，研究者都不可能不可能對(duì)所研究地區(qū)的植對(duì)所研究地區(qū)的植物群落進(jìn)行物群落進(jìn)行全部全部的研究，而只能抽取其中的一的研究，而只能抽取其中的一部分來(lái)研究分析，抽取的部分由一系列小的地部分來(lái)研究分析，抽取的部分由一系列小的地段所組成，段所組成，小地段叫做取樣單位小地段叫做取樣單位 。n取樣單位根據(jù)形狀的不同，可有不同的名稱，取樣單位根據(jù)形狀的不同，可有不同的名稱，比如樣方、樣圓、樣點(diǎn)、樣條、樣帶等等，都比如樣方、樣圓、樣點(diǎn)、樣條、樣帶等等，都稱為稱為取樣單位取樣單位。 n我們?cè)谖覀冊(cè)诙嘣治鲋卸嘣治鲋械娜訂挝唤y(tǒng)稱為的取樣

3、單位統(tǒng)稱為樣方樣方，格格局分析中局分析中的取樣單位稱做的取樣單位稱做小樣方小樣方 。 n取樣是植物群落學(xué)的基礎(chǔ)工作，如果取樣不當(dāng)，取樣是植物群落學(xué)的基礎(chǔ)工作，如果取樣不當(dāng)，結(jié)果就不能客觀地反映群落的特點(diǎn)結(jié)果就不能客觀地反映群落的特點(diǎn)n因此，取樣方法和過(guò)程得到了許多學(xué)者的關(guān)注，因此，取樣方法和過(guò)程得到了許多學(xué)者的關(guān)注，有不少專門研究取樣方法和過(guò)程的論著有不少專門研究取樣方法和過(guò)程的論著（Greig-Smith 1983, 王伯蓀王伯蓀 1987，張金屯，張金屯1995），有的學(xué)者還為不同的群落類型設(shè)計(jì)），有的學(xué)者還為不同的群落類型設(shè)計(jì)出特殊的取樣方法。出特殊的取樣方法。n數(shù)量生態(tài)學(xué)對(duì)取樣過(guò)程要求

4、更嚴(yán)。數(shù)量生態(tài)學(xué)對(duì)取樣過(guò)程要求更嚴(yán)。 n調(diào)查記錄調(diào)查記錄 :在取樣的過(guò)程中，我們要記錄一系列反映在取樣的過(guò)程中，我們要記錄一系列反映群落特點(diǎn)的數(shù)量指標(biāo)（如密度、植株高度、頻度、蓋群落特點(diǎn)的數(shù)量指標(biāo)（如密度、植株高度、頻度、蓋度等），這一過(guò)程叫做度等），這一過(guò)程叫做調(diào)查記錄調(diào)查記錄。由于所用的指標(biāo)大。由于所用的指標(biāo)大多是描述性的，所以也叫做多是描述性的，所以也叫做群落特征描述群落特征描述。 n植物群落的數(shù)量特征描述，是植物群落學(xué)研究的一項(xiàng)植物群落的數(shù)量特征描述，是植物群落學(xué)研究的一項(xiàng)重要工作，植物群落學(xué)和其它學(xué)科一樣，在定性的基重要工作，植物群落學(xué)和其它學(xué)科一樣，在定性的基礎(chǔ)上逐漸開始定量的研究

5、，到礎(chǔ)上逐漸開始定量的研究，到20世紀(jì)世紀(jì)50年代后期，年代后期，已經(jīng)有植物數(shù)量生態(tài)的專著了（已經(jīng)有植物數(shù)量生態(tài)的專著了（GreigSmith 1957）。）。 n事物的發(fā)展有量變和質(zhì)變兩個(gè)階段，變化的初事物的發(fā)展有量變和質(zhì)變兩個(gè)階段，變化的初期是零星，個(gè)別的數(shù)量變化，不易覺察，必須期是零星，個(gè)別的數(shù)量變化，不易覺察，必須察微識(shí)漸，才能預(yù)測(cè)事物發(fā)展的趨勢(shì)。察微識(shí)漸，才能預(yù)測(cè)事物發(fā)展的趨勢(shì)。n同時(shí)數(shù)量是一個(gè)客觀的尺度，明確又具體，易同時(shí)數(shù)量是一個(gè)客觀的尺度，明確又具體，易于理解和比較，可以避免許多概念上的混淆和于理解和比較，可以避免許多概念上的混淆和由此引起的爭(zhēng)論。由此引起的爭(zhēng)論。 第二節(jié)第二節(jié)

6、 取取 樣樣一、取樣方法一、取樣方法n取樣是群落生態(tài)研究的重要步驟，研究結(jié)果的取樣是群落生態(tài)研究的重要步驟，研究結(jié)果的好壞與取樣方法有著較為密切的關(guān)系。好壞與取樣方法有著較為密切的關(guān)系。 n取樣方法有兩大類型：取樣方法有兩大類型：q主觀取樣：人為地選擇取樣地段主觀取樣：人為地選擇取樣地段 q客觀取樣客觀取樣 ：通過(guò)某種：通過(guò)某種統(tǒng)計(jì)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來(lái)設(shè)置樣方，又來(lái)設(shè)置樣方，又叫做概率取樣法叫做概率取樣法 主觀取樣：主觀取樣：人為地選擇取樣地段人為地選擇取樣地段 n主觀取樣就是選代表性樣地主觀取樣就是選代表性樣地 。q樣地的選擇是樣地的選擇是憑主觀判斷憑主觀判斷，使它能夠代表所研究的，使它能夠代

7、表所研究的植物群落。植物群落。 q特點(diǎn)：特點(diǎn)：迅速、簡(jiǎn)便迅速、簡(jiǎn)便。對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的工作者能夠取得較。對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的工作者能夠取得較好的結(jié)果，在植被研究實(shí)踐中曾廣泛地使用好的結(jié)果，在植被研究實(shí)踐中曾廣泛地使用 ，歐洲歐洲大陸學(xué)派大陸學(xué)派的學(xué)者至今仍以這一方法作為主要的取樣的學(xué)者至今仍以這一方法作為主要的取樣手段手段 q缺點(diǎn)：它是非統(tǒng)計(jì)學(xué)方法缺點(diǎn)：它是非統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 ，不能進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，不能進(jìn)行顯著性檢驗(yàn) 客觀取樣客觀取樣 ：通過(guò)某種通過(guò)某種統(tǒng)計(jì)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來(lái)設(shè)置樣方來(lái)設(shè)置樣方n（1）隨機(jī)取樣（）隨機(jī)取樣（random sampling ） n（2）系統(tǒng)取樣（）系統(tǒng)取樣（systematic samp

8、ling） n（3）限定隨機(jī)取樣（）限定隨機(jī)取樣（strained random sampling） n（4）分層取樣（）分層取樣（stratified sampling） n（5）集群取樣）集群取樣Cluster Sampling n（6）環(huán)境因子取樣（）環(huán)境因子取樣（sampling for environment） （1）隨機(jī)取樣）隨機(jī)取樣n隨機(jī)取樣：樣方的設(shè)置是隨機(jī)的，即每一樣品單隨機(jī)取樣：樣方的設(shè)置是隨機(jī)的，即每一樣品單位被抽樣的機(jī)會(huì)是位被抽樣的機(jī)會(huì)是相等相等的。的。n理論上講隨機(jī)取樣是理論上講隨機(jī)取樣是“理想理想”的方法，但是要真的方法，但是要真正做到正做到“隨機(jī)隨機(jī)”困難較大，象

9、研究者從肩上取下困難較大，象研究者從肩上取下樣方（或樣圓）隨機(jī)地投擲，無(wú)論如何也達(dá)不到樣方（或樣圓）隨機(jī)地投擲，無(wú)論如何也達(dá)不到樣品的隨機(jī)分布樣品的隨機(jī)分布 。AB01020304050102030401001000坐標(biāo)坐標(biāo)樣方樣方 A=（4，4）樣方樣方 B=（55，25）n一般隨機(jī)取一般隨機(jī)取樣的方法：是樣的方法：是將將研究地區(qū)放研究地區(qū)放入一個(gè)垂直坐入一個(gè)垂直坐標(biāo)中標(biāo)中，用成對(duì)，用成對(duì)的隨機(jī)數(shù)作為的隨機(jī)數(shù)作為坐標(biāo)值，來(lái)確坐標(biāo)值，來(lái)確定樣方的位置。定樣方的位置。 n缺點(diǎn)：由隨機(jī)數(shù)決定的樣方位置，在實(shí)際研究缺點(diǎn)：由隨機(jī)數(shù)決定的樣方位置，在實(shí)際研究中往往難以確切設(shè)置，尤其是在地形復(fù)雜、溝中往往

10、難以確切設(shè)置，尤其是在地形復(fù)雜、溝壑交錯(cuò)、裸巖縱橫的地方更是如此，所以說(shuō)隨壑交錯(cuò)、裸巖縱橫的地方更是如此，所以說(shuō)隨機(jī)取樣真正達(dá)到隨機(jī)的是很少的。機(jī)取樣真正達(dá)到隨機(jī)的是很少的。 n優(yōu)點(diǎn)：可以用于統(tǒng)計(jì)分析，從而檢驗(yàn)樣品的分優(yōu)點(diǎn)：可以用于統(tǒng)計(jì)分析，從而檢驗(yàn)樣品的分布是否真正是隨機(jī)的布是否真正是隨機(jī)的 （2）系統(tǒng)取樣）系統(tǒng)取樣n系統(tǒng)取樣是根據(jù)系統(tǒng)取樣是根據(jù)某一規(guī)則某一規(guī)則系統(tǒng)地設(shè)置樣方，也叫系統(tǒng)地設(shè)置樣方，也叫規(guī)則規(guī)則取樣取樣 n如：從山麓到山頂沿西北方向，每隔海拔如：從山麓到山頂沿西北方向，每隔海拔50m設(shè)置一設(shè)置一個(gè)樣方（個(gè)樣方（規(guī)則規(guī)則） n在大多數(shù)情況下，系統(tǒng)取樣是先用地形等因素確定第在大多數(shù)

11、情況下，系統(tǒng)取樣是先用地形等因素確定第一個(gè)樣方位置，比如山頂?shù)?。一個(gè)樣方位置，比如山頂?shù)取?n優(yōu)點(diǎn)：取樣簡(jiǎn)單，樣品分布普遍，代表性強(qiáng)，在植被優(yōu)點(diǎn)：取樣簡(jiǎn)單，樣品分布普遍，代表性強(qiáng)，在植被變差較小的情況下，效果很好。變差較小的情況下，效果很好。 n缺點(diǎn)：系統(tǒng)取樣效果的好壞不能客觀地評(píng)價(jià)，只能憑缺點(diǎn)：系統(tǒng)取樣效果的好壞不能客觀地評(píng)價(jià)，只能憑經(jīng)驗(yàn)判斷，其數(shù)據(jù)也不能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析經(jīng)驗(yàn)判斷，其數(shù)據(jù)也不能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析n系統(tǒng)取樣的具體規(guī)則變化很大，一般由使用者系統(tǒng)取樣的具體規(guī)則變化很大，一般由使用者自行選擇。自行選擇。n比如，隨機(jī)地選擇第一個(gè)樣方后，可以向兩個(gè)比如，隨機(jī)地選擇第一個(gè)樣方后，可以向兩個(gè)方向規(guī)則地

12、設(shè)置其它樣方；也可以同時(shí)向四個(gè)方向規(guī)則地設(shè)置其它樣方；也可以同時(shí)向四個(gè)方向規(guī)則地設(shè)置樣方；還可以采用縱向和橫向方向規(guī)則地設(shè)置樣方；還可以采用縱向和橫向間距不等的樣方構(gòu)成樣方網(wǎng)等等，究竟用什么間距不等的樣方構(gòu)成樣方網(wǎng)等等，究竟用什么方式要根據(jù)所研究的植被類型及其分布特點(diǎn)和方式要根據(jù)所研究的植被類型及其分布特點(diǎn)和變異程度等來(lái)判斷。變異程度等來(lái)判斷。(3)限定隨機(jī)取樣限定隨機(jī)取樣 n限定隨機(jī)取樣：也叫做系統(tǒng)隨機(jī)取樣，它是限定隨機(jī)取樣：也叫做系統(tǒng)隨機(jī)取樣，它是系系統(tǒng)取樣和隨機(jī)取樣的結(jié)合統(tǒng)取樣和隨機(jī)取樣的結(jié)合，兼有二者的優(yōu)點(diǎn)。，兼有二者的優(yōu)點(diǎn)。n限定隨機(jī)取樣是先用限定隨機(jī)取樣是先用系統(tǒng)法系統(tǒng)法將研究地段

13、分成大將研究地段分成大小相等的區(qū)組小相等的區(qū)組，然后在每一小區(qū)內(nèi)再隨機(jī)地設(shè)，然后在每一小區(qū)內(nèi)再隨機(jī)地設(shè)置樣方。置樣方。 n優(yōu)點(diǎn)：使用這種方法每個(gè)區(qū)組內(nèi)每個(gè)樣品被抽優(yōu)點(diǎn)：使用這種方法每個(gè)區(qū)組內(nèi)每個(gè)樣品被抽取的機(jī)會(huì)更大，而且這樣抽取的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行取的機(jī)會(huì)更大，而且這樣抽取的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析統(tǒng)計(jì)分析n缺點(diǎn)：該方法在野外可能更費(fèi)時(shí)間缺點(diǎn)：該方法在野外可能更費(fèi)時(shí)間 X1Y1X2Y2X3Y3X4Y4X5Y5X6Y6X7Y7X8Y8X9Y9將研究地將研究地段規(guī)則地段規(guī)則地分成分成9個(gè)個(gè)小區(qū)，在小區(qū)，在每一個(gè)小每一個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)區(qū)內(nèi)隨機(jī)地設(shè)置一地設(shè)置一個(gè)樣方個(gè)樣方 （4）分層取樣 n分層取樣：是將研究地段按

14、自然的界線或生態(tài)學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)分成一些小的地段分層取樣：是將研究地段按自然的界線或生態(tài)學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)分成一些小的地段.n這些小地段的劃分方法不是統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，而是自然的界線或生態(tài)學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。這些小地段的劃分方法不是統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，而是自然的界線或生態(tài)學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。 n如：如：q草地和灌叢，可以用群落的界線為依據(jù)劃分小地段，再在小地段內(nèi)進(jìn)草地和灌叢，可以用群落的界線為依據(jù)劃分小地段，再在小地段內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)或規(guī)則取樣，分別代表草地和灌叢群落行隨機(jī)或規(guī)則取樣，分別代表草地和灌叢群落q在植被垂直地帶非常明顯的山地，可以不同的植被帶作為小地段。在植被垂直地帶非常明顯的山地，可以不同的植被帶作為小地段。 q同一植物群落也可進(jìn)行分層

15、取樣，比如森林植物群落的喬木層和草木同一植物群落也可進(jìn)行分層取樣，比如森林植物群落的喬木層和草木層可以分開層可以分開 n優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便易做，也是應(yīng)用最多的方法。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便易做，也是應(yīng)用最多的方法。n缺點(diǎn)：小地段的大小一般是很難知道的、不等的，所以難以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。缺點(diǎn)：小地段的大小一般是很難知道的、不等的，所以難以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。（5）集群取樣n集群取樣：是一種二水平取樣，即首先隨機(jī)選集群取樣：是一種二水平取樣，即首先隨機(jī)選取樣點(diǎn)，在每一個(gè)樣點(diǎn)取取樣點(diǎn)，在每一個(gè)樣點(diǎn)取一些樣方一些樣方（而不是（而不是一一個(gè)個(gè)樣方），這在特殊調(diào)查中更有效。樣方），這在特殊調(diào)查中更有效。 n集群取樣可有多種設(shè)計(jì)方案，根據(jù)

16、所研究的對(duì)集群取樣可有多種設(shè)計(jì)方案，根據(jù)所研究的對(duì)象的不同而有差異。象的不同而有差異。n例如：下圖是一種設(shè)計(jì)方法例如：下圖是一種設(shè)計(jì)方法如：假定一位調(diào)查者在一塊如：假定一位調(diào)查者在一塊面積大約為面積大約為30km50km的的森林中用森林中用10m10m的樣方的樣方計(jì)數(shù)蕨類植物，因?yàn)樯置嬗?jì)數(shù)蕨類植物，因?yàn)樯置娣e大，需要較長(zhǎng)的時(shí)間走到積大，需要較長(zhǎng)的時(shí)間走到隨機(jī)設(shè)的樣方地點(diǎn)隨機(jī)設(shè)的樣方地點(diǎn)但是在每一樣方中計(jì)數(shù)蕨類但是在每一樣方中計(jì)數(shù)蕨類植物所需的時(shí)間較短。植物所需的時(shí)間較短。如果在每一個(gè)樣方點(diǎn)取一些如果在每一個(gè)樣方點(diǎn)取一些樣方樣方比如可能計(jì)數(shù)一個(gè)比如可能計(jì)數(shù)一個(gè)40m40m的網(wǎng)格中的每一的網(wǎng)格

17、中的每一個(gè)個(gè)10m10m樣方，這樣可樣方，這樣可能工作效率更高能工作效率更高 n隨機(jī)取樣、系統(tǒng)取樣、限定隨機(jī)取樣、分層取隨機(jī)取樣、系統(tǒng)取樣、限定隨機(jī)取樣、分層取樣、集群取樣樣、集群取樣n上述這些取樣方法主要是上述這些取樣方法主要是樣方位置的設(shè)置樣方位置的設(shè)置，在，在樣方位置確定后，可以測(cè)量記錄樣方位置確定后，可以測(cè)量記錄 反映群落特反映群落特點(diǎn)的數(shù)量指標(biāo)（如密度、植株高度、頻度、蓋點(diǎn)的數(shù)量指標(biāo)（如密度、植株高度、頻度、蓋度等）度等）（6）環(huán)境因子取樣 n對(duì)環(huán)境因素，某些對(duì)環(huán)境因素，某些因子的值只與樣方位置因子的值只與樣方位置有關(guān)，比如海拔有關(guān)，比如海拔高度、坡度、坡向、小地形變化等，可以直接測(cè)

18、量記錄。高度、坡度、坡向、小地形變化等，可以直接測(cè)量記錄。 n有些因子由于變化甚大，還需在樣方內(nèi)進(jìn)行再取樣，才能有些因子由于變化甚大，還需在樣方內(nèi)進(jìn)行再取樣，才能有較強(qiáng)的代表性有較強(qiáng)的代表性 。n如土壤樣品，樣方內(nèi)再取樣可以用隨機(jī)取樣法，也可以根如土壤樣品，樣方內(nèi)再取樣可以用隨機(jī)取樣法，也可以根據(jù)某一規(guī)則進(jìn)行系統(tǒng)取樣，后者用得較多。據(jù)某一規(guī)則進(jìn)行系統(tǒng)取樣，后者用得較多。q如，在土壤取樣時(shí)可以取如，在土壤取樣時(shí)可以取5個(gè)點(diǎn)，即樣方的中心點(diǎn)和中個(gè)點(diǎn)，即樣方的中心點(diǎn)和中心點(diǎn)到樣方每個(gè)角連線的中點(diǎn)，得到心點(diǎn)到樣方每個(gè)角連線的中點(diǎn)，得到5個(gè)樣品，我們可個(gè)樣品，我們可以對(duì)這以對(duì)這5個(gè)樣品充分地混合，然后再

19、從中取一部分作為個(gè)樣品充分地混合，然后再?gòu)闹腥∫徊糠肿鳛樗跇臃酵寥李愋偷拇順悠范M(jìn)行化學(xué)分析；也可以所在樣方土壤類型的代表樣品而進(jìn)行化學(xué)分析；也可以將將5個(gè)樣品作為個(gè)樣品作為5個(gè)重復(fù)都進(jìn)行化學(xué)分析，對(duì)其結(jié)果取平個(gè)重復(fù)都進(jìn)行化學(xué)分析，對(duì)其結(jié)果取平均值，還可以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析檢驗(yàn)。均值，還可以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析檢驗(yàn)。二、樣方的形狀和大小二、樣方的形狀和大小1、樣方的形狀、樣方的形狀n植物群落學(xué)中的植物群落學(xué)中的取樣單位取樣單位有多種形式，包括樣方、樣圓、有多種形式，包括樣方、樣圓、樣點(diǎn)、樣線、樣帶等。最常用的是樣點(diǎn)、樣線、樣帶等。最常用的是方形樣方方形樣方 n從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度講：從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度講：方形的周長(zhǎng)和

20、面積的比較小，因而邊際影響的誤差較?。环叫蔚闹荛L(zhǎng)和面積的比較小，因而邊際影響的誤差較小；圓形的周長(zhǎng)與面積比更小，但是應(yīng)用圓形必須使用特制的圓形的周長(zhǎng)與面積比更小，但是應(yīng)用圓形必須使用特制的樣圓，在森林和灌叢研究中困難很大。樣圓，在森林和灌叢研究中困難很大。長(zhǎng)方形一般長(zhǎng)與寬的比越大，邊長(zhǎng)就越長(zhǎng)，邊際影響誤差長(zhǎng)方形一般長(zhǎng)與寬的比越大，邊長(zhǎng)就越長(zhǎng)，邊際影響誤差也愈大，在設(shè)置長(zhǎng)方形樣方時(shí)，還需考慮環(huán)境梯度的方向，也愈大，在設(shè)置長(zhǎng)方形樣方時(shí)，還需考慮環(huán)境梯度的方向，如長(zhǎng)邊是否與坡向保持一致等。如長(zhǎng)邊是否與坡向保持一致等。n樣點(diǎn)樣點(diǎn)用于草地的研究中用于草地的研究中n樣線樣線用于灌叢和森林群落中用于灌叢和森

21、林群落中q樣線法樣線法 用一條繩索系于所要調(diào)查的群落中，調(diào)查用一條繩索系于所要調(diào)查的群落中，調(diào)查在繩索一邊或兩邊的植物種類和個(gè)體數(shù)。在繩索一邊或兩邊的植物種類和個(gè)體數(shù)。n但在生態(tài)學(xué)文獻(xiàn)中，樣點(diǎn)和樣線使用頻率非常但在生態(tài)學(xué)文獻(xiàn)中，樣點(diǎn)和樣線使用頻率非常低低n樣帶樣帶 為了研究環(huán)境變化較大的地方，以長(zhǎng)方為了研究環(huán)境變化較大的地方，以長(zhǎng)方形作為樣地面積，而且每個(gè)樣地面積固定，寬形作為樣地面積，而且每個(gè)樣地面積固定，寬度固定，幾個(gè)樣地按照一定的走向連接起來(lái)，度固定，幾個(gè)樣地按照一定的走向連接起來(lái)，就形成了樣帶。就形成了樣帶。n n樣帶樣帶則常常與則常常與系統(tǒng)取樣系統(tǒng)取樣結(jié)合使用，研究者可先結(jié)合使用，研

22、究者可先設(shè)置樣帶，然后再沿樣帶規(guī)則地取樣。在格局設(shè)置樣帶，然后再沿樣帶規(guī)則地取樣。在格局分析中，樣帶是最常用的方法，其中的分析中，樣帶是最常用的方法，其中的樣帶是樣帶是由連續(xù)的樣方組成由連續(xù)的樣方組成。2、樣方的大小、樣方的大小n樣方大小選擇，要考慮研究的群落類型、優(yōu)勢(shì)樣方大小選擇，要考慮研究的群落類型、優(yōu)勢(shì)種的生活型及植被的均勻性等。種的生活型及植被的均勻性等。 n從統(tǒng)計(jì)學(xué)上講從統(tǒng)計(jì)學(xué)上講q面積小而數(shù)目多的樣方和面積大數(shù)目少的樣方可以面積小而數(shù)目多的樣方和面積大數(shù)目少的樣方可以達(dá)到同樣的精確度達(dá)到同樣的精確度q但樣方小，取樣工作量增加，計(jì)算也麻煩，同時(shí)許但樣方小，取樣工作量增加，計(jì)算也麻煩，

23、同時(shí)許多樣方的觀測(cè)值可能很接近，給數(shù)量分析帶來(lái)一定多樣方的觀測(cè)值可能很接近，給數(shù)量分析帶來(lái)一定困難。困難。 因此，樣方大小要適當(dāng)，一般用因此，樣方大小要適當(dāng)，一般用群落群落的最小面積的最小面積作為樣方的大小。作為樣方的大小。u 群落最小面積定義為：群落中大多數(shù)種類都能出現(xiàn)的最小樣方面積，群落最小面積定義為：群落中大多數(shù)種類都能出現(xiàn)的最小樣方面積，通常用種通常用種-面積曲線來(lái)確定，即種面積曲線來(lái)確定，即種-面積曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的樣方面積曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的樣方面積。面積。u種種-面積曲線面積曲線的繪制u （1）在擬研究群落中選擇植物生長(zhǎng)比較均勻的地方，用繩子圈定一）在擬研究群落中選擇植物生長(zhǎng)比

24、較均勻的地方，用繩子圈定一塊小的面積。對(duì)于草本群落，最初的面積為塊小的面積。對(duì)于草本群落，最初的面積為1010 cm，對(duì)于森林群，對(duì)于森林群落則至少為落則至少為55 m。登記這一面積中所有植物的種類。然后，按照。登記這一面積中所有植物的種類。然后，按照一定的順序成倍擴(kuò)大，每擴(kuò)大一次，就登記新增加的植物種類。開始，一定的順序成倍擴(kuò)大，每擴(kuò)大一次，就登記新增加的植物種類。開始，植物種類數(shù)隨著面積擴(kuò)大而迅速增加，但隨著面積不斷增加，植物種植物種類數(shù)隨著面積擴(kuò)大而迅速增加，但隨著面積不斷增加，植物種類增加的數(shù)目開始降低，最后面積擴(kuò)大時(shí)植物種類很少增加。類增加的數(shù)目開始降低，最后面積擴(kuò)大時(shí)植物種類很少增

25、加。 n關(guān)于面積的擴(kuò)大，法國(guó)的生態(tài)學(xué)工作者提出巢式樣方法。關(guān)于面積的擴(kuò)大，法國(guó)的生態(tài)學(xué)工作者提出巢式樣方法。n即在研究草本植被類型的植物種類特征時(shí)，所用樣方面積即在研究草本植被類型的植物種類特征時(shí)，所用樣方面積最初為最初為1/64平方米，之后依次為平方米，之后依次為1/2, 1, 2, 4, 8,16,32,64,128,256,512平方米，依次記錄相應(yīng)面積中物平方米，依次記錄相應(yīng)面積中物種的數(shù)量。種的數(shù)量。n把含樣地總種數(shù)把含樣地總種數(shù)84%的面積作為群落最小面積。的面積作為群落最小面積。將以上獲將以上獲得的結(jié)果，在坐標(biāo)紙以面積為橫坐標(biāo)、種類數(shù)目為縱坐標(biāo)得的結(jié)果，在坐標(biāo)紙以面積為橫坐標(biāo)、種

26、類數(shù)目為縱坐標(biāo)作圖，可以獲得群落的最小面積。作圖，可以獲得群落的最小面積。（2） 樣方面積擴(kuò)大的方式樣方面積擴(kuò)大的方式（3）群落類型與最小面積）群落類型與最小面積n一般環(huán)境條件越優(yōu)越，群落的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，組成一般環(huán)境條件越優(yōu)越，群落的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，組成群落的植物種類就越多，相應(yīng)地最小面積就越大。群落的植物種類就越多，相應(yīng)地最小面積就越大。q如在我國(guó)西雙版納熱帶雨林群落，最小面積至少為如在我國(guó)西雙版納熱帶雨林群落，最小面積至少為2500平方米，其中包含的主要高等植物多達(dá)平方米，其中包含的主要高等植物多達(dá)130種，種，q在東北小興安嶺紅松林群落中，最小面積約在東北小興安嶺紅松林群落中，最小面積約400

27、平方米，平方米，包含的主要高等植物有包含的主要高等植物有40余種余種q在戈壁草原，最小面積只要在戈壁草原，最小面積只要1平方米左右，包含的主要平方米左右，包含的主要高等植物可能在高等植物可能在10種以內(nèi)。種以內(nèi)。不同群落類型最小面積經(jīng)驗(yàn)值不同群落類型最小面積經(jīng)驗(yàn)值群落類型群落類型群落最小面積群落最小面積地衣群落地衣群落0.10.4 m2苔蘚群落苔蘚群落14 m2沙丘草原沙丘草原110 m2干干 草草 原原125 m2草草 甸甸150 m2高高 草草 地地550 m2灌灌 叢叢1050 m2溫帶森林溫帶森林200500 m2熱帶雨林熱帶雨林5004000 m2由群落最小面積決定的樣方大小適合于由

28、群落最小面積決定的樣方大小適合于多元分析方法，但不適合于格局分析多元分析方法，但不適合于格局分析 n在格局分析研究中，樣方要適當(dāng)小，使得所研在格局分析研究中，樣方要適當(dāng)小，使得所研究的種在樣方內(nèi)不形成究的種在樣方內(nèi)不形成格局規(guī)模格局規(guī)模。q在低矮草地研究中一般用在低矮草地研究中一般用25100cm2的樣方的樣方q高草地用高草地用100625 cm2q灌叢灌叢0.54q森林森林 225n這些都是經(jīng)驗(yàn)值。這些都是經(jīng)驗(yàn)值。 均勻分布 隨機(jī)分布 集群分布 種群分布類型 說(shuō)明樣方大小與調(diào)查說(shuō)明樣方大小與調(diào)查結(jié)果的關(guān)系，結(jié)果的關(guān)系，用樣方用樣方A和樣方和樣方B所所測(cè)得測(cè)得頻度頻度結(jié)果顯然是結(jié)果顯然是不同的

29、不同的是指某種植物出現(xiàn)的樣方的是指某種植物出現(xiàn)的樣方的百分率，是反映某種植物分百分率，是反映某種植物分布均勻程度的一個(gè)指標(biāo)布均勻程度的一個(gè)指標(biāo)三、樣方的數(shù)目n樣方大小確定后，就要考慮樣方的數(shù)目樣方大小確定后，就要考慮樣方的數(shù)目 n理論上講樣方數(shù)目理論上講樣方數(shù)目“越多越好越多越好”，但樣方太，但樣方太多，費(fèi)時(shí)費(fèi)工；樣方太少，可能代表性較差，多，費(fèi)時(shí)費(fèi)工；樣方太少，可能代表性較差，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的研究結(jié)果，一般需要客觀的標(biāo)會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的研究結(jié)果，一般需要客觀的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定取樣的數(shù)目。準(zhǔn)來(lái)確定取樣的數(shù)目。 n確定取樣的數(shù)目的方法確定取樣的數(shù)目的方法q1、樣方數(shù)、樣方數(shù)平均數(shù)曲線法平均數(shù)曲線法q2、方差法、

30、方差法 q3、面積比法、面積比法1、樣方數(shù)、樣方數(shù)平均數(shù)曲線法平均數(shù)曲線法n從統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，我們知道每個(gè)樣方中的平均個(gè)從統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，我們知道每個(gè)樣方中的平均個(gè)體數(shù)是隨樣方數(shù)目而變化的，當(dāng)樣方數(shù)較少時(shí)，體數(shù)是隨樣方數(shù)目而變化的，當(dāng)樣方數(shù)較少時(shí)，平均數(shù)變化幅度較大，隨著樣方數(shù)目的增加，平均數(shù)變化幅度較大，隨著樣方數(shù)目的增加，它的變化幅度逐漸減小，當(dāng)達(dá)到某一樣方數(shù)目它的變化幅度逐漸減小，當(dāng)達(dá)到某一樣方數(shù)目時(shí)，它的變化幅度小于允許的范圍（比如說(shuō)時(shí)，它的變化幅度小于允許的范圍（比如說(shuō)5%變化幅度），此時(shí)對(duì)應(yīng)的樣方數(shù)目可以認(rèn)變化幅度），此時(shí)對(duì)應(yīng)的樣方數(shù)目可以認(rèn)為是我們所需要取的樣方數(shù)。為是我們所需要取的樣方

31、數(shù)。 從圖中可知當(dāng)樣方數(shù)為從圖中可知當(dāng)樣方數(shù)為25時(shí)，平均值基本穩(wěn)時(shí)，平均值基本穩(wěn)定，因此，應(yīng)該取定，因此，應(yīng)該取25個(gè)樣方個(gè)樣方 這一方法比較簡(jiǎn)單，在取樣過(guò)程中逐這一方法比較簡(jiǎn)單，在取樣過(guò)程中逐步繪步繪樣方數(shù)樣方數(shù)個(gè)體平均數(shù)曲線個(gè)體平均數(shù)曲線，如，如果平均數(shù)基本穩(wěn)定，則可以停止取樣，果平均數(shù)基本穩(wěn)定，則可以停止取樣，如果變幅尚大，取樣繼續(xù)進(jìn)行。如果變幅尚大，取樣繼續(xù)進(jìn)行。 2、方差法、方差法n根據(jù)所研究的總體的方差來(lái)決定取樣數(shù)目，一根據(jù)所研究的總體的方差來(lái)決定取樣數(shù)目，一般方差大，取樣數(shù)目就要多；若方差小，取樣般方差大，取樣數(shù)目就要多；若方差小，取樣數(shù)目則可以少。數(shù)目則可以少。 n在隨機(jī)分布

32、的情況下，取樣數(shù)目在隨機(jī)分布的情況下，取樣數(shù)目N與總體方差與總體方差S2有如下關(guān)系：有如下關(guān)系：n式中式中t t是顯著性水準(zhǔn)值，比如在是顯著性水準(zhǔn)值，比如在95%95%置信區(qū)間置信區(qū)間t t=1.96=1.96（2 2）; ; L L為研究為研究允許誤差，這是已知數(shù)允許誤差，這是已知數(shù)n方差法要求取樣不能少于方差法要求取樣不能少于3030，總體方差可，總體方差可以用前以用前3030個(gè)樣方來(lái)估計(jì)個(gè)樣方來(lái)估計(jì)。222LStN樣本中各數(shù)據(jù)與樣本平均數(shù)的差的平方和樣本中各數(shù)據(jù)與樣本平均數(shù)的差的平方和的平均數(shù)叫做樣本方差；方差描述隨機(jī)變的平均數(shù)叫做樣本方差；方差描述隨機(jī)變量對(duì)于平均值的偏離程度。量對(duì)于平

33、均值的偏離程度。 3、面積比法、面積比法n面積比法是在知道研究地段總面積的情況下，面積比法是在知道研究地段總面積的情況下，事先決定要選擇研究面積的百分之幾作為樣地，事先決定要選擇研究面積的百分之幾作為樣地，比如說(shuō)比如說(shuō)5%或或10%的研究面積作為樣地。的研究面積作為樣地。n這樣在樣方大小已經(jīng)確定的情況下，樣方數(shù)目這樣在樣方大小已經(jīng)確定的情況下，樣方數(shù)目是不難算出來(lái)的。是不難算出來(lái)的。n比如我們研究地面積為比如我們研究地面積為10000，樣方大小為，樣方大小為55，要求抽取研究面積的，要求抽取研究面積的5%作為樣地，作為樣地，即樣方總面積應(yīng)為即樣方總面積應(yīng)為500，則樣方數(shù)為，則樣方數(shù)為500/

34、25=20。第三節(jié)第三節(jié) 植物群落的數(shù)量特植物群落的數(shù)量特征征第三節(jié)第三節(jié) 植物群落的數(shù)量特征植物群落的數(shù)量特征n一、植物群落的數(shù)量特征一、植物群落的數(shù)量特征n二、數(shù)量特征調(diào)查記錄二、數(shù)量特征調(diào)查記錄應(yīng)注意的問(wèn)題應(yīng)注意的問(wèn)題一、一、 植物群落的數(shù)量特征植物群落的數(shù)量特征n前面講過(guò)，在取樣的過(guò)程中，我們要記錄一系前面講過(guò)，在取樣的過(guò)程中，我們要記錄一系列反映群落特點(diǎn)的數(shù)量指標(biāo)（如密度、植株高列反映群落特點(diǎn)的數(shù)量指標(biāo)（如密度、植株高度、頻度、蓋度等，由于所用的指標(biāo)大多是描度、頻度、蓋度等，由于所用的指標(biāo)大多是描述性的，所以也叫做述性的，所以也叫做群落群落數(shù)量數(shù)量特征描述特征描述。n植物群落的數(shù)量特

35、征描述，是植物群落學(xué)研究植物群落的數(shù)量特征描述，是植物群落學(xué)研究的一項(xiàng)重要工作的一項(xiàng)重要工作一、一、 植物群落的數(shù)量特征植物群落的數(shù)量特征n1、多度、多度n多度（多度（Abundance）是指調(diào)查樣地上群落內(nèi)）是指調(diào)查樣地上群落內(nèi)某種植物的個(gè)體數(shù)量。某種植物的個(gè)體數(shù)量。 n對(duì)它的解釋和調(diào)查方法很不一致，大體可分對(duì)它的解釋和調(diào)查方法很不一致，大體可分為兩類。為兩類。 q直接計(jì)算法直接計(jì)算法q目測(cè)估計(jì)法目測(cè)估計(jì)法幾種常用的多度等級(jí)DrudgeClementsBraun-BlanquetSoc. 極多Dominant 優(yōu)勢(shì) D5 非常多Cop3 很多Abundant 豐盛 A4 多Cop2 多Fre

36、quent 常見 F3 較多Cop1 尚多Occasional 偶見 O2 較少Sp. 少Rare 稀少 r1 少Sol. 稀少Very rare 很少 Vr+ 很少Un. 個(gè)別2、密度、密度n密度（密度（Density）單位面積或單位空間上某種）單位面積或單位空間上某種植物個(gè)體數(shù)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)植物個(gè)體數(shù)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)n用公式表示為：用公式表示為：D=N/A其中：其中：D為密度；為密度； N為樣方內(nèi)某種植物個(gè)體的全為樣方內(nèi)某種植物個(gè)體的全部數(shù)目；部數(shù)目； A指樣方面積。指樣方面積。n由此可見，密度與多度是非常相似的，在一次由此可見，密度與多度是非常相似的，在一次調(diào)查中，若所有的樣方大小都相同，則密度與

37、調(diào)查中，若所有的樣方大小都相同，則密度與多度一致。多度一致。n美國(guó)美國(guó)Wisconsin學(xué)派開始用相對(duì)密度一詞，其學(xué)派開始用相對(duì)密度一詞，其公式是：公式是：n 相對(duì)密度相對(duì)密度=n相對(duì)密度反映群落內(nèi)各種植物數(shù)目之間的比例，相對(duì)密度反映群落內(nèi)各種植物數(shù)目之間的比例，以便比較。以便比較。100全部植物的個(gè)體數(shù)目某種植物的個(gè)體數(shù)目3、距離、距離n距離（距離（Distance）指的是某種植物的兩個(gè)植株）指的是某種植物的兩個(gè)植株之間的平均距離之間的平均距離 n密度和距離的平方存在一定的關(guān)系密度和距離的平方存在一定的關(guān)系 ，建議用平，建議用平均株距來(lái)估計(jì)密度，而省去采用樣方的麻煩。均株距來(lái)估計(jì)密度，而省去

38、采用樣方的麻煩。主要用于林木調(diào)查主要用于林木調(diào)查 n在測(cè)得數(shù)個(gè)樣點(diǎn)后，我們可以得到平均株距：在測(cè)得數(shù)個(gè)樣點(diǎn)后，我們可以得到平均株距：n平均株距平均株距=n得到平均株距后可以換算出每株所占的面積，得到平均株距后可以換算出每株所占的面積，因此可得到密度值。因此可得到密度值。林木的成對(duì)數(shù)目全部株距之和4、蓋度、蓋度 n蓋度（蓋度（Cover 或或 Coverage）指植物地上部分垂直投）指植物地上部分垂直投影的面積占樣地面積的比率。影的面積占樣地面積的比率。 nPost（1862）最早提出這個(gè)概念，這是一個(gè)重要的）最早提出這個(gè)概念，這是一個(gè)重要的數(shù)量指標(biāo)，反映了數(shù)量指標(biāo)，反映了地面上的生存空間地面上

39、的生存空間，在用絕對(duì)值表，在用絕對(duì)值表示時(shí)，不受樣方大小的影響，比較客觀和容易估計(jì)或示時(shí)，不受樣方大小的影響，比較客觀和容易估計(jì)或?qū)崪y(cè)。實(shí)測(cè)。n種蓋度：?jiǎn)蝹€(gè)植物種的蓋度種蓋度：?jiǎn)蝹€(gè)植物種的蓋度n群落總蓋度：一個(gè)群落的覆蓋度群落總蓋度：一個(gè)群落的覆蓋度n層蓋度：群落不同層的蓋度層蓋度：群落不同層的蓋度4、蓋度、蓋度n種蓋度之和可以超過(guò)群落總蓋度，因?yàn)橛兄丿B種蓋度之和可以超過(guò)群落總蓋度，因?yàn)橛兄丿B現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 n在數(shù)量分析中所用的多是種蓋度。在數(shù)量分析中所用的多是種蓋度。 n種蓋度在一定程度上能夠反映植物種的多度、種蓋度在一定程度上能夠反映植物種的多度、頻度、生活型等重要特征，所以是一非常重要頻度

40、、生活型等重要特征，所以是一非常重要的生態(tài)學(xué)指標(biāo)，在植被分析中有著重要地位。的生態(tài)學(xué)指標(biāo)，在植被分析中有著重要地位。 4、蓋度、蓋度n百分比蓋度：種蓋度可以直接用百分率表示，百分比蓋度：種蓋度可以直接用百分率表示，稱作百分比蓋度。它可以是稱作百分比蓋度。它可以是0100%之間的任之間的任何值。何值。n郁閉度：如果百分比蓋度除以郁閉度：如果百分比蓋度除以100，即用小數(shù)，即用小數(shù)表示，就相當(dāng)于林學(xué)上的郁閉度。表示，就相當(dāng)于林學(xué)上的郁閉度。q1.00.9：高度郁閉：高度郁閉q 0.80.7：中度郁閉：中度郁閉q 0.60.5：弱度郁閉：弱度郁閉q 0.40.3：極弱度郁閉：極弱度郁閉q 0.20.

41、1：為疏林：為疏林 n蓋度等級(jí)：蓋度也可以表示為有序多狀態(tài)的等蓋度等級(jí)：蓋度也可以表示為有序多狀態(tài)的等級(jí)值，叫做蓋度等級(jí)。級(jí)值，叫做蓋度等級(jí)。n蓋度等級(jí)有五級(jí)制、十級(jí)制等，最常見的是蓋度等級(jí)有五級(jí)制、十級(jí)制等，最常見的是Braun-Blanquet五級(jí)制和五級(jí)制和Domin十級(jí)制十級(jí)制（表）。（表）。n百分比蓋度和蓋度等級(jí)數(shù)據(jù)在植被數(shù)量分析中百分比蓋度和蓋度等級(jí)數(shù)據(jù)在植被數(shù)量分析中都有較為廣泛的應(yīng)用。都有較為廣泛的應(yīng)用。4、蓋度、蓋度表 蓋度等級(jí)表等級(jí)值等級(jí)值Braun-Blanquet等級(jí)等級(jí)Domin等等 級(jí)級(jí)1蓋度蓋度 5%蓋度非常小，僅蓋度非常小，僅 株株26% 25%蓋度蓋度30米）

42、，米），中高位芽植物（中高位芽植物（8-30米），小高位芽植物（米），小高位芽植物（2-8米）與矮高位芽植物（米）與矮高位芽植物（25厘米到厘米到2米）；米）； q地上芽植物；地上芽植物；q地面芽植物；地面芽植物；q 隱芽植物；隱芽植物； q一年生植物。一年生植物。18、生長(zhǎng)型、生長(zhǎng)型n生長(zhǎng)型（生長(zhǎng)型（growth form）是指植物在生長(zhǎng)季節(jié)）是指植物在生長(zhǎng)季節(jié)枝葉在空間的配置情況，它與生活型有聯(lián)系，枝葉在空間的配置情況，它與生活型有聯(lián)系，但二者是不同的。但二者是不同的。n生長(zhǎng)型反映了植物種類在空間資源和光能資源生長(zhǎng)型反映了植物種類在空間資源和光能資源利用上的差異。利用上的差異。生長(zhǎng)型與群落

43、環(huán)境密切相關(guān)。生長(zhǎng)型與群落環(huán)境密切相關(guān)。生長(zhǎng)型分為：生長(zhǎng)型分為：nI級(jí)：級(jí)：闊葉喬木闊葉喬木，主干上部分枝多，枝葉開散，樹冠呈扇狀，占較，主干上部分枝多，枝葉開散，樹冠呈扇狀，占較大的空間，大部分葉片可獲得充足的陽(yáng)光；大的空間，大部分葉片可獲得充足的陽(yáng)光；nII級(jí)：級(jí)：闊葉喬木闊葉喬木，主干上部分枝較多，枝葉較集中，樹冠呈圓形或，主干上部分枝較多，枝葉較集中，樹冠呈圓形或橢圓形，占空間小于上一級(jí)，上部葉片可獲得充足的陽(yáng)光；橢圓形，占空間小于上一級(jí)，上部葉片可獲得充足的陽(yáng)光；nIII級(jí)：級(jí)：針葉喬木針葉喬木，枝葉開散，透光性好，葉針可獲得較充足的陽(yáng)，枝葉開散，透光性好，葉針可獲得較充足的陽(yáng)光；光

44、；nIV級(jí)：級(jí)：針葉喬木針葉喬木，枝葉緊密，樹冠呈密塔形，透光性差，僅外圍，枝葉緊密，樹冠呈密塔形，透光性差，僅外圍葉針可獲得較充足的陽(yáng)光；葉針可獲得較充足的陽(yáng)光；nV級(jí)：級(jí)：闊葉灌木闊葉灌木，枝葉開散，透光性好；，枝葉開散，透光性好；nVI級(jí)：級(jí)：闊葉灌木闊葉灌木，叢生，枝葉密集；，叢生，枝葉密集；nVII級(jí)：級(jí)：針葉灌木針葉灌木；nVIII級(jí)級(jí)：草本植物：草本植物，單株生長(zhǎng)；，單株生長(zhǎng)；nIX級(jí)：級(jí)：草本植物草本植物，叢生。，叢生。n生長(zhǎng)型的級(jí)數(shù)本身可以作為數(shù)據(jù)用以分析群落生態(tài)關(guān)系，在實(shí)踐生長(zhǎng)型的級(jí)數(shù)本身可以作為數(shù)據(jù)用以分析群落生態(tài)關(guān)系，在實(shí)踐中，根據(jù)研究目的和群落類型的不同，生長(zhǎng)型級(jí)還可

45、以細(xì)分。中，根據(jù)研究目的和群落類型的不同，生長(zhǎng)型級(jí)還可以細(xì)分。另外，植物的生長(zhǎng)型還可簡(jiǎn)單分為：n喬木：3M以上的木本植物，包括各種樹木。n灌木：3M以下的木本植物。n藤本植物：木本攀援植物。n草本植物：無(wú)多年生木質(zhì)莖，包括禾葉草本、闊葉草本和多數(shù)蕨類植物。n附生植物：完全依附在其他植物體上的植物。n地表植物：地衣、苔蘚等。19、物候、物候n物候是指生物種在一年中的物候是指生物種在一年中的發(fā)育節(jié)律和活動(dòng)規(guī)律發(fā)育節(jié)律和活動(dòng)規(guī)律。n植物的物候與所在群落的環(huán)境密切相關(guān)，因此而成植物的物候與所在群落的環(huán)境密切相關(guān)，因此而成為群落的特征。為群落的特征。n一個(gè)種的物候隨時(shí)空的變化而有很大的差異。一個(gè)種的物候

46、隨時(shí)空的變化而有很大的差異。n不同群落中物種的物候期可以作為數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)量分不同群落中物種的物候期可以作為數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)量分析，以揭示群落間的生態(tài)關(guān)系。析，以揭示群落間的生態(tài)關(guān)系。n一個(gè)群落中的所有種的物候可以編成物候圖譜，它一個(gè)群落中的所有種的物候可以編成物候圖譜，它也是群落的特征之一。也是群落的特征之一。20、種、種面積曲線和最小面積面積曲線和最小面積n種種面積曲線和群落最小面積也可以作為描述面積曲線和群落最小面積也可以作為描述群落特征的指標(biāo)，并具有重要的生態(tài)學(xué)意義，群落特征的指標(biāo)，并具有重要的生態(tài)學(xué)意義，因?yàn)椴煌娜郝渚哂胁煌淖钚∶娣e和不同的因?yàn)椴煌娜郝渚哂胁煌淖钚∶娣e和不同的種種面積曲

47、線。面積曲線。通過(guò)繪制種通過(guò)繪制種面積曲線來(lái)確定最小面積的大小。具體作法是：面積曲線來(lái)確定最小面積的大小。具體作法是：逐漸擴(kuò)大樣地面積，隨著樣地面積的增大，樣地內(nèi)植物的種逐漸擴(kuò)大樣地面積，隨著樣地面積的增大，樣地內(nèi)植物的種數(shù)也在增加，但當(dāng)物種增加到一定程度時(shí)，曲線則有明顯變數(shù)也在增加，但當(dāng)物種增加到一定程度時(shí)，曲線則有明顯變緩的趨勢(shì)，通常把曲線陡度開始變緩處所對(duì)應(yīng)的面積，作為緩的趨勢(shì)，通常把曲線陡度開始變緩處所對(duì)應(yīng)的面積，作為最小面積。最小面積。樣方面積物種數(shù)組成群落的種類越豐富，其最小面積越大。如我國(guó)云南西組成群落的種類越豐富，其最小面積越大。如我國(guó)云南西雙版納的熱帶雨林，最小面積為雙版納的

48、熱帶雨林，最小面積為2500M2，北方針葉林為，北方針葉林為400 M2，落葉闊葉林為，落葉闊葉林為100 M2，草原灌叢為，草原灌叢為25100 M2，草原為草原為14 M2。第四節(jié)第四節(jié) 植被的環(huán)境特征植被的環(huán)境特征n在植物群落生態(tài)關(guān)系研究中，許多情況下需在植物群落生態(tài)關(guān)系研究中，許多情況下需要使用環(huán)境因子數(shù)據(jù)，以定量分析植被與環(huán)要使用環(huán)境因子數(shù)據(jù)，以定量分析植被與環(huán)境間的關(guān)系。境間的關(guān)系。n環(huán)境因子數(shù)據(jù)通常大家都比較熟悉，這里只環(huán)境因子數(shù)據(jù)通常大家都比較熟悉，這里只做簡(jiǎn)單介紹。做簡(jiǎn)單介紹。n環(huán)境因子數(shù)據(jù)主要包括：環(huán)境因子數(shù)據(jù)主要包括：q氣候數(shù)據(jù)氣候數(shù)據(jù)q地形數(shù)據(jù)地形數(shù)據(jù)q土壤數(shù)據(jù)土壤數(shù)據(jù)

49、q生物因子數(shù)據(jù)生物因子數(shù)據(jù)氣候數(shù)據(jù)氣候數(shù)據(jù)n氣候數(shù)據(jù)一般在氣候數(shù)據(jù)一般在大尺度研究大尺度研究中用的較多，比如中用的較多，比如不同區(qū)域的植被比較研究。不同區(qū)域的植被比較研究。n氣候是影響植物群落生長(zhǎng)發(fā)育和分布的重要因氣候是影響植物群落生長(zhǎng)發(fā)育和分布的重要因素，因此素，因此氣候數(shù)據(jù)是群落生態(tài)研究中最常用的氣候數(shù)據(jù)是群落生態(tài)研究中最常用的環(huán)境數(shù)據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)。 n它含有降水量、相對(duì)濕度、溫度、日照時(shí)數(shù)、它含有降水量、相對(duì)濕度、溫度、日照時(shí)數(shù)、太陽(yáng)光輻射量、蒸發(fā)量、風(fēng)速等。太陽(yáng)光輻射量、蒸發(fā)量、風(fēng)速等。 n這些指標(biāo)可以有年均值、月均值、日值等，根這些指標(biāo)可以有年均值、月均值、日值等，根據(jù)研究的需要而選取據(jù)

50、研究的需要而選取氣候數(shù)據(jù)氣候數(shù)據(jù)n氣候數(shù)據(jù)的獲取方法：根據(jù)需要而定氣候數(shù)據(jù)的獲取方法：根據(jù)需要而定q可以用附近氣象臺(tái)（站）的數(shù)據(jù)，（大尺度研究）可以用附近氣象臺(tái)（站）的數(shù)據(jù)，（大尺度研究）q也可以實(shí)際觀測(cè)記錄。（也可以實(shí)際觀測(cè)記錄。（中小尺度研究中小尺度研究）n在中小尺度研究時(shí)，氣象數(shù)據(jù)只能實(shí)地觀測(cè)在中小尺度研究時(shí)，氣象數(shù)據(jù)只能實(shí)地觀測(cè)q比如對(duì)每個(gè)比如對(duì)每個(gè)群落內(nèi)部生態(tài)環(huán)境的研究群落內(nèi)部生態(tài)環(huán)境的研究，這時(shí)在樣方內(nèi)不同的高度（層，這時(shí)在樣方內(nèi)不同的高度（層次）測(cè)定溫度、濕度、光照強(qiáng)度、次）測(cè)定溫度、濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度、不同深度的土壤溫度等。濃度、不同深度的土壤溫度等。q這些數(shù)據(jù)的測(cè)定相

51、對(duì)比較簡(jiǎn)便，都有現(xiàn)成的小儀器可以使用。盡管如這些數(shù)據(jù)的測(cè)定相對(duì)比較簡(jiǎn)便，都有現(xiàn)成的小儀器可以使用。盡管如此，在所有樣方中均測(cè)定這些數(shù)據(jù)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，而且難以保證在所此，在所有樣方中均測(cè)定這些數(shù)據(jù)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，而且難以保證在所有樣方中同時(shí)進(jìn)行，可比性較低。有樣方中同時(shí)進(jìn)行，可比性較低。n在在大尺度大尺度研究時(shí)，可用氣象臺(tái)（站）的數(shù)據(jù)，如研究時(shí)，可用氣象臺(tái)（站）的數(shù)據(jù)，如不同區(qū)域的植被比較不同區(qū)域的植被比較研究研究。地形數(shù)據(jù)地形數(shù)據(jù)n地形數(shù)據(jù)是地形數(shù)據(jù)是群落分析群落分析中用的最多的數(shù)據(jù)類型之中用的最多的數(shù)據(jù)類型之一。一。n地形的變化地形的變化通過(guò)影響水熱條件通過(guò)影響水熱條件，制約群落類型，制約群落

52、類型空間分布空間分布n一般對(duì)每一個(gè)調(diào)查樣方都要記錄地形數(shù)據(jù)，它一般對(duì)每一個(gè)調(diào)查樣方都要記錄地形數(shù)據(jù)，它包括樣方所在地的包括樣方所在地的海拔高度、坡度、坡向、坡海拔高度、坡度、坡向、坡位、微地形等位、微地形等。地形數(shù)據(jù)地形數(shù)據(jù)n海拔高度：可以用海拔高度：可以用海拔儀海拔儀測(cè)得。測(cè)得。n坡度和坡向：可以羅盤等小儀器測(cè)得，坡度可坡度和坡向：可以羅盤等小儀器測(cè)得，坡度可以直接用度數(shù)，也可以分等級(jí)；坡向可以用東、以直接用度數(shù)，也可以分等級(jí)；坡向可以用東、西、南、北、東北、西北等等級(jí)值，也可用度西、南、北、東北、西北等等級(jí)值，也可用度數(shù)表示。數(shù)表示。n坡位：一般含上坡位、中坡位和下坡位三級(jí)，坡位：一般含上

53、坡位、中坡位和下坡位三級(jí)，也有包含坡頂、谷底的。也有包含坡頂、谷底的。n微地形：是指樣方內(nèi)的地面高差，可以實(shí)測(cè)，微地形：是指樣方內(nèi)的地面高差，可以實(shí)測(cè)，也可以估計(jì)，在草地研究中用的較多。也可以估計(jì)，在草地研究中用的較多。土壤數(shù)據(jù)土壤數(shù)據(jù)n土壤數(shù)據(jù)是反映群落特征的重要數(shù)據(jù)類型。土壤數(shù)據(jù)是反映群落特征的重要數(shù)據(jù)類型。n土壤是群落的組成部分，不同的群落具有不同土壤是群落的組成部分，不同的群落具有不同的土壤。的土壤。n土壤數(shù)據(jù)的獲?。和寥罃?shù)據(jù)的獲?。簈有些可以有些可以在野外直接在野外直接測(cè)得，比如測(cè)得，比如枯枝落葉層厚度、枯枝落葉層厚度、土壤厚度、土壤土壤厚度、土壤pH值、土壤溫度值、土壤溫度等，等，

54、q大部分?jǐn)?shù)據(jù)要在大部分?jǐn)?shù)據(jù)要在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，在樣方中要獲取土在樣方中要獲取土壤樣品，帶回室內(nèi)測(cè)定。壤樣品，帶回室內(nèi)測(cè)定。常用土壤數(shù)據(jù)：常用土壤數(shù)據(jù)：n土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)：主要指：主要指不同大小土壤顆粒的組成比例不同大小土壤顆粒的組成比例，它與土壤的通氣性、，它與土壤的通氣性、持水能力等有關(guān)。持水能力等有關(guān)。 q土壤結(jié)構(gòu)可以用粒度儀分析，也可用不同孔度的土壤篩分析。另土壤結(jié)構(gòu)可以用粒度儀分析，也可用不同孔度的土壤篩分析。另外外反映土壤結(jié)構(gòu)和物理特性的指標(biāo)反映土壤結(jié)構(gòu)和物理特性的指標(biāo)還有土壤比重、土壤容重、土還有土壤比重、土壤容重、土壤孔隙度等。壤孔隙度等。 n土壤水分土壤水分：包括土壤含

55、水量，土壤有效含水量、土壤最大持水量等，：包括土壤含水量，土壤有效含水量、土壤最大持水量等，一般在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得。一般在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得。n土壤溫度土壤溫度：不同深度土壤的溫度，用地溫計(jì)測(cè)量。：不同深度土壤的溫度，用地溫計(jì)測(cè)量。 n土壤化學(xué)成分土壤化學(xué)成分：土壤化學(xué)成分與植物群落的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)。土壤：土壤化學(xué)成分與植物群落的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)。土壤化學(xué)成分內(nèi)容豐富，包括所有的能被植物吸收利用的化學(xué)元素。常用化學(xué)成分內(nèi)容豐富，包括所有的能被植物吸收利用的化學(xué)元素。常用的化學(xué)成分有的化學(xué)成分有土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤有機(jī)質(zhì)含量、N、P、K、Cu、Fe、Mn、Zn等營(yíng)等營(yíng)養(yǎng)成分養(yǎng)成分 土壤成分土壤成分土樣預(yù)處理

56、土樣預(yù)處理采用的方法采用的方法主要儀器主要儀器土壤全土壤全P過(guò)過(guò)120目的烘干土樣目的烘干土樣+濃濃H2SO4+HClO4進(jìn)行消煮進(jìn)行消煮酸溶酸溶鉬銻抗比色鉬銻抗比色法法721分光光度計(jì)分光光度計(jì)土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)過(guò)過(guò)120目的烘干土樣目的烘干土樣+Ag2SO4、K2CrO7-H2SO4消煮消煮油浴加熱油浴加熱K2Cr2O7容量法容量法電爐、油浴鍋、鐵電爐、油浴鍋、鐵絲籠絲籠土壤全土壤全N過(guò)過(guò)120目的烘干土樣目的烘干土樣+混混合加速劑合加速劑+ H2SO4消煮消煮開氏定氮法開氏定氮法開氏瓶、滴定管、開氏瓶、滴定管、定氮蒸餾器定氮蒸餾器電導(dǎo)率電導(dǎo)率粗磨后的風(fēng)干土樣粗磨后的風(fēng)干土樣電導(dǎo)法電導(dǎo)法

57、振蕩機(jī)、離心機(jī)、振蕩機(jī)、離心機(jī)、電導(dǎo)儀電導(dǎo)儀土壤土壤pH粗磨后的風(fēng)干土樣粗磨后的風(fēng)干土樣電位法電位法pH計(jì)、玻璃電極、計(jì)、玻璃電極、飽和甘汞電極飽和甘汞電極K 、Cu、Mn、Mg、Gr、Zn等等重金屬重金屬 過(guò)過(guò)120目的烘干土樣目的烘干土樣+王王水、水、HClO4、HF、 HClO4+HNO3消煮消煮原子吸收分光光度原子吸收分光光度法法原子吸收分光光度原子吸收分光光度儀儀主要土壤化學(xué)成分的測(cè)定方法及儀器主要土壤化學(xué)成分的測(cè)定方法及儀器 生物因子數(shù)據(jù)生物因子數(shù)據(jù)n研究主體以外的生物研究主體以外的生物稱為環(huán)境因子數(shù)據(jù)稱為環(huán)境因子數(shù)據(jù)q如：在草地沼澤研究中，有人將喬木種和灌木種如：在草地沼澤研究中

58、，有人將喬木種和灌木種的蓋度作為環(huán)境因子數(shù)據(jù)，來(lái)分析它們之間的生的蓋度作為環(huán)境因子數(shù)據(jù)，來(lái)分析它們之間的生態(tài)關(guān)系。態(tài)關(guān)系。q在群落土壤分析中，有人將土壤中的菌類總生物在群落土壤分析中，有人將土壤中的菌類總生物量作為數(shù)據(jù)，這在森林和草地研究中均有應(yīng)用。量作為數(shù)據(jù)，這在森林和草地研究中均有應(yīng)用。q在動(dòng)物群落生態(tài)研究中，植物種類及其生物量、在動(dòng)物群落生態(tài)研究中，植物種類及其生物量、植物群落類型等都可作為影響動(dòng)物群落的環(huán)境因植物群落類型等都可作為影響動(dòng)物群落的環(huán)境因子數(shù)據(jù)。子數(shù)據(jù)。n作業(yè)作業(yè)n應(yīng)用自己所學(xué)專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用自己所學(xué)專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容包括：內(nèi)容包括：1、實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)

59、驗(yàn)的目的 2、實(shí)驗(yàn)的方法，包括，取樣的方法、實(shí)驗(yàn)的方法，包括，取樣的方法、樣方形狀、樣方的面積、樣方的數(shù)量，并分述樣方形狀、樣方的面積、樣方的數(shù)量，并分述為什么采用此方法。為什么采用此方法。 3、觀測(cè)內(nèi)容、觀測(cè)內(nèi)容要求，要求，3個(gè)同學(xué)一組進(jìn)行設(shè)計(jì)，自由組合，以個(gè)同學(xué)一組進(jìn)行設(shè)計(jì)，自由組合，以ppt格式進(jìn)行匯報(bào)格式進(jìn)行匯報(bào)二、二、 數(shù)量特征調(diào)查記錄數(shù)量特征調(diào)查記錄應(yīng)注意的問(wèn)題應(yīng)注意的問(wèn)題1. 取樣的取樣的問(wèn)題問(wèn)題 植物群落數(shù)量特征的記錄測(cè)定是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的植物群落數(shù)量特征的記錄測(cè)定是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的, 在大多數(shù)情在大多數(shù)情況下，不可能對(duì)于全部研究的對(duì)象進(jìn)行數(shù)量實(shí)測(cè)，而有況下，不可能對(duì)于全部研究的對(duì)象進(jìn)行數(shù)量實(shí)測(cè)，而有取樣取樣的的問(wèn)題問(wèn)題n（1）取樣不當(dāng)，造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。）取樣不當(dāng)，造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。所得數(shù)據(jù)會(huì)引起貌似精確所得數(shù)據(jù)會(huì)引起貌似精確而實(shí)際廖誤的結(jié)論。而實(shí)際廖誤的結(jié)論。 n（2）樣本缺乏代表性樣本缺乏代