群落物種多樣性測定-2010

1、群落的物種多樣性測定2010.5.5實驗?zāi)康臏亓?xí)物種多樣性指數(shù)的溫習(xí)物種多樣性指數(shù)的特點特點及其生態(tài)學(xué)及其生態(tài)學(xué)意義意義熟悉熟悉樣方法樣方法在野外調(diào)查中的應(yīng)用，掌握常用在野外調(diào)查中的應(yīng)用，掌握常用物種多樣性指數(shù)的物種多樣性指數(shù)的計算計算方法方法比較不同生境物種多樣性的比較不同生境物種多樣性的差異差異，驗證物種，驗證物種多樣性理論多樣性理論 實驗理論生物多樣性 Biodiversity Biodiversity：生物生物的多樣化、變異性以及的多樣化、變異性以及生境生境的生態(tài)復(fù)雜性的生態(tài)復(fù)雜性分為分為遺傳遺傳多樣性、多樣性、物種物種多樣性和多樣性和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)多多樣性三個層次樣性三個層次 -

2、-多樣性指數(shù)、多樣性指數(shù)、-多樣性指數(shù)、多樣性指數(shù)、-多樣多樣性指數(shù)，以及性指數(shù)，以及多樣性多樣性實驗理論物種多樣性 Species diversity Species diversity包涵包涵豐富度豐富度、均勻度均勻度/ /異質(zhì)異質(zhì)性性兩層涵義，標(biāo)志著群落兩層涵義，標(biāo)志著群落組織水平組織水平及其及其功能特性功能特性種數(shù)多，多樣性大；各個種的相對密度均勻，異種數(shù)多，多樣性大；各個種的相對密度均勻，異質(zhì)性程度大質(zhì)性程度大 物種多樣性高、群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)物種多樣性高、群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性高；反之，抗干擾和受損恢復(fù)能力弱定性高；反之，抗干擾和受損恢復(fù)能力弱豐富度指數(shù)：豐富度指數(shù)：GleasonGl

3、eason或或MargalefMargalef；多樣性指數(shù)：；多樣性指數(shù)：辛普生或香農(nóng)辛普生或香農(nóng)維納指數(shù)等維納指數(shù)等實驗理論豐富度指數(shù) Gleason Index （da）：式中： S 為樣地物種數(shù)；A為樣地總面積daS/ lnA 最簡單最簡單、最古老最古老的物種多樣性測定方法，至的物種多樣性測定方法，至今仍在使用；表明一定面積生境內(nèi)物種數(shù)目今仍在使用；表明一定面積生境內(nèi)物種數(shù)目實驗理論Simpson多樣性指數(shù) Simpsons diversity Index Simpsons diversity Index （辛普森辛普森, ,D D）：）：211()siiDp 式中：D=多樣性指數(shù)；S=

4、物種數(shù)； Pi= ni/N（ni=i種個體數(shù)，N=全部個體），第i個物種的相對豐度（占所有物種總個體數(shù)的百分比）。 表征表征豐富度豐富度+ +均勻度均勻度實驗理論Shannon-Wiener指數(shù) Shannon-Wiener Index Shannon-Wiener Index （HH）：）：1( )(log)sixiiHPP 式中：H=多樣性指數(shù)；Pi、S同前； x根據(jù)具體需要可取2，10或e。 表征物種個體出現(xiàn)的不確定，表征物種個體出現(xiàn)的不確定，豐富度豐富度+ +均勻均勻度度實驗理論種間相遇幾率 PIE Index PIE Index （PIElou PIElou 種間相遇率指數(shù)種間相遇率

5、指數(shù)）：）：1()()1SiiinNnPIENN式中：PIE=種間相遇率；N=所有種的個體總數(shù)；S=物種數(shù)；ni=第i種的個體數(shù)物種在物種在隨機(jī)隨機(jī)情況下，個體之間相遇的比例情況下，個體之間相遇的比例實驗理論均勻度指數(shù) Pielou Index （均勻度指數(shù)）：J = H/Hmax = H/ lgS式中： H為香農(nóng)-維納指數(shù) S為樣地物種數(shù)（底數(shù)選2/e/10，與分子同）群落中不同物種多度分布的群落中不同物種多度分布的均勻程均勻程度度實驗方法樣方法主觀取樣法（代表性樣地法/標(biāo)準(zhǔn)樣方法/典型樣地記錄法）客觀客觀取樣法（隨機(jī)/分層/系統(tǒng)/無樣地取樣法）根據(jù)主觀判斷（根據(jù)主觀判斷（經(jīng)驗經(jīng)驗），人為選

6、擇），人為選擇“典型典型”樣地樣地調(diào)查。優(yōu)點是調(diào)查。優(yōu)點是簡便迅速簡便迅速、省時省力省時省力；缺點是不能進(jìn)行；缺點是不能進(jìn)行顯著性檢驗，無法確定置信區(qū)間和預(yù)測可靠程度。顯著性檢驗，無法確定置信區(qū)間和預(yù)測可靠程度。每樣地被抽取的每樣地被抽取的概率概率已知，可以計算置信區(qū)間，已知，可以計算置信區(qū)間，知道可靠程度，因而知道可靠程度，因而普遍普遍使用。使用。實驗器材每組配備：每組配備： 皮尺、筷子；皮尺、筷子； 鋼筆、記錄本、文件夾；鋼筆、記錄本、文件夾； GPSGPS； 植物標(biāo)本采集箱植物標(biāo)本采集箱/ /工具袋一只。工具袋一只。 實驗步驟樣地選擇與樣方設(shè)置樣地選擇與樣方設(shè)置在在人工林人工林、林林-

7、-草草結(jié)合帶、結(jié)合帶、草地草地、天然次生、天然次生林的林的陰陰/ /陽坡陽坡等生境中設(shè)置樣方；等生境中設(shè)置樣方；樣方大小樣方大小灌木灌木(25) m(25) m，喬木喬木(510) m(510) m，草本草本1 m1 m；每木本樣方內(nèi)調(diào)查草本小樣地每木本樣方內(nèi)調(diào)查草本小樣地35個，樣方個，樣方的間隔距離不小于樣方邊長的的間隔距離不小于樣方邊長的5倍。倍。實驗步驟樣方調(diào)查樣方調(diào)查在每種生境，觀察、記錄：地形地貌；天在每種生境，觀察、記錄：地形地貌；天氣；環(huán)境異質(zhì)性氣；環(huán)境異質(zhì)性/群落均一性；人為干擾；優(yōu)勢群落均一性；人為干擾；優(yōu)勢種、林地分層、主要種生活型；種、林地分層、主要種生活型；總體蓋度及

8、優(yōu)總體蓋度及優(yōu)勢種蓋度、群落季相勢種蓋度、群落季相。樣方調(diào)查時，觀察、記錄樣方調(diào)查時，觀察、記錄種數(shù)、層蓋度種數(shù)、層蓋度及及每種的個體數(shù)每種的個體數(shù)、蓋度蓋度（冠（冠/ /叢徑）、叢徑）、高度高度、物候。、物候。實驗步驟樣方調(diào)查樣方調(diào)查所屬層所屬層種類種類數(shù)量數(shù)量高度高度蓋度（冠幅蓋度（冠幅/ /叢徑）叢徑）物候物候喬木喬木灌木灌木草本草本植物群落多樣性調(diào)查記錄表植物群落多樣性調(diào)查記錄表樣地編號：樣地編號： 樣地面積：樣地面積： 調(diào)查日期：調(diào)查日期： 調(diào)查人：調(diào)查人： 地理位置：地理位置： 地貌類型：地貌類型： 海拔：海拔： 坡度：坡度： 坡向：坡向： 群落描述：群落描述： 土壤狀況：土壤狀況

9、： 總蓋度：總蓋度： 生境描述：生境描述： 實驗步驟數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)整理由于在群落中所占空間不同，對群落的結(jié)構(gòu)、由于在群落中所占空間不同，對群落的結(jié)構(gòu)、外貌、功能、動態(tài)等的作用也不同，特別是外貌、功能、動態(tài)等的作用也不同，特別是個體差異懸殊，一般個體差異懸殊，一般分層分層測度多樣性測度多樣性由于不同層次的物種對群落的貢獻(xiàn)不等價，簡由于不同層次的物種對群落的貢獻(xiàn)不等價，簡單的單的累加累加并不能真正反映群落總體的多樣性并不能真正反映群落總體的多樣性特征，進(jìn)行群落間比較可能會導(dǎo)致特征，進(jìn)行群落間比較可能會導(dǎo)致錯誤錯誤采用反映采用反映生產(chǎn)力生產(chǎn)力的的葉層相對厚度葉層相對厚度（RH）和）和相對蓋度相對蓋度（

10、RC）之和的平均數(shù)作為加權(quán)參數(shù)，即：之和的平均數(shù)作為加權(quán)參數(shù)，即：Wi（RHiRCi）/2RHiHi/Hi，Hi 為第為第i 層葉層厚度（層葉層厚度（i1，2，3）；）；RCiCi/Ci，Ci 為第為第i 層蓋度；喬木層葉層（林冠）厚度按平均高層蓋度；喬木層葉層（林冠）厚度按平均高度度1/3 計算，灌木層按計算，灌木層按12 計算，草本層按草本層高度計算。計算，草本層按草本層高度計算。XtX1W1X2W2X3W3Xt 為群落總體物種多樣性指數(shù)，為群落總體物種多樣性指數(shù)，X1，X2，X3 分別為喬木分別為喬木層、灌木層、草本層物種多樣性指數(shù)層、灌木層、草本層物種多樣性指數(shù)實驗步驟匯總對比匯總對比

11、實驗步驟結(jié)果分析結(jié)果分析計算多樣性指數(shù)，比較不同生境（草地計算多樣性指數(shù)，比較不同生境（草地- -天天然林地、天然林人工林、草地林草結(jié)合帶、然林地、天然林人工林、草地林草結(jié)合帶、天然林陰坡天然林陽坡）間的差異，分析主天然林陰坡天然林陽坡）間的差異，分析主要影響因素。要影響因素。實驗報告樣方所在生境描述（樣方所在生境描述（地理坐標(biāo)、群落特征等）地理坐標(biāo)、群落特征等）；數(shù)據(jù)整理與計算：數(shù)據(jù)整理與計算：各有關(guān)指數(shù)；各有關(guān)指數(shù)；對比分析與討論：對比分析與討論：比較比較人工林人工林- -天然林天然林、草地及林草地及林- -草結(jié)合帶草結(jié)合帶、陽坡陽坡- -陰坡陰坡多樣性指數(shù)多樣性指數(shù)，結(jié)合群落多樣結(jié)合群落多樣性性理論理論及及生境生境條件，分析群落多樣性指數(shù)差異及其條件，分析群落多樣性指數(shù)差異及其與所