生物多樣性調(diào)查

植物群落多樣性調(diào)查調(diào)查時間：年月日調(diào)查地點：調(diào)查人員：目的意義：調(diào)查內(nèi)容：一．基本概念物種多樣性：物種多樣性是生物多樣性的簡樸度量，它只計算給定地區(qū)的不同物種數(shù)量。在數(shù)學公式里用S代表。物種的豐富程度跟緯度呈明顯的反比關(guān)系。即使考慮高緯度地區(qū)地表面積減少等因素的修正，離赤道越遠，物種就越稀少。物種多樣性的其它度量涉及種群的稀有程度，以及他們含有的進化稀有特性的數(shù)量。物種多樣性是指動物,植物和微生物種類的豐富性,它們是人類生存和發(fā)展的基礎。群落物種多樣性是群落生態(tài)學研究中的重要內(nèi)容,是物種豐富度和分布均勻性的綜合反映,體現(xiàn)了群落構(gòu)造類型、組織水平、發(fā)展階段、穩(wěn)定程度和生境差別。都市植物的多樣性是維持都市生態(tài)平衡的核心,是其它生物重要的棲息地,是生物流動和能量交換的場合,并決定其它生物的多樣性,是生態(tài)都市建設過程中不可無視的重要指標之一。通過調(diào)查研究，對植物群落作綜合分析，找出群落本身特性和生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，以及各類群落之間的互相聯(lián)系。二．用品與材料1．測量儀器：指南針，經(jīng)緯儀，氣壓高度表，測繩，計步器。2．調(diào)查測量設備：鋼卷尺，剪刀，標本夾，采集杖，多個表格，統(tǒng)計本，標簽。3．文具用品：彩筆、鉛筆、橡皮、小刀、米尺、繪圖薄、資料袋等。4．采集工具：鐵鏟、枝剪、土壤袋、標本夾、標本紙、放大鏡、昆蟲采集箱。三．內(nèi)容與辦法(一)樣地的設立樣地形狀能夠是方形的或圓形的，前者稱為樣辦法。樣地的大小普通需要事先進行實驗。對于草本群落，普通最初用10cm×10cm的面積，對于森林群落，普通最初用5m×5m或者更大的面積，登記這一面積內(nèi)全部的植物種類，然后按照一定次序，擴大樣地邊長，每擴大一次，登記新增加的種類，擴大樣地的方式如圖2-1所示。隨著樣地面積的增大，種類數(shù)目逐步增加。在一定的樣地面積以上，種類數(shù)目基本保持穩(wěn)定（圖2-2）。我們把植物種數(shù)不再有明顯增加時的樣地面積稱為群落的體現(xiàn)面積，也稱最小面積，也就是說最少要有那么大的空間才干包含群落的大多數(shù)植物種類，體現(xiàn)群落的重要特性。1．取樣數(shù)目如果群落內(nèi)部植物分布和構(gòu)造都比較均一，則采用少數(shù)樣地；如果群落構(gòu)造復雜且變化較大、植物分布不規(guī)則時，則應提高取樣數(shù)目。2．取樣技術(shù)無樣地取樣技術(shù)(指不規(guī)定面積的取樣，如點四分法。)、有樣地取樣技術(shù)(指有規(guī)定面積的取樣，如樣辦法(最小面積調(diào)查法)、樣線法)。(1)樣辦法：在一塊樣地單位上選定樣點，將儀器放在樣點的中心，水平向正北0°，東北45°，正東90°引方向線，量取對應的長度。則四點可構(gòu)成所需大小的樣方。①樣方的范疇：選擇含有代表性的小面積統(tǒng)計植物種類數(shù)目，并逐步向外圍擴大，同時登記新發(fā)現(xiàn)的植物種類，直到基本不再增加新種類為止。②面積擴大的辦法A．從中心向外逐步擴大法：通過中心點0作兩條互相垂直的直線。在兩條線上依次定出距離中心點的位置。將等距的四個點相連后即可得到不同面積的小樣方，在這些小樣地中統(tǒng)計植物種數(shù)(圖1)。B．從一點向一側(cè)逐步擴大法：通過原點作兩條直角線為坐標軸。在線上依次取距離原點的不同位置，各自作坐標軸的垂線分別連成一定面積的小樣地，統(tǒng)計植物種數(shù)(圖2)。C．成倍擴大樣地面積法：按照圖3所示辦法逐步擴大，每一級面積均為前一級面積的2倍。③統(tǒng)計辦法：以面積大小為x軸，以種數(shù)為y軸，填入每次擴大面積后所調(diào)查的數(shù)值。并連成平滑曲線。則曲線上由陡變緩之處相對應的面積就是群落的最小面積。④植物群落調(diào)查所用的最適樣方大小：喬木層慣用樣方大小為10×10~40×50m2，灌木層為4×4~10×10m2，草本層為1×1~3×3.3m2。⑤樣方數(shù)目：喬木：2個；灌木：3個；草本：5個。(2)樣線法①樣線的設立：主觀選定一塊代表地段，并在該地段的一側(cè)設一條線(基線)。然后沿基線用隨機或系統(tǒng)取樣選出待測點(起點)。沿起點分別布線進行調(diào)查。即：②樣線的長度和取樣數(shù)目：草本：6條10m樣線；灌木：10條30m樣線；喬木：10條50m樣線。③樣線的統(tǒng)計：在樣線兩側(cè)０.５m范疇內(nèi)統(tǒng)計每種植物的個體數(shù)(Ｎ)。(3)四分法(中心點四分法，中點象限法)①樣點選定：在選定調(diào)查地塊之后，在調(diào)查地塊內(nèi)隨機布點(樣點)。每個調(diào)查地段的取樣點理論值最少要20個點。②建立象限：將事先準備好的“十字架”中心點與任同樣點重疊。在地面上構(gòu)成四個象限。③測定辦法：在每一象限內(nèi)找到最靠近中心點的個體。描述群落種類構(gòu)成特性的數(shù)量指標

（1）多度

一種物種的某同樣地內(nèi)出現(xiàn)的個體數(shù)量稱為多度。它隨著時間和空間而變化，在有的狀況下很難精確計算一種種的多度或者時間不允許這樣做，這時能夠用目視評定的方法。在西方國家經(jīng)常采用的多度等級以下：

1:稀少（scarce）

2:少見（infrequent）

3：常見（frequent）

4.：多（abundant）

5：諸多（veryabundant）

（2）密度

與多度靠近，但指單位面積內(nèi)某種植物的平均數(shù)量。

（3）蓋度

蓋度指某種植物在群落中覆蓋的程度。蓋度有兩種體現(xiàn)方式。一是投影蓋度，二是基部蓋度。

投影蓋度表達植物枝葉所覆蓋的地面面積，以覆蓋地面的比例來表達。它體現(xiàn)出的是植物所實際占有的水平空間，即它運用太陽光能進行光合作用的同化面積。普通采用目測估算，也能夠采用儀器量測。

在林業(yè)上普通采用郁閉度來表達投影蓋度。所謂郁閉度就是林冠彼此接觸閉合的程度，普通以0，0.1,0.2等表達，完全郁閉時為1。

基部蓋度指植物基部著生的面積。在草本群落中，投影蓋度往往隨著不同年份降水的多少而有很大差別，基部蓋度則比較穩(wěn)定?；可w度普通通過量測基徑然后計算獲得。

（4）頻度

多個植物在群落內(nèi)不同部分的出現(xiàn)率稱為頻度。頻度的計算通過下列辦法獲得。首先在群落內(nèi)不同部位取一定數(shù)目的小樣地（小樣方或小樣圓）。有某種植物出現(xiàn)的小樣地的數(shù)目占全部小樣地數(shù)目的比例即為這一植物的頻度。小樣地的面積根據(jù)實際狀況而定，對于草本群落，普通取1平方分米。

頻度的作用在于闡明個體數(shù)量及其分布。頻度指數(shù)越大，表明個體數(shù)量多且分布均勻，該物種在群落中所起的作用也大。

（5）優(yōu)勢度

優(yōu)勢度指一種物種在它所處的群落內(nèi)所起的作用和所處的地位，如在該群落物質(zhì)循環(huán)中的作用，對其它物種的影響等。

優(yōu)勢度普通很難度量。多度大、蓋度也大的物種，其優(yōu)勢度大；多度不大而蓋度又小的物種，優(yōu)勢度普通較小。但多度小而蓋度大的物種所起的作用可能也大，如森林群落中的優(yōu)勢喬木就是如此。

預計優(yōu)勢度有多個辦法。有的學者把多度和蓋度結(jié)合起來估算優(yōu)勢度，如Braun-Blanquet擬訂了下列等級表，用于劃分優(yōu)勢度：

+：稀少或者非常稀少，蓋度非常小

1：諸多，但覆蓋的面積小

2：大量或最少覆蓋5%的面積

3：任何個體數(shù)目，覆蓋25%-50%的面積

4：任何個體數(shù)目，覆蓋50%-75%的面積

5：覆蓋面積超出75%以上辦法主觀性較大，但簡樸易行。另一種辦法是重量法，把全部植物收集起來按物種或生活型進行稱重，根據(jù)它們之間的重量對比關(guān)系擬定優(yōu)勢度。這種辦法比較繁瑣，并且普通只能提供地上部分的重量。

一種群落中優(yōu)勢度明顯較其它物種高的一種或多個物種稱為優(yōu)勢種。優(yōu)勢種提供了群落中基本的物質(zhì)量。在森林群落中，喬木樹種普通作為優(yōu)勢種。

優(yōu)勢種中的最優(yōu)勢者，即蓋度最大、重量最大、多度也大的植物種，稱為建群種。建群種是群落的發(fā)明者和建設者。它占有最大的空間，對群落的物質(zhì)循環(huán)影響最大，并最大程度地影響和控制群落的其它物種，對變化環(huán)境所起的作用也最大。優(yōu)勢種以外的蓋度和多度都較小的植物種稱為附屬種。它們對群落環(huán)境的影響較小。普通說來，優(yōu)勢種更能有效地運用群落的環(huán)境資源，而附屬種能夠運用優(yōu)勢種運用后余下的部分環(huán)境資源。

有的群落，如熱帶雨林，很難擬定出一種建群種，在這種狀況下，能夠擬定出兩個或兩個以上的建群種，稱為共建種。

（6）生活力

指植物在群落中發(fā)育的能力。Braun-Blanquet和Pavillard（1922）制訂了生活力劃分的四級原則，具體以下：

1：正常通過全部生長發(fā)育周期；

2：發(fā)育周期不完全，營養(yǎng)體發(fā)育尚強烈；

3：發(fā)育周期不完全，并且營養(yǎng)體發(fā)育微弱；

4：只偶然產(chǎn)生幼苗，但很快就死亡。2.3.3群落間比較的數(shù)量指標

為了更加好地比較不同群落的差別，在樣方調(diào)查的基礎上，能夠運用某些綜合性的數(shù)量指標比較不同群落間種類構(gòu)成的差別。

（1）種類多樣性

群落內(nèi)的種類多樣性不僅與群落內(nèi)的種類數(shù)量，還與不同不同物種間個體數(shù)量分布的均勻性有關(guān)。如兩個植物群落分別都有5個物種，共100個個體，但甲群落中某一物種有80個個體，其它物種各有5個個體。乙群落中每個物種的個體數(shù)都是20個。顯然乙群落的種類多樣性比甲群落大。

為了體現(xiàn)群落間種類多樣性，人們提出了許多參數(shù)。應用最廣的是香農(nóng)-維納指數(shù)。這一指數(shù)來源于信息論，具體的計算辦法為：

s

H=-∑pilog2pi

i=1

公式中H表達種類多樣性，s是群落中種的數(shù)目，pi表達屬于第i個物種的個體數(shù)占群落中總個體數(shù)的比值（介于0和1之間）。由于pi總是<1，取對數(shù)后<0，因此公式前面加上負號。

（2）重要值

多度、蓋度和頻度等都是從一種側(cè)面來體現(xiàn)物種的特性。在進行群落間比較時需要把這些特性綜合起來?，F(xiàn)在使用最廣的是計算每一種物種的重要值。

重要值=（相對密度+相對頻度+相對優(yōu)勢度）/300

由于相對優(yōu)勢度難以定量，普通用相對蓋度來替代。

相對密度=（一種種的密度/全部種的密度）×100

相對頻度=（一種種的頻度/全部種的頻度）×100相對蓋度=（一種種的蓋度/全部種的蓋度）×100植物群落調(diào)查指標的測定辦法1．測定蓋度：蓋度=(一種種的密度/全部種的密度)×1002．測定頻度：頻度是指某一種植物所出現(xiàn)的樣方數(shù)占總樣方數(shù)的百分率。頻度=出現(xiàn)該種的樣方數(shù)/樣方總數(shù)×1003．生物量的測定辦法：直接受割法。直接將植物體地上枝葉及繁殖器官全部割下來測定鮮重和干重(烘干或曬干)。4．蓄積量A．草本植物：蓄積量的計算公式是：W=d·F?S注：W：總蓄積量。d：單位面積上植物可運用部位的生物量。F：植物的頻度。S：草本植物種群分布面積。B．木本植物：蓄積量的測定較為困難，普通須應用航空像片進行抽樣調(diào)查，再采用比預計法和回歸估測來完畢。5．測定多度：多度是指單位面積(樣方)上某個種的全部個體數(shù)。普通采用的多度等級制表達，習慣用的符號是：背景化(Soc)：植物地上部分的郁閉形成背景。多(Cop)：植物生長較好，個體數(shù)目諸多，但未達成背景化。稀疏(Sp)：植物數(shù)量不多，稀疏散生。零落(Sol)：植物的個體很稀少。計算公式：M=1/D=R/q其中：M：多度。D：密度。R：統(tǒng)計樣方總數(shù)。q：在樣地內(nèi)所調(diào)查到的某種特定種的平均個體數(shù)。(三)植物群落的觀察環(huán)節(jié)和辦法1．全況理解首先應當熟悉典型地段的植物群落概況，涉及構(gòu)成特性及其所屬分類系統(tǒng)，然后根據(jù)植物群落調(diào)查的規(guī)定，擬定相宜的調(diào)查范疇。2．擬定調(diào)查范疇根據(jù)小范疇差別，擬定含有代表性的群落界限進行觀察。例：在木本植物群落中，能夠有針葉林、針闊混交林或闊葉林等；在草本植物群落中，能夠有干草地、草地、高山草地等。注：①選定的典型群落，必須含有該群落的代表特性(例：科屬外貌和生態(tài)構(gòu)造等)。②在草地植物群落中，普通總覆蓋度應在70%左右，不適宜選擇過疏或過密的地方。③進行野生果林群落調(diào)查時，所選擇的原則地必須成片；如果是零星小塊者，雖優(yōu)勢植物明顯也不適宜選用。④地形特殊的，如溪邊、河邊、局部低洼地，均不適宜作為原則地。3．觀察要點(1)木本植物群落：應記載構(gòu)成群落的種類及其密度、各層平均高度、總郁閉度、分層郁閉度、優(yōu)勢種的重要生長指標；木本植物的種類及其生長狀況等。(2)草本植物群落：應記載總蓋度、純蓋度、分層高度及各層的優(yōu)勢種類。如果能夠劃出個別的群聚，最佳能夠記明群聚和不同環(huán)境的關(guān)系。(3)荒漠植物群落：應記載灌木及其它旱生植物的優(yōu)勢種類。由于這類群落的生態(tài)因素比較特殊，在觀察中應特別注意生活力的反映；同時，對于苔蘚和地被的生長狀況，也應當進行厚度和季相的觀察。4．環(huán)境條件調(diào)查(1)地理位置(2)地形條件：海拔高度、坡向、坡度位置、地形起伏、侵蝕狀況。(3)土壤條件：土壤類型、各層厚度、每質(zhì)。(4)人類影響：砍伐、栽培、開墾、放牧、火災等方面的強度、持續(xù)時間和頻度(可通過訪問調(diào)查獲取)。(5)其它：群落內(nèi)外風速、氣溫、相對濕度、光照強度等。5．群落類型調(diào)查普通狀況下，群落可分為下列四類：(1)木本群落門：又分常綠木本群落、闊葉常綠木本群落、針葉常綠木本群落等。(2)草本群落門：又分為陸生草本群落、水生草本群落。(3)荒漠群落門：又分為干荒漠群落、寒荒漠群落、海濱荒漠群落等。(4)懸浮植物群落門：又分為水生懸浮植物群落、土壤懸浮植物群落、空中懸浮植物群落等。6．植物群落調(diào)查的重要記載項目(1)群叢名稱：是代表植物群落的優(yōu)勢組合，如果僅出現(xiàn)于一定群落的群叢，則應對該群叢設立3個不同的樣方，分別記載。(2)群落大小：重要統(tǒng)計其分布面積。(3)群叢分層：統(tǒng)計這一群叢的層次及各層高度。普通慣用“T”代表喬木，“S”代表灌木，“H”代表草本，“G”代表苔蘚地被植物。(4)所屬層級：統(tǒng)計某種植物在群叢內(nèi)出現(xiàn)的層次，并統(tǒng)計構(gòu)成該層的優(yōu)勢種。(5)蓋度(6)多度(7)頻度(8)生活強度：根據(jù)群落的演替特性，闡明某種植物的生活力。統(tǒng)計原則，可按短生型、過渡型、更新型、及茂盛型等類表明。(9)物候相：按照年周期的季相，統(tǒng)計物候特性。(10)地理位置(11)地形特性(12)地質(zhì)狀況：統(tǒng)計地質(zhì)年代、露頭巖石種類及巖石風化狀況。(13)土壤狀況(14)水分狀況：統(tǒng)計地下水位及地表水分狀況。(15)周邊環(huán)境：統(tǒng)計植物生活環(huán)境狀況及其它植被類型等。(16)批示特性：簡要分析生態(tài)因素、光照、水分、溫度、土壤等的反映。(四)植物種群特性調(diào)查1．種群的年紀調(diào)查(1)年紀構(gòu)造調(diào)查種群的年紀構(gòu)造是種群內(nèi)不同年紀的個體的分布或組配狀況。①同齡：一年生植物種群的年紀構(gòu)造普通是同齡的。②異齡：數(shù)年生種群的年紀普通是異齡。(2)調(diào)查種群的年紀比率調(diào)查①增加型種群：是指幼年個體占總體比例很大，老年個體比例很小的，處在繼續(xù)發(fā)展和擴大狀態(tài)的種群。②穩(wěn)定型種群：老年和幼年個體數(shù)比例近于相等，處在穩(wěn)定狀態(tài)的種群。③衰退型種群：指幼年個體較少，老齡個體較多，處在逐步衰退的狀態(tài)的種群。(3)種群調(diào)查指標種群年紀構(gòu)造的調(diào)查是一項困難極大的工作。重要是植物的具體年紀不容易識別。普通可參考下列項目作為調(diào)查指標：①有生活能力的種子(果實)或能傳輸?shù)臓I養(yǎng)繁殖體在單位面積土壤上的數(shù)量。②幼苗個體數(shù)。③少齡個體數(shù)。④青年個體數(shù)。⑤壯年營養(yǎng)體個體數(shù)。⑥生殖期個體數(shù)。⑦處在生殖期結(jié)束后的生長久個體數(shù)。⑧以根莖或其它地下休眠器官形式處在強迫休眠狀態(tài)下的個體數(shù)。這種劃分辦法，是根據(jù)個體在年紀上和生活狀態(tài)上的差別相聯(lián)系而劃分的，叫物候期構(gòu)成劃分法。2．種群的性比構(gòu)造是一種雌雄異株植物種群的全部個體或某個年紀級別個體中雌株與雄株個體數(shù)目的比例。性比構(gòu)造是種群構(gòu)造的一種重要因素，對于雌雄異株種群發(fā)展含有很大影響。生態(tài)群落中性比構(gòu)造嚴重失調(diào)的植物是漸趨滅絕的種類。S(