H=-∑pilog2pi i=1
公式中H表示种类多样性,s是群落中种的数目,pi表示属于第i个物种的个体数占群落中总个体数的比值(介于0和1之间)。因为pi总是<1,取对数后<0,所以公式前面加上负号。 (2)重要值
多度、盖度和频度等都是从一个侧面来表达物种的特征。在进行群落间比较时需要把这些特征综合起来。目前使用最广的是计算每一个物种的重要值。 重要值=(相对密度+相对频度+相对优势度)/300 由于相对优势度难以定量,一般用相对盖度来代替。 相对密度=(一个种的密度/所有种的密度)×100 相对频度=(一个种的频度/所有种的频度)×100
相对盖度=(一个种的盖度/所有种的盖度)×100
(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·F?S
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。
(4)悬浮植物群落门:又分为水生悬浮植物群落、土壤悬浮植物群落、空中悬浮植物群落等。
6.植物群落调查的主要记载项目
(1)群丛名称:是代表植物群落的优势组合,如果仅出现于一定群落的群丛,则应对该群丛设置3个不同的样方,分别记载。
(2)群落大小:主要记录其分布面积。
(3)群丛分层:记录这一群丛的层次及各层高度。一般常用“T”代表乔木,“S”代表灌木,“H”代表草本,“G”代表苔藓地被植物。
(4)所属层级:记录某种植物在群丛内出现的层次,并记录构成该层的优势种。 (5)盖度 (6)多度 (7)频度
(8)生活强度:根据群落的演替特征,说明某种植物的生活力。记录标准,可按短生型、过渡型、更新型、及茂盛型等类表明。
(9)物候相:按照年周期的季相,记录物候特征。 (10)地理位置 (11)地形特征
(12)地质情况:记录地质年代、露头岩石种类及岩石风化情况。 (13)土壤情况
(14)水分状况:记录地下水位及地表水分状况。
(15)周围环境:记录植物生活环境情况及其它植被类型等。
(16)指示特征:简明分析生态因素、光照、水分、温度、土壤等的反应。
(四)植物种群特征调查
1.种群的年龄调查 (1)年龄结构调查
种群的年龄结构是种群内不同年龄的个体的分布或组配情况。 ①同龄:一年生植物种群的年龄结构通常是同龄的。 ②异龄:多年生种群的年龄通常是异龄。 (2)调查种群的年龄比率调查
①增长型种群:是指幼年个体占总体百分比很大,老年个体百分比很小的,处于继续发展和扩大状态的种群。
②稳定型种群:老年和幼年个体数比例近于相等,处于稳定状态的种群。 ③衰退型种群:指幼年个体较少,老龄个体较多,处于逐渐衰退的状态的种群。 (3)种群调查指标
种群年龄结构的调查是一项困难极大的工作。主要是植物的具体年龄不容易识别。通常可参考以下项目作为调查指标:
①有生活能力的种子(果实)或能传播的营养繁殖体在单位面积土壤上的数量。 ②幼苗个体数。 ③少龄个体数。 ④青年个体数。 ⑤壮年营养体个体数。 ⑥生殖期个体数。
⑦处于生殖期结束后的生长期个体数。
⑧以根茎或其它地下休眠器官形式处于强迫休眠状态下的个体数。
这种划分方法,是依据个体在年龄上和生活状态上的差异相联系而划分的,叫物候期组成划分法。
2.种群的性比结构
是一个雌雄异株植物种群的所有个体或某个年龄级别个体中雌株与雄株个体数目的比例。性比结构是种群结构的一个重要因素,对于雌雄异株种群发展具有很大影响。生态群落中性比结构严重失调的植物是渐趋灭绝的种类。
S(性比)=(M/F)×100
M:雄性个体数F:雌性个体数 3.种群的数量特征的调查 种群数量特征调查的定量参数: (1)密度。(2)盖度。(3)频度。(4)生物量。
四.调查结果
本次调查采用成倍扩大样地面积法调查方法。三个样方结果如下: 种类 数量 调查项目 群落名称 群落分层 种群年龄 盖度 蓄积量 多度 周围环境 乔木 结果 灌木 调查项目 群落大小: 所属层级: 种群性比; 频度: 生物量 生活强度: 指示特征: 草本 结果 五.植物群落调查工作的注意事项 1.表格上的种的名称、来源、产地等,必须记录清楚,以备查询。
2.在进行重点调查时,种类数目、特征、栽培历史、技术经验等,均应一一顾及,不能遗漏任何一个种。
3.调查时,应注意自然环境的变化对物种物候期及生长发育的影响,必须把种类特性、栽培技术、自然环境等因素结合起来。
4.每调查一个种,都应注意选定丰产母株,仔细观察记载其特征、特性、栽培技术、立地条件,以备将来采集繁殖材料,进行生产推广。
5.调查中应随时注意新种、变种、芽条变异等,并加以记载和收集。
6.调查的植株,应选择在盛果期而有代表性的植株。幼苗、衰老植株、病虫植株不宜记载。
7.调查用的表格,主要记载特别重要的特征、特性。记载时,应以品质、产量、贮藏力、各种抗性以及栽培技术和对环境条件的要求等为重点;形态方面,主要记载重要的外部特征。
8.调查时,每种应采集枝、叶、花的标本各4份、大型果实标本20个、小型果实标本45个,并进行登记编号、拍摄照片。
9.调查资料应以地区为界,采取边调查、边整理、边分析、边总结的工作方法,不可拖延、积压和遗漏。
10.调查时,除长期驻点调查外,一般季节性调查,应在开花期及果实成熟期中分别进行。