生态学实习论文
生命科学学院级生物科学班 实验一 野生种群的数量调查
1实验目的
1.1学习和掌握样方法的基本操作技术和数据处理方法； 1.2为进一步的野地实验做准备。 2实验原理
野外调查和野生种群的实地监测为生态学和保护生物学研究的基本研究内容，为生态学研究者必备的工作技能之一。对种群基本生态学特征的了解和把握为相关理论研究、保护策略和开发方案的重要基础。从种群生态学研究角度看，野外调查要解决的问题基本上体现为以下几个方面：
①了解种群大小；
②掌握种群的基本特征，以预测种群的动态趋势； ③种群的空间分布格局及其时空动态；
④种群在大的景观尺度内的动态特征，如相关小种群动态及彼此间的关系等 ⑤栖息地状态及变化对种群结构和动态的影响； ⑥物种分布的关键地区和关键保护区域的确定；
⑦野生种群管理（控制或保护）对策的生态效应评价等。
客观条件的限制决定了对整个野生种群的全面调查统计的可行性极低。实际上，绝大多数情况下，野生种群的绝对大小是不可能精确统计的。因此，取样调查以获取种群相对大小便成为生态学研究的常用方法。实际工作中，取样方法应根据研究对象的生物学和生态学特征而灵活掌握。一般有样线法、样带法和样方法。样方法为最常用的一种研究方法，适用于不同组织层次种群或群落结构调查及其动态监测。
样方法在植物、浮游生物、鱼类、底栖动物、小型动物、土壤生物乃至大型动物的痕迹调查等方面广泛应用。选用该方法的基本原则是： ①调查者的活动对调查对象的状态和活动影响不大； ②对象易于鉴定。 3实验材料
样方框、直尺、卷尺、测绳（200m）、记录本； 4实验步骤
4.1物种选择：选择泰山阳面扰动较小的坡地（防火道），经实地观测，选择易于鉴定的草本植物。
4.2.选取样方：根据其密度及空间分布状况设计样方的设置方案：性状、大小、数目及空间配置等，以保证样方的代表性。
4,.3.调查计数：4人一组，合作设置样方。每人分别调查统计一个物种的个体数量及大小组成；
4.4.估算种群大小。 5实验结果
5.1.样方法实际操作中应注意的问题
①确定样方时应选择有代表性的地段，原则上样方中即包括所有物种，又能反映实际物种的分布与生物量的多少，另一方面应与物种密度梯度成比例。 ②大样方确定后应遵循随机固定取较小样方的方法，避免人为因素造成的误差。
③样方的大小要合适，太大工作量就太大，太小又缺少代表性。其大小应根据调查对象的个体大小、密度及分布状况等确定。
④ 样方形状，经典的为方形，而圆形样方也常用。考虑到边缘效应的影响，圆形样方较好。在方便的情况下，应尽可能设置圆形样方；
⑤ 样方数是一个大样方还是多个小样方，应具体分析。考虑到个体漏记，设置多个样方或重复多次调查为矫正偏差所必须；
⑥ 调查频度用于种群动态调查。应根据物种生活史特征及生活习性确定调查周期及频度。
5.2.种群结构特征分析
种群密度，同一地段乔木、灌木、草本植物的密度和多度依次增大，从山下往上，基本上是种群密度先曾后减，但具体种有各有差别。年龄结构，为稳定型。空间分布，整体上同一海拔上呈随机分布，而小范围的，尤其是草本，又呈聚集分布的特征。
5.3.样方的评价
桥本选用20×20样方，多度为10-20左右，大小比较合适。灌木采用5个5×5样方，物种数量较少，样方偏小。应根据具体情况扩大样方面积。草本样方采用1×1，物种较丰富，数量也较多，大小合适，有代表性。
【思考题】
物种的生境特征、有哪些主要伴生物种？
生境特征：泰山防火道阳坡、土壤干燥、水分稀少、多沙砾、多落叶。 伴生物种：律叶蛇葡萄、臭椿、山合欢、鸡桑。
实验二 植物群落的物种多样性测定
1.实验目的
了解各类物种多样性指数的特点、测度方法及其生态学意义。 熟悉并掌握常用的物种多样性指数的计算方法。 进一步熟悉样方法在生态学调查中的应用。 2.实验原理
物种多样性（species diversity）是群落生物组成结构的重要指标，既可以反映群落组织化水平、又可以通过结构与功能的关系简介反映群落功能的特征。
自20世纪初开始，越来越多的生态学家在实践中摸索着物种多样性的测度和表示方法。先后提出了诸多的测度指数。迄今为止，物种多样性指数可以大致分为三类：α-多样性指数、β-多样性指数和γ-多样性指数。
本实验将采用被较广泛地接受的三种α-多样性指数来指导和分析天然森林群落中的植物物种多样性测定。 ①辛普生(Simpson)多样性指数
式中：D 为多样性指数
Pi为第I个物种的相对丰度（占所有物种总个体数的百分比） S 为物种数。
②香农-维纳（Shannon-Wiener）指数：
式中：H’ 为多样性指数；
Pi、S 同上；
x 根据具体需要可取2，3，10或 e；
③种间相遇几率（PIE）或群落组织水平相互关系的指数
这是物种在随机情况下的个体之间相遇的比例。其计算公式如下：
式中：PIE为种间相遇率；
N为所有物种的个体总数； ni为第i个种的个体数； S为物种数。 3.实验器材
植物标本采集箱一只，卷尺(一米或三米)一把，测绳一根、测高仪。GPS手持机、计算机、计算器。 4.实验步骤
① 每组（4-5人）于各类型生境中设样方一个，并设几个重复。 ②样方设置：利用所学理论，于以下代表性生境分别设置样方：草地、人工林的阴坡和阳坡。样方大小：草地1m2、林地100 m2。。
③调查计数各生境中样方的植物物种数，及各物种个体数。对不认识的物种采样带回实验室检索。
④按表2-1记录并计算三种多样性指数。 ⑤数据整理，统计分析；
⑥计算各种生境中物种多样性。比较不同生境间物种多样性的差异。 5.实验结果 5.1.
群落描述 样方面积 物种名 ① ② 400 25 麻栎、侧柏、槲树 荆条、扁担杆、 葎叶舌葡、 黄连木 求米草、鸭跖草、 泰山韭、鬼针草、 山莴苣、鸦葱 个体数 19 100 D 0.30111 0.7556 H PIE 0.4102 0.3301 0.8001 0.7302 ③ 1 143 0.8551 0.9021 0.8025 5.2. 乔木层 灌木层 各层高度 层盖度 植物种数 优势种 3-10 0.5-3 0.0258 0.05 0.3 3 4 6 麻栎 荆条 求米草 优势种的重要值 0.98 0.75 0.99 优势种的水平分布格局 呈随机分布 多随机分布 大随机小聚集 草被层 0.1-0.5 5.3.三种生物多样性指数比较
香农-威纳指数和辛普森指数则包括了测量群落的异质性。香农-威纳指数借
用了信息论方法。在群落多样性的测度上，就是预测下一个采集的个体属于什么种，如果群落的多样性程度越高，其不定性也就越大。在香农-威纳指数中，包含着两个成分：①种数；②各种间个体分配的均匀性（equiability或evenness）。各种之间，个体分配越均匀，H值就越大。如果每一个体都属于不同的种，多样性指数就最大；如果每一个体都属于同一种，则其多样性指数就最小。 而PIE指数则根据中间相遇几率来计算，中间相遇几率越高表明物种多样性也高。 5.4.物多样性特点分析
根据数据可以看出：生物多样性乔木、灌木、草本植物依次增高。其原因主要是，乔木个体比较大，所占空间比较大，同等大小的样地中乔木个体数自然就少。生物多样性也就低了。相反草本植物，个体较小，中间及中内竞争较为缓和。物种多样性较高。
【思考题】
三种物种多样性指数的共同特征 主要关注局域均匀生境下的物种数目。
实验三 植物群落的结构及影响因子分析
1.实验目的
熟悉植物群落调查的一些基本方法，如样方面积的确定、仪器和设备的使用；
对植物群落的种类组成、垂直结构、水平结构等有基本的认识，并能做出简单的分析；
学会植物群落命名方法，了解群落物种组成的数量特征。 2.实验原理
群落的结构包括群落的外貌和生活型、群落的空间格局（群落的垂直结构、水平结构、群落交错区等）及时间格局等内容。
群落的外貌（physiognomy）是指生物群落的外部形态或表相。为群落中生物与生物之间、生物与环境之间相互作用的综合反映。陆地生物群落的外貌主要取决于制备的特征，水生生物群落的外貌主要取决于水的深度和水流特征。陆地生物群落的外貌是由组成群落的植物种类形态及其生活型（life form）所决定的。