生物多樣性調(diào)查

1、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單度量，它只計算給定地區(qū)的不同物種數(shù)量。在數(shù)學(xué)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(yuǎn)，物種就越稀少。物種多樣性的其它度量包括種群的稀有程度，以及他們具備的進化稀有特征的數(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(chǔ)。群落物種多樣性是群落生態(tài)學(xué)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)了群落結(jié)構(gòu)類型、組織水平、發(fā)展階段、穩(wěn)定程度和生境差異。城市植物的多樣性是維

2、持城市生態(tài)平衡的關(guān)鍵，是其他生物重要的棲息地，是生物流動和能量交換的場所，并決定其他生物的多樣性，是生態(tài)城市建設(shè)過程中不可忽略的重要指標(biāo)之一。通過調(diào)查研究，對植物群落作綜合分析，找出群落本身特征和生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，以及各類群落之間的相互聯(lián)系。2 .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(shè)備：鋼卷尺，剪刀，標(biāo)本夾，采集杖，各種表格，記錄本，標(biāo)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(biāo)本夾、標(biāo)本紙、放大鏡、昆蟲采集箱。3 .內(nèi)容與方法（一）樣地的設(shè)置樣地形狀可以是方形的或圓形的，前者稱為樣方法

3、。樣地的大小一般需要事先進行實驗。對于草本群落，一般最初用10cmK10cm的面積，對于森林群落，一般最初用5mX5m或者更大的面積，登記這一面積內(nèi)所有的植物種類，然后按照一定順序，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。圖2-1確定樣地表現(xiàn)面積的方法.從小到大按一定順序逐漸擴大樣地面積隨著樣地面積的增大，種類數(shù)目逐漸增加。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表現(xiàn)面積，也稱最小面積，也就是說至少要有那么大的空間才能包含群落的大多數(shù)植物種類,表現(xiàn)群落的主要特征。1.取樣數(shù)目如果群落內(nèi)部植物分布

4、和結(jié)構(gòu)都比較均一，則采用少數(shù)樣地；如果群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜且變化較大、植物分布不規(guī)則時，則應(yīng)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。卜有樣地取樣技術(shù)（指有規(guī)定面積的取樣，如樣方法（最小面積調(diào)查法卜樣線法）。（1）樣方法：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，量取相應(yīng)的長度。則四點可構(gòu)成所需大小的樣方。樣方的范圍：選擇具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。面積擴大的方法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

5、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,統(tǒng)計植物種數(shù)（圖1）。在這些小樣地中居點L庭總口總電子基線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(biāo)軸。在線上依次取距離原點的不同位置，各自作坐標(biāo)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所示方法逐步擴大，每一級面積均為前一級面積的2倍。記錄方法：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(yīng)的面積就是群落的最小面積。植物群落調(diào)查所用的最適樣方大?。簡棠緦討T用樣方大小為10x1040x50m2,灌木層為4X4I0

6、xi0m2,草本層為1x13X3.3m2。樣方數(shù)目：喬木：2個；灌木：3個；草本：5個。（2）樣線法樣線的設(shè)置：主觀選定一塊代表地段，并在該地段的一側(cè)設(shè)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：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。樣線的記錄：在樣線兩側(cè)0.5m范圍內(nèi)記錄每種植物的個體數(shù)（N）。（3）四分法（中心點四分法，中點象限法）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至少要20個點。建立象限：將事先準(zhǔn)備好的“十字架”中心點與任一樣點重合。在地

7、面上構(gòu)成四個象限。測定方法：在每一象限內(nèi)找到最靠近中心點的個體。描述群落種類組成特征的數(shù)量指標(biāo)（1）多度一個物種的某一樣地內(nèi)出現(xiàn)的個體數(shù)量稱為多度。它隨著時間和空間而改變，在有的情況這時可以用目視評估的辦法。在西方下很難精確計算一個種的多度或者時間不允許這樣做，國家經(jīng)常采用的多度等級如下：1:稀少(scarce)2:少見(infrequent)3:常見(frequent)4.:多(abundant)5:很多(veryabundant)(2)密度與多度接近，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。蓋度有兩種表達(dá)方式。一是投影蓋度，二是基部蓋度。投影蓋度表示植

8、物枝葉所覆蓋的地面面積，以覆蓋地面的百分比來表示。它表現(xiàn)出的是植物所實際占有的水平空間，即它利用太陽光能進行光合作用的同化面積。一般采用目測估算，也可以采用儀器量測。在林業(yè)上通常采用郁閉度來表示投影蓋度。所謂郁閉度就是林冠彼此接觸閉合的程度，一般以0,0.1,0.2等表示，完全郁閉時為1?；可w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度一般通過量測基徑然后計算獲得。(4)頻度各種植物在群落內(nèi)不同部分的出現(xiàn)率稱為頻度。頻度的計算通過以下方法獲得。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

9、的數(shù)目占所有小樣地數(shù)目的百分比即為這一植物的頻度。小樣地的面積根據(jù)實際情況而定，對于草本群落，通常取1平方分米。頻度的作用在于說明個體數(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)勢度指一個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)勢度一般很難度量。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)勢度一般較小。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。估計優(yōu)勢度有多種方法。有的學(xué)者把多度和蓋度結(jié)合起來估算優(yōu)勢度，如Braun-Blanquet擬

10、訂了以下等級表，用于劃分優(yōu)勢度：+:稀少或者非常稀少，蓋度非常小1:很多，但覆蓋的面積小2:大量或至少覆蓋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:覆蓋面積超過75%以上方法主觀性較大，但簡單易行。另一種方法是重量法，把所有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)系確定優(yōu)勢度。這種方法比較繁瑣，而且一般只能提供地上部分的重量。一個群落中優(yōu)勢度明顯較其它物種高的一個或多個物種稱為優(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，喬木樹種一般作為優(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

11、群種。建群種是群落的創(chuàng)造者和建設(shè)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，對改變環(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。一般說來，優(yōu)勢種更能有效地利用群落的環(huán)境資源，而附屬種能夠利用優(yōu)勢種利用后余下的部分環(huán)境資源。有的群落，如熱帶雨林，很難確定出一個建群種，在這種情況下，可以確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)制定了生活力劃分的四級標(biāo)準(zhǔn)，具體如下：1:正常通過全部生長發(fā)育周期；2:發(fā)育周期不完

12、全，營養(yǎng)體發(fā)育尚強烈；3:發(fā)育周期不完全，而且營養(yǎng)體發(fā)育微弱；4:只偶爾產(chǎn)生幼苗，但很快就死亡。2.3.3群落間比較的數(shù)量指標(biāo)為了更好地比較不同群落的差異，在樣方調(diào)查的基礎(chǔ)上，可以利用一些綜合性的數(shù)量指標(biāo)比較不同群落間種類組成的差異。(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。為了表達(dá)群落間種類多樣性，人們提出了許多參數(shù)。應(yīng)用最廣的是香農(nóng)-維納指數(shù)。這一指數(shù)來源于信息

13、論，具體的計算方法為：H=-Epilog2pii=1公式中H表示種類多樣性，s是群落中種的數(shù)目，pi表示屬于第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）。因為pi總是1,取對數(shù)后0,所以公式前面加上負(fù)號。（2）重要值多度、蓋度和頻度等都是從一個側(cè)面來表達(dá)物種的特征。在進行群落間比較時需要把這些特征綜合起來。目前使用最廣的是計算每一個物種的重要值。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，一般用相對蓋度來代替。相對密度=（一個種的密度/所有種的密度）X100相對頻度=（一個種的頻度/所有種的頻度）X100相對蓋度=（一個種的蓋度/所有種的蓋度）X10

14、0（二）植物群落調(diào)查指標(biāo)的測定方法1 .測定蓋度：蓋度=（一個種的密度/所有種的密度）X1002 .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)X1003 .生物量的測定方法：直接收割法。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:單位面積上植物可利用部位的生物量。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，一般須應(yīng)用航空像片進行抽樣調(diào)查，再采用比估計法和回歸估測來完成。5.測定多度：多度是指單位面積（樣

15、方）上某個種的全部個體數(shù)。通常采用的多度等級制表示，習(xí)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）:植物生長很好，個體數(shù)目很多，但未達(dá)到背景化。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)植物群落的觀察步驟和方法1 .全況了解首先應(yīng)該熟悉典型地段的植物群落概況，包括組成特征及其所屬分類系統(tǒng)，然后根據(jù)植物群落調(diào)查的要求，確定相宜的調(diào)查范圍。2 .確定調(diào)查范圍依據(jù)小范圍差異，確定具有代表性的群落界限進行觀察。例：在木本植

16、物群落中，可以有針葉林、針闊混交林或闊葉林等；在草本植物群落中，可以有干草地、草地、高山草地等。注：選定的典型群落，必須具有該群落的代表特征(例：科屬外貌和生態(tài)結(jié)構(gòu)等)。在草地植物群落中，一般總覆蓋度應(yīng)在70%左右，不宜選擇過疏或過密的地方。進行野生果林群落調(diào)查時，所選擇的標(biāo)準(zhǔn)地必須成片；如果是零星小塊者，雖優(yōu)勢植物顯著也不宜選用。地形特殊的，如溪邊、河邊、局部低洼地，均不宜作為標(biāo)準(zhǔn)地。3 .觀察要點(1)木本植物群落：應(yīng)記載組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)勢種的主要生長指標(biāo)；木本植物的種類及其生長情況等。(2)草本植物群落：應(yīng)記載總蓋度、純蓋度、分層高度及各層的

17、優(yōu)勢種類。如果可以劃出個別的群聚，最好能夠記明群聚和不同環(huán)境的關(guān)系。(3)荒漠植物群落：應(yīng)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(yīng)特別注意生活力的反應(yīng)；同時，對于苔葬和地被的生長情況，也應(yīng)該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(zāi)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(fēng)速、氣溫、相對濕度、光照強度等。5 .群落類型調(diào)查一般情況下，群落可分為以下四類：(1)木本群落門

18、：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)查的主要記載項目(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(yīng)對該群叢設(shè)置3個不同的樣方，分別記載。(2)群落大?。褐饕涗浧浞植济娣e。(3)群叢分層：記錄這一群叢的層次及各層高度。一般常用“T”代表喬木，“S”代表灌木，“H”代表草本，“G”代表苔葬地被植物。(4)所屬層級：記錄某種植物在群叢內(nèi)

19、出現(xiàn)的層次，并記錄構(gòu)成該層的優(yōu)勢種。(5)蓋度(6)多度頻度(8)生活強度：根據(jù)群落的演替特征，說明某種植物的生活力。記錄標(biāo)準(zhǔn)，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，記錄物候特征。(10)地理位置(11)地形特征(12)地質(zhì)情況：記錄地質(zhì)年代、露頭巖石種類及巖石風(fēng)化情況。(13)土壤情況(14)水分狀況：記錄地下水位及地表水分狀況。(15)周圍環(huán)境：記錄植物生活環(huán)境情況及其它植被類型等。(16)指示特征：簡明分析生態(tài)因素、光照、水分、溫度、土壤等的反應(yīng)。(四)植物種群特征調(diào)查7 .種群的年齡調(diào)查(1)年齡結(jié)構(gòu)調(diào)查種群的年齡結(jié)構(gòu)是種群內(nèi)不同年齡的個體的分布

20、或組配情況。同齡：一年生植物種群的年齡結(jié)構(gòu)通常是同齡的。異齡：多年生種群的年齡通常是異齡。(2)調(diào)查種群的年齡比率調(diào)查增長型種群：是指幼年個體占總體百分比很大，老年個體百分比很小的，處于繼續(xù)發(fā)展和擴大狀態(tài)的種群。穩(wěn)定型種群：老年和幼年個體數(shù)比例近于相等，處于穩(wěn)定狀態(tài)的種群。衰退型種群：指幼年個體較少，老齡個體較多，處于逐漸衰退的狀態(tài)的種群。(3)種群調(diào)查指標(biāo)種群年齡結(jié)構(gòu)的調(diào)查是一項困難極大的工作。主要是植物的具體年齡不容易識別。通?？蓞⒖家韵马椖孔鳛檎{(diào)查指標(biāo)：有生活能力的種子（果實）或能傳播的營養(yǎng)繁殖體在單位面積土壤上的數(shù)量。幼苗個體數(shù)。少齡個體數(shù)。青年個體數(shù)。壯年營養(yǎng)體個體數(shù)。生殖期個體數(shù)。處于生殖期結(jié)束后的生長期個體數(shù)。以根莖或其它地下休眠器官形式處于強迫休眠狀態(tài)下的個體數(shù)。這種劃分方法，是依據(jù)個體在年齡上和生活狀態(tài)上的差異相聯(lián)系而劃分的，叫物候期組成劃分法。8 .種群的性比結(jié)構(gòu)是一個雌雄異株植物種群的所有個體或某個年齡級別個體中雌株與雄株個體數(shù)目的比例。性比結(jié)構(gòu)是種群結(jié)構(gòu)的一個重要因素，對于雌雄異株種群發(fā)展具有很大影響。生態(tài)群落中性比結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失調(diào)的植物是漸趨滅絕的種類。S（性比）=（M/F）X100M:雄性