华南师范大学实验报告

一、实验题目

草本群落调查与分析

二、实验目的

  生物群落是指在相同时间内聚集在同一地段上的各物种种群的集合。植物种类不同，群落的类型和结构也不相同，种群在群落中的地位和作用也不相同。因此，我们可以通过对群落物种多样性的调查研究来更好地认识群落的组成，变化，发展，以及环境保护的状况。同时掌握群落调查的基本方法和群落分析方法。

三、采集方法

1、 仪器和材料

样方框（50cm×50cm），皮尺，卷尺

  2、 测定方法

（1） 样地调查：采用样方法进行野外调查，于20##年3月21日在华南师范大学石牌校区网络学院门口的草坪上选好样地，在样地中每隔2m 设置1个50cm×50cm的样方，共计19个样方。调查记录的内容主要包括：草本植物的植物名、株数、盖度、高度及物候相等。

（2） 数据分析：本次实验采用重要值作为多样性指数计算和群落划分的依据，而群落多样性的测度选用Simpson 多样性指数D 和Shannon – Weiner多样性指数H 。

四、实验材料

皮尺、卷尺、25cm*25cm的铝合金取样框。

五、实验步骤

  在华南师范大学网络中心旁的草地上，采取东西走向每3米取一样方，每组取3个样方，且实验小组间距离为两米。样方取好后即可统计草本群落中的物种数量，各自的盖度，频度等数据。

六、实验结果

1、草本植物群落样方测定记录

（1）物种组成

根据调查统计,春季华南师范大学网络学院旁草坪共有草本植物15科24种。其中，主要优势科是禾本科。呈现出整体科数多,但种类稀少、单种科较多的分布特点。

表1 华师网络学院旁草坪草本植物的种类构成统计

（取样地点：华南师范大学网络学院旁草坪  记录时间：20##-5-10）

(2)相对多度、相对盖度、相对频度、重要值

相对多度。在样方中各种草本植物的平均多度5.26%，相对多度最大的是红花酢浆草，达22.79%。其次为两耳草，相对多度17.73%。

相对盖度。样方中草本植物的平均盖度4.16%，相对盖度最大的是两耳草，达19.57%。其次为地毯草，相对盖度14.56%。在样方中，各种草本植物的多度和植株的多度、植株大小有关，一般是物种株数越多和植株越大，盖度就越大【1】。

相对频度。相对频度最大的草本植物分别有：地毯草和两耳草，均为11.09%；其次是马塘，为9.84%。

重要值是研究某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标。经过调查，重要值最大的是禾本科的两耳草，达48.39%。

实验结果表明，相对多度、相对盖度、相对频度、重要值最大的都是两耳草，因此，该草坪草本植物群落中的优势种是两耳草。

表2  草坪草本植物群落表

2、草本群落的种—面积曲线图

种-面积关系描述的是物种数量随取样面积增加而变化的规律, 它是生物多样性尺度转换的重要依据。种-面积关系可以用来估算群落或区域的物种数量。随着积累样方数的增加多样性指数值增大, 植物种数不断增多，如图1所示，当样方数积累到一定程度后, 多样性指数值不再明显增加, 曲线变得平缓, 进入平衡态的这一点应为最小取样数，本实验的最小取样数为1.75平方米。

图1.种-—面积曲线图

3、多样性的测定--Shannon-Wienner指数：

         S                   24

H＝－∑（Pi）（lnPi）＝－∑（Pi）（lnPi）= 2.17 bit

i=1                  i=1

式中：S——物种数目

Pi——属于种i的个体在全部个体中的比例

H——物种的多样性指数

物种多样性既反映群落组成中物种的丰富程度,又反映不同自然地理条件与群落的相互关系以及群落的稳定性与动态性,是群落组织结构的重要特征。多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和优势度指数反映了物种多样性水平。多样性指数是把物种丰富度和均匀度结合起来的一个统计量,是以不同的方式表达物种丰富度和均匀度的结合;在优势度较为明显的群落中,优势种排挤其他种,从而使群落物种多样性降低【2】。

七、分析与讨论

1．草本植物的群落组成、多样性和丰富度与当地的气候和光照等条件有关。植物的生长情况受光照强度和温度的影响【3】。本实验是对于草本群落的调查与分析，采用样方法进行野外调查，于20##年5月10日在华南师范大学石牌校区网络学院门口的草坪上选好样地，进行调查。由于选址所处气候为亚热带季风气候，降水有季节差异，一年四季阳光充足。而选取的草坪位于建筑物旁边，而且其周围有树木，所以草坪上的草大部分时间能受到阳光照射，在靠近建筑物的地方生长的草则有时会被建筑物挡住阳光，生长环境较阴凉，适合草本植物的生长。

2．相对频度指某种在全部样方中的频度与所有频度和之比，说明其个体数量和个体在地面上的状态；相对多度是某植物种的个体数占群落种类总体个体数的百分率，通过相对多度的统计，可以确定某植物种在群落中的地位；相对盖度是单位面积中某种植物胸高断面积总和占样地面积的百分率。该调查中，两耳草的几个指标都是最大的，相对频度最大，说明其在这片草地上的数量最多；相对盖度最大，可见两耳草可以利用最充分的各种环境因素。其他种类植物与之相比，则处于比较不利的生态位。

3．两耳草是一种典型的暖季型草坪草, 在我国华南及云南的低海拔地区很常见,它繁殖容易,蔓延快,喜荫湿,成坪性好, 是一种优良的建坪草种【4】。在实验取样时间为5月10日，5月1日至5月7日天气都是呈现阴雨天气，土壤含水量还较大,使两耳草的生长得以正常进行。

4．随着草坪面积的不断增加，杂草危害问题也日趋严重。杂草不仅影响草坪美观，而且传播病虫害，缩短草坪的更换周期，降低其使用价值，与草坪草争夺养分，影响草坪生长。在本实验调查的草坪中，存在较多相对多度在1%一下的草，导致该草坪的种类多但不均匀，增加除草的负担，课考虑栽种化感作用较强、生长里强、耐踩踏的草。

5．本次实验采用样方法进行野外调查，在样地中每隔3m 设置1个50cm×50cm的样方，共计18个样方。在取样的过程中，部分小组没有遵循随机取样的原则，掺入标人为的主观性因素，使结果可能未能反映客观真实情况，代表群落的完整特征。

八、结论

     华师本部网络学院旁草地群落的最小面积为1.75m2。物种较丰富，共有15科24种，种群的多样性指数为2.17 bit，其中，两耳草是优势种。

九、参考文献：

[1] 陈义群，唐万鹏，许业洲，等.长江滩地造林对湖北草本植物群落物种多样性的影响[J].南京林业大学学报：自然科学版，2004，28（3）：89-92.

[2] 马克平.生物群落多样性的测度方法(Ⅰ):α多样性的测度方法(下)[J].生物多样性, 1994(4): 231-239.

[3] 孙儒冰,李博.普通生态学[M].北京:高等教育出版社, 1992

[4] 蹇洪英; 邹寿青.两耳草在西双版纳雾凉季的光合、蒸腾和光能、水分利用效率研究[J]. 中国草地, Grassland of China, 编辑部邮箱 20##年 01期 

 

第二篇：草本植物群落的调查与分析

华南师范大学实验报告

草本植物群落的调查与分析

一、    目的意义

生物群落是指在相同时间内聚集在同一地段上的各物种种群的集合[1]。植物种类不同，群落的类型和结构也不相同，种群在群落中的地位和作用也不相同[1]。因此，我们可以通过对群落物种多样性的调查研究来更好地认识群落的组成，变化，发展，以及环境保护的状况。而草本植物的分布与环境有着十分密切的关系[2]，研究草本植物群落的特征及植物物种多样性，对我们了解和保护草本植物资源，保护生态环境等都具有极为重要的意义。

二、    采样测定方法

1、 仪器和材料

样方框（50cm×50cm），皮尺，卷尺

2、 测定方法

（1）   样地调查：采用样方法进行野外调查，于20##年3月21日在华南师范大学石牌校区网络学院门口的草坪上选好样地，在样地中每隔2m 设置1个50cm×50cm的样方，共计19个样方。调查记录的内容主要包括：草本植物的植物名、株数、盖度、高度及物候相等。

（2）   数据分析：本次实验采用重要值作为多样性指数计算和群落划分的依据，而群落多样性的测度选用Simpson 多样性指数D 和Shannon – Weiner多样性指数H 。

重要值 = 相对多度 + 相对频度 + 相对盖度

其中，相对多度 = × 100% ；多度 =

相对频度 = × 100% ；频度 =

相对盖度 = × 100%

Shannon – Weiner多样性指数H (bit)= –∑PilogePi

其中，Pi —— 种i个体在全部个体中的比例

Simpson 多样性指数D = 1 – Σ(Ni / N)2

其中，Ni —— 种i的个体数；

N —— 群落中全部物种的个体数。

三、        结果与分析

1、草本植物群落的种类组成及其优势种

表1   两耳草 + 地毯草 + 天胡荽群落表

根据样方调查结果可知，本次实验所调查的草本植物群落，共有草本植物12科21种，植物种类较多。其中禾本科（两耳草、地毯草、假俭草、纤毛鸭嘴草、狗牙根、马唐、铺地黍）占的种数最多，有7个种，占总种数的33.33% ；其次是伞形科（天胡荽、崩大碗）、豆科（三点金、链荚豆）和菊科（黄鹌菜、苦麦菜），各有2个种，各占总种数的9.52% ；另外，酢浆草科（黄花酢浆草）、莎草科（水蜈蚣）、茜草科（丰花草）、堇菜科（堇菜）、荨麻科（雾水葛）、车前草科（车前草）、箭蕨科（瓶尔小草）、蔷薇科（蛇莓）各有1个种，各占总种数的4.76% 。

根据样方调查结果，可以计算得到各植物种的重要值（见表1）。重要值的数值大小可以作为群落中植物种优势度的一个度量标志，重要值也可以体现群落中每种植物的相对重要性及植物的适宜生境[3]。依据各植物种重要值的大小确定出了所调查的草本植物群落内的优势种为两耳草，地毯草和天胡荽。它们都是多年生草本植物，且其共同特点为多匍匐枝茎，枝茎上多不定根，蔓延能力很强，能很好地适应环境，快速生长。

2、草本植物群落的物种多样性指数

根据样方调查结果，可计算出Shannon – Weiner多样性指数H 和Simpson 多样性指数D 。

Shannon – Weiner多样性指数

H = -［ ×loge+ ×loge+ … + ×loge］=2.2203 bit

Simpson 多样性指数

D = 1 - ［()2 + ()2 + … + ()2］= 0.8543

群落的物种多样性具有两种涵义：其一是种的丰富度；其二是种的均匀度[1]。多样性指数正是反映丰富度和均匀度的综合指标[1]，其中，Shannon – Weiner是表示群落中物种丰富程度的指标[4]。指数数值越高，说明群落中物种的丰富程度越高，群落的物种多样性也就越高。Simpson指数是反映群落中物种均匀度的指标，是表明群落的优势度集中在少数种上的程度指标[4]。指数数值越高，说明群落中物种的均匀度越高，群落的优势度集中在少数种上的程度越低，群落的物种多样性也就越高。

通过以上的计算，可发现我们实验所调查群落的Shannon – Weiner多样性指数和Simpson 多样性指数都较高，说明该草本植物群落的丰富度和均匀度都较高，即群落的物种多样性较高。

3、 草本植物群落的种——面积曲线

在本次实验所调查的样地内，按0.5m增加边长，抽取面积为0.25 m2,0.5 m2,0.75 m2，…，4.75m2的正方形样方19个，统计各样方的草本植物物种数，得到草本植物群落的种——面积曲线（见图1）。通过种——面积曲线可确定群落的最小面积。最小面积是在最小地段内，对一个特定群落类型能提供足够的环境空间(环境和生物的特性)，或者能保证展现出该群落类型的种类组成和结构的真实特征所需要的面积[5]。它意味着取样面积的大小[5]。最小面积取决于群落类型，并且变化幅度很大[5]。从图1可以看出，本次实验所调查的草本植物群落的最小面积为4.25 m2，也就是说调查该草本群落时，需要的最小样方面积为4.25 m2。

图1  草本植物群落的种——面积曲线

四、       讨论

1、      在对草本植物群落进行调查与分析的过程中，样方形状会影响研究结果，我们设置的样方为正方形样方，得到的结果相比于圆形样方可能会差一些。另外，我们实验记录的某些数据如覆盖度是自己主观判断和确定的，由于每个人认定的标准有所不同，因此最终统计的实验数据会存在一些误差。再有，因为实验所调查的是人造草坪，故仅通过种——面积曲线求群落的最小面积并不准确[6]，对此，我们可使用数学模型拟合法 [7]。最后，由于在本次实验中，我们只设置了一个样地，而草地在微地形、土壤等因子影响下常常表现出量和质方面的不均匀性；此外用种——面积曲线确定得到的最小面积不够准确，所以虽然我们设置的取样面积大于该群落的最小面积，但是取样的代表性不强，得到的草本植物群落相关数据存在一定偏差。

2、      由于我们实验所调查的草坪是人工种植的，而且经过多次人为除草，还有，我们行人经常会踩踏草坪…，这些外在因素的干扰都会对草本植物群落的物种多样性产生影响。不过，干扰对物种多样性的影响既有正面的，也有负面的[8]，而且不单纯决定于哪一种类型,更主要的是取决于干扰的强度、频率等特征[8]。这些问题都需要在进行了更为深入的调查、分析与探讨后，才能研究清楚。