種群密度與空間分布格局調(diào)查

1、實(shí)驗(yàn)三 種群密度與空間分布格局調(diào)查植物和固著型動(dòng)物，底棲動(dòng)物等的種群密度通常采用樣方法和樣線法進(jìn)行估測(cè)。在進(jìn)行種群分析時(shí)，僅給出種群密度指標(biāo)往往不夠，還要給出種群的空間分布狀況(dispersion or population distribution。如在用樣方法取樣時(shí)，可應(yīng)用Poission數(shù)學(xué)模型，以樣本方差與平均值的比值判斷種群的分布型，比值為1時(shí)為隨機(jī)分布，比值顯著大于1時(shí)為集群分布，比值顯著小于1時(shí)為均勻分布。此外還有一些方法如ClarkEvans最近距離法（ClarkEvans nearest neighbor distance(NND method），在估測(cè)種群的空間分布時(shí)不需

2、要樣方和Poission分布，應(yīng)用到野外工作中，往往更容易一些。一實(shí)驗(yàn)原理在測(cè)定大面積范圍內(nèi)的植物種群數(shù)量時(shí)，由于難以對(duì)所有生物個(gè)體一一計(jì)數(shù)，必須進(jìn)行抽樣估測(cè)的辦法。最簡(jiǎn)單且常用的方法是用一定面積的方框在研究樣地范圍內(nèi)隨機(jī)采樣，采樣的范圍要盡量覆蓋整個(gè)樣地，然后對(duì)每個(gè)方框（樣方）內(nèi)出現(xiàn)的個(gè)體進(jìn)行計(jì)數(shù)，再應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法求樣本平均值，即可估測(cè)整個(gè)樣地的平均種群密度。這樣的方法即取樣法。對(duì)于一些密集叢生的植物（如雜草），計(jì)數(shù)困難，也可以用該植物樣方內(nèi)所覆蓋面積的比例來表示種群密度。如上所述，樣方取樣數(shù)據(jù)要符合Poission分布，用該方法還可以判斷植物的空間分布型。ClarkEvans最近距離法通過

3、量測(cè)隨機(jī)選取的生物與其距離最近的個(gè)體之間的距離來描述該種生物的空間分布型。均勻分布的種群，其最鄰近的平均距離比較大，而集群分布的種群該距離較小，隨機(jī)分布的種群最鄰近的平均距離介于上述兩種分布型之間。ClarkEvans最近距離法的原理是觀測(cè)隨機(jī)抽取的生物個(gè)體與其周圍距離最近的個(gè)體之間比值，以此作為觀測(cè)值（Observed NND），將該值與同樣密度下預(yù)測(cè)的隨機(jī)分布種群的NND（Expected NND）進(jìn)行比較，如果觀測(cè)NND與預(yù)期NND值相等，種群為隨機(jī)分布；觀測(cè)NND大于預(yù)期NND，為均勻分布；觀測(cè)NND小于預(yù)期NND，為集群分布。用t檢驗(yàn)或方差檢驗(yàn)（analysis of varianc

4、e）來判斷二者是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著差異。該方法的缺點(diǎn)是要先用樣方法等估測(cè)一下種群密度。二實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)操作，掌握種群野外調(diào)查和采樣的基本方法；學(xué)會(huì)利用樣方法估測(cè)種群密度和NND最近距離法估測(cè)種群的分布型。三實(shí)驗(yàn)材料GPS定位儀，皮尺、記錄表格、每組兩套隨機(jī)數(shù)字，小旗、長(zhǎng)繩、卷尺等。四方法與步驟1樣方法估測(cè)種群密度（1）選擇某一優(yōu)勢(shì)種為主的森林群落作為樣地，確定其范圍；（2）將學(xué)生分成幾個(gè)大組，每一大組內(nèi)每4人為一個(gè)小組，各個(gè)組分工合作，完成整塊樣地的觀測(cè)；（3）從樣地的一邊開始，向一個(gè)方向前進(jìn)，每走一定的距離，隨機(jī)的測(cè)定一個(gè)小樣方（2m×2m），記錄小樣方內(nèi)該優(yōu)勢(shì)種的存在與否和株數(shù)，各

5、小組完成一個(gè)條帶，各大組完成森林群落樣地的觀測(cè)。2ClarkEvans最近距離法判斷種群個(gè)體的分布型（1）選擇一片樹林，確定所觀測(cè)林地的范圍。用GPS定位儀確定所觀測(cè)樣地的地理位置；（2）在樣地一邊用長(zhǎng)繩劃出一條100m的基線，在線上每10m處插上標(biāo)號(hào)小旗。（3）從第一套隨機(jī)數(shù)字中抽取一個(gè)數(shù)字，代表在基線上從0點(diǎn)到某點(diǎn)的長(zhǎng)度。再?gòu)拿慷纂S機(jī)數(shù)字中抽取一個(gè)數(shù)字，代表垂直于基線伸向樣地內(nèi)的一條線的長(zhǎng)度。以由這兩條隨機(jī)數(shù)字所確定的坐標(biāo)點(diǎn)為中心點(diǎn)，用繩劃出一塊14m×7m的樣方，使樣方的長(zhǎng)軸與基線平行。計(jì)數(shù)該樣方內(nèi)所調(diào)查樹木的顆數(shù)，以樹干至少有一部分在樣方內(nèi)為準(zhǔn)。（4）重復(fù)以上操作若干次，將

6、各組的計(jì)數(shù)結(jié)果綜合在一起，求該樣地樹木的平均密度。（5）利用上述隨機(jī)數(shù)字確定坐標(biāo)法隨機(jī)抽取樹木個(gè)體，用卷尺測(cè)量該樹木到距其最近的另外一顆樹之間的距離（r）,至少重復(fù)該操作30次。做好記錄。（6）將各組數(shù)字記錄綜合到一起，計(jì)算平均鄰近距離。公式如下：式中：ri最鄰近距離；n觀測(cè)次數(shù)五結(jié)果與分析1樣方法估測(cè)種群個(gè)體分布格局判斷種群分布格局的原理是：假設(shè)有n個(gè)樣方，xi為第i個(gè)樣方的種群個(gè)體數(shù)（i=1,2,3,n），m為n個(gè)樣方的種群個(gè)體平均數(shù)，則種群的分散度S2可以表達(dá)為：當(dāng)S2/m顯著小于1時(shí)，則種群分布格局為均勻分布；如果S2/m1則為隨機(jī)分布；如果S2/m顯著大小1，則為集群分布。2 在應(yīng)用ClarkEvans最近距離判斷樹木分布型首先依據(jù)所求得的樹木平均密度，計(jì)算隨機(jī)分布狀態(tài)下樹木預(yù)期最鄰近距離：式中：d每m2樹木的數(shù)量。然后計(jì)算ClarkEvans 分布指數(shù)R：判斷：R1時(shí)為隨機(jī)分布；R1為集群分布；R1為均勻分布。結(jié)果有意性的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)采用如下公式：式中：s預(yù)期平均的偏差；n樣本數(shù)；d樹木密度；如果z1.96，預(yù)期值與觀測(cè)值之間沒有顯著差異，為隨