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生态学研究方法 3取样技术

最近个体法;(b) 最近邻体法;(c) 随机对法;(d) 中点四分法 (引自Greig-Smith 1983)
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图 1.7 无样地取样法图示 最近个体法;(b) 最近邻体法;(c) 随机对法;(d) 中点四分法
(引自Greig-Smith 1983)
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森林群落无样地取样方法的改进
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样点和样线是在一些特殊研究中使用,前者用 于草地的研究中,后者用于灌丛和森林群落中。 但在生态学文献中,它们的使用频率非常低
样带则常常与系统取样结合使用,研究者可先 设置样带,然后再沿样带规则地取样。在格局 分析中,样带是最常用的方法,其中的样带是 由连续的样方组成。
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4、中点四分法(Point—centred quarter method)
距离定义为随机样点与每一象限中最近一株间距离的平 均值。对于一个样点要测定四个距离(图1.7(d)), 该法要求事先确定好坐标系的方向。
中点四分法被认为是较理想的方法,在每个样点可测得 4个距离,这样总的取样点数可以减少,比较省时。 Cottam和Curtis(1956)经过与样方取样法比较研 究认为,中点四分法的结果与实际吻合,而其它三种方 法一般都有偏差。Cottam(1955)提出前三个方法 的结果需要进行矫正;即测得的距离须乘以矫正系数, 他提出的矫正系数分别为:最近个体法为2,最近邻体 法为1.67,图随1机.7 对无样法地为取0样.8法,图这示些都是经验值。
2.4 分层取样
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优缺点 简便易做,也是应用最多的方法。缺点是小地段的大小 一般是很难知道的,所以难以进行统计分析。
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2.客观取样
分地段 二者合 定规则 随机难
分层取样 限定随机取样 系统取样 随机取样
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(6)环境因子取样(sampling for environment)
该法要求先通过随机样点划分界线,使得该线 与最近个体和随机样点间的连线垂直。距离定 义为最近个体图(1.同7 无方样法地取1)样法与图位示 于分界线另一 侧最近最个近体法一;株(b间) 最(的引近自邻距G体离r法eig。;-S(mc()it随h图机191对8.37法) (;c(d)) 中)点四分法
比如说从山麓到山顶 沿西北方向,每隔海 拔50m设置一个样方。 在大多数情况下,系 统取样是先用地形等 因素确定第一个样方 位置,比如山顶等。
优点
取样简分标单题,一 样 品分布普遍, 代表性强,在 植被变差较小 的情况下,效 果很好。
缺点
取样效果的好 坏不能客观地 评价,只能凭 经验判断,其 数据也不能进 行统计分析
朱之 张金屯
2008
上述各种无样地取样方法中,中点四分法虽然
最为理想,但仍有一点不足:它是用样点到植株的距 离来估算植株的平均间距,而样点是人为规定的, 并非真实的植株。用真实的植株间距离来估算 平均间距应该更为合理。所以,本文提出以下改 进方法,旨在不增加工作量的前提下,提高无样地 取样的精度。
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图1.6 样方数与每个样方中平均个体数的关系曲线
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以上三种方法一般认为是决定取样数的客观方 法,前两种方法由于都基于随机分布假设之上, 在实际应用中有不少困难,研究中用得较少。
面积比法对研究者有重要参考价值,但实际工 作中也很少有人完全用面积比法决定样方数。 在决定样方数时,研究者的经验往往起着重要 作用。
以上讲的取样主要是样方位置的设置,在样方位置确定 后,种的观测值可以直接测量记录。但对环境因素,某 些因子的值只与样方位置有关,比如海拔高度、坡度、 坡向、小地形变化等,可以直接测量记录。有些因子由 于变化甚大,还需在样方内进行再取样,才能有较强的 代表性,比如土壤样品。样方内再取样可以用随机取样 法,也可以根据某一规则进行系统取样,后者用得较多。 比如,在土壤取样时可以取5个点,即样方的中心点和 中心点到样方每个角连线的中点,得到5个样品,我们 可以对这5个样品充分地混合,然后再从中取一部分作 为所在样方土壤类型的代表样品而进行化学分析;也可 以将5个样品作为5个重复都进行化学分析,对其结果去 平均值,还可以进行统计分析检验。

非统计学方法, 不能进行显著 性检验
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2.客观取样
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2.客观取样
每一样品单位被抽样的 机会是相等的。
是根据某一规则系统地设置样方,也 叫规则取样(regular sampling)。
随机取样 系统取样 限定随机取样 分层取样
环境因 子取样
是系统取样和随机取样 的结合
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2.3限定随机取样
Y1
·
X1
Y4
·
X4
Y2
·
X2
·
Y5
X5
Y3
·Hale Waihona Puke X3Y6·
X6
Y7
·
X7
Y8
·
X8
Y9
·
X9
图3.2 限定随机取样图示
这种方法每个区组 内每个样品被抽取 的机会更大,而且 这样抽取的数据可
以进行统计分析
但是该方法在野外 可能更费时间
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在小格局和微局分析中,样方更小,其中的取样称作微取 样(micro—sampling)。微取样法作为小格局分析方法 的组成部分,将在各自的方法中讲述.
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图 1.5 样方大小与调查结果关系图示
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三、样方的数目 在样方大小确定后,就要考虑样方的数目。理 论上讲样方数目“越多越好”,但样方太多, 费时费工;样方太少,可能代表性较差,会导 致错误的研究结果,一般需要客观的标准来确 定取样的数目。下面介绍几种常见的方法。
一、样方的选取方法 取样方法
1.主观取样
人为地选择 取样地段
2.客观取样
通过某种统 计学方法来
设置样方
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1.主观取样
选代表性样地(selective sampling): 样地的选择是凭主观判断,使它能够代表所 研究的植物群落。

这一方法在植被研 究实践中曾广泛地 使用,它迅速、简 便,对有经验的工 作者能够取得较好 的结果
生态
第二章 取样技术
福建农林大学林学院 陈灿
第一章 群落的取样
重点
各取样方法及优缺点
难点
无样地取样方法
1.有样地取样
取样需设置一定数量的样地
2.无样地取样
取样无需设置特定形状的样地
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第一节 有样地取样 一、样方的选取方法 二、样方的形状和大小的确定 三、样方的数目的确定
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样方数——平均数曲线法
从统计学知识,我们知道每个样方中的平均个体数 是随样方数目而变化的,当样方数较少时,平均数 变化幅度较大,随着样方数目的增加,它的变化幅 度逐渐减小,当达到某一样方数目时,它的变化幅 度小于允许的范围(比如说5%变化幅度),此时 对应的样方数目可以认为是我们所需要取的样方数。 图1.6是一个样方数——平均数曲线的例子,从图 中可知当样方数为25时,平均值基本稳定,因此, 应该取25个样方。
表1.1 不同群落类型最小面积经验值
群落类型 地衣群落 苔藓群落 沙丘草原 干草原
草甸 高草地 灌丛 温带森林 热带雨林
群落最小面积 0.1~0.4 m2 1~4 m2 1~10 m2 1~25 m2 1~50 m2 5~50 m2 10~50 m2 200~500 m2
500~4000 m2
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2、样方的大小
决定样方的大小时,首先要考虑研究的群落类型、优势 种的生活型及植被的均匀性等。从统计学上讲,使用面 积小而数目多或者面积大数目少的样方可以达到同样的 精确度,但样方小,取样工作量增加,计算也麻烦,同 时许多样方的观测值可能很接近,给数量分析带来一定 困难。所以,样方大小要适当,一般用群落的最小面积 作为样方的大小。群落最小面积定义为群落中大多数种 类都能出现的最小样方面积,通常用种数面积曲线来确 定,即种数面积曲线的转折点所对应的样方面积。表 1.1是一些植被类型群落最小面积的经验值,由群落最 小面积决定的样方大小适合于多元分析方法,但不适合 于格局分析。
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二、样方的形状和大小
1、样方的形状
植物群落学中的取样单位有多种形式,包括样方、 样圆、样点、样线、样带等。最常用的是方形样 方,因为方形样方易于应用。从统计学角度讲, 方形的边和面积的比较小,因而边际影响的误差 较小;圆形的周长与面积比更小,但是应用圆形 必须使用特制的样圆,在森林和灌丛研究中困难 很大。长方形一般长与宽的比越大,边长就越长, 边际影响误差也愈大,在设置长方形样方时,还 需考虑环境梯度的方向,如长边是否与坡向保持 一致等。使用不同形状的样方所引起的差异一般 是不显著的。
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图1.4 种群分布的三种类型
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在格局分析研究中,样方要适当小,使得所研究的种在样 方内不形成格局规模。在低矮草地研究中一般用 25~100cm2的样方,高草地用100~625 cm2,灌丛0.5~4㎡, 森林 2~25㎡,这些都是经验值。图1.4是三种主要的种群 分布类型,图1.5可以说明样方大小与调查结果的关系, 用样方A和样方B所测得频度结果显然是不同的,说明样 方大小对种群分布格局的研究有重要影响,如果样方大小 选择不当,研究结果均匀分布、随机分布和集群分布就分 辨不出来,结果它们可能都是随机分布或均匀分布。所以 样方大小在格局分析中非常重要。
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