生态学实验指导书地理科学与园林专业二零一三年七月地理与环境科学学院实验一巢式样方设置一、实验目的和意义为了更好的理解巢式样方调查基本概念，熟悉生态调查的过程和步骤，通过具体操作、实践，掌握其样地设置方法，为以后野外生态调查确定最小调查样方面积打下基础。
二、实验工具每组钢2m的卷尺1个、记录夹1个、铅笔1支、橡皮1个、记录表1-4张，枝剪1把、计算器1个、坐标纸1纸。
三、实验内容在宝山校区相宝山灌草丛地段，选取了一个较典型区域（能基本代表这一地段总体情况，即为典型），作为本试验地块设置巢式样方。
测量完成后，确定这片灌草丛的调查样方的面积应为多少为宜。
具体操作：在选定地段任选一点作为起始点，设置一定大小的样方面积作为巢式样方初始面积（一般以10cm×10cm，的距形样方，样方的四个顶角均为90度），记录样方中植物有多少种，然后再将该面积扩大1倍，并记录扩大后样方中植物的种数变化，样方内种数增加，需再扩大1倍样方面积。
如初始面积100cm2的样方中观测到的植物种数为5种，扩大1倍面积后，即样方面积为200cm2样方中植物的种数为8种，增加了3种，说明样方中的草本植物种数在增加，就需要再将样方面积扩大，即样方面积扩大到400cm2再观测样方中的植物种数，如果是10种，说明种数还在增加，再扩大样方面积，直到样方面积增大而草本植物种类不再增加时，巢式样方设置完成。
下面是一次设置巢式样方的记录整理。
表1 巢式样方调查结果记录结果表样方面积(cm2) 100 200 400 800 1600 3200 6400 12800 植物种数（种） 4 5 8 12 16 18 20 20巢式样方主，设置如下图：四、实验结果分析为了直观反应实验结果，将表1中数据制作出种-样方面积2维坐标图，一般情况用最小二乘法，计算出种-样方面积的一元线性模型Y=a+bX，参数a和b 值，再在坐标纸上描绘出模型图，根据模型曲线的趋势判断样方面积（也可直接将调查的种-面积数据绘在坐标纸上）。
结果如下图。
种—最小样方面积曲线图同上图可知，本次调查地块的最小样方面积为0.64m 2。
五、实验要求每组5-10人，记录实验过程、实验结果，每人撰写一份实验报告。
实验报告的主要内容包括：实验名称、目的意义、实验过程、实验结果、结果分析及本次实验的体会。
因实验数据是按组进行，数据、结果是一样的。
但分析和体会因每人的认识不同、感受也不一样，内容也就完全不同。
如报告雷同，记零分！！报告以A4幅面打印。
报告封面式样如下：1600面积（cm 2）45 8 12 16 18 20种数生态学实验报告实验一实验名称：巢式样方设置学院及专业：地理与环境学院200X级XX 姓名：XXX学号：0000000000000日期：XXXX年XX月XX日实验二植物样方调查（地科）一、实验目的和意义为了更好地理解样地调查基本概念，熟悉生态样地调查的过程和步骤，通过具体操作、实践，掌握其典型样地调查基本方法，为以后工作中自然植被野外生态调查打下基础。
也巩固生态学的调查法基本知识。
二、实验工具每组森林罗盘仪1套（脚架、垂球、花杆、罗盘）钢2m的卷尺1个、记录夹1个、铅笔1支、橡皮1个、记录表1-4张，枝剪1把、计算器1个、坐标纸1纸、4cm×4cm×30cm木桩4根、粉笔6根。
三、实验方法采用典型样地调查方法。
在野外选取一典型地段，先确定样方的一个基点A，在A点上，定出一条20m长的射线，并在20m处打上木桩，该点为B点。
AB 线即样方的一条边，在A点不动，在AB线的垂直方向，定出另一条30m长的样方边线，在30m处定下C点，连接C、B点，得到样地的四条边线，便于测定量识别。
通过改平、平差、校正点位，得到一个矩形样地，将地边线外围树木用粉笔画上记号。
在AB及CD线的1/2处，定下点E、F，用皮尺或测绳从E 点拉向C点，将样地一分为二，并将皮尺留在地上作为分界。
再在AC线上隔6m定出点a，在EF线上隔6m定出点b，并用测绳联接a、b点，得到小样方1，样方1设置妥当，立即测定样方1中所有乔木的胸围（径），并逐一记录在调查表中。
调查完样方1后，a、b点不动，在AC线上距a点6m定出点c，在EF 线上距b点6m定出点d，联接cd得到样方2，并做记号，逐一测定样方2中的所有乔木胸径（胸围），并记录在记录表中，完成一个小样方的调查，就设置下一个小样方，以此类推，直至10个样方设置完成并逐一调查完毕，至此本实验野外调查完成。
样地设置如下图所示：四、实验内容每组实测2个样地，每个样地从1号样方（图中的红色字体编号）开始，在样方中逐株测定乔木胸高（离地1.3m 处）处周长，记录树种名称、胸高处围径。
将样地中的10 个小样方逐一调查。
并根据调查结果计算样方各树种的胸径、相对密度和绝对密度、基（真）盖度及重要值、生物多样性指数、群落命名。
计算公式： 胸径=周长÷π； 胸高断面积=πR 2；相对密度=某一树种的个体数÷全部树种个体数×100%； 乔木真盖度=胸高断面积÷样方面积×100%；相对基盖度=某一树种胸高断面积÷样方总断面积×100%； 重要值（IVI ）=（相对频度+相对密度+相对盖度）÷300×100% 生物多样性指数： （1）丰富度指数a.Gleason 指数：D=S/lnA （式中：A 样地面积，上图中的样地面积为600m 2，S 生态系统中物种数目，本次实验中为样地面积中所有种数。
）b.Margalf 指数：D=（S-1）/lnN (式中：N ：个体总数，即样地中的总株数，S 与上式同)。
（2）多样性指数CDFa.Simpson ’s index D=21)/(1∑=-si i N N （式中D 为Simpson ’s index N i为第i 个种的个体数，N 为样地中的总株数，S 为样地中的物种数）b.Shannon-Weiner 指数 H=i si i P P 21log ⨯-∑=式中：S 为样地中的物种数，P i 为N i /N ，即第i 个物种数除以样地中的总物种数。
五、实验结果将样地及小样方的的调查数据一一填入植物样主调查表中。
例：某次实验1号样地的测定结果如下表 表1 样地调查结果表序号 样方 树种名称 胸径（围）(cm ） 备 注 1. 1 女贞 10.1 2. 1 女贞 9.80 3. 1 女贞 12.60 4. 1 女贞 22.60 5. 1 女贞 7.80 6. 1 刺槐 31.30 7. 1 柏木 22.7 8. 1 马尾松 47.50 9. 1 马尾松 68.20 10. 1 马尾松 80.10 11. 2 马尾松 44.20 12. 2 马尾松 67.10 13. 2 女贞 12.20 14. 2 香樟 42.20 15. 2 构树 35.20 16. 3 马尾松 44.6 17. 3 马尾松 60.10 18. 3 马尾松 52.10 19. 4 马尾松 80.60 20. 5 女贞 8.90 21. 6 刺槐 9.80 22. 7 皂荚 64.80 23.8女贞7.2024.8 侧柏16.5025.9 刺槐75.4026.9 香樟12.627.10 马尾松94.3028.10 马尾松41.2029.10 女贞12.00对上表进行汇总，得到表2。
表2 样地数据汇总表序号树种∑胸围径(cm)株数（株）平均围径(cm)平均胸径(cm)断面积（m2）频度(%)相对密度(%)1.女贞103.20 9 11.47 3.65 0.0094 50 31.032.刺槐116.50 3 38.83 12.37 0.0360 20 10.343.柏木22.70 1 22.70 7.23 0.0041 10 3.454.马尾松680.00 11 61.82 19.69 0.3348 50 37.935.香樟54.8 2 27.4 8.73 0.0120 206.906.构树35.20 1 35.20 11.21 0.0099 10 3.457.侧柏16.50 1 16.50 5.25 0.0022 10 3.458.皂荚9.80 1 9.80 3.12 0.0031 10 3.45 合计29 223.72 0.4115 180 100（一）密度、相对密度计算1.样地密度=29株÷600m2=0.05株/m2.2.女贞相对密度=9÷29×100%=31.03%3.刺槐相对密度=3÷29×100%=10.34%4.柏木相对密度=1÷29×100%=3.45%5.马尾松相对密度=11÷29×100%=37.93%6.香樟相对密度=2÷29×100%=6.90%7.构树相对密度=1÷29×100%=3.45%8.侧柏相对密度=1÷29×100%=3.45%9.皂荚相对密度=1÷29×100%=3.45%（二）相对基盖度计算1.女贞相对基盖度=0.0094÷0.4115×100%=2.28%2.刺槐相对基盖度=0.036÷0.4115×100%=8.75%3.柏木相对基盖度=0.0041÷0.4115×100%=1.00%4.马尾松相对基盖度=0.3348÷0.4115×100%=81.36%5.香樟相对基盖度=0.012÷0.4115×100%=2.92%6.构树相对基盖度=0.0099÷0.4115×100%=2.41%7.侧柏相对基盖度=0.0022÷0.4115×100%=0.53%8.皂荚相对基盖度=0.0031÷0.4115×100%=0.75%（三）相对频度计算1.女贞相对频度=50÷180×100%=27.78%2.刺槐相对频度=20÷180×100%=11.11%3.柏木相对频度=10÷180×100%=5.56%4.马尾松相对频度=50÷180×100%=27.78%5.香樟相对频度=20÷180×100%=11.11%6.构树相对频度=10÷180×100%=5.56%7.侧柏相对频度=10÷180×100%=5.56%8.皂荚相对频度=10÷180×100%=5.56%（四）重要值（IVI）计算1.女贞重要值（IVI）=(31.03%+2.28%+27.78%)÷300×100%=20.36%2.刺槐重要值（IVI）=（10.34%+8.75%+11.11%）÷300×100%=10.07%3.柏木重要值（IVI）=(3.45%+1.00%+5.56%)÷300×100%=3.34%4.马尾松重要值（IVI）=(37.93%+81.36%+27.78%)÷300×100%=49.02%5.香樟重要值（IVI）=(6.90%+2.92%+11.11%)÷300×100%=6.98%6.构树重要值（IVI）=(3.45%+2.41%+5.56%)÷300×100%=3.81%7.侧柏重要值（IVI）=(3.45%+0.53%+5.56%)÷300×100%=3.18%8.皂荚重要值（IVI）=(3.45%+0.75%+5.56%)÷300×100%=3.25% （五）生物多样性指数计算（1）丰富度指数Gleason指数：D=S/lnA=8/ln600=1.2506Margalf指数：D=（S-1）/lnN=(8-1)/ln29=2.078810 （2）多样性指数Simpson ’s index D=21)/(1∑=-s i i N N=1-[(9/29)2+(3/29)2+(1/29)2+(11/29)2+(2/29)2+3×(1/29)2]=0.7396Shannon-Weiner 指数 H=i 2s1i i P log P ⨯-∑==-[(9/29×log 2（9/29）)+(3/29×log 2（3/29）)+4×(1/29×log 2(1/29))+（11/29×log 2(11/29）)+(2/29×log 2(2/29))]=2.3291（六）植物群落命名根据上面重要值计算结果，单一物种的重要值均未达到70%以上，不是单优种群落，因此重要值数值处于1、2、3位的三个物种联合命名。