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植物种群的调查方法

植物种群是指在某一特定时间内占据某一特定空间的同种植物的集合体。植物种群虽然是由同一物种的许多个体集合而成的,但并非是一个物种所有个体的简单组合,它是物种群体的有机组合。植物种群的调查内容通常包括种群的密度、种群的空间分布格局、种群的年龄结构、种群的增长动态以及种群间的相互作用等。

在不可能对整个种群进行调查研究的情况下,常采用“样方法”对种群的基本状况进行研究。所谓“样方法”就是抽样调查的方法,即对有代表性的种群生长地段进行抽样调查。

1)样方的选择

(1)确定代表性的地段

选择的基本原则为均匀性、代表性、特征性。所谓均匀性是指所选择的调查地段,植物种群的密度比较均匀。代表性是指所调查的植物应该在该生长地有代表意义,或是优势种群,或是具有特殊代表意义的物种。特征性是指所调查的植物物种能反映该生长地其他物种的基本特征。

(2)确定样方的大小

样方大小应以该植物的生长密度和高大程度为依据。一般情况下,苔藓、地衣或藻类群落设置为0.01~0.25m2;草本植物设置为1m2;灌木或高度不超过3m左右的植物设置为10~20m2;森林乔木设置为100m2。

(3)确定样方形状

由于边缘效应的影响,理论上来讲,圆形的误差最小,尤其是调查草本植物或农作物时比较适用。为了样方设置的方便,实际操作时常用方形。但应尽量少用长方形。

(4)确定样方数量

理论上来讲,样方数量越多越好。但从人力成本考虑,样方数量往往有限。在具体研究时,每调查1个样方,就计算植物个体的密度,直至最后调查5个样方内植物个体数的变化幅度小于所有样方平均密度的5%即可。

2)植物种群密度的调查

在做好上述准备工作的基础上,可以着手进行植物密度的调查。统计每个样方内该植物的个体数,取其平均数。

3)植物种群的空间分布格局

经上述调查得到每个样方内该植物的个体数分别为xi,求其平均值(共n个样方),然后计算方差s2=∑(xi—)2/(n—1)。种群的空间分布格局有三种典型的类型:若s2=0,则表明该植物种群是均匀分布;若s2=,则表明该植物种群是随机分布;若s2>,则表明该植物种群是集群分布。

4)种群的年龄结构

种群的年龄结构是指种群内不同年龄的个体的分布或组配情况。它可以反映种群的动态及发展趋势,并在一定程度上反映种群和环境之间的相互关系,以及它们在群落中的作用和地位。植物种群的年龄结构分析,首先是根据取样数据把同一种群分为不同的龄级,再将不同龄级内的个体数与种群总个体数目相比而构成龄级比率(age ratio),进而按龄级比率构成年龄金字塔。根据年龄金字塔结构,可以判别某一种群是增长种群,或稳定种群,或衰退种群。木本植物种群的龄级划分,在森林群落中通常是以树木的立木级来表示的。I级,高度在33cm以下者;II级,高度在33cm以上、胸径不足2.5cm者;III级,胸径在2.5~7.5cm者;IV级,胸径在7.5~22.5cm者;V级,胸径在22.5cm以上者。

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