生态学实验03-04+生态学研究的取样方法和技...

实验三生态学研究中的取样方法和技术一、几个概念1、种群（population)：在一定时间内占据一定空间的同种生物个体的集合。\n2、种群动态：指种群数量在时间和空间上的变化。就是要回答种群有多少？即种群数量和种群密度。3、种群密度：一定时间内单位面积上或单位空间内的某个物种个体数。通常用个体数目或生物量表示。\n二、种群数量统计方法分为：绝对密度和相对密度统计。绝对密度：单位面积或空间上的个体数目。相对密度：调查范围内种群数量高低的相对指标。\n1、绝对密度统计方法（1）总体计数法(直接计数法)指直接点数统计其全部数量。多借助航空摄影、卫星定位仪。适用于植物；生活在开阔地段或狭小地区的白昼活动的大、中型兽类。总体计数时，时间要相对集中，最好在同一天完成，防止动物迁移漏计或重计。\n（2）取样调查法计数种群的一小部分，再估计种群整体的数量。在研究动物(植物)种群(群落)时，不可能对整个种群(群落)进行全面测度和分析，因此，有必要从所研究的群落中选取一定范围进行研究。以尽可能低的代价，又能获得较高的信息量来对整个动物(植物)群落的种类组成和结构进行分析。\n①样方法原理：在研究区域内随机取若干样方，计数样方中全部个体数，将其平均数推广，估计种群的整体。动物群落的取样方法：五点取样；棋盘式取样；平行线跳跃式取样；对角线取样；其他：昆虫扫网数，如10网或20网等。\n②标志重捕法在研究区域内，捕获一部分个体进行标志，然后放回，经一定期限后重捕，根据重捕中标志数的比例，估计该区域内个体的总数。N:M=n:mN=M×n/mN:该地段中种群的总个体数M:重捕前的标志数n:重捕个体数m:重捕中被标记的个体数\n标志重捕法的注意事项：A、标记物的选取及标记地点不能在动物关节和活动剧烈的地方（容易失去标记）。B、不能选择毒性大的标记物。C、释放时间选择在动物的不活动期间，不能在中午释放，以免迁移到生境隐蔽以外的空间。D、适用于昆虫类、鱼类、鸟类和兽类。\n2、相对密度统计方法（1）直接数量指标：捕获率、铗日率等。方法：铁夹子、陷阱法、生物网、黑光灯等。（2）间接数量指标：动物粪堆、洞穴、鸣叫、毛皮收购量、巢、雪地上的足迹等。\n三、植物群落常用的取样方法和技术1、样地法取样技术（1）样地的形状传统的为方形(称为样方)；有时为圆形(称为样点)。矩形的样地，常称为样带或样线。\n一般来说，样地数量越多，则结果越准确、真实。但是由于人力、财力、时间原因，调查的样地数量不可能越多越好。（2）样地的数量若干样地面积之和，有一个抽样强度的概念。\n（3）样地的面积样地应当足够大，以包括足够的植物物种数，但又要足够小到便于区分、计数、测定现存种数。涉及到了最小取样面积最小取样面积常用绘制群落的物种—面积曲线来确定。法国CEPE植物生态学家以所研究区域中85%的物种出现的面积作为取样的最小面积。具体操作：巢式样方法。\n例如：①阿尔卑斯山海拔2200m以上高山草甸，此面积为1㎡。②温带典型草甸，此面积为4㎡。③温带草原，此面积为8㎡。④地中海地区草本植被，此面积为16㎡。⑤荒漠地区，此面积为128-256㎡。⑥沙漠地区，此面积大于512㎡。因此建议：草本植物样地面积1㎡；灌木或超过3m的小树群落10-20㎡；乔木群落为100㎡或以上。\n2、无样地取样技术原理：不用取样方，在研究区域内确定一系列的中心点（或随机点），测定从中心点到每个象限内的最近个体及其距离。此法适合于固着生长的生物。主要有：最近个体法；近邻法；随机成对法；中心点四分法（适于测量木本植物的种群密度）。\n（1）中心点的确定A、通过群落内的一系列线来确定。B、用限定随机法：随机确定样线，在样线上相隔一定距离来确定点。如森林群落可以每隔25m或30m取一个点。（2）划分象限把围绕中心点周围的面积分为四个象限。\n（3）调查记录在每个象限内标出与中心点最靠近的一个个体。分别测定其名称、胸径、点到植物的距离等指标。\n四、动物群落常用的取样方法和技术常以样带法为主。对分布范围狭窄而集中、习性特殊、数量稀少、样带调查不能达到要求的种类采用专项调查。\n（一）鸟类数量调查方法1、陆地鸟类数量调查法（1）样带法：以步行调查为主。①样带单侧宽度、长度（单位：m）\n②调查在晴朗、风力不大（一般3级以下）的天气下进行，最佳调查时间为清晨或傍晚，步行速度为1-2km/h。景观类型抽样强度%样带单侧宽m长度km森林灌丛1.010-503~5湿地1.0505农田0.5504~5\n④记录所见个体至样带中线的垂直距离。③调查员只记录位于前方及两侧的鸟类，包括飞过样带的个体。繁殖期调查时看到(听到)1只成体雄鸟记做1对；在没有见到雄鸟的情况下，见到1只成体雌鸟或1窝卵(雏鸟)也视为1对。\n（2）样点法适用于山体切割剧烈、地形复杂、难于连续行走的地区。样点均匀地分布在样带上。①调查一定半径的圆形区域内的鸟类数量。样点即所调查圆形区域的中心点。②样点半径：保证观测范围内所有的鸟类都能被发现，在视野开阔区为50m，森林地带为25m。\n③样点的数量应能够有效地估计研究区域大多数鸟类的密度。每条样带中设定的样点数一般为8个，样点均匀布设，不能发生重叠。④记录样点内所见到或听到鸟类的种类和数量。⑤调查条件和时间同样带法。调查时调查员处于中心位置，尽量减少对鸟类活动的干扰。每样点统计时间为10min。\n2、水鸟数量调查方法（1）直接计数法直接记录研究区域内鸟类绝对种群数量。如越冬水禽、便于计数的繁殖水鸟群体。计数借助单筒或双筒望远镜来进行。如果数量极大，或处于飞行、取食、行走等运动状态时，用5、20、50、100等为计数单元来估计种群数量。\n2、水鸟数量调查方法（2）样方法（样点法）通过随机取样来估计鸟类种群的数量。在群体繁殖密度很高或难于进行直接计数的地区采用此方法。样方大小一般不小于20m×20m；每一调查区域的样方数量不低于8个。调查、记录方法同直接计数法。\n3、调查季节鸟类调查，分繁殖季和冬季两次进行。繁殖季节为每年的4-7月，冬季为11月至翌年2月。在大多数种类的数量相对稳定的时期内进行。\n（二）兽类数量调查方法1、样带法适用于各种生境和大多数兽类。以步行调查为主。①调查在晴朗、风力不大（3级以下）的天气下进行，步行速度2-3km/h。②观察对象以动物实体为主，兼顾其活动痕迹。③记录实体时，只记录位于调查员前方及两侧的个体。活动痕迹只记录24h内新鲜的。\n2、样方法多用于山体切割剧烈、地形复杂、难于连续行走的地区。①记录样方中见到的动物实体(活动痕迹)，再通过频率分析动物种群数量。样方多设置为方形、矩形或圆形等。②样方面积不小于500×500㎡。每条样带中设定2-5个样方。\n③当统计动物活动痕迹时（如粪便、卧迹、足迹链、尿迹等），样方面积不小于50×50㎡。每条样带中设定10-15个样方。3、哄赶法以声响等措施将隐藏的动物赶至可观察的区域，调查其种类和数量。此法主要针对丘陵地带的草食兽类调查。\n4、调查季节兽类调查主要在冬季，与冬季鸟类调查同期进行。繁殖季节调查鸟类时，也兼顾调查兽类。对集群性强的种类（如有蹄类），在集群前调查。\n（三）两栖、爬行动物数量调查方法主要用样带法；专项调查为辅。白天不易被发现的两、爬动物，则在夜间调查。1、样带的确定①沿样带的方向分段布线；②样带长度一般为150m，沿样带方向均匀布设，数量一般4条以上。\n2、观察方法①沿样线观察时，每次巡视速度一致，多1-2km/h的缓速行进。②发现实体后，记录其名称、与观察者之间的距离、微生境。3、调查季节调查时间在夏季和秋季入蛰前（4-10月），尽量与鸟类繁殖季节的调查时间相吻合。\n（四）昆虫种类、种群数量的采集与调查方法捕虫网（空网、扫网、水网）、毒瓶、吸虫管、指形管、采集笼、诱虫灯、采集袋、三角袋。其他工具：镊子、小刀、小铲、剪刀、记录本、铅笔、放大镜等。1、常用的采集工具\n2、采集方法网捕法；观察法；搜索法；击落法；引诱法（陷阱、灯诱、饵诱）。4、昆虫群落的调查方法样方法：先设定样方，再采集、固定、分类鉴定、计数、数据处理。3、采集的季节、时间、地点四季均可采集，晚春—秋末最佳。白天活动昆虫10时—15时；夜间活动昆虫，黄昏后或黎明前。\n五、数据处理方法数据处理时，长度的单位用m，面积单位用k㎡，密度单位用只/k㎡。1、固定样带宽度数据处理（样带法）（1）样带内绝对密度的计算D=Ni/2LW其中：L─样带长度；W─样带单侧宽度；Ni─样带内观察到的个体数；D─密度。\n（2）当动物的发现概率随至样带中线距离的增加呈直线减少时P=KW（2-KW）K=[1-（1—P）0.5]/WD=10NK/L其中：L─样带长度；W─样带单侧宽度；N─观察到的个体总数；D─密度。\n（3）当动物的发现概率随至样带中线距离的增加呈负指数函数方式减少时P=1-e-awa=[㏒e(1-p)]/wD=5aN/L其中：L─样带长度；W─样带单侧宽度；N─观察到的个体总数；P=Ni//N─样带内个体数所占比例；D─密度。\n2、样方法种群密度的估计D=N/B其中：D─密度；N─样方内发现的个体数；B─样方面积。\n3、样线法（两栖爬行类）数据处理单样线一次调查的数量统计D=n2/（2L∑di）或D=[∑(1/di)]/2L式中：D─某一物种的居群密度；n─被观察到的某一物种的个体数；L─样线长度；di─第i个个体与观察者之间的距离。\n六、常见环境因素的调查1、风：风向、风速。可用云的运动方向、植物弯曲方向等来测定风向。2、降水：降雨量。3、温度4、湿度5、PH值6、日照长度\n六、常见环境因素的调查7、坡度、坡高8、水下光照、水的能见度、悬浮物、水流速度、盐度、溶解氧。9、土壤特征：土壤剖面、硬度或可穿透性、土壤结构、土壤水分、有机成分。\n实验四动物种群数量调查以华中师范大学校园为调查样地，设计一方案并调查某种鸟类的种群密度。注意：样线设置、样线数量、调查时间、调查方法等尽量详细。