3-典型实验三 种群空间分布格局调查
种群空间分布格局的调查
测定种群内分布型的意义
是种群的基本特征之一，能反映种内、 种间关系 体现种群对环境的适应性，其动态过程 可用以解释种群的行为、扩散、迁移等 方面 同时也是与生态因子相互作用的反映 为该种群的进一步研究提供依据，例如， 如果种群的内分布型为成群分布，那么 测定种群密度时就应采用更大的样方面 积。
3.性比（sex ratio）——性比是种群中雄性个体和雌 性个体数目的比例 ：受精卵的♂/♀大致是50：50， 这叫第一性比。由于种种原因，♂/♀比继续变化， 到个体成熟时为正的♂/♀比例叫第二性比。最后还 有充分成熟的个体性比，叫第三性比。 性比对种群配偶关系及繁殖潜力有很大的影响。 4.生命表（life table）——是指列举同生群在特定年 龄中个体的死亡和存活比率的一张清单。 类型：图解生命表（diagrammatic life table）——以 图解来表示生物一个世代的历程。 常规生命表 （conventional life table) 动态生命表(dynamic life table)——真实记录生物个 体存活情况。 静态生命表(static life table) —记录某一特定时间获 得的各龄级个体数情 况而编制成的。 作用：综合记录了生物体生命过程的重要数据；系统 表示出种群完整生命过程；研究种群数量动态必不可
种群内分布型主要分为三种类 型
随机分布（random） 均匀分布（uniform） 集群分布（clumped）
随机分布
某一个体的分布不受其它个体分布的影 响，每个个体在种群分布空间内各个位 置出现的机会相等。 只有在资源分配均匀，且种群内部个体 之间没有相互吸引或排斥时才能出现。 自然界中较少见
种群的空间分布格局研究
种群的空间分布格局研究摘要以样地调查数据为基础,应用方差均值比率分析方法,对样地中草本层的建群种扁竹根进行分布格局分析和成因分析。
以及种群的分布格局研究的意义。
关键词: 种群扁竹根空间分布格局成因分析种群是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的有机集合。
种群的空间分布格局一般简称为分布格局或内分布型，是指一个种群在一个地区的分布方式，即个体如何在空间配置的，或种群在一定空间中的个体扩散分布形式。
由于种群内各个个体间以及个体与其生存环境之间存在着相互作用,这就使得种群内个体在其生存环境内有一定的分布方式.分布格局有三种类型：随机型、集群（集聚）型、均匀型。
下面，以扁竹根为例，进行扁竹根空间分布格局分析.及其分布格局成因分析。
1.研究地自然概况青城山景区地处四川盆地西部边缘山地著名的“华西雨屏带”的中北段，约30°54′N和103°35′E。
全山有36座山峰，诸峰环绕状如城廓，山上树木茂盛，终年青翠，故名青城。
全境周围120km，保护面积1522hm2．区内气候温和湿润，属亚热带温湿型气候，年平均温度15.2℃，最热月极端温度34.2℃，最冷月极端温度一7.1℃；平均相对湿度81％；年降水量1225.1mm；无霜期271d(数据由成都市气象局提供)青城山地质地貌上以“丹岩沟谷，赤壁陡崖”为特征，土壤类型主要为山地黄壤，母岩为侏罗纪紫色砂岩、泥岩和砾岩的坡积物。
青城山风景区主要植被类型有亚热带常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和暖性针叶林。
根据青城山样地调查资料、野外路线踏勘记录的植物种类及《中国都江堰市植物名录》中所记载的青城山植物，初步估计植物346种，其中蕨类植物51种，隶属于26属l6科，种子植物295种，隶属于192属90科。
其中裸子植物7种6计青城山约有维管属5科；双子叶植物252种169属77科；单子叶植物36种22属8科。
植物区系有明显从亚热带向温带过渡的。
2研究对象及方法2. 1研究对象研究对象是样地内草本层中的扁竹根，因为扁竹根的数量是最多的，并且它的数量与其他种群的数量相比差距很大。
实验一：种群密度与空间分布格局调查
实验一种群密度与空间分布格局调查植物和固着型动物，底栖动物等的种群密度通常采用样方法和样线法进行估测。
在进行种群分析时，仅给出种群密度指标往往不够，还要给出种群的空间分布状况(dispersion or population distribution)。
如在用样方法取样时，可应用Poission数学模型，以样本方差与平均值的比值判断种群的分布型，比值为1时为随机分布，比值显著大于1时为集群分布，比值显著小于1时为均匀分布。
一实验原理在测定大面积范围内的植物种群数量时，由于难以对所有生物个体一一计数，必须进行抽样估测的办法。
最简单且常用的方法是用一定面积的方框在研究样地范围内随机采样，采样的范围要尽量覆盖整个样地，然后对每个方框（样方）内出现的个体进行计数，再应用统计学方法求样本平均值，即可估测整个样地的平均种群密度。
这样的方法即取样法。
对于一些密集丛生的植物（如杂草），计数困难，也可以用该植物样方内所覆盖面积的比例来表示种群密度。
如上所述，样方取样数据要符合Poission分布，用该方法还可以判断植物的空间分布型。
二实验目的通过实验操作，掌握种群野外调查和采样的基本方法；学会利用样方法估测种群密度和估测种群的分布型。
三实验材料皮尺、记录表格，长绳、卷尺等。
四方法与步骤1 样方法估测种群密度（1）选择某一优势种为主的森林群落作为样地，以乔木为目标，确定其范围；（2）将学生分成几个大组，每一大组负责一条边，各个组分工合作，完成整块样地的观测；（3）采用五点法，找出5个点，划出小样方（5m×5m），记录小样方内该优势种的存在与否和株数，各小组完成一个条带，各大组完成森林群落样地的观测。
（4）重新再找2块分布类型类似的区域作为观测样地做重复试验，求平均值。
（本实验由于长绳不够，没有充足的时间，只做了一次，没有重复试验，因此试验讨论时应该对数据做一定的解释。
）2 样方法判断种群个体的分布型（1）选择一片灌木林，确定所观测林地的范围（4m×4m）。
[实验项目]生态学实验
![[实验项目]生态学实验](https://img.taocdn.com/s3/m/2e42791af8c75fbfc67db257.png)
《生态学实验》实验一 植物种群空间分布格局的调查 [5课时]一、实验目的通过各检验方法的实际训练，使学生认识群落中不同种群个体空间分布表现出的不同类型（随机分布型、集聚分布型、均匀分布型），并掌握检验植物空间分布类型的方法。
二、实验材料皮尺、样方框（20×20，50×50，l00×100cm 2）、铅笔、野外记录表格、计算器。
三、实验原理群落中种群个体空间分布类型的检验方法研究得比较深入。
从1922年Svedberg 提出群落中植物分布的非随机性，以与给出检验植物非随机性的标准方法以来，到现在已经相继提出10多个非随机性检验的估计量。
本实验选用2χ检验法和C x 分布系数法检验。
1. 2χ检验法：如果一个种群的个体分布是随机的，那么各样方包含0、1、2、3、……、n 个个体的概率分布都是符合泊松（Poisson ）级数的，级数可写成下列形式：e -m ，me -m，!22m e -m ，!33m e -m ，……，!n m n e -m 其中m 是样方中的平均个体数目，即均值x 。
检验是用2χ值检验实测值（即含0、1、2、3、……、n 个个体样方的分布频次）与理论期望值（即泊松理论的期望频次）是否吻合，有无显著差异。
其统计量为：∑-=理论期望值理论期望值）（实测值22χ 查2χ分布百分比表，比较2χ的计算值与查表值，通常可做出如下判断： 若2χ≥()f 01.02χ，可认为偏离或很不适合泊松分布，即属于非随机分布； 若2χ＜()f 05.02χ，可认为适合泊松分布，即属于随机分布；若()f 05.02χ≤2χ＜()f 01.02χ，可认为可能不适合泊松分布。
检验时每一级的理论值必须大于5，若小于5，可将相邻区间合并直至满足要求。
2. 分布系数法（扩散系数法）：该方法根据Poisson 分布具有方差与均值相等的性质，来统计和检验野外调查数据。
分布系数C x 的统计量为：C x =xs 2式中：x —均值； s 2—方差若C x =0，种群属于均匀分布；0＜C x ＜1，属于规则分布；C x =1，属于泊松分布（随机分布）；C x ＞1属于集群分布。
实验三 昆虫种群空间分布型测定
一、目的
昆虫种群的空间分布型是昆虫生态学的重要特征 之一，这是由于昆虫种群的生物学特性和环 境条件共同决定的。只有掌握害虫的空间分 布规律性,才能明确田间调查的抽样方法， 了解其田间虫口密度和危害状况，为准确进
行害虫预测预报和防治提供理论依据。
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实验三 昆虫种群空间分布型测定 二、昆虫种群空间分布型的测定方法
实验三昆虫种群空间分布型测定实验三昆虫种群空间分布型测定?b聚集度指标法?1用扩散系数c聚集指数i平均拥挤度mx分别测定各小样方分别属于何种分布型以株为单位每株有60个枝条实验三昆虫种群空间分布型测定实验三昆虫种群空间分布型测定?2以本班各组调查的平均数方差和平均拥挤度每组各有一组数据为依据采用tailor幂法则和平均拥挤度m与平均数的回归关系参数分别测定总体的荔枝蝽空间分布型性质
• 3、调查方法 • 按原来的人员安排，每5人一组进行调查； • 在校园内东、西校园的龙眼树（中等高度）均可调查； • 每株树的东西南北四个方向，每个方向查15个枝条（可适 当增减），共60个枝条/株，分别记载每个枝条上的荔枝
蝽成虫或若虫的数量。
实验三 昆虫种群空间分布型测定
• 每个小组调查10株树。
的回归关系（α β 参数）分别测定总体的
荔枝蝽空间分布型性质。
实验三 昆虫种群空间分布型测定
• 每人以科技论文的形式提交研
究报告1篇。
实验三 昆虫种群空间分布型测定
实验三 昆虫种群空间分布型测定
– 1、频次分布测定法：将一田间调查获取的卵数（或虫口数
等），按抽样单位（如一株，一丛植株等）列出频次分布表。
根据不同的测定方法算出实测频次和理论频次，把两者进行 卡方（）的拟合性测验，用所得几种方法的结果，来判断农
生态学实验报告
生态学试验报告 种群的空间格局分析原理：测定大面积范围内的植物种群数量，采取抽样估测的办法。
用一定面积的方框在研究样地范围内随机采样，采样的范围要尽量覆盖整个样地，然后对每个方框（样方）内出现的个体进行计数，然后采用方差/平均数比率判断植物的空间分布型。
目的：通过本实验，认识群落中不同种群个体在空间分布上表现出的不同类型，即随机分布、集群分布。
均匀分布。
学会用空间分布检验法判断种群空间格局类型。
方法与过程：1. 确定样地面积，采用1X1的样地2. 计数。
统计每一种植物出现的株数，记录在表。
3.数据处理。
对野外数据进行整理，采用检验指标方差/平均数比率，即S 2 /m 有30个样方，x i 为第i 个样方的种群个体数（i=1,2,3,……n ），m 为n 个样方的种群个体平均数，则种群的分散度S 2可以表达为：1-n m)-(x Si22∑=当S 2/m 显著小于1时，则种群分布格局为均匀分布；如果S 2/m ＝1则为随机分布；如果S 2/m 显著大小1，则为集群分布。
结果：经计算，S 2 =28.39556，m=3.7333, S 2 /m>1,属于成群分布出现成群分布的原因：1.环境资源分布不均匀，富饶与贫乏相嵌 2.植物传播种子方式使其以母株为扩散中心眉豆 样方号 1 2 3 4 5 6 7 8 个体数 5 0 2 10 2 3 2 4 样方号 9 10 11 12 13 14 15 16 个体数 3 2 3 3 4 1 1 2 样方号 17 18 19 20 21 22 23 24 个体数 12 1 1 3 5 10 6 1 样方号 25 26 27 28 29 30 个体数 2 5 8 5 2 4群落多样性分析目的及意义：通过常用的物种性指数及其测度方法的分析比较，了解各类指数的特点和生态意义；熟悉和掌握最常用的物种多样性指数—香农指数的计算方法；了解物种多样性指数在比较群落性质时存在的问题，认识在使用物种多样性指数分析群落时，如何解决可比性问题。
生态学实验实习指导手册讲解
生态学实验实习指导手册浙江林学院生态学科二○○七年一月目录实验一植物群落内生态因子的测定 (2)实验二不同树种的比叶面积测定 (4)实验三种群空间分布格局的调查分析 (6)实习一森林群落调查实习之一——样方法 (8)实习二森林群落调查方法之二点一象限法 (18)实习三森林群落调查方法之三——样线接触法 (22)实验一植物群落内生态因子的测定植物群落与环境是不可分的。
任何一个植物群落在形成的过程中，植物不仅对环境具有适应能力，而且对环境也有巨大的改造作用。
随着植物群落发育到成熟阶段，群落的内部环境也发育成熟。
植物群落内的环境因子如温度、湿度、光照强度等都不同于群落外部。
植物群落内的各生物物种在它们自己创造的环境中，井然有序地生活着。
不同的植物群落，其群落环境因子存在明显的差异。
【实验目的】（1）在掌握光照强度、温湿度测量仪器的使用和测定方法的基础上，对不同类型植物群落内的光照强度、湿度和大气湿度等生态因子进行测定。
（2）认识不同植物群落内部生态因子以及植物群落与裸地间生态因子的差异。
【实验器材】便携式光照度计，温湿度记录仪，风速测定仪，钢卷尺。
【方法与步骤】（一）植物群落内光照强度的测定（1）选取针叶林、阔叶林与竹林三种不同类型的群落。
（2）分别在针叶林、阔叶林与竹林下，从林缘向林地中心均匀选取5个测定点，用照度计测定每一点的光照强度，并记录每次测定的数值（见表1-1）。
（3）选择一空旷无林地（最好地面无植被覆盖）作为对照，随机测定5个点，用照度计测定裸地的光照强度，并记录每次测定的数值。
（二）植物群落内温湿度的测定在上述同样针叶林、阔叶林与竹林三种不同类型的群落以及对照地中，实施大气温湿度的测定：（1）从林缘向林地中心在1.5m高处，均匀选取5个点，测定每一点的温度和湿度，并记录每次的数值（见表1-2）。
（2）同时在空旷无林地的1.5m高处，随机选取5个点，测定空气温度和湿度，并记录每次测定的数值。
实验一 种群空间分布格局的调查分析
实验一 种群空间分布格局的调查分析【目的和意义】 通过本实验，使学生认识群落中不同种群个体在空间分布上表现出的不同类型（即随机分布型、集群分布型、均匀分布型）了解检验种群空间分布类型的方法，并学会运用1～2种判断种群空间格局类型的方法。
【仪器、设备及材料】皮尺，铅笔，野外记录表格，计算器。
【方法与步骤】 （一）野外调查（1）准备工作：每两个学生为一组，选择所需研究的植物种群，并确定合适的样地位置。
出发前先画好野外记录表格（见例子附表一），并带齐调查所需物品。
（2）确定样地面积：应根据最小面积法确定，一般草本植物可用1×1m 样地，灌木可用5×5m 样地，乔木则根据具体情况，可适当加大尺度，如可考虑20×20m 样地。
（3）采用领接格子法在所选样地中划分小样方：一般草本可考虑0.1×0.1m 或0.2×0.2m ，灌木可用1×1m ，乔木可用4×4m 或5×5m 。
也可根据具体情况确定合适的样方大小。
（4）计数：将一小样方中待测植物的株数，记录在野外记录表格中。
（二）数据处理将所得野外数据带回实验室，进行整理和进一步数据处理。
常见数据处理方法如下： (1) 扩散系数C 法：x S C /2= 式中S 2为方差， x 为平均数．若C<1为规则分布，C=1为随机分布，C>1为聚集分布．(2) David and Moore （1954）丛生指标法:1/2-=x S I式中：x －均值；S 2－方差。
若I=0，属于随机分布：I ＜0，属于均匀分布；I ＞0，属于集群分布。
(3)格局指数法：Morisita(1959)提出的格局指数（δI ）的计算式为：∑=--=ni i i N N x x n I 1)1()1(δ其中，n 为样方数；N 为总株数；x i 为第i 个样方中的株数。
格局指数δI ，不受均值（x ）和样方中个体总数（∑x ）的影响，而是决定于取样单位的最多和最少个体数目。
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3、研究的目的：找出植物空间分布的类型，并探 索此类型与环境之间的关系，反应此种群在群落 中的地位，作用的大小。
种群的空间分布类型：
均匀型
随即型
成群型
➢种群的空间分布类型的相对性：相对于空间尺度的大小而言
种群空间分布类型的判定：
1. 分布系数法(扩散系数法)：
指标X：取样所得到的样方中平均出现的个体数， 平均值(m) ，方差(S2)，C=S2/m。 C=1 随机分布 C<1 均匀分布 C>1 集群分布 在统计学上，常采用t检验来确定其差异的显
分析。
通过野外测量与室内计算分析，判断群落内实验种群 （马尾松林）的空间格局分布类型，并对其特点和可能 形成原因进行分析。
注：按实验报告格式认真撰写。
调查物种： 测量：
编号： 1
2
邻接树木 A1－A2
株间距 （m）
编号：
邻接树木
株间距 （m）
样地位置： 记录：
组别： 日期：
…… …… …… …… ……
普通生态学
实验三 种群空间分布格局的调查与分析
讲授：黄和平
江西财经大学资源与环境管理学院 2008-04-24
植物种群空间分布格局的调查与分析是植物 种群生态学的重要内容。通过本实验，使学 生认识群落中不同种群个体在空间分布上表 现出的不同类型，了解检验种群空间分布类 型的方法，并学会1~2种判断种群空间格局类 型的方法。
I 1
泊松分布（随机分布）
I 1
均匀分布
I 1
集群分布
其显著性采用卡方检验（略）
局限性：
取样面积的选择； 边界的界定。
乔木种群空间分布类型的判定： 分布系数法(扩散系数法)的改进：
（邻接最小距离法和无边界样地法） C=S2/m
C=1 随机分布 C<1 均匀分布 C>1 集群分布 在统计学上，常采用t检验来确定其差异的显著程
可能不适合泊松分布或随机 分布（成群分布？）
3. C指数法或CA指数法：负二项分布参数k 的倒数
C
CA
s2
2
x
x
C＝0，属于随机分布；
C>0，属于集群分布； C<0，属于均匀分指数法
I (
xi2 xi • N xi )2 xi
选择所需研究的植物种群（马尾松种群），并确定合适的样 地位置，各个组尽量分散。
以本校园马尾松林为调查对象，由于面积较小，要求6个组合 计的调查面积要覆盖整个树林。
每组3个人，选择好样地后，用粉笔对每株马尾松进行标号， 不得重复和遗漏。
做完标记后，两个人用皮尺或钢卷尺测量株距，一人记录， 测量方法是四邻法，即测量每株林木与其四周林木的最短距 离，林缘植株可视情况而定。
著程度（略）。
2. X2(卡方)检验法：理论值和实测值进行 比较。
X 2 n (xi x)2
i1
x
X
2
X
2 0.01( f
)
X2
X2 0.05( f )
偏离或很不适合泊松分布， 非随机分布（均匀分布？）
适合泊松分布或随机分布
X2 0.01( f )
X2
X2 0.05( f )
测量完后，各小组分别整理，并进行统计和计算，然后各小 组进行合计。
依据最后的计算结果判定实验种群的空间分布格局类型。
株距测量精度要求精确到cm，即0.01m。 计算公式和分析方法用前面的分布系数法公式。
注意安全，同学之间要互相照应； 及时记录各项数据并签名，注意保管好记录材料，以备
组成种群的个体在其生活空间中的位置状态 或布局，称为种群空间格局(spatial pattern) 或内分布型(internal distribution pattern)。通
过特定的检验方法可以测定出某特定种群的 分布类型。
知识准备：
1、种群个体在水平空间内的分布形式——种群空 间分布格局，比较适用于植物、定居或不大活动 的动物的空间分布格局研究，也适用于测量鼠穴、 鸟巢等栖息地的空间分布格局。
度（略）。
n
n
n
(xi x)2
xi2 [( xi )2 / n]
s2 i1
i1
i 1
n 1
n 1
Xi 用个体距离代替个体数； 取消边界，取50～200株个体进行测量。
粉笔、皮尺、铅笔、野外记录表格、计算器。
每3个学生为一组，出发前先设计好野外记录表格，并带齐调 查所需物品。