一、样地的设置和群落最小面积
群落的面积往往很大,一般情况下不可能、也不需要把所有地段全面地进行调查,特别是各种数量特征更不可能如数查清。所以,通常都采取抽样调查的方法。抽样调查的实质是选择有代表性的一定数量的小面积地段,进行详细调查,以此来估计推断整个群落的情况。这些小面积地段称为样地。
- 样地的形状
大多采用方形或长方形,所以又称为样方。小面积样地有时采用圆形, 称为样圆。采用长方形样地时,其长轴应平行于等高线,否则高差过大,样地内可能出现生境的变化,不利于观察群落特征。
小型样方用于调查草本群落或林下草本植物层,大型样方用于森林群落或荒漠中的群落,为了防止出现闭合差,在森林调查中,样方常沿着预定的测线方向呈菱形设置。其方法是由中心点定出距离为样方对角线长度的两个点,然后从这两点分别拉直长度恰为样方边长的测绳,使其在每一侧都恰好交接,就是样方的边界,这样就可以避免确定直角的麻烦误差。不同大小样方的对角线长度和边长可参看表 4-5。
- 样地面积
用样地法考察群落时,一般要先确定群落最小面积。所谓最小面积,是指至少要有这么大的空间,才能包含组成群落的大多数植物种类和表现出群落的各项特征。
确定群落的最小方法是:从很小的面积统计植物种类数目,表 4-5 样
方边长和对角线长度
样方面积平 方米(公顷) |
样方每边 长度(米) |
各种坡度时样方对角线的一半长度(米) |
||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 ° |
5 ° |
10 ° |
15 ° |
20 ° |
25 ° |
30 ° |
35 ° |
40 ° |
||
100(0.01) |
10.00 |
7.07 |
7.10 |
7.18 |
7.32 |
7.52 |
7.80 |
8.16 |
8.63 |
9.23 |
200(0.02) |
14.14 |
10.00 |
10.04 |
10.15 |
10.35 |
10.64 |
11.03 |
11.85 |
12.21 |
13.05 |
400(0.04) |
20.00 |
14.14 |
14.19 |
14.36 |
14.63 |
15.05 |
15.60 |
16.33 |
17.26 |
18.46 |
600(0.06) |
24.49 |
17.32 |
17.39 |
17.59 |
17.93 |
18.43 |
19.11 |
20.00 |
21.14 |
22.61 |
800(0.08) |
28.28 |
20.00 |
20.08 |
20.31 |
20.71 |
21.28 |
22.07 |
23.09 |
24.42 |
26.11 |
然后逐次向外扩大面积,同时登记新发现的植物种类,直到基本不再增加新
种类为止。最后以面积大小为横轴,以种数为纵轴,填入逐次调查的数值, 并连成平滑曲线,在曲线由陡变缓处相对应的面积,就是群落最小面积。这种曲线图,称为植物种数——面积曲线(图 4-1)。
确定最小面积时,可用下列几种样地扩大方式。
-
从中心向外逐步扩大法。通过中心点 O 作两条互相垂直的直线,在两条线上面依次定出距中心点为 0.71 米、1.00 米、1.41 米、1.73 米等位置, 各等距四点连结后,即分别构成 1、2、4、6 平方米面积的小样地(图 4-2A), 在其中统计植物种数。
-
从一点向一侧逐步扩大法。通过原点作两条直角线为坐标轴,在线上依次取距原点为 1.0、1.41、2.0、2.4、2.8 米的位置,各自再作轴的垂直线分别连接成面积为 1、2、4、6、8 平方米的小样地(图 4-2B),在其中统计植物种数。
-
成倍扩大样地面积法。按照(图 4-2C)所示方法逐步扩大,每一级面积均为前一级面积的两倍。
以上几种最小面积的确定方法,多用于草地或小灌木地区,对于森林和灌丛要采用比这大得多的样地进行测定。下列样地面积的经验值可供考察时参考使用。
草本群落 1—10 平方米
灌丛 16—100 平方米
单纯针叶林 100 平方米
复层针叶林·夏绿阔叶林 400—500 平方米
亚热带常绿阔叶林 1000 平方米
热带雨林 2500 平方米3.样地数目
样地数目的多少,取决于群落结构的复杂程度。根据统计检验理论,多于 30 个样地的数值,才比较可靠。但样地数目多时,要付出大量人力和时间, 中学生开展样地法群落考察,无须选取大量样地,一般每类群落以 3~5 个样地为宜。
所有样地应依照顺序进行编号,以避免混乱,而且整理资料时用代号也很方便。
4.样地布局
一块样地面积可能仅占该群落在一个地区总面积的几百分之一或几千分之一。因此,样地布局就很重要,它影响着考察结果的准确程度。在样地调查中,常用的布局方法有以下几种。
-
主观取样。从一个地区的群落中,主观地选择被认为有代表性的地块作为调查样地,称为主观取样。在路线式粗放调查中常常采用这种方法。主观取样法容易发生偏差和遗漏,特别是一些较小的或较分散的群落特征, 容易被忽略。因此所取得的数量资料不能用于统计分析。
-
机械取样。严格按照一定的方向和距离,确定样地位置,称为机械取样或系统取样。在面积十分广阔的森林和草地中,常用这种方法。它的优点是布点均匀,定址简便。缺点是当群落的某些特征呈不规则的随机分布时, 就可能使这些特征不能如实地表现;或者呈规律性分布的特征,恰好和样地分布规律不一致,就可能把这种特征完全漏掉。
-
随机抽样。将要调查的地段分成大小均匀的若干部分,每一部分都编号或确定坐标位置,利用随机数字表、掷骰、抽签、转盘等方法,随机选出一定数量的、占有一定位置的样地,称为随机抽样。这种方法可使群落各个部分都有同等机会被抽出作样地。地段的划分既可在现场进行,也可在地图上进行,然后到现场落实。随机抽样法所调查的数据可以用于各种统计处理,进行可靠性检验。缺点是需要较多的样地,工作量较大。
-
部分随机取样。先将群落地段均匀地划好分地段,再在每个分地段中随机抽取样地,称为部分随机取样。这种方法是机械取样和随机取样的混合方法。用这种方法能使所考察的地段内各点被抽取的机会加大,资料也能用于统计,但工作量仍然较大。
中学生进行样地调查,可用主观取样法进行样地布局。虽然主观取样法容易发生偏差和遗漏,但由于是在典型的地块上进行调查,能使学生更好地认识和掌握群落特征,而且由于这种方法选取的样地不多,符合中学生活动时间不能过长的要求。