loading5.3.三种生物多样性指数比较
香农-威纳指数和辛普森指数则包括了测量群落的异质性。香农-威纳指数借
用了信息论方法。在群落多样性的测度上，就是预测下一个采集的个体属于什么种，如果群落的多样性程度越高，其不定性也就越大。在香农-威纳指数中，包含着两个成分：①种数；②各种间个体分配的均匀性（equiability或evenness）。各种之间，个体分配越均匀，H值就越大。如果每一个体都属于不同的种，多样性指数就最大；如果每一个体都属于同一种，则其多样性指数就最小。 而PIE指数则根据中间相遇几率来计算，中间相遇几率越高表明物种多样性也高。 5.4.物多样性特点分析
根据数据可以看出：生物多样性乔木、灌木、草本植物依次增高。其原因主要是，乔木个体比较大，所占空间比较大，同等大小的样地中乔木个体数自然就少。生物多样性也就低了。相反草本植物，个体较小，中间及中内竞争较为缓和。物种多样性较高。
【思考题】
三种物种多样性指数的共同特征 主要关注局域均匀生境下的物种数目。
实验三 植物群落的结构及影响因子分析
1.实验目的
熟悉植物群落调查的一些基本方法，如样方面积的确定、仪器和设备的使用；
对植物群落的种类组成、垂直结构、水平结构等有基本的认识，并能做出简单的分析；
学会植物群落命名方法，了解群落物种组成的数量特征。 2.实验原理
群落的结构包括群落的外貌和生活型、群落的空间格局（群落的垂直结构、水平结构、群落交错区等）及时间格局等内容。
群落的外貌（physiognomy）是指生物群落的外部形态或表相。为群落中生物与生物之间、生物与环境之间相互作用的综合反映。陆地生物群落的外貌主要取决于制备的特征，水生生物群落的外貌主要取决于水的深度和水流特征。陆地生物群落的外貌是由组成群落的植物种类形态及其生活型（life form）所决定的。
植物的生活型有多种不同的定义和分类方法，其中丹麦植物学家Raunkiaer按休眠芽和复苏芽所处的位置高低和保护方式将高等植物划分为5个生活型：1）高位芽植物（phanerophytes）; 2) 地上芽植物（chamaephytes）；3）地面芽植物（hemicryptophytes）；4）隐芽植物（cryptophytes）; 5）一年生植物（therophytes）。
群落的垂直结构主要指群落的分层现象。陆地群落的分层与光的利用有关，森林群落可划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层等层次。植物的幼苗则根据其实际逗留的层而划入相应的层中。附生和寄生植物也划入其实际依附的层中。
群落的水平结构的形成主要与构成群落的成员的分布状况有关。大多数群落的物种多呈现出不均匀的斑块状分布。这主要决定于生境条件的异质性。
群落的时间格局指的是群落的外貌、物种组成等在时间尺度上的动态变化特征。主要受限于光、温度、湿度等生态因子的明显的时间节律性（昼夜、季节性、年际、地球大周期等）。植物群落表现最明显的就是季相，如温带草原外貌一年四季的变化，动物群落时间格局主要表现为：群落中动物的季节变化，如鸟类的迁徙、变温动物的休眠和苏醒、鱼类的洄游等。
群落交错区（ecotone）是两个和多个群落之间的过渡地带。由于交错区没有明显的优势种，物种多样性往往比邻近的群落为高 3.实验器材
样地：选取特定生境斑块（草地、人工林的阴阳坡）作实地调查；
仪器设备：GPS，样方框，测绳，卷尺，枝剪，野外用秤；记录表、铅笔、钢笔和标记笔。 4.实验步骤
4.1.实地调查，获取基础数据
实地勘查，选择合适地段，以GPS定位。再以测绳设定实验样方参照线。 4.1.1 样方地理位置、环境特征观察记录：
①GPS定位坐标；
②地形地貌：山地或平原、坡向及坡度、海拔、底质类型；天气条件； ③松散环境异质性、群落均一性（连续性）描述； ④人为干扰情况：土地利用类型、利用强度、退化程度等。 ⑤目测群落类型； 4.1.2 群落外貌观察记录：
①目测优势种，林地的分层等； ②主要物种的生活型。 4.1.3 物种数测定：
①物种数；
②每种物种的个体数，要求分种逐一计数，及时记录；
4.1.4 群落和物种盖度测定：
①群落的总体盖度； ②优势种的盖度； 4.1.5 高度：
各种植物的高度。实测或测高仪测量，及时记录； 4.1.6 物候期和季相：
①每种所处的物候期：营养期、花蕾期、开花期、结果期、落叶期、休眠期或枯死期；
②几期同时出现的，以50％以上的个体的物候期记录入表；
③季相：以建群种所处的物候期为群落的季相； 4.2.统计分析：
4.2.1统计分析调查群落的如下特征：
①物种丰度（S）：各样方S值和总体S值；
②相对丰度（Pi）:单种个体数占总个体数的百分比； ③物种密度（D）：株数/m2；
④密度比（DR）：单种密度/最大密度种的密度； ⑤相对盖度（RC）:单种盖度/所有种盖度和（％）； ⑥盖度比：单种盖度/最大盖度种的盖度；
⑦相对优势度（RDE）:单种优势度/所有种优势度和（％）； ⑧相对频度（RF）:单种频度/全部种的频度和（％）； ⑨频度比：单种频度/建群种频度；
⑩相对高度：单种高度（均值）/所有种高度和（％）； 高度比：单种高度/最高种高度；
重要值（IV）:相对密度＋相对优势度＋相对频度。 4.2.2 群落结构分析：
①群落的垂直结构：分层；各层高度、盖度、物种多样性； ②群落水平结构：群落类型及其镶嵌格局；
③群落时间结构：群落季相及其周期性变动。
4.2.3 比较几种生境的群落特征，分析群落结构的主要影响因素：
①分析指标：优势种、物种数、物种多样性系数、物种均匀度系数、主要物种的重要值等； ⑤对比组合：
草地－人工林； 人工林阴坡－人工林阳坡。 5.实验结果
5.1.群落的地理位置、生境状况和利用状况
地理位置：山地人工林阳坡
生境状况：为山地，水分较少，土壤养分含量少。落叶较多，分解较慢，常堆积成堆。保水力强。
利用状况：因为是山地，群落中物种个体较少，自然资源的利率偏低。 5.2.植物群落的物种组成及其特征值
华山松-刺槐针阔混交林，样地外貌季相特征明显，有一定多样性，垂直分层明显，优势种丰度高，水平分布呈一定镶嵌性，某些物种有连续性分布。具有一定空间环境异质性，外界干扰度较低。 5.3.垂直结构分析
样地的垂直结构基本分三个层次：从上到下分别为乔木层、灌木层、草本层。这种结构有利于对光能的充分利用，灌木层对光优先利用，未被灌木层利用的光，漏下，被灌木层接收，灌木层较乔木层需光较少，能满足其生长的需要。而剩下的资源则被草本层利用。这种分布减小了中间的竞争，能充分利用空间、阳光等自然资源。是群落演替的必然结果。 5.4.水平结构分析
水平结构因山地海拔高度不同而表现出地域性差异。从山下往上依次为侧柏、麻栎、栓皮栎、华山松、刺槐、槲树。下为落叶阔叶林上为针阔叶混交林。
【思考题】
1.描述植物群落结构的基本特征参数
生物多样性、丰富度：Gleason指数、Margalef指数、辛普生(Simpson)多样性指数、香农-维纳（Shannon-Wiener）指数、种间相遇几率（PIE）或群落组织水平相互关系的指数
重要值=（相对密度+相对频度+相对优势度）/3 多度、密度、盖度、频度、高度、体积、重量、优势度 2.样方法和样线法的结合使用中应注意的问题
①样方大小和延方向应根据调查对象的个体大小、密度及分布状况等确定。 ②样方形状应采取长方形或线性。
③样方数是一个大样方还是多个小样方，应具体分析。考虑到个体漏记，设置多个样方或重复多次调查为矫正偏差所必须。
④样方位置一方面要有代表性，另一方面应与物种密度梯度成比例；一般用于种群过度地段的测量。
⑤调查频度：用于种群动态调查。应根据物种生活史特征及生活习性确定调查周期及频度。
3.影响群落结构的生态因子
竞争、捕食、干扰
4.人为扰动多群落结构会产生的影响及所谓干扰顶极的生态学意义。
干扰可以增加群落的物种丰富度。因为干扰使许多竞争力强的物种占据不了优势，其他物种乘机侵入。 如果要保护自然界的生物多样性，就不要简单地去阻止干扰。实际上，干扰可能是产生多样性的最有力手段之一。这种思想在自然保护、森林和野生动物管理等方面有重要意义。