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生态学研究方法ppt课件下载

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2018-03-13 14:30:46
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生态学研究方法ppt课件

这是一个关于生态学研究方法ppt课件,主要介绍了为什么要调查生态学、如何描述生境、取样技术、野外观测基本方法、野外调查中最容易发生的错误、参考文献等内容。3、在监测中改变方法 4、同一个个体在两个地点被当作两个个体计数 5、不了解所研究的对象 6、在管理实验中没有对照 7、没有储存将来能够调用的信息 8、没有记录取样地的准确信息 9、在一个或少数几个大面积而不是多个小面积计数 10、对所用的方法使用不当 11、过分相信自己的结果 12、认为捕获到的个体密度就是绝对密度 13、在获取数据之前没有考虑如何分析它们 14、假定知道自己的位置 15、假定不同生境中的取样有效性相似 16、认为别人会为你鉴别出所有标本 17、不知道自己为何要调查 18、偏离样带路线 19、对调查到有意义的数量,调查面积不够大 20、假定其他人会用完全相同的方法取样并与你一样,热衷于这种方法,其结果会一致 参考文献 Sutherland W J 等,生态系统调查方法手册,北京:科学技术文献出版社,1999。郑师章等,普通生态学,上海:复旦大学出版社,1983。杨持,植物生态学实验指导,北京:高等教育出版社。1986,欢迎点击下载生态学研究方法ppt课件哦。

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生态学研究方法 (硕士生学位课) 陈 欣浙江大学生命科学学院农业生态研究所联系电话:6971154(O) 7997840 (H) 课程简介(Introduction) 1 课程安排 课程以课堂讲述和实验操作两种形式进行课堂:以专题的形式讲述(30学时)实验:学生独立完成实验设计、实验过程和实验结果分 析,并写出实验报告(24学时)考核形式:闭卷考试(50%)和实验操作(50%)相结合教学手段:多媒体教学上课时间:4~6月,共同商量后定要 求: 做课堂笔记、看资料 2 讲课内容第一讲 生态学研究方法概述(3学时)第二讲 野外调查方法(3学时)第三讲 种群结构与过程研究方法(3学时)第四讲 群落结构与物种多样性的研究方法(3学时)第五讲 生态系统能流与物流的研究方法(3学时)第六讲 生态系统生产力的研究方法(3学时)第七讲 模型分析(3学时)第八讲 生态学方法的发展(3学时)第九讲 生态学文献分析(3学时)第十讲 生态学方法论问题(3学时) 3 实验内容(24学时) (1)取样技术(2) Logistc 增长观测与模型建立(3)植物群落生物多样性调查种群(4)生态系统能量流动与物质循环分析(5)生态系统生产力测定(6)模拟模型 第二讲 野外调查与观测方法一、为什么要调查二、如何描述生境三、取样技术四、野外观测基本方法五、野外调查中最容易发生的错误六、参考文献 一、为什么要调查 决定进行一次调查有许多理由: 了解一个生境(区域)的重要性 一个种群的大小及对生境需求  群落的变化 物种减少的原因  了解生境管理是否成功  了解种群的动态机制 ……………………. 例、卡纳岛石鶺(Saxicola dacotiae)的调查 Bibby 和Hill(1987)研究了石鶺的种群和对生境的需求。随机选取21个小区,每个小区由12个1km2正方网格组成。在每个正方形网格中调查2-3小时,足以判断这一易辨认的所有个体,同时记录各网格中的生境特点。 通过这样的调查,可以得出该种群的总数为750±100对。例、Brecklood石楠群落变化调查 Breckland 是英格兰东部具有较大保护价值的处于演变早期阶段的石楠灌丛低洼地。科学家采用多种方法调查发现,29%~93%的种群消失,原以地衣和一年生草本植物为特征的群落向着争竞性强的禾草、灌木和乔木群落发展。例、银斑跃蝶的衰退原因 记录显示银斑跃蝶在英国半自然草地中的许多地区消失。野外调查发现,银斑跃蝶产卵一般在裸露区的禾本科羊茅叶上。生境比较发现,放牧的生境中银斑跃蝶能生存,而不放牧的草地则种消失。因而引入放牧能使种群数量成功地增加。 野外观察和实验常常需取样进行。取样(sampling)是生态学定量研究中一项最基础的工作。因为在种群或在群落水平上,要逐个计量和观察所有的生物体,几乎是不可能的。通常只能采取统计学的取样。取样是生态学观察最经济最科学的一种手段,其目的在于根据总体(population)的某些部分即样本估计总体.因此,取样方法必须正确,否则导致错误判断。 (1)立地判识。即确定调查的位置,通过立地的判识才能对抽样做出合适的决策。(2)取样方法。指在取样场所观察记录生物的技巧。记录的资料可以是样本或样地内的绝对数量,分层取样的估计值可种群相对数量的估计值,也可以在记录内只记上“有”或“无”。 (2)河流制图 另一种是客观取样法,或叫概率取样法(随机取样)。随机样本可通过二维图选样或随机化样带获得。 (1)五点取样:这一方法适用于调查属性(如生物个体)分布比较均匀的情况,取样样点较少,但取样面积可扩大。(2)对角线取样:单对角线和双对角线样区较大时可用此法,取样数量较多,适用于属性分布比较均匀的随机分布型。 (3)棋盘式取样:适用于随机分布或聚集分布中的核心分布型。 (4)平行线 :有平行线式、直行式(条样式),适用于植株呈均匀分布的人工营造林、作物田等。植被点样法调查时,针架定位一般也用此法。取样时样本数多,样本单位宜小。用于生物属性呈核心分布的类型。 (5)“Z”字形取样:适用于聚集分布中的嵌纹分布型。一些边际效应比较明显的种类,如农田中蚜虫、叶螨的调查宜用此法。 2 随机数字定位法(1)样区坐标化(2)确定随机数字 2、样方法取样 1、样方法与种-面积曲线(1)样方法(quadrat method) :是以一定面积的样地作为整个研究区域的代表。 样方的形状:样方形状不一定是正方形的,其他形状同样有效。如调查低矮植物群落时,样圆更为有效。还有人发现,长方形样方比方形样方更能反映实际,因为长方形样地可以反映群落更多的变异情况。 样方面积的大小:植被调查时,一般情况是生长致密的草原仅需1m2,而稀疏的草原则需4m2或16m2,森林通常采用100m2。岩面苔藓或地衣,可能只需100cm2。样方数目:根据群落的类型、性质和结构而定。取样时,样方越多,代表性越大,但所费人力、物力就越大。取样误差与取样数量的平方成反比,若想减少1/3的误差,就要增加9倍取样数。这种关系可由下图表示。 (2)种-面积曲线 通过种-面积曲线,可以确定群落调查所需要的最小样方面积。此法开始使用小样方,随后用一组逐渐扩大的巢式样方,逐一统计每个样方面积内的植物种数。如图所示。 2 样条法 植物群落调查中的样条法(transect method)与前一节所介绍的样 方法类似,是采用一个长方形的条带状样地,或一条线来代表群落种类分布的调查法。 样条法有四种:(1)样带(belt transect):是以长方形作为样地的方式的调查法。(2)样线(line transect):是用一根绳子系于所要调查的样区,记录在绳索一边可两边的物种数和个体数。这种方法多用于群落过渡地带,可以节省时间。 (3)隔离样条(isolation transect):(图)这种方法用于牧场草原,再分成3条,每条宽10m,两边作样条中间为保护区,一条又分成10块10×10m2的小区。 (4)层样条(layer transect):以叫剖面样条(bisect或profile chart),这是调查群落地上地下茎根层次现象的方法。 3、点样法点样法(point frame method):适用于草本群落的调查,主要用来测定群落总盖度、各个种的盖度及频度,并据此计算在群落中的相对重要值。 点样法的传统工具是一木(或金属)(2.5cm×1.5cm)框针架,上装并排的10根针,各相距10cm,每根针能上下滑动(图)。调查时将此架放在待测草被地面,从一端开始把10根针依次提起,使之从上向下降落,记录测针所接触的植物名称与每种植物的接触次数。 4、无样地法 无样地法(plotless methods):是不设立样方或样条的调查方法,因而不受样方大小效应的影响,具有代表性强、操作简便、工作量小的优点。特别是山地陡峭,不易拉样方的地段,就更为方便而有效。 无样地法有四种(图16-22): (a)最近个体法(closest individual),测定随机点到最近个体的距离;(b)最近邻体法(nearest neighbor method),测定随机个体到最近同种个体的距离;(c)随机成对法(random pairs method),测定随机点两边距离最近的两个个体间的距离;(d)中心点四分法(point-center quarter method),测定中心点到四个象限最近个体的距离。 下表为上述各种取样方法对不同植物的适用性 方法 乔木 灌木 草本 苔藓 地衣 藻类 种子总计数 +  +   ?目测盖度 * * * * * + 样方 + + * * * + 样带 * * * ? ?样点 * * 无样地 * + ? *:表示普遍使用;+通常可使用;?有时可使用;空白表示从不使用 3、集群取样(Cluster sampling) 4、多水平取样(Multi-level sampling) 5、分层取样(Stratify sampling) 6、层内或穿过层间的条样带 (四)随机样本分析随机样本:如果样本中每一数值从总体中取得时都是随机的,而且每取得一个数值,既不受别的数值影响,也不影响别的数值,这样得到的样本称为简单随机样本(simple random sample),简称随机样本或样本,取得随机样本的过程称随机取样。 1、简单样方法的取样误差分析 置信区间就是以概率的要求来说明样本平均数的误差范围。其理论依据是,当抽取样足够大(n>50)时, 2、集群取样的误差分析基础: 把每个群组作为一个“组”或一个“处理”来进行方差分析,群组中的样本单位提供种群大小的估计值,用普通的方法即可进行方差分析。 3、多水平取样的误差分析基础 M=可供取样的大单位数 m=实际取样的大单位数 U=每大单位中可供取样的小单位数 u=每一大单位中实际取样的小单位数 4、分层取样的误差分析基础 Mh=第h层中所有的样品单位数 mh=第h层中实际抽样的样品单位数 Wh= Mh /∑ Mh(第h层的权重) Nh=第h层中每个取样单位生物个体平均数估计值 sh=第h层中每个取样单位生物个体数的标准差 四、野外观测的基本方法(一)野外考察:野外考察是考察特定种群或群落与自然地理环境的空间分异的关系。首先有一个划定生境边界的问题,然后在确定的种群或群落生存活动空间范围,进行种群行为或群落结构与生境各种条件相互作用的观察记录。 1、种群生境边界的确定: 视物种生物学特性而异,植物种群不仅要考虑其定居的植株分布,还应包括其种子的向外扩散范围。 动物种群范围,其巢穴或防御的领地可能很小,但取食空间范围可能很大,对有定期长距离迁涉或回游行为的动物种群,原地观察时往往要包括扩散的地区,考察动物种群活动往往要用飞机、遥测或标记追踪技术。 陆生群落的生境划界,通常是依据植物群落或植被类型边界与陆地地貌的联系,但在大范围内出现群落连续或逐渐过渡性强时,则要借助于群落学统计或航测遥测技术。 2、考察内容(1)属于种群水平的野外考察项目有: 个体数量(或密度)、水平或垂直分布格局、适应形态性状、生长发育阶段或年龄结构、物种的生活习性行为、死亡因子等。 五、野外调查和实验观测中最容易发生的错误 1、取样不能随机化 2、取样的数量大大超过分析能力 3、 在监测中改变方法 4、同一个个体在两个地点被当作两个个体计数 5、不了解所研究的对象 6、在管理实验中没有对照 7、没有储存将来能够调用的信息 8、没有记录取样地的准确信息 9、在一个或少数几个大面积而不是多个小面积计数 10、对所用的方法使用不当 11、过分相信自己的结果 12、认为捕获到的个体密度就是绝对密度 13、在获取数据之前没有考虑如何分析它们 14、假定知道自己的位置 15、假定不同生境中的取样有效性相似 16、认为别人会为你鉴别出所有标本 17、不知道自己为何要调查 18、偏离样带路线 19、对调查到有意义的数量,调查面积不够大 20、假定其他人会用完全相同的方法取样并与你一样,热衷于这种方法,其结果会一致 参考文献 Sutherland W J 等,生态系统调查方法手册,北京:科学技术文献出版社,1999。郑师章等,普通生态学,上海:复旦大学出版社,1983。杨持,植物生态学实验指导,北京:高等教育出版社。1986。

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