样方

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义项:生态学调查取样单元

样方(quadrat)是生态学调查中按确定的边界和面积划出的取样单元,在样方内记录生物的种类、数量和生境信息,用以代表并推算更大范围的整体状况,是植物群落调查与种群密度估计中最基本的抽样单位 [1]。由于逐一计数往往难以完成,研究者通常随机设置若干样方,以各样方数据的平均值估计总体 [2]。样方面积随调查对象和群落类型而不同,草本植物常用 1 平方米,灌木常用 5 米×5 米,乔木常用 20 米×20 米 [3]。样方可统计物种数、密度、频度、盖度、生物量等指标 [4]。

百科 图文
目录
  1. 定义
  2. 背景
  3. 内容
  4. 影响与争议
  5. 参见

定义

在技术规范中,样方被表述为在样地中根据群落性质与观测目的设置的、具有确定边界和面积的矩形作业单元 [1]。样地是为一类群落划出的、用于植被描述的较大地段,样方则设于样地之内,两者的面积与用途并不相同 [5]。

样方的形状以正方形最为常见,也可用矩形或圆形,圆形样方又称样圆 [6]。长而窄的矩形样方通常称为样带,便于沿环境梯度连续记录 [7]。

样方数据可以换算成若干群落指标。密度是样方内某物种的个体数与其面积之比;频度是某物种出现的样方数占全部样方数的百分率,即 $F=\frac{\text{出现该种的样方数}}{\text{总样方数}}\times100\%$ [4][8]。在森林研究中,相对密度、相对频度与相对显著度三者相加或取平均,得到重要值 [8]。

背景

植物群落中个体数量庞大,逐一计数通常无法实现,只能通过抽样来估计 [9]。19 世纪末至 20 世纪初,植被描述多依赖研究者划出的样地,而各样地面积差别很大:草本群落约 1 至 100 平方米,森林群落可达 100 至 5000 平方米,缺少统一尺度 。样方方法以及与之配套的统计指标,正是在有限工作量下取得可比较的定量资料这一需求中发展起来的。

丹麦植物学家劳恩凯尔(Raunkiaer)为客观表达物种在群落中出现的频次,提出了频度测定法:在调查区多处设置 0.1 平方米的方形或圆形小区,记录其中全部植物,再作统计处理,该方法于 1905 年首次发表 。他据此把物种按频度分为 5 个等级,归纳出频度法则 [10]。

美国生态学家克莱门茨(Clements)系统区分了多种样方:只作名录记录的样方、绘制植物分布图的样方、位置固定并可逐年观测的永久样方,以及去除植被以观察演替的样方;他认为样带实质上是拉长的样方 [7]。这一体系把样方从单纯的取样工具扩展为长期监测与演替研究的手段。

内容

样方面积通常依据种-面积曲线确定。做法是逐步扩大调查面积并记录相应的物种数,当物种数随面积增加而趋于平缓时,所对应的面积即可作为该群落的最小面积,又称临界抽样面积 [11][12]。Cain(1943)与 Archibald(1949)曾提出借助该曲线求出最小面积的具体方法 。此外还有重要值-面积曲线、群落系数-面积曲线等确定途径 [12][13]。

不同群落所需面积差异很大。有资料给出西双版纳热带雨林约 2500 平方米、落叶阔叶林约 100 平方米、草原灌丛 25 至 100 平方米、草原 1 至 4 平方米 [11]。生态环境监测的相关要求是:森林、荒漠、湿地生态系统的样地原则上为 100 米×100 米,其中乔木层样方 20 米×20 米、灌木层样方 5 米×5 米、草本层样方 1 米×1 米,每个样地设 9 个样方;草地生态系统样地原则上为 20 米×20 米,样方布设参照灌木、草本层的要求 [3]。

森林调查常采用嵌套布置,即在较大的乔木样方内设置较小的灌木样方,再在其四角或中央设置草本样方,以同时记录群落的各个层次 [5][3]。环境影响评价中的常见做法是乔木样方 400 平方米、灌丛样方 25 平方米、草本样方 1 平方米 [5]。

样方的布设要求随机,不能掺入主观因素;方形地块常用五点取样法,长条形地块常用等距取样法 [9]。样方数量的多少与被调查地段的总面积相关,设点太少误差较大 [9]。计数时,落在样方边界上的个体一般只统计上方和左方两条边线上的,即不计下方与右方 [2]。

样方调查的对象不限于植物。个体小、活动能力弱的动物以及虫卵等也可用样方法统计 [9]。在区域生态调查中,两栖类和爬行类可按实际情况设置 10 米×1 米的样方或 2 米×5 米的样带 [5]。盖度也可借助特定器具测定,例如用等距排列探针的样框估算生物土壤结皮中非维管植物的盖度 [14]。

影响与争议

最小面积法本身存在不足。种-面积曲线要求取样随机,而曲线趋于平缓处的拐点位置往往靠研究者判断,带有主观性 [1]。有研究指出,Cain 与 Archibald 提出的最小面积缺乏生态学依据,只是计算和使用较为方便,迄今仍没有一个公认的合理确定最小面积的方法 。

实测结果也显示,用不同方法得到的临界抽样面积并不一致,且各方法受种-面积曲线形式影响的程度不同 [15]。有研究以计算机技术和数理统计为基础,通过特定面积上物种的出现概率确定边界种,并用置换检验合并样方,以求更客观地确定最佳样方面积与群落边界 [1]。也有研究认为,在种类复杂、偶见种多的热带雨林,由种-面积曲线给出的最小面积往往偏大 [16]。

对边界个体的处理方式会直接影响统计结果。若只统计落在样方界线以内的个体、不计边线上的个体,所得数值会偏小 [2]。由于最小取样面积会随取样方法和确定方法而变化,样方面积、形状、数量与布设方式的差异都使不同研究的资料难以直接比较 [12]。

参见

  • 最小面积 —— 能够反映某群落种类组成与结构特征所需的样方面积。

  • 频度 —— 依据物种在样方中出现与否统计得到的群落定量指标。

  • 盖度 —— 可由样方观测或样框探针法测定的植被数量指标。

  • 种群密度 —— 常借助样方法估计的种群数量特征。

  • 样带 —— 拉长的矩形样方,多用于沿环境梯度开展的调查。

  • 重要值 —— 综合相对密度、相对频度和相对显著度得到的物种重要性指标。

参考资料

  1. 样方_百度百科 . baidu.com [引用日期2026-09-27]
  2. 参考答案 . pep.com.cn [引用日期2026-09-27]
  3. 覆盖度照片编码为18 位,即采用类型核查点照片命名的前16 位+方 . cnemc.cn [引用日期2026-09-27]
  4. 植物群落调查可能达到的目的 . nankai.edu.cn [引用日期2026-09-27]
  5. 公示本(PDF) . sc.gov.cn [引用日期2026-09-27]
  6. imau.edu.cn 上的文件 . imau.edu.cn [引用日期2026-09-27]
  7. List quadrat . biodiversitylibrary.org [引用日期2026-09-27]
  8. cjpe.2024 . plant-ecology.com [引用日期2026-09-27]
  9. 复习种群概念: . hfwz.net [引用日期2026-09-27]
  10. クリステン・ラウンケル . wikipedia.org [引用日期2026-09-27]
  11. 生态组论文5(PDF) . nenu.edu.cn [引用日期2026-09-27]
  12. 生态与农村环境学报 2010, 26 (3): 227 . ere.ac.cn [引用日期2026-09-27]
  13. ecologica.cn 上的网页 . ecologica.cn [引用日期2026-09-27]
  14. 厚度:______ 总盖度:______ 土壤含砂程度:______ 草本和落叶盖度:______ . mee.gov.cn [引用日期2026-09-27]
  15. 北京东灵山地区植物群落多样性研究 . sciengine.com [引用日期2026-09-27]
  16. ijournals.cn 上的网页 . ijournals.cn [引用日期2026-09-27]
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本条目引用的词条
重要值 频度 盖度 最小面积 频度 盖度 种群密度 样带 重要值
红色的还不存在。红链不是错误——它标出"这个概念被引用了但还没人写"。