1、生態系統分析 -生態學常用目的分析生態學常用目的分析主要內容生態學常用目的分析主要內容n個體常用分析目的個體常用分析目的n種群常用分析目的種群常用分析目的n群落常用分析目的群落常用分析目的組成種群的個體在其生活空間中的位置、形狀或規劃，稱為種群的空間格局或內分布型Internal distribution pattern了解不同生物種群空間分布型的差別，不僅可以認識它的生活習性和對環境的順應性，還可以根據不同分布型進展抽樣設計和有關生物學實驗設計?？臻g格局是種群的重要屬性之一，受種群特性、種群關系和環境條件的綜合影響一、種群空間分布格局及其測度一、種群空間分布格局及其測度均勻分布均勻分布隨機分

2、布隨機分布集群分布集群分布玉米地蟲卵塊人工種植、動物領域行為如何定量分析描畫？如何定量分析描畫？分析該種群空間分布特征？分析該種群空間分布特征？(a)(b)(c)每個分布點的總數為16，平均每個取樣單位點數m=4。但分布方差不同分析該種群空間分布特征？分析該種群空間分布特征？ (a)V = 0.3; m = 3.5 (b)V = 6; m = 4 (c)V = 18.9; m = 3.75m為均值，為均值，m=XV為樣本方差，為樣本方差，V=S2生物種群空間分布型的聚集度目的生物種群空間分布型的聚集度目的m*= m +(V/m-1)m為均值，為均值，m=XV為樣本方差，為樣本方差，V=S2m*

3、=2.6, 4.5, 7.8生物種群空間分布型的聚集度目的生物種群空間分布型的聚集度目的聚集指數聚集指數聚集度聚集度I=-0.9；0.5；4.0m*/m 接近接近1：隨機分布；：隨機分布； 小于小于1：規那么分布；：規那么分布； 大于大于1：集群分布：集群分布a. 0.74; b. 1. 13; c. 2.08I = V/m -1生物種群空間分布格局測度目的生物種群空間分布格局測度目的C= V/mC=0.1；1.5；5.0CA= I/m-1；0. 5；4.3I=-0.26；0.13；1.08CA=生物種群空間分布格局測度目的生物種群空間分布格局測度目的K = m2/(V-m) K=-3.9;

4、8; 0.93m*= 10.398m - 34.031 R2 = 0.9767生物種群空間分布格局測度目的生物種群空間分布格局測度目的lgV =lga +b lg mMatlab命令計算過程n定義 變量p； n計算方差 V=var(p);n計算平均數M=mean(p);np1=M+V/M-1;%平均擁堵度np2=V/M-1; %聚集指數np3=p1/M; % 聚集度np4=p2/M; %CA目的np5=V/M; %分散系數Matlab計算-自編函數populationnfunction population(p)nV=var(p);nM=mean(p);np1=M+V/M-1;%平均擁堵度np

5、2=V/M-1; %聚集指數np3=p1/M; % 聚集度np4=p2/M; %CA目的np5=V/M; %分散系數nfprintf(平均擁堵度為 - %4.2fn,p1);nfprintf(聚集指數I為 - %4.2fn,p2);nif p20 fprintf(根據聚集指數，判別種群呈現聚集分布！ n); endnif p2=0 fprintf(根據聚集指數，判別種群呈現隨即分布！ n); endnfprintf(聚集度m*/M為- %4.2fn,p3);nif p31 fprintf(根據聚集度，判別種群呈現聚集分布！n); endnif p3=1 fprintf(根據聚集度，判別種群呈現

6、隨即分布！ n); endnfprintf(CA目的為 - %4.2fn,p4);nif p40 fprintf(根據CA目的，判別種群呈現聚集分布！ n); endnif p4=0 fprintf(根據CA目的，判別種群呈現隨即分布！n); endnfprintf(分散系數為 - %4.2fn,p5);nif p51 fprintf(根據分散系數，判別種群呈現聚集分布！n); endnif p5=1 fprintf(根據分散系數，判別種群呈現隨即分布！n); endnif p20 &p31&p40&p50 &p31&p40&p51 fprint

7、f(綜合判別，種群呈現聚集分布！n); return;n elseif p2=0 &p3=1&p4=0&p5=1 fprintf(綜合判別，種群呈現隨即分布！n); return; n fprintf(指數矛盾，無法判別！n); nend鍵入自編函數population和參數，種群個體分布向量作業作業1：請定量描畫兩種昆蟲：請定量描畫兩種昆蟲在田間自然分布的聚集情況。在田間自然分布的聚集情況。(用用Matlab計算計算V/M;I;M2;M2/M等等4種目的。種目的。假設數據量不夠，請編加幾假設數據量不夠，請編加幾組數據，闡明組數據，闡明2個種類的聚個種類的聚集情況。集情

8、況。)種類1種類22.群落多樣性量度Shannon 指數指數Simpson指數指數 水稻水稻甘蔗甘蔗花生花生番薯番薯大豆大豆H(自然自然對數對數)A縣縣35201015201.526B縣縣50408200.9934A縣和縣和B縣作物構成比例縣作物構成比例單位：單位：%作物作物地點地點Shannon 指數指數 H= PilogPi Pi為第為第i種類型出現比例。種類型出現比例。Log可以用可以用2,e或或10為底為底2.2019 1.43320.66280.4314以以2為底時為底時以以10為底時為底時群落多樣性量度群落多樣性量度從群落中隨即排出一個一定個體種的平均不定數Matlab命令計算過程

9、1.定義a，b；a=35 20101520;b=50 40822.計算Pi；api=a/100; bpi=b/100;3.計算logPi；logapi=log(api); logbpi=log(bpi);4.計算- Pi*logPi;A_shannon=-sum(api.*logapi);B_shannon=-sum(bpi.*logbpi);Matlab自編函數nfunction a_shannon=calshannon(a)nfor i=1:length(a),n if a(i)=0 n fprintf(錯誤，組份數量不應為零！n);n return;n endn i=i+1;nendns

10、=sum(a);npi=a/s;na_shannon=-sum(pi.*log(pi); Simpson指數指數 D=N(N-1)/Ni(Ni-1)群落多樣性量度群落多樣性量度群落類型群落類型物種物種稻田田埂稻田田埂02215198稻田內稻田內2m17282141距離距離10m024502220稻田節肢動物群落多樣性調查稻田節肢動物群落多樣性調查3.89474.19012.6602Ni為每種類型個體數，為每種類型個體數，N=Ni。從具有N個個體S種的樣方中隨即抽出兩個個體不再放回，此兩個個體屬于一樣種的概率大小。Matlab命令計算過程1.定義定義a；a=0 2 215198;2.計算計算 n

11、i*(ni-1)sumani=sum(a.*(a-1);3.計算計算nn=sum(a);4.計算計算N(N-1)/Ni(Ni-1)a_simpson=n*(n-1)/sumani;Matlab自編函數nfunction a_simpson=calsimpson(a)nfor i=1:length(a),n if a(i)=0 n fprintf(錯誤，組份數量為零時應略過！n);n return;n endn i=i+1;nendnsumani=sum(a.*(a-1);na_simpson=sum(a)*(sum(a)-1)/sumani;群落多樣性的量度n多樣性目的的特點：多樣性目的的特點

12、：n 1. 1. 各類型比例相等時多樣性最大；各類型比例相等時多樣性最大；n 2. 2. 添加類型數量時，假設群落沒有添加類型數量時，假設群落沒有這些種，不會改動多樣性值；這些種，不會改動多樣性值；n 3. 3. 假設類型下又分子類型，多樣性假設類型下又分子類型，多樣性也可以分解，各層次的多樣性加權和等也可以分解，各層次的多樣性加權和等于總的多樣性。于總的多樣性。群落多樣性的量度n多樣性可以分解：n 1.農業收入多樣性可分為四產業多樣性和各產業內部收入多樣性；n 2.群落種類多樣性可以分成屬的多樣性和各屬內種類的多樣性；n 3.群落種類多樣性還可以分成生境的多樣性和每個生境內種類的多樣性。農業

13、構造多樣性的量度第一層作物林木畜牧漁業多樣性占總收入(A2i)60%5 %20 %15 %H1=第二層糧食經濟飼料經濟用材草食雜食海洋淡水H2=占總收入比例18366231010015占第二層比例(A1ij)306010406050500100多樣性H21=H22=H23=H24=H= PilogPi H1= H2-(A2i*H2i)作業1.根據某市農業收入構成比例，計算各層shannon多樣性。某市農業收入構成比例：作業2.根據某市農業收入構成比例，計算各層Simpson多樣性。 松樹松樹 杉木杉木桉樹桉樹相思相思荷木荷木 N總總數數A群落群落1015203250B群落群落101010101

14、050兩群落樹種普查結果兩群落樹種普查結果 (單位：株單位：株)種類種類群落群落群落類似性的量度n二元數據間的類似性n計數數據間的類似性二、群落關系分析群落類似性的量度群落類似性的量度n二元數據間的類似性二元數據間的類似性有有無無有有ab無無cd群落群落1群落群落2d d是群落是群落A/BA/B都沒有的物種的數量。都沒有的物種的數量。d d能否具有生能否具有生物學意義，有許多爭論，因此有人忽略不計。物學意義，有許多爭論，因此有人忽略不計。d=0)d=0)二元數據只思索了群落的共有種的種數二元數據只思索了群落的共有種的種數(1). Jaccard(1901)類似系數類似系數S1=a/(a+b+c

15、) S1=1? S1= 0? 有有無無有有ab無無cdP42 2.47P42 2.460Cs 10S1 1P42 2.44假設假設d=0，那么同，那么同Jaccard系數系數P42 2.450C1 1-1Cd 1群落類似性分析群落類似性分析 二元數據間的類似性二元數據間的類似性物種編號物種編號123456群落群落1111110群落群落2011010Matlab命令計算過程命令計算過程1.定義兩個向量；定義兩個向量；x1=1 11110;x2=0 1 1010;2. 計算計算a，b，c，d；3. 計算相關目的；計算相關目的；s1=a/(a+b+c);cs=2*a/(2*a+b+c);c1=(a+

16、d)/length(x1);sb=(sqrt(a*d)+a)/(a+b+c+sqrt(a*d);co=a/(sqrt(a+b)*sqrt(a+c);cd=(a*d-b*c)/(sqrt(a+b)*(c+d)*(a+c)*(b+d);Matlab自編函數nfunction commsame=commsame(x1,x2)na=0;b=0;c=0;d=0;nif length(x1)=length(x2)nfor i=1:length(x1),n if x1(i)*x2(i)0 a=a+1;n elseif x1(i)=0 & x2(i)=0 b=b+1;n elseif x1(i)=0

17、& x2(i)=0 c=c+1;n elseif x1(i)=0 & x2(i)=0 d=d+1; endni=i+1; endn elseif printf(數據輸入不完好！); return;nendns1=a/(a+b+c); cs=2*a/(2*a+b+c);nc1=(a+d)/length(x1); sb=(sqrt(a*d)+a)/(a+b+c+sqrt(a*d);nco=a/(sqrt(a+b)*sqrt(a+c);ncd=(a*d-b*c)/(sqrt(a+b)*(c+d)*(a+c)*(b+d);nfprintf(群落類似系數為S1=%d,Cs=%d，C1=%

18、d，Sb=%d，Co=%d，Cd=%d,s1,cs,c1,sb,co,cd);n計數數據間的類似性n S5=2*W/(A+B) 0 S51樹種編號1234567合計群落110342586A=38群落22370493B=28小的值Wi2340483W=24群落類似性的量度Wi為一致調查工程在兩個調查對象中較小的一個，W=WiS5 =2*24/38+28=0.727思索了群落的種數和數量信息思索了群落的種數和數量信息請用matlab進展計算作業作業3: 在調查了兩個湖泊的甲殼類動物種類后，在調查了兩個湖泊的甲殼類動物種類后，得到了以下表格，請從二元數據采用得到了以下表格，請從二元數據采用6個目的個

19、目的和計數數據角度分析兩個群落的類似性。和計數數據角度分析兩個群落的類似性。2個群落多點調查結果統計個群落多點調查結果統計伊利湖伊利湖5 51010212114140 0121232320 0安大略安大略湖湖13139 90 03535444437370 00 0兩個群落都沒有的物種，d溫度溫度水分生物量或個體數生態位的概念群落內一個物種的資源利用范圍不僅包括占有的物理空間，還包括在自然群落中的功能作用以及他們在環境梯度中的位置。生物量或個體數三、三、 生態位的定量描畫生態位的定量描畫生態位寬度：被一個有機體單位所利用的各種各樣不同資源的總和12獵物資源按種類分等級表獵物資源按種類分等級表兔子兔子羊羊老鼠老鼠家畜家畜狼種類狼種類16 62