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、湿度等生态因子明显的时间节律性（如昼夜、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非常鲜明。
1）植物群落调查常用的测定指标
①样方地理位置、环境特征：GPS定位坐标；地形地貌，包括山地或平原、坡向及坡度、海拔、底质类型；天气条件；环境异质性、群落均一性（连续性）描述；人为干扰情况，包括土地利用类型、利用强度、退化程度等。
②群落外貌：目测优势种、林地的分层、主要物种的生活型等。
③物种数：物种数及每种物种的个体数（要求分种类逐一计数，及时记录）。
④群落和物种盖度：群落的总体盖度、优势种的盖度。
⑤高度：各种植物的高度（实测或用测高仪测量，及时记录）。
⑥物候期和季相：每种所处的物候期，包括营养期、花蕾期、开花期、结果期、落叶期、休眠期或枯死期（几期同时出现的，以50%以上的个体的物候期记录入表），季相（以建群种所处的物候期为群落的季相）。
2）群落中物种优势度高低的主要数量指标
①相对密度（D）=单种个体数/所有种的个体数之和
②相对盖度（RC）=单种盖度/所有种的盖度之和
③相对频度（RF）=单种频度/全部种的频度之和
④相对高度（H）=单种高度（均值）/所有种的高度之和
⑤重要值（IV）=相对密度十相对优势度十相对频度
注：相对优势度可根据实际情况用相对盖度或相对高度来替代。
3）群落调查的常用研究方法
（1）样方法
植物群落的调查也常采用“样方法”。样地选择原则，样方的形状、数量的设置基本类似种群调查，但是所设置的样方大小应根据群落的类型确定。一般情况下，草本群落或农田设置为1~4平方米；雨林设置为2500~3600平方米；常绿阔叶林设置为400~600平方米；落叶阔叶林设置为400平方米；泰加林设置为200~400平方米。通常采用标准样绳或塑料绳围成方形面积，然后在其中调查，记录其中各物种的数量指标。
（2）样带法
为研究一个环境梯度植被的变化或者不同生境中的植被的差异，或在估计一个研究地区植被组成种的总体密度和盖度时，通常使用样带法。该方法包括三类。
a.样线法：沿梯度拉一根样线，统计接触到样线的不同种类植物的密度；以一定长度间隔为单元分别统计可以得到频度；计量每一植株接触样线的长度可以得到盖度。
b.带状样带法：沿样带方向间断设置一系列样方。
c.梯度样带法：沿梯度方向设置一条连续的样带，有时可达数百公里。
（3）样点法
该方法主要用于矮生植被中禾草、杂类草、苔藓等的盖度估测。采用一根或一组直径非常小（1.5~2mm）的金属或木质样针，垂直插入土壤，计数接触到样针的植物种类。通过大量取样得到各种植物的盖度。
（4）无样地取样法
该方法适用于地形陡峭不便于做样方的森林中的乔木密度测定，也是人手缺乏时的合适办法。在研究区域内随机选取一组样点（通常沿行走路线确定，一般不少于50个），然后采取两种方法测定：
a.测定离样点最近的树木到样点的距离，求平均值，则树木密度为1/（2D）?。
b.沿同一方向建立以样点为中心的坐标系，分别测定4个象限内距离原点最近的树木的种类和距离，则树木密度为1/D?。两种方法都以样点到树木中心的距离为准。
3.植物群落的物种多样性调查
物种多样性是群落内生物组成结构的重要指标，它不仅可以反映群落组织化水平，而且可以通过结构与功能的关系间接反映群落的功能特征。它通常包含两种含义：①种的数目或丰富度（species richness），即一个群落或生境中物种数目的多寡；②种的均匀度（species evenness or equitability），即一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，它反映的是各物种个体数目分配的均匀程度。
迄今为止，物种多样性指数可以大致分为三类：a-多样性指数多样性指数和Y-多样性指数。a-多样性指数常用来指导和分析天然森林群落中的植物物种多样性的测定。
1）辛普森多样性指数（Simpson's diversity index）
该指数为假设对无限大的群落随机取样，样本中两个不同种个体相遇的几率。它可认为是一种多样性的测度。
2）香农-威纳指数（Shannon-Weiner index）
该指数假设，在无限大的群落中对个体随机取样，而且样本包含了群落中所有的物种，个体出现的几率即为多样性指数。物种信息量越大，不确定性也越大，因而多样性也就越高。
4.生态系统初级生产量的测定
生态系统初级生产量测定的方法较多，如收割法、CO?同化法、黑白瓶法、放射性同位素示踪法、叶绿素测定法、pH测定法等。不同的方法可应用于不同类型生态系统初级生产量的研究，也各有优缺点。本节简单介绍收割法、CO?同化法和黑白瓶法。
1）收割法
该法常用于草原生态系统、农田生态系统和森林生态系统。用各种剪刀、锯子或斧子将一定面积的植被地上部分全部取下，将植物的各种器官（如茎、枝、叶、花、果实等各部分）分开，包装起来带回实验室，或在野外直接称其“鲜重”，或烘干后再称干重（在100°c烘箱中烘干1~2d）。
2）CO?同化法
该法常用于草原生态系统、农田生态系统，有时也用于森林生态系统。该法测定生态系统的初级生产量，应先建立一个封闭系统（将要测定的对象与外界大气系统隔绝），实验开始前先用CO?红外测定仪测得CO?浓度，经过一段时间（实验时间根据实验对象特点和实验要求而定）的光合作用，再测封闭系统内的CO?浓度，其中减少的CO?已经被固定在植物体内的有机物中。
3）黑白瓶法
该法常用于水域生态系统中浮游植物初级生产量的测定。具体参考本书实验2.10内容。
5.植物叶绿素含量的测定
叶片是植物光合作用的主要器官。叶绿素是植物光合作用最重要的色素，由叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素组成。叶绿素a与叶绿素b是高等植物叶绿素的重要组分，约占叶绿素总量的75%左右。高等植物光合作用过程中利用的光能是通过叶绿素吸收的，因此叶绿素的含量与植物的光合速率密切相关。在一定范围内，光合速率随叶绿素含量的增加而升高。另外，叶绿素的含量是植物生长状态的一个反映，某些环境因素（如干旱、盐渍、低温、大气污染、元素缺乏）可以影响叶绿素的含量与组成，进而影响植物的光合速率。因此，叶绿素含量的测定对植物的光合生理与逆境生理研究具有重要意义，同时，叶绿素含量也是指导作物栽培生产和选育作物品种的重要指标。
提取、分离和测定叶绿素是研究它们的特性及作用的第一步。叶绿素不溶于水，溶于有机溶剂，可用多种有机溶剂（如丙酮、乙醇或二甲基亚砜等）研磨提取或浸泡提取。叶绿素在特定提取溶液中对特定波长的光有最大吸收值，用分光光度计测定在该波长下叶绿素溶液的吸光度（也称为光密度），再根据叶绿素在该波长下的吸光系数即可计算叶绿素含量。
利用分光光度计测定叶绿素含量的依据是Lambert-Beei定律，即当一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。其数学表达式为
A=Kbc
式中，A为吸光度；K为吸光系数；b为溶液的厚度；c为溶液浓度。
叶绿素含量的具体测定方法请参考本书实验3.4内容。
1.1.5动物生态学实验研究方法与技术
1.动物生态学研究的基本内容
动物生态学的主要研究内容有：
①阐明动物与生存条件的关系，生存条件的变化对动物的生理结构、形态特征和行为方式的影响。
②研究在一定的生存条件下各种动物种群的数量关系。
③研究一定的环境条件下种内和种间关系，以及它们对动物进化的意义。
④研究在不同生态条件下动物种群和群落的形成、适应和演化。
⑤人类对动物资源开发利用和动物资源的保护等。
2.陆生动物类群的野外生态学观测方法
1）陆生动物类群的种类与种群数量调查方法
（1）总体记数法
该方法适用于生活在开阔地带或狭小地区、栖息范围有限的大、中型兽类。一些群居性动物在繁殖季节常集群生活，更容易集中记数，记数时直接统计其全部数量即可。总体记数时，时间要相对集中，防止动物迁移造成的漏计或重计。
（2）样方记数法
如果调查的范围很大，无法对全部动物个体进行直接记数，需采用抽样的方法记数。将调查区域划分为若干个样方，然后随机抽取或规则抽取部分样方，调查动物的数量，根据多个样方算出平均数，以推断整个区域的动物种群数量。样方的数量及形状可根据研究地实际情况而定。根据研究对象的不同，样方的大小、数量均有不同要求。由于大型兽类领域较大，活动能力强，一般不采用样方法进行记数；鸟类的样方一般设置为100m*100m或50m*50m；昆虫的样方设置为1m*1m；小型无脊椎动物的样方设置为5m*5m。
（3）样地哄赶法
对于一些隐秘在草丛或灌丛中的兽类，采用哄赶的方法可统计动物的绝对数量。此法适用于地势平坦或坡度不大的山地。样地的选择需要有代表性，常根据调查区域的天然分界（如林间小路、防火带、山口等扇定哄赶区。大型兽类哄赶区样地面积应在50公顷以上；小型兽类样地面积为10h公顷左右。参与哄赶的人员在30人左右，分成4组，调查各组分别从样方的4个角的位置，按预定时间，沿顺时针方向行走，将样地包围起来，每人间距100m左右，记录所遇见的动物种类及数量，并记录动物逃逸方向。完成包围后，缩小包围圈，记录遇见的种类和数量，以逃逸出包围圈的动物总数量除以样地面积，即为动物的绝对密度。
（4）样带法
该法因很少受生境条件的限制，可节省人力物力，是测定大中型兽类、鸟类、两栖类、爬行类动物种群数量的最基本的方法。采用该法时，按预定路线行走，观察遇见的动物数量，记录动物出现的距离。以动物与行走路线的平均垂直距离作为样带的宽度。调查结束后，将动物数量除以样带宽度与长度的积，得出单位面积上种群数量，再乘以研究区域总面积，即可获得整个研究区域的动物种群数量。
此外，还有一种简化的样带法，调查者只需记录所遇到的动物数量，然后除以调查的样带长度，从而得到相对密度或相对丰富度。
（5）标志重捕法
该法适用于小型兽类、鱼类、鸟类和昆虫类。具体请参考本书实验2.5内容。
（6）指数标定法
指数标定法是指利用一些与动物的实际数量有关的测定指标来估测动物的种群密度。例如，沿着一定的线路调查动物的巢穴、足迹、粪堆、鸣叫等相关指标的数量来推算该区域动物的种群密度。在运用指数标定法时，通常需要先建立观测指数与动物种群的回归方程，然后通过实际观测的相关指标数据，运用回归方程进行估算。
（7）去除取样法
在一个封闭的种群里，随着连续捕捉，种群数量逐渐减少，单位努力捕获量逐渐降低，同时，逐次捕获的累计数就逐渐增大。当单位努力的捕获数为零时，捕获累计数就是种群数量的估计值。
2）昆虫的种类调查与采集方法
昆虫的种群数量调查方法也可采用总体记数法、样方记数法、样地哄赶法、标志重捕法和去除取样法等。具体请参考上述“陆生动物类群的种类与种群数量调查方法”。
昆虫的采集方法有：
（1）网捕法
该法是采集昆虫标本最常见的方法之一。对于飞行迅速的昆虫，要迎头挥动捕虫网捕捉，使网袋下部连同虫子一并甩到网圈上来，以免昆虫逃脱。栖息在草丛或灌木丛中的昆虫要用扫网去捕捉。扫网的使用方法是边走边左右扫动，网口略向下倾斜。可根据需要用镊子将捕获的虫子一一取出，也可在网底部开口并套一塑料管，直接将虫子集中于管中。对于水生昆虫，采集时可使用D形踢网、手网或单柄踢网，可两人或单人操作。两人操作时，一人在水流上游用手或脚搅动水体底质，将浑浊了的水用脚或手往网内泼，大部分水生昆虫就随水流进入了网内；另一人在水流下游撑住网，待流经网中的水变清后，捞起手网或踢网，将网上的水生昆虫连同底质一起倒入白塑料盘中，然后挑选。
（2）扣管法
有些小型昆虫具快速游走和跳跃习性，可以直接用采集管扣捕。扣捕时左手拿采集管扣住昆虫，右手拿塞子塞住管口，或用拿塞子的右手将昆虫驱入采集管内堵住。
