W5-4 草地多调查一倍，能找到两倍的植物种类吗？

在草地上用绳子围出一个一平方米的方框，把框里看到的植物列成清单。假设你记下了六种。现在紧挨着原来的方框，再围出一块同样大的地方。面积变成两平方米，清单会变成十二种吗？

走进第二个框时，你可能先看到刚才已经记过的植物。哪怕两块草地各有六种，合起来有几种，也得翻开两张清单逐个对照。

多出来的一平方米，能带来几种新植物？

生态调查把这样划定的调查区域叫作样方。同一种植物出现十株，物种数仍然只计一种。下面是教学例子，用字母代替物种名。假设两块样方各记录到六种，第二块里有四种也在第一块里出现。

两张清单各有六项，其中四项重叠，合并后就是 6 + 6 − 4 = 8 种。面积增加了 100%，记录到的物种数增加了约 33%。如果第二块也恰好有六种，而且全都见过，总数仍为六种。如果第二块的六种都没见过，总数才会达到十二种。这个范围以两块各有六种为前提。单凭面积，连第二块单独有几种也算不出来。

把小框留在大框里

如果原来的一平方米保留在扩大的两平方米里面，这就是一种嵌套样方的安排。继续往外加框，就能记录同一地点在不同面积下的物种数。用一致的规则合并清单时，原来找到的物种都会保留，新增区域能贡献多少种则取决于长了什么。研究中还可以在多个起点重复这个过程，看看从不同位置扩张，增加的种数有多大差异。Dengler 等人的嵌套样方研究，见方法及图 6

画图时，把面积放在横轴，把物种数放在纵轴，就能看到种数怎样随面积变化。Dengler 等人分析了古北界草地等开阔生境的 2,057 组嵌套样方，每组至少包含七种面积。他们比较了几种曲线，幂函数在这批数据中总体拟合得较好。它可以写成 S = c × Aᶻ，其中 S 是模型估计的物种数，A 是面积，c 和 z 由数据拟合。在这个模型里，面积加倍时，预测值变成原来的 2ᶻ 倍。举个纯粹演算的例子，若 z 取 0.5，预测值就约为原来的 1.41 倍。实际要用哪个指数，要看所调查的地方、尺度和记录方法。原论文的大学存档及研究摘要

同样两平方米，可以摆在什么地方？

第二块框可以紧靠第一块，也可以搬到几十步外的低洼处。两种安排实际调查的面积都一样，后者横跨的范围更大，也可能遇到另一种生长环境。两个相邻样方里若反复遇到同一种成片生长的草，合并清单时它只占一项。若把第二块放到物种组成不同的地方，重叠可能少一些。想知道沿着原地往外扩，种数怎样变，就要保留相邻的调查范围。想列出整片草地各处见过哪些植物，则可以在不同地段布点，再合并清单。

Güler 等人在六处半自然草地把微型样方按不同方式组合，比较相同总面积的正方形、长条形和分散布置。就这项研究的地点和小尺度而言，分散组合记录到的物种数通常比同面积的正方形多。研究还用了两种记录规则。一种按植物在地面上的着生位置来计，另一种看地上部分是否进入样方。假如草根长在框外，叶片伸到框内，记录规则就会影响它是否出现在清单上。Güler 等人的草地样方实验

以这项研究比较的 0.04 平方米为例。每个小格是 5 厘米见方，凑足这个面积需要 16 格。让 16 格紧挨着排成四行四列，得到一个 20 厘米见方的样方。也可以从更大的范围选出 16 格，只记录被选中的小格。两个方案实际查看的总面积相同，但分散的方案在不同位置取样，能回答不同地方合起来能记录多少种。

多找一会儿，也会改写清单

沿用原来的方框，再蹲下来找十分钟，可能发现刚才被高草遮住的小苗。这一次变的是搜索时间。反过来，如果框的面积加倍而总时间相同，平均分给每平方米的时间就减半。两次记录相差多少，会同时受调查范围和寻找投入影响。

在加拿大艾伯塔省东北部的北方森林区，一项维管植物调查记录了每种植物首次被找到的时间。研究人员用同一批记录回看，如果每个样方只保留头 20 分钟的记录，汇总清单会漏掉 61 种后来找到的植物。把时间截点改为 60 分钟，少记的物种降到 20 种。这里的数字来自那批样地的汇总，适合说明搜索时间会影响检出多少种。Zhang 等人的计时调查

如果你自己在草地上做一次观察，可以把两块相邻样方各找同样长的时间，再合并清单。顺手记下第二块加在原框的哪一侧。如果一侧靠树荫，另一侧挨着常有人走的小路，往两边各加同样大的框，新增的名字还会一样吗？如果还想比较多花时间能找到几种，可以在原来的框里继续找，把后来才发现的物种单独记下。