全 文 ：第 7 卷 第 5 期
1 9 9 4 年 1 0 月
林 业 科 学 研 究
FO R E S T R E S E A R C H
V o l
.
o e t
.
7
,
N o
.
5
,
1 9 9 4
中国森林植物群落信息管理系统的建立 ‘
蒋有绪 王 丽丽 王 兵
摘要 利用 F O X BA S E 2 . 1 0 十中文数据库软件 , 建立一管理信息系统 , 将中国森林植物群落研
究资料信息规范化 、数字化输入 , 其中包括群落基本类型 、 群落名称 、地理位置 、海拔高度 、土壤类
型 、样方面积 、群落分析表 、生活型谱 、群落垂直结构和区系组成等数据 。 本系统对这些数据进行编
辑 、检索 、分类 、排序 、计算和绘图分析 。特别是进行植物群落的多样性分析 、群落垂直结构的模式图
分析和生活型谱与区系组成的彩色图形分析 。 系统操作简单 , 运行速度快 , 对于我国森林植被与群
落学的宏观性和系统性研究提供有力的分析手段和数据信息的支持 。
关键词 森林植物群落 、 信息管理系统 、 植物群落分析
中国的森林植被起源古老 , 类型繁杂 , 基因资源丰富 , 是森林生态学与群落学研究的极好
基地 。但纵观前人森林植被研究之资料 , 多为各个观测点的零散数据 , 缺乏系统性和规范性 , 给
森林植物群落的综合性与系统性研究带来很大困难 。因此 , 我们建立 了森林植物群落管理信息
系统 , 将森林植物群落研究资料中的信息规范化与数字化 , 实现了文献信息的编辑 , 检索 , 查
阅 , 并能进行统计分析 , 多样性分析与绘图分析 。 本系统使用 FO X BA S E 2 . 1 0+ , 屏幕全部菜单
化中文显示 , 掌握容易 , 使用方便 , 对我国森林植被与群落学研究系统化和层次水平的提高将
会有很大的促进作用 。
1 数据库结构设计
鉴于植被研究多围绕一个山脉或 自然保
护区来论述 , 本研究把具有代表性的植被类型
作为主干来设计数据库 。主数据库记录群落基
本类型和 自然地理概况 , 其中包括群落基本类
型 , 群落名称 , 地理 、行政位置 , 经纬度和资料
来源信息 (表 1 ) 。
在群落基本类型下 , 建立群落 基本信 息
库 , 其中含有群落名称 , 海拔高度 , 土地类 型 ,
枯落物厚度 , 样方面积和样方数 (表 1 ) 。
以上两个库是提供森林植被基本信息字
符型数据库 , 而下面所设的附属库则是反映该
群落的特性 , 完全数量化以适于各类统计计算
和绘图的数值型数据库 (表 2 、 3 ) 。
表 l 一 、二级数据库结构
主库结构 群落基本信息库结构
群落基本型
群落名称
经度
纬度
行政位置
地理位置
土壤类型
调查 日期
作者姓名
书刊名称
文献标题
群落基本型
群落名称
海拔 (M )低
海拔 (M )高
土坡类型
枯落物厚 (C M )
样方面积 (M Z )
样方数
1 9 9 4一 04 一 0 4 收稿 。
蒋有绪研究员 , 王丽丽 , 王兵(中国林业科学研 究院森林生态环境研究所 北 京 1 0 0 0 9 1 ) 。
, “八五 ”国家自然科学基金重大项 目“中国森林生态系统结构和功能规律的研究 ” (9 3 9 0 1 1) 的部分内容 。
5 7 0 林 业 科 学 研 究 7 卷
表 2 三级数据库结构
区系组成库结构 ¹ 生活型谱库结构 群落结构库结构À
群落基本型
地理位置
0 1 属数
0 1 比率
0 2 属数
0 2 比率
。3 属数
0 3 比率
0 4 属数
0 4 比率
0 5 属数
0 5 比率
0 6 属数
0 6 比率
0 7 属数
0 7 比率
0 8 属数
0 8 比率
0 9 属数
0 9 比率
10 属数
10 比率
11 属数
11 比率
12 属数
12 比率
13 属数
13 比率
14 属数
14 比率
15 属数
15 比率
群落名称
大高位种数
大高位 比率
中高位种数
中高位 比率
小高位种数
小高位 比率
矮高位种数
矮高位比率
地上芽种数
地上芽比率
地面芽种数
地面芽比率
地下芽种数
地下芽比率
一年生种数
一年生比率
藤本种数
藤本比率
附生种数
附生比率
群落名称
乔 I 种数
乔 I 高度
乔 I 百分 比
乔 I 种数
乔 I 高度
乔 I 百分 比
乔 I 种数
乔 . 高度
乔 l 百分 比
灌 I 种数
灌 I 高度
灌 I 百分比
灌 I 种数
灌 I 高度
灌 I 百分比
草种数
草高度
草百分比
群落样方库
群落名称
种名
平均高
平均胸径
优势度
多度
频度
盖度
相对优势度
相对 多度
相对频度
重要值
¹ 区系组成的 15 类即参考文献〔l] 中应用的 15 个世界植物 区系的地理成分 , 具体描述在表 2 中列出 ; º I 、 I 、 I 指亚
层 。
样方调查的群落表是文献进入数据库的
依据 , 库 内包括树高 , 胸径 , 频度 , 多度 , 盖度
及它们的相对值和重要值 , 可进行统计 、排序
和多样性分析 。
另外 , 把该地区植物属的区系成份 , 群落
基本型的生活型谱 , 以及群落的垂直结构分
别建立数值型库文件 , 可绘制条形彩 图和模
式结构图 。
表 3 世界植物区系代码[l]
代码 植物 区系 卜码 植物区系
0 1 世界分布 }。9 东亚
、“七美间断分布
0 2 泛热带分布 !‘。 旧大陆分布
0 3 热带亚洲、热带美洲间断分布 }“ 温带亚洲分布。4 旧大陆热带分布 }‘“ 地中海区至中亚分布。5 热带亚洲至热带大洋洲分布 }‘3 中亚分布。6 热带亚洲至热带非洲分布 }‘4 东亚分布。7 热带亚洲分布
{
’5 , 国。有
0 8 北温带分布
5 期 蒋有绪等 :中国森林植物群落信息管理系统的建立
2 系统结构设计
本系统采 用三级关 系型数据库结构 (图
1 )
, 以 自然保护区等具有一定代表面积的森林
群落基本类型为一级单位 , 建立 自然地理概况
数据库和群落组成数据库 , 这两个一级库是对
应的 。以群落基本类型的代表群落建立二级库 ,
一级库的一个记录对应二级库的一个文件 ;三
级库的群落结构 , 生活型谱和样方群落表这三
个库文件也是同时与二级库的记录相对应的 。
这种结构 , 虽然使用了很多库文件 , 但由于分类
细 , 库结构小 , 尽量避免了空 白字段的存在 , 节
省了空间 , 调用灵活 ,运行速度快[z] 。
3 系统的功能
本系统共有 8 项功能 [s] (图 2 ) :
3
.
1 数据库编辑
(l) 数据修改 : 以全屏幕方式修改指定数据
文件的任意记录 。 (2) 数据删除 : 有条件地删除
当前数据文件的任意记录 。 (3) 数据插入 : 在文
系统 l
几级库
群落 人乍本 1‘’f息J凡
R R
l凡 系月t一』父
.
F
,
F
群落 生活
犷占朴J 刑蕊泞
级库
图 l 数据库结钩
图中 R 一 记录 : F—文件
主菜单
数 教 数 数 多 植 统据 据 据 据 样 被 计库 库 库 统 性 文 绘
编 检 打 计 分 献 图辑 索 印 分 析 检析 索
返回主屏
图 2 系统功 能框图
件任一记录后插入新记录 。 (4 )数据追加 : 在文件现有记录后追加数据 。
3
.
2 数据库显示
(1) 库结构显示 : 显示当前数据文件的结构状况 。 (2 )库文件显示 : 显示当前路径下全部
D BF 数据文件名 。 (3) 一级库显示 : 显示一级库数据文件的有关 内容 。 (4) 二级库显示 : 显示二
级库数据文件的有关内容 。
3. 3 数据库检索
(1) 群落名称 : 按群落名称查找文件信息 。 (2) 群落类型 : 按群落类型查找文件信息 。 (3) 地
理位置 : 按地理位置查找文件信息 。 (4) 条件检索 : 当群落名称 、群落类型和地理位置为未知条
件时 , 可用条件检索查找文件信息 。
3. 4 数据库打印
按标准表格形式[4] 打印数据库文件 。
3. 5 统计分析
对植被群落的有关属性数据进行相应的统计分析 。
3. 6 多样性分析
(1 )S im p s o n 指数分析 。 (2 )S h a n n o n 一W h e a v e r 指数分析 。 (6 )G o ld s m ith 一H a r r is o n 指数
分析 。
3. 7 植被文献检索
林 业 科 学 研 究 7 卷
(l) 按作者姓名 查找文献 。 (2) 按植被 群落类型查找文献 。 (3) 按摘要 内容查 找文 献。
(4 )按发表时间查找文献 。
3. 8 绘图分析 1)
(l) 生活型谱图 :绘出当前记录的生活型谱条形彩图(图 3 ) 。
(2) 群落结构图 :绘出群落垂直结构模式图 (图 4 ) 。
(3) 区系分析 l :按 4 大植物区系绘出条形彩图 , 即把 15 个植物区系合并成 4 大区系 : 世
界分布 (代码 0 1 ) ; 热带分 布 (包括代码 0 2 、 0 3 、 0 4 、 0 5 、 0 6 、 0 7 ) ;温带分布 (包括代码 0 8 、 0 9 、 1 0 、
1 1
、
1 2
、
1 3
、
1 4 ) ; 中国特有 (代码 1 5 ) (图 5 ) 。
(4 )区系分析 l : 按 15 个植物区系绘出条形彩图 (图 6)
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15一1曰17门11
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图 3 生活 型谱
1
. 藤本植物 ; I 一年生植物 ; 1 . 地下芽植物 ; w . 地面芽
植物 ; v . 地上芽植物 ; ” . 矮高位芽 ; 姐 . 小高位芽 ; 姐 . 中高
位 芽 ; 吠 . 大高位芽
20 次(〕 6 ( , 吕( )
盖J变l’一分 L匕( 叼 )
!冬1 群落结钩
日15
曰日川一14
一曰10
日一90
ƒ义”爷长
图 6 区系分扫1 1
(l ~ 15 为世界植物区系代码 , n ~ 玲 区系比率为零 )
一
|
1
1
0
‘dnj1ƒ次„瓣五
!
世界分布 热带分布 温带 分布 中国 才布
图 5 区系分析 I
4 本系统的特点
4. 1 多样性分析
植物种的多样性是反映群落结构和功能的
有效指标 , 是生态系统稳定性的量度 。种的多样
性反映了群落自身的结构和演替特征 , 是难以用简单定性的方法来描述的 。本系统通过群落表
中植 物种多度数据 , 可 自动计算出群落多样性指数 , 其中包括 Si m p s o n 指数 , s ha n n o n 一
w ea ve r 指数和 G ol ds m it h 一H a r iso n 指数 , 以及群落丰富度与均匀度的测定 。 前两个为 口多
样性指数 , 用于测定单个群落的多样性指数 ;第三个为 夕多样性指数 , 测定植物种沿着一个梯
度从一生境到另一生境变化的速率和范围 , 即两群落所含植物种的相似性测量 。
1) 图 3 ~ 6 所用数据均为钱 洪强 ts] 的云南哀牢 山常绿阔叶林的群落分析数据 。
5 期 蒋有绪等 :中国森林植物群落信息管理系统的建立
4
.
2 区系分析
以往的区系分析 , 都是以文字叙述或表格的形式进行分析 , 本系统设置了区系分析数据
库 , 将各地理成分所含该地区植物属的个数及所占比例录入数据库 , 即可自动生成直观的彩色
条形图 。 与其它区系分析 [l] 有所不同的是 , 我们将世界广布种也纳入比例之中 。
4
.
3 群落的垂直结构
群落结构数据库的设计 , 将乔木分为三层 , 灌木分为二层 , 草本植物一层 , 苔鲜地衣一层 。
每层记录平均高、种数和种数百分比 。 为了突出群落垂直结构的特点 , 我们把条形图排列在 Y
轴上 , 使图形成为反映群落分层状况 的模式图 。 这样 , 森林植物群落的垂直结构模式即可归纳
为 L 型 、F 型 、E 型 , 如疏林的草本植物占优势 , 模式图呈 L 型 ;而热带森林以乔木为主 , 灌木为
辅 , 草本层不发育 , 则模式 图为 F 型 ; 而乔木疏林和草本都有较好发育的群落则模式 图为 E
型 。 图 4 的云南哀牢山常绿阔叶林垂直结构模式可属 F 型 。 以此方法再现群落垂直结构的分
层状况 , 具有直观性和综合归纳意义 。
另外 , 还可以按层次进行多样性分析 , 以此来评价和分析群落各层的种类结构特征和群落
的动态变化趋势 。
参 考 文 献
吴征钱 . 中国植被. 北京 : 科学出版社 , 19 80 . 82 ~ 1 14 .
李春葆 . 汉字 F( )X B A SE + 2 . 。程序设计 10 。例 . 北京 : 海洋出版社 , 1 9 9 2.
王 兵 . G IS 支持下的生态经济效益评价与预测 系统 . 见 : 余新晓主编 , 水土保持科学研究与发展. 北京 : 中国林业出版
社 , 1 9 9 3 ·
“ 中国森林生态系统结构与功能规律研究 ”项 目组 . 森林生态系统定位观测提纲及 数据库设计 . 北京 : 科学出版社 ,
19 9 3
-
钱洪强 . 哀牢山徐家坝地区常绿阔叶林结果 分析 . 云南哀牢山森林 生态 系统研究 . 昆明 : 云南科技 出版社 , 1 9 93 . 1 18 ~
1 5 0
-
E s ta b lis hm e n t o f th e In fo r m a tio n M a n a g e m e n t Sys te m fo r
th e Pla n t C o m m u n itie S o f C h in e s e F o r e s ts
J ia n g YO
u x u W
a n g L ily W a n g B in g
A b st r a e t U s in g the C h in e s e d a t a b a s e o f Fo x b a s e 2
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a r e , a s ys te m o f in fo r m a
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t io n m a n a g em e n t ha s b e e n e s t a b lis h e d fo r s t u d y in g th e C h in e s e fo r e s t s e o m m u n it ie s
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the d a ta a r e in p u te d w ith s t a n d a r d iz a t io n a l a n d n u m e r ie a l m e th o d
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in e lu d in g v e g e ta tio n t yp e
(s u b t yp e ) ; e o m m u n it y n a m e ; g e o g r a p h ie lo e a t io n ; a lt it u d e ; 5 0 11 t y p e ; s a m p le a r e a ; e o m m u n it y
a n a ly s is t a lb e ; life fo r m ; v e r t ie a l la ye r s tr u e t u r e a n d flo r a l e le m e n t e t e
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In t h is s ys te m
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, r e o r d e r in g
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n it y v e r t ie a ls tr u e tu r e a n d th e e o lo r g ra Ph ie a n a ly s is o f life fo r m s p e e tr u m a n d flo r a l ele m e n t
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T his sys te m 15 o f s im p le a n d fa s t o p e r a tio n
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m e tho d fo r th e m a e r o s e o p ie a n d s ys te m a tie s tu d y o f C h in e s e fo r e s t v e g e t a tio n
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K e y w o r d s fo re s t e o m m u n ity
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in fo r m a t io n m a n a g e m e n t sy s te m
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