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生态学实习报告

2016-12-27 06:24:22 来源网站:百味书屋

篇一:环境生态学实习报告 最终版

环境科学专业生态学实习

个人报告

作 者: 魏峰

单 位:中国石油大学(北京)环境科学专业2010级 实习时间:2012.6.21 – 2012.7.4

实习地点:北京延庆松山国家级自然保护区

松山森林植物群落物种多样性研究

魏峰

(中国石油大学(北京) 地球科学学院 环境科学专业环科2010-2班)

摘要:本文分别用Simpson指数、Shannon-Wiener指数和均匀度指数测量、计算生态优势度、不同植物群落的物种多样性、群落物种的均匀度。研究不同海拔地区主要森林群落结构特征与生物多样性之间的关系。其中主要包括对油松林、黑桦林、山杨林、杂木林和山楂林的群落组成与结构特征的研究,乔木、灌木、草本三层生物多样性的研究。结果表明:松山森林植物群落从山麓到山顶,小气候的差异较为明显,但由于乔、灌、草综合作用的影响,各群落类型及生境梯度上的物种多样性的差异不十分明显。这可能是松山森林群落类型长期适应环境条件的结果。

关键词:北京松山

1. 序言 森林群落 物种多样性 Simpson指数 Shannon-Wiener指数

物种多样性是环境学中一个很重要的概念,它反映群落或生境中物种的丰富度、变化程度和均匀度,也反映不同自然地理条件与群落之间的相互关系。物种多样性可以用来定量表征群落和生态系统的特征,包括直接和间接地体现群落和生态系统的结构类型、组织水平、

【2】发展阶段、稳定程度、环境差异等。因此,物种多样性在森林资源的合理经营、开发利用

和资源评价等方面有着极其重要、广泛的应用。

松山森林植物群落植物种类非常丰富,占北京地区同类植物总数的49.8%。松山森林植物群落分布环境特殊,经过多年环境变迁保存下来,丰富的物种多样性有可能起着至关重要的作用。因此,研究松山森林植物群落的物种多样性就有这不可忽视的作用。

2. 实习地点的自然地理概况【1】

2.1 地理位置

松山自然保护区位于北京市延庆县西北部,燕山山脉深处的军都山中,距市区90余公里。地理坐标为东经115°44′-116°34′,北纬40°16′-40°47′。1986年被国务院列为国家级自然保护区。属森林生态系统类型的自然保护区。总面积4 660hm2。其中核心区面积1 819hm2,缓冲区面积1 263hm2,实验区面积为1 578hm2。区内野生动物资源丰富,植被茂密,有脊椎动物180多种,有维管束植物700余种。保存比较完好的天然油松林50多公顷。

2.2 气候

松山自然保护区处于暖温带大陆性季风气候区,受地形条件的影响,与延庆盆地相比,气温偏低,湿度偏高,形成典型的山地气候,是北京地区的低温区之一。气候的垂直分带性比较明显,从上到下可分为:海拔700-1000m的低山温暖气候带,海拔1000-1300m的中山下部温湿气候带;海拔1300-1800m的中山上部冷湿气候带;海拔1800m以上的山顶高寒半湿润气候带。

保护区内小气候具有多样性和复杂性等特点,是地形差异性造成的。由于山谷的走向、宽窄不同,使气温、降水有明显的差别。西北部大庄科一带多东西宽谷,因四面环山,夏季东南气流下沉变干,形成干型谷地;在东南部的塘子沟,为南北狭谷,向南有一个开口,东南气流在此受约 而沿迎风坡上升,形成地形雨,为湿润型谷地。

2.3 土壤

土壤的形成和变化是在成土母质、气候、地形、生物及时间几个因素综合作用下发生的。因此,土壤的种类、分布具有明显的地域性特征。松山地区的土壤随海拔高度的变化可分为3种类型:

(1)山地褐色土:为低山带的主要土壤。阴坡分布于海拔900m以下,阳坡分布海拔1200m以下。土壤特点集中反映在腐殖质含量减低。结构变坏,碳酸盐受到淋洗,质地粘重。可分为3个亚类:①淋溶褐土分布于山地中段;②典型褐色土分布于山麓地带;③石灰性褐土分布于切割沟较多的深山沟谷。

(2)棕色森林土:在中山带海拔900m以上的阴坡和1200-1800m阳坡。在1800m的林缘草甸植被下发育了生草棕壤。

(3)山地草甸土:分布在海拔1800m以上地形平坦的山顶部。这里山高风大,主要为草草甸。因草本植物生长繁茂,土壤经常处于湿润状态,有机质分解缓慢慢,腐殖质含量较高,表层达成15%以上。生草作用较强,在表土形成密积草根层。pH6-6.8。土层深厚,可达80m以上。腐殖质层呈黑褐色,厚达30-50cm。

2.4 植被

松山地处华北平原西北部深山区,具有华北地区暖温带的自然景观,在海拔1000m以上的中山地段,保存下来部分天然次生林,属于地带性的自然植被暖温带落叶阔叶林,森林植被基本保持自然状态,野生动植物资源比较丰富。松山保护区植物区系中有一定比例的热带成份,多为单种属,第三纪地域植物。地中海中亚成分地属很少,表明亚洲干旱中心分布的成分在该区有所渗透。松山自然保护区的植被分为5个植被型组,有6个群系组,17个群系,约25个群丛。

3. 调查方法

3.l 调查方法

3.1.1种—面积曲线法

种—面积曲线法是根据植物种数与样方面积的关系确定群落最小面积。在拟研究群落中选择植物生长比较均匀的地方,用绳子圈定一块小的面积。对于草本群落,最初的面积为10cm×10cm,对于森林群落则至少为5m×5m。登记这一面积中所有植物的种类。然后,按照一定顺序成倍扩大,逐次登记新增加的植物种类。开始,植物种类数随着面积扩大而迅速增加,尔后随面积增加的种类数目降低,直至面积扩大时植物种类很少增加或不再增加。以样方面积为横坐标、种类数目为纵坐标,在坐标纸上绘制种—面积曲线。此曲线开始陡峭上升,而后水平延伸,有时会再上升。曲线开始平伸的一点即群落最小面积,它可以作为样方大小的初步标准。

3.1.2点-四分法

无样地法有许多具体的方法,其中以点-四分法(或称中点四分法、中点象限法)应用最广。点-四分法是植物生态野外调查的无样地调查方法。这类方法(距离测定法)的特点是在被研究的群落地段上随机地选择若干点,测定点与植株间的距离,以此为根据,推算出种在群落中的数量特征。由于无需设置固定面积的样地,所以这类方法又称为无样地取样法。

这里需要说明的是,距离测定法都是针对森林群落林木层的调查。但就群落学的调查来说,对于森林群落不仅要调查它的林木层,也要调查它的灌木层、草本层以及藤本植物。因而可随机或系统地设置若干小样方以记载灌木层和草本层等。

仪器工具:测绳、皮尺、罗盘、围尺、测高器及木杆。

外业工作方法:在所要调查的群落中,设几条定距垂直线(借助罗盘用测绳拉好),在垂直线上定距(如5m或10m)设点。通过各点再用木杆作一与样线垂直的引线,即可分成四个象限。在每个象限内找与中心点最近的一棵树,记录树种名称,测定点树距离、胸径、树

高及冠幅,共计测定30个点,每个中心点都要做四个象限。

3.1.3样方法

样方,即方形样地,是面积取样中最常用的形式,也是植被调查中使用最普遍的一种取样技术。当然,其他形状的样地也同样有效,而且有时效率更高,例如样圆和长方形样地。

样方的大小、形状和数目,主要取决于所研究群落的性质和所预期的数据种类。因工作性质不同,样方的种类很多,可分为以下几种:①记名样方—主要用来计算一定面积中植物的多度和个体数等。比较一定面积中各种植物的多少,就是精确地计算多度。②面积样方—主要是测定群落所占生境面积的大小,或者各种植物所占整个群落面积的大小。这主要用在比较稀疏的群落中。③重量样方—主要是测定一定面积样方内群落的生物量。④永久样方—为了进行追踪研究,可以将样方外围明显的标记进行固定,以便于以后再在该样方中进行调查。

对于灌木层和草本地被层的调查,可在调查林木层的大样方内,机械地设置若干个更小的样方,对每个种的多度和盖度进行点数或估测。

调查工具:测绳、皮尺、钢卷尺、罗盘及2m杆两根。

外业工作方法:⑴ 方法一:用测绳或皮尺在群落中设置若干条平行线,在线上间隔3~5m等距设置25个样方,调查灌木样方面积为2 m×2m、草木样方面积1m×1m。记载每种植物的名称(不能确定名称的采集标本)、株数、平均高度、生长状况及分布状况等并记录。⑵ 方法二:用测绳在群落中围出一个20 m×20m的样方,用皮尺拉出样方内的两条对角线。在这两条对角线上分别均匀地设置5个1m×1m、3个2 m×2m的小样方,共计1m×1m的小样方9个、2 m×2m的小样方5个。在1m×1m的小样方中调查草本植物,在2 m×2m的小样方中调查灌木、幼树及藤本植物。

3.2 数据处理方法

3.2.1内业计算及数据整理

⑴ 平均株间距离=平均点树距离×2

⑵所有种的总密度(株/公顷)=1000010000? 22(平均株间距离)2?(平均点树距离)⑶ 一个种的相对密度(%)=一个种的个体数×100 所有种的总个体数

⑷ 一个种的密度(株/公顷)=所有种的总密度×一个种的相对密度

⑸ 相对显著度(%)=某一树种的胸高断面积和×100 所有树种的总胸高断面积

⑹ 频度(%)=一个种出现的点数×100 样点总数

一个种的频度值×100 所有种的频度值和⑺ 相对频度(%)=

⑻ 重要值=相对密度?相对显著度?相对频度 3

⑼ 调查面积(m)=(平均株间距离)×4×调查点数

⑽ 胸高断面积(m)=22 2全部胸高断面积和×10000 调查面积

⑾ 胸高直径(cm)=

3.2.2重要值计算

⑴ 株数j=4??全部胸高断面积和 调查点数?4?n

i?125ij

⑵ 样方面积和=4×25=100

⑶ 密度j=株数j/样方面积和×10000

⑷ 相对密度j=密度j

?密度

j?1m×100 j

⑸ 盖度和j=?盖度

i?1

m25ij×nij ⑹ 相对盖度j=盖度和j×100

j?盖度和

j?1

⑺ 频度j=出现样方数j×100 25

⑻ 相对频度j=频度j

?频度

j?1m×100 j

⑼ 重要值j=相对密度j?相对盖度j?相对频度j 3

3.2.3种的多样性计算

分别计算乔木层、灌木层、草本层的多样性指数,并利用三个组的资料进行比较分析。在调查资料中分别植物种统计株数、重要值,计算每个种出现的株数概率和重要值概率并记录。

⑴辛普森多样性指数(Simpson’s diversity index)

多样性指数 Ds?1??p

i?1

ss2i

最大多样性指数 Dmax?1?121()?1? ?Si?1S

篇二:生态学实习报告

生态学实习报告

实习目的:

加深对北亚热带和北温带的森林植被类型的理解,了解分析土壤状况的原理及方法。

实习内容:

通过对老山国家森林公园及紫金山风景区的实习,我进一步了解了北亚热带和北温带的森林植被类型及其差异,受益匪浅 。

北亚热带森林以喜暖湿的落叶阔为主,湿生较耐寒的常绿阔叶林数种,北部以前者为主,偏南则以后者居多。林下植物也以常绿或半常绿阔叶小乔木、灌木为多,类似南方常绿林类型。由于人类的长期积极活动,原始林已不多见,只在高海拔稍有残留。目前的次生林以马尾松为主,还有一些栎类。此外人工栽培的杉木林及马尾松林也甚为广泛,因此有人把这一地区统称为松杉地区。

本带树种繁多,其中除了东亚区系成分外有不少北美成分。在秦巴山地及鄂西山地,低山以杉木、马尾松璎珞柏为主,阔叶树种枫香较多,长柄山毛榉、恩氏山毛榉在海拔1000-2000米可形成纯林,为耐阴的原生类型。槭、椴种类较多,还有野漆、鹅耳枥、山杨、桦木等。栲树、栓皮栎也还可形成林分。连香树也有小片纯林。此外,粗榧、香榧、柳杉、铁杉、黄杉都有分布。也有西南和南方的油杉出现。香樟易见与秦岭南坡,那里是香樟分布最北缘。南方的领春木、四照花属、金钱槭也都进入本带。驰名世界的活化石水杉是在本区发现的,证明了本带植物区系成分和类型的古老。海拔较高处有针叶林分布,主要树种为巴山松、白皮松、华山松、巴秦冷杉、山西冷杉、青柇、麦吊杉。

北温带成分在中国有29科,约300属。几乎囊括广布北温带的所有乔木属,如柏、桧、松、云杉、落叶松等裸子植物,桦、栎、胡桃、桑、杨、柳、榆等落叶乔木。灌木中有榛、杜鹃、山楂等。草本就更多,如蒿、凤毛菊、委陵菜、白头翁、金莲花、夏枯草、桔梗、百合等。

东北东部山地针叶落叶阔叶林区就位于北温带。这一带以山地灰棕壤为主,并有大面积沼泽土、草甸土,长白山林区还广泛分布白浆土。森林树种针叶树以红松为主,此为鱼鳞松、长白山一带还有沙松、紫杉。阔叶树种类在北部较少,向东南逐渐增多。除常见的蒙古柞、白桦、山杨外,并逐渐出现喜温湿的一些树种,如白蜡属的水曲柳、花曲柳;槭属有青楷属、花楷槭、圆叶槭、白牛槭、拧筋槭;椴属有紫椴、慷椴、蒙古椴;榆属有榆、春榆、裂叶榆以及其它千金榆、黄菠萝、胡桃楸等树种。这些树种的存在,典型地反映了本区属寒温带针叶林向温带落叶阔叶林过度的特点。

具有北温带代表性特点的大兴安岭林区,北及东北以黑龙江为界,西以额尔古纳河为界,西南与海拉尔台地相连,南至阿尔山只五叉沟,东部向嫩江平原过渡。全林区北宽南窄,跨纬度7度。面积约2500万公顷,其中有林地面积约1500万公顷,是我国最大的林区。该去森林覆被率约62%,森林总蓄积量为14亿立方米,成林树种以兴安落叶松为主,占全区林地面积的54.8%,占有林地蓄积量的74.4%,其次为白桦、蒙古柞;尚有樟子松、山杨、红皮云杉及其它阔叶林。

通过这两次实习,我对老山和紫金山的总体情况有了进一步了解。

老山国家森林公园地处南京近郊,横贯浦口区境内,素有“南京绿肺、江北明珠”之美誉。东起浦口高新区,南临长江,北枕滁河,西达安徽和县,总面积80平方公里,森林覆盖率高达80%,分为七佛寺、狮子岭、平坦三大景区,目前开发并接待游人的是七佛寺景区。老山国家森林公园地处长江北岸,东临南京长江大桥,西靠安徽滁河。公园占地8000公顷,森林覆盖率80%。山峦起伏,古木苍翠,秀竹林立。

老山境内峰峦叠嶂,共有大小山峰近百座,平均海拔200米,最高峰大刺山海拔442米。山势走向为西南-东北向,中部略向南凸出,呈新月形,连绵延伸35公里,诸峰相连,错落有致,极富层次,有“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”之妙。狮子岭雄姿还被列为“金陵新40景”之一。这里有山有水,山水相映成趣。林间的汤泉、虎洼、张冲、响堂、大埝等人工湖,与山相连,山如翠屏,水似明镜,湖光山色,融为一体。最有趣的“蟹眼三潮”,每日早、中、晚各涌潮一次,不管春夏秋冬,阴晴旱涝,皆准时起潮落潮,自古以来,从未间断。老山的水不仅可观,而且可用。位于老山脚下汤泉镇的温泉,星罗棋布,热水量十分丰富,常年水温35℃以上,并富含矿物质,具有医治皮肤病的特效。古代不少名人曾至此题词咏诗,宋朝王安石曾题诗:“寒泉诗所咏,独此沸如蒸。一气无冬夏,诸阳有废兴。人游不附火,虫出亦疑冰。更忆骊山下,敲然雪满塍。”紫金山国家森林公园,是获得国家林业部审批通过的国家森林公园。紫金山有森林210760公顷。森林气氛浓郁,林相整齐,生物多样性保存完好。其中植物有113科600多种,列入特、稀、危植物名录的50余种。古树名木924株;鸟类42科64种;昆虫200多种;真菌246种。紫金山在南京市东郊,汉代称锺山。拔地而起,形似盘曲的巨龙,称为「锺阜龙盘」。因山坡出露紫色页岩,在阳光照射下闪耀金色光芒,东晋时改称紫金山。东西长约7公里,南北宽约3公里。主峰北高峰海拔448公尺。东边的小茅山海拔350公尺,西边的天堡山海拔250公尺,建有紫金山天文台。

其山势险峻、蜿蜒如龙,早在三国与汉朝,即负盛名。钟山周围名胜古迹甚多:其山南有紫霞洞,一人泉;山前正中有中山陵;西有梅花山,明孝陵,廖仲恺和何香凝墓;东有灵谷公园,邓演达墓;山北有明代徐达、常遇春、李文忠等陵墓。在六朝时代,山上的庙宇很多,现仅存灵谷寺一处,位于山左。

在实习中老师给我们讲了森林取样方法,群落分布状况和结构分析。

典型选样原则即在每一个群丛内选一个典型的一致性的群落地段作为样地。一般对一个植被类型要选择10个左右的样地,多几个也无妨。每一个群丛,不管面积大小,通常只选一个样地。取样方法包括样方法,种—面积曲线的编绘,样带法,样线法,无样地取样法。

点状取样法中常用的为五点取样法,当调查的总体为非长条形时,可用此法取样。在总体中按梅花形取5个样方,每个样方的长和宽要求一致。这种方法适用于调查植物个体分布比较均匀的情况。

当调查的总体为长条形时,可用等距取样法,可先将调查总体分成若干等份,由抽样比率决定距离或间隔,然后按这一相等的距离或间隔抽取样方的方法,叫做等距取样法。例如,长条形的总体为100 m长,如果要等距抽取10样方,那么抽样的比率为1/10,抽样距离为10 m,然后可再按需要在每10 m的前1 m内进行取样,样方大小要求一致。

样方法具体步骤如下:①确定调查对象;②选取样方:必须选择一个该种群分布较均匀的地块,使其具良好的代表性;③计数:计数每个样方内该种群数量;④计算:取各样方平均数。

而在生物群落中,各个种群占据了不同的空间,使群落具有一定的结构。群落的结构包括垂直结构和水平结构。相对稳定了的生物群落其重要特征之一,是具有一定的空间结构。群落中各种生物在空间上的配置状况,即为群落的结构。群落结构包括形态方面的结构和生态方面的结构,前者包括垂直结构和水平结构,后者指层片结构。

群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态,其最显著的特征是成层现象,即在垂直方向分成许多层次的现象。群落成层现象在森林群落表现最为明显,而以温带阔叶林和针叶林的分层最为典型,热带森林的成层结构则最为复杂。一般按生长型把森林群落从顶部到底部划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层(苔藓地衣)四个基本层次,在各层中又按植株的高度划分亚层,例如热带雨林的乔木层通常分为三个亚层。

草本群落则通常只有草本层和地被层。在层次划分时,将乔木和其他生活型植物不同高度的幼苗划入实际所逗留的层中,生活在各层中的地衣、藻类、藤本等层间植物通常也归入相应的层中。群落的地下分层和地上分层一般是相应的。森林群落中的乔木根系为分布到土壤的深层,灌木根系较浅,草本植物的根系则大多分布在土壤的表层。草本群落的地下分层比地上分层更为复杂。群落的成层性保证了植物在单位空间中更充分利用自然环境条件。如在发育成熟的森林中,上层乔木可以充分利用阳光,而林冠下为那些能有效利用弱光的下木所占居,林下灌木层和草本层能够利群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局,其主要表现特征是镶嵌性。

镶嵌性即植物种类在水平方向不均匀配置,使群落在外形上表现为斑块相间的现象。具有这种特征的群落叫做镶嵌群落。在镶嵌群落中,每一个斑块就是一个小群落,小群落具有一定的种类成份和生活型组成,它们是整个群落的一小部分。例如,在森林中,林下阴暗的地点有一些植物种类形成小型的组合,而在林下较明亮的地点是另外一些植物种类形成的组合。这些小型的植物组合就是小群落。内蒙古草原上锦鸡儿灌丛化草原是镶嵌群落的典型例子。在这些群落中往往形成1~5米左右的锦鸡儿丛,呈园形或半园形的丘阜。这些锦鸡儿小群落内部由于聚集细土、枯枝落叶和雪,因为具有良好的水分和养分条件,形成一个局部优越的小环境。小群落内部的植物较周围环境中返青早,生长发育好,有时还可以遇到一些越带分布的植物。

群落镶嵌性形成的原因,主要是群落内部环境因子的不均匀性,例如小地形和微地形的变化,土壤温度和盐渍化程度的差异,光照的强弱以及人与动物的影响。在群落范围内,由于存在不大的低地和高地因而发生环境的改变形成镶嵌,这是环境因子的不均匀性引起镶嵌性的例子。由于土中动物,例如田鼠活动的结果,在田鼠穴附近经常形成不同于周围植被的斑块,这是动物影响镶嵌性的例子。

层片一词系瑞典植物学家加姆斯首创。他起初赋于这一概念以三个方面的内容,即把层片划分为三级:一级层片,即同种个体的组合;二级层

片,即同一生活型的不同植物的组合;三级层片,即不同生活型的不同种类植物的组合。现在一般群落学研究中使用的层片概念,均相当于加姆斯的二级层片,即每一个层片都是由同一生活型的植物所组成。

生活型是植物对外界环境适应的外部表现形式,同一生活型的植物不但体态上是相似的,而且在形态结构、形成条件、甚至某些生理过程也具相似性。目前广泛采用的生活型划分是郎基耶尔的系统。他按照休眠芽在不良季节的着生位置把植物的生活型分成五大类群,高位芽植物(25厘米以上),地上芽植物(25厘米以下)、地面芽植物(位于近地面土层内)、隐芽植物(位于较深土层或水中)和一年生植物(以种子越冬),在各类群之下再细分为30个较小的类群。我国植被学著作中采用的是按体态划分的生活型系统,该系统把植物分成木本植物、半木本植物、草本植物、叶状体植物四大类别,再进一步划分成更小的或低级的单位。对于层片的划分,可以根据研究的需要,分别使用上述系统中的高级划分单位或低级单位。层片作为群落的结构单元,是在群落产生和发展过程中逐步形成的。它的特点是具有一定的种类组成,它所包含的种具有一定的生态生物学一致性,并且具有一定的小环境,这种小环境是构成植物群落环境的一部分。

在森林生态系统中随着时间的推移由于海拔高度,水分热量差异以及各种灾害的发生,群落会发生的有规律的变化。群落演替包括两类:次生演替和初生演替。

次生演替即原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、火山爆发,风灾、人类活动等原因大部消失后所发生的演替。由其他地方进入或残存的根系、种子等重新生长而发生的。可认为它是原生演替系列发展途中而出现的。这种逐渐发生的演替系列称为后成演替系列。简单的说,原生演替就是从没有生命体的一片空地上植被类群的演替,而次生演替是在具有一定植物体的空地上进行的植被演替。

初生演替即即在一个没有植物覆盖的地面上或原来存在植被,但后来被彻底消灭了的地方发生的演替。如裸岩、沙丘、火山岩上发生的演替。裸岩上发生的演替过程为裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→森林。 实习小结:

通过以上学习,我对北亚热带和北温带的森林分布状况及其差异有了更深的了解,同时还加深了对不同土壤植被类型的认识,可以根据土壤性质肥力状况因地制宜,更好地进行林区规划。对于在野外调查中研究植物群落的一些主要方法也有了较为深刻的认识,为以后的活动开展打下了结实的基础。

篇三:2013年生态学实习报告

森林生态学实习报告

学生姓名:

学 号: 专 业:

年 级:

指导老师: 徐勇 3115307074 林学 2011级 范海兰

福 建 农 林 大 学

林 学 院

一、实习目的

森林生态学是林学一级学科重要的课程之一,实习是学生掌握该课程的重要环节。实习目的在于使学生有一次接触森林,感受大自然的机会,通过实践环节促进学生对森林生态学理论知识的联想和理解,学生通过参加教学实习能够更好地掌握课堂所学的理论知识,并能更好地与实践相结合,使学生加深对森林的认识,增强环境意识,不断提高学生的动手能力,增强学生对森林生态系统进行探索的兴趣和思维的自觉性,强化森林生态学的基础课教学,增加学生对森林群落的感性认识,培养实际工作能力,训练并掌握野外调查和研究的方法,并为后续的专业课学习和高年级的生产实习打下必要的理论基础和掌握基本的实践技能奠定基础。

二、实习时间

2013年12月3日-2013年12月10日

三、实习地点

福建农林大学校园和福州国家森林公园,实习一周。

四、实习主要内容

(一)生态因子综合测定

1.目的: 了解生态因子的时空变化规律,进一步加深认识生物与环境的相互作用和相互关系。

2、基本原理:生物所生存的环境变化多端,既有空间上的异质性,又有时间上的变化,同时因为不同生物的存在也同时影响其周围的生态因子。本实验通过对不同环境下垫面的主要生态因子的进行日动态观测与测定,使学生在实验课的基础上,进一步学会利用几种生态因子的测定工具,对几种主要生态因子进行日变化的观测和测定。

3、步骤方法:

(1)光强的测定

1、选取校园湿地公园、拓荒广场、及后山相思林测定光照强度。

2、按照图1的样方配置在有林地内选择测定点5个,在每个测定点分别10cm、50 cm、150 cm高度的光照强度(高度应一致),并记录每次测定的数值(要求15分钟内测定完毕),填入表1。

3、在不同时间段(每一时间段尽可能做到同时测定才具有可比性),在拓荒广场和和湿地公园,随机测定5个点,用照度计测定裸地的光照强度(1.50m),并记录好每次测定的数值。

(2)温湿度的测定

与上述测定的地点相同,实施下述内容的测定:(拓荒广场和湿地公园自行设计相应的表格)

1、大气温度的测定

(1)群落内外温度差异观测

选定一处正常生长的植物群落,在群落内分为乔、灌、草三个层次高度进行观测(注意各层应统一高度),各3个重复。群落外选取1.5m高处进行测量。

(2)植株各部位温度观测

选择1-3株健康的全光照下生长的树木进行植物个体不同部位的温度观测。观测部位包括树干、叶、芽、花等。使用手持式点温湿度计进行3次重复测定,填入表3。

2、大气湿度测定

在群落内均匀选取5个点,在1.5m测定其湿度,同时在空旷无林地的1.5m高处,随机选取5个点,测定空气湿度,并记录每次测定的数值。

(3)风速的测定

(1)在上述同样的林地中,在测定光强相同的样点上,在 1.5m的高处,分别在上述各时间段(7:00、9:00、11:00、13:00、15:00、17:00)用风速测定仪分别测定每点的风速。

(2)同时在湿地空园、广场内,随机选取5个点,测定每个点的风速,并作好记录。

要求:1)三个地点尽可能做到同时测定

2) 每一个点测定的时间不要超过15分钟

3) 每组上交一份原始数据

4) 在实习报告中不出现原始数据,而是基于原始数据经excel等软件处

理形成直观的表或图形,并针对图形或表而进行结果分析,运用所学的森林生态学知识进行合理的解释。

(二)、群落生活型谱分析

1、基本原理:

植物对外界环境适应而形成的生活形态。可以说生活型是不同种的植物由于长期生活在相同的气候环境条件下,而在形态上所表现出相似的外貌特征。

群落的外貌决定于各种植物对外界环境适应而形成的生活形态,这种形态上的适应称为植物的生活型(life form)。生活型的概念和划分方法至今并未统一,最早和较广泛采用的是丹麦植物学家瑙基耶尔(Raunkiaer,1934)的划分方法。这一分类法是以植物更新部位(芽和枝梢)为基础加以区分的,即根据植物在不利生长季节内,其芽和枝梢受到保护的方式和程度,将植物界中的全部高等植物划分为五大类群。

高位芽植物(Ph):高大乔木,灌木和热带高草,如乔木和大灌木,高位芽植物可以分成:大高位芽植物 (30m以上)、中高位芽植物(8-30m)、小高位芽植物(2-8m)和矮高位芽植物(2m以上);

地上芽植物(Ch):为芽稍出土表的平卧植物或低矮灌木,一般在25 cm左右,这类植物度过不良季节时芽位于地表,如灌木和半灌木,苔原植物和高寒植物;

地面芽植物(H):更新芽勉强地埋藏于土表,因而需要依赖于枯枝落叶或者积雪保护更新芽,这类植物度过不良季节时地上部分枯死,有生命的部分在地表,温带地区的多年生草本,如苔草等;

隐芽植物(Cr):更新芽埋藏在土表以下或水中,所以受到良好保护,如根茎、块茎、块根、鳞茎、沼泽和其他水生植物等;

一年生植物(Th):当年完成生命周期,以种子方式过冬,所有其它部分的器官全部枯死。

生活型谱(Spectrum)

某一群落的生活型谱(%): 群落中某一生活型植物总的数量/全部植物种的数量? 100%。

Raunker通过比较世界不同植被区的生活型谱,得出以下4种植物气候带:一是潮湿地带的高位芽植物气候;二是中纬度的地面芽植物气候(包括温带针叶林、落叶林与某些草原);热带和亚热带沙漠一年生植物气候(包括地中海气候);寒带和高山的地上芽植物气候(李博等,2000)。下表是世界各植物气候带植物生活性谱:

地区

高位芽植物气候(谢尔群岛)

地上芽植物气候(斯匹茨卑尔根)

地面芽植物(丹麦) 统计 种数 258 110 1084 生活型(%) Ph Ch HCr Th 616 1256 1 22 60152 73 5022 18 各种不同气候区域不同群落之间的生活型比较,可以给我们提供有关植物群落与环境相互关系的重要信息。一般高位芽植物占优势的群落,多分布在温热高湿的气候条件下,更新部位暴露在外界不会受到低温或者干燥气候的危害;地面芽植物占优势的群落,多分布在气候恶劣的环境下,或者具有较严寒冬季的气候条件下;隐芽植物占优势的群落,代表一种又潮湿又寒冷的环境,比如说高山上的云冷杉林等;一年生植物占优势的群落,一般分布在气候变化大,干旱、寒冷的地区。

2、方法步骤:

根据最小面积调查过程中获得的植物种类名录,并查阅参考《福建植物志》、《树木学》等植物分类学相关资料,确定其拉丁名和生活型。并分别计算木荷林群落的生活型谱。

(三)、群落物种多样性计算

多样性指数计算和分析(Calculation of Biodiversities)

分别计算乔木层、灌木层、草本层的多样性指数,并利用三个组的资料进行比较分析。

1、 Gleason指数:DG=S/lnA; Margalef指数:DG=S-1/lnN

2、辛普森多样性指数(Simpson’s diversity index)

多样性指数 s

Ds?1??pi2

i?1

均匀度 E?DsDs?Dmax1?S

3、香农-威纳指数(Shannon-Weiner index)

信息量 s

i?1H???pilog2pi

均匀度

E?HH?Hmaxlog2S

(四)、群落重要值计算

1、基本原理:重要值是说明一个物种在群落中的重要程度的参数,它由三个指标组成:相对密度、相对频度和相对优势度。群落中不同层次(乔木层、灌木层、草本层)某一物种的重要值=(相对多度+相对频度+相对盖度)/3

2、方法步骤:

1)、运用样方法调查各层次(乔、灌、草)植物种类、高度、胸径、株数等基本信息。

2)、统计每个物种多度、频度及盖度等指标,分别计算相对多度、相对频度及相对优势度。

相对多度=每个种的个体数/所有种的株数×100%

相对频度=每个种出现的样方数/所有种出现的样方数之和×100%

相对优势度=每个种的胸高断面积/所有种的胸高断面积之和×100%(需列出以下表格)

(五)、种群的空间分布格局

1、基本原理:

种群分布格局是指种群个体在水平空间的配置状况或分布状态,反映了种群个体在水平空间上彼此间的相互关系。一个物种空间分布偏离随机分布时即产生格局。

2、种群空间分布格局计算(Calculation of Spacial Pattern)

分别不同植物种(此次实习我们以乔木层与灌木层重要值在前两位的植物为研究对象)统计在每个样方中的株数,记入种群空间格局统计表,并用下式计算,得出每个植物种的分布格局。


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