百花山生態(tài)學(xué)野外

1、生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)報(bào)告百花山生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)報(bào)告摘要：百花山作為生態(tài)學(xué)的野外教學(xué)基地在植物群落生態(tài)學(xué)研究方面發(fā)揮著重要作用。在此，通過(guò)一系列科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)外業(yè)調(diào)研工作以及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整合工作可歸納總結(jié)出百花上林場(chǎng)植物群落的基本信息，包括森林類型、結(jié)構(gòu)類型、植物種群分布格局、群落光照條件等重要研究成果。關(guān)鍵詞：百花山、群落生態(tài)學(xué)、森林生態(tài)系統(tǒng)1. 前言百花山自然保護(hù)區(qū)2008年1月正式被國(guó)務(wù)院審定為全國(guó)19處新建國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)之一。保護(hù)區(qū)距北京市區(qū)100公里，道路交通便利。保護(hù)區(qū)經(jīng)營(yíng)管理總面積45000畝，森林覆蓋率達(dá)96%。百花山主峰海拔1991米，最高峰百草畔海拔2049米，為北京市第三高峰。百花山動(dòng)、

2、植物資源豐富，素有華北"天然動(dòng)植物園"之稱，有四個(gè)植被類型，十個(gè)森林群落。植物種類有130科，485屬，1100種，其中藥用植物400余種。動(dòng)物種類170種，其中有國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物金錢豹、褐馬雞、黑鸛、金雕，國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物斑羚、勺雞。市級(jí)保護(hù)動(dòng)物50余種。本次野外實(shí)習(xí)內(nèi)容包括以下五部分：1、植物識(shí)別；2、森林類型的線路調(diào)查；3、植物群落結(jié)構(gòu)特征調(diào)查；4、植物種群分布格局分析；5、群落光照條件測(cè)定。歷時(shí)兩天完成。2. 百花山自然概況2.1地理位置 百花山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)建于1985年，位于門頭溝區(qū)清水鎮(zhèn)境內(nèi)，太行山北端，小五臺(tái)山支脈。保護(hù)區(qū)距北京市區(qū)100公里，道路交通便利

3、?？偯娣e2.17公頃，其中核心區(qū)面積0.68公頃，屬于森林生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護(hù)區(qū)，是北京市目前面積最大的高等植物和珍稀野生動(dòng)物自然保護(hù)區(qū)。2.2氣候情況 百花山環(huán)境獨(dú)特，風(fēng)景優(yōu)美，氣候涼爽，是一個(gè)很好的旅游場(chǎng)所。年降水量720毫米以上，年均氣溫6-7攝氏度，七月份平均溫度22攝氏度，是消夏避暑的勝地。這里水資源相當(dāng)豐富，條條溝壑溪水長(zhǎng)流，自海拔900米至2000米處均有清泉分布，且水質(zhì)極好，無(wú)污染。2.3土壤情況  在全國(guó)土壤區(qū)劃中屬于褐色土地帶。在本區(qū)的土壤形成與分布規(guī)律中，起主要作用的是海拔高度及由它所決定的生物氣候特點(diǎn)、地形和地質(zhì)因素。生物氣候因素決定了本區(qū)土壤的形成與垂直分布

4、：在海拔1800m以上的山地頂部，氣候冷濕，植被為根系密集的亞高山草甸，發(fā)育著亞高山草甸土； 海拔10001800m的中山地帶，氣候溫涼，植被以森林及其次生灌叢群落為主，土壤為山地棕壤； 海拔1000m以下的低山地帶，氣候溫和，由于森林遭破壞，植被以落葉灌叢為主，土壤為本區(qū)地帶性土類褐色土。2.4植被狀況百花山自然保護(hù)區(qū)的自然植被類型為寒溫性針葉林，溫性針葉林、落葉闊葉林、落葉闊葉灌叢和草甸5個(gè)植被型，共有29個(gè)群系。百花山自然保護(hù)區(qū)已知有高等植物1100種，其中苔蘚植物30種，蕨類植物38種，裸子植物19種，被子植物1013種，可見(jiàn)植物多樣性相當(dāng)豐富；百花山自然保護(hù)區(qū)復(fù)雜的地形、多樣的微生境

5、、古老的植物區(qū)系地理成分，使該區(qū)出現(xiàn)了百花山花楸、百花山柴胡、百花山毛苔草、百花山葡萄、百花山鵝觀草5種特有植物。2.5開(kāi)發(fā)歷史百花山山體主要由于火山噴發(fā)、剝蝕形成，山勢(shì)高峻挺拔，主峰百花山海拔1991米，最高峰百草畔海拔2050米，為北京市第三高峰。其地質(zhì)環(huán)境獨(dú)特，風(fēng)景優(yōu)美，共分為四大景區(qū)：百花山主峰景區(qū)、百花草甸景區(qū)、望海樓景區(qū)、百草畔景區(qū)。有“百花草畔”、“百花山瀑布”、“萬(wàn)年冰肌”、“古樹(shù)擎天”、“云頂日出”、“冰壁巖柱”、“冰緣城堡”、“云海升騰”、“晚霞映翠”、“七色玉帶”、“金蟾拜月”、“螞蟻山”、“白莽長(zhǎng)嘯”、“松樹(shù)長(zhǎng)廊”等十八處獨(dú)特景觀。3. 野外實(shí)習(xí)研究方法3.1植物識(shí)別3

6、.1.1工具：植物檢索表、舊雜志（用來(lái)夾標(biāo)本）3.1.2地點(diǎn)：林場(chǎng)的四周。3.1.3實(shí)習(xí)方法和步驟：拍照、記錄植物標(biāo)本80100種；利用檢索工具查出科、屬、種名；寫出植物名錄（科、屬、種中文名稱、拉丁文）。3. 2群落類型的線路調(diào)查3.2.1目的：了解研究區(qū)域內(nèi)植物群落類型的基本情況3.2.2方法：線路記載、典型群落類型初步調(diào)查線路記載在起始點(diǎn)統(tǒng)一規(guī)定海拔1200米，隨著行進(jìn)路線的進(jìn)行，在拐點(diǎn)利用海拔儀記錄海拔，GPS記錄拐點(diǎn)之間的距離，手持羅盤記錄拐點(diǎn)之間的方向偏移以及坡度。所得的所有數(shù)據(jù)記入表1中，并根據(jù)表1畫出森林類型線路調(diào)查平面圖和剖面圖（圖1、圖2）。圖2圖1典型群落類型初步調(diào)查在路

7、線記載的同時(shí)，對(duì)沿路五種不同類型的植物群落進(jìn)行初步調(diào)查。喬木層采用角規(guī)控制檢尺的方法，測(cè)量角規(guī)值；再分別測(cè)出樹(shù)高、胸徑。下木層、低被層和中間層采用樣方法，下木層測(cè)繩圍出1個(gè)5m*5m的樣方，調(diào)查其中的灌木和小喬木的蓋度、平均高度、生長(zhǎng)狀況和分布狀況，記入表3。地被層用測(cè)繩圍出5個(gè)1m*1m的小樣方，在其中調(diào)查草本和喬木小苗的蓋度、平均高度、生長(zhǎng)狀況和分布狀況，記入表4。在所調(diào)查林型內(nèi)劃定100范圍，觀察其中的層外植物，逐株記錄它們的種類名稱、蓋度、所在層次、生長(zhǎng)方式（攀緣、附生、寄生）、生長(zhǎng)狀況及分布情況等記入表5 。通過(guò)三天的實(shí)地實(shí)習(xí)和與保護(hù)區(qū)的管理人員的交流我了解到，保護(hù)區(qū)有高等植物700

8、多種，其中菊科、禾本科、薔薇科、豆科、毛茛科、石竹科為大科，每科有30多種植物。植物類型為破壞后待恢復(fù)的山地混合森林生態(tài)系統(tǒng)，是北京山地森林中林相保持得較好的次生林，對(duì)涵養(yǎng)水源，保持水土、維持生態(tài)平衡起到了很大的作用。百花山的森林植被垂直分異明顯，可分四帶：（1）海拔10001200米之間以油松林、遼東櫟類林和油松櫟類混交林為主； （2）海拔12001600米之間以山楊林、樺樹(shù)林為主； （3）海拔16001900米之間以云杉、華北落葉松林和云杉樺樹(shù)針闊葉混交林為主； （4）海拔1900米以上的山脊、山頂則是亞高山草甸。在我們所調(diào)查的林型中，主要有華北落葉松林、遼東櫟林、白樺林。其各種群特點(diǎn)描述

9、如下：樣地1：人工落葉松林本樣地的華北落葉松林為人工林，屬于寒溫帶針葉林，多分布于海拔1100m1600m地段。本樣地土壤為山地棕壤，坡度約為18°。土層厚度一般為50cm左右。地表有2-5cm厚的枯枝落葉層。向下為暗棕灰色腐殖質(zhì)層，厚約15至20cm多為輕壤質(zhì)至中壤質(zhì)。再向下為厚約25至35cm的棕色粘化層，有粘粒積累，土體較粘重，通常為中壤至重壤質(zhì)，核狀或塊狀結(jié)構(gòu)，pH值為6.5至7.0，往往含大量石塊。喬木層郁閉度65，高10至20m，胸徑12至28cm。建群種為華北落葉松，分布廣泛，外貌統(tǒng)一整齊。由于該地段在自然狀況下多發(fā)育著落葉闊葉混交林或落葉闊葉林，因此混生有核桃楸等。下

10、木層植物主要有小花溲疏、接骨木、毛榛、土莊繡線菊、紫枝忍冬、毛葉丁香等耐陰植物組成，蓋度60%，平均高度1.3m。雖然上層喬木郁閉度較高，但發(fā)育仍然較好。接骨木、小花溲疏、紫枝忍冬是優(yōu)勢(shì)種。下木多以隨機(jī)方式分布。地被層植物有：糙蘇、核桃楸小苗、紫枝忍冬小苗、毛榛小苗、茖蔥、牛扁、繡線菊小苗、歪頭菜。蓋度27%，優(yōu)勢(shì)種為牛扁、其次為細(xì)葉苔草。多為群團(tuán)生長(zhǎng)。中間層藤本植物主要是短尾鐵線蓮，多攀爬在灌木或小灌木上生長(zhǎng)，也有的爬地生長(zhǎng)，長(zhǎng)勢(shì)良好。經(jīng)營(yíng)建議：上層喬木長(zhǎng)勢(shì)較好，應(yīng)及時(shí)注意對(duì)林下地被層的維護(hù)。樣地2： 遼東櫟林遼東櫟林屬于落葉闊葉林，種類單一，含有少量其他樹(shù)種混生其中。主要分布在海拔1200

11、-1400米，本調(diào)查區(qū)域位于海拔1340米上下，坡度為14°。土壤類型及土層厚度和特征：處于海拔10001800m的中山地帶，土壤為山地棕壤.土層深厚，但層次過(guò)渡不明顯。上層為中壤質(zhì)，下層為粘壤質(zhì)。喬木層全為遼東櫟，為單優(yōu)種林，外貌統(tǒng)一整齊。樹(shù)高約為7m至13.5m上下，胸徑4-25cm，種內(nèi)差異較大。從以上兩組數(shù)據(jù)可以看出，部分樹(shù)木下層區(qū)域長(zhǎng)勢(shì)不良，可能是種間競(jìng)爭(zhēng)所致，其次便為郁閉度高達(dá)60%所致。灌木層植物有：遼東櫟小苗、胡枝子、土莊繡線菊、大葉白蠟小苗。多為隨機(jī)分布，平均高度78.75cm，蓋度30%，生長(zhǎng)不良，遼東櫟小苗較矮，推測(cè)其因?yàn)榉N內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的原因生長(zhǎng)較慢。地被層植物有：玉

12、竹、小紅菊、苔草、胡枝子、土莊繡線菊、遼東櫟、歪頭菜、丁香、大油芒、穿山龍、多歧沙參。平均高度24.68cm,蓋度66.8%，可見(jiàn)地被層種類豐富，生長(zhǎng)良好。其中優(yōu)勢(shì)種為細(xì)葉苔草。經(jīng)營(yíng)建議：該區(qū)域植物長(zhǎng)勢(shì)較好，形成良好的上林景色。樣地3 白樺林 白樺林主要分布在海拔14001600米，調(diào)查區(qū)域?yàn)楹０?401米，坡度為39°。土壤為山地棕壤。土層深厚，但層次過(guò)渡不明顯。上層為中壤質(zhì)，下層為粘壤質(zhì)。喬木層主要由白樺組成，伴有少量遼東櫟。樹(shù)高10至17m，胸徑10.5至28cm，郁閉度60%。整體樹(shù)高比較整齊，胸徑差異較大。群落外貌復(fù)雜。下木層主要為遼東櫟、胡枝子、華北五角楓、大葉白蠟、土莊

13、繡線菊、山杏、毛榛組成。平均高度502.5cm，總蓋度50.5%。生長(zhǎng)情況一般。上層喬木的小苗較多，更新情況良好地被層層為毛榛、胡枝子、唐松草、三脈紫菀、展枝沙參、歪頭菜、玉竹、三椏繡線菊、鈴蘭、五角楓、遼東櫟(苗)、多歧沙參、細(xì)葉苔草等。平均高度在24.68cm上下，總蓋度66.6%。地被層種類非常豐富，也包含上層喬木的小苗。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)遼東櫟出現(xiàn)在下層而不是中層，可見(jiàn)其更新速度較慢。經(jīng)營(yíng)建議：部分白樺樹(shù)被強(qiáng)行去皮，造成了一定的生態(tài)破壞，建議管理者加大生態(tài)維護(hù)的力度，減少對(duì)樹(shù)種的惡意破壞。3.3森林群落結(jié)構(gòu)特征調(diào)查3.3.1群落最小面積調(diào)查在生態(tài)調(diào)查當(dāng)中，為了得到一份完整的生物種類名錄，通常

14、采用最小面積的方法來(lái)統(tǒng)計(jì)一個(gè)群落或一個(gè)地區(qū)的生物種類名錄。最小面積是指基本上能夠表現(xiàn)出某群落類型植物種類的最小面積。當(dāng)樣方逐漸擴(kuò)大時(shí)，植物種類也會(huì)相應(yīng)增加，但物種增加到一定程度時(shí)，曲線有明顯變緩的趨勢(shì)，這時(shí)所對(duì)應(yīng)的面積稱為最小面積。用作巢法確定群落最小面積（圖3）。圖3 作巢法示意圖 65 4 321 如圖3的順序逐步增加面積直到連續(xù)兩塊地面不再出現(xiàn)新植物為止，得到最小面積。圖4 種-面積曲線圖此次百花山生態(tài)實(shí)習(xí)調(diào)查的群落最小面積為512，是根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)繪制出的種面積曲線示意圖分析得出的。曲線在512處坡度明顯變緩，物種增加的種類明顯減少，過(guò)點(diǎn)1（x,y）及點(diǎn)2（1.1x, 1.1y）的直線在

15、此與曲線相切。所以本組的調(diào)查樣地512為最小的面積（圖4）。通常情況下，組成群落的物種越豐富，其最小面積越大；相反，群落的組成物種越單一，群落最小面積就越小。北方的針葉林最小面積為400,落葉闊葉林為100。本組調(diào)查的樣地為人工的華北落葉松林，相對(duì)于上述兩種林型的最小面積就要小的多，因此可以判斷出本樣地的群落物種是比較單一，比較少的。由于該地段在自然狀況下多發(fā)育著落葉闊葉混交林或落葉闊葉林，因此混生有白樺、遼東櫟等落葉闊葉林的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種。相對(duì)于自然群落而言，人工群落的物種要少很多。在人工確定的建群種栽植完之后，其他植物才陸續(xù)自然的遷入、遷出，物種不斷增多，一定時(shí)間之后達(dá)到自然的動(dòng)態(tài)平衡。由于建群

16、種的單一，勢(shì)必會(huì)造成種群中物種的單一。此片人工林的林齡在30年左右，比較年輕，因此物種也會(huì)較少。3.3.2群落結(jié)構(gòu)特征調(diào)查3.3.2.1固定樣地調(diào)查法（圖5）： 量出20m邊長(zhǎng)的正方形樣地，將其分為16個(gè)5m邊長(zhǎng)的相鄰格子并進(jìn)行編號(hào)。對(duì)樣地中胸徑不小于3cm的喬木進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量指標(biāo)包括樹(shù)種、坐標(biāo)、樹(shù)高、胸徑、冠幅、第一枝下高等。填入表9典型樣地法喬木層調(diào)查記載表。把邊長(zhǎng)20m的正方形樣地劃分成小方塊，便于細(xì)致的調(diào)查和準(zhǔn)確的記錄。圖5 固定樣地調(diào)查法示意圖13.3.2.2下木樣方調(diào)查（圖6）：以5m邊長(zhǎng)相鄰格子為下木樣方，分種記載下木（含層間植物）的名稱、株數(shù)、平均高度、生長(zhǎng)狀況、分布狀況等，記

17、入表10 下木（灌木、幼樹(shù)、藤本）調(diào)查記載表。圖6 固定樣地調(diào)查法示意圖23.3.2.3草本層樣方調(diào)查（圖7）：在每個(gè)5m邊長(zhǎng)相鄰格子內(nèi)設(shè)置5個(gè)1m邊長(zhǎng)草本樣方，四個(gè)角點(diǎn)和一個(gè)中心點(diǎn)。分種記載草本植物的名稱、株數(shù)、平均高度、生長(zhǎng)狀況、分布狀況等，記入表11 活地被物（草本、小灌木）調(diào)查記載表。圖7 固定樣地調(diào)查法示意圖3在20×20m2的樣方中分成5×5m2的小樣方。之后再?gòu)?×5m2樣方的四個(gè)角點(diǎn)和一個(gè)中心點(diǎn)再劃分出1×1m2的小樣方來(lái)進(jìn)行草本地被和小灌木的調(diào)查。20×20 m2的樣方有400 m2大，把其中每株植物都進(jìn)行調(diào)查要耗費(fèi)太多的人力

18、物力，而且也沒(méi)有這種必要。在其中選擇必要的80個(gè)小面積進(jìn)行典型的樣地調(diào)查不但可以提高工作效率，而且調(diào)查出來(lái)的結(jié)果還具有典型性和普遍性，可以用于科學(xué)的分析。因此本次調(diào)查采用這種方法。3.3.3典型樣方法內(nèi)業(yè)計(jì)算根據(jù)以上表9、表10和表11的數(shù)據(jù)記錄，進(jìn)行典型樣方法內(nèi)業(yè)計(jì)算，計(jì)算出種群的重要值和多樣性指數(shù)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的各項(xiàng)重要值和多樣性指數(shù)，對(duì)樣地群落進(jìn)行分析。 相對(duì)密度：該植物種的密度相對(duì)于所有種密度和的百分比。 相對(duì)蓋度 ：該植物種的蓋度相對(duì)于所有種蓋度和的百分 比。 喬木投影蓋度或基蓋度 草本投影蓋度 相對(duì)頻度 ：該植物種的頻度相對(duì)于所有植物種頻度和的百分比。 重要值 (important

19、value) IV=相對(duì)密度+相對(duì)頻度+相對(duì)蓋度（1）重要值分析本組調(diào)查的典型樣地是以華北落葉松為主的人工華北落葉松林。其中混生一些闊葉落葉樹(shù)種，如紅瑞木、華北五角楓等。相比較喬木層而言，下木層的灌木種類就比較豐富，如山茱萸、小花溲疏、毛榛子、六道木、美薔薇、紫枝忍冬、六道木、山楂葉懸鉤子等等。層次豐富，種類繁多。由于上層樹(shù)木的郁閉度較大，因此下層的下木都比較耐蔭，適應(yīng)生長(zhǎng)環(huán)境。從表12可以看出，小花溲疏出現(xiàn)的樣方數(shù)和數(shù)量是最多的，重要值是下木當(dāng)中最高的17.36%。重要值是某個(gè)物種在群落中的地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo)。因此可以判斷在這個(gè)群落下木組成當(dāng)中，小花溲疏可以作為其中的一個(gè)重要的組成部分

20、，在群落當(dāng)中占有重要的地位。在下木當(dāng)中，山茱萸和土莊繡線菊的重要值也比較高，占有較大的比例。從上面的幾種重要值較大的灌木可以看出都是喜蔭或有一定耐蔭性的植物。符合在樣地郁閉度比較大的生態(tài)條件。適應(yīng)環(huán)境最好的植物才可以生長(zhǎng)的最多最好。草本地被的種類要比喬木、下木都要多很多，但是頻度相對(duì)較少。這個(gè)現(xiàn)象符合Raunkiaer頻度公式，群落中低頻度種的數(shù)目較高頻度種的數(shù)目多。重要值較大的是唐松草14.88%、舞鶴草10.59%和華北風(fēng)毛菊7.23%。這和我們調(diào)查時(shí)所看到的情況是一樣的。由于植物之間的相互遮擋，分蓋度一般都會(huì)大于總蓋度，在草本地被的調(diào)查之中尤為明顯。表1 群落物種重要值統(tǒng)計(jì)表：植物名稱重

21、要值（vi）植物名稱重要值（vi）植物名稱重要值（vi）山楊50.2勾齒溲疏16.1胡枝子4.70遼東櫟20.9黃瑞木5.7雞腿堇菜1.18白樺3.7展枝沙參14.16景天三七2.23山楊29.4矮紫苞鳶尾15.26蘭萼香茶菜16.86蒙古櫟23.3艾蒿5.66藜蘆6.62胡枝子38巴天酸模1.68鈴蘭15.90深裂山葡萄1.7半鐘鐵線蓮1.48耬斗菜0.60小花溲疏13.4北烏頭1.88輪葉沙參5.49懸鉤子6.7糙蘇3.53蒙古櫟2.93平榛46.8柴胡1.88毛葉繡線菊1.37穿山龍7.6穿山龍6.37牛扁2.21絨毛繡線菊51.4大葉白蠟3.17披針葉苔草32.74大葉白蠟17.4地萸

22、1.22絨毛繡線菊1.13山荊子5.5多枝沙參1.53三折脈紫菀4.92元寶楓15.5禾本科37.71沙萊0.62山葡萄8.4和尚菜0.99山葡萄1.42鼠李12.7鶴蘭0.99山楊1.01石竹1.43豌豆2.11山楂葉懸鉤子3.17苔草13.54舞鶴蘭1.79迎頭草2.93太平花0.75小紅菊6.69玉竹10.08唐松草16.98懸鉤子4.13元寶楓0.91鐵線蓮0.62銀背風(fēng)毛菊12.17平榛0.69歪頭菜22.54（2）多樣性指數(shù)分析表2 物種多樣性指數(shù)統(tǒng)計(jì)表：?jiǎn)棠緦覦s= 0.5684H=1.4008152Eh= 0.8838160下木層Ds=0.8474052H=3.09425542

23、Eh=0.7735638草本層Ds=0.885375H=0.313588Eh=0.0561486物種的多樣性具有兩種含義：其一是種的樹(shù)木和豐富度，它是指一個(gè)群落或生境中物種數(shù)目的多寡；其二是種的均勻度，它是指一個(gè)群落或生境當(dāng)中全部物種個(gè)體數(shù)目的分配狀況，它反映的是各物種個(gè)體數(shù)目分配的均勻程度。多樣性指數(shù)正是反映豐富度和均勻度的綜合指數(shù)。辛普森多樣性指數(shù)主要表現(xiàn)的是物種的豐富度，香農(nóng)威納多樣性指數(shù)體現(xiàn)了物種的均勻度，用來(lái)描述種的個(gè)體出現(xiàn)的紊亂和不確定性，不確定性越高，多樣性就越高。從表2的數(shù)據(jù)可以看出辛普森指數(shù)從喬木層到草木層依次遞增，物種的多樣性增加。這和調(diào)查時(shí)記錄的物種是相一致的。喬木層的植

24、物種類最少，只有4種；灌木的種類就增加到了14種；而到了草本層就有了39種植物。辛普森指數(shù)的增加幅度也和物種增加的幅度一致，喬木層的0.291下木層增加到了0.897。辛普森指數(shù)最高的草本層，植物最豐富，物種的豐富度最高。香農(nóng)威納指數(shù)表現(xiàn)了物種的均勻度，從喬木層到草本層，香農(nóng)威納指數(shù)也是增加的。因此可以判斷物種的均勻度也是增加的。草本層的物種種類最多，個(gè)體出現(xiàn)的不確定性也越高，多樣性也就越高。3.4林木點(diǎn)四分法調(diào)查（圖8）3.4.1工具： 測(cè)繩、皮尺、圍尺、測(cè)高器、木桿3.4.2調(diào)查方法：在所要調(diào)查的林分中，用測(cè)繩開(kāi)設(shè)幾條線，在線上每隔5米布點(diǎn)。在每個(gè)點(diǎn)上用木桿作一垂線，劃分出四個(gè)象限，在每個(gè)

25、象限中找距點(diǎn)最近的一棵樹(shù)，記載樹(shù)種名稱，點(diǎn)樹(shù)距離、胸徑、樹(shù)高，共計(jì)測(cè)定80個(gè)點(diǎn)，并記入表7 點(diǎn)四分法調(diào)查記錄表。 并進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算，記入表8。圖8 林木點(diǎn)四分法示意圖3.4.3分析 這片林子屬于原生林。從表8可以看出，華北落葉松是建群種，毛葉丁香、山荊子的重要值也比較高。按Raunkiaer頻度定律，B類植物只有落葉松，其他全屬于A類植物。A類植物的數(shù)量明顯多于B類。這片林子屬于次生林，而且所處的位置少有人來(lái)，所以保存完整自然。其中能看到很多枯朽的樹(shù)干，看來(lái)演替還在不斷進(jìn)行。3.5種群空間分布格局分析種群格局采用分布系數(shù)法：S:標(biāo)準(zhǔn)差 m:平均數(shù) x: 樣方中個(gè)體數(shù) f: 出現(xiàn)頻率 N: 樣本總

26、數(shù)方差均值比：1 隨機(jī)分布；1 成群分布；0 均勻分布根據(jù)方差平均值可以把物種的種群格局分為三種：聚集分布、隨機(jī)分布和均勻分布。在自然情況下，聚集分布是最普遍的，均勻分布比較罕見(jiàn)。這與下面的種群格局統(tǒng)計(jì)表統(tǒng)計(jì)出的結(jié)果是相一致的：聚集分布占大多數(shù)，小部分為隨機(jī)分布，均勻分布的情況沒(méi)有出現(xiàn)。表3 種群格局統(tǒng)計(jì)表灌木：種名方差均值比空間分布山楊1.313聚集分布蒙古櫟1.625隨機(jī)分布胡枝子1.143聚集分布深裂山葡萄0.938隨機(jī)分布小花溲疏1.025隨機(jī)分布懸鉤子6.19聚集分布平榛2.981聚集分布穿山龍0.75隨機(jī)分布絨毛繡線菊6.499聚集分布大葉白蠟3.129隨機(jī)分布山荊子0.875聚集

27、分布元寶楓0.687隨機(jī)分布山葡萄1.488隨機(jī)分布鼠李1.75聚集分布勾齒溲疏4.5隨機(jī)分布黃瑞木0.938隨機(jī)分布灌木當(dāng)中聚集分布和隨機(jī)分布的比例大體相等，沒(méi)有非常明顯的偏向。在樣地的調(diào)查中，小花溲疏、美薔薇和土莊花的株數(shù)是比較多的，因此比較容易形成聚集分布的布局類型。相反，太平花、胡枝子的株數(shù)相對(duì)較少，呈隨機(jī)分布的情況。在重要值得分析當(dāng)中，小花溲疏的重要值也是很高的，可以算作下木層的優(yōu)勢(shì)種。由此可以推斷聚集分布是一種比較好的分布形式，有利于物種在自然競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中取得優(yōu)勢(shì)。表4 種群格局統(tǒng)計(jì)表草本：種名方差均值比空間分布展枝沙參6.874聚集分布矮紫苞鳶尾37.637聚集分布艾蒿15.122隨

28、機(jī)分布巴天酸模1.625聚集分布半鐘鐵線蓮5.625聚集分布北烏頭3.75聚集分布糙蘇6.408聚集分布柴胡3.75聚集分布穿山龍2.413聚集分布大葉白蠟3.222聚集分布地萸0.813聚集分布多枝沙參2.25聚集分布禾本科223.766隨機(jī)分布和尚菜1.875聚集分布鶴蘭1.875聚集分布胡枝子2.519聚集分布雞腿堇菜1.479聚集分布景天三七5.326聚集分布蘭萼香茶菜39.46聚集分布藜蘆12.33聚集分布鈴蘭16.496隨機(jī)分布耬斗菜0.938聚集分布輪葉沙參11.361聚集分布蒙古櫟0.958聚集分布毛葉繡線菊3.088聚集分布牛扁8.438聚集分布披針葉苔草91.55聚集分布絨

29、毛繡線菊1.479隨機(jī)分布三折脈紫菀5.256聚集分布沙萊0.938聚集分布山葡萄3.088聚集分布山楊1.875聚集分布山楂葉懸鉤子1.056聚集分布石竹2.288聚集分布苔草56.25聚集分布太平花0.938聚集分布唐松草7.957聚集分布鐵線蓮0.938聚集分布歪頭菜11.194聚集分布豌豆4.688聚集分布種名方差均值比空間分布舞鶴蘭3.75聚集分布小紅菊21.118隨機(jī)分布銀背風(fēng)毛菊12.509聚集分布迎頭草6.563隨機(jī)分布玉竹26.108聚集分布元寶楓1.875聚集分布草本植物的分布形式絕大部分是聚集分布，隨機(jī)分布的很少。隨機(jī)分布的物種都是株數(shù)較少的物種。在草本層激烈的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中，

30、大多數(shù)物種都以聚集分布的方式來(lái)解決，這也可以證明聚集分布是較好的一種分布方式。3.6林內(nèi)外光照強(qiáng)度測(cè)定3.6.1調(diào)查工具：照度計(jì)3.6.2方法：在林內(nèi)每隔3-5米機(jī)械布點(diǎn)20個(gè)，在每個(gè)點(diǎn)上先將探頭舉過(guò)頭頂分四個(gè)方向測(cè)定照度值，然后在胸高位置分四個(gè)方向測(cè)定照度值，記入表16 林內(nèi)照度調(diào)查統(tǒng)計(jì)表。4 總結(jié)分析白樺林4. 1群落的垂直結(jié)構(gòu) 群落垂直結(jié)構(gòu)最直觀的就是它的成層性，一般林型具有喬木層、灌木層、草本層及層外植物幾層。成層現(xiàn)象是群落間以及種群與環(huán)境之間相互競(jìng)爭(zhēng)和相互選擇的結(jié)果。如在陽(yáng)光、空間、水分和礦物質(zhì)之間的爭(zhēng)奪。成層現(xiàn)象擴(kuò)大了植物利用環(huán)境的范圍，提高了同化功能的強(qiáng)度和效率。4.2群落的水平

31、結(jié)構(gòu) 植物群落水平結(jié)構(gòu)的主要特征就是它鑲嵌性，即植物在水平方向的分布不均，從而形成了許多小群落。各種生態(tài)因子，如地形的變化、突然濕度和鹽漬化程度、群落內(nèi)部環(huán)境不一致、動(dòng)物活動(dòng)及人類的影響、光照不均勻等，都會(huì)產(chǎn)生群落水平結(jié)構(gòu)的變化。4. 3重要值分析 由重要值的計(jì)算表可知，在白樺林中，喬木層中的的重要值最大為優(yōu)勢(shì)種，對(duì)此群落結(jié)構(gòu)和群落物理環(huán)境的形成有明顯的控制作用：山楊的重要值與白樺相當(dāng)是此群落中的亞優(yōu)勢(shì)種，在決定群落的性質(zhì)和控制群落環(huán)境方面也起著一定的作用，而糙皮樺、五角楓為伴生喬木種;在灌木層中，大花溲疏的重要值最大，為主要的半生灌木，其他的半生灌木有忍冬、萊木、六道木、胡枝子；在草本層中，

32、細(xì)葉苔草為主要伴生草本，其他的伴生草本有華北蔞斗菜、鈴蘭和糙蘇。4.4多樣性分析 通過(guò)種的株數(shù)多樣性統(tǒng)計(jì)表、種的重要值統(tǒng)計(jì)表還有其他三組的數(shù)據(jù)，可以總結(jié)出物種多樣性的一些變化規(guī)律：對(duì)于不同群落或者相同的群落，隨著海拔的升高，物種的豐富度在減小、物種的多樣性值也在減小，這是由于隨著海拔的升高，溫度降低，其他環(huán)境相對(duì)惡劣因此能夠適應(yīng)的物種數(shù)量減少。4.5森林更新演替趨勢(shì)分析 森林群落由不同種類的植物所組成，森林演替的實(shí)質(zhì)是樹(shù)種生長(zhǎng)、發(fā)育、傳播和死亡的過(guò)程，即一個(gè)樹(shù)種被另一個(gè)樹(shù)種替代的過(guò)程。因此，研究樹(shù)種在森林群落中所處的空間和時(shí)間位置，可以近似地說(shuō)明該群落在演替過(guò)程中的位置和發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)調(diào)查，所

33、調(diào)查的群落中，內(nèi)樹(shù)種在各層次中的位置、數(shù)量和生長(zhǎng)狀況并結(jié)合樹(shù)種的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性及其生長(zhǎng)的立地條件進(jìn)行綜合分析，確定群落中哪些樹(shù)種是進(jìn)展種和衰退中，這樣就可以從時(shí)間上和空間上了解群落的演替過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，衰退種將在未來(lái)的群落中被淘汰掉，進(jìn)展種標(biāo)志著森林演替的趨勢(shì)，鞏固種將是重要的伴生樹(shù)種。4. 6種的空間格局分析 從空間分布格局調(diào)查表可以看出白樺林的物種個(gè)體樹(shù)木分配是比較均勻的。種群空間分布格局是影響群體發(fā)展的主要因素之一，它從客觀數(shù)量基礎(chǔ)上說(shuō)明群落演替動(dòng)態(tài)。在時(shí)間上，分布格局有助于解決群落抽樣問(wèn)題，預(yù)測(cè)種群校長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)。此外分布格局可提供控制種的分布的環(huán)境因子的一種工具?？勺鳛槿斯ぴ炝诌M(jìn)行植

34、株配置的依據(jù)。要求了解群落種群空間分布格局的研究方法，掌握調(diào)查的步驟和計(jì)算方法，理解和分析種群空間分布格局的原因。5 野外實(shí)習(xí)工作總結(jié)5.1 小組分工5.1.1外業(yè)工作第一天：森林線路調(diào)查及沿線典型林型調(diào)查孫帥 郝玉 王亞楠：森林線路記錄 各個(gè)拐點(diǎn)角度和坡度的測(cè)量高源：?jiǎn)棠緦诱{(diào)查樹(shù)高、角規(guī)值呂悠：?jiǎn)棠緦诱{(diào)查測(cè)郁閉度、角規(guī)值張峰：?jiǎn)棠緦诱{(diào)查測(cè)量胸徑、冠幅張欣 樊可 高飛：下木、草本層、層外植物樣方法調(diào)查洪嵐 滿新：隨路跟老師學(xué)習(xí)植物的認(rèn)識(shí)和植物拍照第二天：樣地法測(cè)群落特征結(jié)構(gòu)和群落最小面積測(cè)定張欣 樊可：群落最小面積的測(cè)量和部分下木調(diào)查及草本調(diào)查王亞楠 洪嵐 ：部分下木調(diào)查及草本調(diào)查滿新 高飛:

35、 識(shí)別植物和部分草本調(diào)查高源 呂悠 孫帥 ：拉測(cè)繩，部分喬木的調(diào)查郝玉 張峰：部分喬木的調(diào)查 記錄第三天：四分法測(cè)群落結(jié)構(gòu)特征高源 呂悠：拉測(cè)繩，測(cè)照度，記錄孫帥 張峰：拉測(cè)繩，測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，記錄全體女生：測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，記錄5.1.2內(nèi)業(yè)工作滿 新：匯總所有數(shù)據(jù)，寫小組報(bào)告高 飛：100種植物整理，表3.表4表5樊 可：表3.表4表5 表6洪 嵐：植物照片整理，表10郝 玉：表1 部分表7王亞楠：部分表7 表8 部分表11張 欣：部分表7 表11張 峰：表9 部分表11呂 悠：表2 部分表11 表12 表17孫 帥、高 源：部分表11 表13 表14 表15 表165.2 實(shí)習(xí)心得體會(huì)這是我們第一次在外露宿實(shí)習(xí)，可謂是與大自然真正的親密接觸。我們感受到的不僅是各種各樣的草，千奇百怪的樹(shù)，還有那個(gè)百聞不如一見(jiàn)的百花草畔。而且，我們更親切地感受到同學(xué)之間許久未有的合作與團(tuán)結(jié)，還有指導(dǎo)老師們孜孜不倦和親切教誨。當(dāng)然，我們也算是“歷經(jīng)磨難”，戰(zhàn)勝百花山的高度與陡峭，還有自己固有的疲倦與懶惰。才會(huì)得到百花草畔那種豐盛的“果實(shí)”。種種感受看來(lái)，我們這次實(shí)習(xí)看來(lái)是受益匪淺。雖然我們以前對(duì)植物的認(rèn)識(shí)幾乎是零，但毫不影響我們對(duì)那些植物