第四部分植物生態(tài)學(xué)實(shí)習(xí)

1、第四部分 植物生態(tài)學(xué)實(shí)習(xí)一、環(huán)境調(diào)查在植物生態(tài)學(xué)野外實(shí)習(xí)或調(diào)查過程中，必需對(duì)所要調(diào)查的植物或植物群落的周圍環(huán)境條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和記錄，其目的是為了更好地考察、研究環(huán)境與植物或植物群落的關(guān)系。一般來說，應(yīng)該對(duì)海拔、坡向、坡度、環(huán)境狀況、人為干擾、群落類型等做較為詳細(xì)地調(diào)查和記錄。1海拔的測(cè)定應(yīng)用海拔儀可對(duì)所在地的海拔進(jìn)行測(cè)定。但應(yīng)注意的是：在使用海拔儀以前，必須在已知的海拔地點(diǎn)校正海拔儀的準(zhǔn)確測(cè)高，然后才能使用海拔儀。由于海拔儀的工作受氣壓影響很大，所以晴天和陰天所測(cè)海拔略有差異，應(yīng)給予必要的校正。 海拔儀中外圈的數(shù)字(0999)表示海拔高度0999 m，而900數(shù)字下方的橢圓形中的數(shù)字表示km

2、。如果橢圓形的指針在0和l之間，長(zhǎng)指針?biāo)傅耐馊?shù)字就是當(dāng)?shù)氐暮０胃叨?；如果橢圓形的指針在l和2之間，當(dāng)?shù)氐暮０胃叨葎t是1000加上長(zhǎng)指針?biāo)傅耐馊?shù)字，例如，橢圓形的指針在1和2之間，而長(zhǎng)指針?biāo)傅耐馊?shù)字為610，那么當(dāng)?shù)氐暮０胃叨染褪?610 m；如果橢圓形的指針在2和3之間，當(dāng)?shù)氐暮０胃叨葎t是2000加士長(zhǎng)指針?biāo)傅耐馊?shù)字；依此類推。坡向的測(cè)定 用一般的羅盤儀可對(duì)所在地的坡向進(jìn)行測(cè)定。站在坡面上，面對(duì)整個(gè)坡下，手持羅盤儀，使之保持水平狀態(tài)，并使羅盤儀與自己的身體呈垂直狀態(tài)，然后從羅盤儀上讀數(shù)。注意：纏有紫色銅絲的指針(S極)無論在什么時(shí)候都指的是南，而另一指針(N極)指的是北。 羅盤

3、儀中有0360的刻度，認(rèn)真思考指針和刻度之間的關(guān)系，就不難看出自己腳下坡面的坡向。例如，S極所指數(shù)字為235，N極所指數(shù)字為45，那么坡向應(yīng)該是北坡偏東45，記作N45E。又例如，S極所指數(shù)字為130，N極所指數(shù)字為310，那么坡向應(yīng)該是西坡偏北40，記作W40N。坡度的測(cè)定用一般的羅盤儀可對(duì)所在地的坡度進(jìn)行測(cè)定。站在坡面上，面對(duì)整個(gè)坡下，將羅盤儀豎起，使羅盤儀中底部的半圈數(shù)字向下。讓羅盤儀有鏡的一方向外，并使羅盤儀的上部平面與坡面呈平行狀態(tài)，右手板動(dòng)羅盤儀背部的杠桿，使得羅盤儀中長(zhǎng)型水平管中氣泡居中，此時(shí)長(zhǎng)型水平管下方的指針?biāo)甘镜臄?shù)字便是該坡面的坡度。二、取樣面積的確定 1目的 通過特定群

4、落種一面積曲線的繪制，掌握確定樣方面積的方法。 2材料準(zhǔn)備 鋼卷尺、皮圈尺、方格紙、記錄表格等。 3一般說明 此法開始使用小樣方(草本群落用10×10cm、灌木群落用20×20cm、喬木群落用l×lm)，隨后用一組逐漸成倍擴(kuò)大的CEPE巢式樣方逐一調(diào)查每個(gè)樣方，統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣方內(nèi)的植物種數(shù)，然后以種的數(shù)目為縱坐標(biāo)，樣方面積為橫坐標(biāo)，繪制種一面積曲線。此曲線開始陡峭上升，而后水平延伸，有時(shí)會(huì)再次上升。曲線開始平伸的一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的面積即群落取樣的最小面積，也可以將85的種出現(xiàn)的面積做為群落取樣的最小面積，它可以做為樣方大小的初步標(biāo)準(zhǔn)。楊寶珍等(1964)對(duì)內(nèi)蒙古羊草、大針茅

5、草原進(jìn)行過此類測(cè)定，最初樣方面積為1100 m2，依次擴(kuò)大為116，l8，14，l2，1，4，8和16 m2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，12 m2已達(dá)曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，面積再擴(kuò)大110，種數(shù)增加不超過5%。法國CEPE的生態(tài)學(xué)工作者用標(biāo)準(zhǔn)化了的巢式樣方研究世界各地不同草本植被類型的種類數(shù)目特征，所用樣方面積最初為164 m2，之后依次為l4，12，l，2，4，8，16，32，64，128，256，512 m2等。三、取樣數(shù)量的確定 1目的 通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)所要調(diào)查的植物群落外貌特征，對(duì)所需要的取樣數(shù)量的可靠性作一些詳細(xì)的考察，并掌握確定取樣數(shù)量的方法。 2材料準(zhǔn)備樣方框，鋼卷尺，皮尺、記錄紙等。 3一般說明 取

6、樣是生態(tài)學(xué)研究中最重要的工作之一，也是常常易被疏忽的部分。因?yàn)榛跇颖镜哪承┙Y(jié)論常用于作為整體種群的假設(shè)上，所以取樣步驟必須正確，否則判斷就會(huì)無效。另一方面，需要確定樣本是否已經(jīng)確切地反映了群落物種組成時(shí)，必須進(jìn)行不同的調(diào)查。一種可能的調(diào)查是根據(jù)物種面積曲線，此曲線常用于限定最小面積，以得到植物群落結(jié)構(gòu)和特定物種組成數(shù)調(diào)查的最小面積。最小面積概念是了解植被同質(zhì)性的基礎(chǔ)，又是植被分類和制圖的一種重要概念（GreigSmith，1964；Hopins，1957；Shimwell，1971）。較近期的調(diào)查研究中使用的最小樣方數(shù)量概念顯然與面積有關(guān)。經(jīng)驗(yàn)調(diào)查已證明，物種與樣方數(shù)量間的相互關(guān)系，所提供的

7、曲線與物種面積曲線類似，并進(jìn)而證明了曲線上的等點(diǎn)（即物種數(shù)與樣方數(shù)量等量時(shí)的點(diǎn)）能用于限定所需樣方的最小數(shù)量。曲線在等點(diǎn)以下表示物種數(shù)隨樣方數(shù)迅速增加，等點(diǎn)以上樣方數(shù)隨物種數(shù)迅速增加。4實(shí)驗(yàn)步驟 （1）學(xué)生成對(duì)工作。在指定的植被類型處，用平方米樣方框隨機(jī)取100個(gè)樣方，鑒定并記錄每樣方內(nèi)全部物種。分類困難的物種可編號(hào)，保留樣本待后鑒定。 （2）記錄物種數(shù)的同時(shí)，選一個(gè)普通種最好是選全部樣方中都有的種。同學(xué)們要觀察這一物種特定的形態(tài)特性，即高度、花數(shù)、每樣方內(nèi)的個(gè)體數(shù)量，所選擇的特性取決于物種，但必須始終容易測(cè)定的特性，能在每個(gè)樣方中進(jìn)行記錄的特性。（3）回實(shí)驗(yàn)室，從1開始繪制物種樣方數(shù)曲線圖，

8、確定等點(diǎn)。測(cè)算樣方2以上及10，20，30，40，50，60，70，80，90，100樣方的變動(dòng)均數(shù)，標(biāo)在圖上。另外，計(jì)算均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤（用均數(shù)的百分值表示），并以此對(duì)樣方數(shù)作圖（Greigsmith，1964）。 （4）整理班組結(jié)果，比較一個(gè)群落中及不同群落之間的結(jié)果。注意不同群落的物種樣方數(shù)曲線之間的差異。這些差異告訴我們什么？什么因子可能影響這些曲線？等點(diǎn)的停止處是否有回縮？四、樣方取樣法1目的掌握用樣方法調(diào)查群落數(shù)量特征的方法，并對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，達(dá)到識(shí)別群落的目的。2材料準(zhǔn)備樣方框、鋼卷尺、皮卷尺、記錄紙等。3一般說明有若干技術(shù)可用來取得陸生植物群落結(jié)構(gòu)、組成的定量數(shù)據(jù)。然而，最廣泛

9、應(yīng)用的技術(shù)乃是樣方或標(biāo)準(zhǔn)大小的樣地抽樣。樣方抽樣技術(shù)適用于植物群落的所有主要類型，也一樣適用于研究固著或不動(dòng)的動(dòng)物群落。樣方抽樣的細(xì)則，包括樣地大小、形狀、數(shù)目和排列等，必須取決于要抽樣群落的特定類型，和所預(yù)期的數(shù)據(jù)種類為基礎(chǔ)。Oosting(1956)很好地討論過關(guān)于設(shè)計(jì)樣方抽樣程序·樣地大小和形狀樣地大小的確定應(yīng)以抽樣植物的大小和密度為基礎(chǔ)，樣地應(yīng)當(dāng)足夠的大，以包括有足夠的個(gè)體數(shù)。但又要足夠小到便于區(qū)分、計(jì)數(shù)和測(cè)定現(xiàn)存?zhèn)€體，避免由于重復(fù)或漏掉個(gè)體而產(chǎn)生的混亂。建議草本植物的樣地大小為1m。，灌木或高超過3 m的小樹群落為1020 m2，森林喬木群落為100 m2 (Oosting

10、，1956)。樣地形狀與設(shè)置樣地的方便和抽樣效率很有關(guān)系。在低矮的群落中，樣圓很容易用一個(gè)作為圓心的棍和自由轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑線來設(shè)置。用量衣卷尺做成的半徑線，可以很快確定所希望大小的任何樣圓?？紤]到效率，不少研究者 (Bormann，1958；Clapham，1932；Pechanec和Stewart，1940) 證明長(zhǎng)方形樣地比同樣數(shù)目同樣面積的正方形樣地能更精確地完成植被組成的分析。當(dāng)樣地的長(zhǎng)軸方向調(diào)整到平行于抽樣群落內(nèi)環(huán)境梯度的軸，則尤為可靠。樣地?cái)?shù)目和排列樣地?cái)?shù)目最低限度必須充分囊括該群落大部分現(xiàn)存種。該數(shù)目可用半客觀的辦法來決定，即抽樣時(shí)畫出種一面積曲線。曲線由累計(jì)種的總數(shù)對(duì)樣地?cái)?shù)為座標(biāo)畫

11、成，種一面積曲線一般在開始時(shí)上升很陡，因?yàn)樽畛跻恍拥亟沂竞芏嘈碌姆N，但曲線逐漸變平，表示增加的樣地只能揭示少數(shù)新的種。一個(gè)適合的抽樣數(shù)一般應(yīng)當(dāng)位于曲線的后半部分。抽樣的適當(dāng)程度可以進(jìn)一步在抽樣完成后在該群落巡走一遍，記下樣地內(nèi)未計(jì)入的種及其多度和蓋度。群落內(nèi)抽樣地點(diǎn)應(yīng)系統(tǒng)地或隨機(jī)地加以選擇。系統(tǒng)的抽樣程序要求以相等的間隔占滿整個(gè)群落。采用這方式時(shí)，比如樣地可以以均勻的間距設(shè)置在穿過整個(gè)群落的幾條相等間距的帶上。樣地系統(tǒng)排列比較容易，并且一些學(xué)者認(rèn)為能得到該群落真實(shí)特征的極其近似值(GreigSmith，1964)。然而為了對(duì)抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的統(tǒng)計(jì)分析，樣方地點(diǎn)必須隨機(jī)選出。4實(shí)驗(yàn)步驟樣地設(shè)置

12、后，每46人一組。在選定的樣地上進(jìn)行調(diào)查，鑒定和測(cè)定個(gè)體植物。必須設(shè)計(jì)出武斷的標(biāo)準(zhǔn)來區(qū)分在樣地邊緣的植物是否包括在內(nèi)或在外。例如，植物的根基大半位于樣地境內(nèi)，則可計(jì)入并當(dāng)作完全在境內(nèi)的來測(cè)定。如植物大半位于外邊，則可完全不包括它。在樣地內(nèi)應(yīng)測(cè)定植物基面積、胸 (距地面13 m處) 面積或植冠覆蓋面積，對(duì)大的木本植物講，應(yīng)當(dāng)測(cè)定樹干的直徑或圓周，其面積可以從相關(guān)的換算表中得到。對(duì)較小形的植物，應(yīng)測(cè)定葉部植冠的直徑，植物的覆蓋面積也可以從相關(guān)的換算表得到。 在整理數(shù)據(jù)時(shí)，確定各個(gè)種的密度、優(yōu)勢(shì)度和頻度值。密度反映單位面積的個(gè)體數(shù)，優(yōu)勢(shì)度反映單位面積的植株底面積或植冠覆蓋面積，頻度反映包含該種樣地的樣地?cái)?shù)目。對(duì)一定的種，這些值各以絕對(duì)方式或以表示該種的值對(duì)所有種的百分比的相對(duì)方式來表示。密度、優(yōu)勢(shì)度和頻度的相對(duì)值可以合并為一個(gè)綜合值（重要值)，即該種以此三種不同測(cè)量值所反映其在群落中的重要性。這些不同的測(cè)定值按下列各式確定：密度個(gè)體數(shù)目樣地面積相對(duì)密度一個(gè)種的密度所有種的總密度×100%