生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課件

生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)1一生態(tài)學(xué)野外調(diào)查方法野外調(diào)查是生態(tài)學(xué)，特別是植物群落生態(tài)學(xué)研究的基本方法。由于植物群落生態(tài)研究地域性很強(qiáng)，不同的國(guó)家和地區(qū)形成了不同的研究傳統(tǒng)，從而形成了植物群落學(xué)研究的學(xué)派——法瑞學(xué)派、蘇聯(lián)學(xué)派、英美學(xué)派。現(xiàn)在影響依然很大的當(dāng)屬法瑞學(xué)派和英美學(xué)派。一生態(tài)學(xué)野外調(diào)查方法2植被調(diào)查的準(zhǔn)備工作1背景資料準(zhǔn)備（1）調(diào)查研究之初必須明確目的、要求、對(duì)象、范圍、深度、工作時(shí)間、參加的人數(shù)，所采用的方法及預(yù)期所獲的成果；（2）對(duì)調(diào)查研究地和對(duì)象的前人研究工作要盡可能的收集資料，加以熟悉，甚至是一些片段的、不完全的資料也好，有旅行家札記、縣志、地區(qū)名錄等等都可以收集。（3）對(duì)相關(guān)學(xué)科的資料也要收集，如地區(qū)的氣象資料、地質(zhì)資料、土壤資料、地貌水文資料、林業(yè)、畜牧業(yè)以及社會(huì)、民族情況等。植被調(diào)查的準(zhǔn)備工作1背景資料準(zhǔn)備32野外調(diào)查設(shè)備的準(zhǔn)備海拔表、地質(zhì)羅盤、GPS,大比尺地形圖、望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)、測(cè)繩、鋼卷尺、植物標(biāo)本夾、枝剪、手鏟、小刀、植物采集記錄本、標(biāo)簽、樣方記錄用的一套表格紙，方格繪圖紙、土壤剖面的簡(jiǎn)易用品等等。2野外調(diào)查設(shè)備的準(zhǔn)備43.調(diào)查記錄表格的準(zhǔn)備3.調(diào)查記錄表格的準(zhǔn)備5群落名稱野外編號(hào)記錄者日期室內(nèi)編號(hào)樣地面積地點(diǎn)海拔高度

坡向坡度群落高

總蓋度主要層優(yōu)勢(shì)種群落外貌特點(diǎn)小地形及樣地周圍環(huán)境分層及各層特點(diǎn)層高度層蓋度層高度層蓋度層高度層蓋度層高度層蓋度層高度層蓋度突出的生態(tài)現(xiàn)象地被物情況此群落還分布于何處人為影響方式和程度群落動(dòng)態(tài)群落名稱野外編號(hào)記錄者日期室內(nèi)編號(hào)樣地面積地點(diǎn)海拔高度6植物群落野外樣地記錄表（表頭設(shè)計(jì)）

群落名稱

樣地面積

野外編號(hào)

第

頁(yè)層次名稱

層高度

層蓋度

調(diào)查時(shí)間

記錄者

編號(hào)多優(yōu)度—群集度植物名稱高度（m）粗度（cm）物候期生活力生活型附記一般最高一般最大通用表植物群落野外樣地記錄表（表頭設(shè)計(jì)）

群落名稱7喬木層野外樣方調(diào)查表（表頭設(shè)計(jì)）

群落名稱

樣地面積

野外編號(hào)

第

頁(yè)層次名稱

層高度

層蓋度

調(diào)查時(shí)間

記錄者

編號(hào)植物名稱高度株數(shù)蓋度物侯期生活力附記分表灌木層野外樣方調(diào)查表

群落名稱

樣地面積

野外編號(hào)

第

頁(yè)層次名稱

層高度

層蓋度

調(diào)查時(shí)間

記錄者

編號(hào)植物名稱高度（m）冠徑（m）叢徑（m）株叢數(shù)蓋度（%）物候期生活力附記一般最高一般最大一般最大喬木層野外樣方調(diào)查表（表頭設(shè)計(jì)）

群落名稱8草木層野外樣方調(diào)查表

群落名稱

樣地面積

野外編號(hào)

第

頁(yè)層次名稱

層高度

層蓋度

調(diào)查時(shí)間

記錄者

編號(hào)植物名稱花序高（m）葉層高（cm）冠徑（cm）叢徑（cm）株叢數(shù)蓋度（%）物候期生活力附記一般最高一般最高一般最高一般最高草木層野外樣方調(diào)查表

群落名稱9一般原則（1）一般了解，重點(diǎn)深入，并設(shè)點(diǎn)對(duì)照。（2）大處著眼，小處著手；動(dòng)態(tài)著眼，靜態(tài)著手；全面著眼，典型著手。（3）三個(gè)一致性：外貌結(jié)構(gòu)一致性，種類成分一致性，生境特點(diǎn)一致性。（4）6個(gè)特征要接近：①種類成分要接近；②結(jié)構(gòu)形態(tài)要接近；③外貌季相要接近；④生態(tài)特征要接近；⑤群落環(huán)境要接近；⑥外界條件要接近。選樣原則

典型選樣：即按主觀的要求選樣。定距或系統(tǒng)選樣：按一定距離或一定方式選樣。隨機(jī)選樣：任意的、不規(guī)則的選樣。這一學(xué)派常常在一片群落地段上系統(tǒng)或隨機(jī)選樣，

一般原則選樣原則

典型選樣：即按主觀的要求選樣。10種—面積曲線的編繪樣方調(diào)查是野外生態(tài)學(xué)最常用的研究手段。要進(jìn)行樣方調(diào)查，首先要確定樣方面積。樣方面積一般應(yīng)不小于群落的最小面積。所謂最小面積，就是最少有這樣大的空間，才能包含組成群落的大多數(shù)植物種類。最小面積通常是根據(jù)種—面積曲線的繪制來(lái)確定的。取樣方法樣地法樣地法通常是在群落內(nèi)圈出一定面積，稱樣方，對(duì)樣方內(nèi)的生物進(jìn)行調(diào)查的方法。樣方的大小和數(shù)目根據(jù)群落的不同而不同。樣地法無(wú)樣地法種—面積曲線的編繪取樣方法樣地法樣地法11在擬研究群落中選擇植物生長(zhǎng)比較均勻的地方，用繩子圈定一塊小的面積。對(duì)于草本群落，最初的面積為10×10cm，對(duì)于森林群落則至少為5×5m。登記這一面積中所有植物的種類。然后，按照一定的順序成倍擴(kuò)大，每擴(kuò)大一次，就登記新增加的植物種類。開始，植物種類數(shù)隨著面積擴(kuò)大而迅速增加，逐步面積增加但數(shù)目降低，最后面積擴(kuò)大時(shí)植物種類很少增加。樣方面積擴(kuò)大的方式關(guān)于面積的擴(kuò)大，巢式樣方法。即在研究草本植被類型的植物種類特征時(shí)，所用樣方面積最初為1/64平方米，之后依次為1/2,1,2,4,8,16,32,64,128,256,512平方米，依次記錄相應(yīng)面積中物種的數(shù)量。把含樣地總種數(shù)84%的面積作為群落最小面積。在擬研究群落中選擇植物生長(zhǎng)比較均勻的地方，用繩子圈定一塊小的12順序面積m2種類11/64

21/32

31/16

41/8

51/4

61/2

71

82

94

108

1116

1232

1364

14128

15256

16……順序面積m2種類13一般環(huán)境條件越優(yōu)越，群落的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，組成群落的植物種類就越多，相應(yīng)地最小面積就越大。如在我國(guó)西雙版納熱帶雨林群落，最小面積至少為2500平方米，其中包含的主要高等植物多達(dá)130種，而在東北小興安嶺紅松林群落中，最小面積約400平方米，包含的主要高等植物有40余種，在戈壁草原，最小面積只要1平方米左右，包含的主要高等植物可能在10種以內(nèi)。群落類型與最小面積熱帶雨林：2500㎡南亞熱帶常綠闊葉林：1200㎡中亞熱帶常綠闊葉林：700-500㎡常綠針葉林：100-200㎡一般環(huán)境條件越優(yōu)越，群落的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，組成群落的植物種類就越14樣方，即方形樣地，是面積取樣中最常用的形式，也是植被調(diào)查中使用最普遍的一種取樣技術(shù)。樣方的大小、形狀和數(shù)目，主要取決于所研究群落的性質(zhì)。一般地，群落越復(fù)雜，樣方面積越大，形狀也多以方形為多，取樣的數(shù)目一般也不少于3個(gè)。取樣數(shù)目越多，取樣誤差越小。野外做樣方調(diào)查時(shí)，如果樣方面積較大，多用樣繩圍起樣方；如果樣方面積較小，可用多個(gè)1米的硬木條折疊尺，經(jīng)固定擺放圍起即可。樣方法樣方的種類很多：（1）記名樣方精確地測(cè)定多度（2）面積樣方認(rèn)識(shí)群落的蓋度、顯著度（3）重量樣方研究其中各類植物的地下或地上生物量（4）永久樣方進(jìn)行追蹤研究樣方，即方形樣地，是面積取樣中最常用的形式，也是植被調(diào)查中使15為了研究環(huán)境變化較大的地方，以長(zhǎng)方形作為樣地面積，而且每個(gè)樣地面積固定，寬度固定，幾個(gè)樣地按照一定的走向連接起來(lái)，就形成了樣帶。樣帶的寬度在不同群落中是不同的，在草原地區(qū)10—20厘米左右，灌木林1-5米左右，森林10-30米。樣帶法用一條繩索系于所要調(diào)查的群落中，調(diào)查在繩索一邊或兩邊的植物種類和個(gè)體數(shù)。它往往根據(jù)被樣線所截的植物個(gè)體數(shù)目、面積等進(jìn)行估算。樣線法無(wú)樣地法是不設(shè)立樣方，而是建立中心軸線，標(biāo)定距離，進(jìn)行定點(diǎn)隨機(jī)抽樣。無(wú)樣地法有很多具體的方法，有最近個(gè)體法、近鄰法、隨機(jī)成對(duì)法和中心點(diǎn)四分法，比較常用的是中點(diǎn)象限法。無(wú)樣地取樣法樣帶法用一條繩索系于所要調(diào)查的群落中，調(diào)查在繩索一邊或兩邊的16在一片森林地上設(shè)若干定距垂直線（借助地質(zhì)羅盤用測(cè)繩拉好）。在此垂直線上定距（比如15米或30米）設(shè)點(diǎn)。各點(diǎn)再設(shè)短平行線形成四分之象限，在一片森林地上設(shè)若干定距垂直線（借助地質(zhì)羅盤用測(cè)繩拉好）。在17

多優(yōu)度—群聚度的估測(cè)及其準(zhǔn)則

群落特征的描述和度量多優(yōu)度等級(jí)（即蓋度—多度級(jí)，共6級(jí)，以蓋度為主結(jié)合多度）：5：樣地內(nèi)某種植物的蓋度在75%以上者（即3/4以上者）4：樣地內(nèi)某種植物的蓋度在50~75%以上者（即1/2~3/4）；3：樣地內(nèi)某種植物的蓋度在25~50%者（即1/4~1/2者）；2：樣地內(nèi)某種植物的蓋度在5~25%者（即1/20~1/4者）；1：樣地內(nèi)某種植物的蓋度在5%以下，或數(shù)量尚多者；+：樣地內(nèi)某種植物的蓋度很少，數(shù)量也少，或單株群聚度等級(jí)（5級(jí)，聚生狀況與蓋度相結(jié)合）5：集成大片，背景化；4：小群或大塊；3：小片或小塊：2：小叢或小簇：1：個(gè)別散生或單生。

多優(yōu)度—群聚度的估測(cè)及其準(zhǔn)則群落特征的描述和度量多優(yōu)度18物候期的記錄這是全年連續(xù)定時(shí)觀察的指標(biāo)，群落物候反映季相和外貌，故在一次性調(diào)查之中記錄群落中個(gè)種植物的物候期仍有意義。在草本群落調(diào)查中，則更顯得重要。物候期的劃分和記錄方法各種各樣，有分五個(gè)物候期的，如營(yíng)養(yǎng)期、花蕾期、開花期、結(jié)實(shí)期、休眠期。我們經(jīng)過多年實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)以分為以下6個(gè)物候期記錄為好：1.營(yíng)養(yǎng)期：——或者不記；2.花蕾期或抽穗期：∨；3.開花期或孢子期：O（可再分：初花?；盛花O：末花C）4.結(jié)果期或結(jié)實(shí)期：+（可再分：初果┴；盛果+；末果┬）

5.落果期、落葉期或枯黃期：﹌﹌（常綠落果﹌﹌）6.休眠期或枯死期：∧（一年生枯死者可記X）如果某植物同時(shí)處于花蕾期、開花期、結(jié)實(shí)期，則選取一定面積，估計(jì)其一物候期達(dá)50%以上者記之，其它物候期記在括符中，例如開花期達(dá)50%以上者，則記O（V，+）。

物候期的記錄

5.落果期、落葉期或枯黃19生活型類別及識(shí)別準(zhǔn)則高位芽植物（Ph）：高位芽植物(Meg.Ph)：高30米以上常綠大高位芽植物(E.Meg.Ph)；落葉大高位芽植物(D.Meg.Ph)高位芽植物(Mes.Ph)：高7.5（或8）—30米常綠中高位芽植物(E.Mes.Ph)，落葉中高位芽植物(D.Mes.Ph)小高位芽植物(Mic.Ph)：高2—7.5（或）8米常綠小高位芽植物(E.Mic.Ph)，落葉小高位芽植物(D.Mic.Ph)矮高位芽植物(N.Ph)：0.25—2米常綠矮高位芽植物(E.N.Ph)，落葉矮高位芽植物(D.N.Ph)地上芽植物(Ch)：過冬芽位于地上0~25厘米處，例如高山的矮小墊狀植物，干旱地區(qū)的矮小灌木及半灌木地面芽植物(H)：過冬芽處于地面，地上部分一直枯死到土壤表面，地下部分都活著，芽常由枯葉所保護(hù)。例如大部分多年生草本，多數(shù)蕨類植物，冬枯的草質(zhì)藤本地表附近植物等等。地下芽植物(G)：過冬芽處于地下或水中。如多年生的根莖、塊莖、塊根、鮮莖等地下芽植物，部分根莖的蕨類植物，決大部分的水生植物；個(gè)別草質(zhì)藤本植物等。一年生植物(T)：種子過冬植物。例如一年生植物，包括個(gè)別的二年生植物。生活型類別及識(shí)別準(zhǔn)則20

胸徑和基徑的測(cè)量胸徑指樹木的胸高直徑(dbh)大約指距地面1.3米處的樹干直徑基徑是指樹干基部的直徑，是計(jì)算顯著度時(shí)必須要用的數(shù)據(jù)，一般樹干直徑的測(cè)量位置是距地面30厘米處。樹高和干高的測(cè)量樹高指一棵樹從平地到樹梢的自然高度（彎曲的樹干不能沿曲線測(cè)量）。干高即為枝下高，是指此樹干上最大分枝處的高度，這一高度大致與樹冠的下緣接近

冠幅、冠徑和叢徑的測(cè)量冠幅指樹冠的幅度，專用于喬木調(diào)查時(shí)樹木的測(cè)量，嚴(yán)格測(cè)量時(shí)要用皮尺，選通過樹干在樹下量樹冠投影的長(zhǎng)度，然后再通過樹干與長(zhǎng)度垂直量投影的樹冠的寬度。例如長(zhǎng)度為4米，寬度為2米，則記錄下此株樹的冠幅為4×2米。冠徑和叢徑均用于灌木層和草本層的調(diào)查，測(cè)量冠徑和叢徑的目的在于對(duì)此群落中的各種灌木和草本植物的固化面積。冠徑指植冠的直徑，用于不成叢的單株散生的植物種類，測(cè)量時(shí)以植物種為單位，選測(cè)一個(gè)平均大?。粗械却笮。┑闹补谥睆?，如同測(cè)胸徑一樣，記一個(gè)數(shù)字即可，然后再選一株植冠最大的植株測(cè)量直徑記下數(shù)字。叢徑指植物成叢生長(zhǎng)的植冠直徑。胸徑和基徑的測(cè)量樹高和干高的測(cè)量冠幅、冠徑和叢徑的測(cè)量冠21蓋度（總蓋度、層蓋度、種蓋度）的測(cè)量群落總蓋度是指一定樣地面積內(nèi)原有生活著的植物覆蓋地面的百分率。這包括喬木層、灌木層、草本層、苔蘚層的各層植物。所以相互層之重疊的現(xiàn)象是普遍的，總蓋度不管重疊部分，只要投影覆蓋地兩者都同等有效。如果全部覆蓋地面，其總蓋度為100%層蓋度指各分層的蓋度，喬木層有喬木層的蓋度，草木層有草木層的蓋度。種蓋度指各層中每個(gè)植物種所有個(gè)體的蓋度，一般也可目測(cè)估計(jì)個(gè)體蓋度即指上述的冠幅、冠徑，是以個(gè)體為單位，可以直接測(cè)量。由于植物的重疊現(xiàn)象，故個(gè)體蓋度之和不小于種蓋度，種蓋度之和不小于層蓋度，各層蓋度之和不小于總蓋度。

多度或相對(duì)多度必須在同一個(gè)層次內(nèi)或者相同的生長(zhǎng)型內(nèi)進(jìn)行多度的計(jì)算多度=樣方內(nèi)某種植物的株數(shù)/樣方內(nèi)同一生活型各