第四部分植物生態(tài)學(xué)實習(xí)

1、第四部分 植物生態(tài)學(xué)實習(xí)一、環(huán)境調(diào)查在植物生態(tài)學(xué)野外實習(xí)或調(diào)查過程中，必需對所要調(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海拔的測定應(yīng)用海拔儀可對所在地的海拔進(jìn)行測定。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校正海拔儀的準(zhǔn)確測高，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加上長指針?biāo)傅耐馊?shù)字，例如，橢圓形的指針在1和2之間，而長指針?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加士長指針?biāo)傅耐馊?shù)字；依此類推。坡向的測定 用一般的羅盤儀可對所在地的坡向進(jìn)行測定。站在坡面上，面對整個坡下，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。坡度的測定用一般的羅盤儀可對所在地的坡度進(jìn)行測定。站在坡面上，面對整個坡下，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)，右手板動羅盤儀背部的杠桿，使得羅盤儀中長型水平管中氣泡居中，此時長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)查每個樣方，統(tǒng)計每個樣方內(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，有時會再次上升。曲線開始平伸的一點所對應(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)對內(nèi)蒙古羊草、大針茅

5、草原進(jìn)行過此類測定，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，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 通過實驗使學(xué)生認(rèn)識所要調(diào)查的植物群落外貌特征，對所需要的取樣數(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。因為基于樣本的某些結(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，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（即物種數(shù)與樣方數(shù)量等量時的點）能用于限定所需樣方的最小數(shù)量。曲線在等點以下表示物種數(shù)隨樣方數(shù)迅速增加，等點以上樣方數(shù)隨物種數(shù)迅速增加。4實驗步驟 （1）學(xué)生成對工作。在指定的植被類型處，用平方米樣方框隨機(jī)取100個樣方，鑒定并記錄每樣方內(nèi)全部物種。分類困難的物種可編號，保留樣本待后鑒定。 （2）記錄物種數(shù)的同時，選一個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)的個體數(shù)量，所選擇的特性取決于物種，但必須始終容易測定的特性，能在每個樣方中進(jìn)行記錄的特性。（3）回實驗室，從1開始繪制物種樣方數(shù)曲線圖，

8、確定等點。測算樣方2以上及10，20，30，40，50，60，70，80，90，100樣方的變動均數(shù)，標(biāo)在圖上。另外，計算均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤（用均數(shù)的百分值表示），并以此對樣方數(shù)作圖（Greigsmith，1964）。 （4）整理班組結(jié)果，比較一個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，并對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，達(dá)到識別群落的目的。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的動物群落。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，以包括有足夠的個體數(shù)。但又要足夠小到便于區(qū)分、計數(shù)和測定現(xiàn)存?zhèn)€體，避免由于重復(fù)或漏掉個體而產(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，樣圓很容易用一個作為圓心的棍和自由轉(zhuǎn)動的半徑線來設(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。樣地數(shù)目和排列樣地數(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，即抽樣時畫出種一面積曲線。曲線由累計種的總數(shù)對樣地數(shù)為座標(biāo)畫

11、成，種一面積曲線一般在開始時上升很陡，因為最初一些樣地揭示很多新的種，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)未計入的種及其多度和蓋度。群落內(nèi)抽樣地點應(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群落。采用這方式時，比如樣地可以以均勻的間距設(shè)置在穿過整個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特征的極其近似值(GreigSmith，1964)。然而為了對抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的統(tǒng)計分析，樣方地點必須隨機(jī)選出。4實驗步驟樣地設(shè)置

12、后，每46人一組。在選定的樣地上進(jìn)行調(diào)查，鑒定和測定個體植物。必須設(shè)計出武斷的標(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)，則可計入并當(dāng)作完全在境內(nèi)的來測定。如植物大半位于外邊，則可完全不包括它。在樣地內(nèi)應(yīng)測定植物基面積、胸 (距地面13 m處) 面積或植冠覆蓋面積，對大的木本植物講，應(yīng)當(dāng)測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。對較小形的植物，應(yīng)測定葉部植冠的直徑，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，確定各個種的密度、優(yōu)勢度和頻度值。密度反映單位面積的個體數(shù)，優(yōu)勢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數(shù)目。對一定的種，這些值各以絕對方式或以表示該種的值對所有種的百分比的相對方式來表示。密度、優(yōu)勢度和頻度的相對值可以合并為一個綜合值（重要值)，即該種以此三種不同測量值所反映其在群落中的重要性。這些不同的測定值按下列各式確定：密度個體數(shù)目樣地面積相對密度一個種的密度所有種的總密度×100%