森林生態(tài)學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告

2、方法步驟：指導(dǎo)教師：范海蘭教師職稱：講師森林生態(tài)學(xué)是林學(xué)一級(jí)學(xué)科重要的課程之一，實(shí)習(xí)是學(xué)生掌握該課程的重要環(huán)節(jié)。實(shí)習(xí)目的在于使學(xué)生通過參加教學(xué)實(shí)習(xí)能夠更好地掌握課堂所學(xué)的理論知識(shí)，并能更好地與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生加深對(duì)森林的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)環(huán)境意識(shí)，不斷提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行探索的興趣和思維的自覺性，強(qiáng)化森林生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)課教學(xué)，增加學(xué)生對(duì)森林群落的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)實(shí)際工作能力，訓(xùn)練并掌握野外調(diào)查和研究的方法，并為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)和高年級(jí)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)打下必要的理論基礎(chǔ)和掌握基本的實(shí)踐技能奠定基礎(chǔ)。周四：外業(yè)，群落物種多樣性的調(diào)查和重要值的數(shù)據(jù)收集調(diào)查福建農(nóng)林大學(xué)校園和福州國家森林公園，實(shí)習(xí)一周。(一)生態(tài)因子綜合測(cè)定1、基本原理：生物所生存的環(huán)境變化多端，既有空間上的異質(zhì)性，又有時(shí)間上的變化，同時(shí)因?yàn)椴煌锏拇嬖谝餐瑫r(shí)影響其周圍的生態(tài)因子。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)不同環(huán)境下墊面的主要生態(tài)因子的進(jìn)行日動(dòng)態(tài)觀測(cè)與測(cè)定，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)會(huì)利用幾種生態(tài)因子的測(cè)定工具，對(duì)幾種主要生態(tài)因子進(jìn)行日變化的觀測(cè)和測(cè)定，并通過對(duì)不同生態(tài)環(huán)境及同一生態(tài)環(huán)境中時(shí)間變化的比較，了解生態(tài)因子的時(shí)空變化規(guī)律，進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)生物與環(huán)境的相互作用和相互關(guān)系。1、選取校園濕地公園、拓荒廣場(chǎng)、及后山相思林測(cè)定光照強(qiáng)度。置在有林地內(nèi)選擇測(cè)定點(diǎn)5個(gè)，在每個(gè)測(cè)定點(diǎn)分別10cm、50cm、150cm高度的光照強(qiáng)度(高度應(yīng)一致)，并記錄每次測(cè)定的數(shù)值(要求15分鐘內(nèi)測(cè)定完畢)，填入表1。圖1-1.有林地內(nèi)的樣方配置12機(jī)測(cè)定12機(jī)測(cè)定5個(gè)點(diǎn)，用照度計(jì)測(cè)定裸地的光照強(qiáng)度()，并記錄好每次測(cè)定的數(shù)值。(二)溫濕度的測(cè)定(二)溫濕度的測(cè)定與上述測(cè)定的地點(diǎn)相同，實(shí)施下述內(nèi)容的測(cè)定：443(1)群落內(nèi)外溫度差異觀測(cè)選定一處正常生長(zhǎng)的植物群落，在群落內(nèi)分為喬、灌、草三個(gè)層次高度進(jìn)行觀測(cè)(注意各層應(yīng)統(tǒng)一高度)，各3個(gè)重復(fù)。群落外選取高處進(jìn)行測(cè)量。(2)植株各部位溫度觀測(cè)選擇1-3株健康的全光照下生長(zhǎng)的樹木進(jìn)行植物個(gè)體不同部位的溫度觀測(cè)。觀測(cè)部位包括樹干、葉、芽、花等。使用手持式點(diǎn)溫濕度計(jì)進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)定，填入表3。2、大氣濕度測(cè)定在群落內(nèi)均勻選取5個(gè)點(diǎn)，在測(cè)定其濕度，同時(shí)在空曠無林地的高處，隨機(jī)選取5個(gè)點(diǎn)，測(cè)定空氣濕度，并記錄每次測(cè)定的數(shù)值。(三)風(fēng)速的測(cè)定(1)在上述同樣的林地中，在測(cè)定光強(qiáng)相同的樣點(diǎn)上，在的高處，分別在上述各時(shí)間段(7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00)用風(fēng)速測(cè)定儀分別測(cè)定每點(diǎn)的風(fēng)速。(2)同時(shí)在濕地空?qǐng)@、廣場(chǎng)內(nèi)，隨機(jī)選取5個(gè)點(diǎn)，測(cè)定每個(gè)點(diǎn)的風(fēng)速，并作好記錄。要求：1)三個(gè)地點(diǎn)盡可能做到同時(shí)測(cè)定2)每一個(gè)點(diǎn)測(cè)定的時(shí)間不要超過15分鐘3)每組上交一份原始數(shù)據(jù)4)在實(shí)習(xí)報(bào)告中不出現(xiàn)原始數(shù)據(jù)，而是基于原始數(shù)據(jù)經(jīng)excel等軟件處理形成直觀的表或圖形，并針對(duì)圖形或表而進(jìn)行結(jié)果分析，運(yùn)用所學(xué)的森林生態(tài)學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理的解釋。(四)群落最小面積調(diào)查1、基本原理：在做群落結(jié)構(gòu)調(diào)查之前，通常是先做一個(gè)最小面積的調(diào)查，也就是說研究一下這個(gè)地區(qū)，能夠反映群落基本特征的樣方面積至少應(yīng)該多大合適。我們把能夠反映群落基本特征，包含群落絕大多數(shù)物種的最小樣方面積稱作最小面積或者叫做表現(xiàn)面積。2、方法步驟：調(diào)查方法是利用種類－面積曲線法，即按一定比例增加取樣的同時(shí)，記載與面積相應(yīng)的植物種類、生活型類型和植物種累計(jì)數(shù)。在確定群落的最小面積后該群落的植物種類名錄、群落生活型譜即可得出。具體方法如下：1)、首先根據(jù)群落中的優(yōu)勢(shì)種，一般根據(jù)外貌特征和地形部位等選擇典型地段。(本次實(shí)習(xí)以福州國家森林公園木荷林為調(diào)查對(duì)象，選擇典型地段)2)、按巢式小區(qū)的幾何系統(tǒng)的辦法，不斷擴(kuò)大取樣面積，具體辦法如圖：11235465×8m2……………(余類推)B第一次取樣2~A56432173)、在不斷擴(kuò)大累積取樣面積的同時(shí)，記載相應(yīng)出現(xiàn)的累計(jì)種數(shù)和種的名錄。并以直角坐標(biāo)系的X軸代表累計(jì)的取樣面積，以Y軸代表相應(yīng)取樣面積上所累計(jì)的種數(shù)繪出種-面積曲線(見下圖，表1)表1種-面積記載表樣方數(shù)或取樣次數(shù)累計(jì)取樣面積(m2)新出現(xiàn)的種數(shù)累計(jì)種數(shù)133250583100513420054006800這樣在最初的一些取樣次數(shù)的相應(yīng)面積中累計(jì)的種數(shù)上升較快，種-面積曲線表現(xiàn)較陡，隨著取樣次數(shù)的增加，累積的取樣面積增大，則重復(fù)的種逐漸增多，新出現(xiàn)的種漸少，累計(jì)的種數(shù)變化較小，甚至沒有變化，種-面積曲線趨于平緩。在這樣的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，繼續(xù)擴(kuò)大取樣面積已無意義。這就說明，轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的面積，對(duì)于表示該群落的種類成份已完全滿足，這個(gè)面積稱為該群落的最小面積(或表現(xiàn)面積)。三叉苦SchimasuperbaGardnetChampuodialepta(Spreng.)MerrE科茶科常綠喬木高25米冬青科高3-4米灌木或小喬木CommonMelastomaHerb,Com高-1.5米灌木大青細(xì)枝柃杜英相思樹樟葉槭重陽木樹紫果槭猴歡喜九節(jié)木禾串樹楓香樹鵝掌柴KorthalsCleredendrumcwtophyllumTurcz.EuryamatsudaiHayataAdinandramillettii(Arn.)Elaeocarpussylvestri(sLooirCastanopsiscarlesii(Hemsl.)Hayata高2-5米灌木或小喬木高1-10米灌木或小喬木山茱萸科落葉殼斗科喬木AcaciaconfuseAceralbopurpurascensataRhuschinensisMillTetradiumruticarpumBischofiapolycarpaCastanopsisfargesiiAcercordatumPaxSloaneasinensisPsychotriarubra(Lour.PoirBrideliainsulanaHanceLiquidambarformosanace含羞草科高6-15米喬木Hay槭樹科喬木10米小喬木或灌木蕓香科或，高~8m落葉喬木，高達(dá)15米殼斗科常綠喬木，稀為灌木常綠喬木常高7米，稀達(dá)10米常綠喬木高達(dá)20m)茜草科常綠灌木高約1至2公尺大戟科喬木RobiniapseudoacaciaLScheffleraoctophylla(Lour.)HarmsPlatanus×acerifolia(Ait.)Willd.落葉，高10-20米常綠灌木或喬木懸鈴木科落葉喬木滿山紅小蠟紫麻粗葉樹密花樹紫金牛杜虹花云南蕊木雞爪槭烏藥拔契SymplocoscaudateRhododendronmariesiiRadixSyzygiiBuxifoliiRhododendronsimsii&LigustrumsinenseLourOreocnidefrutescens(Thunb.)Miq.subsp.FrutescensLasianthuschinensisBenRapaneaneriifolia(Siebetzuce)Mezapaneaneriifolia(Siebetzuce)MezCinnamomumcamphora(L.)slSweetTeaOliveMetadinatrichotoma(ZolletMor)Bakh.FCallicarpaformosanaCallicarpaformosanaRadermacherasinica(HancKopsiaofficinalisTsiangetP.T.LiAcerpalmatumThunbLitsearotundifoliavar.oblongifoliaLinderaaggregata(Sims)KostermSmilaxglabraRoxb.山礬科喬木灌木或小喬木，高1-10米桃金娘科灌木，高1-6m杜鵑花科小灌木木犀科半常綠灌木，一般高2米左右蕁麻科稀小喬木，高1-3米科喬木紫金?？拼蠊嗄?，高2-7m紫金牛科小灌木或亞灌木植物常綠大喬木高可達(dá)50米茜草科喬木，高5-10米馬鞭草科灌木或小喬木紫葳科中等落葉喬木，高達(dá)15米落葉小或喬木樟科常綠灌木或小喬木，高達(dá)常綠灌木或小喬木，高可達(dá)5米多年生蔓性灌木Rhododendronpulchrum落葉羊角藤M(fèi)orindaumbellataL，.蔓狀或攀援灌木GardeniajasminoidesEllis常綠灌木洋金鳳Caesalpiniapulcherrima常綠灌木，高可達(dá)3米九里香MurrayaexoticaL.屬常綠有時(shí)可長(zhǎng)成小樣山瑞香Pittosporumtobira(Thunb.)Ait.常綠灌木或小喬木，高達(dá)3米MelaleucaleucadendraLinn常綠喬木馬尾松PinusmassonianaLamb，高達(dá)45M面積記載表累計(jì)取樣面積(m2)累計(jì)種數(shù)1552543837924005(三)、群落生活型譜分析植物對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)而形成的生活形態(tài)。可以說生活型是不同種的植物由于長(zhǎng)期生活在相同的氣候環(huán)境條件下，而在形態(tài)上所表現(xiàn)出相似的外貌特征。群落的外貌決定于各種植物對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)而形成的生活形態(tài)，這種形態(tài)上的適應(yīng)稱為植物的生活型(lifeform)。生活型的概念和劃分方法至今并未統(tǒng)一，最早和較廣泛采用的是丹麥植物學(xué)家瑙基耶爾(Raunkiaer，1934)的劃分方法。這一分類法是以植物更新部位(芽和枝梢)為基礎(chǔ)加以區(qū)分的，即根據(jù)植物在不利生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)，其芽和枝梢受到保護(hù)的方式和程度，將植物界中的全部高等植物劃分為五大類群。高位芽植物(Ph)：高大喬木，灌木和熱帶高草，如喬木和大灌木，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)：為芽稍出土表的平臥植物或低矮灌木，一般在25?cm左右，這類植物度過不良地面芽植物(H)：更新芽勉強(qiáng)地埋藏于土表，因而需要依賴于枯枝落葉或者積雪保護(hù)更新芽，這類植物度過不良季節(jié)時(shí)地上部分枯死，有生命的部分在地表，溫帶地區(qū)的多年生草本，如苔草等；隱芽植物(Cr)：更新芽埋藏在土表以下或水中，所以受到良好保護(hù)，如根莖、塊莖、塊根、鱗莖、沼澤和其他水生植物等；一年生植物(Th)：當(dāng)年完成生命周期，以種子方式過冬，所有其它部分的器官全部枯死。生活型譜(Spectrum)某一群落的生活型譜(%)：群落中某一生活型植物總的數(shù)量/全部植物種的數(shù)量?100％。Raunker通過比較世界不同植被區(qū)的生活型譜，得出以下4種植物氣候帶：一是潮濕地帶的高位芽植物氣候；二是中緯度的地面芽植物氣候(包括溫帶針葉林、落葉林與某些草原)；熱帶和亞熱帶沙漠一年生植物氣候(包括地中海氣候)；寒帶和高山的地上芽植物氣候(李博等，2000)。下表是世界各植物氣候帶植物生活性譜：地區(qū)計(jì)種數(shù)生活型(%)PhChHrTh高位芽植物氣候(謝爾群島)25861656地上芽植物氣候(斯匹茨卑爾根)1222地面芽植物(丹麥)73一年生植物(地中海)2941262各種不同氣候區(qū)域不同群落之間的生活型比較，可以給我們提供有關(guān)植物群落與環(huán)境相互關(guān)系的重要信息。一般高位芽植物占優(yōu)勢(shì)的群落，多分布在溫?zé)岣邼竦臍夂驐l件下，更新部位暴露在外界不會(huì)受到低溫或者干燥氣候的危害；地面芽植物占優(yōu)勢(shì)的群落，多分布在氣候惡劣的環(huán)境下，或者具有較嚴(yán)寒冬季的氣候條件下；隱芽植物占優(yōu)勢(shì)的群落，代表一種又潮濕又寒冷的環(huán)境，比如說高山上的云冷杉林等；一年生植物占優(yōu)勢(shì)的群落，一般分布在氣候變化大，干旱、寒冷的地區(qū)。2、方法步驟：分類學(xué)相關(guān)資料，確定其拉丁名和生活型。并分別計(jì)算木荷林群落的生活型譜。高位芽植物高位芽植物7高位芽植物高位芽植物3高位芽植物高位芽植物高位芽植物2高位芽植物高位芽植物1高位芽植物5高位芽植物1高位芽植物2高位芽植物2高位芽植物7高位芽植物2高位芽植物高位芽植物1高位芽植物1高位芽植物5高位芽植物楓香樹4高位芽植物1316233132523342711121422數(shù)生活型(%)H000(四)、群落物種多樣性計(jì)算多樣性指數(shù)計(jì)算和分析(CalculationofBiodiversities)分別計(jì)算喬木層、灌木層、草本層的多樣性指數(shù)，并利用三個(gè)組的資料進(jìn)行比較分析。GG2、辛普森多樣性指數(shù)(Simpson’sdiversityindex)多樣性指數(shù)3、香農(nóng)-威納指數(shù)(Shannon-Weinerindex)喬木Gleason指數(shù)=255/ln2400=Margalef指數(shù)=254/ln255=2香農(nóng)均勻度灌木Gleason指數(shù)=1032/ln2400=Margalef指數(shù)=1031/ln1032=(五)、群落重要值計(jì)算1、基本原理：重要值是說明一個(gè)物種在群落中的重要程度的參數(shù)，它由三個(gè)指標(biāo)組成：相對(duì)密度、相對(duì)頻度和相對(duì)優(yōu)勢(shì)度。群落中不同層次(喬木層、灌木層、草本層)某一物種的重要值＝(相對(duì)多度＋相對(duì)頻度＋相對(duì)蓋度)/31)、運(yùn)用樣方法調(diào)查各層次(喬、灌、草)植物種類、高度、胸徑、株數(shù)等基本信息。2)、統(tǒng)計(jì)每個(gè)物種多度、頻度及蓋度等指標(biāo)，分別計(jì)算相對(duì)多度、相對(duì)頻度及相對(duì)優(yōu)勢(shì)度。相對(duì)多度＝每個(gè)種的個(gè)體數(shù)/所有種的株數(shù)×100％相對(duì)頻度＝每個(gè)種出現(xiàn)的樣方數(shù)/所有種出現(xiàn)的樣方數(shù)之和×100％相對(duì)優(yōu)勢(shì)度＝每個(gè)種的胸高斷面積/所有種的胸高斷面積之和×100％(需列出以下表格)喬喬木種名總株數(shù)相對(duì)多度相對(duì)頻度相對(duì)優(yōu)勢(shì)度重要值木荷247%九節(jié)木1%%相思3%%紅豆樹1%%馬尾松2%%1%%樟樹1%%種名總株相對(duì)株相對(duì)頻重要值2率1222(六)、種群的空間分布格局種群分布格局是指種群個(gè)體在水平空間的配置狀況或分布狀態(tài)，反映了種群個(gè)體在水平空間上彼此間的相互關(guān)系。一個(gè)物種空間分布偏離隨機(jī)分布時(shí)即產(chǎn)生格局。2、種群空間分布格局計(jì)算(CalculationofSpacialPattern)分別不同植物種(此次實(shí)習(xí)我們以喬木層與灌木層重要值在前兩位的植物為研究對(duì)象)統(tǒng)計(jì)在每個(gè)樣方中的株數(shù)，記入種群空間格局統(tǒng)計(jì)表，并用下式計(jì)算，得出每個(gè)植物種的分布格局。平均株數(shù)方差方差均值比相思c野牡丹幅度大；濕地公園一天里的光強(qiáng)變化較緩和，早晚較低中午較大；有林地的光強(qiáng)在上午8點(diǎn)到10點(diǎn)逐大，10點(diǎn)之后光照強(qiáng)度逐漸減弱。且相同時(shí)間光照強(qiáng)度拓荒>濕地公園>有林由圖可知濕地公園在不同時(shí)間點(diǎn)的土壤溫度逐漸增高，下午4點(diǎn)達(dá)到最大；有林地的土壤溫度在中午1漸上升的趨勢(shì)，在12點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大，12點(diǎn)之后土壤溫度呈下降的趨勢(shì)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是有林地內(nèi)樹木較多太陽光照射到地面的光較少，中午12點(diǎn)時(shí)的光照強(qiáng)度最大因此土壤溫度此時(shí)由圖可知有林地在各個(gè)時(shí)間段的風(fēng)速都要比拓荒和濕地公園小，這是因?yàn)橛辛值赜写罅康臉淠?，能起到防風(fēng)的作用。拓荒的風(fēng)速在各個(gè)時(shí)間段都比其他兩地的大，因?yàn)橥鼗妮^空曠，沒有樹木阻擋。濕地公園各個(gè)時(shí)間段的風(fēng)速都相對(duì)小也相對(duì)穩(wěn)定，這是因?yàn)闈竦毓珗@內(nèi)有很多草本以及灌木。相同時(shí)間時(shí)風(fēng)速拓荒>濕地公園>有林地。濕地公園的土壤濕度在各個(gè)時(shí)間段的濕度都要比有林地的大，因?yàn)橛辛值乩锏臉淠驹?0點(diǎn)以后進(jìn)行蒸騰作用，大量失水根就會(huì)從土壤中吸收水分進(jìn)行補(bǔ)充，因此林地的土壤濕度就開始降低。濕地公園本身含水就很豐富，因此土壤濕度較大。下午兩點(diǎn)以后濕地公園內(nèi)的植物進(jìn)行蒸騰作用較弱，根吸收的水分減少因此此時(shí)土壤濕度增高。相同時(shí)間土壤濕度濕地公園>有林地。有林地的大氣溫度在各個(gè)時(shí)間段都比其他兩點(diǎn)小，這是因?yàn)橛辛帜镜母采w導(dǎo)致太陽光大部分被阻擋，進(jìn)入到林內(nèi)的很少因此林地內(nèi)大氣溫度相對(duì)較低。隨著時(shí)間的變化在中午12點(diǎn)之前三地點(diǎn)的大氣溫度都逐漸變大，這與關(guān)照強(qiáng)度有關(guān)。由圖可知，在中午12點(diǎn)之前三點(diǎn)的濕度都呈下降趨勢(shì)，但到下午兩點(diǎn)以后三地的大氣濕度都呈上升趨上午12點(diǎn)之前大氣溫度較低植物蒸騰作用較弱而到了12點(diǎn)以及12點(diǎn)以后大氣溫度較高植物的蒸騰作用較強(qiáng)，所以此時(shí)大氣濕度增高。有林地的大氣濕度在各個(gè)時(shí)間段都比其他