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1、生态学实验生态学实验n一一 生态学野外调查方法生态学野外调查方法 n野外调查是生态学，特别是植物群落生态学研究的基本方法。由于植物群落生态研究地域性很强，不同的国家和地区形成了不同的研究传统，从而形成了植物群落学研究的学派法瑞学派、苏联学派、英美学派。现在影响依然很大的当属法瑞学派和英美学派。植被调查的准备工作植被调查的准备工作n1 背景资料准备 n（1） 调查研究之初必须明确目的、要求、对象、范围、深度、工作时间、参加的人数，所采用的方法及预期所获的成果；n（2）对调查研究地和对象的前人研究工作要尽可能的收集资料，加以熟悉，甚至是一些片段的、不完全的资料也好，有旅行家札记、县志、地区名录等等
2、都可以收集。n（3）对相关学科的资料也要收集，如地区的气象资料、地质资料、土壤资料、地貌水文资料、林业、畜牧业以及社会、民族情况等。n2 野外调查设备的准备n海拔表、地质罗盘、GPS, 大比尺地形图、望远镜、照相机、测绳、钢卷尺、植物标本夹、枝剪、手铲、小刀、植物采集记录本、标签、样方记录用的一套表格纸，方格绘图纸、土壤剖面的简易用品等等。 n3. 调查记录表格的准备群落名称野外编号记录者日期室内编号样地面积地点海拔高度 坡向坡度群落高 总盖度 主要层 优势种 群落外 貌特点小地形及样地周围环境分层及各层特点层高度层盖度层高度层盖度层高度层盖度层高度层盖度层高度层盖度突出的生态现象地被物情况此
3、群落还分布于何处人为影响方式和程度群落动态 植物群落野外植物群落野外样样地地记录记录表（表表（表头设计头设计） 群落名称 样地面积 野外编号 第 页层次名称 层高度 层盖度 调查时间 记录者 编号多优度群集度植物名称高度（m）粗度（cm）物候期生活力生活型附记一般最高一般最大通用表乔乔木木层层野外野外样样方方调查调查表（表表（表头设计头设计）群落名称 样地面积 野外编号 第 页层次名称 层高度 层盖度 调查时间 记录者 编号植物名称高度株数盖度物侯期生活力附记分表 灌木灌木层层野外野外样样方方调查调查表表群落名称 样地面积 野外编号 第 页层次名称 层高度 层盖度 调查时间 记录者 编号植物名
4、称高度（m）冠径（m）丛径（m）株丛数盖度（%）物候期生活力附记一般最高一般最大一般最大草木草木层层野外野外样样方方调查调查表表群落名称 样地面积 野外编号 第 页层次名称 层高度 层盖度 调查时间 记录者 编号植物名称花序高（m）叶层高（cm）冠径（cm）丛径（cm）株丛数盖度（%）物候期生活力附记一般最高一般最高一般最高一般最高一般原则一般原则（1）一般了解，重点深入，并设点对照。（2）大处着眼，小处着手；动态着眼，静态着手；全面着眼，典型着手。（3）三个一致性：外貌结构一致性，种类成分一致性，生境特点一致性。（4）6个特征要接近： 种类成分要接近； 结构形态要接近； 外貌季相要接近； 生
5、态特征要接近； 群落环境要接近； 外界条件要接近。选样原则选样原则典型典型选样选样： 即按主观的要求选样。定距或系定距或系统选样统选样：按一定距离或一定方式选样。随机随机选样选样：任意的、不规则的选样。这一学派常常在一片群落地段上系统或随机选样， 种面积曲线的编绘样方调查是野外生态学最常用的研究手段。要进行样方调查，首先要确定样方面积。样方面积一般应不小于群落的最小面积。所谓最小面积，就是最少有这样大的空间，才能包含组成群落的大多数植物种类。最小面积通常是根据种面积曲线的绘制来确定的。 取样方法取样方法样地法样地法样地法通常是在群落内圈出一定面积，称样方，对样方内的生物进行调查的方法。样方的大
6、小和数目根据群落的不同而不同。 样地法样地法无样地法无样地法在拟研究群落中选择植物生长比较均匀的地方，用绳子圈定一块小的面积。对于草本群落，最初的面积为1010 cm，对于森林群落则至少为55 m。登记这一面积中所有植物的种类。然后，按照一定的顺序成倍扩大，每扩大一次，就登记新增加的植物种类。开始，植物种类数随着面积扩大而迅速增加，逐步面积增加但数目降低，最后面积扩大时植物种类很少增加。样方面积扩大的方式 关于面积的扩大，巢式样方法。即在研究草本植被类型的植物种类特征时，所用样方面积最初为1/64平方米，之后依次为1/2, 1, 2, 4, 8,16,32,64,128,256,512平方米，
7、依次记录相应面积中物种的数量。把含样地总种数84%的面积作为群落最小面积。 顺序 面积m2 种类1 1/64 2 1/32 3 1/16 4 1/8 5 1/4 6 1/2 7 1 8 2 9 4 10 8 11 16 12 32 13 64 14 128 15 256 16 一般环境条件越优越，群落的结构越复杂，组成群落的植物种类就越多，相应地最小面积就越大。如在我国西双版纳热带雨林群落，最小面积至少为2500平方米，其中包含的主要高等植物多达130种，而在东北小兴安岭红松林群落中，最小面积约400平方米，包含的主要高等植物有40余种，在戈壁草原，最小面积只要1平方米左右，包含的主要高等植物
8、可能在10种以内。 群落类型与最小面积n热带雨林：热带雨林：2500n南亚热带常绿阔叶林：南亚热带常绿阔叶林：1200n中亚热带常绿阔叶林：中亚热带常绿阔叶林：700-500n常绿针叶林：常绿针叶林：100-200样方，即方形样地，是面积取样中最常用的形式，也是植被调查中使用最普遍的一种取样技术。样方的大小、形状和数目，主要取决于所研究群落的性质。一般地，群落越复杂，样方面积越大，形状也多以方形为多，取样的数目一般也不少于3个。取样数目越多，取样误差越小。 野外做样方调查时，如果样方面积较大，多用样绳围起样方；如果样方面积较小，可用多个1米的硬木条折叠尺，经固定摆放围起即可。 样方法样方法样方
9、的种类很多：（1）记名样方 精确地测定多度 （2）面积样方 认识群落的盖度、显著度 （3）重量样方 研究其中各类植物的地下或地上生物量 （4）永久样方 进行追踪研究 为了研究环境变化较大的地方，以长方形作为样地面积，而且每个样地面积固定，宽度固定，几个样地按照一定的走向连接起来，就形成了样带。样带的宽度在不同群落中是不同的，在草原地区1020厘米左右，灌木林1-5米左右，森林10-30米。样带法样带法用一条绳索系于所要调查的群落中，调查在绳索一边或两边的植物种类和个体数。它往往根据被样线所截的植物个体数目、面积等进行估算。 样线法样线法无样地法是不设立样方，而是建立中心轴线，标定距离，进行定点
10、随机抽样。无样地法有很多具体的方法，有最近个体法、近邻法、随机成对法和中心点四分法，比较常用的是中点象限法。 无样地取样法无样地取样法在一片森林地上设若干定距垂直线（借助地质罗盘用测绳拉好）。在此垂直线上定距（比如15米或30米）设点。各点再设短平行线形成四分之象限， 多优度多优度群聚度的群聚度的估测及其准则估测及其准则 群落特征的描述和度量群落特征的描述和度量多优度等级（即盖度多度级，共6级，以盖度为主结合多度）：5：样地内某种植物的盖度在75%以上者（即3/4以上者）4：样地内某种植物的盖度在5075%以上者（即1/23/4）；3：样地内某种植物的盖度在2550%者（即1/41/2者）；2
11、：样地内某种植物的盖度在525%者（即1/201/4者）；1：样地内某种植物的盖度在5%以下，或数量尚多者；+：样地内某种植物的盖度很少，数量也少，或单株群聚度等级（5级，聚生状况与盖度相结合）5：集成大片，背景化；4：小群或大块；3：小片或小块：2：小丛或小簇：1：个别散生或单生。物候期的记录物候期的记录这是全年连续定时观察的指标，群落物候反映季相和外貌，故在一次性调查之中记录群落中个种植物的物候期仍有意义。在草本群落调查中，则更显得重要。物候期的划分和记录方法各种各样，有分五个物候期的，如营养期、花蕾期、开花期、结实期、休眠期。我们经过多年实践，发现以分为以下6个物候期记录为好：1.营养期
12、：或者不记；2.花蕾期或抽穗期：；3.开花期或孢子期：O（可再分：初花 ；盛花O：末花C）4.结果期或结实期：+（可再分：初果；盛果+；末果） 5.落果期、落叶期或枯黄期：（常绿落果 ）6.休眠期或枯死期：（一年生枯死者可记X）如果某植物同时处于花蕾期、开花期、结实期，则选取一定面积，估计其一物候期达50%以上者记之，其它物候期记在括符中，例如开花期达50%以上者，则记O（V，+）。 生活型类别及识别准则生活型类别及识别准则 高位芽植物（高位芽植物（Ph）：）：高位芽植物(Meg.Ph)：高30米以上常绿大高位芽植物(E.Meg.Ph)；落叶大高位芽植物(D.Meg.Ph)高位芽植物( Mes
13、.Ph)：高7.5（或8）30米常绿中高位芽植物( E.Mes.Ph)，落叶中高位芽植物( D.Mes.Ph)小高位芽植物( Mic.Ph)：高27.5（或）8米常绿小高位芽植物(E.Mic.Ph)，落叶小高位芽植物(D.Mic.Ph)矮高位芽植物(N.Ph)：0.252米常绿矮高位芽植物(E.N.Ph)，落叶矮高位芽植物(D.N.Ph)地上芽植物地上芽植物(Ch)：过冬芽位于地上025厘米处，例如高山的矮小垫状植物，干旱地区的矮小灌木及半灌木地面芽植物地面芽植物(H)：过冬芽处于地面，地上部分一直枯死到土壤表面，地下部分都活着，芽常由枯叶所保护。例如大部分多年生草本，多数蕨类植物，冬枯的草质
14、藤本地表附近植物等等。地下芽植物地下芽植物(G)：过冬芽处于地下或水中。如多年生的根茎、块茎、块根、鲜茎等地下芽植物，部分根茎的蕨类植物，决大部分的水生植物；个别草质藤本植物等。一年生植物一年生植物(T)：种子过冬植物。例如一年生植物，包括个别的二年生植物。 胸径和基径的测量胸径和基径的测量胸径指树木的胸高直径(dbh)大约指距地面1.3米处的树干直径 基径是指树干基部的直径，是计算显著度时必须要用的数据，一般树干直径的测量位置是距地面30厘米处。树高和干高的测量树高和干高的测量树高指一棵树从平地到树梢的自然高度（弯曲的树干不能沿曲线测量）。干高即为枝下高，是指此树干上最大分枝处的高度，这一高
15、度大致与树冠的下缘接近 冠幅、冠径和丛径的测量冠幅、冠径和丛径的测量冠幅冠幅指树冠的幅度，专用于乔木调查时树木的测量，严格测量时要用皮尺，选通过树干在树下量树冠投影的长度，然后再通过树干与长度垂直量投影的树冠的宽度。例如长度为4米，宽度为2米，则记录下此株树的冠幅为42米。 冠径和丛径冠径和丛径均用于灌木层和草本层的调查，测量冠径和丛径的目的在于对此群落中的各种灌木和草本植物的固化面积。冠径指植冠的直径，用于不成丛的单株散生的植物种类，测量时以植物种为单位，选测一个平均大小（即中等大小）的植冠直径，如同测胸径一样，记一个数字即可，然后再选一株植冠最大的植株测量直径记下数字。丛径指植物成丛生长的
16、植冠直径。 盖度（总盖度、层盖度、种盖度）的测量盖度（总盖度、层盖度、种盖度）的测量群落总盖度是指一定样地面积内原有生活着的植物覆盖地面的百分率。这包括乔木层、灌木层、草本层、苔藓层的各层植物。所以相互层之重叠的现象是普遍的，总盖度不管重叠部分，只要投影覆盖地两者都同等有效。如果全部覆盖地面，其总盖度为100% 层盖度指各分层的盖度，乔木层有乔木层的盖度，草木层有草木层的盖度。 种盖度指各层中每个植物种所有个体的盖度，一般也可目测估计 个体盖度即指上述的冠幅、冠径，是以个体为单位，可以直接测量。 由于植物的重叠现象，故个体盖度之和不小于种盖度，种盖度之和不小于层盖度，各层盖度之和不小于总盖度。
17、 多度或相对多度多度或相对多度 必须在同一个层次内或者相同的生长型内进行多度的计算 多度=样方内某种植物的株数/样方内同一生活型同一生活型各种植物的总株数100 频度和相对频度频度和相对频度 频度=某种植物出现的样方数/样方总数100 相对频度=某种植物的频度/全部植物的频度之和100 显著度是用来表示优势度的一个指标，由于林木显著度要求的是相对值，也可称相对显著度 （相对）显著度的计算（相对）显著度的计算 林木显著度=某树种的树干基部断面之和/全部树种基部断面积之和100 重要值指数（重要值指数（DFD和和IVI）的求算）的求算 DFD指数，或叫“密度、频度、优势度指数”，求算公式是： DF
18、D指数=相对密度+频度+相对显著度在这公式中，由于直接采用“频度”，而不是“相对频度”，故其理论上最大值可以等于300。IVI，即重要值指数（Important Value Index），其求算公式如下： IVI=相对密度+相对频度+相对显著度在这公式中，由于采用相对频度，其和不超过100，故理论上的最大重要值为100。两个式中的相对密度均可用相对多度代替，因为相对多度是由一定样方面积中的株数求得，其重要性是相对的。当然，相对显著度也可用相对盖度。实验一 植物种群空间分布格局的测定实验二实验二 群落基本特征分析群落基本特征分析实验三实验三 群落物种多样性分析群落物种多样性分析 实验四实验四 草本植物群落生物量测定草本植物群落生物量测定
