森林生态系统生物野外观测规范与方法.docx

第 2 篇 野外观测规范与方法 则 993 森林生态系统生物野外观测规范与方法3.1 观测场地设置与采样设计3.1.1 观测场布局森林生态系统的生物观测场地包括：主观测场、辅观测场、站区调查点。对 森林生态系统而言，观测场地相当于一个样方或几个样方的集合。为了保证观测 数据的代表性，森林生态系统研究站应该对本区的主要代表性植被类型都进行长 期观测，包括本区域的典型地带性植被类型、重要的人工林、其他分布面积很广 的群落类型，将其中一个最具代表性的群落类型的典型地段设为主观测场，其他 类型设为辅观测场。对于森林生态系统而言，辅观测场是主观测场的补充，而不 是重复。站区调查点是辅观测场的一种，指用来完成动物或其他调查项目（如社 会经济调查）的固定区域，或特指离站本部较远、不受生态站管理控制的辅观测 场地。主观测场要求设置在研究站所在地区内最具代表性的森林植被类型分布的地 段，最好还开展包括水分、土壤和小气候等环境因子在内的综合性观测。鉴于水 物理要素监测要求以集水区为基本观测单元，主观测场应该尽量设置在一个集水 区内。3.1.2 观测场设置3.1.2.1 仪器与工具在设置样地、样方和样线的过程中，一些常规的工具是必需的，包括测绳、 皮尺、塑料绳、罗盘、地形图、海拔表、高精确度 GPS、醒目的标桩等。其中标 桩数量要求比较多，具体数量根据样地的面积和样线的长度等具体情况确定。在 主观测场还需要带有编号的标牌（保证在 100 年时间里不会发生标牌丢失或字迹模糊等难以辨认的情形，否则需经常更换标牌）、固定标牌的铁钉或铁丝等。3.1.2.2 步骤观测场地的设置包括以下几个步骤：（1）区域植被和土壤分布调查，完成大比例尺（110 000 或 115 000） 植被图和土壤图，以及区域植被与土壤特征的分析报告；（2）基于区域植被调查确定样地布局和各样地位置，写出观测场选址说明报 告，完成生态站观测场布局的平面图；（3）根据种-面积曲线法确定各观测场的群落最小面积；（4）根据群落最小面积、样地使用时间长度、场地所在地的地形及其均质性 等确定观测场面积；（5）样地围取；（6）基于区域植被图和土壤图对选定的观测场进行一次生物和土壤分布情况 的认真核查，写出观测场植被及土地利用历史和现状的调查报告，完成乔木编号 和平面坐标定位图；（7）设计长期采样方案；（8）建立必要的观测、标记设施以及样地保护设施；（9）材料整理与存档。3.1.2.3 方法要点（1）观测场的面积。用于测定森林种类组成和生物量的观测场地，又叫森林标 准样地。标准地的合理设置极为重要，首先是选址，要设立在能代表当地植被类型 而且林相相同、地形变化尽可能一致的地段。样地的形状和大小方面，通常是选用 正方形或长方形，其一边长度至少要高于乔木最高树种的树高。一个基本原则是， 标准地的面积最少必须大于群落最小面积，一般情况下可取 20 m20 m 或 30 m30 m 的面积。设置标准样地时，应尽量避免主观性，样地最好要有重复。不过在地形 变化剧烈的森林中更多地选择匀质的样地是有困难的，但尽最大的可能向该方向努 力。作为长期固定样地，考虑到观测项目较多，以及持续观测和其他偶发因素可 能造成的破坏，因此在条件许可的情况下，样地面积应该尽可能足够大，一般认 为至少应该达到 1 hm2。CERN 对森林生态系统主观测场的面积要求原来比较小， 从 2004 年开始要求统一扩大到 1 hm2，即 100 m100 m。辅观测场的面积可以适 当小于主观测场，但不能小于群落最小面积，表 3-1 为 CERN 对森林站观测场地 的面积要求。在样地设计中遵循“样地各边长应为 10 m 的整倍数”的原则。表 3-1 CERN 森林站生物群落类型调查的取样面积地 区站 例主观测场（2004 年以前）主观测场（2004 年调整后）辅观测场和站区调查点热 带西双版纳站100 m100 m（雨林）100 m100 m（雨林）40 m40 m（雨林和季雨林）亚热带贡嘎山站、会同 站、鹤山站、鼎 湖山站、茂县站40 m50 m（人工林）50 m50 m（自然林）100 m100 m（人工林）100 m100 m（自然林）30 m30 m（人工林）30 m40 m（自然林）温 带长白山站、北京 站30 m40 m（人工林和自然林）100 m100 m（人工林和自然林）20 m30 m（人工林和自然林）（2）样地围取。首先确定一个原点（通常在坡的下部，位于所调查生物群落 的中心），沿等高线确定样地的一条边（边的长度取决于规定的样方面积），然后 以第一条边的终点为起点向上引出第二条边，在拐角处用罗盘确定角度为直角。 同理，再分别确定第三条边和第四条边。最后，要求到达原点的闭合差不超过样 地周长的 1%。样地围取后，用 GPS 准确定位，在示意图（示意图可以画在一定大小的坐标 纸上）和地形图（110 000）上标出具体位置，四周用标桩固定，以便下次调 查时能顺利找到同一样方，并及时设置必要的保护性围栏。（3）样地所代表群落的一般性描述。样地确定后，需要基于区域植被图和土 壤图对选定的样地进行一次生物和土壤分布情况的认真核查，如记录群落的覆盖 度，群落高度，各优势层的植物种类和数量，优势种的频度，树木的胸径、高度、 枝下高，灌木的基径与高度，以及草本层的高度，层间植物和地被植物等；调查 土壤类型、基岩类型、土层厚度、腐殖层厚度等。得到观测场植物群落种类组成 与结构的本底调查数据，写出观测场植被及土地利用历史和现状的调查报告，以 及样地地貌、地形、干扰状况等信息，完成样地所代表群落的一般性描述。（4）样地保护。长期生态研究的根本意义在于时间上的延续性，以及站与站 之间的比较与联网研究。为了保证观测样地的时间延续性，每类观测样地分别设 置非破坏性的永久样地和破坏性取样地，永久样地只允许进行非破坏性的观测， 如非破坏性的生物观测、部分水分指标观测，不允许在其中进行任何破坏性取样。 在永久样地的附近，选择一定面积的与永久样地林型相同、立地条件近似的地段 作为破坏性取样地（对于周边找不到近似地段的，也可以在其他地段选取），生物 量模型取样、土壤微生物取样、土壤动物取样、土壤取样、水分破坏性取样全部在破坏性取样地进行。（5）乔木层的编号。由于永久样地（方）将长期服务于定位观测研究，因此， 需要对其所包含的所有乔木树种的所有个体根据其相对位置进行编号，并挂上标 牌。编号主要针对乔木层的成树和幼树。除了编号以外，还需要测定所有个体在 样方中的相对位置（x，y 坐标），并在一张坐标纸上标出。幼苗虽然不进行编号， 但也需要将其在坐标纸上标出并记录。主观测场永久样地的乔木层必须每株编号， 同时建议其他观测场地也参照执行。3.1.2.4 需要存档的材料对于长期生态研究，除了动态观测数据的存储外，相关资料的存档是非常必 要的，其中场地信息至关重要。在场地设置阶段需要存档的资料包括：（1）区域植被调查记录，区域植被图，区域土壤图，区域气候、植被与土壤 特征的分析报告；（2）生态站观测场布局的平面图，以及各个观测场选址说明报告；（3）各个观测场植物群落种类组成与结构的本底调查记录与数据；（4）各个观测场的群落最小面积调查记录与数据；（5）主观测场的乔木平面定位图；（6）各个观测场的背景信息简表，包括场地代表性、建立时间及计划使用年 限、地理位置信息、生物群落特征、土壤特征、水分特征、人类活动、利用历史、 管理模式等（样地背景信息简表见第 11 章）。3.1.3 观测场的采样设计3.1.3.1 级样方的划分为了取样的方便和研究的需要，通常要将样地进一步划分成次一级的样方。 为了便于区分，将原样地称为 I 级样方，主要用于乔木层的取样。将 I 级样方进 一步划分成 10 m10 m 的次级样方，称为 II 级样方。灌木层、草本层、微生物、 土壤和水分的取样都在 II 级样方中进行。（1）主观测场 II 级样方的划分。主观测场的 I 级样方面积为 100 m100 m。 在级样方内，进一步划分成 100 个 II 级样方（10 m10 m）（图 3-1）。图 3-1a 为 1010 拉丁方设计，图 3-1b 为机械布点。（2）辅观测场和站区调查点 II 级样方的划分。热带森林样方设计：级样方 为 40 m40 m，并进一步分成 10 m10 m 的级样方共 16 个（见图 3-2）。亚热带森林样方设计：级样方为 30 m40 m（自然林）和 30 m30 m（人工林）；并进一步分成 10 m10 m 的级样方，分别为 12 个（自然林）和 9 个（人 工林）（见图 3-3）。温带森林样方设计：级样方为 20 m30 m（人工林和自然林），并进一步分 成 10 m10 m 的级样方共 6 个（见图 3-4）。1270846539276495381038591726040496381257902761834583425607915613407982798502416341382950766501739428a.（1010 拉丁方设计） 1 234 5 6789 10 111213141516171819202122 23 24252627 28 2930313233343536373839404142434445 46 474849 50 51 525354555657585960616263646566676869707172 73 74757677 78 798081828384858687888990 91 92939495 96 979899100b.（机械布点）一个级样方（100 m100 m）以及其中划分的 100 个级样方（10 m10 m）； a方格中的数字为拉丁方采样设计；b方格中的数字为样方顺序编号，采用机械布 点，带阴影的样方为灌木和草本的固定观测样方。箭头线为动物要素调查的样线设计。图 3-1 主观测场样方设计示意图 1 23 4 5 6 789101112131415161020301020304040一个级样方及其中划分的 16 个级样方；箭头线为动物要素调查的样线设计。10201020303010201020303040图 3-2 热带森林辅观测场调查样方示意图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 23 4 5 6 7 8 9 1011 12 （a人工林）（b自然林）一个级样方及其中划分的 9 个（人工林）或 12 个（自然林）级样方；箭头线 为动物要素调查的样线设计。1010202030图 3-3 亚热带森林辅观测场调查样方示意图 1 2 3 4 5 6 （人工林和自然林）一个级样方及其中划分的 6 个级样方；箭头线为动物要素调查的样线设计。图 3-4 温带森林辅观测场调查样方示意图3.1.3.2 样方的采样设计除动物以外，其它生物以及环境要素的调查均在观测场的样方内进行。 乔木层调查在整个 I 级样方进行，需要记录整个级样方中每株乔木的胸径和树高。灌木层的调查在部分 II 级样方中进行，以 II 级样方为采样单位，分别记录每 个的多度、高度、盖度等。主观测场灌木层观测方案 I：级样方的选择采用拉丁 方设计，每次测定选择 10 个级样方，即第一次（第一年）采样选择编号为“1” 的级样方；第二次（第六年）采样选择编号为“2”的样方；依此类推（见图3-1a）。主观测场灌木层观测方案 II：采用机械布点，对固定的 13 个样方进行长 期观测（见图 3-1b 中有阴影标记的样方）。辅观测场灌木层观测方案：采用机械 布点，对固定的 5 个或 6 个样方进行长期观测（见图 3-2，图 3-3，图 3-4 中有阴 影标记的样方）。推荐使用方案 II。因为固定样方观测可以跟踪监测灌木层内的灌 木和乔木幼树的生长和死亡动态，总结灌木层树种组成和结构的变化规律，结合 乔木层的树木倒伏和林窗干扰，可分析灌木层的这种动态的成因和趋势。草本层的观测也在灌木调查选择的级样方内进行，在每一个被选择的级 样方内设置 2 个 2 m2 m 的固定小样方（图 3-5），用于年际间草本层的定点观测。 草本层生物量的测定在破坏性样地进行。2m2m2mx2m1mx1m10m10m大方框为草本层采样单元，带圆圈的方框为土壤的采样单元，“”表示微生物 和水分的采样位置。采样位置均为随机选择，但不互相重叠。图 3-5 一个被随机选择的级样方中的采样设计叶面积指数的测定是以 10 m10 m 的 II 级样方为单位，可以随机选择 10 个 样方，建议最好与灌木观测样方一致。测定优势植物不同器官的主要元素含量和热值的取样，要求在破坏性样地进行，每次选择 5 个级样方作为采样点。尤其是对植物有致命性伤害的取样，如 乔木的树干、根、树皮等样品绝不能在永久样地采样。凋落物量的测定是在随机布设的凋落物收集框中进行。在测定凋落物量的同 时，还要从收集框中随机采集 5 个凋落叶、枝的样品，以测定主要养分元素含量。微生物、土壤和水分要素的调查也在破坏性样地进行。每次选择 5 个级样 方，在每个级样方内，需随机选定在一个 1 m1 m 的样方内采集土壤样品，并 采集 1 个微生物样品和 1 份水分样品（见图 3-5）。3.1.3.3 样线法的采样设计3.1.3.3.1 样线的确定 样线的确定是配合样方进行的。在样方确定后，从样方的中心点向一组对角的方向延伸约 1 km 的长度。3.1.3.3.2 采样设计 动物采样主要是采用样线法进行，但不同类型动物的取样方法有很大的区别，具体如下：（1）大型动物：沿着样线，在左右 5 m 的范围内观察或采集动物的尸体、毛 发及粪便等。（2）小型兽类：主要是以鼠类为主，采用沿样线布放木板夹的方法。沿着 1km 的样线，每隔 20 m 布放 1 个，整个样线共布放 50 个。（3）鸟类：与大型动物相似，沿样线调查鸟类、鸣声和巢穴。（4）土壤动物：要求在破坏性样地采样。沿着样线按不同深度采集一组样 品，采集间隔为 100 m，共 10 个重复。为防止第一次（第一年）取样对第二次（第六年）取样产生影响，第二次取样可以从距样线端点 20 m 的位置开始，每 隔 100 m 采集一组样品，第三次（第 11 年）从 40 m 处开始，依此类推。（5）昆虫：沿着样线每隔 100 m 布放一个陷阱桶，共 10 个陷阱桶。3.1.3.4 需要存档的材料（1）每个观测场的二级样方划分及采样设计的平面图。（2）每个观测场的采样设计方案描述。（3）凋落物收集框的排放位置平面图及每个收集框周边植物与环境特点描 述。3.2 森林生态系统生物监测指标体系3.2.1 生境要素生境要素观测项目见表 3-2。表 3-2 森林生物群落生境要素的观测项目项 目频 度植物群落名称1 次/5a（人工林或幼龄次生林，1 次/2a 和 1 次/3a， 轮换监测）群落高度水分状况*土壤侵蚀状况动物活动人类活动 演替阶段或林龄 土壤类型土壤剖面特征土壤 pH土壤有机碳土壤全氮土壤全磷注：*表示不属于 CERN 的核心项目；土壤指标测定表层土（020 cm）。3.2.2 植物群落种类组成与结构这部分的观测内容主要包括植物种类组成、种类成分的数量特征、群落特征 等（表 3-3）。3.2.3 植物群落物质生产与物质循环这部分的观测内容主要包括植物群落生物量、凋落物生物量季节动态、优势 植物矿质元素含量与热值等（表 3-4）。3.2.4 植物群落动态与物候植物群落动态与物候的观测指标见表 3-5。表 3-3 森林植物群落种类组成与结构的观测指标项目指标频度乔木层种类组成 与种群数量特征每木调查： 植物种、胸径、高度、*枝下高、*冠幅 基于每木调查，用模型换算： 个体生物量（包括树干干重，树枝干重，树叶 干重，果（花）干重，树皮干重，气生根干重， 地下部总干重）基于每木调查，分种统计（按 II 级样方）： 密度、平均高度、平均胸径、生物量（包括树 干干重，树枝干重，树叶干重，果（花）干重， 树皮干重，气生根干重，地下部总干重） 分植物种调查：盖度、生活型、物候期1 次/5a（人工林或幼龄次生 林 1 次/2a 和 1 次/3a，轮换 观测）灌木层种类组成 与种群数量特征按样方分植物种观测： 株数/多度、平均高度、*基径、*单丛茎数、盖 度、生活型、物候期、生物量（包括枝干重， 叶干重，地下部总干重）1 次/5a（人工林或幼龄次生 林 1 次/2a 和 1 次/3a，轮换 观测）草本层种类组成 与种群数量特征按样方分植物种观测： 株数/多度、叶层平均高度、盖度、生活型、物 候期、地上部活体干重1 次/5a（人工林或幼龄次生 林 1 次/2a 和 1 次/3a，轮换 观测）层间附（寄）生植 物种类组成分植物种观测： 多度、附（寄）主种类、*生物量1 次/5a层间藤本植物种 类组成分个体或分植物种观测：基径、1.3 m 处的粗度、估计的长度、*生物量1 次/5a*苔藓植物*植物种、*盖度、*厚度、*含水量、*生物量1 次/5a乔木层群落特征基于每木调查，按 II 级样方统计： 种数、优势种、优势种平均高度、密度 按样方观测：群落郁闭度1 次/5a（人工林或幼龄次生 林 1 次/2a 和 1 次/3a，轮换 观测）灌木层群落特征基于分种调查，按样方统计： 种数、优势种、优势种平均高度、密度/多度 按样方观测：群落盖度1 次/5a（人工林或幼龄次生 林 1 次/2a 和 1 次/3a，轮换 观测）草本层群落特征基于分种调查，按样方统计： 种数、优势种、优势种平均高度、密度/多度 按样方观测：群落盖度1 次/5a（人工林或幼龄次生 林 1 次/2a 和 1 次/3a，轮换 观测）注：*表示不属于 CERN 的核心项目。表 3-4 森林植物群落物质生产与物质循环的观测指标项 目指 标频 度乔木层生物量基于每木调查的分种统计结果，按样方 计算：地上部总干重、地下部总干重1 次/5a； 夏季灌木层生物量基于分种观测，按样方统计：1 次/5a；地上部总干重、地下部总干重夏季草本层生物量基于分种观测，按样方统计：1 次/5a；地上部总干重按样方观测：夏季地下部总干重*层间附（寄）生 植物生物量*地上部总干重1 次/5a*层间藤本植物生 物量*地上部总干重1 次/5a*苔藓植物生物量*地上部总干重1 次/5a凋落物回收量季节枝干重、叶干重、花果干重、皮干重、每年观测，1 次/月动态苔藓地衣干重、杂物干重凋落物现存量枝干重、叶干重、花果干重、皮干重、 苔藓地衣干重、杂物干重、倒木干重、 立枯木干重1 次/a，在凋落物现存量最少时 期观测（植物生长盛期）叶面积指数乔木层叶面积指数1 次/5a，在观测年，生长季，1灌木层叶面积指数次/月（生长盛期必须测定），非草本层叶面积指数生长季测定 1 次优势植物矿质元素 含量与热值 分植物器官测定）全碳、全氮、全磷、全钾、全硫、全钙、 全镁、热值1 次/5a，活体样品在生长盛期取 样；分别在植物生长盛期取现存 凋落物样，在落叶期（1011月）取新增凋落物样（注：*表示不属于 CERN 的核心项目。表 3-5 森林植物群落动态与物候的观测指标项 目指 标频 度树种的更新状况分植物种调查： 树苗和幼树的株数（分实生苗和萌生苗） 平均高度平均基径1 次/a优势植物或指示植物的 物候乔木和灌木植物*树液流动开始日期 芽开放期展叶期 开花始期每年都做； 动态观测优势植物或指示植物的乔木和灌木植物每年都做；项 目指 标频 度物候开花盛期 果实或种子成熟期*果实或种子脱落期 叶秋季变色期 落叶期草本植物 萌动期/返青期 开花期 果实或种子成熟期 种子散布期黄枯期动态观测*植被季相*植被季相每 5 年做一个动态注：*表示不属于 CERN 的核心项目。3.2.5 动物群落种类组成与结构根据森林生态系统的特点主要对鸟类、大型野生动物、大型土壤动物等进行 观测（表 3-6）表 3-6 森林动物群落种类组成的观测指标项 目指 标频 度鸟类种类与数量分种记录数量1 次/5a大型野生动物种类与数量分种记录数量1 次/5a*昆虫种类与数量*类别*名称*数量1 次/5a*大型土壤动物种类与数量*类别*名称*数量1 次/5a注：*表示不属于 CERN 的核心项目。3.2.6 土壤微生物群落生物量与结构根据森林生态系统的特点主要对大型真菌、土壤微生物群落的生物量和结构 进行观测，其中微生物生物量用生物量碳或生物量氮表示（表 3-7）。表 3-7 土壤微生物群落生物量与结构的观测指标项 目指 标频 度*大型真菌类与数量*类别、*名称、*数量1 次/5a土壤微生物群落生物量土壤微生物生物量碳*土壤微生物生物量氮每 5 年做一个季节动态*土壤微生物群落结构*类别、*数量、*比率1 次/5a注：*表示不属于 CERN 的核心项目。3.2.7 植被类型和空间分布表 3-8 植被类型和空间分布的观测指标项 目指 标频 度*植被类型、面积与分布*植被类型*群落名称*面积*地理位置（经度和纬度）*分布特征*分布图1 次/10a；夏季注：*表示不属于 CERN 的核心项目。3.3 野外观测规范与方法3.3.1 样地背景与生境描述在植物群落学研究中，样地的生境描述是必不可少的。这是植物群落研究， 特别是以后的野外调查不可缺少的基础资料。野外调查记录应当既简要又规范， 便于计算机识别和操作。首先对选定的样点做一个总的描述，描述内容主要包括 植被类型、植物群落名称、郁闭度、群落高度、地貌地形、水分状况、人类活动、 动物活动、演替特征、土壤剖面特征、土壤 pH、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全 磷等。这些因子大多数可以通过直观的观察确定，如植被类型、植物群落名称、 地貌地形、水分状况、人类活动、动物活动以及演替特征等，通常只需要定性的 描述即可。对于土壤 pH、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷等特征需要通过取样， 并做进一步的定量测定。最后，将结果记录在附表 3-1 中。3.3.1.1 仪器与用具GPS，调查表，尺子，铅笔，油性记号笔，坡度计，罗盘仪等。3.3.1.2 生境描述方法按下列分类系统，记载相应的类型。在野外调查时首先用 GPS 测定调查点的 经纬度。（1）植被类型。根据中国植被（吴征镒，1980）中的中国植被类型简表（附 录 1），并参考地方植被志，分到植被亚型。（2）植物群落名称。植物群落根据建群种或优势种命名。群丛是基本单位， 指各层优势种相同，群落结构、外貌、生境一致的植物群落。群系是中级单位（群 丛的上级），以建群种或优势种相同的群丛或群丛组归纳而成的（参见 Daubenmire， 1968；祝廷成等，1988，217-225）。采用乔木层优势种灌木层优势种草本层优势种命名法： （参见本书第 2 章 2.4.3.2 节）。_ （3）郁闭度。郁闭度，也可称林冠层盖度，指的是乔木层各树冠连结的程度， 是一个层的特征。它以林冠层在地面的投影面积与林地面积之比表示。郁闭度的 最大数值是 1，即所有乔木树冠全部连接，呈全郁闭状态。乔木层的分层叠加， 也在 1 的范围中。郁闭度可以通过直观初步估计森林覆盖占地表的比例。也可在 林内每隔 35 m 机械布点 100 个，记载郁闭的点数，计算出郁闭度。郁闭度 = 有树冠覆盖的点数100（4）地貌地形。地貌可分为（刘南威，2000；林业部调查规划院，1984）：1）大地貌（所占面积在数百平方公里到几万平方公里、甚至更大，相对高度 在数百米至千米以上）：平原，丘陵，山地，高原，盆地；2）中、小地貌（中地貌指水平面积在数十至数百平方公里，相对高度在数十 至数百米；小地貌是指水平面积在数平方公里至数十平方公里，相对高度在十米 以下）：山，丘陵，平原，台地，盆地，谷，沟谷流水地貌，冲积锥，洪积扇，风 成地貌，岩溶地貌等。地形包括以下内容： 坡位：山顶、上坡、中坡、下坡、坡麓。 坡向：给出坡度朝向和具体方位 阳坡：东南，南，西南，西； 阴坡：西北，北，东北，东。坡度：分为 8 级，即 02、35、615、1630、3145、46 60、6175、75。坡形：凸、平直、凹、复合、阶梯 风向坡：向风、侧向、背风。其他：坡长（ m），对坡距（ m），相对高（ m）（5）水分状况。分为旱、润、湿三级。（6）人类活动。包括：垦殖、撂荒、伐林、造林、割草、放牧、采掘、刈割、 火烧、开矿、道路建设、施肥、补种、灌溉、排水、旅游、污染、垃圾、狩猎、 养蜂、围护、筑坝、次生盐碱等。并记录各种人类活动的影响强度，可分为：无 影响、有益、有害，或轻、中、重、严重。（7）动物活动。包括：家畜的种类和放牧强度，虫鼠的种类和密度，洞穴的 密度和覆土面积比例，其他病虫害以及鸟、兽、虫对种子的传播等。影响强度分 为：无、弱、中、强等四个等级。（8）演替阶段或林龄。自然林按在演替系列中所处的阶段划分为演替初期、 演替中期、演替顶极。人工林按生长阶段分为：幼龄林、中龄林、成熟林。（9）土壤类型和特征1）土壤类型。土壤类型依据中国土壤分类系统，按要求记载相应的类型，分 到土类级（附录 2）。2）土壤特征a）土壤剖面特征。挖开剖面，土壤发育层次分 1 层5 层，记录各土层深度 等（见附表 3-2）。b）地表覆盖（%）。分为：基岩、砾石、明沙、细土、盐碱、植物、枯落物、 其他。3.3.2 群落植物种类组成与数量特征植物群落中的种类组成，是指所有组成该植物群落的植物物种的总和。热带 地区植物群落中的种类成分较复杂，尤其是热带雨林和季雨林，而温带地区的群 落种类成分则相对简单。对于构成群落的植物，不仅要研究它所属的分类单位， 还要调查它的数量，有了数量才能反映它们在群落中作用的大小。种的数量特征 表现为：多度（或密度）、盖度、高度、重量、体积、同化面积等。此外还要了解 它的生活型。生活型反映当地的环境条件，也是划分地带性植被的指标之一。群 落内植物种类组成和每个种的数量特征，以及生活型的差异会影响植物群落的结 构、功能和外貌。3.3.2.1 调查地点乔木植物种类调查在所有级样方中进行，灌木植物种类调查在随机选出的 513 个 10 m10 m 的级样方中进行，而草本植物种类调查则在灌木调查选出 的级样方中设置的 2 个 2 m2 m 方框中进行（参见本章 3.1.3 节）。3.3.2.2 调查工具测树围尺，1.3 m 的标杆，样方框（1 m1 m），钢卷尺，米绳，皮尺，剪刀， 电子天平（感量 0.01 g），布袋或纸袋，卡尺，调查表，油性记号笔等。3.3.2.3 调查内容与方法简述乔木层记录种名（中文名和拉丁名），进行每木调查：测量胸径（实测，通常 采用离地面 1.3 m 处）和高度（估计）、冠幅（长，宽）、枝下高。每木调查起测 径级为 1.3 cm。分植物种观测：盖度、生活型，并记录调查时所处的物候期。按 样方观测：群落郁闭度。记录在附表 3-3 中。然后基于每木调查数据，按 II 级样 方分种统计：密度、平均高度、平均胸径。最后按 II 级样方统计以下群落特征： 种数、优势种、优势种平均高度、密度。幼树和幼苗分别随同灌木层或草本层一 起调查。成树、幼树和幼苗的划分标准参见本书第 2 章 2.4.7 节。灌木层记录种名（中文名和拉丁名），分种调查：株数（丛数）、株高或丛平 均高、单丛茎数、盖度、生活型、随机 10 株的基部直径，并记录调查时所处的物候期。按样方观测群落总盖度。记录在附表 3-4 中。然后基于分种调查，按样方 统计以下群落特征：种数、优势种、优势种平均高度、密度/多度。需要说明的是， 灌木调查如果能像乔木一样编号定株调查，对长期观测而言会更有意义。草本层记录种名（中文名和拉丁名），分种调查：株数、盖度、高度、生活型， 并记录调查时所处的物候期。按样方观测群落总盖度。记录在附表 3-5 中。然后 基于分种调查，按样方统计以下群落特征：种数、优势种、优势种平均高度、密 度/多度。附（寄）生植物记录种名（中文名和拉丁名），分种调查：多度、生活型、附（寄）主种类。记录在附表 3-6 中。藤本植物记录种名（中文名和拉丁名），分个体 或分种调查：基径、1.3 m 处的粗度、估计长度、株数等，记录在附表 3-7 中。3.3.2.4 每木调查对样地内全部树木，逐一测定各类树种的胸径、树高等，并做好记录，每测 一树要进行编号，避免漏测。胸高直径（D）是采用 1.3 m 高的标杆，在树干上坡 一侧地表面立上标杆，在齐杆的上端，用卷尺测定树干的圆周长，以此求出直径（cm），或用围尺直接量得直径。树高（H）的测定，采用测杆或测高器为工具， 在测树高时一定要以测量者看到树木顶端为条件，尽量减少误差，以“m”为计 量单位。记录在附表 3-3 中。3.3.2.5 植物种的鉴定在进行观测和研究时，必须准确鉴定并详细记录群落中所有植物种的中文名、 拉丁名以及所属的生活型。对于不能当场鉴定的，一定要采集带有花或果的标本（或作好标记），以备在花果期进行鉴定。以下是植物种鉴定常用工具书：中国植物志；中国高等植物图鉴；中国树木志；中国沙漠植物志； 地方植物志。3.3.2.6 多度多度是指某一植物种在群落中的数目。确定多度最常用的方法有两种：一为 直接点数，二为目测估计。植物个体小而数量大时，如对草本和矮灌木常用目测 估计法，对于乔木等大树多用直接点数。目测估计法是按预先确定的多度等级来 估计单位面积上的个体数。已有的等级划分和表示方法大同小异，一般以从少到 多或从多到少的等级表示，如 Drude 的 7 级制、Braun-Blanquet 的 5 级制、Clements 的 6 级制等。我国多用 Drude 的 7 级制（表 3-9）（祝廷成等，1988，188；宋永昌， 2001，558-560；孙儒泳等，2002，141；姜汉侨等，2004，51-52）。根据植被类型确定调查样方的大小（面积），然后对每种植物进行多度目测估 计并进行记录。在测定植物多度前，应对当地植被的疏密程度有所了解，初步掌 握单位面积中各种植物的数量分布范围，然后大致确定每个多度等级的植物个体 数量。表 3-9 几种常用的多度等级Drude 多度级Clements 多度级Braun-Blanquet多度级Soc.（Sociales）极多，植物地上部分郁闭D（Dominant）优势5非常多Cop3很多A（Abundant）丰盛4多Cop.(Copiosae)Cop2 Cop1多 尚多F（Frequent）常见O（Occasional）偶见32较多较少Sp.（Sparsae）少，数量不多而分散R（Rare）稀少1少Sol.（Solitariae）稀少，数量很少而稀疏Vr（Very Rare）很少+很少Un.（Unicum）个别，样方内只有 1 或 2 株3.3.2.7 密度（1）密度的概念。密度是单位面积上某植物种的个体数目，通常用计数方法 测定。种群密度从某种程度上决定着种群的能流、种群内部生理压力的大小、种 群的散布、种群的生产力及资源的可利用性。种群密度通常用株（丛）/m2 表示， 密度（D）的计算公式如下：D = NS式中：N 样方内某种植物的个体数，株（丛）；S 样方水平面积，m2。 样地内某种植物的个体数目与全部植物种个体数目的百分比称为相对密度。某一植物种的密度占群落中密度最高物种的密度的百分比称为密度比。相对密度 和密度比可用来反映群落内各种植物之间的比例关系，是衡量物种优势度的重要 参数之一（孙儒泳等，2002，142）。（2）密度的测定。密度是一个实测数值，只限于一定面积内才能计算，因此 密度通常用样方测定。这种测定与取样单位的大小无关，可以说是绝对的。但密 度是平均数，由于分布格局的差异，不同样方内的数字可能有很大差异，因而样 方大小和数目会影响调查结果。因此，要合理确定样方的面积和数量。按株数测定密度，有时会遇到困难，如根茎禾草的地上部分不易分清是属于 一株还是多株。因此，测度前要确立植株个体的确定标准。一般可以把能数出来 的独立植株作为一个单位；对于根茎植物而言，凡地上部分为独立的则可算做一 个单株；对于密丛型植物，地上部分独立的一丛算做一株。丛和株并非等值，所 以必须同它们的盖度结合起来才能获得较正确的判断。特殊的计数单位都应在样 方调查表中加以注明。在记数密度较大的植物时，要准备记数器，每数一棵植物时记数一次，以免 记错。3.3.2.8 盖度植物盖度指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。盖度是群落 结构的一个重要指标，它不仅可以反映植物所占有的水平空间的大小，还可以反 映植物之间的相互关系。它在一定程度上还是植物利用环境及影响环境程度的反 映。盖度一般有两种：投影盖度和基盖度。投影盖度指植物枝叶所覆的土地面积。 一般的盖度概念都指投影盖度。基盖度指植物基部的覆盖面积。对于草原群落， 常以离地面 3 cm 高的断面积占样方总面积的百分比表示；而对森林群落，则常以 树木胸高断面积（距地面 1.3 m 处）占样方总面积的百分比表示。乔木的基盖度 又称为显著度。投影盖度又可分为种盖度（分盖度）、层盖度（种组盖度）、总盖度（群落盖 度）。种盖度是指某种植物植冠在一定地面所形成的投影面积占地表面积的比例； 总盖度是全部植物植冠在一定地面所形成的投影面积占地表面积的比例。由于植 物枝叶互相重叠，分盖度或层盖度之和，可能大于总盖度。因此，总盖度要求直 接测定。盖度常用百分数表示。也可用等级制来表示（表 3-10）。表 3-10 通常使用的盖度级等级Domin-KrajinaBraun-BlanquetHult-Sernander-Du-RietzDaubenmire+唯一的个体小于 1%113 个个体1%5%06.25%05%2盖度小于 1%6%25%6.5%12.5%6%25%31%4%26%50%13%25%26%50%45%10%51%75%26%50%51%75%511%25%76%100%51%100%76%95%626%33%96%100%734%50%851%75%976%90%1091%100%用直接测量值计算盖度的公式为：式中：Cc种盖度C = Ci 100cSCi i 样方内 i 种植物植冠的投影面积之和，m2；S 样方水平面积，m2。 基盖度（Cb，%）的计算：C = DBHi bS式中：DBHi 样方内 i 乔木种胸高断面积之和，m2；S 样方水平面积，m2。 群落中某一种植物分盖度对所有种的分盖度之和的百分比称为相对盖度。某一植物种的盖度占群落中盖度最大物种的盖度的百分比称为盖度比。相对盖度和 盖度比也是衡量物种优势度的重要参数之一（祝廷成等，1988，190；宋永昌，2001， 558-560；孙儒泳等，2002，142；姜汉侨等，2004，53-54）。（1）目测法。运用目测法测试盖度，是在设定了样方的基础上，根据经验目测 估计样方内各植物种冠层的投影面积占样方面积的比例，以此确定植被盖度。用目测法进行盖度估测时，首先根据植被类型和植株密度确定样方大小，然 后估测样方内植被的总盖度，再分别估测各植物种的分盖度。运用目测法估测植 被盖度需要一定的经验，如果缺乏估测经验，也可在样方内用小样方框（如草本 可用 10 cm10 cm）对有植物的部分进行逐块估测，然后进行累加，计算出总的 盖度。样方一般为正方形，样方框可用钢筋、粗铁丝、PV 杆等制作，以轻便、结 实、携带方便为原则。目测法主要适用于草本植被的盖度调查。荒漠、草原的草本植被调查样方至 少为 1 m1 m，一些低矮密集型的草甸植被也可用 0.5 m0.5 m 的样方。对于乔木和灌木、半灌木群落来说，一般至少要采用 10 m10 m 或 5 m5 m 的 大样方。对于乔木和灌木、半灌木植物个体，可直接用尺子测量每棵植株的投影面 积，然后计算其植被盖度。对于林下和林间的草本植被，仍然采用 1 m1m 样方测 度草本植被的盖度。（2）样线法。样线法主要适用于乔木和灌木、半灌木植被的植被盖度观测。 它是根据有植被的片段占样线总长度的比例而计算植被总盖度的，而各种植物冠 层在样线上所占线段的比例则为植物的分盖度。分盖度之和可以大于总盖度，但 不能小于总盖度。采取样线法调查时，可在所调查的样地先设定一个中心点，打上木桩或插上 竹竿。然后以其为基点，用 50 m 长的卷尺沿所要测定的植被方向拉直线。样线的高度因植被类型而定，一般要求紧贴灌木、半灌木冠层顶部，对于乔木层来说， 要求从林冠下层穿过。观测时，以卷尺所接触或所覆盖的植物为准，记述其冠层在线段上的总长度 和各种植物的分长度，然后除以线段长度，即为植被的总盖度和分盖度。如果灌木、半灌木的冠层较高，难以用样线法对下层草本植物的分盖度进 行有效估测，可在估测完总盖度后，再用样方法对下层各草本植物的分盖度另 行估测。（3）照相法。照相法是通过垂直照相后解译出植被类型，最后在透明方格纸 上以植被覆盖占的方格数与总方格数之比来计算群落盖度。随着数字图像处理技 术及摄影技术的快速发展，利用照相法测量群落盖度有可能成为一种方便、快捷、 适用范围广的方法。这种方法的缺点是资料的处理和计算比较烦琐、费时（章文 波等，2001）。3.3.2.9 高度（1）植株高度。植株高度指从地面到植物茎叶最高处的垂直高度。它是度量 某种植物的生活型和生长情况以及竞争和适应能力的重要指标，也是影响植物地 上生物产量的重要参数（祝廷成等，1988，192）。植株高度可分为自然高度和提