2011野外实习-hjh.ppt

生态学野外实习指导,201110,为什么要进行生态学实习？,验证 理论的深化、提高 发现问题、科学解释,目的：掌握群落调查方法，能够将课堂所学知识运用于实践；了解和掌握群落调查常用工具的使用方法，增强动手能力；能够用生态学基本原理分析问题。 任务：根据不同的研究对象，采用群落调查方法进行调查，将取得数据进行科学分析，得出基本结论并给出建议。,实习内容,森林类型的线路调查 植物识别 鹫峰林场植被基本概况 森林群落结构特征调查 种群空间分布格局 森林更新、演替趋势调查 森林小环境测定与分析,一、森林植物识别,工具：植物检索表、标本袋、标本签 （100个/每组）、 数码相机 方法：随时学习（少采标本、多拍照片） 目标： 识别80种左右森林植物，利用检索工具查出它们的科、属名，并掌握其主要识别特征。 调查时间（周三至周五）,目的：掌握线路调查的方法；了解研究区域内植物群落类型的基本情况和特点 内容：1 线路记载(从山脚到山顶) 2 典型群落类型初步调查 2.1 林木层 2.2 下木及草本层 2.3 层外植物调查,二、森林类型的线路调查,10月19日,1、线路记载,工具：海拔仪、手罗盘、 GPS 数据：海拔、到上一点的距离， 到上一点的方位、前进方位,北,0号点,1号点,2号点,6号点,5号点,记录数据记入表1,表1 森林类型线路记录表 （1张/组）,至少记录20个点，在小组报告中，根据表1绘出线路调查的平面图和剖面图 数据处理时将分和秒全部化为度，保留3位小数,9,10,2、沿线典型林型的调查,林木层 下木及草本层 层外植物调查,2.1 林木调查,林相（林层）：单层林或复层林（层高差20%） 起源：人工或天然、实生或萌生 林龄：同龄林或异龄林 郁闭度：百步抬头法 林木组成：十分法,角规测树及 林分组成式的确定,角规：林分速测工具，按既定视角有选择计数代替每木检尺以高效率测定林分蓄积量（胸高断面积） 使用方法：视线通过角规的某一缺口扫描周围的每一株林木的胸高位置，记录其角规值：胸径与缺口相割记1，相切记0.5，并测定其胸径与树高。将林木角规值相加，即为每公顷胸高断面积 十分法确定林分组成式：以该林型中所有角规值之和为满分，按十分制为各树种的角规值和评分，按分值从高到低排序即可写出该林型的林分组成式，如：6栎3油松1山杨。,相割,相切,相余,直读式测高器及树高的测定,a,b,a、b分别在0刻度的两侧，将它们相加得树高，在同侧则相减,15,直读式测高器及树高的测定,a,b,a、b分别在0刻度的两侧，将它们相加得树高，在同侧则相减,16,表2 森林类型线路调查记录表 （4张）,林型： 到第 号转折点的方位 距离 海拔 坡向 坡度,根据角规测树数据，计算各树种和林分的平均胸径（D1.3）、平均树高（H），以及每公顷的胸高断面积（G/ha），写出林分组成式。,2.2 下木及活地被调查,在所调查林型内作2个5m5m的正方形样方，分种观察其中的幼树（1.5米以下的乔木小树）及灌木的相关情况，记入表3 下木（灌木、幼树）调查记载表。 在所调查林型内作5个1m1m的小样方，分种观察其中的草本植物(50cm以下)情况，记入表4 活地被物（草本、小灌木）调查记载表。 各样方均需填好表头，包括样方号（灌木样方和草本样方分开编号）、总盖度、平均高、成层现象、分布状况等。,表3 下木层调查记载表,林型 样方面积 55m 总 盖 度 （现场估测） 平均高度 层次分 层 分布状况,样方,分布 状况,6个物候期记录： 1.营养期：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）,（4张）,（调查者）,19,表3 下木层调查记载表,林型 样方面积 55m 总 盖 度 （现场估测） 平均高度 层次分 层 分布状况,样方,分布 状况,（4张）,同种盖度加和，其他不需计算,20,表4 活地被物（草本、小灌木）调查记载表,林型号 样方面积 11m 总 盖 度 平均高度 层次分 层 分布状况,序号,物种,（4张）,分布 状况,同种盖度加和，其他不需计算,2.3 层外植物调查,在所调查林型内划定100m2范围，观察其中的层外植物，逐株记录它们的种类名称、盖度、所在层次、生长方式（攀缘、附生、寄生）、生长状况及分布情况等记入表5 层外植物调查记录表。,22,表5 层外植物（藤本、附生植物）调查记载表,林型号 样方面积 100m2 总 盖 度 平均高度 层次分 层 分布状况,（4张）,同种盖度加和，其他不需计算,（二）内业数据处理方法,将采集到的植物标本通过查植物检索表确定名称，并写出拉丁文。 整理外业调查表格，计算角规测树数据，并写明计算方法。写出林分组成式。 绘出森林类型线路调查平面图（方位和距离）和剖面图（海拔高度和距离），注明调查点的位置。,典型森林类型描述（小组报告的部分内容）,包括（需查阅资料） 分布状况（分布区、海拔、地形等）； 土壤类型及其特征(查资料)； 林分结构：树种组成、层次、密度、郁闭度、胸径、林分高度等； 下木、藤本状况：种类组成、优势种类、层次、高度、生长、分布状况等； 草本状况：组成、优势种及其他特征。 天然更新状况：密度、分布、生长状况等； 经营建议（查资料）。,25,（三）小组提交报告内容,1. 整理后的各种外业调查表格：线路记录表；森林类型线路调查记录表；下木（灌木、幼树）调查记载表；活地被物（草本、小灌木）调查记载表；层外植物（藤本、附生植物）调查记载。 集体作业：森林类型线路调查平面图和剖面图；调查的各森林类型的描述,三、森林群落结构特征调查,1. 群落最小面积调查 2. 群落结构调查方法 组成、结构、多样性、更新（方式、状况） 3. 内业计算 注：外业每次都要调查群落的生物环境与非生物环境（填入表头：海拔、坡度、坡向、坡位、土壤厚度、群落总盖度、层盖度、调查者等）。,10月20日,27,调查地点选择： 每班一个类型、每组1块样地 沿海拔高度依次在下坡位、中坡位、上坡位等三个位置找到相应林分类型,1. 群落最小面积的确定巢式取样法,表6 群落最小面积调查表 群落类型（林型）：,（1张）,30,种面积曲线,样方面积,最小面积,物种数目,（选做）拟合种-面积曲线 两种饱和曲线 (刘灿然等，1998;邓红兵等，1999)： S= aA/(1+bA) (1) S= c/(1+ae-bA) (2) A为面积，S为A中出现的物种数，a、b、c是待估参数。方程的拟合用SPSS 100软件完成。,2、群落结构特征调查,无样地调查法：点四分法 固定样地调查法：20*20m,2.1 林木点四分法调查,仪器 测绳、皮尺、围尺、测高器、木杆 外业调查方法 在所要调查的林分中，用测绳开设几条线，在线上每隔10米机械布点。 在每个点上用木杆作一垂线，划分出四个象限，在每个象限中找距点最近的一棵树，记载树种名称，点树距离、胸径、树高，共计测定30个点，记入表7 点四分法调查记录表。 内业计算 表8 点四分法调查的群落特征简表,30个点，观测指标：树种、点树距、树高、胸径、冠幅等,表7 点四分法调查记录表,表8 点四分法调查的群落特征简表,（1张）,36,表8 点四分法调查的群落特征简表,（1张）,2.2 群落特征结构调查：样地法,设20m20m的正方形样地，将其分为16个5m5m的相邻格子并编号。 对样地中高于1.5m的乔木进行每木检尺，测量指标包括树种、坐标、树高、胸径、冠幅、第一枝下高等。填入表9,0101 0102 0201 0202,38,表9 典型样地法乔木层调查记载表,林型： 郁闭度： 林分组成： 海拔： 坡向： 坡度：,（6张）,下木样方调查,以5m5m相邻格子为下木样方，分种记载下木（含层间植物）的名称、株数、平均高度、生长状况、分布状况等，记入表10 下木（灌木、幼树、藤本）调查记载表,表10 下木（灌木、幼树、藤本）调查记载表,（6张）,草本层样方调查,在每个5m5m相邻格子内设置5个1m边长草本样方，分种记载草本植物的名称、株数、平均高度、生长状况、分布状况等，记入表11 活地被物（草本、小灌木）调查记载表,表11 活地被物（草本、小灌木）调查记载表,（6张）,3、典型样方法内业计算,重要值计算 种的多样性计算 种群空间分布格局分析,3.1 种的重要值计算,相对密度：该植物种的密度相对于所有种密度和的百分比。 相对盖度 ：该植物种的盖度相对于所有种盖度和的百分 比。 乔木基盖度 草本投影盖度 相对频度 ：该植物种的频度相对于所有植物种频度和的百分比。 重要值 (important value) IV=(相对密度+相对频度+相对盖度)/3,表12 下木（灌木、幼树、藤本）重要值计算表,（1张）,表13 草本植物重要值统计表,（1张）,3.2 种的多样性计算,分别计算乔木层、灌木层、草本层的多样性指数，并利用三个组的资料进行比较分析。在调查资料中分别植物种统计株数、重要值，计算每个种出现的株数概率和重要值概率记入表14 种的株数多样性统计计算表和表15 种的重要值多样性统计计算表。,物种多样性指数,Gleason指数 DG=（S-1）lnA Marglef指数 DM=(S-1)lnN Simpson指数：Ds=1-Pi2 Shannon-Weiner指数 H =-PilnPi Pi为第i种相对密度（相对重要值）： Pi=Ni/N Pielou均匀度指数：E=H/Hmax Hmax为最大的物种多样性指数：Hmax=LnS,49,Gleason指数 Margalef指数,DG= SlnA,DM=(S-1)lnN,样方面积,群落中物种数目,观察到的个体总数,群落中物种数目,物种多样性的测度多样性指数,50,辛普森生多样性指数 (Simpsons diversity index) 随机取样的两个个体属于不同种的概率 1-随机取样的两个个体属于同种的概率,物种多样性的测度多样性指数,0，1-1/S,51,Shannon-Wiener 多样性指数,H = -Pi lnPi,属于种i 的个体在全部个体中的比例（Pi=Ni/N）,多样性指数,0，lnS,H max = - (1/S) ln (1/S ) = -S(1/S) ln (1/S )=ln S,i=1,s,群落中的最大物种数,物种多样性的测度多样性指数,52,Pielou物种均匀度指数,EH= H H max = H lnS,实际的种类多样性,最大均匀条件下的种类多样性（lnS）,ED= D D max = D (1-1/S),物种多样性的测度多样性指数,表14 种的株数多样性统计表,（2张）,（灌木层、草本层）,表15 种的重要值多样性统计表,（2张）,（灌木层、草本层）,3.3 种群空间分布格局分析,分别统计乔木和灌木植物种在各样方中出现的株数，记入表16 种群的空间格局统计表，并用方差/均值法判别各物种的分布格局。 思考：还有哪些方法可以进行种群分布格局判别？（方差/均值、相邻个体最小距离）,种群分布格局方差/均值法,=1,1,1,S:标准差 m:平均数 x: 样方中个体数 f: 出现频率 N: 样本总数,=1,表16 种群的分布格局统计表,58,表16 乔、灌木种群的分布格局统计表,2020m样地中株树6以上的物种计算,59,生活型谱分析,外业：记录样地中植物种名，同时确定各个种的生活型（直接观测植物高度好休眠芽位置） 内业：统计生活型谱，分析植物气候特征,探索性研究,高位芽植物（Phanerophytes） 休眠芽位于距地面较高的位置，一般25以上。乔木、高灌木、藤本和木藤本、附生植物和高茎的木本植物 地上芽植物（Chamaephytes） 休眠芽位于土壤表面之上，25之下，草本、匍匐灌木、矮木本、矮茎肉质植物和垫状植物 地面芽植物（Hemicryptophytes） 休眠芽位于近地面土层内，冬季地上部分全部枯死，多年生草本植物、莲坐状。 地下芽植物（Geophytes）隐芽植物（Cryptophytes） 休眠芽位于较深土层中或水中，多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。 一年生植物（Therophytes） 以种子形式渡过不利季节。,60,四 群落更新演替趋势,在某一林型内，机械设置55m 20个样方，分样方记载大树、幼树、幼苗名称、株数、高度，记入森林更新及演替调查表17。 如何确定进展种、巩固种和衰退种？,10月21日,61,表17 分层频度演替调查法统计表,根据不同层次的树种分布或者所占的比例分析： 进展种：在更新层多，主林层少；标志着森林演替的趋势巩固种：演替层多，更新层和主林层少；重要的伴生树种 衰退种：主林层多，更新层少；被淘汰,五 林内外光照强度测定,调查工具：照度计 方法：从林缘向林地中心均匀选取5个测定点，每个地点机械布置4个点，分层测定光照强度上先将探头举过头顶分四个方向测定照度值，然后分四个方向测胸高位置的林内照度值。同时选择空旷无林地测定20个点的照度，记入表18 林内照度调查统计表。 统一开始时间：10月20-21日中午12点整，12：30结束。,10月20-21日,表18 林内照度调查统计表 林型： 林外照度值：,小组报告,内容： 主报告：小组成员、实习方法、概要结果、分析及结论、小组实习总结（收获和存在问题）（ Word文档，标题四号字，正文部分小四号宋体字） 附件1 林场植物名录（80种；种中文名称、拉丁名、科、属、主要识别特征，查检索表完成） 附件2 林场植物照片电子文档（ “植物照片”子文件夹，每种植物一个文件，以中文种名命名，80种） 附件3 原始表格与计算表格（合并为一个Excel文档，每张原始表格及计算表格各一个工作表） 形式： 电子版文件夹（命名：班级组别 园林10-4-01） 电子版检查通过后方可打印主报告上交,65,主报告的格式,题目 序言 鹫峰林场概况 （查资料） 地理位置、气候、土壤、植被、开发的历史 调查的内容：时间、地点、方法 结果及分析、评价、建议 参考文献 小组实习总结 附表,个人报告,参考主题： 林场主要森林类型的分布及林分结构特点 群落最小面积分析 林分结构特征分析（天然林与人工林的区别） 1.树种重要值分析 2.种群空间格局分析 3.林分更新状况分析 4.群落种群结构与演替趋势分析 5.生活型分析 (四) 生物多样性分析 (五)林分光照与更新的关系 收集数据：所