植物群落地调研及分析报告Word文档格式.docx
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25〕
亚热带常绿阔叶林1000~2000m2
荒漠128~256m2
沙漠512m2
在野外实习时,可根据调查地区植物群落的实际情况参考使用.
表3巢式扩展确定最小样方面积
1
2
4
6
8〔编号代表巢式扩展顺序〕
3
5
7
1.3样方数目
由于人力和时间的原因,调查的样方数目不可能"
越多越好"
地布置,到底确定多少样方为宜,决定于调查地区植物群落结构的复杂程度.如果群落的种类组成、结构较为简单,如此少数几个样方便能很好地反映出群落的特征;
当群落的结构复杂且变化较大,植物分布不规如此时,如此应适当增加样方的数目,才能提高调查资料的可靠性,但调查时还要考虑实习人力、物力和财力的可能.根据统计检验理论和实际工作经验,样方数一般30~50个比拟适宜,由此统计运算的结果才能比拟真实地反映植物群落的面貌,样方数太少如此难以准确反映.野外实习时让每个小组做30~50个样方显然不可能,但各小组可对同一群落平行调查,然后将各小组调查资料汇总进展统计、比拟.调查时要注意所有样方都必须依照顺序编号,这样既可防止混乱,也便于以后整理.
2植物群落样方调查内容和方法
植物群落样方调查的内容涉与面很广,野外实习只能着重调查环境因素与植物群落的关系、植物群落的外貌特征以与植物群落的数量特征.这也是样方调查最为主要的内容,能够根本上反映出植物群落的一般特征.
2.1环境条件调查
具体内容有地理位置、地形状况、海拔高度、坡向、坡度、表层岩石、土壤类型、周围环境、人类影响、自然灾害等,将调查内容填入下表.这些环境因素与植物群落的关系极为密切,如海拔高度不同,不仅土壤类型不同,而且植物群落的分布也不一样.在调查时要对这些环境因素做详细的记录.
表4植物群落调查表
调查者调查日期
样方编号样方面积
群落类型群落名称
地理位置:
经度纬度
地形
海拔坡向坡度
土壤、岩石、地下水位
微地形、地被物
周围情况
动物活动情况
经济特点与利用情况
2.2植物群落的属性标志与其调查方法
植物群落的属性标志包括群落的种类组成、区系成分、生活型组成、植株物候期、植物生活力,以与植物间相互关系的其他表现,如层和层片的分化等.属性标志表现出群落的根本性质,是非常有用的.
〔1〕群落的分层结构植物群落的成层现象是极其重要的特征.一般优势层能较好地反映外界环境,其他层如此更多地表现出群落内部环境.层是群落的最大结构单位,在很大程度上决定了群落的外貌特征和群落类型位置.群落调查一般均以层为单位分别进展,森林群落一般分成乔木层、灌木层、草本〔与小灌木〕层、地被层四个根本层.每层内假如由一些不同高度,乃至有不同生态特征的物种构成时,通常进一步细分为假如干亚层.
藤本植物和附生植物被列入层外植物〔或称层间植物〕,单做记载.
〔2〕群落的种类组成种类组成是群落的另一实质性属性特征.登记每个样方所有高等植物种类〔分层进展〕的工作必不可少,需认真而仔细,同时采集标本〔即使自己以为认识〕,野外实习时学生不可能识别所有植物,尤其应该采集标本.不认识的种类可用采集代表,以后再定名订正.
登记植物种类时仍要遍查样方有无遗漏,有些种类在样方中没有,但分布在样方周围,也要登记,并且将分别填入各层.
〔3〕生活型和生态类型组成在天然和半天然植物群落中,所有植物种类不可能都属于同一生活型,而是由多种生活型所组成,因而为了更清楚地认识群落的生态特征,调查时应把组成群落的植物种类所属的生活型和单因子生态类型尽量弄清楚.
我国关于植物生活型的分类,一般采用丹麦学者Raunkiaer的生活型系统和《中国植被》一书中所制定的生活型系统.Raunkiaer的生活型系统,强调植物营养体对气候的适应,选择更新芽的位置作为划分生活型的依据,把植物生活型分为五类:
a.高位芽植物<
Ph>
更新芽位于距地面30cm以上,多为乔木;
b.地上芽植物<
Ch>
更新芽位于土壤外表至30cm之间,多为灌木、半灌木植物;
c.地面芽植物<
H>
更新芽位于近地外表土层内,常被地被物覆盖,为多年生草本植物;
d.隐芽植物<
Cr>
更新芽隐藏在地下或水中,为草本植物;
e.一年生植物<
Th>
靠种子越冬.调查时据此仔细统计填写,然后加以讨论.
表5植物生活型谱表
群落和生境种各生活型种数与所占百分率〔%〕附记
特点数PhChHCrTh
《中国植被》采用的生活型系统,是根据植物体态划分的,共分为十四类:
乔木、灌木、竹类、藤本、附生木本、寄生植物、半灌木和小灌木、多年生草本、一年生草本、寄生草本、腐生草本、水生草本、苔藓和地衣、藻菌植物等.实习时也可参照这种划分原如此,进展讨论分析.
〔4〕物候期物候期指的是调查时某种植物所处的发育期,可反映植物与环境的关系,既标志当地相应的气候特点,又说明植物对各样方、群落内部不同位置的小环境适应情况.野外调查时,大体可分为萌动、抽条、花前营养期、花蕾期、花期、结实、果〔落〕后营养期、〔地上局部〕枯死.通常使用简单图象符号或缩写字母代表,填写比拟方便.
〔5〕生活力在了解了各种植物所处物候期以后,可以判断群落中各种植物生活是否正常有力.野外记录要求区分三级生活力:
强:
植物发育良好,枝干兴旺,叶子大小和色泽正常,能够结实或有良好的营养繁殖.
中:
植物枝叶的开展和繁殖能力都不强,或者营养生长虽然较好而不能正常结实繁殖.
弱:
植物达不到正常的生长状态,显然受到抑制,甚至不能结实.
2.3植物群落的数量标志与其调查方法
群落调查中定量测取植物个体、种群、层片、层等大小单位的生长和分布特征,可以更为确切地反映群落开展变化的幅度和速度,准确地了解植物群落特征,说明各种植物之间的联系和影响,估算潜在的的植物资源,判别植物群落间类型的差异程度提供有说服力的依据.群落的数量特征调查,涉与的项目较多,其中较重要的是密度、频度和优势度.
前面已经讲到,样方法主要是计算群落的数量特征.而要计算先得有观测数据,具体讲就是登记每个样方内所有的植物种类,要分层次有顺序地进展,如先登记高位芽植物〔乔木〕、地上芽植物〔灌木〕,再登记地面芽植物〔草本〕、隐芽植物与地被物.此项工作是样方法非常重要的根底性工作,必须认真、仔细地测量,尽可能杜绝遗漏,按表6~表9所列的各个项目,填入测得的数据.
表6植物群落乔木调查表
调查者日期2003年月日样方号样方面积
总郁闭度分层:
IIIIII
植物名称株数层次高度枝下高胸径冠形冠幅物候期生活力生活型备注
表7植物群落灌木调查表
植物名称株数层次盖度聚生度高度胸径物候期生活力生活型备注
表8植物群落草本或半灌木调查表
植物名称株<
丛>
数层次盖度聚生度叶层高生殖层高物候期生活力生活型备注
表9植物群落层间植物调查表
植物名称藤本附生寄生数量物候期生活力直径或体积被附植物分布备注
在样方调查的根底上,根据层片结构记录表的有关数据,进展植物群落数量特征的计算、比拟和分析.具体计算公式如下:
①密度<
D>
=样方内某种植物的个体数/样方面积
相对密度<
RD>
=〔某种植物的密度/全部植物种的总密度〕×
100
②频度<
F>
=某种植物出现的样方数/全部样方数
相对频度<
RF>
=〔某种植物的频度/全部植物种的总频度〕×
③优势度或显著度<
DE>
=样方内某种植物盖度或胸高断面积
相对优势度或相对显著度<
RDE>
=〔某种植物优势度/所有种的优势度之和〕×
根据这些公式计算的数值,填入样方抽样技术植物数量特征分析表〔表10〕,就可以清楚地看出各种植物在群落中的相互关系.并根据相对密度、相对频度、相对优势度〔相对显著度〕计算某种植物的重要值.重要值计算公式为:
重要值<
IV>
=相对密度<
+相对频度<
+相对优势度〔显著度〕<
表10样方抽样技术植物数量特征分析简表
日期地点群落〔编号或类型〕
样方面积样方数目观测人
植物名称密度相对没密度频度相对频度优势度<
显著度>
相对优势度重要值
由于密度、频度、优势度从三个角度分别表示某种植物的数量特征,而它们的相对值如此可以反映某种植物在群落全体组成成员中的重要地位,所以某种植物的相对密度、相对频度和相对优势度之和,便构成某种植物的重要值,从重要值的大小可以判断某一植物在群落中的重要程度.
下面是一个调查结果的实例〔表11〕,调查是在一个阔叶林中进展,共做20个样方,其中4个树种调查结果的整理如下表,野外实习时可参照进展.
表11样方调查结果的整理
植物种出现样株基面积相对频度相对密度相对优势度重要值
方数数<
cm2>
〔%〕〔%〕〔%〕
槭1775392117/41=41.575/126=59.53921/9484=41.3142.3
铁杉1022192810/41=24.122/126=17.41928/9484=20.362.1
椴82313208/41=19.823/126=18.31320/9484=13.951.7
黄桦6623156/41=14.616/126=4.82315/9484=24.543.9
总计411269484100.0100.0100.0300.0
植物群落物种多样性的测定
物种多样性是反映群落组织化水平,进而通过结构与功能的关系间接反映群落功能特征的指标.物种多样性研究具有以下三个方面的意义:
①认识群落的性质;
②为群落动态监测提供信息;
③为群落的保护和利用提供依据.物种多样性测定的数据主要来自对植物群落的野外样地调查,内容包括物种的高度、盖度、多度〔以单位面积株数表示〕和乔木的胸径.其样地的设置可参考前述的固定观测样地设置方法.长期监测时可利用固定观测样地定期调查的数据.临时样地可参考如下指标在群落的典型地段设置样地:
①乔木层:
20m×
20m;
②灌木层:
5m×
5m;
③草本层:
1m×
1m.各群落类型的临时样地至少3个以上重复.
〔1〕物种丰富度指数计算
物种丰富度即物种的数目,是最简单、最古老的物种多样性测度方法.直至目前,仍有许多生态学家,特别是植物生态学家使用.如果研究地区或样地面积在时间和空间上是确定的或可控制的,如此物种丰富度会提供很有用的信息.物种丰富度与样方大小有关,但二者之间又没有确定的函数关系.
为了解决这个问题,一般采用两种方式:
第一,用单位面积的物种数目,即物种密度来测度物种的丰富程度,这种方法多用于陆生植物的多样性研究,一般用每平方米的物种数目表示;
第二,用一定数量的个体或生物量中的物种数目,即数量丰富度〔numericalspeciesrichness〕.这种方法多用于水域物种多样性研究,如用于浮游生物的物种多样性研究.
物种丰富度除用一定大小的样方内物种的数目表示外,还可以用物种数目与样方或个体总数的不同数学关系d来测度.d是物种数目随样方增大而增大的速率.已提出了多种指数,其中比拟重要的有:
式中:
dGl为Gleason指数;
dMa为Margalef指数;
dMe为Menhinick指数;
dMo为Monk指数;
S为物种数目;
N为所有物种的个体数之和;
A为样方面积.
物种丰富度是物种多样性测度中较为较为简单且生物学意义明显的指数.实践中,关键的环节是样方大小的控制.当然,这种方法也存在着很多不足之处,如没有利用物种相对多度的的信息,不能全面反映群落的多样性水平.影响物种丰富度的因素主要有历史因素、潜在定居者的数量〔物种库的大小〕、距离定居者来源地的远近〔物种库距离〕、群落面积的大小和群落内物种间的相互作用等.
〔2〕辛普森多样性指数
辛普森多样性指数又称为优势度指数,是对多样性的反面即集中性的度量.假设从包含N个个体的S个种的集合中随机抽取2个个体并且不再放回,如果这2个个体属于同一物种的概率大,如此说明集中度高,即多样性低.其概率λ可表示为:
式中Ni/N为第i个物种第一次被抽中的概率;
<
Ni-1>
/<
N-1>
为第i个物种第二次被抽中的概率.
〔3〕香农—维纳多样性指数
香农—维纳提出了信息不确定的测度公式.如果从群落中随机抽取一个个体,它将属于哪个种是不确定的,而且物种数越多,其不确定性就越大,因此,有理由将不确定性当作多样性.
H=-∑<
Pi×
logPi>
H为香农—维纳多样性指数;
Pi为抽样个体属于某一物种的概率.
香农—维纳多样性指数的意义在于物种间数量分布均匀时,多样性最高.两个个体数量否均匀的总体,物种越多,多样性越高.
3、森林木材蓄积量〔生物量〕调查
测定植物群落的植物生物量,是认识群落在自然界物质和能量交换中作用的重要手段和依据,由于此项工作费时耗工,野外实习期间难以全面进展,但可以进展森林木材蓄积量的测定,以掌握根本方法和要领.
木材蓄积量测定
此项工作可在样方每木调查的根底上进展,即利用植物群落数量特征调查的资料〔表6〕,测出的胸高总断面积被总株数除,即得平均每株胸高断面积,并可换算为平均胸径.照此标准选择树木中具此胸径者做为标准木,求出它的单株木材蓄积量,再乘以总株数,便求出了该样方中木材总蓄积量.
单株木材蓄积量的测定计算公式为:
m=g×
h×
f
式中m为单株木材蓄积量,g为胸高断面积,h为树木高度,f为形数.形数是树干体积与等高同底的圆柱体体积之比,由于林木体形是圆锥形,且圆锥形的尖削度又随着各种树木的种类、大小而不同,所以在胸高断面积乘以树高而获得圆柱体体积之后,必须按不同的树种乘以该树种的形数,这才是单株木材的真正蓄积量.根据实验测算,我国将不同树木分为五个形数级:
强阴性针叶树种:
f=0.45
阴性针叶树种:
f=0.43
中性针叶树种:
f=0.42
强阳性针叶树种:
f=0.39
阔叶树种:
f=0.41
在计算出单株木材蓄积量之后,林地木材总蓄积量的测定,可直接按如下公式计算:
M=∑G×
H×
式中M为林地木材总蓄积量,∑G为林地木材胸高断面积总和,H为林木平均高度,f为形数.
实验安排建议与步骤
1.实验中每人至少参加一类群落最小面积的测定,各组所测不同类型群落的原始数据资料汇总后,进展分析讨论.
2.根据上述原理方法,分小组试用2~3种抽样方法布设样地,核对前面所获得的结果,比拟其结果的优劣.
3.分组进展样方调查.首先踏勘,选择样方地点,样方地点选好后,根据所确定的样方面积,用测绳或皮尺分组进展拉方.样方拉完后,根据植物群落调查表的内容要求和上述原理方法,逐项调查统计填表.
建议:
学生野外实习可分组平行进展.一般每类群落以3~5个样地为宜,以方便统计比拟.每组人员分工做乔木、灌木、草本样方,组内人员互相配合,分别完成乔、灌、草三类样方调查.一局部同学测量,一局部同学记录.
分组做样地前,由教师带领一些同学做示X样方,其他同学试行记录.
4.样地调查完毕,每组根据各自植物群落调查表的调查数据,进展整理计算.然后按每一类植物群落的数量特征,计算汇总各组统计资料,分析研究植物群落的物种多样性、组成、结构和特征.根据所统计分析的优势种,为群落命名.
须知事项
1.样地设置完后,还必须规定一些标准,以便在调查过程中指标统一、规X,便于比拟.主要规定标准有:
1〕乔木多高的个体才列入系统的调查对象.例如规定1.5m以上的个体作系统调查,1.5m以下作繁殖层或草本层等.
2〕林下幼苗的调查样地<
2×
2或1×
1>
m2的数目与位置,即小样方的排列方式.
3〕区分在样地边缘的植物是否包括在样地内的标准.例如,①以树干的50%以上处于样地内的个体算样地内的个体,否如此为样地外的个体;
②或者以树冠大局部伸入样地内的个体算样地内的个体,否如此为样地外的个体.一般地说以胸高断面积来表示种的优势度时,宜考虑取用①的标准;
如以盖度来表示种的优势度时,宜考虑②的标准.
2.根据被调查群落的实际,还有其他一些可能有争议的技术、测度问题,都必须在着手调查以前加以确定,确定后不要随便更改,以免影响数据整理,浪费人力,甚至使调查数据失去价值.
3.填写调查表格要注意以下几个问题:
①植物名称一栏,一个植物名称代表一个个体,整理时可把一样名称的加以累计.②茎周长是指离地1.3m处的茎周长,以便用来计算胸高断面积,而测定周长比起测定直径来要容易得多.③胸高断面积、基部面积等都是对于乔木、灌木、丛生草等大个体的种通用的量度指标,但是由于从地表来测定基面积已不常用〔因为许多植物由于板根、支持根等而使其基部呈扭旋状〕,所以,现普遍采用一个适宜的高度<
1.3m>
来测量胸高直径或胸高断面积.
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