生态学实习报告讲解.docx

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生态学实习报告讲解

XX大学

《普通生态学》野外实习报告

课程名称：

普通生态学

学院：

环境科学与工程学院

专业：

环境科学

年级：

XX

姓名：

XX

学号：

XXXX

指导教师：

XX

2011年6月

《普通生态学》野外实习报告

一、前言

1、实习目的及意义

野外实习实践教学是培养大学生实践能力的重要组成部分，是培养我们能力和技能的一个重要手段，也是提高高等教育人才培养质量的重要内容。

本次某大学后山实习通过资料收集、野外实地踏勘、样地测量、室内建模与分析、制图等手段，了解植物群落特征和动态变化、典型物种空间分布等方面的工作内容、技术路线、主要步骤，初步掌握各种技术处理方法的应用。

通过实习，让我们能够利用《生态学》所学到的基本理论、基本技术和基本范式来指导实际工作。

同时，通过野外调查、测量、定量分析，加深相关课程基本理论的理解和掌握，建立起较为完整的生态学学科体系，野外实习一方面可以巩固和充实课堂教学内容，增强感性认识，拓宽知识领域；另一方面可以培养学生热爱自然、热爱专业、团结合作、吃苦耐劳的精神和团结协作的精神，增强独立观察、思考、解决问题的能力，以及野外生存和开展工作的能力，培养实践和动手的能力，提高我们各方面的技能，达到教与学的统一，复习和巩固课堂所学的生态学理论知识，实践检验理论，以达到知识的升华，提高学生的综合素质。

实践课本理论知识，将理论应用于实际，促进纯理论知识的消化吸收。

让学生将课堂上的理论知识运用到实践中，体会合作达到成功所带来的乐趣，巩固和充实课堂教学内容，拓展知识，充分调动学生的自主探索能力、实践能力。

生态学是一门实践性很强的学科，只有做到理论结合实际，才能得到巩固和加强，也只有通过野外实习的活动，才能够起到扩大知识范围，拓宽知识面的作用，真正学到课堂上学不到的东西。

最终达到提高对我们实际分析问题和解决问题能力培养的目的，同时，增强我们在野外作业的实战能力。

进一步培养独立工作与与人合作的能力。

学习用正确的方法和手段来观察和研究生态系统，达到提高分析和综合的能力。

走出课堂，利用野外实习可以很好地感受到祖国山河的壮丽，培养热爱自然、保护生态环境的意识。

体验生物多样性与生态系统多样性，达到感性认识与理性认识相结合，激发学习热情。

本次实习，通过最小样方面积的确定、植物种群特征、植物群落特征的实习内容，充分实践课本上的基础理论知识，了解野外调查的基本步骤，学习群落最小样地面积的确定，样方法和巢式样方法的运用，重要值的计算、植物多样性指数的计算，以及运用植物的径级来描述一个种群的年龄组成。

2、实习地点

某大学后山、金殿林场

研究地的自然概况

某大学后山

昆明属于北纬亚热带，地处低纬高原，地貌复杂多样，气候上存在着明显的垂直差异和水平差异，昆明年平均气温14.5℃，全年降水量约为1031mm，相对湿度为74%，全年晴天较多，日照率56%，冬无严寒，夏无酷暑，气候宜人。

某大学后山位于昆明东北部，本次实习测量的桉树林地理位置约在25°04′06.8″N,102°45′53.3″E左右，海拔高度为2011m,坡度为31°。

拥有大片桉树林，具有研究乔木层、灌木层的优势。

金殿

（金殿植物）

金殿坐落于昆明城东北郊的鸣凤山，是国家级的森林公园，园内物种丰富，森林覆盖面积达到90%以上，常见物种有900多种，其中最常见的是云南松。

本次实习研究数据以某大学后山为主。

3、日程与实习地点

实习地点

金殿林场、某大学后山

实习内容

实习一、种-面积曲线群落数量特征

实习二、种群空间分布格局分析

实习三、群落种类组成、表现面积（巢式样方法）

实习四、植被调查方法：

样方法

实习五、植被调查方法：

样带法

实习六、植物群落数量特征的调查

实习七、群落垂直分布及生态现象观测

实习八、群落生活型谱调查

实习九、物种多样性指数分析

实习十、群落群落的演替分析、景观生态分析

实习日程

（本栏须填写清楚实习的日期及该天实习的具体内容）

2011.6.27.——讲解实习内容，各组借实习工具。

2011.6.28.——野外调查，地点：

某大学后山（完成实习一、二、三、四、五）。

2011.6.29.——野外调查，地点：

金殿林场（完成实习六、七、八、九）。

2011.6.30.——室内生态学软件计算演示，完成“实习十”中的所有内容。

2011.7.1.——室内数据整理和处理，完成实习报告。

二、调查方法

1.调查设备

海拔仪、地质罗盘、GPS、照相机、测绳、钢卷尺、植物采集记录本、供样方记录用的一套表格纸等。

2.取样方法

典型样地的记录

为了登记群落的种类组成，首先要选择样地，即能代表所研究群落基本特征的一定地段或一定空间，所选择的样地应注意环境条件的一致性与群落外貌的一致性，最好处于群落的中心部位，避免过渡地段。

空间地段选定之后，用随机法进行取样，首先要确定样地的大小，因为只能在一定的面积上进行登记。

对于不同的群落类型，其样地大小也不相同，但以不小于群落的最小表现面积为宜。

一般来讲，组成群落的种类越丰富，其最小表现面积越大。

样地选定后，首先要对这个样地作一般性的描述，其中包括：

样地编号野外样地号指调查地点的样地按顺序编号；总编号指某单位或某个人调查样地的累计号，这都是为了资料的整理、存档和核查。

样地面积估计调查样地的面积，一般不应大于最小面积。

日期记下调查的年、月、日，因为群落在不同时期，会有不同的外貌和组成，有了具体日期，便于查对，这些资料也可作为将来研究群落动态的依据。

植物群落名称这是野外调查时对所调查的群落地段或群落个体初步确定的名称，它需经室内整理分析后才能肯定或予以修正。

地理位置写明省、县、林区、山名以及村庄名等。

记载要具体清楚，以便他人再来此地调查时，可以根据记录找到这个地段。

如果有地形图可以注明图幅号，同时在图上标出样方设立的地点，有条件的最好以全球卫星定位系统定位。

地貌类型注明山地、丘陵、平原、坡地、山脊、河谷等以及样地内小地形的变化，同时还要记录地所在地的海拔高度、坡向和坡度。

表层岩石注明地表岩石以及岩石风化情况，如有可能最好注明地质时代。

土壤类型记载土壤名称及主要的理化性。

生境条件记载群落地段四周的环境情况以及其它的植被类型等，尽可能正确估计周围地区的环境条件以及人类活动对于该植物群落可能产生的影响。

群落结构群落结构主要是指群落的垂直分层，特别是指同化作用部分所处的高度。

分层记录其高度和盖度，当需分亚层时，分别记录亚层高度和盖度。

最好作一幅群落垂直剖面示意图，直观地表达群落分层结构。

分层按种记录种数量特征样方调查的目的之一就是要得出一个详细的群落种类组成名录，这是研究工作的第一步。

植被工作者通常不可能在认识了调查地区的全部植物之后才开始群落的调查，但他又必须记载样方内以至样方外就近的全部植物，并且在记载时往往只有一小部分的植物处于花期或果期，在这种情况下，只能对不认识的植物进行编号登录，同时采集标本，带回标本室或请专家鉴定。

这样做的先决条件是必须能在数以千计看起来相似的分类单位个体中加以区别。

为了对那些只有营养体的植物进行鉴定，一套在植物分类学上，按植物各个发育阶段采集的标本是必要的。

这样做并不意味着植被学家可以降低自己对分类学知识的要求，一个好的植被学家应该是一个好的植物分类学家。

他要熟悉他工作的那个地区的植物区系。

应该认识到：

“任何一个特定地区的群落生态学水平，不可能高出该地区可能达到的植物分类学著述的质量之上，也不可能高出于那个地区群落生态学家的植物分类学才能之上”（Daubenmire，1968）。

同种植物在不同层次应按层次分别记录。

种数量特征包括多盖度和聚生度，如果需要还应记载生活强度和物候期等。

典型样地记录表

样地编号：

总编号：

样地面积：

×m2日期：

调查人：

群落名称：

地理位置：

E°′″N°′″

地貌类型：

海拔：

m坡向：

坡度：

表层岩石和地质情况：

土壤状况：

土壤类型：

土层深度：

水分：

小气候状况：

周围环境：

植物群落分层调查记录

分层调查样表

调查表

乔木层每木调查表

第页

共页

样地编号：

总编号：

样地面积：

×m2日期：

调查人：

层高度：

T1T2层盖度：

T1T2

编号

植物

名称

高度

（m）

胸径

（cm）

冠幅（m×m）

X

（m）

Y

（m）

备注

（起源等）

高度可用目测或测高器来测量，对大乔木测量的准确度为1米，小乔木则为0.5米，有时还要记录枝下高（指自地面到树干上第一个活枝着生处的高度），它对于采伐利用是很重要的因子，同时也可以从枝下高来推断树木的耐阴性。

内容包括：

枝下高指主干上的主要分枝距地面的高度。

胸径测量胸高（离地1.3米）处的直径。

其测量和计算方法前已述及，有时尚需测量基径，一般多测量距地面30厘米处的直径。

测量方法和计算同胸径。

在群落学调查中一般只要测量胸径或基径两者之一即可。

冠幅测定树冠的直径，通常取两个垂直方向的数字。

根据上述每木调查经过整理计算即可得出每个树种的相对多度、相对显著度和相对频度以及它们的重要值。

全部种的重要值之和为300，为了使这个数值更易于比较，常对它进行标准化，即将各个种的重要值分别除以3得出平均重要值，即重要值的百分数。

样方法

在进行植被的野外调查时，大多数情况下和其他研究工作一样，不可能对植被的全体逐一进行清点，只能抽取一部分进行研究，即所谓取样调查。

植被研究中最早使用的就是“样方法”，它是H.vonPost于1851年创立的，这一方法的应用为植被研究开创了一个新时代。

样方，即方形样地，是面积取样中最常见的形式，也是植被调查中使用最普遍的一种使用技术。

当然，其它形式的样地也同样有效，有时甚至效率更高，如样圆。

样方的大小、形状和数目，主要取决于所研究群落的性质，采用的学术思路（如英美学派和法瑞学派）。

一般地，群落越复杂，样方面积越大，取样的数整个群落面积的大小。

这主要是用在比较稀疏的群落里。

一般是按照比例把样方中植物分类标记到坐标纸上，然后再用求积仪计算。

有时根据需要，分别测定整个样方中全部植物所占的面积（样方面积），以及植物基部所占的面积（基面样方）。

这些在认识群落的盖度、显著度中是不同缺少的。

此次实习调查采用记名记数调查。

设置了16个样地，共分4个小组，每个小组调查4个样地，调查范围涵盖了某大学后山桉树主要生境的群落地段。

样地总面积为20m×20m，各小组的四个样地面积均为5m×5m，桉树乔木层采用记名记数法，记录样地中每一株桉树的高度和胸径。

灌木层的调查是在每个小样地中选取3m×3m的样方，记录每个小样方内每种灌木、草本、藤本的种类和株数（或丛数）。

调查的主要项目有：

植物序号、种名、胸径、高度、冠幅等。

种—面积曲线的绘制

样方调查是野外生态学最常用的研究手段。

首先要确定样方面积。

样方面积应一般不小于群落的最小面积。

所谓最小面积，就是只有这样大的空间，才能包涵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（图2）来确定的。

1样方面积的确定

在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10cm×10cm，对于森林群落则至少为5m×5m。

登记这一面积中所有植物的种类。

开始，植物种类随着面积的扩大而迅速增加，尔后随着面积增加的种类数目降低，直到面积扩大时植物种类很少增加或不再增加。

2样方面积扩大的方式

最小样地面积的确定方法：

巢式样方法（图1）

巢式样方法记录表

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

┆

┆

最小表现面积能够基本反应植物群落总的物种组成特征的取样面积大小。

法国生态学家提出了巢式样方法，在研究草本植被类型的植物种类特征时，所用的样方面积最初为1/64m1/64m，之后依次为为1/32，1/16，1/8，1/4，1/2,1，2,4，8，16，32，64，128，256，512m2，依次记录相应的面积中物种的数量，把含样地总种数的84%的面积作为群落最小面积。

群落最小样地面积指能保证展现出该群落种类组成和结构的真实特征的最小面积。

群落的最小样地面积随群落类型的不同、群落所处演替阶段的不同、以及群落所处地理环境等的不同而有差异。

确定并使用最小样地面积，既能够充分反映植物群落的基本特征，又不致于造成人力、物力的浪费。

012315

图1巢式样方法示意图

3群落类型与最小面积

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越多，相应地最小面积就越大。

数目一般不少于3个。

取样数目越多，取样误差越小。

因工作性质不同，样方的种类很多，可以分为以下几种：

1）记名样方：

主要用来计算一定面积中植物的多度、个体数等等。

比较一定面积中各种植物的多少，就是精确地测定多度。

2）面积样方：

主要是测定植物群落所占生境面积的大小。

3.数据处理方法

1）重要值的计算

重要值（I.V.）=相对密度+相对频度+相对优势度（相对基盖度）

乔木层重要值（importancealue）计算公式：

IV=RDE+RDO+RFE,式中：

IV—重要值；RDE（relativedensity）—相对密度；RDO（relativedominance）—相对优势度；RFE（relativefrequency）—相对频度。

1地上部分所覆盖的面积-郁闭度；

2地上部分所占的体积-树种组成（如用断面积表示）；

3地上部分的重量-生物量。

测量方法：

量测某种树冠的投影面积占全林总面积比例；另一种方法是量测某种的胸茎（地茎）总面积占全林所有树木胸茎（地茎）的总面积。

盖度多以百分数表示。

一般需分层、分种加以测定。

为了进行种间相互比较有时还要算出种的相对盖度（relativecoverage），即该种盖度占全部种类盖度之和的百分数。

密度测定要求清点样方内每个种的所有个体数，以每m2或每公顷（10000m2）的个体数表示之。

除此之外，也可以表示为各个种的相对密度（relativedensity）或称相对多度（relativeabundance）：

频度是某一种植物的个体在群落地段中的出现率，测定方法是在群落地段内设置若干小样方，计算种在小样方中出现的次数，用百分数表示，即为频度。

频度的测定常受样方的大小与数目的影响，一般讲，样方数目多，面积小，所得结果能比较真实地反映植物种个体分布的情况，但也不能使样地过多和过小。

各个种的频度同样也可以表示为相对频度：

用测绳或皮尺在群落中设置若干条平行线，在线上间隔5米等距设置16个样方，调查乔木样方面积5米×5米灌木样方面积3米×3米，草本样方面积1米×1米。

记载每种植物的名称（不能确定名称的采集标本）、株数、平均高度、生长状况、分布状况等，记入表格，

设样方为i（i=1,2,…,16），每个样方出现的植物种为j（j=1,2,…,m），则相应计算：

（1）

（2）样方面积和=4×25=100

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）

（8）

（9）

2）植物多样性指数的计算与分析

（1）物种丰富度指数

物种丰富度指数是一个群落中实际物种数目的测量。

在实际工作中，人们不可能记录一个群落中所有的生物钟数及其数量，而通常测定的事群落样本中的生物量。

在陆地生态系统生物多样性的研究中，群落的样本定义为单位面积（即样方）。

因此，生物多样性的测定是指单位面积上生物物种的数量，而物种丰富度指数是对一个群落中所有时间物种数目的测量（D）。

则，D=S/N

S--物种数目

N--所有物种个体数之总和

当我们作生物多样性分析的时候，应该注意：

（1）生物多样性的组成成分；

（2）组合方式或者分布规律；（3）功能和过程特征。

（2）Shannon-Wiener指数

H=-∑｜ni/Nlg（ni/N）｜

Ni—第i个种的个体数目

N—群落中所有的个体总数

Shannon-Wiener指数来源于信息理论。

公式表明，群落中生物种类增多代表群落的复杂程度增高，也即H值愈大，群落所含的信息量量愈大。

（3）Simpson指数（D）

D=1-∑P²i

从一个无限总体中随机抽出2个，它们属于同一个种的概率：

设种的总数是S,第1个种有n1个个体，第2个种有n2个个体，…所有s中的总数是N,所以，N=n1+n2+..ns.假设这个概率为λ，则：

i=1sni（ni-1）

λ=------------------

N（N-1）

式中λ是总体优势度的度量，λ值大总体中有的种占优势，λ值小则说明总体中的每个种个体数比较均匀。

由于优势度多样性互补，可以认为，如λ值小则群落有较大的多样性；如λ值较大则群落种类成分单一。

群落的多样性与优势度是互补的。

即：

Ds=1-λ=1-i=1sni（ni-1）/N（N-1），Ds为群落的多样性指数。

3）种群空间分布格局计算

分别植物种统计在每个样方中的株数，并用下式计算，得出每个植物种的分布格局。

平均株数

方差

方差均值比

当

时种群服从泊松分布（随机分布）；

当

时为均匀分布；

当

时为聚集分布。

三、调查结果

样地编号：

2总编号：

16样地面积：

20×20m2日期：

2011、6、28调查人：

环境科学2010级第二小组

群落名称：

桉树群落

地理位置：

西南林业大学后山E102°45′53.3″N25°04′06.8″

海拔：

2011m坡度：

31°

最小样地表

样地面积（m^2）

物种组成

物种数

1×1

桉树，火棘

2

2×2

桉树，火棘，针茅草，羊角藤

4

3×3

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光

7

4×4

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类

11

5×5

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵

13

6×6

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒

14

7×7

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒

14

8×8

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒

14

9×9

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类

15

10×10

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契

17

11×11

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契，葎草

18

12×12

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契，葎草

18

13×13

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契，葎草，半夏，

19

14×14

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契，葎草，半夏，野山姜

20

15×15

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契，葎草，半夏，野山姜

20

16×16

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契，葎草，半夏，野山姜

20

17×17

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契，葎草，半夏，野山姜

20

18×18

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契，葎草，半夏，野山姜

20

19×19

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契，葎草，半夏，野山姜，乌饭，乌梅

22

20×20

桉树，火棘，针茅草，紫茎泽兰，羊角藤，菝契，千里光，蕨类，半夏，菊类，地海棠，锦葵，小白酒，蕨类，铁籽，菝契，葎草，半夏，野山姜，乌饭，乌梅

22

16块样地乔、灌、草植被数据调查表

样地一

乔木（每木）

编号

植物名称

高度（m）

胸径（cm）

冠幅（m^2）

1

桉树

13

18

2.5

2

桉树

4.5

4

1

3

桉树

15.5

22

4

4

桉树

8.2

6.5

1

灌木（每木）

编号

植物名称

高度（m）

冠幅（m^2）

1

火棘

2

0.4

2

火棘

1.8

1.1

3

火棘

1.0

0.07

4

火棘

1.6

0.8

5

火棘

2.3

1.2

草本（每株）

编号

植物名

冠幅（m^2）

高度（m）

株数（株）

1

针茅草

0.4

0.7

205

2

羊角藤

0.1

0.2

10

样地二

乔木（每木）

编号

植物名称

高度（m）

胸径（cm）

冠幅（m^2）

1

桉树

7.2

5

1

2

桉树

9.5

7

1

3

桉树

3.2

2.5

0.5

灌木（每木）

编号

植物名称

高度（m）

冠幅（m^2）

1

火棘

2.1

1.4

2

火棘

1.6

2.8

3

火棘

2.1

1.6

4

火棘

1.5

1.32

5

火棘

1.4

1.1

草本（每株）

编号

植物名

冠幅（m^2）

高度（m）

株数（株）

1

紫茎泽兰

0.1

0.4

5

2

菝契

0.1

0.5

10

样地三

乔木（每木）

编号

植物名称

高度（m）

胸径（cm）

冠幅（m^2）

1

桉树

4

4

0.5

2

桉树

20

20

4

3

桉树

5.4

6

0

4

桉树

14

18

4

灌木（每木）

编号

植物名称

高度（m）

冠幅（m^2）

1

火棘

1.8

0.4

2

火棘

1.4

0.7