《森林生态学实习指导书》.docx
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《森林生态学实习指导书》
森林生态学
实
习
指
导
书
生命与环境科学学院
2012年3月
说明
一、组织与纪律
班级编为六至七个临时小组，分别选出正副组长、负责实习过程中纪律与组织安排，负责每次实习结束前后借还仪器、工具和材料等，并负责组织同学搞好内业整理，写出实习报告，报告写好后，统一交给学习班干，由学习班干交指导教师。
实习过程中，不得无故请假或不参加除特殊情况外，不得单独活动，要认真学习、认真作业，按时写实习报告。
二、由干实习场地及有关材料，器具有限，故有的实习内容可能做不全面，但尽可能按照实事求是的精神，有多少内容就做多少内容，只要能够掌握实习方法即可。
三、如遇阴雨，实习相应延期，室内上课。
实习一：
森林结构特征观察
一、目的要求：
1、加深对各种不同森林结构特征的认识。
2、掌握森林群落结构特征的一般调查方法。
二、地点：
内容和方法：
1、地点：
校园后山马尾松林或西田林场、黄源工区分林点二三等其他。
2、内容和方法：
在森林中选择一条线路，路线必须通过各种不同的森林结构特征，能够观察到单层林、复层林、热林、混交林、同龄林、异龄林、萌芽林、实生林以及不同的郁闭度、密度、疏密度、地位级等多种情况地带。
在线路进行观察调查时，每过森林的结构特征有明显变化时，须选一观察点，在观察点中对树林的结构特征进行详细观察记载。
在具有混交林特征的观察点上，按学习小组分别选定500m2的样地（针叶林400m2即可，常绿阔叶林需800m2）进行每木检尺，分别树种，径阶进行登记，以便计算各树种组成，在单层林或片林中被组分别设置500m2的样地。
样地应具有代表性，在样地进行每木检尺，并按每100m2的标准选取优势木，测其树高平均木，测其树高，用查数伐根年龄，利用生长锥查资料和访问方式年龄，调查林分，作为确定该次林分的立地指数，地位级疏密度，密度的依据，设置的样地要求用罗盘仪器定间测绳量距。
在两个郁闭度不同的观察点上，选有代表性的地段用测绳拉100米长的测线，在测线上分段记录未被树冠投影的线段长度并作记录，用以计算林分的郁闭度。
在复层林中，选取层次明显的森林地段，绘森林纵剖面草图（要求每人一份），并注明乔木、下木、草本植物的主要种。
三、作业
整理和计算观察所得材料，并将结果写出实习报告，具体内容包括：
（一）按观察点编号，顺序写清各班观察点林分的结构特征，并注明其特点。
（二）确定树种组成。
分树种按检尺径阶查一元材积表，计算各树种的蓄积量（或断面积合计），求各树种的断面积，各树种的蓄积量（或断面积合计），即为样地的总蓄积量（或总断面积之比）以某树种的蓄积量（或断面积）与总蓄积量或（断面积之比）即为该树种所占成数或称组成系数。
并出各树种组成系数以后，写出树种组成式。
（三）确定林分的立地指数和地位数
在选取的样地中，所测得的各优势木，平均后即是林分的优势高或称上层高，所测得的3—5株平均木的平均高平均后，即林分平均高，林分的上层高与年龄在该树种的立地指数曲线或地位指数表中查清林分的地位指数，以林分的平均高与年龄，在地位表中，查定林分的地位数。
（四）计算林分的疏密度
利用材积表（或断面积合计表）计算样地中样木的蓄积量（或断面积）并计算出公顷蓄积量（或断面积），与该地区标准表中，用树种同地位级的每公顷蓄积量（断面积）之比，即为林分的疏密度。
（五）计算林分的密度
以样地每木检尺材料，检校样地中林木的株数再推算每公顷株数，即为株分密度。
（六）计算林分郁闭度
用已量取的测线上林冠下投影线断的总和与测线全长之比，为林分的透光度。
以1.0减去透光度即为林分的郁闭度，或以测线上树冠投影线段长度的总和（以测线全长减去已测得的树冠投影线段度总和获得），与测线全长之比，求得郁闭度。
（七）清绘森林纵剖图。
利用野外的绘森林纵剖面地图，清绘上述成果综合写成实报告。
四、仪器用具和材料。
罗盘仪、轮尺（或直径卷尺），绘图笔刀、铅笔、每木检尺表、测绳、皮尺、材勘设计手册、橡皮、测杆有关树种地位级表、绘图纸记录板、锯、生长锥。
实习二：
光的生态作用、林内光照条件的变化
一、目的要求：
使同学们进一步理解光对林木生长发育和形态结构的影响，以及森林对光的影响。
二、地点、内容和方法：
1、地点：
校园马褂木日本冷杉林、校园马褂木行道树、校园马尾松林，稽灵山森林公园马尾松林等。
2、内容及方法：
a、观察林木在不同光照条件下的生长发育情况。
1、林木和孤立木的形态特征和结实情况
2、比较林缘木、林木和被压木的生长发育状况
3、比较树冠不同部位（上、下、内、外、南向、北向）的结实情况和叶片的形态构造。
4、观察单方向光照下树木的形态及生长发育状况。
b、观察喜光树种和耐荫树种在树冠大小，疏密自然整枝程度和相对高度，叶片形态，构造、着生状况等方面的区别。
c、测定林内外光照不同时间的光谱组成进行比较。
三、作业：
（一）对观察的外业资料进行整理，分别用表格形式将其区别列出。
（二）根据已学过的理论知识说明光照条件影响林木生长发育的原理。
四、仪器用具：
照度计、分光光度计、皮尺、图尺、钢卷尺、测高器。
调查登记表
（二）
调查面积：
树种：
Ⅰ级
Ⅱ级
Ⅲ级
Ⅳ级
Ⅴ级
断面积合计
0
2
4
6
8
0
2
4
6
∑
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅺ
Ⅻ
G：
林分主要调查因子记载表（表三）
林分起源
树种组成
平均年龄
平均胸径
平均树高
地位级
地位指数
疏密度
郁闭度
密度
相对密度
每公顷蓄积量
实习三 观察林分各发育阶段的特点
林木分化和自然稀疏现象
一、目的要求
认识林分各发育阶段的特点，了解林木分化和自然稀疏现象。
二、地点、内容及方法
（一）地点：
校园后山马尾松林或其它。
（二）内容与方法
分别于同树林组成幼林，中龄林和成熟林内观察其外貌上的差异。
观察项目主要有：
树冠形状、树枝的数量及其伸展角度大小，枯枝数和位置、树皮的色泽、粗糙程度、裂纹程度和附生植物的有无和数量、开花、结实的数量和种子的质量、林木的长势和年高生长量等。
（三）林木分化和自然稀疏现象的观察
在密度较大，未经间伐的人工纯林内（或天然纯林内）
（1）观察林木个体在高低、粗细、枝叶量、树冠大小、形状和生长势等方面的差异，并探讨产生这种分化现象的原因。
（2）统计枯死木（自然死亡）与濒死木的数量与总数的百分比，分析说明自然稀疏的程度。
（3）测定林木的直径，计算林木自然径阶，统计不同自然径阶的直径分布。
三、作业
写出实习报告
四、仪器用具
直径卷尺、测高器、小钢尺、放大镜
实习四 地形对森林林分的影响
一、目的要求：
了解地形条件对森林分布的影响。
二、地点、内容及方法：
（一）地点 西田林场，黄源工区护林点三。
（二）内容及方法：
1、从低海拔到高海拔，按生态序列的方法观察森林树种垂直分布受海拔高低的影响，并记载不同海拔高度主要树种的种类及生长发育状况。
2、观察阴坡和阳坡树种的分布的特点。
3、观察不同坡面生长主要树种有无差异。
三、作业：
根据观察记载的材料写出实习报告
四、仪器、工具
海拔仪、手持罗盘仪等。
实习五 观测林内外空气温度、湿度以及土壤温度的变化
一、目的要求
1、进一步了解森林地改变小气候方向的作用。
2、观察林内外土壤温度，在林内外设置地面温度表，地面最高温度表和地面最低温度表以观测对比林内外地面温度变化情况。
在林中设置一组曲管地温表，以观测比较林内外土壤温度的状况每组四只地温表，分别测定深5、10、15、20、40各处的土壤温度安装曲管地温表时应该注意温度表的球部和土壤委的接触温度表的上部和地面成45度交角。
林内外土壤湿度，要分组同时进行观测记载观测时间与空气湿度和湿度的观测相同。
三、作业
将观测记载进行整理，写成实习报告。
1、对比林内外气温、空气湿度的变化状况。
2、对比林内外各层土壤，温度变化状况。
3、对比林内外气温、地表温度的变幅/
4、阐明所测得林内外上述气温、空气湿度，土壤表面温度和土壤上层温度不同变化的原理。
四、仪器、用具和材料。
干温温度表、棒状玻璃水银温度表，最高温度表、土面最近温度表、最低温度表，地面最高温度表，地面湿度表、曲管温度表（5、10、15、20四件）、白色护带、温度查算表。
实习六 森林演替的调查方法
一、目的要求
加强对森林演替规律的理解，了解森林演替的常用方法。
二、内容和方法
群落演替的过程逐阶段进行的是一个群落代替另一个群落，是新的建群种在消退的群落中逐步产生的，成长与最后取而代之，形成一个新的顶极群落。
三、观察两至三个群落
森林群落中的各个树种所处的地位不同，有一个或几种在群落中地位最重要，所起的作用也最大，确定地位所占的优势程度对群落的影响时，常用指标是种名盖度和频度，显著度，等级度和高等特征也很重要。
种的盖度除用绝对数值表示外，通常用盖度等级表示，一般采用下列等级表。
级别
盖度
平均数%
以分数表示
5
100—75%
87.5
0.88
4
75—59%
62.5
0.63
3
50—25%
37.5
0.28
2
25—50%
15.0
0.15
1
小于5%
2.5
0.09
把该植物种在不同样地中的各级盖度系数加起来，即为其总的盖数系数数，把它列在群落表上，以显示该植物在群落中的重要程度。
密度=个体的数量/样地面积。
相对密度（%）=一个种的密度/所有种的密度×100%
频度=该种出现的样地数/样地总个数
相对频度（%）=一个种的频度/所有种的频度×100%
相对优势度（%）=一个种的优势度/所有种的优势度×100%
优势度=种的密度×种的平均优势度（一个种的树冠面）之积和该种个体数除
等级度是把同一树种的幼苗至成年个体的不同年龄个体按其大小分成5个等级，凡乔木幼苗高在33cm以下均为第Ⅰ级苗木，高度在33cm以上基干粗度不足2.5cm都为Ⅱ级苗木，凡苗木基部粗度在2.5以上至胸径在7.5cm以下的幼树为第Ⅲ级立木直径下7.5-22.5cm的成年树木列为第Ⅳ等级,胸径大于22.5cm的为Ⅴ级等级，可分为百分数,每级占20%。
重要值=相对密度+相对优势度+相对频度。
森林群落特征测定记载计算表
树
种
密
度/
株公
数顷
相对密
度
频
度
相对
频度
优
势
度
相对
优势
度
等
级
度
重
要
值
该树种所
处层次平
均年龄
通过上述几个指标的综合评定，便可看出哪一树种占优势，各个树种在群落中的重要性，可以了解群落中哪个树种的进展或暂消退，以而可以估计到群落发展的趋向。
三、作业
写实习报告
一、仪器、工具
标本夹、植物标鉴、植物检索表、直径夹、测高器、钢尺等。
使表说明：
我国际了松杉林（实生）地位级表外，其它的树种的地位级仍在编写过程中，过去都是采用通用地位级表，为使同学们掌握方法今后实习仍使用通用地位表。
实习七 林木根系的测定和研究
一、实习目的
根系测定和研究包括根系形态学、根系生态学、根系生理学三个方面，三者之间互有联系。
根系生态学是研究环境因子对植物根系生长的影响，测定植物在不同土壤、不同层次、不同时期的根系量并找出影响根系量的主要生态因子，如土壤容重、水分、空气与养分等。
通常用于表示根系生长和分布的参数是根数、根重、根表面积、根体积、根直径、根长和根尖数等，在对森林生态系统生物量测定和林木营养面积测定中，主要是测定根重，（鲜重、干重）根长和其他地下分布状况等。
本试验在地上部分生物量测定的基础上，进一步掌握林木地下根系量，分布特点和测定方法。
二、方法介绍
主要介绍挖掘法和土钻法（小粒取样法）
1、挖掘法 在暴露植株的整个根系必须移去它周围的土壤，通常的方法是小心挖除根系周围的土壤，然后对暴露的根系进行绘图和摄影，并计算根量，这就是传统的挖掘法，也称脉络法，是目前采用的一古老的方法，主要步骤如下：
（1）选择植株 测定地上部分生物量选择的标准木株数较多，但由于测定地下部根系的工作量较大和繁重，可在地上部分生物量测定的标准木中精选少数标准木加以测定地上部有关因子，然后因定植物顶部。
（2）开沟
沟与植株数备妥
4—5、5—10、15—20、>20mm以及其他分组，标准分组，称鲜重，在105℃烘箱中烘至鲜重，求定各在径级的绝干重，侧面积和体积。
挖掘试是应用最少的根系诚直方法，对根长形态、体积、重量、分布状况，均可直径调查出来，还可应用此法研究，根系竞争和嫁接，在多石土壤，小地，挖试是进行根系研究的唯一有效方法，适用于乔灌木的根系测定和研究，工作量相当大，如减轻工作量可用水平挖掘法或扇形挖掘法，另用挖掘法难以准确测定细根量。
2、土钻法：
在各种取样技术中，土钻法是制取一定质土壤中根量的最好方法，可用手钻或机械钻进行取样，通过冲洗耳恭听得到根量，批此外可与挖掘法同时进行应用，以便测出准确的细根量。
此法可与挖掘法同时应用，以便测出准确的细根量。
荷兰Lathum，B.和V.Eijkelkamp土壤科研设备公司有一种土钻的构造是：
钻筒管高15cm，钻咀外缘为锯齿形， 内径7cm，钻筒上端固定一中空的钻柄、长100cm，钻筒和钻柄的外壁每10cm刻有标记，柄顶按有一把手，中空的钻柄中插有钢杆，在近钻筒一端连有一个圆筒塞，调正钢杆可使筒塞向下推进以顶出土柱。
使用时旋转把手，使钻简钻进土层，达到110cm标记时旋转几次，然后拔出，使土钻倒立，操纵钢杆和简塞顶出土柱，写好标签放人袋中。
然后以同样方法取下一个10cm深的上柱。
为了工作方便和起润滑作用，可在每次开钻前把钻筒浸水。
（1）取样
we11er，F（1964，1971）研究树木根系时，曾以树干为圆心每隔一定距离作一同心圆，在每个同心圆上约有10个取样点，取样深度1m以上（1m以下用手钻取样困难）、每10cm为一层，如图8一1所示。
也有在林分内等间距机械取样的（样线法），由于树木伐根附近与伐根间细根量可能不等，如在30m，长的样线上以等间距取土柱的话，则可保证取得的伐根附近，伐根间的上柱与相应的面积成比例。
在三条30m长的平行线上每隔3m取一土往，并量测该点与最近标准木伐根的距离，对于云杉（piceaabies苏联、爱沙尼亚）取样的最深深度为40cm，因一般情况下活根主要位于这一层内。
（2）根系冲洗
主要目的是从土柱样品中把根系分离出来，可用筛孔为2--5mm的铁丝网用干筛法完成。
干筛法主要用于研究直径大于2mm的树木根系，而且只对砂土才适用。
另一方法是冲洗技术，取样后不可能对每个试样都立即冲洗完毕，如把样品泡于水内，在15--25℃下一般可以保存2--5天，超过这段时间，会因为根系腐烂或仍能继续生长而造成误差。
若待测时间较长，则应在水内加入浓度大于10％的酒精或用4％的福尔马林稀释液保存，另外也可采取风干或0℃以下的冷冻办法。
从砂质土中冲洗出根系，一般浸一夜即可，但如土壤粘重则冲洗困难，土柱样品浸水时加入某些化学分散剂是有效的方法，这些分散剂包括：
焦磷酸盐（0．27％焦磷酸盐溶液）；盐酸（3一5％）；草酸等。
土样样品用水泡软后，倒入筛孔范围为0.2一2mm2（通常用0.5mm2的筛网孔径）筛网，用水冲洗、重复几次即可。
对于云杉而言，把冲洗出的根系放在培养皿中，用针把活根上的菌丝分离出来，这样大致可知道菌丝数量。
按直径把根分为两部分，直径小于1mm者为一部分，其余为另一部分。
云杉短于10mm和直径小于0．6mm的根为吸收根，对这样的吸收根进行仔细的冲洗和照象，通过根的投影面积计算出表面积，其中投影面积是以放大10倍的照片影象用求积仪求出的。
各项根系参数测定完后，烘干求出绝干重。
（3）含灰量的估计
试样冲洗后，不可能彻底除掉土壤矿物颗粒，如不去除含灰量，则根重可能估计过高，据以往经验，大根的含灰量约占2-4％。
小根的含灰量可用热量计测出（见实试实习三十）。
曾有人测得样往中细根的含灰量为27一41％（云杉）。
总之，如不做含灰量的测定，则对根重可能估计过高，而对表面积可能估计过低。
四 问题讨论
1、植物间的他感和竞争的作用途径和作用机理有何异同？
当两种植物生长在一起，其中一种出现生长不良时，如何确定它是他感作用还是竞争作用的结果？
2、按下述各种情况提取一种松树或云杉淬取物，然后用淬取液浇其幼树或幼苗确定哪些组合方式他感作用效果明显。
（1）针叶的汁液。
（2）林下的凋落物。
（3）分别林下的针、阔叶凋落物。
五、有关表格
表一、按根系粗细分级的看分比（%）
根系
粗变
代
根
>20
15-20
10-15
5-10
4-5
3-4
2-3
1-2
<1
重量
百分比
表2 备森林类型林木生物量的分配
森林类型
树干
活枝
叶
枯枝
芽
果
根
表三 不同土层深的根系生物量
土层深
（cm）
根系鲜重
林
林
林
林
0—20
20—40
40—60
60—80
80—100
100—120
120—140
140—160
160—180
180—200
>200
实习八 森林类型线路调查
（一）目的意义
在环境梯度明显间断或森林群落类型的分布与生境关系较密切的山区，研究森林群落组成、结构及发展规律过程中，掌握森林类型的线路调查方法，了解森林类型的分布规律、特点及其与生境的关系，确定主要的森林类型是十分重要的。
它是进一步进行标准地调查和群落数量分类的基础。
线路调查的任务是通过沿一定方向的线路，长距离的调查环境和森林特征，进行森林类型的初步划分并了解它们的分布规律和特点。
（二）方法介绍
1．调查前的准备工作
（1）收集资料主要收集有关林区的自然地理（气候、地质、地貌、土壤、植被等）的文献资料，已有的森林分布、森林资源、经营历史、社会经济等方面的资料。
并尽量收集大比例尺的地形图、林相图、航空象片等。
（2）仪器工具准备
包括：
调查表格、测树仪器（测高器、角规、围尺、生长锥等）、海拔计、手持罗盘、步数计、皮尺、测绳、标本采集制作工作所需用具、照像机等，并备好必要的工具书（如植物志或植物检索表等）。
2．外业
（1）通常到达林区后，首先向有关林业机构（局、场）的干部、技术人员、工人等进行访问、座谈，了解林区自然环境、森林分布、开发历史、社会经济等方面的情况。
（2）踏查 踏查的目的是初步熟悉和掌握调查区内森林的组成、结构、分布特点与生境的关系和非林地上植物群落的分布规律。
作为进一步拟定工作计划和确定调查线路的依据，踏查应由有经验的人员担任。
在踏查中应着重了解植被和植物群落的垂直分布带，各带的海拔范围，主要的森林类型及其与生境的关系，代表性的植物种类（群落的优势种、主要伴生种、具指示意义的下木和活地被物等）。
（3）根据收集资料、访问、踏查的知识积累，应对全体调查人员作必要的业务准备，统一调查方法等。
（4）选择调查线路，线路的选择应当参考图面或航空象片等资料，沿林区自然环境有规律变化的方向并尽可能通过各种群落类型。
如在河流切割的丘陵、山地可穿过河床、河谷阶地、丘陵、山地，直到海拔最高的峰顶：
在山地应与河谷、山脊的走向相垂直。
如一条线路概括不了上述要求，可增设另一两条线路。
并注意线路的起、终点与明。
显地物标相联结（记明线路起点与明显地物标的方位角、距离）。
从图面上决定线路的长度，从而确定工作量，工作的难易程度，以便分工。
（5）在选定的线路上，逐段设点调查，段内的典型调查地点称为调查小区，无面积限制，也不设标准地。
调查中应特别注意地形、群落外貌和指示植物的变化，找出明显变化的转折点，调查测定该段的距离、地形部位、坡向、平均坡度、海拔高、土类或亚类等因子记人表8一1的表头相应栏内。
同时用方格纸按合适比例尺绘出该段的线路平面图和剖面图，包括起点与明显地物标的方位角、距离、海拔高、此段的坡度、坡向、距离、段内和周围群落状况等，详见表8-1所示。
表8－1 森林类型线路调查卡片
地理位置＿＿＿省＿＿＿县＿＿＿林业局（乡）＿＿＿＿林班＿＿＿＿小班
海拔＿＿＿m，坡向＿＿＿＿坡度＿＿＿地形部位＿＿＿＿＿
土壤名称（土类或亚类）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
其他＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
线路调查线号＿＿＿＿＿＿调查点号＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿离起点距离＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
①林分调查因子
林木组成
林龄H
（龄级）（m）
D1.3
cm
∑G1。
S / h a
郁闭度
树种
林龄
龄级
H
（m）
D1、3
（cm）
②下木调查
种名
层次
高度
（m）
覆盖多度
分布状况
生活力
群聚状况
季相
③活地被物调查
种名
层次
高度
（m）
覆盖多度
分布状况
生活力
群聚状况
季相
④层名植物调查
种名
攀缘或附生高度
分布状况
种名
攀缘或附生高度
分布状况
⑤更新调查
更新组成＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
更新频度＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
每公顷更新株数＿＿＿＿＿＿＿＿＿
更新评价＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
⑥其他特征记载及经营措施意见
调查组＿＿＿＿调查人＿＿＿＿年＿＿月＿＿日
（6）拆回到该段中群落典
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