生态学实习报告-植物群落样方法的调查.docx

环境生态学实习报告学院：专业：组员:指导老师：日期：植物群落样方法的调查摘要：通过实习掌握森林群落的调查方法，掌握植物群落的数量特征的测定方法，加深对群落基本特征的理解，了解分析群落结构的方法并通过对调查数据的整理，得到群落中各成份的重要值，达到认识群落的目的。关键词：样方法、乔木层、灌木层、草本层、重要值、辛普森指数前言：生物群落作为种群与生态系统之间的一个生物集合体，具有自己独特的特征，是有别于种群和生态系统的根本所在。种类组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征。本实习根据实际情况，将所观测的乔木层的最小面积定为205m,灌木层定为55m2 ，草本层定为11m2。 植物种类不同，群落的类型和结构不相同，种群在群落中的地位和作用也不相同。因此，可以根据各个种在群落中的作用而划分群落成员型。为了更深入地研究植物群落，在查清了它的种类组成之后，还需要对种类进行定量分析，种类组成的数量特征是近代群落分析技术的基础。数量特征包括:多度、密度、盖度、频度、重要值。利用最小面积法来确定群落的数量特征的方法，就是本实习所用的样方法。同时，观察自然界的一些生态现象，例如：亚热带常绿阔叶林的特征：种类组成，群落结构（成层性），季相等。植物与生态因子间的关系；生物多样性；生态系统的破坏与干扰。通过此调查方法加深对植物群落的更深层次的理解和认识。一、实习时间2013年7月3日 4日二、实习地点 兔耳关小哨大板桥宝象河三、实习内容（一）参观现代农业产业技术示范基地（1）实习过程 参观云南亚热带牧草种质资源圃，了解相关草本植物的生长类型及生活习性，同时认识植物种类，为后期实习做准备。（2）实习结果本次参观中收集到的植物种类包括：砖子苗、非洲狗尾草、隐花狼尾草、紫冠马鞭草、百合花、木兰、鸭茅、遏蓝菜、曼陀罗、金银花、白花丹参、扁穗雀麦、杭白菊、稗草、橘梗、党参、甘草、白茅草、兔子草、紫花苜蓿、菊苣、马鞭草、红三叶、皱叶狗尾草、棕叶狗尾草、黑麦草、铁扫帚、鬼针草、鱼黄草、弯叶画眉草、长叶车前草、多变小冠花、异燕麦属、垂穗披碱草、鼠尾草、毛连菜、丝毛雀稗、酸模叶蓼、云南甘草、象牙红（刺桐属）、落花生（豆科）、光叶紫花苕、草木犀（黄花或白花）、沙打旺（豆科）。（二）植物群落样方法的调查1、仪器及工具皮尺、钢卷尺、罗盘、样方线、指南针、记录用表等。2.调查方法样方法调查是野外生态学最常用的研究手段。样方，即方形样地，是面积取样中最常用的形式，也是植被调查中使用最普遍的一种取样技术。当然，其他形状的样地也同样有效，而且有时效率更高，例如样圆和长方形样地。样方的大小、形状和数目，主要取决于所研究群落的性质和所预期的数据种类。因工作性质不同，样方的种类很多，可分为以下几种：记名样方主要用来计算一定面积中植物的多度和个体数等。比较一定面积中各种植物的多少，就是精确地计算多度。面积样方主要是测定群落所占生境面积的大小，或者各种植物所占整个群落面积的大小。这主要用在比较稀疏的群落中。重量样方主要是测定一定面积样方内群落的生物量。永久样方为了进行追踪研究，可以将样方外围明显的标记进行固定，以便于以后再在该样方中进行调查。对于灌木层和草本地被层的调查，可在调查林木层的大样方内，机械地设置若干个更小的样方，对每个种的多度和盖度进行点数或估测。此次调查采用的样方法，首先确定样方面积，样方面积一般不小于群落的最小面积。所谓最小面积，就是包含组成群落的大多数植物种类的最小面积。用测绳取出205的样方5块，并编号1、3、5、7、9进行调查。分乔木小样方，灌木小样方，草木小样方调查。乔木小样方：205取5个灌木小样方：55取5个草本小样方：11取5个3、调查内容株数；物候期、生活力的记录；高度、冠径和丛径的测量；盖度的测定。4、调查过程（1）罗盘的使用:根据罗盘的使用方法，测定样方点坡度、坡向。（2）株数（丛数）：记录样方内同一植物的株数（丛数）。（3）物候期的记录：物候期的划分和记录方法各种各样，有分5个物候期：即营养期、花蕾期、开花期、结实期、休眠期。有分6个物候期的：即营养期、花蕾期或抽穗期、 开花期或孢子期（可再分为初花期、盛花期、末花期）、结果期或结实期（可再分为初果期、盛果期、末果期）、落果期、落叶期或枯黄期、休眠期或枯死期。如果某植物同时处于花蕾期、开花期、结实期，则选取一定面积，估计其一物候期达50%以上者记之，其他物候期记在括号中，例如开花期达50%以上者，则记开花期（花蕾期）。（4）生活力的记录：生活力一般分3级：强（或盛）：营养生长良好，繁殖能力强，在群落中生长势很好中：生活力中等或正常，即具有营养和繁殖能力，生长势一般弱（或衰）：营养生长不良，繁殖很差或不能繁殖，生长势很不好（5）树高和干高的测量目测树高的两种简易方法。积累法，即树下站一人，举手为2m，然后2、4、6、8，往上积累至树梢；分割法，即测者站在距树远处，把树分割成1/2、1/4、1/8、1/16，如果分割至1/16处测量为1.5m，则1.5m16=24m，即为此树高度。（6）冠幅、冠径和丛径的测量冠幅，树冠的幅度，专用于乔木调查时数目的测量。冠径和丛径均用于灌木层和草本层的调查。冠径指植冠的直径，用于不成丛单株散生的植物种类，测量时以植物种为单位，选测一个平均大小（即中等大小）的植冠直径，记一个数字即可，然后再选一株植冠最大的植株测量直径记下数字。丛径指植物成丛生长的植冠直径，在矮小灌木和草本植物中各种丛生的情况较常见，故以丛为单位，测量共同种各丛的一般丛径和最大丛径。（7）盖度的测量 群落总盖度是指一定样地面积内原有生活着的植物覆盖地面的百分率。这包括乔木层、灌木层、草本层、苔藓层的各层植物。层盖度指各分层盖度，实测时可用方格纸在林地内钩绘，比估测要准确得多。然而，有经验的地植物学工作者都善于目测估计各种盖度。种盖度指各层中每个植物种所有个体的盖度，一般也可目测估计。盖度很小的种，可略而不计，或记小于1%。个体盖度指上述的冠幅、冠径，是以个体单位，可以直接测量。由于植物的重叠现象，故个体盖度之和不小于种盖度，种盖度之和不小于层盖度，各层盖度之各不小于总盖度。5、调查数据处理（1）频度和相对频度 频度=某种植物出现的样方数/样方总数100 相对频度=某种植物的频度/全部植物的频度之和100（2）重要值指数计算 乔木植物的重要值IV（%）=（相对密度+相对优势度+相对高度）/ 3 灌木或草本植物重要值IV（%）=（相对高度+相对频度+相对盖度）/ 3 式中：相对密度 = 某个种的密度 / 所有种的密度之和 相对优势度 = 某个种的胸径和 / 所有种的胸径之和 相对高度 = 某个种的所有个体高度和 / 所有种个体的高度之和 相对频度 = 某个种在样方内出现的次数 / 所有种出现的次数之和 相对盖度 = 某个种的盖度和 / 所有种的盖度之和（3）物种多样性分析方法物种丰富度（S）= 出现在样方内的物种数多样性指数香农-威纳指数 Sw = - Pi ln Pi辛普森多样性指数 Sp = 1-P2 式中：Pi为第i个种的个体百分数均匀度指数 Jsi均匀度指数1（Jsi）：Jsp = （1-P2）/ （1-1/S）Jsi均匀度指数2（Jsw）：Jsw = - Pi ln Pi/ln s6、调查结果与分析（1）样方调查乔木层结果及其分析乔木层各数据及重要值统计表编号植物种高度m密度（株/公顷）胸径cm相对高度(%)相对密度(%)相对优势度(%)重要值1华山松174.8380241.1174.8/622.7=28380/1900=20241.1/802.9=30262云南松225.5600325.7225.5/622.7=36600/1900=31.6325.7/802.9=40.6363猪栎136580148.6136/622.7=22580/1900=30.5148.6/802.9=18.5244栓皮栎77.430081.577.4/622.7=12300/1900=15.881.5/802.9=1012.65棠梨94069/622.7=1.440/1900=2.16/802.9=0.751.4总计622.71900802.9100100100100乔木层数据及重要值柱状图分析：从高度,胸径两个角度分别表示某种植物的外部种群特征,相对值反应出了不同乔木的生长优势。再从密度、盖度、优势度三个角度分别表示某种植物的数量特征，而它们的相对值则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。从上图可以看出,云南松和华山松在此调查样方中占据很重要的位置。对于猪栎、栓皮栎在此调查样方中所占的比例也是很大的，在整个群落中都有起重要作用。 在整个调查过程中，由于测量工具等外界因素的限制，测量存在误差，对于某些物种在此群落中的重要程度存在影响，由于调查地点地理条件的影响对于物种的调查数据会造成偏差。在整个群落中，有的物种存在生长不良或者单一物种被省略。故对于整个群落会有一定影响。（2）样方调查灌木层结果及其分析灌木层各数据及重要值统计表编号植物种高度m出现样方数盖度(%)相对高度（%）相对频度（%）相对盖度（%）重要值1野坝子132178012.28.735.9818.962南烛7.631257.1132.537.543小铁仔554156551.717.431.633.574多花杭子梢631605.6133.237.285三颗针1.42521.38.71.053.686金丝桃2.732752.5135.567.027月季2.11251.974.30.512.268千里光1.511351.44.32.732.819碎米花杜鹃10.9258510.28.711.8310.2410牛筋木5.612005.34.34.044.5511麻栎0.61450.564.30.911.92总计106.4234947100100100100灌木层数据及重要值柱状图分析：由调查数据可得：灌木层中出现次数较多的植物是小铁仔，其次为南烛、多花杭子梢、金丝桃。由于麻栎在样方中仅出现一次，且其高度低于3m，视为灌木层植被，故其重要值较小。而小铁仔出现次数较多，其总高度就较大，故重要值较大。由于月季仅出现一次，其相对盖度偏小。碎米花杜鹃出现次数较多，其在样方地生态系统中具有不可缺少的作用。由柱状图可以知道，野坝子和小铁仔的盖度偏大，占据一定的重要位置。同时，通过数据分析和图形比较，能够更明显的突出样方地灌木层中野坝子、小铁仔、碎米花杜鹃的重要性。调查过程中，在量取高度方面存在一定误差。而盖度的估算也存在一定偏差。这些对实验数据的分析均会产生一定影响，应尽量避免。（3）样方调查草本层结果及其分析草本层各数据及重要值统计表编号植物种高度cm出现样方数盖度（%）相对高度（%）相对频度(%)相对盖度（%）重要值1半夏199336016.0213.641314.222茅莓251502.014.551.812.793粘山药281802.254.552.893.234昆明滇紫草951507.654.551.814.675小金梅草342255527.539.0920.0418.896龙牙草7933356.3613.6414.7611.597醡浆草10.51800.854.552.892.768紫花地丁91450.724.551.622.39葎草111600.894.552.172.5410野古草200127516.14.559.9310.1911荩草10511058.454.553.795.612火绒草5111954.14.557.045.2313大丁草2734952.1713.6417.8711.2314一把伞南星521504.194.551.813.5215野蕨91350.724.551.262.18总计1243222770100100100100草本层数据及重要值柱状图分析：由统计数据分析可知，半夏、龙牙草和大丁草出现的样方数较多，故它们的相对值均较大，其重要值也就较大，在样方中有很大的作用。虽然小金梅草出现的样方数没有半夏、龙牙草和大丁草多，但其相对盖度却是最大，所以小金梅草在样方生态系统中的重要作用是也是相对较大的。另外，野古草、火绒草和荩草虽然出现的次数少，但其重要值并不小，重要性不可忽略。从柱状图一眼就可以看出半夏、小金梅草、野古草、龙牙草、火绒草、荩草和大丁草的相对值均是较大的，它们的重要值更是显而易见，在样方中均具有很大的重要作用。调查中，在量取高度和丛茎或冠茎时由于测量工具限制存在一定的误差，导致计算出的盖度和相对盖度与实际值有一定程度的偏离。采取的样方不一定具典型的代表性，会对群落调查有影响。7、物种多样性分析多样性指数数据表样方种类物种丰富度S香农威纳指数SW辛普森多样性指数SpJsi均匀度指数1JspJsi均匀度指数2Jsw1乔木00000灌木51.480.750.940.92草本31.070.650.9750.973乔木51.240.620.7750.77灌木71.210.610.710.62草本91.840.780.880.845乔木20.410.2450.490.59灌木30.990.610.910.9草本30.90.540.810.827乔木31.050.630.950.95灌木61.460.720.860.81草本30.950.560.840.869乔木41.110.610.810.8灌木20.650.460.920.94草本41.330.720.960.96多样性指数柱状图分析：由数据统计分析及柱状图分布可看出，各样方的多样性并不具备规律性。根据所选位置分析，在样方1内灌木种类较为丰富，草本次之，而且不存在乔木；样方3内物种丰富度由大到小依次是草本、灌木、乔木；样方5草本和灌木种类相差无几，乔木较少；而样方7的乔木和草本物种一般，灌木较多；样方9物种丰富度情况类似样方7，只是灌木较少。总体来看，样方3物种较为丰富，就草本、灌木、乔木而言，草本较之灌木丰富，灌木又较之乔木丰富。Shannon-wiener指数基于物种数量反映群落种类多样性，群落中生物种类增多代表了群落的复杂程度增高，即H值愈大，群落所含的信息量愈大；Simpson多样性指数用于反映物种优势度，当值越大，表示优势度物种越小，亦表示奇异度越高。有当前数据分析，样方3的群落所含的信息量最大。均匀度指数反映群落均匀度，乔木的均匀度（样方1不在分析内）由大到小依次是样方7，样方9，样方3，样方5；灌木而言，样方1、样方5与样方9均匀度相差不大且相较于其他大，而样方3最小。在调查中，各方面都存在一系列的误差，且计算过程中数据处理小数点后省略一部分，数据并不精确，所以结果存在很大差距。8、实习总结本次实习，首先让我们了解到许多草本植物，特别是参观，知道了许多草本植物的名称，同时也为后期的实习过程提供便利。其次，大板桥宝象河的植物群落调查结果表明：大板桥宝象河乔木层的主要植被为华山松、云南松、猪栎、双皮栎。灌木层的主要植被为小铁仔、野坝子、多花杭子梢。碎米花杜鹃主要分布于样方7和9；南烛的分布于样方1较多。草本层的植被主要为野古草、小金梅草、大丁草。由于调查过程中存在一定的误差，对调查数据存在一定影响。灌木层与草本层的小样方选取不具有代表性，对调查结果造成影响。且数据处理部分不够合理也会造成调查结果与实际之间存在差距。这些误差在今后的学习中尽量避免。参考文献：1 陈阜，农业生态学，2003，中国农业大学出版社2 植物生理生态学，Hans Lambers , F. Stuart Chapin& Thijs L.Pons著，张国平，周伟军，2003，浙江大学出版社3 段昌群，环境生物学，2004，科学出版社4 姜汉桥，植物生态学，2004，高等教育出版社5 费安炜、王新伟、万云洋.生态学实习指导（第四版）.北京：石油大学出版社，20096 陈灵芝，生物多样性保护现状及其对策，中国科学技术出版社，1995，1336.7 郑元润，森林植物群落物种多样性研究.CHINESE BIODIVERSITY6卷,第3期,1998.附录1实习体会 通过本次实习，基本掌握了野外实习考察、实验数据的采集、室内分析和数据处理分析等技能和知识。此次生态学综合实习的野外实习地点位于大板桥宝象河。在山坡上，对植物群落结构进行了系统的调查，并做了调查记录和数据采集，进行了生物多样性、丰富度、优势种的分析。在野外实习期间，我们对于那些不认识的植物进行了样品的采集。此次实习虽然辛苦，但是经过大家的努力，所有同学全部圆满完成了实习任务，达到了预定的目标，也有了很大的收获，同学们不但巩固了课堂上所学的理论知识，也为以后的实践打下了坚实的基础，真正做到了理论联系实际。野外调查实习使我们的专业知识得到巩固和开拓，使我们更容易将所学与实践联系起来；实习使我们认识到自身知识的缺漏，虚心请教老师，弥补自身的不足。通过本次实习，我们学会了生物多样性指数计算。对于宝象河植被也有了一定的了解，认识了具有代表性植物；掌握了生物丰度、辛普森指数的计算方法。同时在实习过程中通过合作克服了许多困难，进一步体会到了团结就是力量的真谛，增进了师生关系和同学之间的友谊。就个体而言，这是一次艰辛的实习，是一次生活的考验。这次我们深刻体会到了实习的辛苦。老师是实习队伍的领头人，他们不仅要保证同学们的安全，还要给我们不断地讲解。就整体而言，这是一次增长知识的实习，是一次理论与实践的完美结合。在实习过程中老师以实地实物为例，又进一步向我们讲授了课堂上所学的理论知识，并给我们充分的时间去观察，让我们有一个自己动手的机会。希望学校以后会安排更多的实习机会，增强学生的动手操作能力，掌握更多的知识。附录2表2-1 植物群落野外样地记录总表群落名称华山松群落野外编号3记录者赵莉日期2013.07.04室内编号3样地面积205m2地点大板桥宝象河海拔高度坡向西偏北17坡度18.5群落高9.55总盖度80%主要层优势种华山松群落外貌特点分为明显的乔木层、灌木层、草本层三层，其中乔木层的优势种华山松处于营养期；灌木层优势种为小铁仔，处于营养期；草本层无明显优势种。小地形及样地周围环境小地形比较平坦，草木生长良好分层及各层特点乔木层高度5.5m层盖度灌木层高度0.76m层盖度草本层高度0.14m层盖度层高度层盖度层高度层盖度突出的生态现象植物生长良好，无明显的生态破坏，无生态入侵现象。地被物情况90%以上为草本植物，藤本植物很少，几乎没有。各种植物生活力均强。此群落还分布于何处贵阳、秦岭、小陇山自然保护区等地（样方五和样方九）人为影响方式和程度采取小部分生物措施，对样地有轻微程度的影响。群落动态 物种多样性越来越少，优势种的稳定性越来越高，慢慢形成了华山松群落。表2-2 植物群落野外样地记录表群落名称 华山松群落 样地面积 205 野外编号 3 第 1 页层次名称 乔木、灌木、草本 层 调查时间 2013-7-4 编号多优度群集度植物名称高度（m）粗度（cm）物候期生活力生活型附记一般最高一般最大116华山松9.551613.16强Mes.ph粗度以胸径计25云南松2.564.18.5强Mic.ph粗度以胸径计32猪栎562.53.7Mic.ph粗度以胸径计43双皮栎56.41.92.3Mic.ph粗度以胸径计52棠梨56.82.12.7+强Mic.ph粗度以胸径计618野坝子0.50.65090强N.ph粗度以丛茎计73南烛1.51.895100N.ph粗度以丛茎计832小铁仔1.11.4580120强N.ph粗度以丛茎计92多花杭子梢1.21.57075N.ph粗度以丛茎计101三颗针0.20.255Ch粗度以冠茎计111麻栎0.50.55050强N.ph粗度以冠茎计121金丝桃0.30.93050N.ph粗度以冠茎计137半夏0.250.35910c弱N.ph粗度以冠茎计142茅莓0.100.1535H粗度以冠茎计154粘山药0.070.0935H粗度以冠茎计165昆明滇紫草0.190.2534Ch粗度以冠茎计1715小金梅草0.180.2268强Ch粗度以冠茎计183龙牙草0.180.2034H粗度以冠茎计191炸酱草0.100.1022H粗度以冠茎计201紫花地丁0.090.0955H粗度以冠茎计211葎草0.10.155强H粗度以冠茎计附录3表3-1 乔木层野外样方调查表层次名称：乔木层 样地面积：205m2 野外编号：1.3.5.7.9记录时间：2013-7-4 样方号编号植物名称高度m株数盖度物候期生活力胸径cm1华山松9.55160.3结实期强13.052云南松2.550.18结实期强4.133猪栎520.25营养期4.74栓皮栎5.330.25营养期4.55棠梨4.520.65结实期强351云南松8.5120.2结实期强9.62华山松720.05结实期强101云南松8120.13结实期强1372猪栎5210.35营养期强5.23栓皮栎4.5110.28营养期强4.11云南松1510.05结实期3492华山松810.07结实期强12.33猪栎3.560.39营养期强54栓皮栎430.18营养期强5.7表3-2 灌木层野外样方调查表层次名称：灌木层 样地面积：55m2 野外编号：1.3.5.7.9 调查时间：2013-7-4 样方号编号植物名称一般高度m最高高度m一般冠径m最大冠径m一般丛径m最大丛径m株丛数盖度（%）物候期生活力1月季2.12.12.52.6125营养期强2三颗针0.50.70.60.8220营养期强13千里光0.50.60.20.3345开花期强4南烛0.81.21.11.3225结实期强5多花杭子哨0.50.70.20.4520结果期强1野坝子0.50.80.60.91870营养期强2南烛1.51.80.91320结实期强3小铁仔1.11.450.81.23230营养期强34多花杭子梢1.21.50.70.78220结果期5三颗针0.20.20.050.05112结实期6麻栎0.60.60.50.5145营养期7金丝桃0.30.90.30.5260结实期1小铁仔0.71.40.40.71025营养期强52野坝子0.50.60.30.4865营养期强3金丝桃0.40.50.10.2340结实期弱1碎米花杜鹃0.81.60.40.6370营养期强2牛筋木1.82.20.71.5865营养期强73小铁仔0.81.10.60.9725营养期4南烛1.11.10.60.6115结实期弱5金丝桃0.30.30.20.2135结实期弱6多花杭子哨0.80.81.21.2120结果期弱91碎米花杜鹃1.72.10.91.2575营养期强2小铁仔0.81.10.81920营养期强表3-3 草本层野外样方调查表层次名称：草本层 样地面积：11 m2 野外编号：1.3.5.7.9调查时间：2013-7-4样方号编号植物名称一般叶层高cm最高叶层高cm一般冠径cm最大冠径cm一般丛径cm最大丛径cm株丛数盖度%物候期生活力1野古草40503050555营养期强12荩草354057335营养期强3火绒草1721711365营养期强1半夏152569735营养期2茅莓101556225营养期强3粘山药7935420营养期4昆明滇紫草192534510开花期35小金梅草1822681525开花期强6龙牙草182057375营养期7醡浆草 10.510.51313180营养期8紫花地丁9955145营养期9葎草111155160开花期1大丁草35812375营养期强52小金梅草1215710630开花期强3龙牙草5533145营养期弱1龙牙草202077165营养期强72大丁草56810375营养期强3半夏25251111145营养期强1一把伞南星52521414150营养期强92半夏323789235营养期强3大丁草3333145营养期4野蕨9944135营养期