森林生態(tài)學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告

2、方法步驟：指導(dǎo)教師：范海蘭教師職稱：講師森林生態(tài)學(xué)是林學(xué)一級(jí)學(xué)科重要的課程之一，實(shí)習(xí)是學(xué)生掌握該課程的重要環(huán)節(jié)。實(shí)習(xí)目的在于使學(xué)生通過(guò)參加教學(xué)實(shí)習(xí)能夠更好地掌握課堂所學(xué)的理論知識(shí)，并能更好地與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生加深對(duì)森林的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)環(huán)境意識(shí)，不斷提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行探索的興趣和思維的自覺(jué)性，強(qiáng)化森林生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)課教學(xué)，增加學(xué)生對(duì)森林群落的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)實(shí)際工作能力，訓(xùn)練并掌握野外調(diào)查和研究的方法，并為后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)和高年級(jí)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)打下必要的理論基礎(chǔ)和掌握基本的實(shí)踐技能奠定基礎(chǔ)。周四：外業(yè)，群落物種多樣性的調(diào)查和重要值的數(shù)據(jù)收集調(diào)查福建農(nóng)林大學(xué)校園和福州國(guó)家森林公園，實(shí)習(xí)一周。(一)生態(tài)因子綜合測(cè)定1、基本原理：生物所生存的環(huán)境變化多端，既有空間上的異質(zhì)性，又有時(shí)間上的變化，同時(shí)因?yàn)椴煌锏拇嬖谝餐瑫r(shí)影響其周?chē)纳鷳B(tài)因子。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同環(huán)境下墊面的主要生態(tài)因子的進(jìn)行日動(dòng)態(tài)觀測(cè)與測(cè)定，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)會(huì)利用幾種生態(tài)因子的測(cè)定工具，對(duì)幾種主要生態(tài)因子進(jìn)行日變化的觀測(cè)和測(cè)定，并通過(guò)對(duì)不同生態(tài)環(huán)境及同一生態(tài)環(huán)境中時(shí)間變化的比較，了解生態(tài)因子的時(shí)空變化規(guī)律，進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)生物與環(huán)境的相互作用和相互關(guān)系。1、選取校園濕地公園、拓荒廣場(chǎng)、及后山相思林測(cè)定光照強(qiáng)度。置在有林地內(nèi)選擇測(cè)定點(diǎn)5個(gè)，在每個(gè)測(cè)定點(diǎn)分別10cm、50cm、150cm高度的光照強(qiáng)度(高度應(yīng)一致)，并記錄每次測(cè)定的數(shù)值(要求15分鐘內(nèi)測(cè)定完畢)，填入表1。圖1-1.有林地內(nèi)的樣方配置12機(jī)測(cè)定12機(jī)測(cè)定5個(gè)點(diǎn)，用照度計(jì)測(cè)定裸地的光照強(qiáng)度()，并記錄好每次測(cè)定的數(shù)值。(二)溫濕度的測(cè)定(二)溫濕度的測(cè)定與上述測(cè)定的地點(diǎn)相同，實(shí)施下述內(nèi)容的測(cè)定：443(1)群落內(nèi)外溫度差異觀測(cè)選定一處正常生長(zhǎng)的植物群落，在群落內(nèi)分為喬、灌、草三個(gè)層次高度進(jìn)行觀測(cè)(注意各層應(yīng)統(tǒng)一高度)，各3個(gè)重復(fù)。群落外選取高處進(jìn)行測(cè)量。(2)植株各部位溫度觀測(cè)選擇1-3株健康的全光照下生長(zhǎng)的樹(shù)木進(jìn)行植物個(gè)體不同部位的溫度觀測(cè)。觀測(cè)部位包括樹(shù)干、葉、芽、花等。使用手持式點(diǎn)溫濕度計(jì)進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)定，填入表3。2、大氣濕度測(cè)定在群落內(nèi)均勻選取5個(gè)點(diǎn)，在測(cè)定其濕度，同時(shí)在空曠無(wú)林地的高處，隨機(jī)選取5個(gè)點(diǎn)，測(cè)定空氣濕度，并記錄每次測(cè)定的數(shù)值。(三)風(fēng)速的測(cè)定(1)在上述同樣的林地中，在測(cè)定光強(qiáng)相同的樣點(diǎn)上，在的高處，分別在上述各時(shí)間段(7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00)用風(fēng)速測(cè)定儀分別測(cè)定每點(diǎn)的風(fēng)速。(2)同時(shí)在濕地空?qǐng)@、廣場(chǎng)內(nèi)，隨機(jī)選取5個(gè)點(diǎn)，測(cè)定每個(gè)點(diǎn)的風(fēng)速，并作好記錄。要求：1)三個(gè)地點(diǎn)盡可能做到同時(shí)測(cè)定2)每一個(gè)點(diǎn)測(cè)定的時(shí)間不要超過(guò)15分鐘3)每組上交一份原始數(shù)據(jù)4)在實(shí)習(xí)報(bào)告中不出現(xiàn)原始數(shù)據(jù)，而是基于原始數(shù)據(jù)經(jīng)excel等軟件處理形成直觀的表或圖形，并針對(duì)圖形或表而進(jìn)行結(jié)果分析，運(yùn)用所學(xué)的森林生態(tài)學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理的解釋。(四)群落最小面積調(diào)查1、基本原理：在做群落結(jié)構(gòu)調(diào)查之前，通常是先做一個(gè)最小面積的調(diào)查，也就是說(shuō)研究一下這個(gè)地區(qū)，能夠反映群落基本特征的樣方面積至少應(yīng)該多大合適。我們把能夠反映群落基本特征，包含群落絕大多數(shù)物種的最小樣方面積稱作最小面積或者叫做表現(xiàn)面積。2、方法步驟：調(diào)查方法是利用種類(lèi)－面積曲線法，即按一定比例增加取樣的同時(shí)，記載與面積相應(yīng)的植物種類(lèi)、生活型類(lèi)型和植物種累計(jì)數(shù)。在確定群落的最小面積后該群落的植物種類(lèi)名錄、群落生活型譜即可得出。具體方法如下：1)、首先根據(jù)群落中的優(yōu)勢(shì)種，一般根據(jù)外貌特征和地形部位等選擇典型地段。(本次實(shí)習(xí)以福州國(guó)家森林公園木荷林為調(diào)查對(duì)象，選擇典型地段)2)、按巢式小區(qū)的幾何系統(tǒng)的辦法，不斷擴(kuò)大取樣面積，具體辦法如圖：11235465×8m2……………(余類(lèi)推)B第一次取樣2~A56432173)、在不斷擴(kuò)大累積取樣面積的同時(shí)，記載相應(yīng)出現(xiàn)的累計(jì)種數(shù)和種的名錄。并以直角坐標(biāo)系的X軸代表累計(jì)的取樣面積，以Y軸代表相應(yīng)取樣面積上所累計(jì)的種數(shù)繪出種-面積曲線(見(jiàn)下圖，表1)表1種-面積記載表樣方數(shù)或取樣次數(shù)累計(jì)取樣面積(m2)新出現(xiàn)的種數(shù)累計(jì)種數(shù)133250583100513420054006800這樣在最初的一些取樣次數(shù)的相應(yīng)面積中累計(jì)的種數(shù)上升較快，種-面積曲線表現(xiàn)較陡，隨著取樣次數(shù)的增加，累積的取樣面積增大，則重復(fù)的種逐漸增多，新出現(xiàn)的種漸少，累計(jì)的種數(shù)變化較小，甚至沒(méi)有變化，種-面積曲線趨于平緩。在這樣的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，繼續(xù)擴(kuò)大取樣面積已無(wú)意義。這就說(shuō)明，轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的面積，對(duì)于表示該群落的種類(lèi)成份已完全滿足，這個(gè)面積稱為該群落的最小面積(或表現(xiàn)面積)。三叉苦SchimasuperbaGardnetChampuodialepta(Spreng.)MerrE科茶科常綠喬木高25米冬青科高3-4米灌木或小喬木CommonMelastomaHerb,Com高-1.5米灌木大青細(xì)枝柃杜英相思樹(shù)樟葉槭重陽(yáng)木樹(shù)紫果槭猴歡喜九節(jié)木禾串樹(shù)楓香樹(shù)鵝掌柴KorthalsCleredendrumcwtophyllumTurcz.EuryamatsudaiHayataAdinandramillettii(Arn.)Elaeocarpussylvestri(sLooirCastanopsiscarlesii(Hemsl.)Hayata高2-5米灌木或小喬木高1-10米灌木或小喬木山茱萸科落葉殼斗科喬木AcaciaconfuseAceralbopurpurascensataRhuschinensisMillTetradiumruticarpumBischofiapolycarpaCastanopsisfargesiiAcercordatumPaxSloaneasinensisPsychotriarubra(Lour.PoirBrideliainsulanaHanceLiquidambarformosanace含羞草科高6-15米喬木Hay槭樹(shù)科喬木10米小喬木或灌木蕓香科或，高~8m落葉喬木，高達(dá)15米殼斗科常綠喬木，稀為灌木常綠喬木常高7米，稀達(dá)10米常綠喬木高達(dá)20m)茜草科常綠灌木高約1至2公尺大戟科喬木RobiniapseudoacaciaLScheffleraoctophylla(Lour.)HarmsPlatanus×acerifolia(Ait.)Willd.落葉，高10-20米常綠灌木或喬木懸鈴木科落葉喬木滿山紅小蠟紫麻粗葉樹(shù)密花樹(shù)紫金牛杜虹花云南蕊木雞爪槭烏藥拔契SymplocoscaudateRhododendronmariesiiRadixSyzygiiBuxifoliiRhododendronsimsii&LigustrumsinenseLourOreocnidefrutescens(Thunb.)Miq.subsp.FrutescensLasianthuschinensisBenRapaneaneriifolia(Siebetzuce)Mezapaneaneriifolia(Siebetzuce)MezCinnamomumcamphora(L.)slSweetTeaOliveMetadinatrichotoma(ZolletMor)Bakh.FCallicarpaformosanaCallicarpaformosanaRadermacherasinica(HancKopsiaofficinalisTsiangetP.T.LiAcerpalmatumThunbLitsearotundifoliavar.oblongifoliaLinderaaggregata(Sims)KostermSmilaxglabraRoxb.山礬科喬木灌木或小喬木，高1-10米桃金娘科灌木，高1-6m杜鵑花科小灌木木犀科半常綠灌木，一般高2米左右蕁麻科稀小喬木，高1-3米科喬木紫金牛科大灌木，高2-7m紫金?？菩」嗄净騺喒嗄局参锍＞G大喬木高可達(dá)50米茜草科喬木，高5-10米馬鞭草科灌木或小喬木紫葳科中等落葉喬木，高達(dá)15米落葉小或喬木樟科常綠灌木或小喬木，高達(dá)常綠灌木或小喬木，高可達(dá)5米多年生蔓性灌木Rhododendronpulchrum落葉羊角藤M(fèi)orindaumbellataL，.蔓狀或攀援灌木GardeniajasminoidesEllis常綠灌木洋金鳳Caesalpiniapulcherrima常綠灌木，高可達(dá)3米九里香MurrayaexoticaL.屬常綠有時(shí)可長(zhǎng)成小樣山瑞香Pittosporumtobira(Thunb.)Ait.常綠灌木或小喬木，高達(dá)3米MelaleucaleucadendraLinn常綠喬木馬尾松PinusmassonianaLamb，高達(dá)45M面積記載表累計(jì)取樣面積(m2)累計(jì)種數(shù)1552543837924005(三)、群落生活型譜分析植物對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)而形成的生活形態(tài)?？梢哉f(shuō)生活型是不同種的植物由于長(zhǎng)期生活在相同的氣候環(huán)境條件下，而在形態(tài)上所表現(xiàn)出相似的外貌特征。群落的外貌決定于各種植物對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)而形成的生活形態(tài)，這種形態(tài)上的適應(yīng)稱為植物的生活型(lifeform)。生活型的概念和劃分方法至今并未統(tǒng)一，最早和較廣泛采用的是丹麥植物學(xué)家瑙基耶爾(Raunkiaer，1934)的劃分方法。這一分類(lèi)法是以植物更新部位(芽和枝梢)為基礎(chǔ)加以區(qū)分的，即根據(jù)植物在不利生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)，其芽和枝梢受到保護(hù)的方式和程度，將植物界中的全部高等植物劃分為五大類(lèi)群。高位芽植物(Ph)：高大喬木，灌木和熱帶高草，如喬木和大灌木，高位芽植物可以分成：大高位芽植物(30m以上)、中高位芽植物(8-30m)、小高位芽植物(2-8m)和矮高位芽植物(2m以上)；地上芽植物(Ch)：為芽稍出土表的平臥植物或低矮灌木，一般在25?cm左右，這類(lèi)植物度過(guò)不良地面芽植物(H)：更新芽勉強(qiáng)地埋藏于土表，因而需要依賴于枯枝落葉或者積雪保護(hù)更新芽，這類(lèi)植物度過(guò)不良季節(jié)時(shí)地上部分枯死，有生命的部分在地表，溫帶地區(qū)的多年生草本，如苔草等；隱芽植物(Cr)：更新芽埋藏在土表以下或水中，所以受到良好保護(hù)，如根莖、塊莖、塊根、鱗莖、沼澤和其他水生植物等；一年生植物(Th)：當(dāng)年完成生命周期，以種子方式過(guò)冬，所有其它部分的器官全部枯死。生活型譜(Spectrum)某一群落的生活型譜(%)：群落中某一生活型植物總的數(shù)量/全部植物種的數(shù)量?100％。Raunker通過(guò)比較世界不同植被區(qū)的生活型譜，得出以下4種植物氣候帶：一是潮濕地帶的高位芽植物氣候；二是中緯度的地面芽植物氣候(包括溫帶針葉林、落葉林與某些草原)；熱帶和亞熱帶沙漠一年生植物氣候(包括地中海氣候)；寒帶和高山的地上芽植物氣候(李博等，2000)。下表是世界各植物氣候帶植物生活性譜：地區(qū)計(jì)種數(shù)生活型(%)PhChHrTh高位芽植物氣候(謝爾群島)25861656地上芽植物氣候(斯匹茨卑爾根)1222地面芽植物(丹麥)73一年生植物(地中海)2941262各種不同氣候區(qū)域不同群落之間的生活型比較，可以給我們提供有關(guān)植物群落與環(huán)境相互關(guān)系的重要信息。一般高位芽植物占優(yōu)勢(shì)的群落，多分布在溫?zé)岣邼竦臍夂驐l件下，更新部位暴露在外界不會(huì)受到低溫或者干燥氣候的危害；地面芽植物占優(yōu)勢(shì)的群落，多分布在氣候惡劣的環(huán)境下，或者具有較嚴(yán)寒冬季的氣候條件下；隱芽植物占優(yōu)勢(shì)的群落，代表一種又潮濕又寒冷的環(huán)境，比如說(shuō)高山上的云冷杉林等；一年生植物占優(yōu)勢(shì)的群落，一般分布在氣候變化大，干旱、寒冷的地區(qū)。2、方法步驟：分類(lèi)學(xué)相關(guān)資料，確定其拉丁名和生活型。并分別計(jì)算木荷林群落的生活型譜。高位芽植物高位芽植物7高位芽植物高位芽植物3高位芽植物高位芽植物高位芽植物2高位芽植物高位芽植物1高位芽植物5高位芽植物1高位芽植物2高位芽植物2高位芽植物7高位芽植物2高位芽植物高位芽植物1高位芽植物1高位芽植物5高位芽植物楓香樹(shù)4高位芽植物1316233132523342711121422數(shù)生活型(%)H000(四)、群落物種多樣性計(jì)算多樣性指數(shù)計(jì)算和分析(CalculationofBiodiversities)分別計(jì)算喬木層、灌木層、草本層的多樣性指數(shù)，并利用三個(gè)組的資料進(jìn)行比較分析。GG2、辛普森多樣性指數(shù)(Simpson’sdiversityindex)多樣性指數(shù)3、香農(nóng)-威納指數(shù)(Shannon-Weinerindex)喬木Gleason指數(shù)=255/ln2400=Margalef指數(shù)=254/ln255=2香農(nóng)均勻度灌木Gleason指數(shù)=1032/ln2400=Margalef指數(shù)=1031/ln1032=(五)、群落重要值計(jì)算1、基本原理：重要值是說(shuō)明一個(gè)物種在群落中的重要程度的參數(shù)，它由三個(gè)指標(biāo)組成：相對(duì)密度、相對(duì)頻度和相對(duì)優(yōu)勢(shì)度。群落中不同層次(喬木層、灌木層、草本層)某一物種的重要值＝(相對(duì)多度＋相對(duì)頻度＋相對(duì)蓋度)/31)、運(yùn)用樣方法調(diào)查各層次(喬、灌、草)植物種類(lèi)、高度、胸徑、株數(shù)等基本信息。2)、統(tǒng)計(jì)每個(gè)物種多度、頻度及蓋度等指標(biāo)，分別計(jì)算相對(duì)多度、相對(duì)頻度及相對(duì)優(yōu)勢(shì)度。相對(duì)多度＝每個(gè)種的個(gè)體數(shù)/所有種的株數(shù)×100％相對(duì)頻度＝每個(gè)種出現(xiàn)的樣方數(shù)/所有種出現(xiàn)的樣方數(shù)之和×100％相對(duì)優(yōu)勢(shì)度＝每個(gè)種的胸高斷面積/所有種的胸高斷面積之和×100％(需列出以下表格)喬喬木種名總株數(shù)相對(duì)多度相對(duì)頻度相對(duì)優(yōu)勢(shì)度重要值木荷247%九節(jié)木1%%相思3%%紅豆樹(shù)1%%馬尾松2%%1%%樟樹(shù)1%%種名總株相對(duì)株相對(duì)頻重要值2率1222(六)、種群的空間分布格局種群分布格局是指種群個(gè)體在水平空間的配置狀況或分布狀態(tài)，反映了種群個(gè)體在水平空間上彼此間的相互關(guān)系。一個(gè)物種空間分布偏離隨機(jī)分布時(shí)即產(chǎn)生格局。2、種群空間分布格局計(jì)算(CalculationofSpacialPattern)分別不同植物種(此次實(shí)習(xí)我們以喬木層與灌木層重要值在前兩位的植物為研究對(duì)象)統(tǒng)計(jì)在每個(gè)樣方中的株數(shù)，記入種群空間格局統(tǒng)計(jì)表，并用下式計(jì)算，得出每個(gè)植物種的分布格局。平均株數(shù)方差方差均值比相思c野牡丹幅度大；濕地公園一天里的光強(qiáng)變化較緩和，早晚較低中午較大；有林地的光強(qiáng)在上午8點(diǎn)到10點(diǎn)逐大，10點(diǎn)之后光照強(qiáng)度逐漸減弱。且相同時(shí)間光照強(qiáng)度拓荒>濕地公園>有林由圖可知濕地公園在不同時(shí)間點(diǎn)的土壤溫度逐漸增高，下午4點(diǎn)達(dá)到最大；有林地的土壤溫度在中午1漸上升的趨勢(shì)，在12點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大，12點(diǎn)之后土壤溫度呈下降的趨勢(shì)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是有林地內(nèi)樹(shù)木較多太陽(yáng)光照射到地面的光較少，中午12點(diǎn)時(shí)的光照強(qiáng)度最大因此土壤溫度此時(shí)由圖可知有林地在各個(gè)時(shí)間段的風(fēng)速都要比拓荒和濕地公園小，這是因?yàn)橛辛值赜写罅康臉?shù)木，能起到防風(fēng)的作用。拓荒的風(fēng)速在各個(gè)時(shí)間段都比其他兩地的大，因?yàn)橥鼗妮^空曠，沒(méi)有樹(shù)木阻擋。濕地公園各個(gè)時(shí)間段的風(fēng)速都相對(duì)小也相對(duì)穩(wěn)定，這是因?yàn)闈竦毓珗@內(nèi)有很多草本以及灌木。相同時(shí)間時(shí)風(fēng)速拓荒>濕地公園>有林地。濕地公園的土壤濕度在各個(gè)時(shí)間段的濕度都要比有林地的大，因?yàn)橛辛值乩锏臉?shù)木在10點(diǎn)以后進(jìn)行蒸騰作用，大量失水根就會(huì)從土壤中吸收水分進(jìn)行補(bǔ)充，因此林地的土壤濕度就開(kāi)始降低。濕地公園本身含水就很豐富，因此土壤濕度較大。下午兩點(diǎn)以后濕地公園內(nèi)的植物進(jìn)行蒸騰作用較弱，根吸收的水分減少因此此時(shí)土壤濕度增高。相同時(shí)間土壤濕度濕地公園>有林地。有林地的大氣溫度在各個(gè)時(shí)間段都比其他兩點(diǎn)小，這是因?yàn)橛辛帜镜母采w導(dǎo)致太陽(yáng)光大部分被阻擋，進(jìn)入到林內(nèi)的很少因此林地內(nèi)大氣溫度相對(duì)較低。隨著時(shí)間的變化在中午12點(diǎn)之前三地點(diǎn)的大氣溫度都逐漸變大，這與關(guān)照強(qiáng)度有關(guān)。由圖可知，在中午12點(diǎn)之前三點(diǎn)的濕度都呈下降趨勢(shì)，但到下午兩點(diǎn)以后三地的大氣濕度都呈上升趨上午12點(diǎn)之前大氣溫度較低植物蒸騰作用較弱而到了12點(diǎn)以及12點(diǎn)以后大氣溫度較高植物的蒸騰作用較強(qiáng)，所以此時(shí)大氣濕度增高。有林地的大氣濕度在各個(gè)時(shí)間段都比其他