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1第四部分植物生态学实习一、环境调查在植物生态学野外实习或调查过程中，必需对所要调查的植物或植物群落的周围环境条件进行详细调查和记录，其目的是为了更好地考察、研究环境与植物或植物群落的关系。一般来说，应该对海拔、坡向、坡度、环境状况、人为干扰、群落类型等做较为详细地调查和记录。1．海拔的测定应用海拔仪可对所在地的海拔进行测定。但应注意的是：在使用海拔仪以前，必须在已知的海拔地点校正海拔仪的准确测高，然后才能使用海拔仪。由于海拔仪的工作受气压影响很大，所以晴天和阴天所测海拔略有差异，应给予必要的校正。海拔仪中外圈的数字(0～999)表示海拔高度0～999m，而900数字下方的椭圆形中的数字表示km。如果椭圆形的指针在0和l之间，长指针所指的外圈数字就是当地的海拔高度；如果椭圆形的指针在l和2之间，当地的海拔高度则是1000加上长指针所指的外圈数字，例如，椭圆形的指针在1和2之间，而长指针所指的外圈数字为610，那么当地的海拔高度就是1610m；如果椭圆形的指针在2和3之间，当地的海拔高度则是2000加士长指针所指的外圈数字；依此类推。２．坡向的测定用一般的罗盘仪可对所在地的坡向进行测定。站在坡面上，面对整个坡下，手持罗盘仪，使之保持水平状态，并使罗盘仪与自己的身体呈垂直状态，然后从罗盘仪上读数。注意：缠有紫色铜丝的指针(S极)无论在什么时候都指的是南，而另一指针(N极)指的是北。罗盘仪中有0～360゜的刻度，认真思考指针和刻度之间的关系，就不难看出自己脚下坡面的坡向。例如，S极所指数字为235゜，N极所指数字为45゜，那么坡向应该是北坡偏东45゜，记作N45゜E。又例如，S极所指数字为130゜，N极所指数字为310゜，那么坡向应该是西坡偏北40゜，记作W40゜N。３．坡度的测定用一般的罗盘仪可对所在地的坡度进行测定。站在坡面上，面对整个坡下，将罗盘仪竖起，使罗盘仪中底部的半圈数字向下。让罗盘仪有镜的一方向外，并使罗盘仪的上部平面与坡面呈平行状态，右手板动罗盘仪背部的杠杆，使得罗盘仪中长型水平管中气泡居中，此时长型水平管下方的指针所指示的数字便是该坡2面的坡度。二、取样面积的确定1．目的通过特定群落种一面积曲线的绘制，掌握确定样方面积的方法。2．材料准备钢卷尺、皮圈尺、方格纸、记录表格等。3．一般说明此法开始使用小样方(草本群落用10×10cm、灌木群落用20×20cm、乔木群落用l×lm)，随后用一组逐渐成倍扩大的CEPE巢式样方逐一调查每个样方，统计每个样方内的植物种数，然后以种的数目为纵坐标，样方面积为横坐标，绘制种一面积曲线。此曲线开始陡峭上升，而后水平延伸，有时会再次上升。曲线开始平伸的一点所对应的面积即群落取样的最小面积，也可以将85％的种出现的面积做为群落取样的最小面积，它可以做为样方大小的初步标准。杨宝珍等(1964)对内蒙古羊草、大针茅草原进行过此类测定，最初样方面积为1／100m2，依次扩大为1／16，l／8，1／4，l／2，1，4，8和16m2，结果发现，1／2m2已达曲线的转折点，面积再扩大1／10，种数增加不超过5%。法国CEPE的生态学工作者用标准化了的巢式样方研究世界各地不同草本植被类型的种类数目特征，所用样方面积最初为1／64m2，之后依次为l／4，1／2，l，2，4，8，16，32，64，128，256，512m2等。三、取样数量的确定1．目的通过实验使学生认识所要调查的植物群落外貌特征，对所需要的取样数量的可靠性作一些详细的考察，并掌握确定取样数量的方法。2．材料准备样方框，钢卷尺，皮尺、记录纸等。3．一般说明取样是生态学研究中最重要的工作之一，也是常常易被疏忽的部分。因为基于样本的某些结论常用于作为整体种群的假设上，所以取样步骤必须正确，否则判断就会无效。05101520261014182226样方数目图4－3样方数增加时移动均数下降图平均值3另一方面，需要确定样本是否已经确切地反映了群落物种组成时，必须进行不同的调查。一种可能的调查是根据物种面积曲线，此曲线常用于限定最小面积，以得到植物群落结构和特定物种组成数调查的最小面积。最小面积概念是了解植被同质性的基础，又是植被分类和制图的一种重要概念（Greig－Smith，1964；Hopins，1957；Shimwell，1971）。较近期的调查研究中使用的最小样方数量概念显然与面积有关。经验调查已证明，物种与样方数量间的相互关系，所提供的曲线与物种面积曲线类似，并进而证明了曲线上的等点（即物种数与样方数量等量时的点）能用于限定所需样方的最小数量。曲线在等点以下表示物种数随样方数迅速增加，等点以上样方数随物种数迅速增加。4．实验步骤（1）学生成对工作。在指定的植被类型处，用平方米样方框随机取100个样方，鉴定并记录每样方内全部物种。分类困难的物种可编号，保留样本待后鉴定。（2）记录物种数的同时，选一个普通种——最好是选全部样方中都有的种。同学们要观察这一物种特定的形态特性，即高度、花数、每样方内的个体数量，所选择的特性取决于物种，但必须始终容易测定的特性，能在每个样方中进行记录的特性。（3）回实验室，从1开始绘制物种－样方数曲线图，确定等点。测算样方2以上及10，20，30，40，50，60，70，80，90，100样方的变动均数，标在图上。另外，计算均数的标准误（用均数的百分值表示），并以此对样方数作图（Greig－smith，1964）。（4）整理班组结果，比较一个群落中及不同群落之间的结果。注意不同群落的物种－样方数曲线之间的差异。这些差异告诉我们什么？什么因子可能影响这些曲线？等点的停止处是否有回缩？四、样方取样法1．目的掌握用样方法调查群落数量特征的方法，并对调查数据进行整理，达到识别群落的目的。2．材料准备样方框、钢卷尺、皮卷尺、记录纸等。43．一般说明有若干技术可用来取得陆生植物群落结构、组成的定量数据。然而，最广泛应用的技术乃是样方或标准大小的样地抽样。样方抽样技术适用于植物群落的所有主要类型，也一样适用于研究固着或不动的动物群落。样方抽样的细则，包括样地大小、形状、数目和排列等，必须取决于要抽样群落的特定类型，和所预期的数据种类为基础。Oosting(1956)很好地讨论过关于设计样方抽样程序·样地大小和形状样地大小的确定应以抽样植物的大小和密度为基础，样地应当足够的大，以包括有足够的个体数。但又要足够小到便于区分、计数和测定现存个体，避免由于重复或漏掉个体而产生的混乱。建议草本植物的样地大小为1m。，灌木或高超过3m的小树群落为10—20m2，森林乔木群落为100m2(Oosting，1956)。样地形状与设置样地的方便和抽样效率很有关系。在低矮的群落中，样圆很容易用一个作为圆心的棍和自由转动的半径线来设置。用量衣卷尺做成的半径线，可以很快确定所希望大小的任何样圆。考虑到效率，不少研究者(Bormann，1958；Clapham，1932；Pechanec和Stewart，1940)证明长方形样地比同样数目同样面积的正方形样地能更精确地完成植被组成的分析。当样地的长轴方向调整到平行于抽样群落内环境梯度的轴，则尤为可靠。样地数目和排列样地数目最低限度必须充分囊括该群落大部分现存种。该数目可用半客观的办法来决定，即抽样时画出种一面积曲线。曲线由累计种的总数对样地数为座标画成，种一面积曲线一般在开始时上升很陡，因为最初一些样地揭示很多新的种，但曲线逐渐变平，表示增加的样地只能揭示少数新的种。一个适合的抽样数一般应当位于曲线的后半部分。抽样的适当程度可以进一步在抽样完成后在该群落巡走一遍，记下样地内未计入的种及其多度和盖度。群落内抽样地点应系统地或随机地加以选择。系统的抽样程序要求以相等的间隔占满整个群落。采用这方式时，比如样地可以以均匀的间距设置在穿过整个群落的几条相等间距的带上。样地系统排列比较容易，并且一些学者认为能得到该群落真实特征的极其近似值(Greig—Smith，1964)。然而为了对抽样数据进行正确的统计分析，样方地点必须随机选出。4．实验步骤样地设置后，每4～6人一组。在选定的样地上进行调查，鉴定和测定个体植物。必须设计出武断的标准来区分在样地边缘的植物是否包括在内或在外。例如，植物的根基大半位于样地境内，则可计入并当作完全在境内的来测定。如植5物大半位于外边，则可完全不包括它。在样地内应测定植物基面积、胸(距地面1．3m处)面积或植冠覆盖面积，对大的木本植物讲，应当测定树干的直径或圆周，其面积可以从相关的换算表中得到。对较小形的植物，应测定叶部植冠的直径，植物的覆盖面积也可以从相关的换算表得到。在整理数据时，确定各个种的密度、优势度和频度值。密度反映单位面积的个体数，优势度反映单位面积的植株底面积或植冠覆盖面积，频度反映包含该种样地的样地数目。对一定的种，这些值各以绝对方式或以表示该种的值对所有种的百分比的相对方式来表示。密度、优势度和频度的相对值可以合并为一个综合值（重要值)，即该种以此三种不同测量值所反映其在群落中的重要性。这些不同的测定值按下列各式确定：密度＝个体数目／样地面积相对密度＝一个种的密度／所有种的总密度×100%优势度＝底面积或覆盖面积总值／样地面积相对优势度＝一个种的优势度／所有种的总优势度×100%频度＝包含该种的样地／样地总数相对频度＝一个种的频度／所有种的频度×100%重要值＝相对密度＋相对优势度＋相对频度整理出的植被测定值记载于表。样方抽样技术可结合演替、成带性分布、季相等生态课题的研究。用不同大小或形状所得的样方结果也进行比较研究。样方抽样技术的结果也可与其它植被抽样技术得到的结果比较。