植物群落样地调查法.doc

植物群落样地调查法一、实验原理样方法是用一定面积作为整个群落的代表，详细计算这个面积中得植物种类、频度、多度、优势度和重要值。这个方法可以确定群落的优势种，也可以对植物进行分类和其他植被分析。二、实验的准备1测量仪器： GPS、指南针，经纬仪，气压高度表，测绳，计步器。2调查测量设备： 照相机、钢卷尺，剪刀，标本夹，采集杖，各种表格，记录本。3文具用品： 彩笔、铅笔、橡皮、小刀、米尺、绘图薄、资料袋等。4采集工具： 铁铲、枝剪、标本袋、标本夹、标本纸、放大镜等。三、具体操作（一）样地设置与群落最小面积调查样地不是群落的全部面积，它仅是代表群落的基本持征的一定地段。对植物群落考察应在确定的样地内进行，通过详细调查，以此来估计推断整个群落的情况。选择样地应遵循下列原则：（1）种的分布要有均匀性。（2）结构完整，层次分明。（3）环境条件（尤指土壤和地形）一致。（4）群落的中心部位，避免过渡地段。1.样地的形状：大多采用方形，又称样方。可根据不同研究内容具体选择。小型样方用于调查草本群落或林下草本植物层，大型样方用于调查森林群落或荒漠中的群落。我们还会用到罗盘来进行校准，保证测绳为直线，通过测量线上面的读数来确定样方每边的长度。2.样地面积：下列样地面积的经验值可供考察时参考使用：草本群落110m2，灌丛16100m2，单纯针叶林100m2，复层针叶林、夏绿阔叶林400500m2，亚热带常绿阔叶林1000m2，热带雨林2500m2但是我们在实习过程中通常采用以下面积：草本群落：1m2，灌木群落：25 m2 ，乔木群落：100 m23.样地数目： 样地数目多少取决于群落结构复杂程度。根据统计检验理论，多于30个样地的数值，才比较可靠。为了节省人力与时间，考察时每类群落根据实际情况可选择35个样地；所有样地应依照顺序进行编号，以免混乱。（二）植物群落样地调查内容与方法1.环境调查包括以下五项：（1）地理位置，（2）地形条件。（3）人类影响（4）土壤条件。（5）气候条件。环境是指某个特定主体周围一切事物及现象的总和。影响植物生存是环境因素（生态因子）根据其性质可分为6个基本类型：非生物因子：气候因子。如光、温度、降水、风等。 土壤因子。包括土壤结构、物理性质和化学性质。 地形因子。有海拔高度、坡向、坡度、坡位和坡型。生物因子： 植物因子。包括植物之间的机械作用、共生、寄生和附生。 动物因子。如摄食、传粉和践踏等。 人为因子。有垦殖、放牧和采伐等。2. 植物群落的属性标志及其调查方法（1）群落的分层结构植物群落的成层现象是极其重要的特征。一般优势层能较好地反映外界环境，其他层则更多地表现出群落内部环境。层是群落的最大结构单位，在很大程度上决定了群落的外貌特征和群落类型位置。群落调查一般均以层为单位分别进行，森林群落一般分成乔木层、灌木 层、草本（及小灌木）层、地被层四个基本层。每层内若由一些不同高度，乃至有不同生态特征的物种构成时，通常进一步细分为若干亚层。藤本植物和附生植物被列入层外植物（或称层间植物），单做记载。 （2）群落的种类组成种类组成是群落的另一实质性属性特征。登记每个样方所有高等植物种类（分层进行）的工作必不可少，需认真而仔细，同时采集标本（即使自己以为认识），野外实习时学生不可能识别所有植物，尤其应该采集标本。不认识的种类可用采集号码代表，以后再定名订正。登记植物种类时仍要遍查样方有无遗漏，有些种类在样方中没有，但分布在样方周围，也要登记，并且将名单分别填入各层。 （3）生活型和生态类型组成在天然和半天然植物群落中，所有植物种类不可能都属于同一生活型，而是由多种生活型所组成，因而为了更清楚地认识群落的生态特征，调查时应把组成群落的植物种类所属的生活型和单因子生态类型尽量弄清楚。我国关于植物生活型的分类，一般采用丹麦学者Raunkiaer的生活型系统和中国植被一书中所制定的生活型系统。Raunkiaer的生活型系统，强调植物营养体对气候的适应，选择更新芽的位置作为划分生活型的依据，把植物生活型分为五类：a.高位芽植物(Ph)，更新芽位于距地面30cm以上，多为乔木；b.地上芽植物(Ch)，更新芽位于土壤表面至30cm之间，多为灌木、半灌木植物；c.地面芽植物(H)，更新芽位于近地表面土层内，常被地被物覆盖，为多年生草本植物；d.隐芽植物(Cr)，更新芽隐藏在地下或水中，为草本植物；e.一年生植物(Th)，靠种子越冬。调查时据此仔细统计填写，然后加以讨论。（4）物候期物候期指的是调查时某种植物所处的发育期，可反映植物与环境的关系，既标志当地相应的气候特点，又说明植物对各样方、群落内部不同位置的小环境适应情况。野外调查时，大体可分为萌动、抽条、花前营养期、花蕾期、花期、结实、果（落）后营养期、（地上部分）枯死。通常使用简单图象符号或缩写字母代表，填写比较方便。(5）生活力在了解了各种植物所处物候期以后，可以判断群落中各种植物生活是否正常有力。野外记录要求区分三级生活力：强：植物发育良好，枝干发达，叶子大小和色泽正常，能够结实或有良好的营养繁殖。中：植物枝叶的发展和繁殖能力都不强，或者营养生长虽然较好而不能正常结实繁殖。弱：植物达不到正常的生长状态，显然受到抑制，甚至不能结实3.植物群落的数量标志及其调查方法（1）多优度群聚度的估测及其准则 多优度和群聚度相结合的打分法和记分法是法瑞学派的传统的野外工作方法。它是一种主观观测的方法，要有一定的野外经验，这一方法与重视植物种类成相结合构成了这一学派的特色。有两个等级，即多优度等级和群聚度等级，准则如下：多优度等级（即盖度多度级，共6级，以盖度为主结合多度）：5：样地内某种植物的盖度在75%以上者（即3/4以上者）4：样地内某种植物的盖度在5075%以上者（即1/23/4）；3：样地内某种植物的盖度在2550%者（即1/41/2者）；2：样地内某种植物的盖度在525%者（即1/201/4者）；1：样地内某种植物的盖度在5%以下，或数量尚多者；+：样地内某种植物的盖度很少，数量也少，或单株群聚度等级（5级，聚生状况与盖度相结合）5：集成大片，背景化；4：小群或大块；3：小片或小块：2：小丛或小簇：1：个别散生或单生。因为群聚度等级也有盖度的概念，故在中、高级的等级中，多优度与群聚度常常是一致的，故常出现5.5，4.4，3.3等记号情况，当然也有4.5，3.4等情况，中级以下因个体数量和盖度常有差异，故常出现2.1，2.2，2.3，1.1，1.2，+，+.1，+.2的记号情况。（2） 盖度（总盖度、层盖度、种盖度）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。所以相互层之重叠的现象是普遍的，总盖度不管重叠部分，只要投影覆盖地两者都同等有效。如果全部覆盖地面，其总盖度为100%，如果林内有一个小林窗，地表正好都为裸地，太阳光直射时，光斑约占盖度的10%，其它地面或为树木覆盖，或为草本覆盖，故此样地的总盖度为90%，总盖度的估测对于一些比较稀疏的植被来说，是具有较大意义的。草地植被的总盖度可以采用缩放尺实绘于方格纸上，再按方格面积确实的盖度百分数。层盖度指各分层的盖度，乔木层有乔木层的盖度，草木层有草木层的盖度。实测时可用方格纸在林地内钩绘，比之估测要准确的多。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%。个体盖度即指上述的冠幅、冠径，是以个体为单位，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，各层盖度之和不小于总盖度。(3)树高和干高的测量树高指一棵树从平地到树梢的自然高度。通常在做样方的时候，先用简易的测高仪（例如魏氏测高仪）实测群落中的一株标准树木，其它各树则估测。估测时均与此标准相比较。干高即为枝下高，是指此树干上最大分枝处的高度，这一高度大致与树冠的下缘接近，干高的估测与树高相同。目测树高和干高的两种简易的方法，可任选一种。第一种为“仪器观测”，具体的方法是利用测高仪来进行测量，通过测高仪发出的激光来大概估测树高。第二种方法为“二分法”，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1/8处为2米，则2米×8=16米，即为此树高度。(4) 胸径和茎径的测量胸径指树木的胸高直径大约指距地面1.5米处的树干直径。测量要用特别的轮尺，在树干上交叉测两个数，取其平均值，因为树干有圆有扁，对于扁形的树干尤其要测两个数。在地植物学调查中，一般采用钢卷尺测量即可，如果碰到扁树干，测后估一个平均数就可以了，但必须坚持株株实地测量的原则。注意:胸径2.5厘米以下的小乔木，一般在乔木层调查中都不必测量，应在灌木层中调查。基径是指树干基部的直径，是计算显著度时必须要用的数据，测量时，也要用轮尺测两个数值后取其平均值。一般用钢尺也可以。一般树干直径的测量位置是距地面30厘米处。同样必须实测，不要任意估计。(5)冠幅、冠径和丛径的测量冠幅指树冠的幅度，专用于乔木调查时树木的测量，严格测量时要用皮尺，选通过树干在树下量树冠投影的长度，然后再通过树干与长度垂直量投影的树冠的宽度。例如长度为4米，宽度为2米，则记录下此株树的冠幅为4×2米。如图所示。然而在地植物学调查中多用目测估计，估测时必须在树冠下来回走动，用手臂或脚步帮忙测量。特别是那些树冠垂直的树，更要小心估测。冠径和丛径均用于灌木层和草本层的调查，因为调查的样方面积不大，所以进行起来不会太困难。测量冠径和丛径的目的在于对此群落中的各种灌木和草本植物的固化面积。冠径指植冠的直径，用于不成丛的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，如同测胸径一样，记一个数字即可，然后再选一株植冠最大和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，故可以丛为单位测量共同种各丛的一般丛径和最大丛径。(三) 结果统计与分析(1) 分析群落各层(乔木层、灌木层、草本层)的数量特征，比较不同类型群落数量特征的差异。 (2)计算群落各层中不同植物种的重要值， 根据重要值大小分析不同种类在该层及群落中的重要性及形成原因。(3)植物群落物种多样性 ：物种丰富度指数计算 、辛普森多样性指数 、香农维纳多样性指数