生态学实验实习指导手册

生态学实验实习指导手册浙江林学院生态学科二○○七年一月目录实验一植物群落内生态因子的测定 (2)实验二不同树种的比叶面积测定 (4)实验三种群空间分布格局的调查分析 (6)实习一森林群落调查实习之一——样方法 (8)实习二森林群落调查方法之二点一象限法 (18)实习三森林群落调查方法之三——样线接触法 (22)实验一植物群落内生态因子的测定植物群落与环境是不可分的。

任何一个植物群落在形成的过程中，植物不仅对环境具有适应能力，而且对环境也有巨大的改造作用。

随着植物群落发育到成熟阶段，群落的内部环境也发育成熟。

植物群落内的环境因子如温度、湿度、光照强度等都不同于群落外部。

植物群落内的各生物物种在它们自己创造的环境中，井然有序地生活着。

不同的植物群落，其群落环境因子存在明显的差异。

【实验目的】（1）在掌握光照强度、温湿度测量仪器的使用和测定方法的基础上，对不同类型植物群落内的光照强度、湿度和大气湿度等生态因子进行测定。

（2）认识不同植物群落内部生态因子以及植物群落与裸地间生态因子的差异。

【实验器材】便携式光照度计，温湿度记录仪，风速测定仪，钢卷尺。

【方法与步骤】（一）植物群落内光照强度的测定（1）选取针叶林、阔叶林与竹林三种不同类型的群落。

（2）分别在针叶林、阔叶林与竹林下，从林缘向林地中心均匀选取5个测定点，用照度计测定每一点的光照强度，并记录每次测定的数值（见表1-1）。

（3）选择一空旷无林地（最好地面无植被覆盖）作为对照，随机测定5个点，用照度计测定裸地的光照强度，并记录每次测定的数值。

（二）植物群落内温湿度的测定在上述同样针叶林、阔叶林与竹林三种不同类型的群落以及对照地中，实施大气温湿度的测定：（1）从林缘向林地中心在1.5m高处，均匀选取5个点，测定每一点的温度和湿度，并记录每次的数值（见表1-2）。

（2）同时在空旷无林地的1.5m高处，随机选取5个点，测定空气温度和湿度，并记录每次测定的数值。

（三）风速的测定（1）在上述同样的针叶林、阔叶林与竹林三种群落中，从林缘向林地中心1.5m的高处，均匀选5个点。

（2）用风速测定仪分别测定每点的风速，记录表格（见表1-3）。

（3）同时在空旷无林地，随机选取5个点，测定每个点的风速。

（四）数据分析根据测定结果，列表整理得到的数据，并分析针叶林、阔叶林和空旷无林地中的生态因子及其差异性。

（五）实验报告每组写一份实验报告。

【注意事项】植物群落内以及对照地的环境生态因子（如光照强度、空气温度和湿度、风速）测定，一定要在相同的时间进行，这样获得的数据才具有可比性。

【思考题】（1）针叶林、阔叶林与竹林三种不同类型植物群落中，群落内的小气候环境有什么差异？试分析造成此种差异的原因。

（2）植物群落内的小气候环境与空旷地的小气候环境有什么差异？试分析造成此种差异的原因。

【探索性实验】用本实验所介绍的实验方法，在针叶林、阔叶林与竹林以及空旷无林地不同的植物群落与环境中，设置若干个测定点，从清晨7：00至下午7：00的12个小时内，每隔2个小时定点观测各项生态因子指标，并分析其变化规律。

实验二植物比叶面积的测定【实验目的意义】叶片是植物进行光合作用，制造有机物的主要器官，又是生态系统中初级生产者的能量转换器，植物的叶面积或叶面积指数是评价个体或群体初级生产力的重要指标，是植物群落结构的单元。

叶面积测定是估计植物对光能利用率的有效方法。

通过本实验，让同学掌握叶面积的测定方法，学会分析叶面积与植物生产力的关系。

【材料与仪器】（一）材料：每组可任意选择5种不同植物的叶片。

（二）仪器与设备：坐标纸、大头针、铅笔、电子天平、枝剪【测定方法】（一）取样每组可任意选择5种不同植物，各采集3-5片叶片，带回实验室。

（二）测定方法1.方格法将叶片放在坐标纸上，用大头针固定，用铅笔勾画叶片轮廓，数出叶片所占方格数，叶缘不足半格者不计，超过半格按一格计，最后合计所占的总格数（T），乘以每小格面积（S），即为叶片面积：A= T*S2.干重测定将已测定的叶片作好标志，放入烘箱，在85℃下，烘24小时至恒重，用电子天平测定叶片的干重（W），然后计算比叶面积（SPL）。

SPL=A/W.（三）数据分析根据测定结果，列表整理得到的数据，并分析不同植物比叶面积的差异。

（四）实验报告每组写一份实验报告。

【注意事项】测定干重时应速度快，防止叶片从烘箱内取出后搁置时间较长，吸收水分，影响测定结果。

【思考题】（1）针叶树的比叶面积如何测定？（2）设想几种比叶面积测定的方法。

表2-1植物比叶面积的测定实验三 种群空间分布格局的调查分析【目的和意义】通过本实验，使学生认识群落中不同种群个体在空间分布上表现出的不同类型（即随机分布型、集群分布型、均匀分布型）了解检验种群空间分布类型的方法，并学会运用1～2种判断种群空间格局类型的方法。

【仪器、设备及材料】皮尺，铅笔，野外记录表格，计算器，样方线。

【方法与步骤】（一）野外调查（1）准备工作：每两个学生为一组，选择所需研究的植物种群，并确定合适的样地位置。

出发前先画好野外记录表格（见例子附表一），并带齐调查所需物品。

（2）确定样地面积：应根据最小面积法确定，一般草本植物可用1×1m 样地，灌木可用5×5m 样地，乔木则根据具体情况，可适当加大尺度，如可考虑20×20m 样地。

（3）采用领接格子法在所选样地中划分小样方：一般草本可考虑0.1×0.1m 或0.2×0.2m ，灌木可用1×1m ，乔木可用4×4m 或5×5m 。

也可根据具体情况确定合适的样方大小。

（4）计数：将一小样方中待测植物的株数，记录在野外记录表格中。

（二）数据处理将所得野外数据带回实验室，进行整理和进一步数据处理。

常见数据处理方法如下： （1）I 指数法：I 指标以s 2x /是否大于1作为种群聚集度的量度。

其统计量为：12-=xs I式中：x －均值；S 2－方差。

若I=0，属于随机分布：I ＜0，属于均匀分布；I ＞0，属于集群分布。

（2）C 指数和A C 指数法：这两个指标均为负二项分布参数k 的倒数，其性质与k 相同。

统计量为：C ＝A C ＝22xx s -若C ＝0，属于随机分布；C ＞0，属于集群分布；若C ＜0，属于均匀分布。

（3）格局指数法：Morisita(1959)提出的格局指数（∆I ）的计算式为：N xx x x I iiii∙--=∑∑∑∑∆22)(格局指数∆I ，不受均值（x ）和样方中个体总数（∑x ）的影响，而是决定于取样单位的最多和最少个体数目。

若∆I ＝1，为泊松分布（随机分布）；∆I ＜1，为均匀分布；∆I ＞1，为集群分布。

【思考题】1、 种群空间格局分布类型的特点及可能形成原因的分析。

2、 各种数据处理和检验方法的优缺点有哪些。

3、 讨论样方对实验结果的影响。

附表一 种群空间格局样方表日期： 物种：一年蓬 样地位置： 样地面积：1m ×1m数据初步整理：附表二 其他数据处理方法及比较参考文献1 内蒙古大学生物系编著 植物生态学实验 北京：高等教育出版社，1986：125~1302 周纪伦，郑师章，杨持 植物种群生态学 北京：高等教育出版社，1992实习一森林群落调查之一——样方法一、目的和要求1、目的通过实习使学生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。

2、要求1）以小组为单位，整理一份完整的野外调查记录和室内计算资料。

2）每人写1份实习报告。

实习报告的内容自己定，可以利用每小组的调查资料写，也可以结合所学的生态学知识，结合实习中观察到的，写实习的收获、感想、体会等，格式按《浙江林学院学报》规范要求写。

实习报告参考提纲如下：（一）总实习报告1）引言：包括实习的目的、意义、时间、地点等2）外业工作：调查方法，调查内容3）内业工作：资料统计的内容、方法4）调查结果与分析（二）实习的收获、体会、感想、见闻二、仪器工具测高器、皮尺（测绳）、钢卷尺、罗盘、样方线、记录用表、海拨仪、GPS、望远镜、照相机、植物标本夹、标签、枝剪、手铲、小刀、地形图。

三、实习内容1、观察结合课堂教学，观察自然界的一些生态现象，例如：1）亚热带常绿阔叶林的特征：种类组成，群落结构（成层性），季相，森林凋落物，树种耐阴性，林下更新，群落演替等。

2）植物与生态因子间的关系。

3）生物多样性4）生态系统的破坏与干扰2、样方调查样方调查是野外生态学最常用的研究手段。

首先要确定样方面积。

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。

最小面积通常根据种---面积曲线来确定。

一般来说，亚热带地区大样方面积可取20×20m2，分成等大的4块进行调查。

分乔木小样方，灌木小样方，草木小样方调查。

乔木小样方：10×10m2×4个灌木小样方：2×4m2×4个草本小样方：1×1m2×4个或5个3、调查记录（1）物候期的记录这是全年连续定时观察的指标，群落物候反映季相和外貌，故在一次性调查中记录群落中各种植物的物候期仍有意义。

在草本群落调查中，则更显得重要。

物候期的划分和记录方法各种各样，有分5个物候期的，如营养期、花蕾期、开花期、结实期、休眠期。

有分6个物候期的。

1）营养期：2）花蕾期或抽穗期：3）开花期或孢子期：可再分为初花期、盛花期、末花期。

4）结果期或结实期：可再分为初果期、盛果期、末果期。

5）落果期、落叶期或枯黄期：6）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+）（2）生活力的记录生活力又称生活强度或茂盛度。

这也是全年连续定时记录的指标。

一次性调查中只记录该种植物当时的生活力强弱，主要反映生态上的适应和竞争能力，不包括因物候原因生活力变化者。

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：不记（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）：〇（营养生长不良，繁殖很差或不能繁殖，生长势很不好（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（弯曲的树干不能沿曲线测量）。

通常在做样方的时候，先用简易的测高仪实测群落中的一株标准树木，其他各树则估测。

估测时均与此标准相比较。

目测树高的两种简易方法，可任选一种。

其一为积累法，即树下站一人，举手为2m，然后2、4、6、8，往上积累至树梢；其二为分割法，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1.5m×16=24m，即为此树高度。