森林生态学实习报告
森林生态学实习报告文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
福建农林大学林学院
森林生态学实习报告
学生姓名：
学号：
专业：林学
年级：2009级
指导教师：范海兰
教师职称：讲师
二O一一年十二月
一、实习目的
森林生态学是林学一级学科重要的课程之一，实习是学生掌握该课程的重要环节。实习目的在于使学生有一次接触森林，感受大自然的机会，通过实践环节促进学生对森林生态学理论知识的联想和理解，学生通过参加教学实习能够更好地掌握课堂所学的理论知识，并能更好地与实践相结合，使学生加深对森林的认识，增强环境意识，不断提高学生的动手能力，增强学生对森林生态系统进行探索的兴趣和思维的自觉性，强化森林生态学的基础课教学，增加学生对森林群落的感性认识，培养实际工作能力，训练并掌握野外调查和研究的方法，并为后续的专业课学习和高年级的生产实习打下必要的理论基础和掌握基本的实践技能奠定基础。
二、实习时间
第16周
周一：实习相关事项的讲解，包括实习内容和实习安全事项
周二：外业，生态因子的综合测定
周四：外业，群落物种多样性的调查和重要值的数据收集调查
周三、五：内业，数据处理，计算，完成实习报告
三、实习地点
福建农林大学校园和福州国家森林公园，实习一周。
四、实习主要内容
（一）生态因子综合测定
1、基本原理：生物所生存的环境变化多端，既有空间上的异质性，又有时间上的变化，同时因为不同生物的存在也同时影响其周围的生态因子。本实验通过对不同环境下垫面的主要生态因子的进行日动态观测与测定，使学生在实验课的基础上，进一步学会利用几种生态因子的测定工具，对几种主要生态因子进行日变化的观测和测定，并通过对不同生态环境及同一生态环境中时间变化的比较，了解生态因子的时空变化规律，进一步加深认识生物与环境的相互作用和相互关系。
2、方法步骤：
1、选取校园湿地公园、拓荒广场、及后山相思林测定光照强度。
2、按照图1的样方配置在有林地内选择测定点5个，在每个测定点分别
10cm、50 cm、150 cm高度的光照强度（高度应一致），并记录每次测定的数值(要求15分钟内测定完毕)，填入表1。
图1-1.有林地内的样方配置
3、在不同时间段（每一时间段尽可能做到同时测定才具有可比性），在拓荒广场和和湿地公园，随机测定5个点，用照度计测定裸地的光照强度（），并记录好每次测定的数值。
（二）温湿度的测定
与上述测定的地点相同，实施下述内容的测定：
1、大气温度的测定
（1）群落内外温度差异观测
选定一处正常生长的植物群落，在群落内分为乔、灌、草三个层次高度进行观测（注意各层应统一高度），各3个重复。群落外选取高处进行测量。
（2）植株各部位温度观测
选择1-3株健康的全光照下生长的树木进行植物个体不同部位的温度观测。观测部位包括树干、叶、芽、花等。使用手持式点温湿度计进行3次重复测定，填入表3。
2、大气湿度测定
在群落内均匀选取5个点，在测定其湿度，同时在空旷无林地的高处，随机选取5个点，测定空气湿度，并记录每次测定的数值。
（三）风速的测定
（1）在上述同样的林地中，在测定光强相同的样点上，在的高处，分别在上述各时间段（7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00）用风速测定仪分别测定每点的风速。
（2）同时在湿地空园、广场内，随机选取5个点，测定每个点的风速，并作好记录。
要求：1）三个地点尽可能做到同时测定
2）每一个点测定的时间不要超过15分钟
3）每组上交一份原始数据
4）在实习报告中不出现原始数据，而是基于原始数据经excel等软件处理形成直观的表或图形，并针对图形或表而进行结果分析，运用所学的森林生态学知识进行合理的解释。
（四）群落最小面积调查
1、基本原理：在做群落结构调查之前，通常是先做一个最小面积的调查，也就是说研究一下这个地区，能够反映群落基本特征的样方面积至少应该多大合适。我们把能够反映群落基本特征，包含群落绝大多数物种的最小样方面积称作最小面积或者叫做表现面积。
2、方法步骤：
调查方法是利用种类－面积曲线法，即按一定比例增加取样的同时，记载与面积相应的植物种类、生活型类型和植物种累计数。在确定群落的最小面积后该群落的植物种类名录、群落生活型谱即可得出。
具体方法如下：
1）、首先根据群落中的优势种，一般根据外貌特征和地形部位等选择典型地段。（本次实习以福州国家森林公园木荷林为调查对象，选择典型地段）2）、按巢式小区的几何系统的办法，不断扩大取样面积，具体办法如图：
图1（A 、 B ） B
1 ~ 第一次取样面积。5×5m
2 1+2 ~ 第二次取样面积。25×2m 2
1+2+3 ~ 第三次取样面积。25×4m 2 1+2+3+4 ~ 第四次取样面积。25×8m 2 ……………（余类推）
3）、在不断扩大累积取样面积的同时，记载相应出现的累计种数和种的名录。并以直角坐标系的X 轴代表累计的取样面积，以Y 轴代表相应取样面积上所累计的种数绘出种-面积曲线（见下图，表1）
表1 种 -
面积记载表
样方数或取样次数 累计取样面积（m 2） 新出现的种数 累计种数
1 25 3
3
3 100 5
13
5 400 6
800
这样在最初的一些取样次数的相应面积中累计的种数上升较快，种-面积曲线表现较陡，随着取样次数的增加，累积的取样面积增大，则重复的种逐渐增
多，新出现的种渐少，累计的种数变化较小，甚至没有变化，种-面积曲线趋于平缓。在这样的转折点，继续扩大取样面积已无意义。这就说明，转折点所对应的面积，对于表示该群落的种类成份已完全满足，这个面积称为该群落的最小面积（或表现面积）。
1、植物名录
2.种-面积记载表
图2 种—面积曲线
从种-面积曲线图可以得到该群落的最小面积为800m2
（三）、群落生活型谱分析
1、基本原理：
植物对外界环境适应而形成的生活形态。可以说生活型是不同种的植物由于长期生活在相同的气候环境条件下，而在形态上所表现出相似的外貌特征。
群落的外貌决定于各种植物对外界环境适应而形成的生活形态，这种形态上的适应称为植物的生活型（life form）。生活型的概念和划分方法至今并未统
一，最早和较广泛采用的是丹麦植物学家瑙基耶尔（Raunkiaer，1934）的划分方法。这一分类法是以植物更新部位（芽和枝梢）为基础加以区分的，即根据植物在不利生长季节内，其芽和枝梢受到保护的方式和程度，将植物界中的全部高等植物划分为五大类群。
高位芽植物（Ph）：高大乔木，灌木和热带高草，如乔木和大灌木，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）：为芽稍出土表的平卧植物或低矮灌木，一般在25cm左右，这类植物度过不良季节时芽位于地表，如灌木和半灌木，苔原植物和高寒植物；
地面芽植物（H）：更新芽勉强地埋藏于土表，因而需要依赖于枯枝落叶或者积雪保护更新芽，这类植物度过不良季节时地上部分枯死，有生命的部分在地表，温带地区的多年生草本，如苔草等；
隐芽植物（Cr）：更新芽埋藏在土表以下或水中，所以受到良好保护，如根茎、块茎、块根、鳞茎、沼泽和其他水生植物等；
一年生植物（Th）：当年完成生命周期，以种子方式过冬，所有其它部分的器官全部枯死。
生活型谱(Spectrum)
某一群落的生活型谱（%）：群落中某一生活型植物总的数量/全部植物种的数量 100％。
Raunker通过比较世界不同植被区的生活型谱，得出以下4种植物气候带：一是潮湿地带的高位芽植物气候；二是中纬度的地面芽植物气候（包括温带针叶
林、落叶林与某些草原）；热带和亚热带沙漠一年生植物气候（包括地中海气候）；寒带和高山的地上芽植物气候（李博等，2000）。下表是世界各植物气候带植物生活性谱：
地区统计
种数生活型（%）
Ph Ch H Cr Th
高位芽植物气候（谢尔群岛）地上芽植物气候(斯匹茨卑尔根)地面芽植物(丹麦)
一年生植物（地中海）258
110
1084
294
61 6 12 5 6
1 2
2 60 15 2
7 3 50 22 18
12 6 29 11 42
各种不同气候区域不同群落之间的生活型比较，可以给我们提供有关植物群落与环境相互关系的重要信息。一般高位芽植物占优势的群落，多分布在温热高湿的气候条件下，更新部位暴露在外界不会受到低温或者干燥气候的危害；地面芽植物占优势的群落，多分布在气候恶劣的环境下，或者具有较严寒冬季的气候条件下；隐芽植物占优势的群落，代表一种又潮湿又寒冷的环境，比如说高山上的云冷杉林等；一年生植物占优势的群落，一般分布在气候变化大，干旱、寒冷的地区。
2、方法步骤：
根据最小面积调查过程中获得的植物种类名录，并查阅参考《福建植物志》、《树木学》等植物分类学相关资料，确定其拉丁名和生活型。并分别计算木荷林群落的生活型谱。
3、木荷林群落的生活型谱
（四）、群落物种多样性计算
多样性指数计算和分析(Calculation of Biodiversities)
分别计算乔木层、灌木层、草本层的多样性指数，并利用三个组的资料进行比较分析。
1、 Gleason指数：D
G =S/lnA; Margalef指数：D
G
=S-1/lnN
2、辛普森多样性指数（Simpson’s diversity index）
多样性指数
均匀度
3、香农-威纳指数（Shannon-Weiner index）
信息量
均匀度
结果：
乔木
Gleason指数 =255/ln2400 =
Margalef指数=254/ln255 =
2
辛普森多样性辛普森均匀度
3.
香农信息量
香农均匀度
灌木
1.
Gleason指数 =1032/ln2400 =
Margalef指数=1031/ln1032 =
2.
辛普森多样性
辛普森均匀度
3.
香农信息量
香农均匀度
（五）、群落重要值计算
1、基本原理：重要值是说明一个物种在群落中的重要程度的参数，它由三个指标组成：相对密度、相对频度和相对优势度。群落中不同层次（乔木层、灌木层、草本层）某一物种的重要值＝（相对多度＋相对频度＋相对盖度）/3
2、方法步骤：
1)、运用样方法调查各层次（乔、灌、草）植物种类、高度、胸径、株数等基本信息。
2）、统计每个物种多度、频度及盖度等指标，分别计算相对多度、相对频度及相对优势度。
相对多度＝每个种的个体数/所有种的株数×100％
相对频度＝每个种出现的样方数/所有种出现的样方数之和×100％
相对优势度＝每个种的胸高断面积/所有种的胸高断面积之和×100％（需列出以下表格）
（六）、种群的空间分布格局
1、基本原理：
种群分布格局是指种群个体在水平空间的配置状况或分布状态，反映了种群个体在水平空间上彼此间的相互关系。一个物种空间分布偏离随机分布时即产生格局。
2、种群空间分布格局计算(Calculation of Spacial Pattern)
分别不同植物种（此次实习我们以乔木层与灌木层重要值在前两位的植物为研究对象）统计在每个样方中的株数，记入种群空间格局统计表，并用下式计算，得出每个植物种的分布格局。
平均株数
方差
方差均值比
当C<1时，为均匀分布
当C=1时，为随机分布
当C> 1时，为集群分布
乔木
木荷
平均
方差
方差均值
比
相思
平均值
方差
c
灌木
三叉苦
平均
方差
方差均值比
野牡丹
平均
方差
方差均值比
五、实习结果与分析
从图可知拓荒上午8点到10点与下午两点到4点的光强较低中午12点时的光强最大，一天中光强变化幅度大；湿地公园一天里的光强变化较缓和，早晚较低中午较大；有林地的光强在上午8点到10点逐渐增强，10点时达到最大，10点之后光照强度逐渐减弱。且相同时间光照强度拓荒>湿地公园>有林地。
由图可知湿地公园在不同时间点的土壤温度逐渐增高，下午4点达到最大；有林地的土壤温度在中午12点之前呈逐渐上升的趋势，在12点时达到最大，12点之后土壤温度呈下降的趋势，出现这种现象的原因是有林地内树木较多太阳光照射到地面的光较少，中午12点时的光照强度最大因此土壤温度此时达到最大。
由图可知有林地在各个时间段的风速都要比拓荒和湿地公园小，这是因为有林地有大量的树木，能起到防风的作用。拓荒的风速在各个时间段都比其他两地的大，因为拓荒较空旷，没有树木阻挡。湿地公园各个时间段的风速都相对小也相对稳定，这是因为湿地公园内有很多草本以及灌木。相同时间时风速拓荒>湿地公园>有林地。
湿地公园的土壤湿度在各个时间段的湿度都要比有林地的大，因为有林地里的树木在10点以后进行蒸腾作用，大量失水根就会从土壤中吸收水分进行补充，因此林地的土壤湿度就开始降低。湿地公园本身含水就很丰富，因此土壤湿度较大。下午两点以后湿地公园内的植物进行蒸腾作用较弱，根吸收的水分减少因此此时土壤湿度增高。相同时间土壤湿度湿地公园>有林地。
有林地的大气温度在各个时间段都比其他两点小，这是因为有林木的覆盖导致太阳光大部分被阻挡，进入到林内的很少因此林地内大气温度相对较低。随着时间的变化在中午12点之前三地点的大气温度都逐渐变大，这与关照强度有关。
由图可知，在中午12点之前三点的湿度都呈下降趋势，但到下午两点以后三地的大气湿度都呈上升趋势。这是因为上午12点之前大气温度较低植物蒸腾作用较弱而到了12点以及12点以后大气温度较高植物的蒸腾作用较强，所以此时大气湿度增高。有林地的大气湿度在各个时间段都比其他两点高这是因为林木能起到保持湿度的作用。
六、主要结论
从上述的结果分析中可以得出：
1、（1）、不同样点的光照强度一般早晚较弱，中午最强。且相同时间光照强度：拓荒>湿地公园>有林地。
（2）、湿地公园的土壤温度总体呈上升趋势，有林地的土壤温度则呈先上升再下降。
（3）、相同时间时的风速：拓荒>湿地公园>有林地。
（4）、相同时间土壤的湿度：湿地公园>有林地。
（5）、有林地的大气温度在三地点里是最小的，且各个时间段变化不大；另外两处的大气温度呈现交错上升的趋势。
（6）、拓荒、湿地公园、有林地三地点的大气湿度总体上都是呈现先下降后上升的趋势，且有林地的湿度在各个时间段都比另两个大。
2、灌木层多样性>乔木层多样性
3、种群空间分布格局多为集群分布
七、实习体会