植物生态学实验
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实验一 种群空间分布格局测定
1. 实验目的
通过各检验方法的实际训练,使学生认识群落中不同种群个体空间分布表现出的不同类型(随机分布、集聚分布、均匀分布),掌握检验植物种群空间分布类型的方法。
2. 实验内容、原理
分布系数法(扩散系数法):根据Poisson 分布具有方差与均值相等的性质,统计和检验野外调查数据。分布系数C x 的统计量为:
x
s C 2 式中:x —均值 S 2 —方差
若C x ﹤1,种群属于均匀分布; C x =1,属于随机分布);C x >1属于集群分布。采用 T 检验来确定C x 的实测值与理论值差异的显著程度。
查表比较,若T ﹥t n-1,0.05 则认为C x 对1的偏离具有显著性。差异不显著时,可认为符合泊松分布(随机分布)。
3. 实验主要仪器设备和材料
皮尺、样方框、铅笔、野外记录表格、计算器。
4. 实验步骤
1. 选择所需研究的植物群落,根据最小面积法确定样地面积,一般草本植物可用10m×10m ,在所选样地再划分样方,草本可用1m×1m 。
2. 计数:将每一样方中待测植物的株数,记录在野外记录表格中,整理调查数据,并计算有关统计特征数。
3. 计算C x 值。
4. 说明 T 检验的结果,指出所测定种群的分布类型。
表1-1 样方植物统计表
实验二群落基本特征分析
1. 目的要求
掌握群落数量特征和基本特征的测定方法,加深对群落基本特征的了解,熟悉分析群落空间、时间结构的方法,并通过对数据的整理达到识别群落的目的。
图2-1 群落特征分析的步骤
2.实验内容
(1)样地选择与实地调查;
(2)群落数量特征分析。
3.主要实验仪器设备
样方框、测绳(或皮卷尺)、钢卷尺、方格纸、计算器、铅笔、橡皮、细铁针、记录表格、野外调查表格、剪刀、塑料、信封、标签、铁锹、铲刀、白布口袋、多种孔径的土壤筛、镊子、坡度仪或水平仪、电子天平、电热烘干箱、计算器。
4. 方法与步骤
4.1样地调查
(1)样地代表群落最小面积,样地应选择群落的典型地段,尽量排除人为影响,使其充分反映群落真实情况,代表群落的完整特征。
(2)草本群落样地面积应为100m2~300m2,灌丛样地面积一般为300 m2~500m2,森林样地面积则更大。样地轮廓以正方形、长方形为主。
(4)样地内随机设置3~5个样方,草本群落的样方通常为1m2,随机取样是在群落中随机确定每一个样方。可在群落中系统地设置一些点,编上1,2,3,……100等数字,然后随机抽取其中的数字,以确定样方位置。
表2-1 群落样地调查表
样方号样地面积海拔高度
群落类型群落名称
地理位置省市县镇(村);经度:纬度:
地形:坡向坡度
母岩与地质
土壤名称和性质(基岩、土层厚度、质地、A层厚度、颜色、pH反应)
群落特点(外貌、动态、结构等)
周围环境及群落小环境状况
4.2草地群落数量特征的测量
种类组成:仔细编制群落植物名录,应列入群落中所有种,植物种名按生活型排列。
群落空间与时间结构分析
a. 群落层片分析:群落层片就是群落生活型组成,计算各类生活型的百分率。
b. 群落垂直结构:按乔、灌、草、地衣绘制群落垂直结构图。
c. 群落水平结构:群落内部形成一些小群聚,小群聚的分析有助于全面了解群落总体特征。
4.3 数据整理
多度:种群在群落中相对丰富程度,用+++,++,+,-,――,――― 表示。
盖度:草地群落盖度利用针刺法测定。
密度:每种植物个体数目/样地面积。
相对多度:指种群在群落中的丰富程度。
高度:指植物的自然高度和绝对高度。
频度:指一个种在所作的全部样方中出现的频率。频度=该种植物出现的样方数/样方总数。
重要值:综合考虑相对盖度、多度、频度等两至三个指标。
物候期:物候期划分五个物候期,如营养期、花蕾期、开花期、结实期、休眠期。
上述指标可整理成群落表2-2,从中可清楚看出群落中各种群在群落中的优势度大小。
表2-2 草地群落样方测定记录表
调查者:日期:样地号:样地面积:
实验三群落物种多样性分析
1. 目的要求
掌握群落物种多样性野外调查取样和计算的基本方法,分析物种多样性的生态学意义及与群落结构和功能等方面的关系。
2. 主要仪器设备
皮尺、卷尺、计算机、GPS,野外记录表。
3. 方法与步骤
3.1取样
按照实验二的样地取样法,所需数据为样地物种数、每个种的个体数等数据。
3.2. 计算
(1)Simpson 指数
∑=-=n
i i P D 1
2
1
式中,P i 为物种i 的个体数占群落总个体数的比例,P i 也可视为物种i 在群落中的分盖度。 (2)Shannon-Wiener 指数
∑=-=n
i i i P P D 1
)ln(
式中,各符号含义与上式相同。
实验四 草本植物群落生物量测定
1. 目的要求
通过测定植物第一性生产力,了解群落不同植物种的生长特点,生产力大小,分析群落第一性生产力,可以揭示不同植物在群落中的作用。
2.实验内容
(1)样地确定;
(2)群落生物量的测定与分析。
3.主要实验仪器设备
铁铲、锄头、标本夹、记录本、剪刀、海拔仪、光度计、望远镜、GPS 、罗盘仪、坡度计、烘干箱、天平、测高仪、电刨、锯刀、放大镜。
4. 方法与步骤
(1)确定样方
根据群落情况决定样方大小及数目。在样方四角竖立标杆,用线绳围成样方,齐地面剪下植物,分种装袋,以防水分损失。同时收集样方内地面植物枯落物。
(2)样品分类、测重和干燥
剪割完成后,把各样品按植物种的叶(光合系统)、茎、花、果(非光合系统)分开,测定鲜重。然后用感量为0.1g 天平取各样品鲜重50g 左右,置于烘箱中,于80℃烘至恒重(12h)。冷却后,用感量0.01g 天平称干重。记录数据于表3中。
表4-1 草本群落分层刈割记录