清西陵动物生态实习报告.docx
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清西陵动物生态实习报告
动物生态学
实习报告
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组别:
河北省清西陵地区鸟类和昆虫多样性的调查研究
摘要:
清西陵属全国重点文物保护单位,位于河北省易县城西15公里处的永宁山下。
此地区物种丰富,一方面是指其植物种类繁多,群落结构复杂多样;另一方面指其鸟的种类和昆虫种类丰富。
针对于鸟类的研究,分别采用了样方法和样带法对清西陵地区的鸟类进行了统计分析;而昆虫则是通过对灌草、针叶纯林、针阔混交林、阔叶纯林四种不同生境内的昆虫多样性指数进行比较分析。
关键词:
清西陵物种多样性样方法样带法多样性指数
清西陵是一片丘陵地,周围群峦叠嶂,树茂林密,风景极佳。
东有2300多年前的燕下都故城址,西望雄伟的紫荆关,北枕高耸挺拔的永宁山,现抵滔滔东流的易水河。
它是我国著名的风景旅游区,2000年被列入世界文化遗产名录,2001年被评为国家4A级景区。
该地区有我国规模最大的清代皇家陵墓群,境内岗峦起伏,群山环峙,河道纵横,林木丛茂。
独特的气候、地形和特殊的历史人文因素,使该地区蕴藏着丰富的自然资源。
清西陵地区植被繁茂、物种丰富,特别是鸟类和昆虫。
1清西陵地区自然概况
清西陵地区地处河北省易县,位于太行山脉的东北部,北靠燕山山脉,区域内西北高、东南低,境内岗峦起伏,林木丛茂,河道纵横,为北易水河的发源地,最高海拔1121m。
该区属暖温带大陆性季风气候,年均气温11·9℃,1月份平均气温-4·8℃,7月份平均气温26·2℃,年降水量574mm,无霜期190d。
本区内土壤类型主要为褐土,低山丘陵土层薄。
主要植物有油松、侧柏、毛白杨、山杨、刺槐等;主要的鸟类有池鹭、黑卷尾、喜鹊、啄木鸟、翠鸟等;主要的昆虫包括蝴蝶、青叶蝉、象甲、蜻蜓等。
2研究方法
2.1鸟类调查的研究方法
(1)样带法
样带法,适用于调查高度开放生境中的鸟类,例如灌木草原、沼泽地等湿地中的鸟类,也适用于调查离开海岸的海鸟和水鸟。
样带法是观察者沿着固定的线路活动,并记录所见到的样线两侧的鸟,沿样带在陆地上可以行走、驾车等。
由于观察者需要自由运行,所以样带对大面积连续的开放生境最为适宜。
样线带的分布形式:
(a)沿着确定数线;(b)随机;(c)分层抽样;(d)将样线带分为几个较短路线
首先需要选择样带路线,这是调查成功的关键,在于路线位置要尽可能确定是随机还是已经确定的。
例如,如果样带线是沿着一条小路、一条边界、一条小溪或一条公路,那么所得到的结果、会因为这些线性特征对鸟类种群的影响而出现严重的偏差。
样线带的总长度随所研究的问题而变化。
比较理想的是将总样线带分为几个较短的路线,它们互相连续或者完全独立,为了分析的目的,后者可更有用,因为分开的样线带长度如果理想的话,在统计学来说是可作独立处理的。
如果在一个小区中取几条不同的样线带,这些样线带应该要保持适当距离,以确保同一个个体在不同的样带中被重复数算。
在封闭生境中距离是150-200米,在开阔生境为250-500米。
在开阔生境样线带间距离较大是因为其中的鸟在很大距离以外就可看见,同时也因为其中的鸟可能逃离观察者至更远的距离。
优点:
样带调查可以在一年中任何时间、在陆地、海洋或大气中进行,其适用于大面积一致的生境调查,在鸟类种群密度低的地方特别有用。
该方法可以计算密度估计值。
样线调查取样的面积随着距样线的距离呈线性增加,因此在辨认距观察者较近的鸟和距离估计上的误差所造成密度估计偏差的可能性比点计数小。
缺点:
样带线路的随机分配在某些生境中是特别困难的,海上样带调查的高昂费用可以通过在其它活动的船上进行观察而降低。
空中样带调查有时因速度太快而不能进行精确的计数,也不能对某些种鉴别辨认以及对它们的年龄、性别的辨识记录。
偏差:
密度在以下假设成立时才能被估测,即样带上有被丢下的,鸟在被发现前没有逃离的,鸟没有被重复数算,距离估计没有误差以及所有的观察是独立的事件(如,一只鸟不是因其鸣叫声而被发现)。
(2)样点法
样点法,适用于调查高度可见的、鸣叫的、以及在广阔的生境中的鸟种,一般用于调查雀形目鸟类。
样点法是在一定时间内,在固定的观察点进行观察计数,它可以在一年中的任何时间进行,而不受繁殖季节限制。
样点法可以用于估计每个种的相对密度,或者与距离估测结合起来,从而计算出绝对密度。
计数点的位置可以有系统地选择(比如在网格点上)、或者随机地选择,分层随机或不分层随机都可以。
计数站之间不应太接近,因为可能会导致某些鸟种被重复数算,这样会影响结果的准确性,建议最小的距离为200米。
样点法的方法不适用于小面积的研究,对每一个研究小区来说,计数站数量以20个左右较为合理,而且20个计数点在黎明后开始,用一个上午的时间便可以轻松地完成。
在每一个计数站等数分钟再开始计数,这是让鸟类在观察者到达后平静下来,在每一计数站数算一定的时间,较理想的是3-10分钟之间,实际的时间长短取决于生境类型和所存在的鸟类群落。
如果数算时间太短,某些个别鸟种可能会被忽略;相反,如数算的时间太长,某些鸟种可能会被重复数算。
将见到的和听到的所有鸟类记录下来,要尽量使每个个体只记录一次,大多数鸟会在前几分种内被记录,数算时间太长的意义不大。
单次数算时间较短,可以有更多时间数算更多的点,从而减轻野外工作的负担。
不过在鸟类区系很丰富的地方、或者在种类难以区分和鉴别的地区,例如在热带雨林中,数算时间有可能会超过10分钟。
优点:
样点法广泛应用于鸣禽的调查,但对较难辨认的鸟种则很少使用。
很多地方已被广泛应用于调查涉禽、水鸟和夜间活动的鸟。
点计数随机设置较其它鸟种研究方法容易,此外,这种方法亦适用于不同形状的生境,尽管在开放生境中由于鸟可能飞离观察者而不太适用,但样点法在呈斑块状的生境中特别有效。
样点法可以有效而迅速地获得大量数据,亦可以在繁殖季节以外应用。
缺点:
由于大多数鸟是需要依其鸣声来辨认,必须具有较高水平的经验。
对容易受干扰鸟种不太适宜使用点计数方法。
偏差:
密度的估计是假设鸟在数算面积的中心被记录(即是观察者站的地方),如果鸟逃离观察者、或者如果遇到特别活跃的鸟、又或者是观察者用任何方式吸引雀鸟,都不算是这种情况。
因为样点法的取样面积随距进观察者距离几何级增加,就算是小的辨认误差也会导致密度估测严重偏差。
由于在野外的时间较短,这方法会受到天气条件的影响,所以不应在强风、下雨或较冷的天气下进行。
2.2多样性调查
(1)香农一威纳指数
香农-威纳指数的公式是:
H=-∑(Pi)(log2Pi)
其中,H=样品的信息含量(彼得/个体)=群落的多样性指数,S=种数,Pi=样品中属于第i种的个体的比例,如样品总个体数为N,第i种个体数为ni,则Pi=ni/N
下面用一个假设的简单数字为例,说明香农一威纳指数的含义,设有A,B,C三个群落,各有两个种所组成,其中各种个体数组成如下:
物种甲
物种乙
群落A
100(1.0)
0(0)
群落B
50(0.5)
50(0.5)
群落C
99(0.99)
1(0.01)
括号内数字即Pi因为群落A的所有个体均属于物种甲,没有任何不定性,从理论上说H应该等于零,其香农一威纳指数是:
H=-〔(1.0log21.0)+0)〕=0
由于在群落B中两个物种各有50个体,其分布是均匀的。
它的香农指数是:
H=-〔0.50(log20.50)+0.50(log20.50)〕=l
群落C的两个物种分别具有99和1个个体,则:
H=一〔0.99(log20.99)+0.01(log20.01)〕=0.081
显然,H值的大小与我们的直觉是相符的:
群落B的多样性较群落C大,而群落A的多样性等于零。
在香农-威纳指数中,包含着两个成分:
①种数;②各种间个体分配的均匀性。
各种之间,个体分配越均匀,H值就越大。
如果每一个体都属于不同的种,多样性指数就最大;如果每一个体都属于同一种,则其多样性指数就最小。
那么,均匀性指数如何来测定呢?
可以通过估计群落的理论上的最大多样性指数(Hmax),然后以实际的多样性指数对Hmax的比率,从而获得均匀性指数,具体步骤如下:
Hmax=-S(1/Slog21/S)=log22S,
其中Hmax=在最大均匀性条件下的种多样性值,S=群落中种数
如果有S个种,在最大均匀性条件下,即每个种有1/S个体比例,、所以在此条件下Pi=1/S,举例说,群落中只有两个种时,则:
Hmax=log22=1
(2)辛普森指数
辛普森多样性指数=随机取样的两个个体属于不同种的概率
=1-随机取样的两个个体属于同种的概率
设种i的个体数占群落中总个体数的比例为Pi,那么,随机取种i两个个体的联合概率就为。
如果我们将群落中全部种的概率合起来,就可得到辛普森指数D,即
S为物种数目。
辛普森多样性指数的最低值是0;
最高值为Dmax:
前一种情况出现在全部个体均属于一个种的时候,后一种情况出现在每个个体分别属于不同种的时候。
例如,甲群落中A、B两个种的个体数分别为99和1,而乙群落中A、B两个种的个体数均为50,按辛普森多样性指数计算,
甲群落的辛普森指数:
D甲=1-(0.992+0.012)=0.0198
甲群落的辛普森指数:
D乙=1-(0.52+0.52)=0.5
乙群落的多样性高于甲群落。
造成这两个群落多样性差异的主要原因是种的不均匀性,从丰富度来看,两个群落是一样的,但均匀度不同。
2.3昆虫标本的制作
(1)捕虫网的种类
①捕网:
用于捕捉空中飞动的昆虫,如蝶类、蛾类、蜻蜓等。
捕网由网袋和网柄组成。
网袋宜用薄柔的细纱(如罗纱或蚊帐纱),颜色以白色或淡色为好,也可用尼龙纱巾改制。
②扫网:
用来捕捉栖息在低矮植物上或行株距间、临近地面或地上善于飞跳的小型昆虫。
制作方法和捕网大致相同,但串网带的铅丝要比捕网略粗,网柄可适当短些。
③水网:
用于捕捞水栖昆虫的工具,为了减少水的阻力,网袋应选用透水性较强的材料(如马尾纱或金属纱等),以方便操作,不折断网柄。
(2)毒瓶
采集到的昆虫需要及时放入毒瓶内致死,否则其附肢易因挣扎或互相攻击而损坏。
常用毒瓶一般选用内质较好的磨砂广口玻璃瓶,瓶口不易脱落,密封性好。
毒瓶最下面用脱脂棉加毒剂铺好,上盖一层有孔硬直板或塑料板。
虫子体积不大的话用试管也可,加脱脂棉和毒剂后加软木塞密封。
毒剂可采用氯仿、氨水、乙醚、乙酸乙酯。
以个人经验乙酸乙酯最好,虽然大甲虫毒杀的有点慢,但是乙酸乙酯相对味道不重,对人也不是很刺激。
(3)捕虫方法
①捕虫网:
首先了解昆虫飞动的规律、包括飞动的高度速度方向等,。
一旦虫入网,要立刻翻转网袋,把网底甩向网口,封住网口。
用手捏紧网口,摇晃网袋,鳞翅目的捏住虫胸使其致死,其余的可用毒瓶套住,隔网盖盖子或用手捂住,致死即可。
注意鞘翅目的一些虫子不要和其他有翅膀的虫子放一个毒瓶,否则它们挣扎起来会破坏其它虫子的翅膀。
②震落法:
将白布铺在树下,敲击树枝震落在枝叶上的昆虫。
③搜集法:
偏湿的草堆也可能有一些步甲或是蠼螋在里面,迅速抱起草堆放到白布上,层层拨开草堆,在白布上寻找昆虫。
石块下面可能有甲虫,土层有金龟的幼虫。
(4)标本制作
①昆虫针
使用专业的昆虫针,有5种型号和粗细,1号最细,5号最粗,视虫子大小而选择针,大虫用粗针,小虫用细针,夜蛾类一般用3号针。
天蛾等大蛾类用4号针或5号针。
盲椿象、叶蝉、小蛾类用1号或2号针。
整型时可用大头针固定。
②展翅:
蜂、蜻蜓、蛾蝶等昆虫,首先在其头部等重要部位针插,但确保不要毁坏昆虫身体,插针后还需展翅。
展翅用展翅板,一般是泡沫板,是用较软的木料制成,长约1尺,两边的木条宽3寸,略微向内倾斜,其中一条可活动,以便调节板间缝的宽度。
两板间的槽沟底部装软木条。
展翅时,把已插针的标本插在槽底软木板上,使中间的空隙与虫体相适应,然后用小号昆虫针,插在较粗的翅脉上,将左右前翅向前拉。
鳞翅目,使两翅后缘稍向前倾。
蝇类和蜂类以前翅的尖端与头相齐为准。
把前翅暂时固定在展翅板上,再拉后翅,蛾堞类的后翅前缘压在前翅后缘下,左右对称,充分展平。
最后用光滑的纸条压住,经大头针固定后,放通风干处,等标本完全干燥后取下。
微小昆虫如寄生蜂、椿象、等,一般用三角纸点胶法来作。
是以卡片纸剪成长5.5mm的小角纸片,尖端沾少许白乳胶或万能胶贴在虫体的中足与前足间,再用普通昆虫针从小三角形的底边插入,使它达到与昆虫一样的高度。
小三角纸的尖端向左,虫体的前端向前。
③插针位置选择:
半翅目昆虫要将针插在小盾片的中央偏右方,这样就可以完整地保留腹面的口器槽
螳螂目和直翅目昆虫,要将针插在中胸基部土方偏右侧的位置上。
膜翅目昆虫则要插在中胸的正中央部位
鳞翅目、蜻蜓目、双翅目昆虫,要将针向中胸背板中央稍偏右些插入,留出完整的背中线来。
鞘翅目昆虫要将针插在右侧鞘翅的左上角,使昆虫针正好穿过腹面的中后足之间,这样就不会破坏鞘翅目昆虫分类特征的基节窝。
④其他事项
插针高度:
虫到针的顶端约占针长的1/3。
插针和整型可在泡沫板上完成,用大头针固定好位置,待标本变硬后取下,放标本盒里保存。
昆虫标本在保存的时候要定期对其进行烘干,防止其腐化。
3数据统计
见附表
参考文献:
[1]厉月桥,毕拥国,黄秋娴,李国栋,王志刚·河北清西陵地区空气负离子分布规律的研究·河北农业大学学报,2008
[2]萧刚柔.中国森林昆虫[M].北京:
中国林业出版社,1992.
[3]李志伟,童晓立,张维球等·广东石门台自然保护区森林土壤动物群落多样[J]·华南农业大学学报(自然科学版),2004
附表:
表一生境类型:
灌草
样方号
昆虫种类
数量(只)
出现位置(cm)
植物种类
盖度(%)
生长状况
平均高(cm)
样方一
飞蛾
3
40
狗尾草
40
良好
90
臭虫
1
30
猪毛蒿
50
良好
70
蜘蛛
1
20
苍耳
2
一般
15
蟋蟀草
30
良好
40
样方二
飞蛾
4
40
狗尾草
70
良好
60
大青叶蝉
8
60
蟋蟀草
10
一般
50
萎陵菜
2
一般
25
草木犀
2
一般
15
样方三
飞蛾
1
50
狗尾草
70
良好
100
蝴蝶
4
40
蟋蟀草
30
良好
80
大青叶蝉
9
50
枣树
5
良好
40
蜘蛛
1
20
荆条
1
一般
60
臭虫
1
40
艾蒿
4
一般
80
猪毛蒿
1
一般
55
萎陵菜
1
一般
15
样方四
飞蛾
8
40
狗尾草
70
一般
70
叶蝉
1
20
蟋蟀草
20
一般
70
蚂蚁
20
0
伏子毛
5
一般
50
蜘蛛
1
70
兰花草
2
一般
15
螳螂
1
20
狗尾草
70
良好
90
样方五
飞蛾
6
50
蟋蟀草
50
良好
60
臭虫
2
40
荆条
30
一般
80
西瓜虫
6
30
枣树
5
一般
50
蚂蚁
6
0
芝麻
3
一般
60
表二生境类型:
针叶纯林
样方号
昆虫种类
数量(只)
出现位置(cm)
植物种类
盖度(%)
生长状况
平均高(cm)
样方一
飞蛾
2
30
荆条
15
一般
50
大青叶蝉
15
10
铁杆蒿
50
一般
40
蚂蚱
4
10
竹叶子
70
良好
15
蜘蛛
5
5
苔草
20
一般
10
西瓜虫
7
4
艾蒿
0.5
一般
20
桑树
1
一般
20
茜草
2
一般
20
样方二
飞蛾
1
30
柴胡
15
一般
30
蚂蚱
5
15
荆条
20
一般
40
叶蝉
11
10
铁杆蒿
30
一般
40
蜘蛛
12
0
竹叶子
80
良好
20
苔草
60
一般
10
小红菊
1
一般
10
样方三
飞蛾
2
30
铁杆蒿
40
良好
70
蚂蚱
2
0
猪毛蒿
1
一般
68
蜘蛛
4
0
苔草
25
良好
20
叶蝉
13
10
竹叶子
70
一般
25
蒲公英
5
一般
5
苍耳
1
一般
10
小红菊
3
一般
10
样方四
蚂蚱
2
0
铁杆蒿
20
一般
40
叶蝉
8
20
荆条
30
一般
50
蜘蛛
7
0
竹叶子
50
良好
30
亮甲
1
10
苔草
20
一般
10
臭虫
1
20
萎陵菜
2
一般
30
半夏
2
一般
10
山莴苣
1
一般
5
小红菊
5
一般
15
野艾蒿
2
良好
70
样方五
蚂蚱
3
15
铁杆蒿
9
一般
40
大青叶蝉
18
15
荆条
7
一般
30
跳蛛
2
0
竹叶子
5
一般
13
小红菊
1
一般
15
苔草
60
一般
10
表三生境类型:
针阔混交林(油松、栾树)
样方号
昆虫种类
数量(只)
出现位置(cm)
植物种类
盖度(%)
生长状况
平均高(cm)
样方一
大青叶蝉
7
45
狗尾草
20
良好
30
蚂蚱
6
4
野艾蒿
20
良好
120
蚂蚁
27
0
荆条
50
一般
50
紫花地丁
5
良好
5
竹叶子
50
一般
20
样方二
大青叶蝉
33
7
狗尾草
3
一般
31
飞蛾
2
15
天门冬
23
一般
15
蟋蟀
13
20
荆条
9
良好
27
亮甲
3
7
竹叶子
34
一般
22
瓢虫
5
9
茜草
3
一般
19
蚂蚁
27
0
葎草
8
一般
30
蚊子
13
15
杭子梢
2
良好
25
样方三
蝴蝶
1
30
铁杆蒿
25
良好
40
大青叶蝉
15
7
竹叶子
50
一般
17
蚂蚱
8
6
小红菊
5
一般
20
蟋蟀
3
4
半夏
2
一般
13
飞蛾
1
30
蚂蚁
23
0
蜘蛛
13
0
瓢虫
8
0
样方四
臭虫
8
0
铁杆蒿
25
良好
65
蚂蚁
178
0
小野菊
1
一般
50
蜈蚣
4
0
荆条
30
良好
60
菜青虫
1
0
竹叶子
70
一般
20
蟋蟀
3
0
山莴苣
10
一般
10
大青叶蝉
8
15
萎陵菜
3
一般
17
紫花地丁
1
良好
7
半夏
2
一般
5
样方五
蝴蝶
2
40
铁杆蒿
10
一般
40
蚂蚁
203
0
竹叶子
80
良好
17
蚂蚱
2
0
荆条
30
良好
60
蟋蟀
1
0
苔草
5
良好
23
大青叶蝉
23
0
紫花地丁
5
一般
9
瓢虫
1
15
胡枝子
1
一般
43
蜘蛛
1
0
表四生境类型:
阔叶林
样方号
昆虫种类
数量(只)
出现位置(cm)
植物种类
盖度(%)
生长状况
平均高(cm)
样方一
大青叶蝉
5
10
紫花地丁
60
一般
7
蟋蟀
7
5
竹叶子
5
良好
19
蜘蛛
24
3
狗尾草
3
一般
30
蚂蚱
5
0
天门冬
5
一般
43
蚊子
7
50
葎草
3
良好
14
蚂蚁
78
0
灰绿藜
2
一般
50
样方二
蚂蚱
1
5
葎草
7
一般
8
蚂蚁
31
0
天门冬
7
良好
38
亮甲
1
5
狗尾草
5
良好
26
样方三
蚂蚱
3
0
猪毛蒿
27
一般
70
蜻蜓
2
20
萎陵菜
2
一般
33
大青叶蝉
9
10
枣树
7
一般
54
叶甲
2
5
紫花地丁
1
一般
4
飞蛾
2
15
青蒿
4
良好
34
毛毛虫
2
9
节节草
5
一般
13
蜘蛛
15
0
葎草
10
一般
15
蟋蟀
2
0
茅草
8
良好
17
蚂蚁
66
0
样方四
飞蛾
5
15
葎草
60
良好
10
大青叶蝉
8
1
牵牛花
2
一般
17
蜘蛛
6
0
竹叶子
15
一般
20
蚂蚁
87
0
马唐
3
良好
19
毛毛虫
1
0
紫花地丁
4
良好
3
样方五
蚂蚁
100
0
葎草
60
一般
15
大青叶蝉
6
13
牵牛花
1
一般
4
蚂蚱
2
0
青蒿
1
良好
16
跳蛛
4
0
竹叶子
3
一般
15
萝藦
3
良好
12
茜草
2
一般
9
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