生态学实习报告.docx
- 文档编号:9144221
- 上传时间:2023-05-17
- 格式:DOCX
- 页数:34
- 大小:130.89KB
生态学实习报告.docx
《生态学实习报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《生态学实习报告.docx(34页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
生态学实习报告
目 录
一、实习目的1
二、实习地点和时间1
三、实习内容1
(一)生态因子综合测定1
(二)、群落最小面积调查7
(三)、群落生活型谱分析9
(四)、群落物种多样性计算12
(五)、群落重要值计算13
(六)、种群的空间分布格局16
(七)实习体会…………………………………………………………17
四、实习注意事项19
附录实习工具、物品清单19
一、实习目的
生态学是生物学的基础学科之一,研究生物与境相互关系的科学,生态学野外实习属于实践性课程。
本实习课程主要包括生态学中有关个体、种群、群落部分的内容。
本实习将在有关理论课程学习的基础上,实地学习有关生态学研究的野外调查、实验以及有关数据的处理总结方法,进而完成实习报告(研究论文)的编写。
通过实践环节促进学生对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,不断提高学生的动手能力,增强学生对生态系统进行探索的兴趣和思维的自觉性,强化生态学的基础课教学,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、实习地点和时间
福州国家森林公园和福建农林大学校园,实习一周。
三、实习内容
(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、选取校园湿地空园、广场、及马尾松-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、50cm、150cm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
表1-1不同样点光强变化时间动态
地点
时间
高度
10cm(取平均lux)
50cm(取平均lux)
150cm(取平均lux)
林地
7:
00
6437
8090
11134
9:
00
25118.5
31745
37162
11:
00
43800
55400
63190
13:
00
37315
54445
80645
15:
00
11421
6270.8
35115
17:
00
5212.8
2900.8
3820.8
广场
7:
00
9270
9:
00
17040
11:
00
64195
13:
00
85805
15:
00
23365
17:
00
12775
湿地
7:
00
5765
9:
00
30040
11:
00
44505
13:
00
59540
15:
00
17800
17:
00
5225
分析
分析:
由表1-1和图1,可以看出林地不同高度光照强度变化规律有明显的差异。
纵向总体表现为1.5m>0.5m>0.1m,横向随着一天时间的变化,表现为上午至中午13:
00光强上升,之后光强变弱。
由于林地群落结构复杂,具有层次。
从上到下依次为乔木层、灌木层、草本层,太阳光照受到上层植被的遮阴,越往下强度越小。
而一天内时间的异质性导致了不同时刻光强的变化。
分析:
由表1-1和图2,可以看出不同下垫面光照强度变化规律有明显的差异。
这种差异随着一天时间的变化而变化,总体表现为在一天光照强度最大的中午时刻,建筑地类光强>林地光强>湿地光强。
这种结果与理论存在一定的偏差,可以断定实习过程中,由于选点数量的限制,所选样点不能较好的代表该地类特征点原因,存在了一定的误差。
(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)不同地类温度差异观测
表1-2不同地类温度变化
地类
时间(取平均)
7:
00
9:
00
11:
00
13:
00
15:
00
17:
00
林地
26.7
29
31.5
32.3
30.2
29.6
拓荒
28.6
30.8
35.8
37.4
33.4
32.5
湿地
28.6
30.9
33.5
35.2
32.4
31.7
分析:
由表1-2和图3,可以看出不同地类温度变化规律差异。
这种差异随着一天时间的变化而变化,纵向总体表现为拓荒广场温度>湿地温度>林地温度,横向总体上是早上低中午高,之后缓慢降低。
不同地类温度变化的差异产生:
由于林地植被丰富,能反射大量太阳辐射,并形成小气候,致使林地在白天温度最低。
而湿地公园的水体比例大,水的比热大,吸收了太阳辐射升温较慢,因此温度较低。
而拓荒广场由于其下垫面性质已经完全发生改变,周围建筑多,植被少,因此温度最高。
可以根据理论预测,当所测时间范围拉长到日出时刻和日落后时,测得的温度在日出和日落以后时,应表现为林地>湿地>建筑,由此说明林地具有小气候调节能力。
(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。
表1-3植株各部位温度记录表
部位
重复
7:
00
9:
00
11:
00
13:
00
15:
00
17:
00
树干
26.7
29.1
31.6
32.4
30.3
29.3
叶
26.8
29.2
31.7
32.3
30.2
29.3
花
26.7
29
31.5
32.3
30.2
29.6
分析:
由表1-3和图四,不能看出树木不同部位温度差异的规律性。
可能由于不同部位选择不够具代表性以及测量手段、仪器误差等各种因素造成。
根据树木不同部位水分含量和其他成分含量的不同,以及各部位所处不同位置,温度应表现为:
树干>树叶>花。
2、大气湿度测定
在群落内均匀选取5个点,在1.5m测定其湿度,同时在空旷无林地的1.5m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。
表1-4不同地类湿度变化
湿度变化
林地/%
拓荒/%
湿地/%
7:
00
87.08
77.46
79.72
9:
00
73.08
67.92
69.08
11:
00
76.04
53.12
59.08
13:
00
63.02
48.84
53.28
15:
00
74.76
63.1
67.56
17:
00
72.12
66.22
65.12
分析:
由表1-4和图5,可以看出不同地段湿度条件变化规律有明显的差异。
总体表现为林地得湿度最大,湿地公园湿度次之,拓荒广场湿度最小。
从图5还可以明显看出,在中午时分,林地植被表现出小气候调节,湿度有一段回升,下降趋势也较缓,而拓荒广场及湿地公园由于地处居住生活中心附近,缺乏足够的植被,受人类活动影响,湿度下降很快。
相对湿度变化规律原因:
林地的植被丰富,植物蒸腾作用及小气候调节使得林地相对湿度较高且在中午下降趋势较缓。
湿地公园含水量丰富,水分蒸发提高了空气湿度。
而拓荒广场由于其下垫面性质已经完全发生改变,周围建筑多,植被少,表现干岛效应,相对湿度最低。
(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1.5m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。
表1-5不同地类风速变化
风变化
后山(m/s)
拓荒(m/s)
湿地(m/s)
7:
00
0
0.2995
0.252
9:
00
0.046
0.4045
0.36
11:
00
0.092
0.3465
0.436
13:
00
0.418
0.4905
1.26
15:
00
0.194
0.777
1.128
17:
00
0.284
0.607
0.312
分析:
由表1-5和如图6,可以看出不同地域所表现出来的风速具有明显的差异。
这种差异随着一天时间的变化而变化,总体上表现为湿地公园风速>拓荒广场风速>林地风速。
不同地雷风速变化规律分析:
湿地公园周围植被多为灌草,且密度较低,因此风速变化与一天中空气对流变化接近,风速最大。
拓荒广场附近存在稠密的建筑物,使得空气对流不通,风速较小。
林地植被茂密,是自然的防风体系,因为即使发生空气对流,风速也很小。
(二)、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。
(本次实习以森林公园木荷林为调查对象)
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:
5
4
7
3
2
1
6
1
2
4
6
3
5
7
A图1(A、B)B
1~第一次取样面积。
5×5m2
1+2~第二次取样面积。
25×2m2
1+2+3~第三次取样面积。
25×4m2
1+2+3+4~第四次取样面积。
25×8m2
……………(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
累计取样面积(m2)
新出现的种数
累计种数
1
25
7
7
2
50
3
10
4
100
7
17
8
200
4
21
16
400
7
28
32
800
7
35
64
1600
20
55
88
2200
9
65
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)。
在确定了取样面积之后或同时,将该群落的所有植物种列出名录。
图2种—面积曲线
3、群落的最小面积
根据种—面积曲线制定,寻找曲线拐点群定群落最小面积。
本次实习中的88个样方,本组由1、2、6组合并组成,各组在样方测定的数据收集中存在差异,因此数据读取顺序不同,种-面积曲线也不同。
1组的样方数据记录详实,识别物种最为丰富,我们在汇图时最后读取的1组数据,导致在曲线后段随着样方数增加,物种数仍有较大增长,使得整个曲线不存在明显拐点,找不到群落最小面积,与理论中的亚热带森林最小面积经验值存在大的差距。
(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(lifeform)。
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25 cm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(%)
PhChHCrTh
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 61256
12260152
73502218
126291142
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。
并分别计算所调查群落的生活型谱。
实习得到数据如下表:
植物名称
科名
拉丁名
生活型
高位芽植物
地上芽植物
地面芽植物
隐芽植物
一年生植物
三叉苦
芸香科
Euodialepta(Spreng.)Merr
√
淡竹叶
禾本科
HerbaLophatheri
√
苔草
莎草科
Carextristachya
√
赤楠
桃金娘科
RadixSyzygiiBuxifolii
√
芒萁
里白科
Dicranopterisdichotoma(Thunb.)bernh
√
木荷
茶科
SchimasuperbaGardnetChamp
√
少叶黄杞
胡桃科
EngelhardiafenzeliiMerr.
√
黄栀子
茜草科
Gardeniajasminoides
√
短尾越橘
杜鹃花科
VacciniumcarlesiiDunn
√
薄叶山矾
山矾科
Symplocaceae
√
勒党花椒
芸香科
Zanthoxylumavicennae(Lam.)DC
√
虎皮楠
交让木科
Daphniphyllumoldhami(Hemsl.)Rosenth.
√
狗骨柴
茜草科
Diplosporadubia(Lindl.)Masam.
√
红叶树
漆树科
HeliciacochinchinensisLour[H.tonkinensisLecomt.]
√
山矾
山矾科
Symplocoscaudata
√
乌药
樟科
Linderaaggregata(Sims)Kosterm
√
山苍子
樟科
Litseacubeba(Lour.)
√
毛冬青
冬青科
IlexpubescensHook.etArn
√
铁线蕨
铁线蕨科
Adiantumcapillus-venerisLinn
√
橘树
芸香科
Zelkovaserrata(Thunb.)Makino
√
桃金娘
桃金娘科
Rhodomyrtustomentosa
√
构树
桑科
Broussonetiapapyrifera
√
山姜
姜科
Alpiniajaponica(Thunb.)Miq.
√
杜鹃
杜鹃花科
Rhododendronsimsii&R.spp.
√
木油桐
大戟科
VcmiciaMontanaLour.
√
石楠
蔷薇科
PhotiniaserrulataLindl.
√
狗脊蕨
乌毛蕨科
(EastAsianTreeFernRhizome
√
枇杷
蔷薇科
Eriobotryajaponica
√
两面针
芸香科
Zanthoxylumnitidum(Roxb.)DC.
√
野牡丹
野牡丹科
CommonMelastomaHerb,CommonMelastoma
√
椤木石楠
蔷薇科
Photiniadavidsoniae
√
赤楠
桃金娘科
RadixSyzygiiBuxifolii
√
肾蕨
肾蕨科
Nephrolepiscordifolia(L.)Presl
√
苎麻
荨麻科
Boehmeria
√
海金沙
海金沙科
Lygodiummicrophyllum(Cav.)R.Br
√
油桐
大戟科
Verniciafordii(Hemsl.)
√
粗毛榕
桑科
Ficuscumingii
√
五爪槭
旋花科
Ipomoeacairica
√
黄瑞木
山茶科
Adinandramillettii(Hook.etArn.)Benth.etHook.F
√
朱砂根
紫金牛科
ArdisiacrenataSim
√
五月茶
大戟科
Antidesmabuniums(L.)Spr.[StilagobuniusL.]
√
流苏藤
√
芽豆藤
√
羊舌树
山矾科
Symplocosglauca(Thunb.)Koidz.[Lau-rusThunb.]
√
大青
十字花科
CleredendrumcwtophyllumTurcz.
√
菝契
菝契科
SmilaxchinaL.
√
皱叶狗尾草
禾本科
(Setariaplicata(Lamk.)T.Cooke)
√
细齿叶柃木
山茶科
EuryanitidaKorthals
√
花椒
芸香科
Zanthoxylumbungeanum
√
五节芒
禾本科
Miscanthusfloridulu(Labnll.)Warb
√
竹柏
罗汉松科
Podocarpusnagi
√
千年桐
大戟科
Aleuritesmontana
√
九里香
芸香科
MurrayaexoticaL
√
鹅掌楸
木兰科
Liriodendronchinensis(Hemsl.)Sarg.
√
金沙子
楠木一种
木姜子
樟科
LitseapungensHemsl
√
海芋
天南星科
Alocasiamacrorrhizos
√
蓬
√
生活型谱(Spectrum)
地区
统计种数
生活型百分比%
福州森林公园
58
高位芽植物(ph)
地上芽植物
地面芽植物
隐芽植物
58.6%
29.3%
8.6%
3.5%
(四)、群落物种多样性计算
1、基本原理:
1)丰富度指数:
群落中物种的总数与样本含量有关,因此常用的丰富度指数都必须具有可比性。
2)辛普森指(Simpson多样性指数)
从一个无限总体中随机抽出2个,它们属于同一个种的概率:
设种的总数是S,第1个种有n1个个体,第2个种有n2个个体,…所有s中的总数是N,所以,N=n1+n2+..ns.假设这个概率为λ,则:
λ=
式中λ是总体优势度的度量,λ值大总体中有的种占优势,λ值小则说明总体中的每个种个体数比较均匀。
由于优势度多样性互补,可以认为,如λ值小则群落有较大的多样性;如λ值较大则群落种类成分单一。
群落的多样性与优势度是互补的。
即:
Ds=1-λ=1-i=1sni(ni-1)/N(N-1),Ds为群落的多样性指数。
3)香农-威纳指数(Shannon-Weiner多样性指数)
通常测量异质性最常用的是信息理论,在信息论中信息被定义为:
I=ln(Po/Pi),式中:
Po代表后验概率;Pi代表先验概率。
后验概率是事件发生以后的不肯定程度,一般Po为1,故上式为:
I=ln(
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生态学 实习 报告