生态学专业野外实习(修改)

1、生态学专业野外实习指导生物科学技术学院生态科学系2010年8月30日目 录实习内容一 植物种群、群落及生物多样性的调查1一、实习内容1二、实习仪器1三、实验方法1四、主要实习内容3实习内容二 动物群落结构多样性、空间分布和生态位14一、实习目的14二、调查方法14三、统计方法15实习内容三 生物入侵及生物多样性与生产力的关系17一、生物入侵的危害调查17二、生物多样性与生产力的关系19实习内容四 土壤动物、植物种群及群落对土壤基本性质的影响22一、实习目的22二、野外物质准备22三、野外实习内容22实习内容一 植物种群、群落及生物多样性的调查一、实习目的通过对研究地高等植物、低等植物、土壤动物

2、、鸟类和兽类的调查和初步分析，了解研究地植物，动物，鸟类和兽类的种类、数量及生态分布，为进一步深入研究生态系统的结构和功能提供重要的基础资料，对调查地生物多样性的保护也具有一定的理论和实践意义。二、实验仪器GPS；皮尺；卷尺；绳索；75%的乙醇；双筒望远镜；植物标本夹；枝剪；小刀；植物采集记录本；手铲；标签三、实验方法1、植物调查方法（1） 取样方法 样方法或样圆法： 样方的大小、形状和数目，主要取决于所研究群落的性质。一般地，群落越复杂，样方面积越大。通常草本群落的样方大小为1m2，较高的草本群落也有用4 m2或更大的样方，灌木的样方大小通常为3m3m、4m4m甚至5m5m，乔木的样方大小通

3、常为100 m2。全部样方的总面积，应略大于群落的最小面积。取样数目越多，取样误差越小。 样方在群落中的设置有随机设置、规则设置、主观设置（代表样地设置）等不同的方法。随机设置样方（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，然后随机地抽取其中的数字，以确定样方的位置。规则取样即在群落中以一定的规则确定取样位置，如在群落中设置几条等距离的样线，然后在每一样线的相等间距设置样方。主观取样即在认为有代表性的地段设置样方。 样带法 为了研究环境变化较大的地方，以长方形作为样地面积，而且每个样地面积固定，宽度固定，几个样地按照一定的走向连接起来，就

4、形成了样带。样带的宽度在不同群落中是不同的，在草原地区10-20厘米左右，灌木林1-5米左右，森林10-30米。 有时，在一个环境异质性比较突出、群落也比较复杂多变的群落调查时，为了提高研究效率，可以沿一个方向、中间间隔一定的距离布设若干平行的样带，再在与此相垂直的方向，同样布设若干平行样带。在样带纵横交叉的地方设立样方，并进行深入地调查分析。 样线法 用一条绳索系于所要调查的群落中，调查在绳索一边或两边的植物种类和个体数。样线长度一般不短于50 米，样线数目不少于5-10 条。样线法一般适用于乔木、灌木、大型草木和稀疏分散的种类。它省时省力，但准确性不如样地法。样线法获得的数据在计算群落数量

5、特征时，有其特有的计算方法。它往往根据被样线所截的植物个体数目、面积等进行估算。 无样地取样法 无样地法是不设立样方，而是建立中心轴线，标定距离，进行定点随机抽样。比较常用的方法有有最近个体法、近邻法、随机成对法和中心点四分法。 2、样方面积的确定（种面积曲线的编绘）样方调查是野外生态学最常用的研究手段。要进行样方调查，首先要确定样方面积。样方面积一般应不小于群落的最小面积。所谓最小面积，就是最少有这样大的空间，才能包含组成群落的大多数植物种类。最小面积通常是根据种面积曲线的绘制来确定的。（1） 一般说明 在拟研究群落中选择植物生长比较均匀的地方，用绳子圈定一块小的面积。对于草本群落，最初的面

6、积为1010 cm，对于森林群落则至少为55 m。登记这一面积中所有植物的种类。然后，按照一定的顺序成倍扩大，每扩大一次，就登记新增加的植物种类。开始，植物种类数随着面积扩大而迅速增加，逐步面积增加但数目降低，最后面积扩大时植物种类很少增加。（2）样方面积扩大的方式 关于面积的扩大，用巢式样方法。即在研究草本植被类型的植物种类特征时，所用样方面积最初为1/64平方米，之后依次为1/2，1，2，4，8，16，32，64，128，256，512平方米，依次记录相应面积中物种的数量。把含样地总种数84%的面积作为群落最小面积。顺序 面积m2 种类1 1/64 2 1/32 3 1/16 4 1/8

7、5 1/4 6 1/2 7 1 8 2 9 4 10 8 11 16 12 32 13 64 14 128 15 256 16 将以上获得的结果，在坐标纸以面积为横坐标、种类数目为纵坐标作图，可以获得群落的最小面积。（带手提的可用EXCELL 作图）3、生物多样性数据分析方法物种多样性代表了群落组织水平和功能的基本特征，它通常包涵两种涵义：（1）种的数目或丰富度，即一个群落或生境中物种数目的多寡；（2）种的均匀度，即一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，它反映的是各物种个体数目分配的均匀程度。多样性指数是反映丰富度和均匀度的综合指标，生态学考察中较多使用的多样性指数有辛普森指数（Simp

8、sons index）、香农-威纳（ShannonWiener）指数及均匀度指数。 1、辛普森多样性指数（Simpsons diversity index）： 该指数假设，对无限大的群落随机取样，样本中两个不同种个体相遇的几率可认为是一种多样性的测度。用公式表示为： 式中，S为物种数目。Pi 为第i个种的个体数量。2. 香农-威纳指数（Shannon-Weiner index）及均匀度：该指数假设在无限大的群落中对个体随机取样，而且样本包含了群落中所有的物种，个体出现的机会即为多样性指数。种信息量越大，不确定性也越大，因而多样性也就越高。其计算公式为： E=H/InS式中：H为香农指数；E为香

9、纳均衡度指数；Pi为第i种个体数在全体物种个体数中所占的比例，如以个体数量而言，ni为第i个种的个体数量，N为总个体数量，则有Pi=ni/N；S为物种数目。 四、主要实习内容1、植物调查在对研究地全面踏查的基础上，确定一条围绕整个山体一周的横向路线，样地间隔约500 m 左右，再在每个以取样位置为正交中点的垂直于横向路线的纵向路线上取样1-3 个，具体数目根据从山脚至山脊或山顶的相对高度来确定（海拔间隔约50 m 左右），但确保每个坡向的高、中、低海拔至少都有一个样地。乔木层样方面积为10 m 10 m，共取样地40个。 用GPS 记录样地位置、海拔等，将高度3 m，且胸径3 cm 的植物记为

10、乔木层，对它们进行每木调查， 记录种名、胸径、高度等，具体记录见表1-1、1-2、1-3。 在每个样地内随机取2 个5 m 5 m 灌木层样方，共80 个；随机取4 个1m 1 m 草本层样方，共160 个 。灌木层和草本层样方记录种类、数量、高度、盖度等，层间植物归入灌木层和草本层，具体记录方法分别见表1-1、1-2、1-4、1-5。2、兽类和鸟类调查 直接计数法。使用双筒望远镜，按我们实习期间预定的路线，定点记录所观察到的鸟种类和数量。3、实验数据记录（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，故在一次性调查之中记录群落中个种植物的物候期仍有意义。在草本群落调查中

11、，则更显得重要。物候期的划分和记录方法各种各样，有分五个物候期的，如营养期、花蕾期、开花期、结实期、休眠期。经过专家们多年实践，发现以分为以下6个物候期记录为好：1.营养期：或者不记；2.花蕾期或抽穗期：；3.开花期或孢子期：O（可再分：初花?；盛花O：末花C）4.结果期或结实期：+（可再分：初果；盛果+；末果）5.落果期、落叶期或枯黄期：（常绿落果 ）6.休眠期或枯死期：（一年生枯死者可记X）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，其它物候期记在括符中，例如开花期达50%以上者，则记O（V，+）。（2） 生活力的记录生活力又称生活强度或茂盛

12、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，不包括因物候原因而生活力变化者。生活力一般分为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（中等或正常的生活力，即具有营养和繁殖能力，生长势一般）弱（或衰）：（营养生长不良，繁殖很差或不能繁殖，生长势很不好）（3） Raunklaer生活型类别及识别准则（1） 高位芽植物（Ph）： 高位芽植物(Meg.Ph)：高30米以上常绿大高位芽植物(E.Meg.Ph)；落叶大高位芽植物(D.Meg.Ph) 高位芽植物( Mes.Ph)：高7.5（或8）30米常绿中

13、高位芽植物( E.Mes.Ph)，落叶中高位芽植物( D.Mes.Ph) 小高位芽植物( Mic.Ph)：高27.5（或）8米常绿小高位芽植物(E.Mic.Ph)，落叶小高位芽植物(D.Mic.Ph) 矮高位芽植物(N.Ph)：0.252米常绿矮高位芽植物(E.N.Ph)，落叶矮高位芽植物(D.N.Ph)（2）地上芽植物(Ch)：过冬芽位于地上025厘米处，例如高山的矮小垫状植物，干旱地区的矮小灌木及半灌木（3）地面芽植物(H)：过冬芽处于地面，地上部分一直枯死到土壤表面，地下部分都活着，芽常由枯叶所保护。例如大部分多年生草本，多数蕨类植物，冬枯的草质藤本地表附近植物等等。（4）地下芽植物(G

14、)：过冬芽处于地下或水中。如多年生的根茎、块茎、块根、鲜茎等地下芽植物，部分根茎的蕨类植物，决大部分的水生植物；个别草质藤本植物等。（5）一年生植物(T)：种子过冬植物。例如一年生植物，包括个别的二年生植物。还有一些附加的编写代号：阔叶的(B)、针叶的(N)、藤本的(L)、木质藤本(W L)、草质藤本(H.L)、附生的(E.P)、寄生的(P)等等。（4） 树高和干高的测量具体参见测高仪施用说明。（5） 胸径和茎径的测量胸径指树木的胸高直径大约指距地面1.3米处的树干直径。严格的测量要用特别的轮尺（即大卡尺），在树干上交叉测两个数，取其平均值，因为树干有圆有扁，对于扁形的树干尤其要测两个数。在地

15、植物学调查中，一般采用钢卷尺测量即可，如果碰到扁树干，测后估一个平均数就可以了，但必须要株株实地测量。如果碰到一株从根边萌发的大树，一个基干有3个萌干，则必须测量三个胸径，在记录时又用括弧划在一个植株上。胸径2.5厘米以下的小乔木，一般在乔木层调查中都不必测量，应在灌木层中调查。基径是指树干基部的直径，是计算显著度时必须要用的数据，测量时，也要用轮尺测两个数值后取其平均值。一般用钢尺也可以。一般树干直径的测量位置是距地面30厘米处。同样必须实测。（6）冠幅、冠径和丛径的测量冠幅指树冠的幅度，专用于乔木调查时树木的测量，严格测量时要用皮尺，选通过树干在树下量树冠投影的长度，然后再通过树干与长度垂

16、直量投影的树冠的宽度。例如长度为4米，宽度为2米，则记录下此株树的冠幅为42米。然而在地植物学调查中多用目测估计，估测时必须在树冠下来回走动，用手臂或脚步帮忙测量。特别是那些树冠垂直的树，更要小心估测。冠径和丛径均用于灌木层和草本层的调查，因为调查的样方面积不大，所以进行起来不会太困难。测量冠径和丛径的目的在于对此群落中的各种灌木和草本植物的固化面积。冠径指植冠的直径，用于不成丛的单株散生的植物种类，测量时以植物种为单位，选测一个平均大小（即中等大小）的植冠直径，如同测胸径一样，记一个数字即可，然后再选一株植冠最大和植株测量直径记下数字。丛径指植物成丛生长的植冠直径，在矮小灌木和草本植物中各种

17、丛生的情况较常见，故可以丛为单位测量共同种各丛的一般丛径和最大丛径。（7） 盖度（总盖度、层盖度、种盖度）的测量群落总盖度是指一定样地面积内原有生活着的植物覆盖地面的百分率。这包括乔木层、灌木层、草本层、苔藓层的各层植物。所以相互层之重叠的现象是普遍的，总盖度不管重叠部分，只要投影覆盖地两者都同等有效。如果全部覆盖地面，其总盖度为100%，如果林内有一个小林窗，地表正好都为裸地，太阳光直射时，光斑约占盖度的10%，其它地面或为树木覆盖，或为草本覆盖，故此样地的总盖度为90%，总盖度的估测对于一些比较稀疏的植被来说，是具有较大意义的。草地植被的总盖度可以采用缩放尺实绘于方格纸上，再按方格面积确实

18、的盖度百分数。层盖度指各分层的盖度，乔木层有乔木层的盖度，草木层有草木层的盖度。实测时可用方格纸在林地内钩绘，比之估测要准确的多。种盖度指各层中每个植物种所有个体的盖度，一般也可目测估计。盖度很小的种，可略而不计，或记小于1%。个体盖度即指上述的冠幅、冠径，是以个体为单位，可以直接测量。由于植物的重叠现象，故个体盖度之和不小于种盖度，种盖度之和不小于层盖度，各层盖度之和不小于总盖度。土壤动物、鸟类和兽类的名录。4、实习结果处理及分析：分析处理生物多样性调查结果。总结得出大围山植物，动物，鸟类和兽类分布名录。各类多样性指数计算结果的差异分析。根据我们调查结果和大围山实际的旅游开发利用情况，结合生

19、态学专业所学的专业知识，提出合理保护当地生物多样性的方法或建议。表1-1. 野外植被（森林、灌丛、草地等等）调查的样地（样方）记录总表 群落名称野外编号记录者日期室内编号样地面积地点海拔高度 坡向坡度群落高 总盖度 主要层 优势种 群落外 貌特点小地形及样地周围环境分层及各层特点层高度层盖度层高度层盖度层高度层盖度层高度层盖度层高度层盖度突出的生态现象地被物情况此群落还分布于何处人为影响方式和程度群落动态 表1-2 植物群落野外样地记录表群落名称 样地面积 野外编号 第 页层次名称 层高度 层盖度 调查时间 记录者 编号多优度群集度植物名称高度（m）粗度（cm）物候期生活力生活型附记一般最高一

20、般最大表1-3 乔木层野外样方调查表群落名称 样地面积 野外编号 第 页层次名称 层高度 层盖度 调查时间 记录者 编号植物名称高度株数盖度物侯期生活力附记表1-4 灌木层野外样方调查表群落名称 样地面积 野外编号 第 页层次名称 层高度 层盖度 调查时间 记录者 编号植物名称高度（m）冠径（m）丛径（m）株丛数盖度（%）物候期生活力附记一般最高一般最大一般最大表1-5 草本层野外样方调查表群落名称 样地面积 野外编号 第 页层次名称 层高度 层盖度 调查时间 记录者 编号植物名称花序高（m）叶层高（cm）冠径（cm）丛径（cm）株丛数盖度（%）物候期生活力附记一般最高一般最高一般最高一般最高

21、实习内容二 动物群落结构多样性、空间分布和生态位的调查一、实习目的1. 动物多样性研究的目的了解不同生境（包括海拔高度、生境异质性、植被种类、人为干扰、温湿度差异）物种多样性的差异。2. 物种空间分布的研究目的A. 了解不同物种的分布类型(聚集分布、均匀分布、随机分布)与生境的关系；B. 了解不同物种的分布类型与其自身生物学特性的关系；C. 了解不同物种的分布类型与其食物的关系；D. 了解日温变化对不同物种分布型的影响。3. 生态位（空间生态位和时间生态位）的研究目的A. 了解各物种生态位的异同；B. 各物种对资源的利用程度，了解各物种间的因资源而产生的竞争关系；C. 了解生态位维度的划分。二

22、、调查方法1群落结构多样性调查采取对角线10点取样（见图1），采用目测和指管捕捉相结合的方法，观察及记载样点内所有动物种类和数量，所采动物标本均用75%的酒精杀死保存带回室内鉴定。12345678910图1：样方的布局2空间分布型调查方法选择样地一块，划定取样框，每次在划定的取样框内以单丛为单位逐点逐丛记载动物的数量及种类。为消除边际效应的影响，排除人为干扰，保证取样的精确度，样方与样地周边要保持一定的距离。3. 生态位调查方法取样地为一块，按图2分出5块样方，每样方为1平米左右。从土表开始，把植株划分为基部、茎部（根部至叶枕）和叶面（叶枕至叶尖）三个资源级，调查和统计各样方不同资源等级内的物

23、种的种类和数量。12345图2：样方布局三、统计方法1.应用下列公式分别测定动物的生态位宽度和重叠值。生态位宽度采用Levins的计算公式：B1s。生态位重叠（niche overlap）的测定采用Cowll and Futuyma(1971)提出的生态位相似性比例公式：即Cij=1-1/2,式中的Cij为i物种与j物种的比例相似性，并且Cij=Cji,Pih为i物种在第h资源等级中利用资源占的比例；Pjh为j物种在第h资源等级中利用资源占的比例。2应用下列公式测定常见的主要优势种群的空间分布型。平均拥挤度= 为平均密度，S2为样本方差，平均拥挤度表示生物个体在一个样方中的平均邻居数，它反映了

24、样方内生物个体的拥挤程度。I指标 I当I0时为均匀分布，当I0时为随机分布，当I0时为聚集分布，（Moore,1954）指标在Moore(1954)的指标的基础上，Lloyd（1967）提出指标，即平均拥挤度与其平均值之比值。当1时为均匀分布，当1为随机分布，1时聚集分布。CA指标CA（）当CA0时为均匀分布，当CA0时为随机分布，当CA0时为聚集分布。扩散系数C当C1时为均匀分布，当C1时为随机分布，C1时为聚集分布。负二项分布中的K指标在负二项分布中，K=，当K0时为均匀分布，当K时为随机分布，当K0时为聚集分布。M回归分析法Iwao（1968，1971，1976）建立了如下M回归式：式中

25、为分布的基本成分按大小分布的平均拥挤度：当0时，分布的基本成分为单个个体；当0时，个体间相互吸引，分布的基本成分为个体群；当0时，个体间相互排斥。为基本成分的空间分布图式：当1时，为均匀分布；1时，为随机分布，当1时，为聚集分布。幂法则Taylor（1961）在大量生物种群资料的统计分析中，发现样本平均数与方差的对数值之间存在如下的回归关系：Lgs2=lga+blg当b0时为均匀分布，b=1时为随机分布，b1时为聚集分布。3 群落生物多样性参数的测定香农维纳多样性指数（ShannonWiener diversity index），即PiLnPi; 均匀性指数（Evenness）：E=/Hmax

26、 =/lnS. 其中Pi为第i种个体占总个体数的比例；S为物种丰富度，即物种种数。实习内容三生物入侵及生物多样性与生产力的关系生物入侵背景：生物入侵(Biological invasion)指一种生物被引进到原产地以外的国家或地区后在新的引进地具有一定的分布和丰度，能繁衍后代，并且对入侵地的自然群落和生态系统造成一定程度的破坏。近几十年来，生物入侵成为生态学研究的一个热点。生物入侵威胁到当地生态系统的结构和功能，改变生态系统的地貌、水文气象和地球化学循环等性质；并且能改变群落的物种多样性、丰度、频度以及物种的组成。生物入侵能抑制本地种的生长甚至能取代本地种，改变土壤的物理和化学性质，改变群落的

27、初级生产力以及降解速率，干扰水肥的循环，极大的影响到动植物的多样性，影响到群落为的频度和强度，进而引起许多生态的、经济的和社会的问题。生物入侵还被认为对全球气候变化产生一定的影响，并被认为是仅次于土地流失成为危害生物多样性的第二大威胁。一、 生物入侵的危害调查1、实验目的和意义1）了解入侵植物对入侵地植物群落物种多样性及各种理化因子的影响2）了解入侵植物对入侵地动物物种多样性的影响3）了解入侵植物对入侵地微生物物种多样性的影响2、实验器材照度计、卷尺、镰刀、便携性天平（精度0.1 g）、土钻、脱脂棉、无水酒精、大试管、管口瓶、封口袋（10 cm10 cm）。3、实验内容1）、比较三种亚群落（见

28、图 1）样方内植物的物种多样性（参见群落调查方法）图 1 入侵地三个亚群落（入侵植物、入侵植物与本地群落和本地种）示意图每组找3个面积50 平方米的入侵植物（空心莲子草或葎草）的群落，在每个亚群落内采用梅花形选取5个1米1米的样方，分别测定各样方内植物的种类和每种植物的株数。2）、比较三种亚群落样方内植物光照度（照度计测量）照度计放置在地面上，依次测定5个样方的光照度。3）、比较三种亚群落样方内植物生物量（收割）测定完各样方的光照度后，再用镰刀沿地面收割样方内所有的植物，并用天平分别称取各样方内的植物的地上生物量（g）。4）、比较三种亚群落样方内土壤理化性质（pH、N含量、P含量、K含量、含水

29、量）收割后，在每个样方内用梅花形取表层20 cm的土壤5次交混合作为该样方的土样，用封口袋封装好，带回实验室分别分析土壤的pH、N含量、P含量、K含量、含水量。5）、比较三种亚群落样方内土壤节肢动物多样性（具体参见土壤动物多样性调查方法）6）、比较三种亚群落样方内陆生节肢动物多样性（具体参见土壤动物多样性调查方法）7）、比较三种亚群落样方内陆生节肢动物多样性二、生物多样性与生产力的关系（限草地）研究背景：生物多样性与生态系统生产力的关系研究一直是生态学研究的一个热点。目前的研究表明生物多样性与生态系统生产力间存在着五种不同的关系，分别是钟形曲线关系、U形曲线关系、正相关、负相关和无相关，这五种

30、关系互不排斥，但是也没有哪种关系占主导地位。造成这种不同的原因是因为干扰、消费者、生态位特化、空间尺度大小、群落密度、均匀度、土壤营养状况及群落密度、均匀度及土壤营养状况都会对这二者间的关系产生影响。以前的研究主要集中于控制实验，而对野外条件下生物多样性与生产力的关系不明确，本实验旨在测定野外条件下这二者的关系。1、 实验目的：深入了解野外有或无入侵植物条件下生物多样性与生产力间的关系，进一步了解入侵植物的危害性以及生物多样性对系统稳定性的意义。2、 实验器材：卷尺、镰刀、便携性天平（精度0.1 g）、封口袋、标签纸3、 实验内容：野外条件下，每组采集有20个具有不同植物物种数目植物样方（1m

31、1m），分别数出每个样方内植物的物种数，并同时收割样方内各植物称重，得出其地上部分的生物量。如果样方内有入侵植物则做出标记，分别称取入侵植物及非入侵植物的生物量。1） 采集完20个样方后，作出生物多样性与生产力的关系图，同时分析生物多样性与生产力的关系。2） 分别作出有和无入侵植物样方的生物多样性与生产力关系图，分析生物多样性与生产力的关系并比较有和无入侵植物的异同。表2-1 入侵群落三个亚群落测定指标数据表测定指标入侵植物亚群落混合群落本地植物群落植物种类（含入侵）Sample 1Sample 2Sample 3Sample 4Sample 5光照度（lx）Sample 1Sample 2S

32、ample 3Sample 4Sample 5生物量Sample 1Sample 2Sample 3Sample 4Sample 5表 2-2 生物多样性与生产力的关系入侵植物无入侵植物物种数生物量物种数生物量Sample 1Sample 2Sample 3Sample 4Sample 5Sample 6Sample 7Sample 8Sample 9Sample 10Sample 11Sample 12Sample 13Sample 14Sample 15Sample 16Sample 17Sample 18Sample 19Sample 20实习内容四土壤动物、植物种群及群落对土壤基本性质

33、的影响 土壤学野外教学实习和室内分析是生态学教学的重要组成之一，是理论联系实际的最佳途径，通过野外和实验室实习，将土壤的物理、化学及生物学性质等特性，与不同生物、气候、地形等条件下的各个土壤所具备的个性联系起来，实现理性认识与感性认识的有机结合。本次土壤学野外实习的最基本手段是在土壤动物、植物种群及群落调查的基础上，通过对应土壤样品的采集及实验室分析，分析不同地形、土壤动物或植物对土壤基本性质的影响，进一步分析土壤与土壤动物或植物间的相互关系。一、实习目的 1、掌握野外土壤调查的原理和操作技能：了解不同土壤动物、植物种群及群落以及不同生态系统土壤的形成条件，学会识土、辩土。 2、学会对土壤及其

34、环境特征的相关分析：分析不同土壤动物、植物种群及群落及不同生态系统土壤的基本性状，并结合其环境条件，分析其形成原因；同时分析不同地貌部位、不同植物群落下的土壤特征的差异；并评价其生产性能。3、撰写调查报告，学习科技文章的写作。 二、野外物质准备 GPS全球定位仪；铁锹；小刀；封口塑料袋；标签；滤纸；环刀；铝盒；0.01g便携式天平；铅笔；记录本。三、野外实习内容实训一 土壤样品的采集与制备 1、土壤分析样品的采集 在进行动、植物观察或样品采集的同时，进行土壤分析样品采集。土壤分析样品一般是表层土壤多点混合样（约20厘米）。采集前应根据动植物调查情况布点，一般是一个调查样方采集一份分析样品，如果

35、样方面积大，应增加采样数。一般一份分析样品，不应少于10个样点。样点布设方式因地块形状而异，一般有方格法、棋盘式、蛇形曲线法等几种布点方式。地块呈长方形且地力不均匀者，采用蛇形曲线布点方式；地块呈正方形而面积不大者，采用方格布点方式；地块大而地力不均匀者，采用棋盘式布点方式。各点采集的土样充分混合，用四分法弃去多余部分，留 500-1000 g，装袋，内贴一个标签，外贴一个标签，标签上注明采样地点、时间、土壤类型、采集人等。 2、土壤分析样品的处理 野外取回的土样，必须摊开，风干，拣去根系及残枝落叶，避免暴晒。风干后的样品全部用木棍或瓶子辗碎，全部过 1mm 筛，用四分法取 1/2 装于封口袋

36、中，用于分析pH 、盐分含量等；剩余1/2再全部辗磨，过 0.25mm 筛，装于封口袋中，用于分析有机质、全氮等。同时，一定要贴上标签，注明地点，层次深度、筛径、时间，采样人等。 实训二 土壤水分和孔隙度的测定1、土壤自然含水量的测定土壤水分是土壤肥力重要的组成部分，也是植物生长不可缺少的条件，土壤中的营养物质必须溶解于土壤水中，才能被植物根系所吸收。而土壤中有机物质的积累、转化和运转，以及土壤生物和微生物的生活，都离不开土壤水分，特别是在我国北方的干旱和半干旱地区的造林成败往往主要取决于当地的土壤水分状况，所以说：“土是基础，水是命脉”。方法与原理：土壤水分的测定方法很多，最常用的是烘干法，

37、在定温度下，自由水和吸湿水都被烘干，而一般土壤有机质则不致分解，但是也有某些有机质在此温度烘烤时能逐渐分解而失重，而另些有机质则能逐渐氧化而增重。因此，严格说来，用烘干法只能测得近似的水分含量，但由于般上壤有机质含量不多，其中受烘烤而起明显变化的又占少数，故用烘干法所求得的水分含量的准确度和精密度通常已能达到上壤分析的要求，因此在一般上壤分析工作中，测定土壤水分仍以烘干法为基础。取小铝盒，洗净后先烘干，再用感量为0.01g的电子天平称出小铝盒的重量。取要测定的土壤10-20克（与环刀测定容重土壤层次相同），放入盒内后迅速称重，以免水分蒸发，影响测定的准确性，同时注意拣出石粒和植物残渣，得“湿土

38、重+铝盒重”。带回实验室放进烘箱，铝盒的盖子平放在盒下，在105的温度中烘烤8小时，取出铝盒，随手盖好盒盖，故进干燥器中冷却20分钟，立即称重“干土重+盒重”。若称量时不能称得恒定重量，则继续烘烤8小时，冷却后再称重，直至恒重为止（两次重量之差不大于3毫克）。 注：以上为土壤含水量所占土壤重量的百分数如果说明土壤水分孔隙的容积，或了解土壤水分和土壤空气的比率时，则应以土壤水分占土壤体积的表示，土壤水分体积占土壤体积的%，称为体积百分率，换算公式如下：土壤水分含量（体积%）=土壤含水量（重量%）容重2、土壤容重的测定土壤容重是指土壤在未破坏自然结构的情况下，单位容积的干土重，以g/cm3表示。土

39、壤容重及孔隙度是土壤松紧状况的反映，而它们和土壤质地、结构、有机质含量、土壤紧实度、人工措施等有关，并可作为判断土壤肥力高低的一项重要指标。测定土壤容重的方法很多，本实训介绍常用的环刀法，此法操作简便，结果比较准确，且能反映野外实际情况。方法是利用一定容积的环刀切割未搅动的自然状态的土样，使土样充满其中、称量后计算单位体积的烘干土重量。 环刀：常用的无缝钢管环刀的容积为100-400 cm3（高5-10 cm ，半径2.52-4.50 cm ，一端有刀刃，钢管两端带有筛孔的盖子)。首先量取环刀的高度和内径，并计算出其容积： V=SXH=r2H式中 V=环刀体积(cm3)S=环刀的横断面积(r2

40、)( cm3) H=环刀的高度(cm)将环刀在0.01g天平称重(重量为a)在野外取样时，先在样地内选择适当的地点，把土壤上面杂草铲平，环刀即在上面向下插入土中，插入时应保持环刀垂直下移，千万不可左右摇动，以保持土壤自然结构。直到环刀全部压入土壤中(即土面与环刀的上口相平)，再用小铲将环刀从土中轻轻取出，用小刀仔细切除多余部分，沿环刀边削平，然后用滤纸把环刀两端盖住后，再把环刀的两端盖上有筛孔的盖子（滤纸的作用是防止土粒从盖子的小孔跑出）。迅速用0.01g天平称重e（即环刀加湿土重量），由e-a=f（环刀内湿土重）。每个实习小组一个样方，每个样方重复1次，共4次。用环刀于土壤每一层次取土的同时

41、，再用已知重量的小铝盒取10-20克土壤(每个样方重复1次)，于室内烘干测得其这一层次土壤内的土壤含水量(w)。由其含水量计算出整个环刀内绝对干土重f(1-w)，以此计算土壤容重。 土壤容重3、土壤毛管孔隙度的测定土壤中受毛管力作用，所保持的水分称为土壤毛管水，用测定毛管持水量的方法可以计算出土壤中毛管孔隙的百分比。 将测定容重用的原土样，把环刀上方的盖子打开，每一环刀上方铺一滤纸，然后将环刀放在有水源供给的浅盘上，使其籍毛管作用尽量吸水。2-3小时后环刀上端的滤纸有水分湿润时，表明土壤中毛管已被水接近饱和，取出环刀用滤纸吸干，进行称量，然后放回原处，每隔1小时取出反复称重，直到恒重。 (注：

42、1cm3的水等于一克，水是存在于孔隙内) 4、土壤总孔隙度的测定 将测定毛管孔隙度的原土样，放入水槽中，使水面高度和环刀土面相平，静置6小时后，将环刀从水槽中取出，梢置10秒钟，使多余水流出，用干布将环刀擦干、称重，然后再将环刀放回水槽内，放置4-5小时后再次重复称重，直到恒重。 5、土壤饱和水量测定土壤饱和水量也称毛管最大持水量，亦称土壤田问持水量。土壤田间持水量是在土壤排除重力水后，保持毛管悬着水的最大数量。它也是土壤在田间的最大有效水量，其大小取决于土壤质地，结构。过去往往把田间持水量到稳定调萎含水量之间的水分称为有效水，但对植物而言，100%田间持水量到70%田间持水量之间的水分对植物

43、的生长最为有效，含水量小于此值时，水分对植物的有效性就显著减小，而且含水量愈接近于凋萎含水量，水分的有效性就愈小，植物越难利用。如果含水量超过田间持水量，则水分就要流失，导致地下水位的升高，易引起土壤盐渍化等问题，因此确定灌溉定额时需要考虑田间持水量的大小。 6、土壤非毛管孔隙度%土壤非毛管孔隙度%=土壤总孔隙度%一土壤毛管孔隙度%7、自然状态下单位体积土壤中所含水分、空气、固体物质百分数单位体积原状土壤中，土粒，水分和空气体积间的比即为土壤三相比。由于土壤水分和空气是经常变动的，所以土壤三项比实际上是个依时间而变化的数值。土壤总孔隙中除了水分占有一部分外，其余均为土壤空气所占据所以由总孔隙度中减去水分的容积后，即为土壤通气度（空气含量）。(1)土壤含水量（体积%）=土壤含水量(重量%) 容量(2)空气含量%=总孔隙度%-土壤含水量(体积%)(3)固体物质%=1-总孔隙度根据上述测定和计算的结果，可以绘成不同深度的土壤三相比示意团，从图中可以分析土壤总