生态学实习方案

1、生态学教学实习前准备工作自备铅笔、小刀、橡皮和笔记本等。自备午餐及饮用水（水尽量多带）。注意着装（长裤），自备太阳帽及防滑运动鞋等。注意安全。书写实习报告注意事项请于实习结束一周内完成实习报告，实习报告采用A4纸输 出，字数4000字以上。写清楚班级、姓名及学号，以班级为 单位上交，请同时提交原始调查数据。实习报告内容包括以下几点：2.1样方的设置：1.样方法实际操作中应注意的问题；2.本组设置样方的方 案:性状、大小、数目、空间配置、种群密度等，并以此讨论样方是否具有代表 性，并提出改进措施。3.对设置样地进行概况描述，完成样地描述表。2.2物种多样性的调查：1.同一生境中，比较三种多样性指

2、数的共同点和 不同点；2.选择一种多样性指数对比分析不同生境中物种多样性的差异，并讨论 其原因。2.3群落结构的调查：1.掌握描述群落结构的基本特征参数；2.在坐标纸上 绘制群落垂直结构图；3.调查优势种的水平分布格局（均匀型、随机型、成群型） 4.完成下表。群落结构分析表各层高度层盖度植物种数优势 种优势种的重要值优势种的水平分布格局乔木层灌木层草被层地被层附：各层高度：每层的高度区间，如乔木层层高度为512m；层盖度：该层所有物种在地面上的垂直投影面积占样方面积的百分比； 优势种：对群落的结构和群落环境的形成具有明显控制作用的植物种； 重要值=相对密度+相对优势度+相对频度，其中优势度以盖

3、度代替表示， 频度为某种出现的样方数/样方总数X100%；实验一野生种群的数量调查方法-样方法【实验目的】样方法的基本操作技术和数据处理方法；为进一步的野地实验做准备。【实验原理】野外调查和野生种群的实地监测为生态学和保护生物学研究的基本研究内容，为生态学 研究者必备的工作技能之一。对种群基本生态学特征的了解和把握为相关理论研究、保护策 略和开发方案的重要基础。从种群生态学研究角度看，野外调查要解决的问题基本上体现为 以下几个方面：1）了解种群大小；2）掌握种群的基本特征，以预测种群的动态趋势；3） 种群的空间分布格局及其时空动态；4）种群在大的景观尺度内的动态特征，如相关小种群 动态及彼此间

4、的关系等；5）栖息地状态及变化对种群结构和动态的影响；6）物种分布的关 键地区和关键保护区域的确定；7）野生种群管理（控制或保护）对策的生态效应评价等。客观条件的限制决定了对整个野生种群的全面调查统计的可行性极低。实际上，绝大多 数情况下，野生种群的绝对大小是不可能精确统计的。因此，取样调查以获取种群相对大小 便成为生态学研究的常用方法。实际工作中，取样方法应根据研究对象的生物学和生态学特 征而灵活掌握。一般有样线法、样带法和样方法。样方法为最常用的一种研究方法，适用于 不同组织层次种群或群落结构调查及其动态监测。样方法在植物、浮游生物、鱼类、底栖动物、小型动物、土壤生物乃至大型动物的痕迹 调

5、查等方面广泛应用。选用该方法的基本原则是：1）调查者的活动对调查对象的状态和活 动影响不大；2）对象易于鉴定。样方的数目对实验结果的可靠性影响很大。样方过少，实验误差过大，实验数据缺乏科 学性；样方多当然代表性大，但花费的人力、物力过大。有道是取样误差与样方数呈反比（图 1-1）。因此为了减小误差必须增加样方数。但当样方数达到一定数值后，再增加样方对减小 误差效果变得不明显（图1-2）。实际样方数的确定可以通过绘制滑动平均值或方差对取样 数的相关曲线获得，曲线波动趋于平稳的折点所对应的样方数便是相应实验的最小样方理论 数。5 鱼 - 一一 一*1 *01020304050图1-2方差对样本数目

6、的相关曲线-陶Idsmith et a1976）综上所述，样方法实际操作中应注意以下问题：1）样方大小：根据调查对象的个体大小、密度及分布状况等确定；2）样方形状：经典的为方形，而圆形样方也常用。考虑到边缘效应的影响，圆形样方较好。在方便的情况下，应尽可能设置圆形样方；3）样方数：一个大样方还是多个小样方，应具体分析。考虑到个体漏记，设置多个样方或重复多次调查为矫正偏差所必须；4）样方位置：一方面要有代表性，另一方面应与物种密度梯度成比例；5）调查频度：用于种群动态调查。应根据物种生活史特征及生活习性确定调查周期及频度。【实验材料】样方框、直尺、卷尺、测绳（200m）、记录本；实验宜选择易观察

7、、便采集的物种。如蒲公英、蚯蚓、蟋蟀等。【实验步骤】物种选择：选择泰山阳面扰动较小的坡地（防火道），经实地观测，选择易于鉴定的草本植物。选取样方：根据其密度及空间分布状况设计样方的设置方案：性状、大小、数目及空间配置等，以保证样方的代表性。调查计数：4人一组，合作设置样方。每人分别调查统计一个物种的个体数量及大小组成；估算种群大小。【实验报告】独立报告实验方案及实验结果，包括种群结构特征分析。讨论样方代表性和样方数目是否合适，提出改进措施。【思考题】调查物种的生境特征、有哪些主要伴生物种？实验二 植物群落的物种多样性测定【实验目的】了解各类物种多样性指数的特点、测度方法及其生态学意义。熟悉并掌

8、握常用的物种多样性指数的计算方法。进一步熟悉样方法在生态学调查中的应用。【实验原理】物种多样性（species diversity）是群落生物组成结构的重要指标，既可以反映群落组织 化水平、又可以通过结构与功能的关系简介反映群落功能的特征。自20世纪初开始，越来越多的生态学家在实践中摸索着物种多样性的测度和表示方法。 先后提出了诸多的测度指数。迄今为止，物种多样性指数可以大致分为三类：a-多样性指数、 P-多样性指数和Y-多样性指数。本实验将采用被较广泛地接受的三种a-多样性指数来指导和分析天然森林群落中的植 物物种多样性测定。1.辛普生（Simpson）多样性指数。= 1-京i=l式中：D为

9、多样性指数户为第I个物种的相对丰度（占所有物种总个体数的百分比）S为物种数。2.香农-维纳（Shannon-Wiener）指数：-（均（10头）f=l式中：H，为多样性指数；P、S同上；x根据具体需要可取2, 3, 10或e； i种间相遇几率（PIE）或群落组织水平相互关系的指数这是物种在随机情况下的个体之间相遇的比例。其计算公式如下:!=1式中:PIE为种间相遇率；N为所有物种的个体总数；n为第i个种的个体数；S为物种数。【实验器材】每组植物标本采集箱一只，卷尺（一米或三米）一把，测绳一根、测高仪。GPS手持机、计算机、计算器。【实验步骤】每组（4-5人）于各类型生境中设样方一个，并设几个重

10、复。样方设置：利用所学理论，于以下代表性生境分别设置样方：草地、人工林的阴坡 和阳坡。样方大小：草地1m2、林地100 m2。O调查计数各生境中样方的植物物种数，及各物种个体数。对不认识的物种采样带回 实验室检索。按表2-1记录并计算三种多样性指数。数据整理，统计分析；计算各种生境中物种多样性。比较不同生境间物种多样性的差异。表21.天然群落物种多样性调查统计表群落描述样”面积物种名个体*DHPIE【实验报告】计算并比较三种多样性指数，体会彼此的特点；选择一种多样性指数对比分析几种生境的物种多样性特点（差异显著性检验），并 讨论其原因。【思考题】三种物种多样性指数的共同特征在哪里？不同生境物种

11、多样性差异有何生态学意义？实验三植物群落的结构及影响因子分析【实验目的】熟悉植物群落调查的一些基本方法，如样方面积的确定、仪器和设备的使用等；对植物群落的种类组成、垂直结构、水平结构等有基本的认识，并能做出简单的分析；学会植物群落命名方法，了解群落物种组成的数量特征。【实验原理】群落的结构包括群落的外貌和生活型、群落的空间格局(群落的垂直结构、水平结构、 群落交错区等)及时间格局等内容。群落的外貌(physiognomy)是指生物群落的外部形态或表相。为群落中生物与生物之 间、生物与环境之间相互作用的综合反映。陆地生物群落的外貌主要取决于制备的特征，水 生生物群落的外貌主要取决于水的深度和水流

12、特征。陆地生物群落的外貌是由组成群落的植 物种类形态及其生活型(life form)所决定的。植物的生活型有多种不同的定义和分类方法，其中丹麦植物学家Raunkiaer按休眠芽和 复苏芽所处的位置高低和保护方式将高等植物划分为5个生活型：1)高位芽植物 (phanerophytes) ; 2)地上芽植物(chamaephytes)； 3)地面芽植物(hemicryptophytes)； 4) 隐芽植物(cryptophytes) ; 5) 一 年生植物(therophytes)。群落的垂直结构主要指群落的分层现象。陆地群落的分层与光的利用有关，森林群落可 划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层等

13、层次。植物的幼苗则根据其实际逗留的层而划入 相应的层中。附生和寄生植物也划入其实际依附的层中。水热条件越优越，群落的垂直结构越复杂。群落的水平结构的形成主要与构成群落的成员的分布状况有关。大多数群落的物种多呈 现出不均匀的斑块状分布。这主要决定于生境条件的异质性。群落的时间格局指的是群落的外貌、物种组成等在时间尺度上的动态变化特征。主要受 限于光、温度、湿度等生态因子的明显的时间节律性(昼夜、季节性、年际、地球大周期等)。 植物群落表现最明显的就是季相，如温带草原外貌一年四季的变化，动物群落时间格局主要 表现为：群落中动物的季节变化，如鸟类的迁徙、变温动物的休眠和苏醒、鱼类的洄游等。群落交错区

14、(ecotone)是两个和多个群落之间的过渡地带。由于交错区没有明显的优 势种，物种多样性往往比邻近的群落为高。【实验器材】样地：选取特定生境斑块(草地、人工林的阴阳坡)作实地调查；仪器设备：GPS，样方框，测绳，卷尺，枝剪，野外用秤；记录表、铅笔、钢笔和标记 笔。【实验步骤】一、实地调查，获取基础数据(本实验与实验一、二的野外工作同时开展)。学生每4人为一组，作样方法调查。样地选择：各组分别完成如下生境样方调查各一个：草地、人工林阳坡、阴坡。实地勘查，选择合适地段，以GPS定位。再以测绳设定实验样方参照线。林地样线长不 小于100m，草地（草地、林草结合带、稀树灌丛）样线长30 50m。沿样

15、线两侧设定样方， 每组完成一个样方的设定和实验内容。样方大小在5mx5m 10mx 10m之间，根据实际环境 灵活掌握。但样方间的间隔距离不小于样方边长的5倍。建议林地样方为0m见方，草地Jm见方。样方调查测定：获取如下数据。样方地理位置、环境特征观察记录：GPS定位坐标；地形地貌：山地或平原、坡向及坡度、海拔、底质类型；天气条件；环境异质性、群落均一性（连续性）描述；人为干扰情况：土地利用类型、利用强度、退化程度等。目测群落类型；群落外貌观察记录：目测优势种，林地的分层等；主要物种的生活型。物种数测定：物种数；每种物种的个体数，要求分种逐一计数，及时记录；群落和物种盖度测定：群落的总体盖度；

16、优势种的盖度；高度：各种植物的高度。实测或测高仪测量，及时记录；物候期和季相：每种所处的物候期：营养期、花蕾期、开花期、结果期、落叶期、休眠期或枯死 期；几期同时出现的，以50%以上的个体的物候期记录入表；季相：以建群种所处的物候期为群落的季相；二、统计分析：综合全班同学的几组数据，统计分析调查群落的如下特征：物种丰度（S）:各样方S值和总体S值；相对丰度（Pi）:单种个体数占总个体数的百分比；物种密度（D）：株数/m2；密度比（DR）：单种密度/最大密度种的密度；相对盖度（RC）:单种盖度/所有种盖度和（）；盖度比：单种盖度/最大盖度种的盖度；相对优势度（RDE）:单种优势度/所有种优势度和（%）；相对频度（RF）:单种频度/全部种的频度和（%）；频度比：单种频度/建群种频度；相对高度：单种高度（均值）/所有种高度和（%）；高度比：单种高度/最高种高度；重要值（IV）:相对密度+相对优势度+相对频度。群落结构分析：群落的垂直结构：分层；各层高度、盖度、物种多样性；群落水平结构：群落类型及其镶嵌格局；群落时间结构：群落季相及其周期性变动。比较几种