1、植物实习个人报告指导老师：邱扬教授廖桑永201211171921地理科学第一大组2014.07.08概述实习基地位于河北省丰宁县大滩乡二道河村，距离北京大约 200公里，地处燕山北坡山麓，内蒙古高原南缘地带。因为处在华北平原和内蒙古高原交接的地方，地形陡然升高，成阶梯状，故名“坝上”地区。大滩镇以丘陵、草甸为主，典型的山地地形，海拔 1010-1500 米。年均气温-1.4，极端最高、最低气温分别为 30.9和-43.2 ，年均无霜期 60 天，属温带大陆性季风山地型气候，这里自然环境多样，属于农牧交错带生态景观。夏季凉爽，最高气温一般不超过 25；冬季寒冷，积雪时间长达 7 个月。植物实习时
2、间为 2014 年 6 月 30 日实习一、实习二、实习四、实习五，2014 年 7 月 1 日实习五、实习六，2014 年 7 月 2 日实习五、实习六。其中实习一是基础，融入到了实习的每一天中。实习目的植物分布的种类和生长状况的变化受到生态条件在空间上的变化的影响，通过分析植物的分布和生长了解生态条件所起的生态作用。通过实习加深对植物地理学基本原理的理解，特别是了解与掌握各种生态类型的主要特征和习性，并培养室内试验、野外调查和数学分析的基本技能，提高从事植物地理学的研究能力。实习内容实习一：个体层次上，植物识别及其生境特征实习二：景观层次上，植物群落类型及其分布踏查实习四：群落层次上，植物
3、群落最小面积实习五：群落层次上，植物群落时空结构实习六：景观层次上，植物群落的生态梯度分析过程与结果实习一：植物识别及其生境特征实习目的：了解主要植物种类及其生境特征；掌握植物识别、标本采集与生境调查的常用方法。实习过程：植物识别是研究植物的最基本和最重要的环节，它贯穿整个实习的过程中。采集植物标本时尽量采集根茎叶花果齐全的植物个体，最后制成植物标本和植物名录。实习成果：河北坝上第一组植物名录，包含 42 科 145 属 203 种植物，其中菊科、豆科、禾本科、蔷薇科种数最多。标本数量二百余个。实习二：植物群落类型及其分布踏查实习目的：了解主要植物群落类型及其分布特征；掌握植物群落类型及其分布
4、的调查方法；总结植物群落分布的规律性；分析群落分布与生态因子之间的关系。实习成果：一共调查了 18 个植物群落如下表：从上图中一看出我们植物群落踏查路线大致是从实习基地向东北方向前进，该地区主要分布的是各种喜湿、耐盐性较高、生态幅度广的物种，如轴藜生于山坡、杂草地、路旁、洒边等处，鹅绒委陵菜具有一定程度的耐盐性和耐沙、抗旱性等。在水热条件好，土壤肥力结构好的区域分布蚕豆、玉米、莜麦群落，一方面是由于农户倾向于选择环境条件适宜的地区种植农作物，另一方面农户会根据自己的需要合理改善农田土壤的质量。河漫滩的阴湿环境适合多种植物生长，本次踏查发现狼毒生长在东北坡向的河漫滩中下部，节节草分布在坡向为西南
5、的河漫滩上，鹅绒委陵菜发现于坡向为正北的河漫滩台地上。另外小叶杨群落生长在河漫滩上，土壤质地为砂壤。采用1010 的样方内拉五个小样方的方法，用猴子望天法测得其乔木郁闭度为 30%，下层草本平均盖度为 66%，优势草本植物有赖草、水稗、散穗早熟禾等。通过总结可以知道分布于阳坡的群落有小叶杨群落、蚕豆群落、玉米群落、羊草群落、金露梅群落、萹蓄群落；分布于阴坡的群落有艾蒿群落、叉分蓼群落、狼毒群落、鹅绒委陵菜群落、节节草群落。实习四：植物群落最小面积实习目的：了解群落所包含的物种数和最小面积；掌握植物群落最小面积的测定方法；确定最小取样面积：大于群落最小面积。实习方法：根据环境特征确定群落类型及其
6、典型地段，对选定样地进行巢式小区选样法：1/0.1*0.12/0.1*0.23/0.2*0.24/0.2*0.45/0.4*0.46/0.4*0.87/0.8*0.8依次类推，实习原始数据：根据以上表格绘制群落种类-面积曲线图：结果分析：由于选定样地主要有灌木层和草本层组成，而灌木层中白萁柳占群落物种数量的大多数，相对高度高，而其他物种主要为草本植物，所占数量不仅少，而且盖度小，长势差，相对高度低，因此可以知道白萁柳为该样地的优势种。确定群落的最小方法是：从很小的面积统计植物种类数目，然后逐次向外扩大面积，同时登记新发现的植物种类，直到基本不再增加新种类为止。最后以面积大小为横轴，以种数为纵轴
7、，填入逐次调查的数值，并连成平滑曲线，在曲线由陡变缓处相对应的面积，就是群落最小面积。根据原始数据记录绘制出的群落种类面积曲线可以看出在1.61.6m面积处前，曲线上升快速，然后从这一点到 1.63.2m面积处和 3.23.2m面积处呈现平伸的趋势，由此可以确定出该群落的最小面积为 2.56m，包含 19 个物种。意思即当样方的面积达到 2.56m时，就能基本反映出该群落的物种组成、群落结构以及环境影响。植物群落最小面积是最能够反映该群落的基本特征的基本单元。群落结构越复杂，群落植物种类越多，那么群落的最小面积就越大。植物群落的最小面积是由群落内的物种丰富程度决定的。实习五：植物群落时空结构实
8、习目的：认识植物群落时空结构的生态学意义；掌握植物群落时空结构的测算方法。实习方法：选取两山中夹一河作为研究地，以河沟为中点，分别向阳坡和阴坡，各布设 1 条样带，沿每条样带，每间隔 50 米，布设1 个样地。共布设 34 个样地，其中，大小为 22m2 的灌草群落样地有 30 个、大小为 1010m2 的乔木群落样地有 4 个。对于灌草群落样地的调查，要记录灌木群落样地的调查时间、地点、调查人和记录人；编写灌木群落样地编号；对灌木群落进行命名；调查灌木群落地理位置（GPS 确定的经纬度、地名） 、地形（GPS 确定的海拔，罗盘确定的坡度、坡向，坡位、水平和垂直坡向） 、土壤特征（土壤类型、主
9、要特征） 、人为干扰等环境因子；按照先灌木、后草本，先优势种、后劣势种的顺序，调查植物的总盖度，记录样地号、物种名、层次（灌木、草本、附地） 、盖度（%） 、高度（5 株高度） 、多度（5 级） 、分布（3 级） 、生长状况（3 级） 、发育状况（叶、花、果、果后） 。对于乔木群落的调查，要记录上层乔木调查时间、地点、调查人和记录人；编写灌木群落样地编号；对乔木群落进行命名；调查乔木群落地理位置（GPS 确定的经纬度、地名） 、地形（GPS 确定的海拔，罗盘确定的坡度、坡向，坡位、水平和垂直坡向） 、土壤特征（土壤类型、主要特征） 、人为干扰等环境因子；采用猴子望天法，调查乔木的郁闭度；记录样
10、地号、树号、树种、胸长（1.3 米高） 、树高、冠幅（顺坡和纵坡） 、活枝下高、生长状况、发育状况；对于乔木样方的下层植物，记录调查时间、地点、调查人和记录人；编写灌木群落样地编号；对乔木群落进行命名；记录微地形（水平地形和垂直地形） 、土壤（枯枝落叶层厚度、细土层厚度） 、植物（乔木郁闭度、下层植物总盖度、灌木层总盖度、草本层总盖度） ；记录下层植物中幼树的树种、高度和生长状况；按照先灌木、后草本，先优势种、后劣势种的顺序，记录下层灌木和草本的总盖度、样方号、物种名、层次（灌木、草本、附地） 、盖度（%） 、高度（5 株高度） 、多度（5 级） 、分布（3 级） 、生长状况（3 级） 、发育
11、状况（叶、花、果、果后） 。数据计算：灌木相对重要值= （相对盖度+ 相对高度+相对多度+ 相对生长）/4 草本相对重要值= （相对盖度+ 相对高度+相对多度+ 相对生长）/4 上层乔木层相对重要值=（相对密度+ 相对胸长+相对高度+ 相对冠幅）/4 下层幼树层相对重要值=（相对密度+ 相对高度）/2 下层灌木层相对重要值=（相对盖度+ 相对高度+相对多度+ 相对生长）/4 下层草木层相对重要值=（相对盖度+ 相对高度+相对多度+ 相对生长）/4 计算 多样性：物种丰富度指数 Dr、Simpson 指数 Ds 、基于Simpson 指数的均匀度 Ed，优势度指数 C，基于优势度指数 C 的均匀
12、度 Ec，Shannon-Wiener 指数 H，基于 Shannon-Wiener 指数的均匀度 Eh。 多样性指数：主要关注局域均匀生境下的物种数目，因此也被称为生境内的多样性（within-habitat diversity） 。计算结果截图：统计折线图：从计算结果分析，Dr 空间结构折线图我们可以看出，阴坡的物种数明显比阳坡多，而且在可以看出在前 12 个样方中是代表阳坡物种的多样性，但是阳坡物种多样性显然多余阴坡中 13-27 样方中的大多数群落，因为 13-27 样方中绝大多数数是农田群落，受到了严重的人为因素影响，导致农田群落结构较为单一，物种多样性急剧减少。以 Ds 指数分布图
13、为例，Ds 表示非优势物种整体的相对重要情况，其值越高表示非优势物种多样性越强于优势种的多样性。由上图可知在农田群落中非优势物种的多样性较其他群落强于优势物种的多样性，因为农田结构比较单一，优势物种相对比较确定，那么非优势物种的多样性一般比较容易强于农田优势物种的多样性。而在比较复杂的阴坡物种群落中，则呈现出波动状态，因为优势物种的多样性受到多种因素的制约，没有比较确定和稳定的规律性。C 表示反应群落内优势种的集中程度。值越大，说明群落内优势种数越少，而各优势种的重要性越大。从上图可以分析出从 18 样方到 25 样方为纯农田群落，因此 C 值很大，说明群落内优势种数很少，一般只有一种，所以这
14、一种优势种所占的重要性就非常大。同样可以看出，C 与 Ds 值恰好呈现出相反的变化关系，这是因为 Ds 表示非优势种的相对重要程度而 C 表示优势种的相对重要程度。计算 多样性： 多样性指数：指沿环境梯度不同生境群落之间物种组成的的相异性或物种沿环境梯度的更替速率也被称为生境间的多样性（between-habitat diversity） ，控制 多样性的主要生态因子有土壤、地貌及干扰等。从上图分析可以看出阴坡阳坡的差别非常明显，阴坡物种多样性明显高于阳坡，而且由于人为影响因素导致农田群落多样性是所有群落中最低的。受人为因素影响最为显著的是位于阴坡坡脚处的耕地，由于人类的种植、除草等活动，群落
15、内的物种多样性表现为明显的单一化，以至于不符合该地区其他自然环境因素综合影响下的物种分布规律。而且 指数主要的影响因素为土壤、水分等因素，阴坡和阳坡的水分因子、地形因子和土壤因子的差异使得植物群落的种类，生长状况和多样性都受到了不同的影响，形成了不同的植被类型。实习六：植物群落的生态梯度分析实习目的：认识景观尺度上植物群落的生态梯度；掌握植物群落生态梯度的测算方法。实习方法：选取两山中夹一河作为研究地，以河沟为中点，分别向阳坡和阴坡，各布设 1 条样带，沿每条样带，每间隔 50 米，布设1 个样地。共布设 34 个样地，其中，大小为 22m2 的灌草群落样地有 30 个、大小为 1010m2
16、的乔木群落样地有 4 个。实习过程：与实习五同时进行。实习结果：（一）物种多样性分析:阳坡：植物多样性是从河漫滩到山坡总体上是逐渐减少的，但是从阳坡山坡上到山顶上是逐渐增多的。其原因是河漫滩水分条件优于山坡和山脚，因此植物物种多样性较多。而山顶水分少于山脚，因此旱生植被占优势，并且随着海拔的增高，人为和牲畜的干扰活动减少，植被多样性受破坏程度减轻，所以山顶植被多样性比山坡略高。阴坡：总体来说，阴坡的物种多样性分为两个方面，因为人为因素的干扰使得农地植物多样性很小，而在农田边缘自然草地上生物多样性会急剧上升。因为此处样地中的植物大多为自然生长，虽然有人类和牲畜的踩踏等干扰，但是相对于农田单一的生
17、境环境来说，适合不同生物生长的更好条件出现，因此物种多样性增加。阴坡从草地到森林，物种多样性再次剧减。原因是优势种从草本变成高大的乔木，光照成为限制因子，而水分地形因子所起的作用不大，所以在树林中适合多种植物生长的条件被限制。适合在林下阴凉环境生长的植物在此生长，但总体来说相对于林边草地的物种多样性，森林的物种多样性还是减少很多。阴坡从森林到草地的变化使得物种多样性再次急剧增加。原因是光照的限制因素消失，而阴坡水分条件好，加上坡顶人为和牲畜干扰少等因素，所以物种多样性急剧增加。但是随着海拔的升高，物种多样性有所减少。（二）种间关联分析：应用关联分析法对植物群落种做联结分析，首先，分析两个种之间
18、的分布是相关(联结)的还是独立的(不联结) ;其后，分析联结的性质 ，正的联结 ,或比预期机率较为频繁地出现在一起,可以指示相互作用的存在对一方或双方种是有利的 ,负的联结 ,或不比预期机率那样频繁地出现存一起 ,可能表明不利于一方种或双方种的相互作用，假定我们测定 n 个样方 ,在每一样方内各配对 的物种 A 和物种 B 可能共有四种情形 ,用 2 又 2 联列表出它们各自出现的样方数。例如叉叶委陵菜和细叶苔草的种间关联图表：有叉叶委陵菜 无叉叶委陵菜 总计有细叶苔草 6 24 30无细叶苔草 3 17 20总计 9 41 50关联系数 V=0.12关联系数为正的，相说明互作用的存在对一方或
19、双方种是有利的。（三）造林成活率阳坡多种植杏树和柠条，因为杏树和柠条扎深性，喜光，耐旱，抗寒，抗风。而阴坡种植树种多为华北落叶松。由于水热条件阴坡较阳坡好，所以阴坡幼树成活率显著高于阳坡。阴坡坡脚和或河流阶地上，由于地形平坦，土层深厚，土壤肥沃，水分条件相对较好，所以被作为农业用地，没有种植树种；坡中树种最多，树木成活率也最高。实习评价此次植物实习首先让我更加加深了对植物地理学基本原理的理解，特别是了解与掌握各种生态类型的主要特征和习性，效果最明显的是在植物采集和植物名录的制作中认识到了更多原本不认识的植物，并通过植物名录的创建学会了分类分层统计检索的思想方法。并培养室内试验、野外调查和数学分
20、析的基本技能，通过对 指数和 指数的处理和分析了解到植物理论的提出必须经过严谨的科学考察和数学计算以及全面综合分析的过程。并且通过阴坡和阳坡的对比了解到生态环境的差异性和植被的脆弱性，通过调查研究我们有必要为保护环境，保护植被，维持生态平衡提出好的建议：首先要尊重坝上地区原有生态环境，在不破坏生态平衡的条件下进行人工造林、合理放牧、农牧结合等人类活动。其次要尊重生态差异性，阴坡适合放牧和耕种，但是也要适当而行，不能超过环境的承载力。再者要保护好已有植被，在不破坏已有植被的前提下进行人工造林。阳坡要采取禁牧禁耕等措施，人工植树也应种植适合阳坡生长的树种，并且能够保证不破坏已有的平衡的生态环境。最后我发现坝上地区在我们实习期间刚好是旅游高峰期，骑马踏青的人络绎不绝，所以我提议在发展旅游业的同时应当注意旅游者对生态环境造成的影响，控制游客游览范围，骑马游玩的范围最好有规范而且固定，并且要有专门的管理人员进行管理。除此之外，旅游管理部门需要通过提高游客的环保意识来使游览活动对当地环境的破坏程度降到最低。
