第五节 植物群落考察
植物群落是指共同生活在某一特定生境中的所有植物种群的总合。自然界存在各种植物群落,一片森林、一块草地、一个灌丛以及湖泊池塘中连接成片的水生植物,都是植物群落。
少年儿童考察植物群落,可以学会群落考察方法,了解植物群落的各种知识。而且由于植物群落是自然生态系统中最重要的组成成分,本项活动还能使少年儿童为将来考察生态系统奠定知识和方法上的基础。
一、考察的用具用品
标杆、测绳、钢卷尺、海拔仪、坡度计、望远镜、照相机、标本采集用具用品、记录本、笔等。
二、考察步骤和方法
考察植物群落,通常使用样地法。现按样地法的规定,将考察步骤方法说明如下:
(一)设置样地
群落的面积往往很大,一般情况下,不可能、也不需要对所有地段都进行考察,通常都采取抽样考察的方法。即选择有代表性的一定数量的小面积地段进行考察,以此来估计整个群落的情况。这种小面积地段叫作样地。
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样地形状。大多采用方形或长方形,所以样地又叫作样方。有时样地也采用圆形,这种样地叫作样圆。
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样地面积。植物生态学者经过多年植物群落考察,积累了很多样地面积的数值,这种数值叫做经验值。一般植物群落考察,可用经验值来确定样地面积。各种群落样地面积的经验值如下:
草本群落(包括草原、草甸、草坡、荒草地等)1~10 米 2 灌丛 15~100 米 2
单纯针叶林 100 米 2
复层针叶林、落叶阔叶林 400~500 米 2
亚热带常绿阔叶林 1000 米 2
热带雨林 2500 米 2
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样地数目。样地数目的多少,取决于群落结构的复杂程度。根据统计检验理论,样地数目在 30 个以上才比较可靠。但样地数目过多,要付出大量人力和时间,少年儿童进行样地考察,主要为学习考察方法,因此无须选取大量样地,一般每类群落以 2—3 个样地为适宜。
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样地布局。一块样地的面积可能仅占该群落总面积的几百分之一或向千分之一。因此,样地的布局就直接影响考察结果的准确程度。样地布局有主观取样、机械取样、随机取样等方法。一般群落考察可采用主观取样法, 即主观地选择被认为有代表性的地段作为考察样地。
(二)考察环境条件
环境条件包括群落外部环境条件和内部环境条件两个方面,考察内容如下。
1.地理位置。指样地所在的位置,如某地区某山。2.地形。指样地的海拔高度、坡向、坡度、地形起伏等。
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土壤。指样地内外的土壤类型,各发育层厚度,土壤含水量等。
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气候。指样地内外的风速,气温,湿度、光照强度等。如果缺乏观测设备,本项考察内容可不进行。
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人类影响。指砍伐、栽种、开垦、放牧、挖药、火灾等方面的程度、持续时间和频繁程度等。
(三)考察群落的属性特征
群落属性特征包括种类组成、群落结构、群落外貌、植物生活力等项内容。其中以种类组成和群落结构最为重要。
- 种类组成。种类组成是植物群落的王要属性特征,群落的其他待征都是出种类组成决定的。
考察种类组成时,除在祥地内进行调查登记外,还应在样地周围反复踏查,尽量不使遗漏。在考察中遇到不认识和不熟悉的种类,应该采集标本, 以便带回学校检索鉴定。
- 群落结构。群落结构包括垂直结构和水平结构两种,以垂直结构最为重要。
群落的垂直结构主要表现在地上部分的成层现象上。在各类群落中,森林群落的成层现象最为明显。一个发育良好的落叶阔叶林,具有乔木层、灌本层、草本层和地被层等四个基本层。其中,乔木层由各种乔木组成,灌木层由各种大型灌木组成,草本层除各种草本植物外,还包括小灌木和半灌木, 地被层则由地衣、苔藓和匍匐生长的蕨类植物组成。除上述四个基本层外, 森林群落中还常有层间植物存在。层间植物主要由藤本植物和附生植物组
成。
每类群落的最上层是群落的主要层,它反映群落所在的环境条件特点。其他层是群落的次要层。次要层主要反映群落内部环境状况。
考察群落垂直结构,可与群落种类组成的考察结合进行。即先确定该群落的基本层次,然后按层调查和登记植物种类。关于层间植物,除登记名称外,还应记载它们各自的枝叶分布层次。
(四)考察数量特征
群落的数量特征包括密度、盖度、频度、高度和重量等。其中以密度、盖度和频度最为重要。考察各种植物的数量特征时,应以层为单位进行。
- 密度。密度是指单位面积上某个种的全部个体数,是一项根有意义的群落数量特征。密度大的植物种类,对群落内部环境和其他植物种类有较大影响。
乔木层各种植物的密度,是在整个样地内进行考察,如果是森林群落, 其灌木层各种植物密度的考察,是在样地内设两个中样方进行。然后取其平均值。两个中样方的面积通常为样地的 1/10;森林中草本层的考察,则是在两个中样方中各设 2~4 个小样方进行,然后取其平均值。全部小样方的面积为样地的 2%。这样做,能大幅度减轻考察的工作量。
- 盖度。盖度分为投影盖度和基盖度,它表明群落中各种植物所占的水平空间面积。处于主要层的植物种类的盖度大小,决定着群落内部环境的形成和特点,从而影响次要层植物种类、个体数量和生长状况。
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投影盖度植物枝叶所覆盖的土地面积叫做投影盖度。投影盖度多用于灌木层和草本层。考察每种植物的投影盖度时,通常使用目侧估计的方法。为了节约时间和人力,可像考察密度那样,在大样方中设置中、小样方进行考察。
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基差度植物基部着生的面积叫做基盖度。草本植物的基盖度以离地约 3 厘米处(牲畜吃草高度)草丛的断面积来计算 1 树木的基盖度是测定树
干距地面 1.3 米处的直径。基盖度多用于乔木层。求取每个乔木树种的基盖度时,通常将每一种乔木的胸径分为几个不同径级,考察中只须计算各径级的株数,而不需具体测量每株的胸径。
- 频度。含有某种植物的样地数占样地总数的百分比。叫做该种植物的频度。频度反映群落中各种植物在水平分布上是否均匀一致,从而说明该种植物与环境的关系。
频度考察方法比较简单,只需将全部考察样地中某种植物出现的次数加以统计,即可计算出该种植物的频度。
三、考察结果分析
考察结束后,应将考察所得的各项资料从以下三个方面进行分析:
(一)计算各种植物的重要值与总优势度
重要值与总优势度是判断群落中每种植物的重要程度的主要指标;也是群落命名的唯一依据。因此,考察结束后,首先要计算重要值与总优势度, 并据此列出重要值序和总优势度序,为群落命名提供依据。1.重要值。
重要值= 相对密度+ 相对基盖度+ 相对频度。
上式中相对密度指样地单位面积上某个种的个体数占本层所有种总个体数的百分比:相对基盖度是指某个种的基盖度占本层所有种基盖度总合的百分比;相对频度是指某个种的频度占本层所有种频度总合的百分比。
重要值主要用于森林群落的乔木层。应用时要编制重要值分析表。分析表的格式见表 2—4。