森林生态学实习报告.docx
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森林生态学实习报告
森林生态学实习报告
姓名：
学号：
组号:
小组成员:
指导教师：
2012年11月21日
实习一森林土壤群落调查（蚯蚓调查）
一．实习目的
蚯蚓以土壤中的动植物碎屑为食，经常在地下钻洞，把土壤翻得疏松，使水分和肥料易于进入而提高土壤的肥力，有利于植物的生长。
通过对森林土壤群落蚯蚓的调查使学生认识到土壤生态系统是一个复杂的生命系统，了解土壤的主要生物学及生态学过程特点。
二．实习方法
在五块林分不同的林地里分别调查土壤蚯蚓群落，得出调查数据。
1.用铁铲挖出40cm×40cm×40cm的土方；
2.分别在0~10cm，10~25cm，25~40cm三个土层中计数蚯蚓；
3.在每片林中随机设置三个重复调查实验样地（样地间距10米以上），结果取平均值；
4将蚯蚓带回，洗净后称鲜重，记录
三．实习工具
铁锹、米尺、砝码天平、计算器、自封袋、标签等。
四．实习地点
下蜀林场次生栎林、毛竹林、杉木林、板栗林和火炬松人工林。
五．实习数据
表一：
竹林土壤中蚯蚓群落调查表
编号/层次
0—10cm
10—25cm
25—40cm
数量
鲜重（g）
数量
鲜重（g）
数量
鲜重（g）
1、
0
0
1
0.36g
0
0
2、
0
0
0
0
0
0
3、
3
1.56
1
0.31g
0
0
4、
2
1.40
2
1.13g
2
3.98g
平均
1.25
0.74
1
0.45
0.5
0.995
表二：
栎林土壤中蚯蚓群落调查表
编号/层次
0—10cm
10—25cm
25—40cm
数量
鲜重（g）
数量
鲜重（g）
数量
鲜重（g）
1、
0
0
0
0
0
0
2、
3
3.32
0
0
0
0
3、
0
0
0
0
1
0.51g
4、
1
3.08
0
0
0
0
平均
1
1.6
0
0
0.25
0.1275
表三：
火炬松林土壤中蚯蚓群落调查表
编号/层次
0—10cm
10—25cm
25—40cm
数量
鲜重（g）
数量
鲜重（g）
数量
鲜重（g）
1、
1
0.70
1
0.11g
0
0
2、
0
0
0.25g
0
0
3、
0
0
1
1
0.18g
4、
1
3.08
0
0
0
0
平均
0.5
0.945
0.25
0.045
表四：
杉木林土壤中蚯蚓群落调查表
编号/层次
0—10cm
10—25cm
25—40cm
数量
鲜重（g）
数量
鲜重（g）
数量
鲜重（g）
1、
0
0
0
0
0
0
2、
1
0.20
0
0
0
0
3、
0
0
0
0
0
0
4、
3
1.56
0
0
0
0
平均
1
0.44
0
0
0
0
表五：
板栗林土壤中蚯蚓群落调查表
编号/层次
0—10cm
10—25cm
25—40cm
数量
鲜重（g）
数量
鲜重（g）
数量
鲜重（g）
1、
6
3.82
4
1.75g
3
4.46g
2、
5
3.80
4
2.30g
0
0
3、
6
3.40
2
1.01g
0
0
4、
3
1.35
2
0.39g
3
2.81g
平均
5
3.0925
3
1.3625
1.5
1.8175
六、结果与分析
表六：
各林土壤中蚯蚓群落调查表
森林类型
0cm~10cm
10cm~25cm
25cm~40cm
合计
数量（条/公顷）
鲜重（kg/公顷）
数量（条/公顷）
鲜重/（kg/公顷）
数量（条/公顷）
鲜重（kg/公顷）
数量（条/公顷）
鲜重（kg/公顷）
毛竹林
78125
46.25
62500
28.125
31250
62.19
171875
136.56
次生栎林
62500
100
0
0
15625
7.97
78125
107.97
火炬松人工林
31250
22.66
46875
7.97
15625
2.81
93750
33.44
杉木林
62500
27.5
0
0
0
0
62500
27.5
板栗林
312500
193.28
187500
85.16
125000
113.59
625000
392.03
图一：
各类型森林土壤中蚯蚓数量及鲜重
通过对表的分析，可以发现土壤中蚯蚓含量从高到低依次是板栗林、毛竹林、火炬松人工林、次生栎林、杉木林。
由于土壤蚯蚓含量与土质疏松程度和土壤肥力有着正相关关系，所以可以得出，板栗林土壤的疏松度和肥力在几种林地类型中最优，杉木林土壤肥力的状况在五种类型中最次。
图二：
毛竹林土壤中蚯蚓垂直分布状况
图三：
次生栎林土壤中蚯蚓垂直分布状况
图四：
火炬松人工林土壤中蚯蚓垂直分布状况
图五：
杉木林土壤中蚯蚓垂直分布状况
、
图六：
板栗林土壤中蚯蚓垂直分布状况
以上结果与蚯蚓在土壤中的作用结果有关。
1、改良土壤结构。
近年来人们利用高科技手段研究了蚯蚓对土壤结构形成的速度等，认为蚯蚓具有较高的水稳性以及优良的供肥保肥能力，称之为“微型的改土车间”。
蚯蚓通过不断地纵横钻洞和吞吐排粪等生命活动，不仅能改变土壤的物理性质，使板结贫瘠土壤变成疏松多孔、通气透水、保墒肥沃而能促进作物根系生长的土壤。
而且施用蚓粪可以明显降低土壤容重，增加土壤总孔隙度。
不同施肥处理对土壤微团聚体组成也有显著的影响。
施用垃圾肥和蚓粪能显著提高小于10μm粒级微团聚体的含量，其中蚓粪的效果又优于垃圾肥。
2、提高土壤肥力。
蚯蚓在土壤中纵向栖息，头朝下吃食，每天能吞吃相当于自身重量的有机物质，其中约有一半作为粪便排积在地面。
据国家农业部肥料质检中心等单位对蚯蚓粪的检测，蚯蚓粪含氮磷钾分别为1．4％、1％、1％，含腐殖酸46％，含23种氨基酸，丰富的蚯蚓蛋白酶，每克蚯蚓粪有105×8个有益微生物（老化土壤只有105-106个），并具颗粒均匀、透气保水、无味卫生、肥效持久等特点。
含水85％的蚯蚓粪在酷暑中晒15天，20厘米深处含水量仍达45％，大大增强土壤的抗旱能力。
蚯蚓粪中的蚯蚓酶还可以杀死土壤中的病毒、有害菌和对植物生长有抑制作用的物质。
蚯蚓粪是一种理想的天然生物肥。
通过对表一的纵向分析则可明显看出，在五种类型森林中，蚯蚓数量和鲜重的垂直分布均是按照深度加深呈递减分布（图二~图六）。
随着土层的加深，土壤中相应的含氧量势必减少，有机质含量减少，土壤板结程度加深，越来越不适合蚯蚓活动，所以导致以上结果的产生。
实习二森林群落的组成结构调查
一、实习目的
通过调查，初步掌握植物群落的调查方法，了解各测定指标的调查，计算方法和生态学意义。
二、实习方法
班级分成五个小组分别进行样地调查分析
⑴野外调查，样地调查。
样地面积：
森林：
20×20㎡，其中，乔木样方4个，灌木样方5个，2×2㎡，草本样方5个，1×1㎡。
⑵乔木每木调查。
按照标准的方法分别对不同的乔木进行测定
⑶植被及灌木调查：
草本植被调查在1×1㎡小样方中进行，灌木、下木调查在2×2㎡小样方中进行。
植物名称：
记录植物中名或学名，并采集有关植物标本（实习中只采集野外不能识别的标本，经鉴定后再将植物名称填入，但在鉴定前要填入代号）。
由于标本不完整，鉴定有困难时可暂时填入**科或**属的一种。
无法认证的植物注明“未知X”在备注中写明特征。
测定的数据如下：
1.胸径：
树木离地1.3m处的直径，可用胸径尺测量。
2.树木高度：
按植物自然情况进行测定。
3.冠幅：
用皮尺测量东西、南北方向的距离，二者相乘即得冠幅
4.盖度：
指该植物投影面积占该样地面积的百分比。
5.分布：
均匀，稀少，集中，一株
6.多度：
表示一个种在群落中的个体数目，可以按个体量多少分为若干等级。
本实习采用植物在该样方内的数量多少表示，单位为株
（4）数据统计整理
（5）重要值计算，多样性指数计算
（6）实习计算结果比较分析
三、实习工具
罗盘仪、三脚架、测高器、皮尺、米尺、胸径尺、GPS定位仪、100米围绳、记录板、粉笔、标签、调查表格、工具包、植物检索表等等
四、实习数据
1.森林群落调查空青山次生栎林
（1）样方的区域划分图：
A
B
A
D
D
C
（2）表一乔木层小样方调查表
样方
序号
树种名称
胸径㎝
树高m
高度（冠幅m×m）
A
1
栓皮栎
18.9
8.6
4.6×3.2
2
枫香
20.1
11.5
5.8×.6.2
3
栓皮栎
21.3
8.3
4.2×3.1
4
栓皮栎
23.6
11.7
3.5×2.4
5
栓皮栎
19.3
8.6
5.3×4.4
B
6
栓皮栎
22.9
14.3
5.8×4.3
7
栓皮栎
19.8
5.8
2.2×1.9
8
栓皮栎
24.4
15.3
7.8×5.4
9
栓皮栎
24.0
15.3
8.2×6.2
C
10
栓皮栎
20.8
18.3
6.2×5.8
11
麻栎
35.2
23.5
7.1×6.2
12
栓皮栎
28.2
15.8
5.6×6.3
13
麻栎
36.0
19
7.4×6.4
14
麻栎
40.2
22
8..6×7.4
D
15
栓皮栎
23.2
16
7.9×5.3
16
栓皮栎
23.9
18.7
7.2×6.3
17
栓皮栎
37.6
15
5.5×4.6
18
栓皮栎
23.3
18
4.8×3.3
19
栓皮栎
23.4
18
4.9×4.1
表二灌木层、下木小样方调查表
样方
物种
名称
盖度
（％）
平均
高m
多度
（株）
样方
物种
名称
盖度
（％）
平均
高m
多度
（株）
No.1
牛鼻栓
3
1.25
2
No.4
小蜡
50
2
3
白桦
60
3.2
2
牛鼻栓
0.1
1.5
1
No.2
牛鼻栓
2
1.2
3
No.5
未知灌木
4
1.5
2
老鸦柿
2
0.5
4
牛鼻栓
0.1
0.8
1
No.3
枸骨
3
1.5
4
备注
由于拉样方时有践踏，会导致数据可能存在误差。
牛鼻栓
1
3
1
未知灌木
2
1.7
2
表三草本小样方调查表
样方
物种
名称
盖度
（％）
平均
高m
分布
状况
样方
物种
名称
盖度
（％）
平均
高m
分布
状况
No.1
淡竹叶
0.5
0.025
随机分布
No.4
淡竹叶
1
0.05
随机分布
沿阶草
1
0.02
集群分布
沿阶草
0.05
0.02
随机分布
天葵
0.2
0.02
随机分布
天葵
0.01
0.02
随机分布
络石
0.01
0.02
随机分布
未知蕨类
0.01
0.02
单独分布
No.2
络石
1
0.03
集群分布
No.5
沿阶草
50
0.05
集群分布
沿阶草
2
0.02
集群分布
络石
20
0.02
随机分布
天葵
0.1
0.02
随机分布
未知蕨类
0.08
0.15
单独分布
No.3
淡竹叶
0.1
0.03
随机分布
备注
由于拉样方时有践踏，会导致数据可能存在误差。
天葵
0.05
0.01
随机分布
沿阶草
0.1
0.01
集群分布
未知蕨类
0.1
0.02
集群分布
五、实习结果计算、整理
（1）重要值的计算（IVinvestigation）
种的个体数量指标
1.多度：
是表示一个种在群落中的个体数目。
相对多度即每个树种占全部树的比例
2.频度
指树种在样方中出现的频率。
常按包含该种个体样方占全部样方数的百分比计算。
相对频度即每个树种占全部树种的比例
3.盖度
指植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比即投影盖度。
有时也用植物基部的覆盖面积表示，这种盖度称为基盖度。
对于森林群落常以树木1.3米处断面积来计算。
I重要值=【相对密度（多度）（﹪）+相对频度（﹪）+相对显著度（﹪）】/300
数据如下表所示：
乔木层重要值
树种
多度
相对密度
相对频度
相对显著度
重要值
栓皮栎
15
0.79
0.67
0.66
0.71
麻栎
3
0.16
0.17
0.03
0.12
枫香
1
0.05
0.17
0.31
0.17
总和
19
1
1
1
1
灌木层重要值
物种
多度
相对密度
频度
相对频度
相对显著度
重要值
牛鼻栓
8
0.296
1
5/13
0.0487
0.244
小蜡
3
0.111
1/5
1/13
0.393
0.195
枸骨
4
0.148
1/5
1/13
0.0236
0.084
白桦
2
0.074
1/5
1/13
0.471
0.208
老鸦柿
4
0.148
1/5
1/13
0.0157
0.081
未知灌木
4
0.148
2/5
2/13
0.0471
0.117
蔷薇
1
0.037
1/5
1/13
0.0008
0.038
蓬蕾
1
0.037
1/5
1/13
0.0003
0.038
总和
27
1
13/5
1
1
1
草本层重要值
物种
多度
相对密度
频度
相对频度
相对显著度
重要值
淡叶竹
4
0.143
3/5
3/17
0.021
0.113
沿阶草
12
0.429
1
5/17
0.696
0.473
络石
6
0.214
3/5
3/17
0.276
0.222
天葵
4
0.142
4/5
4/17
0.0047
0.127
未知蕨类
2
0.072
2/5
2/17
0.0023
0.065
总和
28
1
17/5
1
1
1
（2）物种多样性指数（Biodiversityindexes）
它是表征物种多样性的指数，是物种丰富度和均匀度的综合指标。
代表性的多样性指数有辛普森多样性指数和香农-维纳多样性指数。
物种多样性指数包含两个方面的意义：
一是群落所含物种的多寡，即物种丰富度；二是群落中各个种的相对密度，即物种均匀度
多样性指数是反映和计算丰富度和均匀度的综合指标
1.物种丰富度指数
a．格莱森Gleason（1992）指数：
D=S/㏑A
式中A为单位面积，S为群落中的物种数目
b.马格莱夫Margalef（1951,1957,1958）指数：
D=（S-1）/㏑N
式中S为群落中的总物种数，N为观察到的个体总数
从样方中的测量数据可知：
A=400㎡
林分不同层次的物种多样性指数
林分层主要树木
Pi
格莱森指数
D=S/lnA
马格莱夫指数
D=（S-1）/lnN
乔木
栓皮栎
15/19
0.501
0.679
麻栎
3/19
枫香
1/19
灌木
牛鼻栓
8/27
1.335
2.124
白桦
2/27
老鸦柿
4/27
蔷薇
1/27
蓬蕾
1/27
枸骨
4/27
未知灌木
4/27
小蜡
3/27
草本
络石
6/28
0．835
1.2004
淡竹叶
4/28
沿阶草
12/28
天葵
4/28
未知蕨类
2/28
整个林分多样性指数分析
层次品种
指数种类
乔木
灌木
草本
品种
Pi
品种
Pi
品种
Pi
栓皮栎
15/74
牛鼻栓
8/74
络石
6/74
麻栎
3/74
白桦
2/74
淡竹叶
4/74
枫香
1/74
老鸦柿
4/74
沿阶草
12/74
蔷薇
1/74
天葵
4/74
蓬蕾
1/74
未知蕨类
2/74
枸骨
4/74
未知灌木
4/74
小蜡
3/74
格莱森指数
D=S/lnA=2.67
马格莱夫指数
D=（S-1）/lnN=3.49
2辛普森Simposon指数:
D=1-∑Pi²
3.种间相遇机率（PIE）指数:
D=N（N-1）/∑Ni（Ni-1）
4.香农指数Shannon-wiener指数：
H’=﹣∑（Pi·lnPi）
5.Pielou均匀度指数：
E=H/Hmax
林分不同层次的物种多样性指数
林分层主要树木
Pi
辛普森指数
D=1-∑Pi²
香农指数
H’=﹣∑
（Pi·lnPi）
Pielou均匀度指数
E=H/Hmax
种间相遇几率指数:
D=N（N-1）/∑Ni（Ni-1）
乔木
栓皮栎
15/19
0.350
0.634
0.577
1.583
麻栎
3/19
枫香
1/19
灌木
牛鼻栓
8/27
0.826
1.889
0.908
7.02
白桦
2/27
老鸦柿
4/27
蔷薇
1/27
蓬蕾
1/27
枸骨
4/27
未知灌木
4/27
小蜡
3/27
草本
络石
6/28
0.724
1.488
0.899
4.069
淡竹叶
4/28
沿阶草
12/28
天葵
4/28
未知蕨类
2/28
整个林分多样性指数分析
层次品种
指数种类
乔木
灌木
草本
品种
Pi
品种
Pi
品种
Pi
栓皮栎
15/74
牛鼻栓
8/74
络石
6/74
麻栎
3/74
白桦
2/74
淡竹叶
4/74
枫香
1/74
老鸦柿
4/74
沿阶草
12/74
蔷薇
1/74
天葵
4/74
蓬蕾
1/74
未知蕨类
2/74
枸骨
4/74
未知灌木
4/74
小蜡
3/74
辛普森指数
D=1-∑Pi²=0.894
香农指数
H=﹣∑（Pi·lnPi）=2.476
种间相遇机率
D=N（N-1）/∑Ni（Ni-1）=10.718
六、实验数据分析
1.重要值是研究某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标。
是相对密度、相对频度、相对优势度的总和。
其值一般介于0～300之间。
其值越大在样方中占有越大的地位也越重要。
所以通过计算结果可知在此样地乔木中栓皮栎，灌木种牛鼻栓，草本中沿阶草在不同层次中占有主要的地位和作用，而栓皮栎在整个样方中占有最主要的地位。
2.格莱森指数和马格莱夫指数均反映该层次或样地的物种丰富度。
其中，层次或样地中的物种种类越多格莱森和马格莱夫指数就越高。
当群落中物种数目相同，样方面积相同时，马格莱夫指数反映生物群聚的密集程度，此时，马格莱夫指数越小，代表生物越密集。
所以由计算结果可知三个层次中物种丰富度分别为灌木层、草本层和乔木层。
同样生物群聚密集程度为灌木层、草本层和乔木层。
3.辛普森多样性指数代表随机取得两个个体属于不同物种的概率。
辛普森指数越小，任意两个个体属于同一物种的可能性越大，该区间内物种丰富度越低，稳定性越高。
所以根据计算结果可知乔木层属于同一物种可能性最大，其次是草本层，然后是灌木层。
稳定性从高到低即丰富度从低到高为乔木层，草本层，灌木层。
4.通过香农指数和均匀度指数可以得到以下结论：
（1）.种类数目越多，多样性越大，即H值越大。
数据显示出多样性由大到小为灌木层，草本层，乔木层，这和格莱森指数与马格莱夫指数计算的结果相似。
如：
分层分析时，乔木的H值就低于灌木和草本，其原因就是乔木的品种较单一。
（2）.香农指数只能反映出群落的物种数，却不能反映物种在群落中的地位，如灌木、草本的H值远高于乔木，但是这不意味着在这片林分中，灌木或草本就占着主导地位。
5.Pielou均匀度指数表示群落里各物种分布的均匀度。
均匀度指数取值范围在0到1之间，均匀度为0表示物种单一，无其他物种，分布不均匀；均匀度为1代表各物种数量一致，分布均匀。
均匀度越大物种分布越均匀。
如数据均匀度由大到小为灌木、草本，乔木。
2.森林群落调查火炬松人工林
（1）样方的区域划分图：
C
B
D
A
（2）表一乔木层小样方调查表
样方
序号
树种名称
胸径㎝
树高m
高度（冠幅m×m）
A
1
杉木
5.96
4.0
1.5×1.2
2
火炬松
28.7
17
2.2×1.9
3
火炬松
20.9
11.2
15.1×12.3
4
火炬松
31.2
9.5
9.2×12.4
B
5
火炬松
24.2
13
4.4×3.5
6
火炬松
14.9
11.5
6×5
7
火炬松
24.1
9.5
6.6×3.5
C
8
火炬松
15.1
11.5
4×2.5
9
火炬松
26.2
16.5
9.4×10.3
10
火炬松
23.6
18.5
9×5.2
D
11
火炬松
23.4
13.1
8.5×6
12
火炬松
9.55
10.5
4.3×3.1
13
火炬松
22.4
13
11.5×9.2
14
火炬松
24.5
13.5
12.3×7.6
表二灌木层、下木小样方调查表
样方
物种
名称
盖度
（％）
平均
高m
多度
（株）
样方
物种
名称
盖度
（％）
平均
高m
多度
（株）
No.1
小蜡
2
0.4
5
No.4
竹
2
1.8
4
板栗
2
0.6
1
短柄炮
0.2
2.5
4
蔷薇科
3
0.5
2
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