森林生态学 教学实习指导书 林学院森林生态教研室编 西北农林科技大学 二0一三年六月
森林生态学 教学实习指导书 林学院森林生态教研室 编 西 北 农 林 科 技 大 学 二○一三年六月
一.目地和意义 1.通过森林生态学野外实习，加深学生对森林生态学基本理论和知识 的理解，增强学生对森林生态系统结构和功能的认识 2.了解生态学中植被群落调查的基本方法和植被垂直分布的规律： 3.奠定一个能运用生态学原理全面地、综合地认识，分析和处理林业 生产中有关生态学问题的基础： 4.培养学生将理论知识与实践相结合的能力，在实践中培养学生发现 问题、分析问题、解决问题的能力以及创新的意识： 5.通过实习培养学生吃苦耐劳的品质、团结协作的精神以及热爱大自 然和崇尚科学的风尚。 二.地点和时间 1.地点：火地塘教学实习基地 秦岭火地塘森林生态站位于秦岭山脉中段南坡宁陕县境内的火地塘林 区，北纬3318'-3328'，东经10821'~10839，海拔在1450-2500m之间。 其拥有自主林权的试验观测基地面积2037h㎡？。观测区内森林覆被率 91.8%,年均气温12℃，年均降水量1023mm,属湿润山地森林区。土壤主 要是花岗岩母质上发育起来的山地棕壤。 火地塘林区植被垂直分布带明显、完整，类型多样。由低向高依次为含 有常绿树种的落叶阔叶林带、落叶阔叶林带、针阔叶混交林带、针叶林带 1
1 一．目地和意义 1. 通过森林生态学野外实习,加深学生对森林生态学基本理论和知识 的理解,增强学生对森林生态系统结构和功能的认识； 2.了解生态学中植被群落调查的基本方法和植被垂直分布的规律； 3. 奠定一个能运用生态学原理全面地、综合地认识，分析和处理林业 生产中有关生态学问题的基础； 4. 培养学生将理论知识与实践相结合的能力，在实践中培养学生发现 问题、分析问题、解决问题的能力以及创新的意识； 5. 通过实习培养学生吃苦耐劳的品质、团结协作的精神以及热爱大自 然和崇尚科学的风尚。 二．地点和时间 1. 地点：火地塘教学实习基地 秦岭火地塘森林生态站位于秦岭山脉中段南坡宁陕县境内的火地塘林 区，北纬 33°18′~33°28′，东经 108°21′~108°39′，海拔在 1450~2500m 之间。 其拥有自主林权的试验观测基地面积 2037hm2。观测区内森林覆被率 91.8 %，年均气温 12℃，年均降水量 1023mm，属湿润山地森林区。土壤主 要是花岗岩母质上发育起来的山地棕壤。 火地塘林区植被垂直分布带明显、完整，类型多样。由低向高依次为含 有常绿树种的落叶阔叶林带、 落叶阔叶林带、针阔叶混交林带、针叶林带
(暗针叶林带)等4个植被带：有寒温性针叶林、温性针叶林、暖性针叶林 温性针阔叶混交林、落叶阔叶林、常绿一落叶阔叶混交林等6个：主要群系 18个，如锐齿栎林、华山松林、油松林、红桦林、铁杉林、巴山冷杉林等。 火地塘林区植被的垂直分布是我国广域植被水平地带性（北亚热带到寒温 带)的缩影，是在小区域内多类型生态系统综合研究的理想场所。 该区植物种类丰富，计有种子植物1026种，占秦岭种子植物总种数的 32.8%,科总数的89.2%，是秦岭山区植物种类的富集地之一。该区植物区 系地理成分复杂，是我国植物区系东西交汇，南北过渡的重要地区之一。 2.时间：6月24日-28日：8月28日-9月4日。 三.所需要的工具和仪器 海拔仪，罗盘仪，检尺，竹竿，测高仪，卫星定位仪(GPS),砍刀，剪 刀，标本夹，记录本，号牌，标签。 四.组织与实施 1.实习的组织 野外实习的教学过程，由专业老师负责，专业老师应具有丰富的教学经 验，业务过硬。学生以班级为单位进行实习，每个班级分成23个实习小组， 每组7-8人，并推举一名组长，负责本组组员的野外实习分工和作业、外出 安全、领还仪器、收交本组的全部资料及实习报告。 2.日程安排（可根据实际情况调整) 外业期间，白天外出调查，晚上应及时分析取回的材料。实习总天数为 5天。 2.1植被垂直带谱，林型观察，1天。 2
2 （暗针叶林带）等 4 个植被带；有寒温性针叶林、温性针叶林、暖性针叶林、 温性针阔叶混交林、落叶阔叶林、常绿—落叶阔叶混交林等 6 个；主要群系 18 个，如锐齿栎林、华山松林、油松林、红桦林、铁杉林、巴山冷杉林等。 火地塘林区植被的垂直分布是我国广域植被水平地带性（北亚热带到寒温 带）的缩影，是在小区域内多类型生态系统综合研究的理想场所。 该区植物种类丰富，计有种子植物 1026 种，占秦岭种子植物总种数的 32.8%，科总数的 89.2%，是秦岭山区植物种类的富集地之一。该区植物区 系地理成分复杂，是我国植物区系东西交汇，南北过渡的重要地区之一。 2. 时间：6 月 24 日- 28 日；8 月 28 日- 9 月 4 日。 三．所需要的工具和仪器 海拔仪，罗盘仪，检尺，竹竿，测高仪，卫星定位仪（GPS）, 砍刀，剪 刀，标本夹，记录本，号牌，标签。 四．组织与实施 1. 实习的组织 野外实习的教学过程，由专业老师负责，专业老师应具有丰富的教学经 验，业务过硬。学生以班级为单位进行实习，每个班级分成 2-3 个实习小组， 每组 7-8 人，并推举一名组长，负责本组组员的野外实习分工和作业、外出 安全、领还仪器、收交本组的全部资料及实习报告。 2．日程安排（可根据实际情况调整） 外业期间，白天外出调查，晚上应及时分析取回的材料。实习总天数为 5 天。 2.1 植被垂直带谱，林型观察，1 天
2.2定位标准地测设，1天。 2.3群落组成及结构调查，1天。 2.4森林更新调查，1天。 2.5参观生态定位站，1天。 3.纪律要求 遵守实习基地的有关规定，按时作息：实习中严禁个人脱离实习队伍单 独行动：注意避开危险路段，注意林区防火：实习中要注意保护动植物资源。 4.安全注意事项 雷暴的防护，远离孤立大树和有水的区域：虫蛇叮咬的防护，要防范蚂 蟥、蜱、蜂和蛇的叮咬。 五.实习内容 1.垂直带谱 山体植被最显著的特征是随着海拔的上升，更替着不同的植被带，这就 是植被分布的垂直地带性。由于火地塘林场海拔高差较大，土壤和气候垂直 分布明显，温度和水分条件差异显著，因而植被在水平基带的基础上，在不 同海拔上形成了鲜明的垂直带谱（表）。 表】火地塘林场不同植被类型随海拔分布 海拔高度 群落 优势种 800m以下 含有常绿树种的落叶阔叶棕榈，杉木，马尾松， 3
3 2.2 定位标准地测设，1 天。 2.3 群落组成及结构调查，1 天。 2.4 森林更新调查，1 天。 2.5 参观生态定位站，1 天。 3. 纪律要求 遵守实习基地的有关规定，按时作息；实习中严禁个人脱离实习队伍单 独行动；注意避开危险路段，注意林区防火；实习中要注意保护动植物资源。 4. 安全注意事项 雷暴的防护，远离孤立大树和有水的区域；虫蛇叮咬的防护，要防范蚂 蟥、蜱、蜂和蛇的叮咬。 五．实习内容 1. 垂直带谱 山体植被最显著的特征是随着海拔的上升，更替着不同的植被带，这就 是植被分布的垂直地带性。由于火地塘林场海拔高差较大，土壤和气候垂直 分布明显，温度和水分条件差异显著，因而植被在水平基带的基础上，在不 同海拔上形成了鲜明的垂直带谱(表 1)。 表 1 火地塘林场不同植被类型随海拔分布 海拔高度 群落 优势种 800 m 以下 含有常绿树种的落叶阔叶 棕榈，杉木，马尾松
林 栓皮栎，油桐 800m到1400m 落叶阔叶林 槲栎，麻栎，毛栎 1400m到1800m 针阔混交林（松栎亚带） 油松，锐齿栎 1800m到2200m 针阔混交林（松桦亚带】 华山松，红桦 2200m到2400m 桦木林带 红桦，牛皮桦 2400m到2600m 寒温性针叶林 巴山冷杉，秦岭冷杉 2600m以上 高山灌丛 杜鹃、爬柏、忍冬 2.定位标准地的测设 2.1标准地面积及境界的测定 用罗盘仪测出20×20m2或20×30m2的标准地（抚育伐的标准地应大一 些，一般要求不小于0.2公顷，株数不少于600株)，砍开境界线，四角埋 设标桩，测量误差不得大于1200。 2.2标准地调查 ①填写森林生态试验标准地概况表（见调查表一） ②每木编号，在每木（胸径大于3厘米者）的胸高(1.3米)处钉一号码牌， 牌子在树杆上一律面朝山脊方向，以利检尺及日后复测。 ③海木检尺，分别测胸径、冠幅、枝下高、生长级（用克拉夫特五级分类）。 年龄则视情况而定，若为人工林，可访问栽树年代。 ④树高测定，中央径阶测五株，其它径阶测三株，幼林用竹干测，大树用测 4
4 林 栓皮栎，油桐 800 m 到 1400 m 落叶阔叶林 槲栎，麻栎，毛栎 1400 m 到 1800 m 针阔混交林（松栎亚带） 油松，锐齿栎 1800 m 到 2200 m 针阔混交林（松桦亚带） 华山松，红桦 2200 m 到 2400 m 桦木林带 红桦，牛皮桦 2400 m 到 2600 m 寒温性针叶林 巴山冷杉，秦岭冷杉 2600 m 以上 高山灌丛 杜鹃、爬柏、忍冬 2. 定位标准地的测设 2.1 标准地面积及境界的测定 用罗盘仪测出 20×20m2 或 20×30m2 的标准地（抚育伐的标准地应大一 些，一般要求不小于 0.2 公顷，株数不少于 600 株），砍开境界线，四角埋 设标桩，测量误差不得大于 1/200。 2.2 标准地调查 ①填写森林生态试验标准地概况表（见调查表一） ②每木编号，在每木（胸径大于 3 厘米者）的胸高（1.3 米）处钉一号码牌， 牌子在树杆上一律面朝山脊方向，以利检尺及日后复测。 ③每木检尺，分别测胸径、冠幅、枝下高、生长级（用克拉夫特五级分类）。 年龄则视情况而定，若为人工林，可访问栽树年代。 ④树高测定，中央径阶测五株，其它径阶测三株，幼林用竹干测，大树用测
高仪测定：有时根据需要进行每木实测。 ⑤绘制树高曲线，求出平均直径后，再用树高曲线求平均高。然后，在标准 地外选伐平均木，该平均木高和平均高误差不大于5%，直径和平均直径相 差不过±0.5厘米。 ⑥绘制林木定位图及群落剖面（林相）图，按一定比例尺在方格纸上绘出每 株林木的水平位置，描出树冠投影，以反映森林的水平结构，同时绘出乔木 层、下木层、草木层的垂直剖面，以反映林相。 3.群落组成及结构调查 3.1样地数及样地最小面积的确定（种一面种曲线法）： ①在踏察及路线调查基础上，根据优势种、群落生境、植物生长状况选 择典型的地段作为样地。 ②按下列图示方法，不断扩大样地面积。 第一次取样面积1×1m2(1) 第二次取样面积1×2m(2) 第三次取样面积2×2m(3) 第四次取样面积2×4m2(4) 第五次取样面积4×4m(5) 以此类推： 4
5 高仪测定；有时根据需要进行每木实测。 ⑤绘制树高曲线，求出平均直径后，再用树高曲线求平均高。然后，在标准 地外选伐平均木，该平均木高和平均高误差不大于 5%，直径和平均直径相 差不过±0.5 厘米。 ⑥绘制林木定位图及群落剖面（林相）图，按一定比例尺在方格纸上绘出每 株林木的水平位置，描出树冠投影，以反映森林的水平结构，同时绘出乔木 层、下木层、草木层的垂直剖面，以反映林相。 3. 群落组成及结构调查 3.1 样地数及样地最小面积的确定（种—面种曲线法）： ①在踏察及路线调查基础上，根据优势种、群落生境、植物生长状况选 择典型的地段作为样地。 ②按下列图示方法，不断扩大样地面积。 第一次取样面积 1×1m 2（1） 第二次取样面积 1×2m 2（2） 第三次取样面积 2×2m 2（3） 第四次取样面积 2×4m 2（4） 第五次取样面积 4×4m 2（5） 以此类推： 1 2 4
每扩大一次，要登记新增加的植物种类。开始样地面积扩大，植物种类 的数目也随之迅速增加，之后，随面积扩大，植物种类增加数目逐渐减少 最后面积再扩大，植物种类很少增加。按照面积扩大和植物种类增加的累积 数二者间的关系，可绘出调查群落的种类一一面积曲线。曲线开始平伸的一 点所对应的面积即为最小面积。 个 物 20 种 0 1 4 8 16 32→ 样地面积(m2) 群落种类一一面积曲线示意图 3.2密度：表示群落中林木或样方中各种植物的疏密状况，故用单位面 积上株数多少表示： 林木株裁 密度一标准地面积 某个种的个数 或 样方面积 6
6 1 2 4 8 16 32 3 5 每扩大一次，要登记新增加的植物种类。开始样地面积扩大，植物种类 的数目也随之迅速增加，之后，随面积扩大，植物种类增加数目逐渐减少， 最后面积再扩大，植物种类很少增加。按照面积扩大和植物种类增加的累积 数二者间的关系，可绘出调查群落的种类——面积曲线。曲线开始平伸的一 点所对应的面积即为最小面积。 20 10 0 群落种类——面积曲线示意图 3.2 密度：表示群落中林木或样方中各种植物的疏密状况，故用单位面 积上株数多少表示： 标准地面积 林木株数 密度 = 或 样方面积 某个种的个数 植 物 种 数 样地面积（m2）
相时指度一瓷m 3.3多度：用多度来描述下木或活地被物地样方中多少的程度。常用德 鲁捷多度分类法记载。 附：德鲁捷多度等级表 记载符号 原名 译名 un uncum 仅见一株 Sol Soliariae 稀少 Sp Sparae Copl Copiosael 尚多 Cop2 Copiosae2 多 Cop3 Copiosae3 很多 Soc Sociales 极多 3.4郁闭度和盖度 郁闭度指林分中林冠投影面积与林地面积之比，用十分法表示，仅对乔 木而言。 郁闭度=林冠投影面积 标准地面积 (林冠投影法) 郁闭度。林冠取截长度之和 或 样线长度 (样线法) 盖度指下木、活地被物所遮盖面积与样方面积之比。用百分数表示，多 7
7 = 100% 样地上的总株数 某个种的株数 相对密度 3.3 多度：用多度来描述下木或活地被物地样方中多少的程度。常用德 鲁捷多度分类法记载。 附：德鲁捷多度等级表 记载符号 原 名 译 名 un uncum 仅见一株 Sol Soliariae 稀少 Sp Sparae 少 Cop1 Copiosae1 尚多 Cop2 Copiosae2 多 Cop3 Copiosae3 很多 Soc Sociales 极多 3.4 郁闭度和盖度 郁闭度指林分中林冠投影面积与林地面积之比，用十分法表示，仅对乔 木而言。 标准地面积 林冠投影面积 郁闭度 = （林冠投影法） 或 样线长度 林冠取截长度之和 郁闭度 = （样线法） 盖度指下木、活地被物所遮盖面积与样方面积之比。用百分数表示，多
采用目测估计。 3.5颍度，指一个种在一定面积上所有样方中出现的次数。用百分数表 示： 频度.某个种出现的样方邀×10% 总样方数 3.6生活型谱 把样地上所有的植物按瑙基耶尔(Raunkiaer,1934)的分类方法，鉴 定每种植物各属什么生活型，统计每一类生活型中的植物种类数目，求出百 分率： 某一生活型的百分数。群落中某一生活型植物种数×10 群落中全部植物总数 把统计结果列成表（或制成柱状图解），即为群落的生活型谱。 4.森林更新调查 4.1样方（圆）法 此法最为通用。调查时以同一林型（或立地类型）为单位。样方面积多 采用4平方米，共25-30个：当幼苗、幼树2的数量较多，分布较均匀时， 也有用1平方米的，计15-20个。布置样方有机械和随机两种，前者在林型 (或立地类型)地段内全面、等距离机械布置样方：后者可在若干随机点上 不带主观地向四周扔出一系列标志的标竿或铁片等作为更新样方的中心点 (如下图)。 更新样方（圆） 更新样方（圆】 随机点 型（或立地类型）界
8 采用目测估计。 3.5 频度，指一个种在一定面积上所有样方中出现的次数。用百分数表 示： = 100% 总样方数 某个种出现的样方数 频度 3.6 生活型谱 把样地上所有的植物按瑙基耶尔（Raunkiaer, 1934）的分类方法，鉴 定每种植物各属什么生活型，统计每一类生活型中的植物种类数目，求出百 分率： = 100 群落中全部植物总数 群落中某一生活型植物 种数 某一生活型的百分数 把统计结果列成表（或制成柱状图解），即为群落的生活型谱。 4. 森林更新调查 4.1 样方（圆）法① 此法最为通用。调查时以同一林型（或立地类型）为单位。样方面积多 采用 4 平方米，共 25-30 个；当幼苗、幼树②的数量较多，分布较均匀时， 也有用 1 平方米的，计 15-20 个。布置样方有机械和随机两种，前者在林型 （或立地类型）地段内全面、等距离机械布置样方；后者可在若干随机点上 不带主观地向四周扔出一系列标志的标竿或铁片等作为更新样方的中心点 （如下图）。 ① 样方（圆）以后统一简称样方。 ② 幼苗、幼树以后统一简称幼树
a.机械布置样方 b.随机布置样方 图1机械和随机布样示意图 样方（圆）内的幼树要分别树种、起源、生长状况和高度级（如属采伐 迹地，还需分别采伐前、后更新的幼树)逐株查数，记入表1。 为了方便，也有只调查“频度”的。此时，不论每个更新样方内有多少 株幼树，只记载其中的主要树种的最高一株幼树，其余都略去不计（如无主 要树种，则记次要树种)。记入表1时，也只在该样方栏内写上某树种在某 高度级内有更新：没有幼树更新的样方就记“无”。 9
9 a.机械布置样方 b.随机布置样方 图 1 机械和随机布样示意图 样方（圆）内的幼树要分别树种、起源、生长状况和高度级（如属采伐 迹地，还需分别采伐前、后更新的幼树）逐株查数，记入表 1。 为了方便，也有只调查“频度”的。此时，不论每个更新样方内有多少 株幼树，只记载其中的主要树种的最高一株幼树，其余都略去不计（如无主 要树种，则记次要树种）。记入表 1 时，也只在该样方栏内写上某树种在某 高度级内有更新；没有幼树更新的样方就记“无