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1、目 录中药资源学实验教学大纲2实验一 校内药用植物的识别与鉴定3实验二 植物群落的基本知识及其调查方法4实验三 紫金山野生中药资源调查5植物群落的基本知识及其调查方法6精选内容实验三、紫金山野生中药资源调查一、实验目的着重培养学生从事中药资源野外实践调查的实际操作能力，培养学生实事求是的科学态度、吃苦耐劳的精神，通过实验，加深学生对中药资源学基本理论与概念的理解，增强学生运用所学理论进行中药资源调查的实际能力。二、实验原理与方法植物群落的基本知识和植物群落调查的一般方法，见附录。三、实验仪器和设备样绳、皮尺、GPS仪、照相机等。四、实验内容和要求进行野外实地调查，掌握所调查区域的植被类型，药用
2、植物的种类，名称，测定某些药用植物出现的频度、多度，密度等，做好实验观察和记录。要求注明实验的时间、地点、经纬度、海拔高度、天气状况等。五、作业按照要求对野外调查结果进行详细记录，撰写实验报告。植物群落的基本知识及其调查方法 一、有关植物群落的基本知识 当我们去野外识别植物时，一般仅从分类学角度区分植物的类群，如这一株植物是什么科、什么属、什么种，它有哪些形态学特征等，却很少从生态学角度去观察，如该植物一般在怎样的生境中生长，它处于什么植物群落中的哪一层次，群落的基本特征如何，各层次的优势种群是什么，这一植物在某一群落中的密度、年龄结构等特征怎样，等等；而采用科学的方法了解这些植物群落学知识，
3、对我们认识植物的类群，并将它应用于中药资源理论研究和生产实践中，具有十分重要的意义。 (一)植物种群(plant population)的概念和基本特征（1）植物种群是指在一定空间中同一植物种类的个体的组合。它占据着特定空间，同时又具有潜在杂交能力。Population这个术语从拉丁语派生，一般译为人口，在遗传学中常译作“群体”，而在分类学中一般译为“居群”，“种群”是生态学和进化论中的译法。植物种群有着独有的特征，如密度、年龄结构、性比、内分布型等。 （2）种群密度(population density)。一个种群的个体数目多少，称为种群数量(number)或大小(size)。如果用单位面积
4、或单位容积内的个体数目来表示种群大小，则叫做种群密度，如 每公顷有多少株树。植物种群密度一方面取决于植物本身的生物学特性，如繁殖能力、种子的传播特性，另一方面取决于环境条件，即资源的丰富程度和生存空间所允许的限度等，并通过种群内部的自我调节，保持相对稳定。 (3)种群年龄结构(age structure)。种群的年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例或配置情况。年龄锥体(age pyramid)是以不同宽度的横柱从上到下配置而成的图。可按锥体形态把种群分为增长型、稳定型和下降型三种。对森林中的乔木种群来说，因年龄的判定不现实，通常用个体所处的大小级代替年龄来描述种群结构。 (4)种群的分布
5、格局(distribution pattern)。组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局称为种群的分布格局。它大致可分为三类：均匀(uniform)、随机(random)和集群(group)分布。在自然群落中的种群，呈随机分布的比较少见，均匀分布的极其罕见，而集群分布最为常见。 (5)种间联结与相关性(species association and correlation)。种间联结指群落中不同种群在空间分布上的相互关联性。它通常指成对种群的存在与否，是两个种群出现的相似性的一种尺度，是定性的数据。而种间相关性则不局限于种类的存在与否，它涉及的是两个变量，反映了定量的关系。不同种类的个体
6、在空间上的联结程度和相关性的测定，对研究两个种群的相互关系以及群落的组成和动态很有意义，它是客观认识自然种群的一种有效的途径。 (二)植物群落(plant community)和植被(vegetation)的概念 我们在野外可以发现，自然界的任何植物都极少单独生长，几乎都是聚集成群的。并且，群居在一起的植物并非杂乱的堆积，而是一个有规律的组合，这种一定植物种类的组合，会在环境相似的不同地段有规律地重复出现。每一个这样组合的单元就是一个植物群落，而植被则是一个地区植物群落的总和。 1植物群落的基本特征 植物群落的基本特征，主要指群落的外貌、结构、种类组成及其数量特征等。 (1)群落的外貌(phy
7、siognomy)。群落的外貌指群落的外表形态或相貌。它是群落与环境长期适应的结果，主要取决于植物种类的形态习性、生活型和叶型、周期性等。形态习性有高度、树冠形态、树皮外观等。生活型(1ife form)是植物对于综合环境条件的长期适应而在外貌上反映出来的植物类型，Raunkiaer曾建立了一个应用广泛的生活型分类系统，他以温度、湿度、水分作为揭示生活型的基本因素，以植物体在度过生活不利时期对恶劣条件的适应方式作为分类的基础。具体的是以休眠芽或复苏芽所处的位置的高低和保护的方式为依据，把高等植物分为高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、隐芽植物和一年生植物五大生活型类群，在各类群之下再按照植物体
8、的高度、芽有无芽鳞保护、落叶或常绿、茎的特点(草质、木质)，以及早生形态与肉质性等特征，再细分为30个较小的类群(具体见调查方法一节)。植物的叶型指叶片的形状和大小，它包括单、复叶，全缘或非全缘叶，叶质(厚革质、革质、纸质、膜质)，以及按叶面积大小划分的叶型级。某一地区某一植物群落内各类生活型(叶型)的数量对比关系称为生活型谱(叶型谱)。生活型谱与叶型谱在群落外貌研究中十分重要。周期性指群落中与季节性(或年际)等气候变化相关联的明显的周期现象，或称季相(aspect)，它与优势植物的物候相很有关系。 (2)群落的结构(structure)。群落结构是指群落的所有种类及其个体在空间中的配置状 态
9、。它包括垂直结构、水平结构和时间结构等。垂直(vertical)结构又称成层现象，是指群落的垂直分化或成层现象，它保证了群落对环境条件的充分利用；它有地上与地下成层现象之分， 它们是相对应的。在成熟的森林群落中，通常可以分为乔木层、灌木层、草本层和地被层四个基本层次，另有藤本、附生等层间植物。水平(horizontal)结构是指群落在空间上的水平分化或镶嵌现象。水平分化的基本结构单位是小群落(microcommunity)，它反映了群落的镶嵌性或异质性，形成原因是生境分布的异质性。时间(temporal)结构是指群落结构在时间上的分化或配置，它反映了群落结构随着时间的周期性变化而相应地发生更替
10、，这主要是由层片结构的季节性等变化引起的。 (3)群落的种类组成(species composition)。种类组成是形成群落结构和功能的基础，严格意义上指该群落所含有的一切植物，但常因研究对象和目的等的不同有所侧重，如森林群落的种类组成一般仅针对维管植物而言。种类组成的结果是建立在种类的数量特征(numerical characteristics，亦即群落中种群的数量特征)的取得的基础之上的，后者一般用以下几个参数来表征：种的多度(abundance)，表示某一种在群落中个体数的多少或丰富程度，通常多度为某一种类的个体数与群落中同一生活型或同一层次的植物种类个体数的总和之比。密度(densi
11、ty)，指单位面积上某种植物的个体数，它由该种植物的个体数与样方面积之比求得。盖度(coverage)，指植物在地面上覆盖的面积比例，表示植物实际所占据的水平空间的面积，它可分为投影盖度和基部盖度。投影盖度指植物枝叶所覆盖的土地面积；而基部盖度是指植物基部所占的地面面积，通常用基面积或胸高处断面积来表征。频度(frequency)，是指某一种类的个体在群落中水平分布的均匀程度，表示个体与不同空间部分的关系，为某种植物出现的样方数与全部样方之比。优势度(dominance)，指某个种在群落中所具有的作用和地位的大小，美国学者提出用重要值(importance value)来表示，其计算方法为：重
12、要值相对密度或多度(A)+相对频度(F)+相对显著度(乔木种类)(D)或相对盖度(灌木、草本种类)(C)3。重要值越大的种，在群落中的作用和地位越高。 2植物群落的分类 植物群落的分类是植物群落学中最复杂的问题之一，从19世纪至今，植物生态学家们根据不同的原则建立了多种植物群落分类系统，分类系统的建立主要依据以下几种原则：外貌原则、结构原则、区系原则、优势度原则、生态原则、演替原则和外貌一生态原则等。通常用群丛、群系和植被型作为分类的单位。苏联学派、北欧学派、法瑞学派、英美学派等植物生态学学派均有自己的分类系统。 这里简单地介绍一下中国植被的分类系统。中国植被分类的依据是，在划分植被的高级类型
13、时，侧重于外貌、结构和生态地理等方面，而在确定中级以下分类单位时，主要着重于植物种类组成。采用的主要分类单位有三级，即植被型(高级单位)、群系(中级单位)和群丛(基本单位)，每一级分类单位之上，各设一个辅助单位，之下设亚级。具体的分类系统为：植被型组(如阔叶林)、植被型(如常绿阔叶林)、植被亚型(如典型常绿阔叶林)、群系组(如青冈林)、群系(如青冈、红楠林)，亚群系(大多数无)和群丛(青冈、红楠一短柱柃狗脊群落)。 二、植物群落调查方法 要了解某一植物群落的特征，就必须在野外识别植物群落或植被片段，并通过取样的途径对其进行描述和研究，因为对其作百分之百的调查十分费时，并且对调查的大部分目的而言
14、根本无须这么做。根据研究目的，常用的调查方法有两种：一种以群落外貌(与结构)为基础，它适合于小比例尺大范围的研究或高级分类单位的划分；另一种则以群落的种类组成或区系成分为基础，它对大比例尺小范围的研究更为合适，但法瑞学派也把它用于大范围的植被分类与制图。由于时间关系只介绍后一种方法。 以群落结构和种类组成为基础的方法 用此方法可获得每一种类的多度、密度、盖度、频度、优势度等参数，从而可进行进一步的分析和分类。由于每一国家和地区的植被特点和文化背景的差异，不同的植物群落学学派的方法也各异，这里主要介绍英美学派的样方法。一般在植被的低级单位分类时以此方法为主。 1样方法 样方法(quadrat m
15、ethod)是植物群落调查中比较科学的、综合性的方法，采用这种方法可获得很多参数，从而能较准确地描述植物群落的各项特征。 (1)野外调查步骤 用样方法调查植物群落一般有以下五个步骤： 将植物群落或植被分成片段，并初步识别它。这需要有一定的研究经验和对群落的认识水平。 在已识别的群落片段中选择样地(plot)。选择的样地应符合下列要求：代表性，即样地的大小应包括属于该群落的绝大多数种类(即最小面积要求)；一致性，即样地范围内可能确定的生境应是一致的；同质性，群落尽可能是同质的，比如，样地内不应该有大的林窗，或不应是一个种在样地的半边占优势，而另一个种在样地的另半边占优势。决定取什么形状和大小的样
16、地，样地内怎样划分样方。形状如正方形、矩形、圆形等等。样地大小一般采用最小面积(minimal area)，并要求在该面积范围里，群落的种类组成及数量特征等能得以充分的体现。 决定要记录或测量的是哪些参数或统计指标(主要是能反映群落和种群特征的那些参数)。对群落进行详细调查。(2)最小面积的确定方法最小面积的确定十分重要，通常是采用逐步扩大样地面积的方法，用种的数目与样地的关系，绘制一个“种一面积”曲线(图)，再根据肉眼识别，或以预定的坡度或曲率，判断曲线开始平伸的一点所示的面积，作为最小面积。不同群落类型的最小面积是不一样的，如几种主要的森林植被类型的最小面积为：热带雨林25004000m2
17、，南亚热带常绿阔叶林1200m2，中亚热带常绿阔叶林400800m2。(一般取400m2)，落叶阔叶林200500m2，常绿针叶林100250m2。在进行某一种植物群落调查时，首先需要通过大面积样地的调查得出最小面积，然后用多个最小面积的样地进行具体的调查。确定样方最小面积的程序 (按左图所示方式，成倍扩大样方面积，记录出现的种数，根据记录绘出如右图所示的种一面积曲线) (3)调查内容 在确定所调查的群落的地点后，先根据表对群落(样地)的概貌进行记录，并用样绳拉好样地(以中亚热带常绿阔叶林20m20m为例)，样地内分16个5m5m乔木层调查样方、8个2m2m灌木层调查样方、8个lmlm草本层调
18、查样方(图)，然后分乔木层、灌木层和草本层分别按表和表作调查和记录，同时记录样地内藤本植物种类。调查的工具和材料除了样绳和记录表外，尚需带海拔仪、指南针、坡度仪、铅笔、橡皮、卷尺等。表1 群落(样地)概貌登记表总样地号 样地号海拔 坡向坡度 群落类型总郁闭度 样地面积 m m地形特点 土壤类型土壤厚度岩石裸露率 死地被层覆盖率 死地被层厚度人类干扰程度 周围生境状况乔木层高度盖度优势种伴生种第一亚层高度盖度第二亚层高度 盖度第三亚层高度 盖度灌木层高度盖度优势种伴生种第一亚层高度盖度第二亚层高度 盖度第三亚层高度 盖度草本层高度 盖度优势种伴生种常见藤本植物 注：群落类型和土壤类型尽可能为较低
19、的分类单位；总郁闭度指群落所有植物在地面的投影面积与相应的地面面积之比(O1)；地形特点如山顶、山脊、上坡、中坡、下坡、沟谷、山麓等；盖度为植冠在地面的投影面积占相应的地面面积的百分比(0100)；藤本植物最好能记全。20m20m样地及其中的样方设置图注：图中，116为乔木层调查样方，面积均为5m5m，在其中选择8个样方，用机械布点法，在其角上布置2m 2m，灌木层样方和lmlm的草本层样方(18号)各8个。表2 乔木层调查记录表样方(格子)号 种类胸径(围)(cm)基径(围)(cm) 树高(m)冠幅(mm) 长势注：表中胸径(围)基径(围)为胸高处(树干上坡方向离地面1.3m)基部(树干上坡
20、方向离地面lOcm)处的直径(周长)，如在1.3mlOcm处有两个以上树干，需分别测定，在几个数据间加上“+ ”，它们属同一株，密度、多度和频度等指标中以一个个体计算，但在显著度中应相加，凡属于同一根系向上长的树干均应如此处理；枝下高为明显影响树冠的第一主枝的高度；冠幅为树冠宽幅最大处直径乘以与之垂直的直径；长势分好、较好、一般、差，一些比较特殊的状况如多高处截断或被砍等可注出。表3灌木层和草本层调查记录表高度(cm)样方号种类个体数盖度()最高一般最低注：表中个体数指样方内某一种类的丛数(由同一根系长成)；盖度指这一种类所有个体的植冠在地面的投影面积之和占样方面积的百分比。 (4)数据处理和
21、分析 垂直结构 将按表2和表3得出的数据，以高度为横坐标、个体数为纵坐标，绘出高度一个体数直方图，从而可知群落的垂直分层状况。 种类组成 密度某一种类的个体数取样面积， 相对密度()某一种类的密度所有种类的密度之和100； 显著度乔木层某一种类的胸高处断面积取样面积， 相对显著度()某一种类的显著度所有种类的显著度之和100； 盖度灌木层或草本层某一种类的盖度取样面积， 相对盖度()某一种类的盖度所有种类的盖度之和100； 频度某一种类出现的样方数取样样方数， 相对频度()某一种类的频度所有种类的频度之和100； 重要值相对密度(A)+相对频度(F)+相对显著度(乔木种类)(D)或相对盖度(灌木、草本种类)(C)3。
