荒漠生態(tài)系統(tǒng)生物野外觀測(cè)規(guī)范與方法-

1、5 荒漠生態(tài)系統(tǒng)生物野外觀測(cè)規(guī)范與方法我國的荒漠生態(tài)系統(tǒng)(含半荒漠生態(tài)系統(tǒng)主要分布于西北干旱、半干旱地區(qū)。氣候干旱、風(fēng)沙活動(dòng)強(qiáng)烈、植被稀疏,是其區(qū)別于其它生態(tài)系統(tǒng)類型的主要外部標(biāo)志。在荒漠、半荒漠地區(qū),由于植被稀疏、土壤含沙量高和風(fēng)力強(qiáng)勁頻繁,風(fēng)蝕或積沙現(xiàn)象普遍,土壤和植被穩(wěn)定性較差。因此,對(duì)荒漠生態(tài)系統(tǒng)的長期觀測(cè)具有重要的意義。在荒漠地區(qū),綠洲農(nóng)業(yè)往往是土地利用的重要形式,而且對(duì)整個(gè)荒漠地區(qū)的水分與能量平衡產(chǎn)生重要影響,因此非常有必要對(duì)其進(jìn)行長期觀測(cè)。對(duì)綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)的生物長期觀測(cè),包括樣地設(shè)置規(guī)范、觀測(cè)指標(biāo)、野外觀測(cè)規(guī)范與方法等,可參見本書第7章相關(guān)內(nèi)容。本章的內(nèi)容只針對(duì)荒漠生態(tài)系統(tǒng)荒漠區(qū)的生

2、物野外長期觀測(cè)。半荒漠、沙地等系統(tǒng)的觀測(cè)方法可參照?qǐng)?zhí)行。5.1 觀測(cè)場(chǎng)設(shè)置與采樣設(shè)計(jì)荒漠生態(tài)站大都分布于農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)或荒漠與綠洲的過渡區(qū)(綠洲邊緣,雖然生態(tài)系統(tǒng)的主體是荒漠,但綠洲農(nóng)業(yè)的作用也不容忽視。因此,荒漠生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)觀測(cè)場(chǎng)的選擇和生物要素的觀測(cè),既要考慮區(qū)域環(huán)境特色,又要兼顧荒漠和綠洲兩種生態(tài)系統(tǒng)類型。因此,荒漠生態(tài)站應(yīng)該在荒漠區(qū)和綠洲農(nóng)田區(qū)各設(shè)1個(gè)主觀測(cè)場(chǎng),并在主觀測(cè)場(chǎng)附近及站區(qū)周圍的其它重要生態(tài)類型和主要利用方式地段上分別設(shè)置輔觀測(cè)場(chǎng)和站區(qū)調(diào)查點(diǎn)。其中,農(nóng)田區(qū)觀測(cè)場(chǎng)的設(shè)置,參見農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)部分(本書7.1節(jié),這里只給出荒漠生態(tài)系統(tǒng)荒漠區(qū)觀測(cè)場(chǎng)的設(shè)置和管理要求。參照森林生態(tài)系統(tǒng)的操作步

3、驟設(shè)置各個(gè)觀測(cè)場(chǎng)地,并完成各項(xiàng)材料的存檔。參見本書第7章7.1節(jié)。(1主觀測(cè)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置在本地區(qū)最具典型性和代表性的地段,要求地勢(shì)平坦、開闊,土壤和植被分布比較均勻。在主觀測(cè)場(chǎng)樣地四周100 m范圍內(nèi),不能有大的風(fēng)蝕區(qū),也不能處于正在快速移動(dòng)的流動(dòng)沙丘的下風(fēng)向,以避免受到風(fēng)蝕或風(fēng)沙流的影響。(2在干旱地區(qū),主觀測(cè)場(chǎng)要避開人畜頻繁活動(dòng)區(qū),特別要與農(nóng)業(yè)區(qū)保持一定距離。在半干旱地區(qū),主觀測(cè)場(chǎng)要注意避開那些土壤基質(zhì)不夠穩(wěn)定的地段。同時(shí),應(yīng)根據(jù)其地理位置、地貌地形特征及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì),保證未來百年內(nèi)主觀測(cè)場(chǎng)不會(huì)受到農(nóng)業(yè)開發(fā)或工業(yè)生產(chǎn)的明顯影響。(3主觀測(cè)場(chǎng)的面積應(yīng)為100 m×100 m;個(gè)別臺(tái)

4、站如果受地形限制而達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn),也必須保證不小于50 m×50 m。所選地塊最好是正方形;個(gè)別臺(tái)站受自然條件限制,地塊長寬比可適當(dāng)調(diào)整,但面積應(yīng)盡量滿足要求。觀測(cè)場(chǎng)周圍如果容易受到人為干擾,最好在100 m范圍內(nèi)設(shè)圍欄保護(hù),以減少受到的影響。(4主觀測(cè)場(chǎng)確定之后,應(yīng)該用圍欄進(jìn)行保護(hù),并設(shè)立警示標(biāo)志,以防止家畜進(jìn)入或人為破壞。同時(shí),在內(nèi)部日常觀測(cè)路線確定以后,應(yīng)對(duì)觀測(cè)線路進(jìn)行地面硬化(鋪磚或架設(shè)低矮觀測(cè)廊橋,以避免長期踐踏導(dǎo)致地表裸露,引起土壤風(fēng)蝕。(5主觀測(cè)場(chǎng)圍封以后,應(yīng)對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行樣地劃分。內(nèi)部樣地分為一塊非破壞性樣地和數(shù)塊破壞性樣地(參見森林,前者只做觀測(cè)性調(diào)查,不做破壞性取樣

5、,后者用于破壞性取樣?？蓪⒂^測(cè)場(chǎng)一分為四,將主風(fēng)向的上風(fēng)向處的一塊設(shè)為非破壞性樣地,主風(fēng)向的下風(fēng)向和側(cè)風(fēng)向的三塊樣地設(shè)為破壞性樣地。非破壞性樣地只做觀測(cè)性項(xiàng)目,破壞性樣地做全套觀測(cè)項(xiàng)目。(6在永久樣地,設(shè)置10個(gè)具有代表性的樣方,作為永久固定觀測(cè)樣方,用于植物群落物種組成的觀測(cè)。樣方大小參考下列指標(biāo):喬木層:20 m×20 m;灌木層:10 m×10 m(大灌木或5 m×5 m(半灌木;草本層:1 m×1 m。不同層次的樣方向下包含,即草本層樣方在灌木層樣方中劃取,灌木層樣方在喬木層樣方中劃取(如果有喬木層。(7主觀測(cè)場(chǎng)建立之后,應(yīng)對(duì)觀測(cè)區(qū)的整個(gè)地塊做一

6、次全面的綜合調(diào)查。通過取樣對(duì)土壤進(jìn)行一次機(jī)械組成、物理、化學(xué)等特性的全面取樣測(cè)定;對(duì)植被進(jìn)行一次詳細(xì)的種群和群落學(xué)調(diào)查,繪制植被圖。同時(shí),調(diào)查并記錄觀測(cè)點(diǎn)的地表特征及其周圍100 m范圍內(nèi)、特別是上風(fēng)向的立地情況。(8要注意加強(qiáng)主觀測(cè)場(chǎng)的日常管理,避免或減少各種自然和人為因素的干擾。如果觀測(cè)場(chǎng)受到破壞,要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ);發(fā)現(xiàn)隱患,要及時(shí)消除。同時(shí),記錄觀測(cè)場(chǎng)受損的部位、原因及可能造成的影響并及時(shí)設(shè)法消除所產(chǎn)生的不良影響。由于主觀測(cè)場(chǎng)是圍封的,不受人為活動(dòng)干擾。為了觀測(cè)人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,還需要在主觀測(cè)場(chǎng)附近選擇一塊正常利用狀態(tài)下的同類型樣地作為輔觀測(cè)場(chǎng)。同時(shí),還應(yīng)根據(jù)需要,在站區(qū)附近其它重

7、要群落類型地段設(shè)置輔觀測(cè)場(chǎng)或站區(qū)調(diào)查點(diǎn)。輔觀測(cè)場(chǎng)和站區(qū)調(diào)查點(diǎn)的設(shè)置和管理要求如下:(1輔觀測(cè)場(chǎng)和站區(qū)調(diào)查點(diǎn)實(shí)際是主觀測(cè)場(chǎng)的重復(fù)或補(bǔ)充。如果作為主觀測(cè)場(chǎng)的重復(fù),其樣地的地形、地貌、土壤、水文、植被等條件應(yīng)和主觀測(cè)場(chǎng)一致。如果作為主觀測(cè)點(diǎn)的補(bǔ)充,其土壤或植被類型相對(duì)于主觀測(cè)場(chǎng)而言,應(yīng)在該地區(qū)處于次主要地位。(2輔觀測(cè)場(chǎng)的面積應(yīng)為100 m×100 m,站區(qū)調(diào)查點(diǎn)的面積可為50 m×50 m。地塊最好是正方形;個(gè)別臺(tái)站受自然條件限制,地塊長寬比可適當(dāng)調(diào)整,但面積應(yīng)盡量滿足要求。(3輔觀測(cè)場(chǎng)和站區(qū)調(diào)查點(diǎn)周圍50 m以內(nèi)不能有大的風(fēng)蝕區(qū),也不能處于正在快速移動(dòng)的流動(dòng)沙丘的下風(fēng)向,并確

8、保觀測(cè)區(qū)所在地段在可預(yù)見的將來不會(huì)受到土地開發(fā)或工商業(yè)發(fā)展的影響。(4輔觀測(cè)場(chǎng)和站區(qū)調(diào)查點(diǎn)確定以后,要在四周做出明顯固定標(biāo)記。其內(nèi)外不用采取特別措施進(jìn)行保護(hù),允許放牧、樵采等正常經(jīng)營活動(dòng)。但是,要防止開墾和修建道路等破壞性較強(qiáng)的經(jīng)營活動(dòng)的影響。(5輔觀測(cè)場(chǎng)和站區(qū)調(diào)查點(diǎn)確定以后,其背景資料的調(diào)查要求與主觀測(cè)場(chǎng)一致。5.2 荒漠生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田區(qū)生物觀測(cè)指標(biāo)體系參見本書第7章7.2節(jié)。5.3 荒漠生態(tài)系統(tǒng)荒漠區(qū)生物觀測(cè)指標(biāo)體系生境要素的觀測(cè)項(xiàng)目見表5-1。表5-1 荒漠生物群落生境要素的觀測(cè)項(xiàng)目項(xiàng)目頻度植物群落名稱群落高度水分狀況*土壤侵蝕狀況動(dòng)物活動(dòng)人類活動(dòng)利用方式利用強(qiáng)度1次/5a演替階段或林齡土

9、壤類型土壤剖面特征土壤pH土壤有機(jī)碳土壤全氮土壤全磷* 表示不屬于CERN的核心項(xiàng)目。這部分的觀測(cè)內(nèi)容主要包括植物種類組成、植物種群的數(shù)量特征、群落特征等(表5-2。這部分的觀測(cè)內(nèi)容主要包括植物群落生物量、凋落物生物量季節(jié)動(dòng)態(tài)、優(yōu)勢(shì)植物礦質(zhì)元素含量與熱值等(表5-3。表5-2 荒漠植物群落種類組成與結(jié)構(gòu)的觀測(cè)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)頻度*喬木層種類組成與種群數(shù)量特征每木調(diào)查:*植物種、*胸徑、*高度基于每木調(diào)查,用模型換算:*個(gè)體生物量(包括樹干干重,樹枝干重,樹葉干重,果(花干重,樹皮干重,地下部總干重基于每木調(diào)查,分種統(tǒng)計(jì)(按II級(jí)樣方:*密度、*平均高度、*平均胸徑、*生物量(包括樹干干重,樹枝干重

10、,樹葉干重,果(花干重,樹皮干重,地下部總干重分植物種調(diào)查:*蓋度、*生活型1次/5a灌木層種類組成與種群數(shù)量特征按樣方分植物種觀測(cè):株數(shù)/多度、平均高度、基徑、單叢莖數(shù)、蓋度、生活型、物候期、生物量(包括枝干重,葉干重,地下部總干重,1次/5a;夏季草本層種類組成與種群數(shù)量特征按樣方分植物種觀測(cè):株數(shù)/多度、葉層平均高度、蓋度、生活型、地上部活體干重1次/5a;夏季*一年生植物種類組成按樣方分植物種觀測(cè):*株數(shù)/多度、*葉層平均高度、*生殖枝平均高度、*蓋度、*物候期、*地上部活體鮮重、*地上部活體干重1次/月*喬木層群落特征基于每木調(diào)查,按II級(jí)樣方統(tǒng)計(jì):*種數(shù)、*優(yōu)勢(shì)種、*優(yōu)勢(shì)種平均高度

11、、*密度按樣方觀測(cè):*群落蓋度1次/5a灌木層群落特征基于分種調(diào)查,按樣方統(tǒng)計(jì):種數(shù)、優(yōu)勢(shì)種、優(yōu)勢(shì)種平均高度、密度/多度按樣方觀測(cè):群落蓋度1次/5a;夏季草本層群落特征基于分種調(diào)查,按樣方統(tǒng)計(jì):種數(shù)、優(yōu)勢(shì)種、優(yōu)勢(shì)種平均高度、密度/多度按樣方觀測(cè):群落蓋度1次/5a;夏季* 表示不屬于CERN的核心項(xiàng)目。表5-3 荒漠植物群落物質(zhì)生產(chǎn)與物質(zhì)循環(huán)的觀測(cè)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)頻度*喬木層生物量基于每木調(diào)查的分種統(tǒng)計(jì)結(jié)果,計(jì)算:*地上部總干重、*地下部總干重1次/5a;夏季灌木層生物量基于分種觀測(cè),按樣方統(tǒng)計(jì):地上部總干重、地下部總干重按樣方觀測(cè):枯枝/立枯干重、凋落物干重1次/5a;夏季草本層生物量基于分種

12、觀測(cè),按樣方統(tǒng)計(jì):地上部總干重按樣方觀測(cè):立枯干重、凋落物干重、地下部總干重1次/5a;夏季凋落物回收量季節(jié)動(dòng)態(tài)(主要針對(duì)荒漠區(qū)以木本植物為優(yōu)勢(shì)的群落枝干重、葉干重、花果干重、雜物干重每年觀測(cè);1次/月優(yōu)勢(shì)植物礦質(zhì)元素含量與熱值全碳、全氮、全磷、全鉀、全硫、全鈣、全鎂、熱值1次/5a;生長季末取樣* 表示不屬于CERN的核心項(xiàng)目。表5-4 荒漠植物群落種子產(chǎn)量與種子庫的觀測(cè)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)頻度種子產(chǎn)量分種的種子產(chǎn)量1次/5a;秋季土壤有效種子庫分種的土壤有效種子數(shù)量1次/5a;秋季主要對(duì)優(yōu)勢(shì)植物或指示植物的重要物候期進(jìn)行觀測(cè)(表5-5。表5-5 荒漠植物群落物候與短命植物生活周期的觀測(cè)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)

13、頻度喬木和灌木層優(yōu)勢(shì)植物或指示植物物候*樹液流動(dòng)開始日期芽開放期展葉期開花始期開花盛期果實(shí)或種子成熟期*果實(shí)或種子脫落期葉秋季變色期落葉期每年觀測(cè)草本層優(yōu)勢(shì)植物或指示植物物候萌動(dòng)期/返青期開花期果實(shí)或種子成熟期種子散布期黃枯期每年觀測(cè)短命植物生活周期植物種、密度、冠層高度、蓋度、地上生物量、萌動(dòng)期、黃枯期、生活期1次/5a;生長季* 表示不屬于CERN的核心項(xiàng)目。表5-6 荒漠動(dòng)物群落種類組成的觀測(cè)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)頻度*大型土壤動(dòng)物種類組成*類別、*名稱、*數(shù)量、*發(fā)育階段、*分種平均重量1次/5a家畜種類與數(shù)量家畜種類、數(shù)量、載畜率、喂養(yǎng)方式、個(gè)體平均重量、個(gè)體年耗草量1次/5a;年末* 表示不

14、屬于CERN的核心項(xiàng)目。主要對(duì)土壤微生物群落的生物量和結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測(cè),其中微生物生物量用生物量碳或生物量氮表示(表5-7。表5-7 土壤微生物群落生物量與結(jié)構(gòu)的觀測(cè)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)頻度土壤微生物群落生物量土壤微生物生物量碳*土壤微生物生物量氮每5年做一個(gè)季節(jié)動(dòng)態(tài)*土壤微生物群落結(jié)構(gòu)*類別*數(shù)量*比率1次/5a* 表示不屬于CERN的核心項(xiàng)目。表5-8 植被類型和空間分布的觀測(cè)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)頻度植物空間分布格局變化位點(diǎn)植物種高度密度每年8月植被類型、面積與分布植被類型群落名稱面積地理位置(經(jīng)度和緯度分布特征分布圖一次/5a;夏季5.4 農(nóng)田區(qū)野外觀測(cè)規(guī)范與方法5.5 荒漠區(qū)野外觀測(cè)規(guī)范與方法在植物群落學(xué)

15、研究中,樣地的生境描述是必不可少的。這是植物群落研究,特別是以后的野外調(diào)查不可缺少的基礎(chǔ)資料。野外調(diào)查記錄應(yīng)當(dāng)簡明、規(guī)范,便于計(jì)算機(jī)識(shí)別和操作。首先對(duì)選定的采樣點(diǎn)做一個(gè)總的描述,描述內(nèi)容主要包括植物群落名稱、群落高度、水分狀況、動(dòng)物活動(dòng)、人類活動(dòng)、生長/演替特征、土壤類型、土壤剖面特征、土壤pH、土壤有機(jī)碳、土壤全氮、土壤全磷等。這些因子大多數(shù)可以通過直觀的觀察確定,如植被類型、植物群落名稱、地貌地形、水分狀況、人類活動(dòng)、動(dòng)物活動(dòng)以及演替特征等,通常只需要定性描述即可。對(duì)于土壤pH、土壤有機(jī)碳、土壤全氮、土壤全磷需要通過取樣,并做進(jìn)一步的定量分析測(cè)定。觀測(cè)地點(diǎn)為主觀測(cè)場(chǎng)、輔觀測(cè)場(chǎng)和站區(qū)調(diào)查點(diǎn)。

16、每5年調(diào)查一次,在78月植被生物量最高的時(shí)候進(jìn)行調(diào)查及采樣。在永久樣地中的10個(gè)固定樣方中進(jìn)行。樣方框(1 m×1 m,鋼卷尺,測(cè)繩,皮尺,剪刀,天平(感量:0.01g,布袋或紙袋,卡尺,鉛筆,記錄表(參見第3章附表3-3、3-4、3-5,油性記號(hào)筆等。無論主觀測(cè)場(chǎng),還是輔觀測(cè)場(chǎng)或是站區(qū)調(diào)查點(diǎn),都是植被觀測(cè)的固定樣地。各群落類型的觀測(cè)樣方,要求至少有510個(gè)重復(fù)。如需要設(shè)定其他臨時(shí)樣地,可參考固定觀測(cè)樣地的設(shè)置方法。灌木層記錄種名(中文名和拉丁名,分種調(diào)查:株數(shù)(叢數(shù)、株高或叢平均高、單叢莖數(shù)、蓋度、生活型、隨機(jī)10株的基部直徑,并記錄調(diào)查時(shí)所處的物候期。按樣方觀測(cè)群落總蓋度,記錄在

17、附表3-4中。然后基于分種調(diào)查,按樣方統(tǒng)計(jì)以下群落特征:種數(shù)、優(yōu)勢(shì)種、優(yōu)勢(shì)種平均高度、密度/多度。需要說明的是,灌木調(diào)查如果能像喬木一樣編號(hào)定株調(diào)查,對(duì)長期觀測(cè)而言會(huì)更有意義。草本層記錄種名(中文名和拉丁名,分種調(diào)查:株數(shù)、蓋度、高度、生活型,并記錄調(diào)查時(shí)所處的物候期。按樣方觀測(cè)群落總蓋度,記錄在附表3-5中。然后基于分種調(diào)查,按樣方統(tǒng)計(jì)以下群落特征:種數(shù)、優(yōu)勢(shì)種、優(yōu)勢(shì)種平均高度、密度/多度。(1由于荒漠地區(qū)植被較為稀疏,密度統(tǒng)計(jì)時(shí),喬木植被最好采用50 m×50 m或100 m×100 m的大樣方。灌木、半灌木植被采用10 m×10 m或5 m×5 m

18、的樣方,草本植物采用1 m×1 m樣方。(2密度調(diào)查時(shí),對(duì)于受到沙埋的灌叢,如果能確定幾株植物組成的就算幾株植物,如果難以確定是由幾株植物組成的可將整個(gè)灌叢沙堆算做一株。群落生物量指群落各個(gè)層次生物量的總和,即森林群落總生物量為喬木層、灌木層和草本層的生物量;灌木群落總生物量為灌木層和草本層生物量的總和。需要特別說明的是,根系因其涉及水分的吸收和更新,對(duì)于水分為限制因子的荒漠生態(tài)系統(tǒng)尤其重要。所以荒漠生態(tài)系統(tǒng)的根生物量必須觀測(cè)。但考慮到荒漠生態(tài)系統(tǒng)中根的觀測(cè)對(duì)樣地可能造成的巨大破壞性,根的觀測(cè)要在破壞性樣地中取樣。至于根的取樣深度,要求收集到細(xì)根范圍,要收集到3 a以上根系,或者要求

19、收集到70%的根量。需要注意的是:(1在荒漠、半荒漠地區(qū),有些喬木種植株常常成灌木狀生長。對(duì)這些喬木應(yīng)按灌木方式測(cè)定其地上、地下生物量。對(duì)幼小植株,可直接剪取地上部測(cè)定生物量。(2用標(biāo)準(zhǔn)木法估算樣地中喬木的生物量,一定要注意植株大小的分級(jí)和相應(yīng)數(shù)量。如果條件允許,每個(gè)徑級(jí)都做些標(biāo)準(zhǔn)株,這樣可使數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。(3在測(cè)定地下生物量時(shí),應(yīng)根據(jù)不同植物根系的分布情況適當(dāng)調(diào)整取樣范圍和深度。灌木群落有兩大類:一類為干旱、半干旱地區(qū)分布的荒漠灌木、半灌木和草原稀疏灌叢;另一類為濕潤森林區(qū)分布的灌叢。兩者的灌木群落在生長外貌、分布方式等方面都截然不同,因此在測(cè)定其生物量和生產(chǎn)力的方法上也有所區(qū)別。另外,森林

20、群落內(nèi)分布的灌木層可以作為灌木群落的一種特殊類型。荒漠灌木具有種類少、植叢低、密度小的特點(diǎn),測(cè)定時(shí),先統(tǒng)計(jì)一定面積上每種灌木的叢數(shù)。然后分組取樣,測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)叢的單叢的生物量,經(jīng)統(tǒng)計(jì)便可算出單位面積上的灌木生物量和凈生物量。測(cè)繩,枝剪,小鋸,鐵鍬(或小鏟,塑料袋,布(紙口袋,天平(感量:0.01g,烘箱,油性記號(hào)筆。(1選定要測(cè)定的灌木、半灌木群落的代表性樣地,布置5個(gè)10 m×10 m(灌木或5 m×5 m(半灌木的樣方。(2統(tǒng)計(jì)樣方中灌木植物的種類,對(duì)每種灌木,依其叢幅和高度相對(duì)地劃分為大、中、小三個(gè)等級(jí)組。(3按不同等級(jí)組,分別統(tǒng)計(jì)各種灌木叢的數(shù)量,記為N l,N m,N

21、 s。(4在每一等級(jí)組內(nèi),選10叢(或5叢標(biāo)準(zhǔn)叢,分別齊地面收割,并挖出地下部分,稱重。將地上部分的綠色部分(即當(dāng)年生枝葉和木質(zhì)部分分開,分別稱其鮮重。然后取適量樣品,置于65烘干至恒重后,再稱干重,經(jīng)換算后,求出不同等級(jí)灌木的平均綠色部分重量(G l,G m,G s、木質(zhì)部分重量(V l,V m,V s和地下部分的重量(R l,R m,R s。然后分別乘以其叢數(shù),最后相加,即可得到一定面積內(nèi)灌木或半灌木的生物量。如果取樣是在觀測(cè)場(chǎng)外,最后還要據(jù)此對(duì)觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)的灌木、半灌木生物量進(jìn)行準(zhǔn)確估算。計(jì)算結(jié)果要給出平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和樣本數(shù)。(5地下生物量是在地上部分剪割后,以其根頸為圓心,在半徑25 cm

22、或50 cm,深度1.0 m范圍內(nèi)用鐵鍬或小鏟按每20 cm一層分層挖取根狀莖和根系,測(cè)定其地下生物量。(1如果灌叢內(nèi)不同的叢是由不同的單種組成的,可以逐種進(jìn)行上述測(cè)定步驟,獲得每種灌木植物生物量。所有灌木生物量之和即為該群落灌木之生物量;否則,可以不分種,進(jìn)行一次測(cè)定即可。(2在荒漠生態(tài)系統(tǒng)中,中大型灌木種類比較少,密度低,生長慢,且在小尺度上分布不均勻,如果直接在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)測(cè)定其生物量可能會(huì)對(duì)觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)植被產(chǎn)生較大影響,甚至影響到下次測(cè)定。因此,建議只在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行灌叢調(diào)查,確定標(biāo)準(zhǔn)叢的參數(shù),然后按其參數(shù)在觀測(cè)場(chǎng)附近地段選擇標(biāo)準(zhǔn)叢進(jìn)行生物量測(cè)定,最后根據(jù)調(diào)查和測(cè)定結(jié)果計(jì)算觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)灌叢的生物量。

23、(3半灌木個(gè)體小,密度相對(duì)較大,且分布可能相對(duì)均勻,可在觀測(cè)場(chǎng)破壞性樣地內(nèi)直接進(jìn)行測(cè)定。但應(yīng)注意不要進(jìn)行連片剪割,以免形成裸斑引起土壤風(fēng)蝕。(4在測(cè)定地下生物量時(shí),應(yīng)根據(jù)不同植物根系的分布情況適當(dāng)調(diào)整取樣范圍和深度。(5根的觀測(cè)一般采用破壞性比較小的“土芯法”和“尼龍網(wǎng)袋法”取樣(Jain,1980; Persson,1983;孫力安等,1993;宇萬太,于永強(qiáng),2001。(6若要測(cè)定荒漠灌木的生產(chǎn)力動(dòng)態(tài),則需建立樣方,統(tǒng)計(jì)每種灌木每個(gè)等級(jí)組的數(shù)量,并根據(jù)一年當(dāng)中的測(cè)定次數(shù),標(biāo)出大、中、小等級(jí)組中標(biāo)準(zhǔn)叢若干個(gè)。每隔一定時(shí)期如半個(gè)月,隨機(jī)選取每種灌木各個(gè)等級(jí)組中的標(biāo)準(zhǔn)叢各5個(gè),測(cè)定其綠色部分的生

24、物量。由于不同時(shí)期的單叢綠色部分生物量(G l,G m,G s不同,即各種群的生產(chǎn)力不同;每期所有灌木種群的生產(chǎn)力與草本層生產(chǎn)力之和,按時(shí)間順序排列起來,即構(gòu)成灌木群落生產(chǎn)力動(dòng)態(tài)。草地現(xiàn)存生物量是指測(cè)定時(shí)草地上存在的植物生物量,由植物地上生物量(綠色量、立枯量、凋落物量和地下生物量構(gòu)成。5.5.6.1 活體生物量與立枯生物量在我國北方荒漠、半荒漠地區(qū),植被生物量一般在7月下旬到8月中下旬達(dá)到最大。因此,各生態(tài)站應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,在這一時(shí)期內(nèi)確定測(cè)定植物生物量的時(shí)間。如測(cè)定生物量季節(jié)動(dòng)態(tài),則早春應(yīng)從群落中大多數(shù)植物萌發(fā)1015 d后開始進(jìn)行第一次測(cè)定,此后每隔一個(gè)月測(cè)定一次。根據(jù)各地植物生長的

25、情況,對(duì)生長比較快且較高大的植物群落可每隔1015 d測(cè)定一次。測(cè)定樣方的大小應(yīng)以群落最小面積為準(zhǔn),一般以1 m2為宜,取樣重復(fù)510次。要求各樣方所取得數(shù)據(jù)的變異系數(shù)不超過10%。5.5.6.2 凋落物5.5.6.3 地下生物量(1方法要點(diǎn)地下生物量是指單位水平面積土體內(nèi)根系的重量,地下生物量的測(cè)定時(shí)間應(yīng)與地上生物量同步進(jìn)行。此外,于每年植物尚未萌生前(34月份以及植物完全枯死后(約11月份各測(cè)一次,可以了解植物群落及根系養(yǎng)分轉(zhuǎn)移與消耗以及失重情況?；哪荼镜叵律锪康臏y(cè)定可用土鉆法和樣方法。前者在每個(gè)地上生物量取樣樣方內(nèi),每個(gè)樣方用土鉆提取4個(gè)根樣,然后根據(jù)土鉆截面積換算成單位面積根的生物

26、量;后者是在每個(gè)地上生物量取樣樣方內(nèi),以50 cm×50 cm的小樣方進(jìn)行地下生物量的取樣。取樣深度以根系分布的深度為準(zhǔn),但不能小于50 cm。通過計(jì)算所得數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差不超過10%。凋落物是指植物在生長發(fā)育過程中主動(dòng)或被動(dòng)地凋落于地面的葉片和枝條。喬木和灌木凋落物的收集與測(cè)定是研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能不可缺少的部分。目前在森林生態(tài)系統(tǒng)中較為廣泛使用的方法為凋落物收集器法。其方法通常是以一定面積的網(wǎng)狀物來回收凋落物,然后換算成單位面積的平均量。但在荒漠生態(tài)系統(tǒng)中,喬、灌木一般比較低矮、稀疏,采用該種方法很難取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。因此,在使用該種方法無效的情況下,也可使用剪取法和樣方法。觀測(cè)地點(diǎn)

27、:主觀測(cè)場(chǎng)和輔觀測(cè)場(chǎng)或其他觀測(cè)區(qū)。每年調(diào)查一次。每次調(diào)查時(shí)間在春季植被返青時(shí)(4月和秋季樹木落葉前(9月各1次。修枝剪,凳子或人字短梯,布袋,鉛筆,記錄表(附表5-2,油性記號(hào)筆。(1樣株的設(shè)定。根據(jù)觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)喬、灌木的種類、數(shù)量、大小和分布格局,確定要測(cè)定的植株數(shù)。當(dāng)單種植株數(shù)量很少時(shí),可全部作為測(cè)定對(duì)象;如果數(shù)量較多且大小不均時(shí),可按大小分級(jí),每級(jí)選擇35株樣株。樣株確定后,掛上明顯標(biāo)志,編上序號(hào)。(2凋落物的測(cè)定。測(cè)定時(shí),分種分株用剪刀剪下即將脫落的黃葉、枯葉、果殼、樹皮、折斷未落枝條及其它植物器官,對(duì)于未折斷的枯枝不予剪取。剪下的枝葉等裝入布袋,放入標(biāo)簽,帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定重量。在每年秋季落

28、葉前,將其植株(指落葉樹上全部葉片剪下,作為冬季凋落物產(chǎn)量。(3凋落物產(chǎn)量的換算。將測(cè)定的樣株凋落物產(chǎn)量按照所代表的植物種和數(shù)量折算成單位面積凋落物產(chǎn)量。布袋,1 m×1 m高邊(10 cm樣方框,鉛筆,記錄表(可參照附表3-12制作,油性記號(hào)筆。(1樣方的設(shè)定。根據(jù)喬、灌木分布的實(shí)際情況,選擇可以較好反映植物凋落物產(chǎn)量的地段,設(shè)置樣方。樣方的重復(fù)數(shù)應(yīng)根據(jù)植株分布的均勻程度決定,一般1020個(gè)。如果觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)喬、灌木數(shù)量很少,可將樣方設(shè)在樹下。樣方一旦設(shè)定,即作為永久觀測(cè)樣方,因此需要固定。(2凋落物的測(cè)定。測(cè)定時(shí),輕輕撿出落入樣方內(nèi)的凋落物。對(duì)于部分埋入沙土中的凋落物,也應(yīng)撿出。在可

29、能的情況下,應(yīng)剔除草本植物的凋落物,然后分類存放、標(biāo)記,帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定重量。(1采用剪取法時(shí),兩次采樣間隔期間脫落的一些凋落物可能未被測(cè)到。為了解決這一問題,可將該法和樣方法配合使用。(2樣地中的立枯木可以在多年內(nèi)保持原狀,這部分稱為枯死木質(zhì)殘?bào)w。對(duì)于立枯木,需要在第一次測(cè)定后給予標(biāo)記,以免以后再重復(fù)記入立枯木的量中。單株立枯木量的估計(jì)也可以用維量分析法計(jì)算。室內(nèi)分析方法參見本書第8章和第9章。植物種子產(chǎn)量的觀測(cè)是研究植物生產(chǎn)力和繁殖力的重要方法之一,是生物觀測(cè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。由于種子的收獲是一項(xiàng)時(shí)間性很強(qiáng)的工作,因此必須適時(shí)觀測(cè)和收獲,并在事前做好一切采集或收獲的準(zhǔn)備工作。調(diào)查地點(diǎn)為主觀測(cè)場(chǎng)

30、和輔觀測(cè)場(chǎng)。每5年調(diào)查一次,在種子成熟時(shí)進(jìn)行調(diào)查,具體時(shí)間根據(jù)所調(diào)查的植物種類而定。不同植物品種的采種時(shí)間可參考植物種子采集手冊(cè)(劉學(xué)忠,劉金,1988。調(diào)查記錄表參見附表5-3。所謂種子,在植物學(xué)上是指經(jīng)過受精后發(fā)育成熟的胚珠。許多干而不裂的果實(shí)與植物學(xué)上的種子在外部形態(tài)上不大容易區(qū)分,并且常用來播種,所以人們把這類果實(shí)也稱做種子,其實(shí),這些是植物學(xué)上的果實(shí)。在農(nóng)、林、牧和園藝生產(chǎn)上,種子的概念是廣義的,即包括真正的種子、果實(shí)和作繁殖用的營養(yǎng)器官。本規(guī)范中所說的種子,是指植物學(xué)上的種子和果實(shí)。采種首先要掌握植物的種類、分布和結(jié)實(shí)情況,確定采種樣地,選擇母株,這樣才能保證采到足夠數(shù)量和品質(zhì)優(yōu)良

31、的種子。(1實(shí)地調(diào)查。要掌握植物結(jié)實(shí)情況,必須先對(duì)觀測(cè)場(chǎng)地內(nèi)的植物進(jìn)行調(diào)查,了解進(jìn)行有性繁殖的植物種類、數(shù)量和分布情況,并根據(jù)物候觀測(cè)確定開花結(jié)實(shí)時(shí)間。(2確定采種樣方或采種植株。在掌握觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)有性繁殖的植物種類、數(shù)量和分布情況后,應(yīng)確定采種樣方或采種植株。一般來說,草本植物需要設(shè)定采種樣方,而喬木、灌木、半灌木可直接確定采種植株。草本植物的采種樣方不可和其他觀測(cè)樣方重疊,面積一般 1 m×1 m,5個(gè)重復(fù),樣方內(nèi)應(yīng)包括大部分草本植物種類。木本植物采種植株的確定,應(yīng)根據(jù)其種類和數(shù)量而定。如果其單種植株數(shù)量很少,可每株都進(jìn)行采種,如果數(shù)量較大,可采取典型株法確定采種植株。但無論是采種樣

32、方,還是采種植株,一旦確定,將永久使用,因此要做好明顯的固定標(biāo)記。確定種子收獲的時(shí)間,需要考慮到兩個(gè)問題,既要能獲得高額產(chǎn)量和品質(zhì)優(yōu)良的種子,又要注意盡可能地減少收獲時(shí)間不當(dāng)所造成的損失。(1種子成熟。種子成熟期,可分為乳熟期、蠟熟期和完熟期。種胚的形成完成于乳熟期,此時(shí)種子為綠色,含水多,質(zhì)軟,含乳白色乳狀質(zhì),種子易于弄破;乳熟期的種子干燥后輕而不飽滿,發(fā)芽率及種子產(chǎn)量均很低,絕大部分不具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。蠟熟期的種子呈蠟質(zhì)狀,果實(shí)的上部呈紫色或灰色,但部分種子仍保存淺綠色的斑點(diǎn),種子容易用指甲切斷。完熟期的種子,具有較好的品質(zhì),它們的千粒重、發(fā)芽率、種子產(chǎn)量均較高,是適宜收獲的種子。在外觀上,一

33、般植物的果實(shí)或種子的顏色由淺變深,種仁飽滿而堅(jiān)韌,表明種子已經(jīng)成熟。為了不錯(cuò)過種子的成熟期,延誤種子的收獲,應(yīng)根據(jù)各種植物的物候期,確定每種植物的大致采種時(shí)間。而在各種植物開花開始或結(jié)束1215 d后,應(yīng)每日視察采種樣方或植株,準(zhǔn)確掌握植物種子成熟進(jìn)程。(2適時(shí)采種。許多植物的種子在成熟后自行飛散或脫落,如蒲公英、白頭翁等種子成熟后隨絮飛散,楊柳結(jié)實(shí)當(dāng)年在45月成熟后自行飛落等,這些種子應(yīng)在飛絮前采種。山杏、胡桃的種子,成熟后自行落地,可在地上收集。收集時(shí),可搖動(dòng)樹干把上面的果實(shí)搖下來一并收集,但不能收集過晚,以免因鳥獸蟲鼠而影響種子質(zhì)量和產(chǎn)量。對(duì)于不易脫落的種子,如鼠李、紫穗槐、臭椿等植物的

34、種子,成熟后能較長時(shí)間的掛在樹上,可在入冬前采集。多年生禾本科牧草植物,如貓尾草、草地羊茅、無芒雀麥、大看麥娘、高燕麥草、小糠草、草地早熟禾等的種子,應(yīng)該在第一次刈割時(shí)采收種子,以保證最大種子產(chǎn)量和較好質(zhì)量。成熟期不一致的植物種子,可分批采集或重復(fù)采集。準(zhǔn)備好采種工具,及時(shí)采種,提高采種效率,保證采種安全,對(duì)采集高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的種子具有重要意義。(1采種工具的準(zhǔn)備。采種工具的選擇應(yīng)本著對(duì)植物本身無傷害或傷害極小而又能提高采種效率,工具簡單輕便而又能保證采種安全為原則。常用的采種工具有:剪刀、高枝剪及剪枝剪、采種鐮、松樹球果采摘刀等。其他用具主要是指與采種、裝種和運(yùn)種有關(guān)的用具,主要包括:裝種子用的紙

35、袋或布袋、記錄表格和標(biāo)簽、運(yùn)種子用的車輛或其他工具。準(zhǔn)備好晾曬種子的場(chǎng)地。(2種子采收。種子的采收方法因植物種類和采收面積不同而有很大不同。在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi),種子采收方法主要有兩種:1直接采摘法:對(duì)于母株較少或種子較大的植物,其種子可采取手工直接采摘。2剪切法:將植物的果穗用剪刀剪下或用采種鐮切割下來,經(jīng)過晾曬收取種子。在野外種子采集中,采集到的大部分是果實(shí),把種子從果實(shí)中取出,并進(jìn)行適當(dāng)處理,以便保存,稱為種子的調(diào)制。(1從果實(shí)中取出種子。從干果中取種子:通過晾曬、滾壓、吹拋和手揀等方法,清除干果的鱗片、莢皮、外殼、殘枝、亂葉、土塊等雜質(zhì),分選出干凈的種子。從多汁果實(shí)中取種子:首先清除枝葉果柄,然

36、后根據(jù)果實(shí)的種類采取不同的處理方法。如櫻桃、李等樹木果實(shí),可浸入水中27 d后用木棒搗,然后用水清洗,除掉果皮和果肉等渣滓即可得到種子。對(duì)山葡萄、女貞等果實(shí),可倒入桶中揉搓,再用水沖洗。對(duì)于核桃、山杏等果實(shí),可堆在一起,上蓋禾草,撒些溫水,經(jīng)78 d,果皮就可脫離,清除果皮即可。從針葉樹的球果中取種子:針葉樹種子包在球果中,要取得種子,必須使球果自動(dòng)裂開。一般的球果經(jīng)過一周左右的晾曬,球果干燥后會(huì)自動(dòng)裂開。樟子松的球果較硬,果鱗不易開裂,可放入火屋內(nèi)烘烤,在45下處理34 d,然后用木錘輕輕敲擊。像馬尾松等多膠脂的果實(shí),不易開裂,采回后可堆在陰處,覆蓋麥草,通過增加熱度,一周后使其膠脂松散,再

37、放到烈日下暴曬,即可脫去果皮。(2種子的干燥。干燥是保存種子的一項(xiàng)重要措施。種子經(jīng)干燥處理后,可以減弱種子內(nèi)部的生化活動(dòng)過程,提高種子貯藏的穩(wěn)定性,減少損失。同時(shí),干燥可以加速種子的后熟,殺死或抑制有害微生物的生長,消滅倉庫害蟲,從而改善種子的品質(zhì),提高播種質(zhì)量。因此,剛收獲后的種子必須立即進(jìn)行干燥處理,使其含水量達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。種子的干燥方法有自然干燥和人工干燥兩類。自然干燥是利用日光暴曬、通風(fēng)、攤晾等方法來降低種子的含水量。晾曬種子時(shí),保持通風(fēng)和經(jīng)常翻動(dòng),可以促進(jìn)種子堆里的氣體流通,盡快使種子干燥。種子的自然干燥是種子干燥最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法,但如遇到陰雨天氣或其它原因,種子不能在預(yù)期時(shí)間

38、內(nèi)自然干燥時(shí),可采取人工干燥的方法。人工干燥方法是將要干燥的種子放入人工干燥室、烘箱等設(shè)施內(nèi),通過加溫除濕的方法使種子在短期內(nèi)干燥。人工干燥時(shí),注意溫度一般不得超過3545,溫度過高可能會(huì)影響種子的生命力。根據(jù)種子在貯藏期間的生命活動(dòng)過程及其影響因素,種子在貯藏期間必須注意以下問題:(1種子含水量。種子在儲(chǔ)藏之前,必須注意檢查種子的含水量。適于貯藏的種子含水量,在北方條件下禾本科牧草不應(yīng)超過15%,豆科牧草種子不應(yīng)超過13%,超過這一標(biāo)準(zhǔn)時(shí),在入庫之前必須進(jìn)行干燥處理。由于種子的來源不同,種子的外表情況不同,因此不同含水量,不同外表及不同純凈度的種子應(yīng)分別貯放。(2清選分級(jí)。種子在入庫之前必須

39、進(jìn)行清選、分級(jí)、除去雜質(zhì),按種子級(jí)別進(jìn)行存放。(3經(jīng)常檢查。種子在貯藏期間,必須經(jīng)常進(jìn)行檢查。檢查要采取定期、定層、定點(diǎn)及定時(shí)的“四定”方法,加強(qiáng)管理,防止種子堆變濕、升溫,注意蟲、鼠害的發(fā)生。調(diào)查地點(diǎn)為主觀測(cè)場(chǎng)和輔觀測(cè)場(chǎng)。每5年調(diào)查一次。每次調(diào)查時(shí)間在當(dāng)年4月和9月各一次。群落地表和土壤中全部存活的植物種子構(gòu)成了土壤種子庫。以單位面(體積中的種子量來度量。土壤種子庫的時(shí)空格局在一定程度上可反映某個(gè)植物種群的過去,也預(yù)示著未來。對(duì)實(shí)際調(diào)查步驟大致說明如下,調(diào)查記錄表參見附表5-5。(1取樣。在群落內(nèi)隨機(jī)設(shè)置20 cm×20 cm小樣方510個(gè)(依群落類型而定,樣方的設(shè)置應(yīng)避開采種樣方

40、。持刀沿框四邊切入土壤,每4 cm為一層,分5層取樣。(2種子分離。將過篩法或漂浮法和發(fā)芽試驗(yàn)法結(jié)合,從土壤中分離種子。(3種子數(shù)量。對(duì)分離出來的種子進(jìn)行分類計(jì)數(shù),計(jì)算單位面積或體積土壤種子庫的數(shù)量。(4種類鑒別。根據(jù)種子形態(tài)和發(fā)芽試驗(yàn)所長出的幼苗形態(tài)進(jìn)行種類鑒定。(5種子活力測(cè)定。在室內(nèi)將各層樣品中的整粒種子挑出,用四唑染色法或發(fā)芽試驗(yàn)法對(duì)種子活力進(jìn)行檢驗(yàn)。在干旱荒漠地區(qū),一般都存在短暫的降水季節(jié),一些一年生植物能夠利用這一有水的短暫時(shí)期,進(jìn)行生命活動(dòng),并迅速完成其生活周期。當(dāng)漫長的干旱季節(jié)來臨時(shí),這些植物則以種子形式保存于土壤中,等待下一個(gè)雨季的到來,這類一年生植物稱為短命植物。植物的生活

41、周期是指植物從種子萌發(fā)開始到正常繁殖,直至自然死亡為止的這樣一個(gè)生命過程所需要的時(shí)間。調(diào)查地點(diǎn)為主觀測(cè)場(chǎng)、輔觀測(cè)場(chǎng)。每5年調(diào)查一次。每次調(diào)查的時(shí)間:從雨季植物萌芽開始至其枯黃,每35天觀測(cè)一次物候期變化,每10天測(cè)定一次種群數(shù)量特征。短命植物物候期包括:萌動(dòng)期、分蘗期、分枝期、展葉期、拔節(jié)期、抽穗期、現(xiàn)蕾期、開花期、結(jié)莢期(果熟期、第二次開花期、成熟期、種子散布期、黃枯期等。CERN制定的觀測(cè)指標(biāo)為萌動(dòng)期和黃枯期。在觀測(cè)植物每一物候期的同時(shí),測(cè)定植被的蓋度、密度、高度和地上生物量,然后計(jì)算各個(gè)物候期變化所需時(shí)間及數(shù)量特征的變化速度等。相關(guān)的調(diào)查記錄表見附表5-5。(4地上現(xiàn)存生物量的測(cè)定。在測(cè)

42、定植物種群的蓋度和高度之后,用剪刀將樣方內(nèi)的植物齊地面剪下,裝入塑料袋中,然后按樣方編號(hào),帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)迅速稱其鮮重后,再放入大小適宜的紙袋中,置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)65烘干至恒重后稱重。(5生長節(jié)律分析。取得不同物候期植物的生長高度、蓋度、密度和生物量之后,用不同物候期之間植被數(shù)量特征的差值除以相應(yīng)天數(shù),可以得到其不同物候期植物生長規(guī)律。采用社會(huì)調(diào)查的方法,對(duì)站區(qū)調(diào)查點(diǎn)周邊的牧戶進(jìn)行訪問調(diào)查,并將調(diào)查數(shù)據(jù)與當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)部門核對(duì)后上報(bào)。具體采樣與分析方法參見本書第10章相關(guān)內(nèi)容。生態(tài)站所在區(qū)域。每5年調(diào)查一次。每次調(diào)查時(shí)間在78月。(1在站區(qū)不同群落類型的典型地段設(shè)置樣地。(4按一定比例尺繪制植被分布圖。

43、一般程序包括:確定比例尺并選擇適當(dāng)比例尺的地形圖作為底圖;制圖地區(qū)的植被調(diào)查;通過植被分類確定制圖單位;編制作圖指南;野外實(shí)地作圖;圖的簡合;植被圖的清繪;撰寫說明書(宋永昌,2001,529-533。一般地,不同比例尺的植被圖所表示的植被分類單位也不同。大比例尺和特大比例尺植被圖反映的是植被分類的低級(jí)單位。而小比例尺植被圖反映高級(jí)單位。但某一植被類型的表示,除決定于比例尺外,還決定于它的分布特征。大比例尺植被圖可以反映小面積的植被現(xiàn)狀和細(xì)節(jié),而小比例尺植被圖則可反映大范圍內(nèi)植被的綜合特征和基本的地帶性規(guī)律以及區(qū)域性特征。大比例尺的植被圖是通過野外實(shí)際測(cè)量繪制的,而小比例尺植被圖則是在大比例尺

44、圖的基礎(chǔ)上運(yùn)用綜合、概括和簡化的制繪手段主要在室內(nèi)繪制的。因此,繪制植被圖時(shí),應(yīng)根據(jù)編圖目的和觀測(cè)區(qū)域的大小選擇比例尺。植被圖的圖例是植被空間結(jié)構(gòu)地圖化模型的索引。地圖中所反映的各種植被生態(tài)特征的信息,首先是通過圖例系統(tǒng)來表達(dá)的,所以設(shè)計(jì)和擬定圖例的工作是植被制圖學(xué)中最基礎(chǔ)和最重要的工作之一。(1植被圖例的分類。植被圖例可分為基本圖例和補(bǔ)充圖例兩部分?；緢D例是用數(shù)碼或字母、色譜或線條紋、形象符號(hào)對(duì)一定比例尺相適應(yīng)的植被分類系統(tǒng)的概括和綜合。補(bǔ)充圖例是數(shù)碼或字母、符號(hào)等手段所反映的比例尺外植被類型,如具有重要意義的小面積植被片段,或特定植物資源等。補(bǔ)充圖例又稱超比例圖例。(2圖例的設(shè)計(jì)和安排。

45、設(shè)計(jì)和擬定圖例的原則以制圖的目的和任務(wù)為轉(zhuǎn)移。通常植被現(xiàn)狀圖的圖例是建立在現(xiàn)實(shí)植被群落分類系統(tǒng)上的,它要反映現(xiàn)實(shí)植被特征及其與主導(dǎo)生態(tài)因素的相關(guān)性,因此圖例的設(shè)計(jì)要和圖的比例尺以及所反映的植被類型相適應(yīng),并且簡單明了。文字圖例要簡單明了,但要包括植被類型的基本特征:優(yōu)勢(shì)種、生態(tài)指示種、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)力、生境(海拔高度、水熱狀況、土壤等。色譜圖例主要用于彩色植被圖,線條網(wǎng)紋圖例主要用于黑白植被圖(也用于彩色圖。選用時(shí),色彩的深淺和陰影線的疏密要和植被的某些特征相結(jié)合,如郁閉度、生產(chǎn)力等,一般郁閉度大、生產(chǎn)力高,陰影線愈密。符號(hào)圖例:分基本符號(hào)圖例和補(bǔ)充符號(hào)圖例。前者是基本圖例的輔助表示手段,用來表示

46、基本圖例之間的組合關(guān)系,常與數(shù)碼、色譜、陰影線符號(hào)布置在同一框室的右下方,符號(hào)還可用不同顏色來區(qū)別。補(bǔ)充符號(hào)圖例在植被制圖中尚無統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。圖例的安排應(yīng)遵循一定的植被學(xué)生態(tài)原則,通常在大比例尺與部分中比例尺圖中,可依據(jù)植被分類系統(tǒng)的基本順序安排圖例,先安排地帶性植被和地帶性植被的變體,再安排非地帶性植被。在同一植被區(qū)內(nèi)部,主要根據(jù)植被在演替系列中的穩(wěn)定程度來安排,先安排“頂極群落”,后安排演替系列群落。(1群落邊界的類型。在植被制圖過程中,關(guān)鍵的一步是區(qū)分植被的類型和確定群落的邊界,并通過圖斑將其表示出來。而圖上每一個(gè)圖斑,就是制圖單位的空間位置、生態(tài)地理范圍和所占面積的標(biāo)志。因此,正確地確

47、定群落邊界,構(gòu)繪圖斑就成了植被制圖的第一步工作。在自然界,植物群落之間的空間邊界可能比較顯著,也可能十分模糊。一般同質(zhì)同型群落之間的邊界往往是逐漸過渡的,很不容易劃分,而異質(zhì)異型群落的邊界則比較清楚,一目了然。群落的邊界一般分為以下幾種類型:顯著邊界:指因地貌地形、水熱等外界條件發(fā)生顯著變化,植被類型也發(fā)生顯著變化,形成很容易觀察到的邊界,稱作顯著邊界。鑲嵌邊界:與顯著邊界的區(qū)別在于,在兩個(gè)群落之間的接觸處,可以觀察到這些群落個(gè)別片段的嵌入體,即在邊界上可以觀察到某種植被構(gòu)造的復(fù)合體。這種邊界具有島狀鑲嵌的特征。邊飾邊界:與鑲嵌邊界的區(qū)別在于兩個(gè)相鄰的群落之間存在一個(gè)或幾個(gè)在質(zhì)上不同于前者的微

48、帶狀群落,并構(gòu)成群落之間的邊飾,這種現(xiàn)象在沙地、沼澤和草原上比較常見。擴(kuò)散邊界:是一個(gè)群落逐步被另一個(gè)群落逐步替代的表現(xiàn)形式,由多優(yōu)勢(shì)種或建群種構(gòu)成的群落邊界,常以這種形式出現(xiàn)。(2群落邊界的確定。群落邊界的確定,必須與相互交界群落之間的調(diào)查、群落相似系數(shù)的分析,以及群落接觸地段生態(tài)環(huán)境的調(diào)查同步進(jìn)行。同時(shí),還可以用下列公式測(cè)定群落邊界的相對(duì)顯著度:122F F T a+= 式中:a 邊界的寬度;F 1,F 2相鄰群落的寬度。一般地,群落之間邊界的寬度越大,邊界的顯著度越低,邊界寬度越低,顯著度越大。簡合是植被制圖中圖斑形狀和內(nèi)容的選擇和綜合過程,是為了使得圖清晰易讀,重點(diǎn)突出。包括:圖斑的簡

49、合和圖例的綜合,二者之間有著密切的聯(lián)系。(1圖斑的簡合。為了反映不同植被類型的空間關(guān)系和分布規(guī)律,由大比例尺植被圖向中、小比例尺圖縮編時(shí)必須對(duì)某些圖斑進(jìn)行選擇、校正和取舍,以避免圖面超負(fù)荷而無法閱讀。通常,植被圖斑的最小面積為2 mm×2 mm 。但還要根據(jù)具體情況對(duì)某些具有特殊意義的植物群落,即使圖斑面積小于2mm×2 mm ,也要酌情做適當(dāng)“放大處理”構(gòu)繪出圖斑輪廓,或者采取超比例尺符號(hào)的方法將其輪廓描繪于圖上。為了避免圖面上出現(xiàn)不應(yīng)有的復(fù)雜化和超負(fù)荷現(xiàn)象,也不能不分主次地把圖斑面積大于2 mm×2 mm 的所有群落輪廓都繪于圖上。這就需要進(jìn)行圖斑的綜合,即需

50、要?jiǎng)h掉一部分雖然按比例尺可以構(gòu)繪出來,但又干擾反映主要類型分布規(guī)律的某些次要植物組合的圖斑輪廓。一般來說,圖斑綜合是將圖斑面積較小的群落,按其發(fā)生關(guān)系向相應(yīng)的原生植被歸并。并且同時(shí)還要對(duì)簡化的圖斑輪廓界線進(jìn)行幾何圖形校正,使之與地體特征一致,特別是綜合以后的圖斑界線和輪廓的彎曲度應(yīng)與水文脈絡(luò)、地質(zhì)構(gòu)造、地貌形態(tài)走向一致。(2圖例的簡合。圖例的簡合,即圖斑內(nèi)容的系統(tǒng)化、概念化,是和圖斑幾何圖形的綜合相輔相成并同步進(jìn)行的。通常,圖例的簡合通過下面3個(gè)途徑完成:一是根據(jù)植被分類系統(tǒng)進(jìn)行圖例綜合,即隨著比例尺的逐級(jí)縮小,植被的分類單位由低級(jí)向高級(jí)綜合。一般特大比例尺圖或詳圖的基本制圖單位為群叢或群叢變

51、體,概測(cè)圖為群叢或群叢組,中比例尺圖為群叢組或群系,綜合型小比例尺圖為群系、群系組或植被型,概括性小比例尺圖為地帶性植被或植被型。二是根據(jù)植被動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行圖例的簡化,即在比例尺縮小的過程中,將面積較小的次生群落類型歸屬于原生植被,非地帶性植被歸屬于地帶性植被,使圖例簡化。三是植被圖例的加權(quán)簡化,即隨著比例尺的縮小,一些在大比例尺圖上的類型因圖斑縮小無法再表現(xiàn),又不能按照上述兩種辦法簡化時(shí),采取將個(gè)別群落類型與相鄰類型合并為一組合的方法,進(jìn)而達(dá)到突出重點(diǎn),又不刪掉重要細(xì)節(jié)的目的。植被圖制作完成后,可以通過測(cè)定每個(gè)圖斑的面積計(jì)算出每種植被類型的面積。測(cè)定圖斑面積的方法很多,常用的有:繪圖儀測(cè)定法:其方法是利用繪圖儀的繪圖筆沿每種植被類型圖斑線進(jìn)行描繪,形成閉合線路,計(jì)算機(jī)就會(huì)根據(jù)輸入的信息和圖的比例尺計(jì)算出圖斑面積和所代表的實(shí)際面積。稱重法:選擇質(zhì)地均勻的硫酸繪圖紙10 cm×10 cm ,用感量為0.001 g 的電子天平進(jìn)行稱重并計(jì)算出單位面積紙的重量。用0.2mm 或0.5 mm 的繪圖筆將植被圖清繪到上面,根據(jù)圖的比例尺