林业勘查设计 ( 总1 15期)2日刃年第3期生态系统野外调查方法概述张少莉姿志伟李具来李洪 江(黑龙江省森林资源调查管理局)1前官为贯彻落实中华人民共和国森林法实施条例关于定期监测全国森林生 态环境变化情况 的规定,需要 熟悉生 态 系统调 查技术,掌握各类生物类群和 环境因子 的调查方法。然 而,有关种种调查方法 的论述大都散见于各类专业书刊。为此,特将现有关于植物、动物(无脊椎动物、鱼类、两栖类、爬行动物、鸟类、哺乳动物 )和环 境因 子(风、降水、温度、湿度、pH值、光照、坡度和高度、水的混浊度、水的 流 速、通 导性、盐度、水 体 化学成 分、溶 解氧、氮、磷、土壤剖面)的生态 系统野外调查方法 文献点题式地综述一处,以备森林生态 环境监测参考。2方法概述2.1直接计数法直接计数法系指直接对调查 种群的个体数目进行计数。小动物可以采用 生境样 本,例如一定容积的水样、一 个 土样、一部分植物叶片进行计数。对于个体可辨认种类,例如动物可以采 用连续计数的方式调查。这种方式适用于不能一次见 到该种群的所 有个体的总体,通 过不断记录直至见不 到新的个体为止,也可以随时间 连续计数。直接计数法容易发生漏计现象。2.2标字己一重新捕获法某些种类的动物个体体表 自然差异 不 明显,难以辨认,可以采用标记一重新捕获方法。由于标 记 和捕获可能影 响动物 的行为(包括死亡),造成种群大小 的计测偏差。如果可能,可以采用只标记不 捕获的折 衷办法。另外,要注意动物的 可捕性差异,否则容易造成计测偏差。目前,有4种具体方法应用比较广泛。4种方法中以e Pe t二n方法为基础方法。这种方法采取两次捕获并假定种群是封闭的(研究期间 不增加也不减少)。其它3种方法均采取数次捕获的方式,其中假定种 群封闭 的有跳恤址犯1方法、Bur r山a z n和仓吧咖方法,假定种群开放 (相对封闭而言)的有Jo l ly一阮玩r方法。此外,尚 有 一些捕获 和标 记方法 可采用。例如,不需要 重新捕获信息的去除方法(部分捕获剔除的方法)、连续捕获及重新捕获的C面g一d uFeu方法、模拟标记一重新捕获 的i Wely to等人的方法、捕获网方法。. 23样点 和样线(带)法观察者站在样点观察并记录见到或采用其它方法辨认的动物称为样点调 查方法。顺样线 (带 )调查 的所谓样线(带)法常用于鸟类研究、大型个体的动 物航调和鲸类的巡航调查。2.4无样地抽样方 法适用 于个 体分散分布的森林调 查等领域。基本方法是测 量每个个体到其最近 相邻个体间的距离,以估计种群密度。. 25种群指数法指数是 一个与动物或植物实际数量有关的测定指标,可以代替生物个体的计数。在应用中,要采取多次随机化观察的方式 通过标准化减弱指数比率变差。.26抽样法 在大面积的生态系统野外调查中,只能用抽样方法 推断总体。为使抽样有效,样本2(X幻年第3期林业勘查设计(总115期)必须具有代表性。抽样方法和样本大小必须合理。要按照数理统计方法对种群总数和平均数做出估计。2.7监测 法监测 的本意是观察某种事物是否随时间变化,变化的 程度有 多大。作为监测方法,可以每次独 立地进行随机抽样,但有效的方法是在同一地点重复抽样,即在完全相 同的样本单元上 重复进行测定。3植物调查3.1总计数法主要用 于大型植物或分布稀少且易于识别的植物 的密度调查。通常用于乔木、灌木调查。草本植物有时也可应用。由于计数到每一个体,很费时但精度高。.32盖度目测度盖度是一个植物 种地上部分的地面投影面积比例,可用优势、丰富、常 见、偶见和稀有等级或以百分比值表示。通 常采 用目测方法,因而测定 速度很快,但估测精度可能较差。这 种方法普遍 应用于乔木、灌 木、草本植 物、苔醉植 物、真菌和地衣 调查。通常也可以应用于藻类调查。个体特征明显 的植物种估计值可能偏高,应仔细处理。3. 3样方 法样方调 查普遍应 用于草本植物、苔醉植物、真菌和地衣。通 常 也应 用 于乔木、灌木和藻类调查。样方可供测定密度、盖度、频度和 生物量之用。要 根据需 要合理确定样方面积。.34样带法样带调 查普遍应用于乔木、灌木、草本植 物。苔醉植物、真 菌和地衣有时也可 应用。在研究环境梯度植 被 的变化或不同生境中的植被差 异时,可以使用样带法,也可以用样带估计研究地区植被组成种的总体密度和盖度。样带长度从几厘米 可以长到数百公里,这决定于植被类型和研究目的。.35样点抽样法样点抽 样一般用样针定位。从理论上讲,样点是 面积小到一个点的样方,将提供出一个实际盖度(真盖度)。样针一般垂直落下;也可以采用“斜向样针”,这通常用于研究植冠结构。这种方法 调 查速度较慢,比较费工。样点抽样普遍应用于 草本植物和苔醉植物调 查。3.6收获法主要用 于植物种的地上 生物量测定。普遍应 用于草本植物调查,通常可以用 于苔鲜植物和藻类调查,有时也可以用 于乔木、灌木、真菌和地衣调 查。3.7无样地抽样法无样地抽样法普遍用 于乔木调查。灌木调 查通常也 可以应 用。有时,草本植物可 能用 到。无样地抽样 主要适用于密度调查。具体方法有最 近个体法(测 量随机样点的其最近树木 的距离 )和中点四分法(通过随机样点区划四个象限,分别实施最近个体法)。3.8土样法适用于测定土壤中的种子 密度。一般采用 土壤取样器在样 点上 挖取一定面积和深度的土壤芯供计数种子用。要根据土样中种 子数量 的变 动和季 节选取足够量的土样以保证精度,工作量自然较大。19种子 收集法适用于陆生或挺水水生植物群落的种子雨研究。一般将种子收集器放置在地表,计测单位时 间的种子密度。3.10植物个体动态调查法适用于研究植物个体一段时间内的动态变化。内容是 对 个体进行标 记并绘制位置图,以便复测。标记方法各式各样。绘图方法按研究尺度和个体密度而定。这种方法普遍应用于乔木、灌木、草本植物动态 调查。有时也可以应用 于苔醉植 物、真菌和地衣、藻类的动态调查。3.n植被类型 图法适用于估测 大 面积植被类型盖 度。可以林业勘查设计 (总115期)乞以,年策3期普遍应用 于乔木、灌木、草本植物调查。方法分为地面制图和航片判读或卫片图象处理等。3.1 2浮游植物调查法适用于浮游植物的密度和体积调查。可以普遍用 于藻类调查。调查 可以使用特殊的电子仪器完成。最简单的方法是使用浮游植物网。3.1 3水底藻类调查法主要适用于水底着生藻类的密度和体积调查。也可以普遍应用 于藻类调查。当藻体大时,可以直接估测其长度,否则要抽样估测。“4无脊椎动物调查无脊椎动物基本上采用捕获法调查。从降低调查成本和简便易行考虑,有以下方法可供选择。4.1直接搜寻法适用于所有类型的无脊椎动物调查,大多数情况下为最有效的方法。为获得种群 的相对估计数,使直接搜寻标准化,可以采用以下计数指标或方式。( l )单位时间的计数数目;(2 )分布在植物或其部位上 的个体数;(3 )单位面积上的个体数;(4)沿样带计数无脊椎动物。. 42水捕器法适用于捕获会飞的昆虫(主要是苍蝇和膜翅目昆虫 )。利用染有颜色 的水对昆虫的吸引而诱捕之。估计盆决定于水的颜色和昆虫的活动性和多度。.43飞翔胆隔 网法适用 于捕获正在飞翔的 昆虫。黑网幕布大多捕到的是个体较大 的笨重 昆虫。这种方法可以反映一个物种的密度和 活动性。.44光捕法适用 于捕获蛾类或其它夜间飞翔 的昆虫。利用 昆虫的趋光性捕获之。捕获数盆反映一个种的多度及其活动性。4. 5糖液捕获法适用 于捕获蛾类。这种混有酒精的糖液(含有正在腐烂的水果成分)吸引的蛾子种类往往有限。捕获数量决定于蛾子的活动性、天气状况和距糖液气味的远近。. 46诱挥诱捕 法适用 于捕获苍蝇和蝴蝶。一般,诱捕器可以放置地面或悬挂起来。诱饵种类很多,可 根据情况选定之。. 47显落捕获法主要适用 于捕获苍蝇,也可以用于捕获蚌蟒和毛 翅蝇。显露捕获的意思是捕获由蛹羽化显露出来的昆虫成虫。为此专门设计有捕获器供用,用以提供显露的昆虫绝对和相对个体数量。. 48土雄取样法适用 于调查土壤中个体较大 的无脊椎动物,特别是蛆蜘、苍蝇和 甲虫的幼虫。基本方法是取一定体积的土壤样品,直接或通过湿筛(过筛时用水冲洗) 方法检出无脊椎动物个体。. 4,化学分离法适用 于分离并捕捉蛆月和大蚊蝇幼虫。方法是利用福尔马林液(0.2%)将蛆 蝴和大蚊蝇幼虫熏出土壤,检出备查。这种方法无法获得动物密度数据。4.1 0物理分离法适用于调查生 活在土壤、枯枝落叶和其它碎屑中的无脊椎动物。分离方法有过筛、湿筛、使用脱水漏斗等。4.n陷坑捕获法适用 于活跃在灌丛或裸露地的无脊椎动物。陷坑壁要陡且滑,坑底注人保护液。4.1 2敲打捕获法适用于捕获植物枝叶上 的无脊椎动物。枝叶 下方置放收集器。对敲打敏感或不会飞的种类,估计值有可能高于其它种类。4.13搜捕网法适用于捕获生活在矮小植被中的无脊椎2以幻年第3期林业劫查设计(总115期)动物。这种方法速度快、费用低、效率高。对有紧扒植株习性和有逃避行为的种类,枯计值可能低于其它种类。4.1 4抽吸取样法适用 于捕获生活在地被物中的无脊椎动物。抽吸取样是将已知面积植物中的无脊椎动物吸人一个网中进行计数的方法。植被高度不超过15cm并附带若干条件的情况下有效。4.巧水中网捕法适用于自由游水的无脊椎动物和浮游动物及在基质表面休息的无脊椎动物调 查。可采用池网或拖网捕获。4.1 6圈筒取样器法适 用于小型自由游水的甲壳纲动物和其它浮游动物调查。置放取样器 时要注意速度不可 过快或过慢。4.1 7网底取样器法适用于自由游水的无脊椎动物和静止在基质表面的无脊椎动物的取样。取样器底部置有可皱折和展开的网。过于活跃的无脊椎动物可能逃避取样器而导致过低估计。4.1 8水中饵料捕获法适用于腐食性蜗虫类、水蛙和 甲壳类动物的调查。可通过控制捕获器孔径 调节捕获类群。. 41 9泥样 (水底泥芯)法适用 于捕获平静或缓流浅水和泥沙中的无脊椎动物。以挖土样的方式挖基质样品以实现 调查和监测目标,其中的无脊椎动物采用湿筛分离。小型或高密度的动物最好采用取芯器。. 42 0水流取芯器法适用于池塘和急流河滩基质宁无脊椎动物的取样。. 42 1璐珠取样法适用 于急流河滩中的无脊椎动物样本抽取。这种方法是通过踢踩和干扰河床基质将无脊椎动物从石砾中搅出,然后用网浦获。5鱼类调查5.1岸边计数法适用于计数池塘、缓流和浅溪淡水中的鱼类。5.2水下观察法适用 于调查计数清澈、平静、较浅的海洋或淡水水域中的鱼类。以潜水方式利用样带或样点计数样本。5.3电击擂鱼 法适用 于浅、洁的淡水或淡 咸水中的鱼类,特别是生长有植被的水域的鱼类调 查。调查人员可以趟水或驾船实施电击。在大河或湖泊中,可以采用样带或样点取样方法。. 54围网捕获法适 用于捕获开阔、平静或缓流水域的深水层 和水底鱼类的调查。围网实际上是一堵网墙,网上部有漂浮物,下部有重物线。围网捕获分为三个步骤:水 中绕行、网鱼、从网中取鱼。.55施网捕获法拖网为一锥形网,由船舶拖行捕获。这种方法适用于捕获在大江大河、湖泊和海洋中缓游的深水和水底鱼类。. 56其它网捕方法主要有抬网、投网和推网方法。这类网适用 于捕获浅水、静水或缓流水域的小鱼。抬网有铲网和漂浮网之分,功能分别是突然铲起或从水底突然升至水面。投 网是圆形网,作用在于投出后拉网捕鱼。推网采取推网行进的方式捕鱼。.57钩钓捕获法钩钓通常以体型较大 的捕食性鱼类为对象,应 用 于急流江河、深水湖泊和海 洋水域,那里 的 鱼密度一般较低。这种方法选择性高,不适于监测 整个鱼群落的变化。. 58菱形网浦获法这种被动捕鱼法依靠垂直投放水中的 网孔为菱形的 网捕获试图游过 网孔的鱼类。这种方法适用 于平静的淡水或海水中的活跃鱼林业勘查设计 (总115期)2山刃年第3期类调查。5.,捕鱼 器法这种方法对大多数条件和大部分鱼种普遍适用。鱼类捕获器一般分为罐捕型、袋捕型和栅栏型。采用“漏斗”或“迷宫”原理设计。5.1 0水中声学调 查方