本書是一本結合理論、技術和實踐的實習教材,圍繞廬山實習區(qū)展開案例分析,詳細介紹了生態(tài)學野外實習的基本操作流程,以及各類環(huán)境因子、植物、動物、土壤等方面的實習調查與分析技巧。具體內容包括實習前的準備工作、氣象因子的觀測、植物物種識別、植物功能性狀調查、植物群落基本特征調查和動物多樣性調查,以及土壤、土壤動物、森林水文、渦度通量測量等多個生態(tài)學領域的實際調查技術與數據分析方法。此外,書中還介紹了現代技術如無人機在生態(tài)調查中的應用,加深學生對新興技術在生態(tài)學研究中應用的理解。每章均精心設計了野外實習試驗,進一步豐富實習課程的內容。
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(1) 2001-09 至 2004-06, 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心, 生態(tài)學, 博士
(2) 1998-09 至 2001-07, 蘭州大學, 生態(tài)學, 碩士
(3) 1994-09 至 1998-07, 曲阜師范大學,化學教育,學士(1) 2019-01 至今, 南京信息工程大學, 生態(tài)與應用氣象學院, 教授
(2) 2013-03 至 2018-12,中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心, 研究員
(3) 2011-03 至 2013-02,瑞典哥德堡大學,植物環(huán)境系,研究員
(4) 2009-04 至 2011-02,東京大學,農學院,日本文部省JSPS特別研究員以第一作者出版中文專著/教材4部,英文專著章節(jié)4章。入選美國斯坦福大學發(fā)布了第四版全球前2%頂尖科學家榜單。[1] 《Science of the Total Environment》副主編
[2] 《環(huán)境生態(tài)學》副主編
[3] 《Journal of Environmental Sciences》編委
[4] 《Ecosystem Health & Sustainability》編委
[5] 《Journal of Agricultural Meteorology》編委
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 開展野外實習的必要性 1
1.2 實習準備 2
1.2.1 實習動員大會 2
1.2.2 實習材料的準備 2
1.3 實習要求 4
1.4 實習規(guī)范 5
第2章 實習區(qū)廬山介紹 6
2.1 地理環(huán)境 6
2.2 自然資源 7
2.3 人文歷史 12
第3章 氣象因子測定 15
3.1 氣象因子觀測目的及其生態(tài)意義 16
3.2 氣象因子主要觀測設備及使用方法 17
3.2.1 光合有效輻射 17
3.2.2 空氣溫度和濕度 18
3.2.3 降水 20
3.2.4 風 21
3.2.5 自動監(jiān)測儀器 23
3.3 氣象因子觀察和分析 24
3.3.1 不同海拔和不同生境下氣象因子差異對比 24
3.3.2 氣象因子周期性日變化觀測 25
第4章 植物物種識別與調查分析 27
4.1 植物形態(tài)識別與描述 27
4.1.1 葉的識別 28
4.1.2 莖的識別 30
4.1.3 根的識別 31
4.1.4 花的識別 32
4.1.5 果實的識別 35
4.2 植物標本采集和制作 35
4.2.1 工具準備 36
4.2.2 標本采集 36
4.2.3 數據記錄 38
4.2.4 標本壓制 39
4.2.5 標本裝訂 41
4.3 植物鑒定方法 43
4.3.1 專業(yè)軟件 43
4.3.2 植物分類檢索表 43
4.4 實習內容 45
4.4.1 廬山植物物種多樣性調查 45
4.4.2 廬山常見植物科、屬識別要點分析 46
4.4.3 廬山植物臘葉標本制作 46
第5章 植物功能性狀調查分析 48
5.1 典型且易測的植物功能性狀 48
5.2 測定原理與方法 49
5.2.1 葉綠素含量 49
5.2.2 葉面積指數 51
5.2.3 植物比葉面積 51
5.3 實習內容 52
5.3.1 廬山不同海拔典型生態(tài)系統(tǒng)植物功能
性狀的測定 52
5.3.2 比較廬山落葉闊葉林和常綠闊葉林不同葉片性狀 53
第6章 植物群落基本特征調查與分析 56
6.1 植物群落基本特征 56
6.1.1 植物群落的物種組成 56
6.1.2 群落的結構與動態(tài) 58
6.1.3 群落物種多樣性分析 61
6.2 植物群落物種組成與多樣性調查方法 62
6.2.1 儀器與用具 62
6.2.2 方法與步驟 63
6.3 數據處理與結果分析 66
6.3.1 群落的物種數與物種組成分析 66
6.3.2 群落物種多樣性分析 67
6.3.3 不同植被層調查結果統(tǒng)計分析 68
6.4 廬山植物群落基本特征調查與分析 69
第7章 動物多樣性調查與分析 72
7.1 動物多樣性野外實習常用工具、設備與方法 72
7.2 蠕形動物和軟體動物多樣性調查與分析 75
7.3 節(jié)肢動物多樣性與分布格局調查 78
7.4 魚類多樣性調查與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測 86
7.5 兩棲動物與爬行動物多樣性調查 88
7.5.1 樣線法 90
7.5.2 陷阱法 91
7.5.3 人工庇護法 93
7.5.4 掩蔽物法 94
7.5.5 走訪調查法 95
7.6 鳥類多樣性調查與觀測 95
7.6.1 歷史資料收集與整理 96
7.6.2 樣線法觀測 96
7.6.3 樣點法觀測 96
7.6.4 分區(qū)直數法 97
7.6.5 網捕法 98
7.6.6 紅外相機自動拍攝法 98
7.7 獸類多樣性調查與監(jiān)測 98
7.7.1 紅外相機自動拍攝法 99
7.7.2 籠捕法和鋏日法 100
7.7.3 網捕法 101
7.8 動物多樣性調查實習案例 102
7.8.1 調查樣點、樣線布設 102
7.8.2 調查方法與數據收集 105
7.8.3 數據處理與分析 106
7.8.4 調查報告撰寫 106
第8章 土壤地理學 108
8.1 土壤地理學野外實習目的與意義 109
8.2 土壤地理學野外實習準備工作 110
8.2.1 地形圖準備 110
8.2.2 資料準備 111
8.2.3 物品準備 112
8.3 土壤野外調查選線 112
8.3.1 山區(qū)土壤路線調查選線 112
8.3.2 平原區(qū)選線 113
8.4 土壤剖面的設置與挖掘 114
8.4.1 土壤剖面的設置 114
8.4.2 土壤剖面的挖掘 117
8.5 剖面的觀察和描述 118
8.5.1 土壤發(fā)生層次的劃分 119
8.5.2 土壤發(fā)生層次的命名 119
8.5.3 剖面形態(tài)的記述 120
8.5.4 土壤化學性質速測 122
8.6 土壤樣品及紙盒標本的采集 123
8.7 不同類型土壤剖面特征比較與分析 124
8.7.1 不同海拔梯度土壤剖面特征比較 124
8.7.2 坡向對山地土壤形成的影響 125
第9章 土壤動物調查 126
9.1 土壤動物調查方法 126
9.2 典型土壤動物的觀測與識別 129
9.2.1 蚯蚓 129
9.2.2 白蟻 130
9.2.3 螞蟻 132
9.2.4 雙翅目幼蟲 132
9.2.5 甲蟲 133
9.2.6 甲螨 134
9.3 土壤動物多度的觀測與分析 135
9.3.1 目的與意義 135
9.3.2 實習內容 135
第10章 森林水文過程調查 138
10.1 森林生態(tài)系統(tǒng)蒸散量觀測 138
10.1.1 樹干液流量 139
10.1.2 林分蒸散量 142
10.2 森林生態(tài)系統(tǒng)水量空間分配格局觀測 145
10.2.1 大氣降水過程 146
10.2.2 林冠截留過程 147
10.2.3 樹干莖流 148
10.2.4 枯落物層截留 149
10.2.5 地表徑流過程 150
10.2.6 土壤水分 151
10.3 森林水文過程實習 153
10.3.1 不同林分類型林冠雨截留量的測定 153
10.3.2 枯枝落葉層持水量的測定 154
第11章 渦度通量觀測與數據分析 157
11.1 渦度相關通量觀測技術概述 157
11.2 通量數據的觀測方法 159
11.2.1 觀測系統(tǒng)及其基本要求 159
11.2.2 渦度通量的測定及其關鍵設備 161
11.3 通量數據的計算、校準與分析評價 163
11.3.1 數據采集裝置和方法 163
11.3.2 通量數據處理的一般流程 164
11.3.3 數據校正與分析 165
11.3.4 能量平衡閉合評價 166
11.4 渦度通量數據處理和分析實習 167
11.4.1 氣象因子對生態(tài)系統(tǒng)碳通量的影響分析 167
11.4.2 比較不同生態(tài)系統(tǒng)碳通量的差異 170
第12章 無人機在生態(tài)調查中的應用 172
12.1 無人機的飛行準備 175
12.2 調查區(qū)植被指數反演 178
12.3 調查區(qū)植被高度模型重建 179
12.4 無人機數據的采集和分析實習 181
12.4.1 不同海拔梯度植被覆蓋度比較分析 181
12.4.2 不同植被指數和冠層高度差異比較 182
參考文獻 184
附錄 廬山野外實習常見植物物種 185
附錄一 蕨類植物 191
附錄二 裸子植物 194
附錄三 被子植物 199