野外台站

首页 / 野外台站 / 塞罕坝国家站科普教育基地 / 教材资料

北京大学塞罕坝国家站科普基地
  • 野外工作方法

    第一节  植物群落调查

    1.1实习要求

    1、认识150~200种实习地区常见的野生植物,掌握植物标本的采集、压制、记载、定名的基本方法;

    2、掌握植被野外调查的基本方法;

    3、能初步分析植被与环境要素(如坡度、海拔、土壤、小地形等)之间的关系;

    4、掌握实习区植被分布规律,对实习区地理格局有初步的认识。

    1.2实习必备工具

    大皮尺(50米)、标本夹、枝剪、罗盘、放大镜、望远镜

    (除望远镜外以上工具每组必备一份)

    样方本、标签、钢卷尺、实习地区植物检索表(或植物志)

    (以上工具每组必备若干)

    野外记录簿、橡皮、小刀、铅笔

    (以上工具人手一份)

    1.3 样方法简介

    如何测定植物群落的种类组成以及评价它们在群落中所起的作用一直是群落生态学研究的重要内容。

    为了分析组成某一植物群落的种类,必须在该植物群落分布的范围内选取一定数目的样地进行统计,这种方法称为样地法。一般说来,样地应该选择在植物分布比较均匀、有代表性的地段。取样可以分为主观取样和客观取样两种。主观取样一般是在对一定地区的植物群落有充分了解的基础上,根据研究者的研究目的进行的。客观取样又可以分为规则取样和随机取样两种,这种方法一般用于研究者对当地植物群落缺乏了解,或研究者需要用概率统计的手段来支持他们的结论时。

    1.3.1 样地设置

    样地形状可以是方形的或圆形的,前者称为样方法。样地的大小一般需要事先进行实验。对于草本群落,一般最初用10cm×10cm的面积,对于森林群落,一般最初用5m×5m或者更大的面积,登记这一面积内所有的植物种类,然后按照一定顺序,扩大样地边长,每扩大一次,登记新增加的种类,扩大样地的方式如图4-1所示。

    图4-1 确定样地表现面积的方法:从小到大按一定顺序逐渐扩大样地面积

    随着样地面积的增大,种类数目逐渐增加。在一定的样地面积以上,种类数目基本保持稳定(图4-2)。我们把植物种数不再有明显增加时的样地面积称为群落的表现面积,也称最小面积,也就是说至少要有那么大的空间才能包含群落的大多数植物种类,表现群落的主要特征。

    图4-2 种-面积曲线

    1.3.2 描述群落种类组成特征的数量指标

    (1)多度

    一个物种的某一样地内出现的个体数量称为多度。它随着时间和空间而改变,在有的情况下很难精确计算一个种的多度或者时间不允许这样做,这时可以用目视评估的办法。在西方国家经常采用的多度等级如下:

    1: 稀少(scarce)

    2: 少见(infrequent)

    3:常见(frequent)

    4.:多(abundant)

    5:很多(very abundant)

    我国学者仿效前苏联,采用德鲁德(Drude)六级制多度,或称德氏多度。具体的简写和含义如下:

    cop3(copiosae 3):很多

    cop2(copiosae 2):多

    cop1(copiosae 1):尚多

    sp(sparsae):分散

    sol(solitariae):个别

    un(unicum):一个

    此外,还有soc(sociales)与多度符号同时使用,表示密集,植物的地上部分互相靠拢。

    (2)密度

    与多度接近,但指单位面积内某种植物的平均数量。

    (3)盖度

    盖度指某种植物在群落中覆盖的程度。盖度有两种表达方式。一是投影盖度,二是基部盖度。

    投影盖度表示植物枝叶所覆盖的地面面积,以覆盖地面的百分比来表示。它表现出的是植物所实际占有的水平空间,即它利用太阳光能进行光合作用的同化面积。一般采用目测估算,也可以采用仪器量测。

    在林业上通常采用郁闭度来表示投影盖度。所谓郁闭度就是林冠彼此接触闭合的程度,一般以0,0.1, 0.2等表示,完全郁闭时为1。

    基部盖度指植物基部着生的面积。在草本群落中,投影盖度往往随着不同年份降水的多少而有很大差别,基部盖度则比较稳定。基部盖度一般通过量测基径然后计算获得。

    (4)频度

    各种植物在群落内不同部分的出现率称为频度。频度的计算通过以下方法获得。首先在群落内不同部位取一定数目的小样地(小样方或小样圆)。有某种植物出现的小样地的数目占所有小样地数目的百分比即为这一植物的频度。小样地的面积根据实际情况而定,对于草本群落,通常取1平方分米。

    频度的作用在于说明个体数量及其分布。频度指数越大,表明个体数量多且分布均匀,该物种在群落中所起的作用也大。

    (5)优势度

    优势度指一个物种在它所处的群落内所起的作用和所处的地位,如在该群落物质循环中的作用,对其它物种的影响等。

    优势度一般很难度量。多度大、盖度也大的物种,其优势度大;多度不大而盖度又小的物种,优势度一般较小。但多度小而盖度大的物种所起的作用可能也大,如森林群落中的优势乔木就是如此。

    估计优势度有多种方法。有的学者把多度和盖度结合起来估算优势度,如Braun-Blanquet拟订了以下等级表,用于划分优势度:

    +:稀少或者非常稀少,盖度非常小

    1:很多,但覆盖的面积小

    2:大量或至少覆盖5%的面积

    3:任何个体数目,覆盖25%-50%的面积

    4:任何个体数目,覆盖50%-75%的面积

    5:覆盖面积超过75%

    以上方法主观性较大,但简单易行。另一种方法是重量法,把所有植物收集起来按物种或生活型进行称重,根据它们之间的重量对比关系确定优势度。这种方法比较繁琐,而且一般只能提供地上部分的重量。

    一个群落中优势度明显较其它物种高的一个或多个物种称为优势种。优势种提供了群落中基本的物质量。在森林群落中,乔木树种一般作为优势种。

    优势种中的最优势者,即盖度最大、重量最大、多度也大的植物种,称为建群种。建群种是群落的创造者和建设者。它占有最大的空间,对群落的物质循环影响最大,并最大程度地影响和控制群落的其它物种,对改变环境所起的作用也最大。优势种以外的盖度和多度都较小的植物种称为附属种。它们对群落环境的影响较小。一般说来,优势种更能有效地利用群落的环境资源,而附属种能够利用优势种利用后余下的部分环境资源。

    有的群落,如热带雨林,很难确定出一个建群种,在这种情况下,可以确定出两个或两个以上的建群种,称为共建种

    (6)生活力

    指植物在群落中发育的能力。Braun-Blanquet和Pavillard(1922)制定了生活力划分的四级标准,具体如下:

    1:正常通过全部生长发育周期;

    2:发育周期不完全,营养体发育尚强烈;

    3:发育周期不完全,而且营养体发育微弱;

    4:只偶尔产生幼苗,但很快就死亡。

    1.3.3 群落间比较的数量指标

    为了更好地比较不同群落的差异,在样方调查的基础上,可以利用一些综合性的数量指标比较不同群落间种类组成的差异。

    (1)种类多样性

    群落内的种类多样性不仅与群落内的种类数量,还与不同物种间个体数量分布的均匀性有关。如两个植物群落分别都有5个物种,共100个个体,但甲群落中某一物种有80个个体,其它物种各有5个个体。乙群落中每个物种的个体数都是20个。显然乙群落的种类多样性比甲群落大。

    为了表达群落间种类多样性,人们提出了许多参数。应用最广的是香农-维纳指数。这一指数来源于信息论,具体的计算方法为:

    s

    H=-∑pilog2pi

    i=1

    公式中H表示种类多样性,s是群落中种的数目,pi表示属于第i个物种的个体数占群落中总个体数的比值(介于0和1之间)。因为pi总是<1,取对数后<0,所以公式前面加上负号。

    (2)重要值

    多度、盖度和频度等都是从一个侧面来表达物种的特征。在进行群落间比较时需要把这些特征综合起来。目前使用最广的是计算每一个物种的重要值。

    重要值=(相对密度+相对频度+相对优势度)/300

    由于相对优势度难以定量,一般用相对盖度来代替。

    相对密度=(一个种的密度/所有种的密度)×100

    相对频度=(一个种的频度/所有种的频度)×100

    相对盖度=(一个种的盖度/所有种的盖度)×100

    1.3.3 实习操作

    根据研究目的的不同,样地记录的内容和方式可以有差异。本实习中森林群落采用10米×10米的样方,草原群落采用2米×2米的样方进行调查。

    野外调查中分层记载种类名称、多度、盖度和高度等信息。对于森林群落,分乔木层、灌木层、草本层、枯落物层、立木更新分别进行记载。对于乔木层,每木量测胸径、基径,估测冠幅、树高。对于灌木层和草本层,记载种名、丛数或多度、盖度、高度。对于立木更新,根据高度划分龄级,根据龄级记载不同幼苗和幼树的数量,定性描述其分布状况。对于枯落物层,记载其组成、覆盖程度和分布等指标。

    1.4 实习区主要群落类型的特征

    1蒙古栎林

    该类型为中国温带、暖温带地带性的群落类型,在本区内主要分布于冀北山地海拔1400m以下,土壤为棕壤,由于受人为活动的影响,森林片断面积较小,一般在几百平方米以内。在坝上高原面局部地区散生成疏林。

    2 白桦林

    是本区普遍分布的一种群落类型。分布的海拔范围为1100-1750m。其土壤为灰色森林土,表层10-20厘米含有机质,以下为沙。这种土壤条件有利于保证白桦生长所需的水分。根据其种类组成,可以划分为两个亚类。一类含缬草(Valeriana officinalis),花荵(Polemonium caeruleum),二叶舞鹤草(Maianthemum bifolium)和林问荆(Equisetum sylvaticum)等喜冷湿的种类,它们分布于海拔1450米以上;另一类基本不含上述种类,而含有另外一组种类,包括虎榛子(Ostryopsis davidiana),北柴胡(Bupleurum chinense),蓬子菜(Galium verum),斑叶堇菜(Viola variegata),菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)和茜草(Rubia cordifolia),这一亚类分布于海拔1450米以下。根据区分种出现的恒有度和盖度,分别称为缬草-白桦林和虎榛子-白桦林。

    3 棘皮桦林

    分布于冀北山地海拔1200至1600米处,坝上部分偶有出现。其林下含有稠李(Prunus padus),猪殃殃(Galium aparine var. tenerum),展枝沙参(Adenophora divaricata),北方沙参(Adenophora borealis),这些种类在本区内其它森林类型中较少出现。棘皮桦林与蒙古栎林的自然分布区域相一致,通常在坡上至脊部为蒙古栎林,其下为棘皮桦林。

    4 山杨林

    山杨林在本研究区内主要分布于内蒙古高原海拔1450米以下的地区,与虎榛子-白桦林有类似的生境条件,有时林下混有白桦和蒙古栎等,但其生境更偏干,分布比白桦林更接近于草原区。

    5 白扦林

    在本实习区内,云杉处于其分布的北界。内蒙古高原的白扦林具有超地带性,仅有零星的片断见于局部沙地内。从种类组成来看,不仅乔木层普遍出现白桦,而且草本层还较多出现冷蒿(Artemisia frigida)等草原种。

    野外调查表明离草原带越近,白扦更新越困难。云杉的生态习性是喜冷湿,而越接近草原带,气候越趋冷干,而此时沙地较好的土壤水分条件为其生长提供了保证。

    6 油松林

    在坝下地区油松能正常分布。在内蒙古高原只在有限的沙地内(四道河口、源水头、响水、纳尔苏和甘旗纳尔斯)呈片断分布,具有超地带性。大的片断有数百平方米,小的片断只有数棵油松。

    7虎榛子灌丛

    是本研究区内最普遍出现的一种灌丛类型。在冀北山地沟谷,虎榛子灌丛中的种类较少,而坝上地区虎榛子灌丛内的种类较多。

    8.低地草甸

    一般分布于海拔1400米以上的低湿地,在不同的生境条件下,鹅绒委陵菜、寸草苔和灰脉苔草均可能成为优势种,群落中常出现一些柳属(Salix spp.)灌木。

    9.山地草甸

    分布于海拔1450米以上地区,主要见于森林边缘或者大的森林斑块之间。地榆、裂叶蒿和华灰早熟禾在不同的小生境条件下分别成为优势种。

    10.贝加尔针茅草原

    本类型为草甸草原类型,分布于缓丘上部和顶部。在海拔1400-1550米的山前丘陵台地,出现地榆(Sanguisorba officinalis)和裂叶蒿(Artemisia laciniata)两个喜湿种类, 在海拔1400m以下的高原面,则不出现这两个种类。在地形部位上,贝加尔针茅草原相当稳定地分布于排水良好的丘陵坡地、台地、山前倾斜平原等,在丘陵坡地分布在坡地中段,往上至坡地上部与丘顶土层渐薄,常为线叶菊草原所代替。在本实习区内,森林一般分布在陡阴坡,其它地貌部位主要为草原群落。

    11.羊草草原

    是实习区草原带普遍分布的一种群落类型,由于人为干扰强烈,样地内普遍出现冷蒿(Artemisia frigida),糙隐子草(Cleistogenes squarrosa),黄囊苔草(Carex korshinskii)和茵陈蒿(Artemisia capillaris)。受人为干扰强度的不同,这些种类均可能成为优势种。羊草草原分布范围较广,在偏湿润的生境条件下,一般与线叶菊草原镶嵌分布。

    12.榆树疏林

    榆树疏林主要分布于沙地坡脚。在浑善达克沙地成片分布,在其它地区成零星片断。乔木层仅出现榆树一种,盖度一般在30%以下。榆树疏林中草原成分发育而森林群落中常见种类较少出现。由于受过度放牧的影响,退化草原的指示种,如冷蒿、糙隐子草、黄囊苔草和星毛委陵菜(Potentilla accaulis)等,较多出现。

    第二节  土壤调查

    2.1实习目的

    1.认识土壤并掌握土壤调查的一般方法

    2.了解土壤在人类-自然生态系统中的地位

    3.学习与生态学相关的土壤采样及野外实验方法

    2.2 实习内容

    1.土壤剖面的挖掘与观察

    (1)土壤剖面挖掘的目的、原则与方法

    (2)不同海拔、地理位置及植被类型的土壤剖面的观察

    (3)土壤侵蚀与水土保持

    2. 土壤在生态系统能量物质流动中的地位

    (1)土壤对能量流动的调节作用 (体现在反射、对温度的影响等方面)

    (2)土壤在生态系统碳 (C) 循环中的作用

    (3)土壤在生态系统氮 (N)、磷 (P) 循环中的作用

    (4)土壤对生态系统水分流动的调节

    3.与生态学相关的土壤采样及野外实验方法

    (1)土壤理化性质的采样及测定:土壤容重, 土壤温度,土壤水分,土壤酸碱度,土壤颗粒分析等

    (2)土壤系统中的生态过程的观测方法:

    (a)土壤系统C库(pools)及通量 (fluxes):包括枯枝落叶的积累与分解,土壤呼吸,土壤有机C库的动态,根系及共生真菌的生长、死亡、分解及呼吸等

    (b)土壤系统N库及周转(cycling):N的矿化、吸收及淋失

    (c)土壤P的动态:P的矿化、吸收及固定

    (d)土壤水分动态

    (e)土壤与森林生态系统生产力

    2.3 实习工具

    土壤野外速测箱 (小卷尺、米尺、剖面刀、稀盐酸、pH试纸、蒸馏水、白瓷板等)、橡皮筋、罗盘、野外工作包、标准土壤色卡、记录夹、土壤剖面描述手册、铁锹、铁铲、土钻等

    2.4实习方法

    a)实习路线的确定:结合植物地理实习,选择一条有较大土壤变化的线路进行调查,选择的路线应包括当地典型的地带性土壤;

    b)土壤剖面位置的确定:沿实习路线对主要土壤类型进行观察,剖面位置应有代表性;

    c)土壤剖面的要求与准备

    平地要求土壤剖面大小为120cm (长) ╳ 80~100cm (宽) ╳ 100cm (深),呈一面平直 (观测面)。另一面为阶梯状土坑,观测面朝阳或在上坡向;挖掘剖面时不同层次的土壤分开堆置,以便观测后按层次添坑。 土壤观测面上方严禁践踏、站人和堆土;

    剖面挖好后,一半用刀铲铲成光面,另一半用剖面刀雕成自然毛面,剖面中间设置一个米尺;

    d)剖面观测与采样

    i.挖掘剖面的同时, 记载剖面所在地的成土条件(母质,地形,气候,生物,时间,自然或人为干扰等);

    ii.根据土壤颜色、根系、松紧度、质地、新生体、孔隙等特点综合划分土壤层次;

    iii.根据《土壤剖面描述标准》(附件4)由上往下描述土壤,记录每层的深度、名称、界线、色斑(新生体或侵入体)、质地、结构等;

    iv.根据观察结果概括土壤特性,推测分析土壤成土过程并对土壤进行初步(野外)定名;

    v.根据土壤理化分析的需要从下往上采集土壤样品;

    e)土壤剖面观察分析要点

    i.观察原则:整体-局部(细节)-整体;

    ii.严格按照《土壤剖面描述标准》分层描述、记载(图4-3);

    iii.多动手、勤观察、勤比较,与同组同学多讨论;

    iv.注意土壤母质、成土环境(局部地段地形、植被、干扰等),仔细分析土壤性质与成土因素之间的关系;

    v.全面记载,实习中每组填写一份土壤剖面描述表 (该表应包括在每人的实习报告中,并附以文字说明),同时记录实习中遇到的有关土壤的认识和问题,并将这些内容反映在实习报告中,增加实习报告的创造性成分;

    vi.


    图4-3 土壤结构与分层

    f)土壤在生态系统能量物质流动中的地位 (由指导老师讲述,请记笔记!)

    g)土壤系统中生态过程的观测方法 (由指导老师讲述并做示范,请记笔记!)

    h)土壤野外考察分析与综合 (也可用作实习报告内容指南, (1) - (6) 为土壤调查部分,(7) - (8) 为土壤生态过程部分)

    i.土壤成土条件概括;

    ii.土壤剖面特点概括;

    iii.土壤成土过程推测分析;

    iv. 土壤剖面特点、土壤发育与局部成土环境之间的关系;

    v.实习区域内土壤与区域生物气候之间的关系;

    vi.特殊土壤层次、埋藏土壤与环境变迁、人为活动的相互关系;

    vii.土壤生态系统的主要生态过程及测定方法;

    viii.利用土壤生态过程的测定数据预测环境变化(CO2浓度升高,气温升  高,N沉降,降雨格局的变化等)对生态系统结构功能(如养分循环、生产力、物种组成等)的影响;

    2.5 实习测验

    土壤剖面实地观察,要求对所选择的剖面分层描述,最后根据剖面特征确定土壤类型。

    2.6 实习区土壤概述

    1. 土壤诊断层

    包括表层和表下层。

    表层:有机物质表层(e.g., Histic epipedon)、腐殖质表层(e.g., Mollic epipedon) 、人为表层(灌淤、堆垫、肥熟、水耕)、结皮表层等

    表下层:漂白层(Albic horizon) 、舌状层(Glossic)、雏形层(Cambic)、铁铝层(Ferralic)、低活性富铁层(LAC-ferric)、聚铁网纹层(Plinthic)、灰化淀积层(Spodic)、耕作淀积层(Agric)、水耕氧化还原层(Hydragric)、粘化层(Argic)、粘磐(Claypan)、碱积层(Alkalic)、超盐积层(Hypersalic) 、盐磐(Salipan) 、超石膏层(Hypergypsic)、钙积层(Calcic) 、超钙积层(Hypercalcic)、钙磐(Calcipan)、磷磐(Phorphipan)、盐积层(Salic)、含硫层(Sulfuric)。

    2. 中国土壤分类原则(龚子同,1999)

    土纲:最高分类级别, 根据主要成土过程产生的或影响主要成土过程的性质划分。

    亚纲:主要根据影响现代成土过程的控制因素所反映的性质(如水分,温度,岩性等)。

    土类:根据反映主要成土过程强度或次要成土过程的控制因素的性质划分 (如盐化,钙化的强度等)。

    亚类:主要根据是否有附加过程的特性和是否有母质残留的特性划分 (如灰化,漂白,龟裂等)。

    土族: 反映与土壤利用管理有关的土壤理化性质发生明显分异的续分单元 (如土壤颗粒的大小级别)。

    土系: 最小分类单元,反映不同地形或其他因子影响下造成的土壤剖面的不同特征 (如层位高低厚薄等)。

    按照新的诊断学分类,中国和美国的土壤分类系统对于土纲的划分比较接近,但仍然有一些去表(表4-1)。

    表4-1中国和美国土壤分类系统中土纲的差别

    3. 实习区的主要土壤类型

    实习区主要出现的土纲包括新成土、雏形土、有机土、潜育土、均腐土和淋溶土,各土纲的特征如下(典型土壤剖面见附录4):

    (1)新成土

    符合以下特征的土壤可以定为新成土纲:

    具有弱度或没有土层分化的土壤;                                                  

    有一个淡薄表层或人为扰动层;

    以矿质土占绝对优势;

    这类土壤发育的原因是年轻性、侵蚀性、间断沉积性母质的深刻影响及人为扰动等;

    可出现在任何植被、气候条件、地形、风化物和沉积物条件下。

    (2)雏形土

    符合以下特征的土壤可以定为雏形土纲:

    土壤发育程度弱,诊断层不明显,B层初步发育;                                                  

    一般为A-(B)-C型剖面;

    进一步发育可成为淋溶土;                                    

    雏形土是土壤分类系统中的一个大口袋:除有明显诊断特征的土纲和新成土外,其余均归入雏形土。

    (3)有机土

    符合以下特征的土壤可以定为有机土纲:

    泥炭化为主要成土过程:有机物质的积累超过分解;

    冷湿、厌氧成土环境(沼泽、湿地),剖面发育不明显(H or H-G);

    有机质含量高 (可达500g/kg),泥炭层呈黑色或暗棕色,潜育层呈灰绿色或浅蓝色。

    (3)潜育土

    潜育是指土壤长期或经常性受水分饱和而经历物质还原反应、最终形成典型灰蓝颜色和特殊结构的土壤过程。潜育土总是和低洼地形相联系,过量水分是是主要成土因素。

    (4)均腐土

    均腐土具有以下三大特征:

    暗沃表层;

    均腐殖质特征,腐殖质C/N比小于17,或表层无厚度>5cm的有机土壤物质;

    盐基饱和度(180cm内)>=50%的土壤。

    (5)淋溶土

    符合以下特征的土壤可以定为有机土纲:

    粘化层在土壤剖面中部的存在是淋溶土的必备条件;

    剖面为A-B-CO-A-Bt-C型;

    粘化作用一般是指层状硅酸盐粘粒由表面迁移后淀积于剖面一定深度,并达到一定程度的过程。

    第三节 水分和养分控制实验

    3.1 森林加肥控制实验

    森林加肥实验主要是通过添加不同浓度氮肥和磷肥,观测不同林龄的树木生长以及土壤过程如何响应。

    实验样地位于河北省围场县塞罕坝机械林场境内北京大学地球环境与生态系统塞罕坝实验站以南500 m处,海拔约1 531 m,地理坐标为42°25′ N、117°15′ E。年平均气温 - 1.2 ℃,年平均降雨量437.8 mm,土壤类型为风沙土。林下灌木稀少,草本植物以披针叶苔草(Carex lanceolata)、腺毛委陵菜(Potentilla longifolia)、地榆(Sanguisorba officinalis)、瓣蕊唐松草(Thalictrum petaloideum)为主。

    目前正在进行的观测项目有:(1) 地下10 cm 处土壤温度及体积含水量自动监测;(2) 土壤总有机碳、土壤全氮、土壤活性有机碳;(3) 土壤总呼吸;(4) 土壤氮矿化; (5) 根系生物量与细根生产力;(6) 乔木径向生长监测;(7) 草本植物群落地上生物量与物种组成变化调查等。

    3.2 草原恢复控制实验

    草原恢复控制实验的目的是监测水分和养分如何影响草地恢复的过程,地点在内蒙古克什克腾旗乌兰布统乡境内。共5块1公顷的样地,组成一个退化梯度序列。

    水分控制实验主要通过控制季节性水分供给来观测不同退化草地的生长过程,具体包括物候变化、生物量变化、种类组成变化以及土壤过程(水分、养分、呼吸)的变化。具体的控制措施包括生长季各个月份的加水和减水实验,生长期前期的移雪实验。养分控制实验与森林群落类似。在样地围栏内划分了小样地,考虑到不同的水分和养分梯度在小样地尺度上开展重复实验。

    土壤水分观测设施包括EM50自动温湿度记录仪(每个样地1个)和TDR(每个样地内多个)。TDR(Time Domain Refletrometry)是时域反射仪的简写。测量时,金属波导体被用来传输TDR信号,TRIME工作时产生一个1GHz的高频电磁波,电磁波沿着波导体传输,并在探头周围产生一个电磁场。信号传输 到波导体的末端后又反射回发射源。传输时间在10ps-2ns间。IMKO发明了这种专利测量技术,使得仪器可以检测到小至3ps的时间信号。建立了时间 采样的方法。从而使得土壤水分的测量变得更为准确和方便。土壤呼吸采用Li-COR8100土壤呼吸仪人工测定。

    植物生长动态采用跟踪照相、定期取样和量测等多种方法结合的手段。

    第四节  树木年轮与根系观测

    4.1 树木年轮取样

    树木的茎干在春季开始加粗生长时,形成的细胞通常具有较大的细胞腔和较薄的细胞壁,颜色较浅,这部分生长的木质称为早材;夏秋两季,树木生长形成的细胞则体积逐渐变小,细胞壁逐渐加厚,颜色变深,直到停止生长,这部分的木质叫做晚材。早材与当年的晚材组成一个年轮,第二年春季树木又重新开始生长,形成的浅色早材与前一年深色的晚材之间形成一条明显的界线,成为科学工作者判断树木年轮生长宽度的依据。

    由于优良的生境能够缓解气候变化对树木生长的影响,因此在土壤条件较差生境中生长的树木对气候变化较为敏感,在野外采样时应该严格遵循树木年轮研究的采样标准进行,充分考虑树木生长的各类限制因子,具体包括以下几个方面内容:

    (1)从大环境看,采样点应该远离人为活动影响较强的地区。利用树木生长的位置,选择受气候因子限制强烈、干直粗圆、树龄较长的树木,而且未受火灾、病虫害等干扰。

    (2)从小环境看,采样点的地形比较一致,土壤厚度适中,郁闭度较小。充分考虑坡向、坡位、立地条件等限制因子。

    (3)所选择的树种一般要求生长周期较长、生长较慢、树芯不易腐烂的树种。样芯采集通常在胸高部位,在平行于山坡走向的方向上从树的两侧用生长锥钻取正交叉的两个样芯,对于某些生长在悬崖及陡坡上的树木,限于采样环境条件,样芯的钻取高度和方向或有不同。一般在同一采样点采集20棵树木左右。

    采样工具为树木年轮生长锥,这是由一个直径约6 毫米、长度为40 ~80 厘米不等的空心钻杆和一个比之略长略粗的空心手柄组成,钻杆头是锋利的螺旋形钻头。选取生长相对独立,树冠较为平整的成年大树,选好取样位置后,将生长锥对准树干的中心,顺时针方向用力旋转,待钻过树心后,用配套的锯齿形长掏匙将树芯从钻杆里面取出来,装入准备好的剖

    开的塑料吸管里,用医用胶布在吸管的两头缠绕固定,在吸管上用油性笔标注样品代码。这样既可以使样芯中的水分充分挥发避免样芯发霉,又可对样芯起固定和保护作用。最后逆时针方向把生长锥从树木中旋转出来。这样就完成了一个树芯样本的采集过程了。

    4.2 根系观察

    利用自然剖面,观察草本植物和木本植物根系在土壤中的分布,比较沙土和壤土中植物根系的分布深度。

    第五节  区域景观格局分析

    5.1 实习目的

    (1)掌握地面观测与遥感影像解译的基本方法;

    (2)初步分析区域景观格局,并探讨其成因;

    5.2 实习方法

    通过路线考察,穿越不同的地表覆盖类型,对照遥感影像,分析不同地表覆盖类型的影像特征。通过遥感影像分析,分析区域景观格局,结合气候、地貌资料,分析景观格局的成因。

    5.3实习内容

    (1)比较河谷、沙地、山地不同的影像特征;

    (2)比较森林(针叶林、阔叶林)和草原的影像特征;

    (3)如何从遥感影像上判读植被退化。

    5.4 区域遥感影像

    见附件4

    区域遥感影像

  • 塞罕坝区域介绍

    北京大学塞罕坝生态实习基地(定位站)位于北京北部450Km的河北省围场县塞罕坝机械林场,向周边辐射到内蒙古自治区克什克腾旗、多伦县和正蓝旗。这一区域位于蒙古高原的东南缘,为蒙古高原向冀北山地、华北平原、东北平原过渡的区域(图2-1)。

    实习区内包括浑善达克沙地、大兴安岭、冀北山地等地理单元,是辽河上游西拉木伦河以及滦河上游支流闪电河的发源地(图2-2)。

    图2-1 实习区的地理位置

    图2-2 实习区及周边地区自然地理概况

    第1节  区域自然地理特征

    1.1 地貌特征

    实习区位于内蒙古高原东南缘,主体部分海拔为1100~1400m。内蒙古高原内部地貌形态多样。西部为浑善达克沙地,由多条东西走向的沙带组成。东南和南部为冀北山地。沟谷海拔在500~700m之间,在坝缘部分,山地海拔迅速上升到1400~1700m,最高峰大光顶子海拔接近2000米。向北和西北方向进入内蒙古高原,海拔复又缓缓下降,这一部分即为通常所称的“坝上”。

    1.2 气候条件

    实习区地处半湿润气候向半干旱气候过渡的区域,年降水量400mm的界线从塞罕坝西边穿过。利用内蒙古高原东南部的气候资料,对整个区域的气候状况(表2-1)进行克里格插值处理,结果如图2-3所示。从图2-3可以看出,实习区及周边地区年降水量存在SE-NW向的梯度。而温度指标的梯度不明显,总体上坝下气温偏高,坝缘山地和大兴安岭南段山地由于海拔较高而温度偏低,内蒙古高原部分温度差异较小。

    表2-1 实习区及其周围地区主要台站的气候状况

    表中标有*者为1961−1970年平均值,标**为1959−1994年平均值,其余为1951−1970年平均值

    图2-3 主要气候指标的空间分布(横轴和纵轴分别为经度和纬度;图中红色方块为塞罕坝机械林场位置)

    1.3 土壤特征

    由于气温递变速率快,地貌类型多样,本区土壤类型多样。按照传统的土壤发生学分类系统,从冀北山地向锡林郭勒熔岩台地,土壤类型依次为棕壤、灰色森林土、黑钙土、淡黑钙土、暗栗钙土。在浑善达克沙地主要为风沙土。一些高海拔的山顶分布有亚高山草甸土。按照土壤诊断学分类系统,研究区的土壤以雏形土为主,局部地方有淋溶土和均腐土,在沙地和覆沙丘陵上常发育新成土。

    1.4 植物区系

    研究区在植物区系组成上有着非常明显的过渡性,从冀北山地向内蒙古高原过渡,表现为东亚成分逐渐减少而达乌里-蒙古成分增多。冀北山地是东亚成分向内蒙古高原腹地渗透的门户;大兴安岭南部山地又是东亚成分北上及东西伯利亚成分南下的桥梁。

    1.5 土地利用

    坝下第三乡以南以农为主,农林结合,自然林较少,一些地区有斑块状人工林。从第三乡到坝上吐力根河以林为主,为塞罕坝机械林场的范围,除天然的落叶阔叶林外,还栽种了大面积落叶松林和一定数量的樟子松林,森林覆盖率高。吐力根河以北东半部分为冀北山地和大兴安岭山前丘陵,台地,境内土地利用方式为林牧结合,森林以天然林为主;西半部分土地利用以牧为主,有红山军马场、元宝山牧场等牧业基地。

    第二节  区域环境演变

    2.1 浑善达克沙地的演变

    对于浑善达克沙地形成的年代,目前还不能完全确定。在沙地形成之前,这一地区为一大型湖泊(图2-4)。

    图2-4 古湖期的浑善达克沙地(引自Yang et al., 2015)。

    对沙地形成的原因,目前有不同的说法。最新的认识是古湖东面的西拉木伦河发生溯源侵蚀,与古湖连通,导致古湖变干,风力作用将湖中厚层沉积物中的细颗粒物质吹走,留下粗颗粒物质,形成沙丘。在古湖的中心位置形成新月形沙丘,边缘则形成沙垄。强劲的风力还把湖中的粗颗粒物种吹扬到古湖东边和南边的丘陵山地,形成覆沙丘陵,成为实习区土壤发育的主要母质。

    末次冰盛期(距今21000-18000年前)以来,浑善达克沙地的位置和范围没有发生明显的变化(图2-5,2-6,2-7)。但是沙地经历了多次固定和活化的过程,在气候暖湿的阶段,植被覆盖度高,以森林植被占优势,土壤中腐殖质含量高;在气候冷干的阶段,植被覆盖度低,以草原和荒漠植被占优势,土壤中腐殖质含量低。多次固定和活化导致了沙丘剖面中分布着多层腐殖质含量高的古土壤(图2-8)。

    图2-5末次冰盛期中国沙漠与沙地(引自Yang et al., 2013)

    图2-6 中全新世温暖器中国沙地与沙漠(引自Yang et al., 2013)

    图2-7 现代中国沙地与沙漠

    图2-8 浑善达克沙地南缘的沙丘-古土壤剖面(刘鸿雁摄于四道河口)


    2.2 区域植被演变

    实习区末次冰盛期的植被以荒漠占据优势,近在沙地的局部地点可能出现油松林的避难所(Hao et al., 2017)。随着冰后期气候的转暖,森林逐渐进入本区域。首先进入的树种包括云杉(Picea spp.)和榆树(Ulmus pumila),在全新世中期(距今6000年前后),气候转为温暖湿润,气温比现在高,实习区的植被以栎(Quercus spp.)林占优势,出现了桦(Betula spp.)、椴(Tilia spp.)、核桃楸(Juglans spp.)等落叶阔叶乔木。此后,随着气候的变干变冷,落叶阔叶林逐渐被油松林(Pinus tabulaeformis)所取代,在距今2000年前后,实习区的油松林逐渐被草原植被所取代。

    随着气候的变化,末次冰盛期以来的森林分布界限也一直在推移中。在距今8300年前后,森林分布的界限与现在的森林分布接近。此后,森林分布的界限向西北方向推进,在距今6200年前后达到极值。随着气候变冷变干,森林分布的界限向东南方向回撤,在距今4800年前后,森林分布的界限与现代的森林分布已经非常接近了(图2-9)。

    图2-9 实习区森林界限的推移过程

    2.3 区域人类活动的历史

    实习区东南部主要位于清代木兰围场的范围内。在清康熙以前,区域内只有零星的居民点。康熙平定噶尔丹叛乱以后,蒙古王爷将现在的围场和隆化一带献给朝廷作为围猎练兵之所,称为“木兰围场”。木兰围场的设立客观上对保护自然生态起到了一定的作用。

    清咸丰以来,随着国库空虚,木兰围场被逐步放垦。首先被放垦的东部和南部的边缘地区,随后不断往核心区蚕食(图2-10)。1906年,木兰围场全面放垦,大量移民进入,河谷平地被开垦,自然植被破坏殆尽。目前仅围场县的人口就达到60余万人,对自然生态的压力大。

    1962年,塞罕坝机械林场正式成立,在围场县的西北部地区开展了大规模的植树造林活动,形成了面积近千平方公里的连续林带,对区域生态环境的改善起到了一定的作用。塞罕坝的人工造林主要在海拔1400米以上的地区,栽植的树种主要为华北落叶松(Larix principis-ruprechtii)。在海拔1300-1400米的沙地主要栽植樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)。尽管降水量低,但由于海拔高,蒸发小,有助于保障森林生长。

    在实习区的西部,清康熙以前也只有零星的居民点。康熙平定噶尔丹叛乱以后,在现多伦县城建设了汇宗寺,成为蒙区民众的宗教中心。大量蒙区民众沿浑善达克沙地西缘进入多伦,形成一条人类活动密集带,从近期的遥感影像仍然可以看到人类活动对植被的影响。

    图2-10 木兰围场的放垦历史

    第三节 区域植被格局及其成因

    实习区内年降水量在500-200mm之间,随着年降水量的减少,区域植被格局发生显著变化。在年降水量500mm左右的区域,无论是阴坡还是阳坡都分布有森林,以栎林和桦林为主,形成连续分布的森林带。在年降水量400mm左右的区域,森林仅能分布在陡阴坡,在平地和阳坡以草原植被占据优势。随着年降水量的下降,森林分布的坡度越来越大,树种逐渐变为以山杨占据优势,在覆沙丘陵的坡脚出现榆树疏林。在年降水量200mm左右的区域,森林不再出现,在不同地形条件下均以草原植被占据绝对优势(图2-11;Liu et al., 2012)。

    从区域植被格局随年降水量的变化可以看出水分条件对植被格局的决定作用。其次,地形条件通过调控蒸发,改变土壤水分含量而决定森林的分布。由于实习区处于北半球中纬度地区,阳坡的太阳高度角大,在坡度45°左右的阳坡,太阳接近直射,地表接受的太阳辐射量最大,蒸发也最强;相反,阴坡的太阳高度角小,坡度>45度左右的阴坡,几乎没有太阳的直接辐射,因此,阴坡的蒸发量低。根据不同坡向和坡度条件下的蒸发量计算结果(图2-12),在坡度5°时,阴坡蒸发量是阳坡蒸发量的80.4%;而在坡度40°时,阴坡蒸发量只有阳坡蒸发量的23.1%。如果不考虑土壤条件的影响,在降水量400mm的地区,只有在阴坡坡度>35°的情况下,降水量才能比蒸发量大,从而有盈余的水分下渗到土壤深处,保证森林的生长。最后,土壤质地也影响到蒸发和下渗,进而影响不同深度的土壤水分含量,从而影响到森林的分布。土壤质地疏松的、毛管作用小的沙地上由于蒸发小,水分容易下渗进入深处土壤,出现榆树疏林植被。

    图2-11 林草交错带植被格局及其与气候和地形条件的关系(引自何思源,2006)

    图2-12 北纬42°不同坡度和坡向的年蒸发量

    在林草过渡带,森林呈斑块状分布在陡阴坡。随着年降水量的减少,森林斑块面积变得越来越小。在水平空间上,受地形条件的影响,林草交错带的宽度在不同的地点不尽相同。

    第四节 区域生态问题

    4.1 森林死亡

    中国北方升比南方升温速率更高,且年降水量呈现夏秋季减少的趋势(Piao et al., 2010),即本来较为干旱的地区生长季变的更加干旱。本世纪以来,处于干旱林线附近的半干旱区森林出现普遍的树木生长下降、枯稍和死亡现象(Liu et al.,2013;Kharuk et al.,2013),引起了全球普遍关注。

    森林死亡是指生物以外因素引起的超过背景死亡率的森林大面积死亡现象。在实习区的多伦、正蓝旗等地普遍出现森林死亡现象,涉及到白桦、山杨、华北落叶松等不同的树种。森林死亡现象主要发生在森林分布的干旱极限,亦即树线。在树线,森林主要以小斑块和孤立木的形式,极易出现生长衰退、枯稍以至死亡。


    图2-9 正蓝旗乌和尔沁敖包林场的森林死亡


    4.2 草原退化

    草原退化在区域尺度上是气候变化的产物,在局地尺度上则是过度放牧的结果。草原退化主要反映在植物种类、覆盖度、生物量等的变化。随着草地的退化,冷蒿、糙隐子草、星毛委陵菜、寸草苔的占据优势(附表1. 退化草地指示种名录)。

    在沙地或者覆沙丘陵,随着草地的退化,能够固碳的豆科植物逐渐占据优势,有助于草原的恢复(Hu et al., 2014)。在一些地区,豆科灌木(如小叶锦鸡儿)进入草原并逐渐占据优势,成为退化草原的标志。

    4.3 土壤沙化

    草原带植被覆盖度低,在强劲的风力作用下,容易引起土壤沙化,表现为粗颗粒物质含量高,尤其是在退化草原。然而,土壤中的粗颗粒物质含量高并不一定代表土壤沙化。在浑善达克沙地及其边缘的覆沙丘陵,土壤中的砂含量达到60%以上。另一方面,土壤中的粗颗粒物质含量也与气候条件有关,在气候暖湿的地区,土壤风化程度高,粗颗粒物质含量低(Liu et al., 2008)。

    第四节 实习路线

    本实习地点为北京大学地球环境与生态系统定位研究塞罕坝站,以河北塞罕坝机械林场为驻地,选择6条路线,向周围到达浑善达克沙地腹地的内蒙古正蓝旗桑根达来(图2-1)。

  • 第一节  野外植物识别的基础知识

    野外实习虽然经常安排在植物的生长季,但由于不同植物的物候期不同,实习期间可能会一些植物尚处在营养生长期,一些植物则处于花期,而另一些植物可能已经进入果期。野外快速识别植物除了借鉴工具书和软件外,还需要掌握野外植物识别的一些基础知识。一些常见的形态术语在此不重复介绍,本节主要介绍野外植物识别是常遇到的问题。

    1.1 营养器官

    在野外,根的特征也可以用来快速区分植物种类。如车前属(Plantago)的两个种类中,车前(P. asiatica)是须根系,而平车前(P. depressa)是须根系。总体上,根据根的特征能够快速区分植物种类的情况较少,而且挖出植物的根进行观察不值得提倡。

    植物茎的特征可以在野外快速识别木本植物。一些植物的树皮具有独特性,如柿树科(常见种类有柿树、君迁子等)的树皮为方形开裂,可以作为辅助鉴别标志。实习区内常见的乔木可以通过树皮区分,如油松的树皮颜色发黑,而樟子松的树皮颜色发红。树皮上的皮孔也可以用来识别植物,如丁香属(Syringa)的各个种类中,红丁香(S. villosa)的皮孔明显偏粗。在草本植物中,一些植物(如大量的藜科植物)的茎具有条棱、或被白粉、或颜色发红,可以显著区别于其它植物。

    植物叶片形态特征丰富,然而叶片受环境条件的影响明显。由于趋异适应和趋同适应,叶片作为植物分类的依据需要考虑同种植物具有不同的叶型以及不同的植物种类具有相似的叶片形态,给植物快速识别带来困难。另外需要注意的是,在同一株植物也可能存在不同的叶型,如沙参属(Adenophora)叶片的性状在同一植株差异极大。在实习区内多地面芽植物,它们的基生叶(近地面的叶片)和茎生叶(离开地面的叶片)差异明显。叶片作为植物识别的标志,比较稳定的特征有侧脉对数,如桦属(Betula)中,白桦(B. platyphylla)的叶脉对数为5-7对,少于同属的其它种类。

    1.2 生殖器官

    花的特征是植物分类的主要标志。然而在野外,一些特征如心皮数量子房特征往往需要借助于解剖工具和放大镜才能观察。在后面的章节中,我们尽量介绍容易观察的特征。

    对于一些花期已过的植物,果实特征也是识别植物的重要标志。果实由子房发育而来,从果实常常可以看出组成子房的心皮数目等特征。此外,子房在发育成果实的过程中还可能与花托愈合,可能出现木质化或肉质化等,由此形成不同的果实类型(表3-1),他们在科、属的分类上经常运用。在同一属中,不同种类的果实大小、性状不同,可能作为区分的标志。

    表3-1 常见的果实类型

    第二节  实习区主要植物科的特征和种类

    2.1毛茛科

    1. 科的特征

    草本;花两性,整齐,五基数,花萼和花瓣均离生;雄蕊雌蕊多数、离生、螺旋状排列于膨大的花托上;子房上位;聚合瘦果。

    2.常见种类:

    铁线莲属:大瓣铁线莲、短尾铁线莲

    耧斗菜属:华北耧斗菜

    唐松草属:瓣蕊唐松草、东亚唐松草、贝加尔唐松草

    银莲花属:大花银莲花、银莲花

    金莲花属:金莲花

    驴蹄草属:驴蹄草

    白头翁属:白头翁、细叶白头翁

    乌头属:华北乌头

    2.2芍药科

    1. 科的特征

    花大, 单生, 具肉质花盘, 雄蕊离心发育, 萼明显, 绿色。

    2.常见种类

    白芍

    2.3蔷薇科

    1.科的特征

    花5基数,花萼,花冠和雄蕊三者基部合生于花托筒杯边缘。叶常互生,有托叶,花常两性,整齐。花托形态多样,蓇葖果(绣线菊亚科)、瘦果(蔷薇亚科)、核果(李亚科)、梨果(梨亚科)。

    2.常见种类

    绣线菊亚科:柔毛(土庄)绣线菊

    蔷薇亚科:刺玫蔷薇、东方草莓、龙芽草、地榆、水杨梅、金露梅、腺毛委陵菜、匍枝委陵菜、疏毛钩叶委陵菜

    李亚科:稠李

    梨亚科:花楸、黑果栒子、山楂、山丁子

    2.4豆科

    1.科的特征

    三出或羽状复叶,有叶枕;多为蝶形花或假蝶形花;雄蕊为二体、单体或分离;子房上位;荚果。

    2.常见种类:

    野豌豆属:歪头菜、广布野豌豆、假香野豌豆、大野豌豆、山野豌豆

    香豌豆属:五脉山黧豆、茳芒香豌豆

    扁蓿豆属:扁蓿豆

    黄芪属:达乌里黄芪

    棘豆属:狐尾藻叶棘豆、蓝花棘豆、二色棘豆、砂珍棘豆

    2.5蓼科

    1.科的特征

    以草本为主,具膜质托叶鞘,花被片3-6,雄蕊6-9,子房上位,1室,1胚珠。瘦果

    2.常见种类

    蓼属:扁蓿、叉分蓼、珠芽蓼、卷茎蓼、拳参

    酸模属:小酸模、酸模

    2.6十字花科

    1.科的特征

    花瓣4,呈十字形排列;花序多是总状花序;雄蕊6,四强;子房2室,被假隔膜分隔;果实为角果。

    2.常见种类

    遏蓝菜属:遏蓝菜

    葶苈属:葶苈、蒙古葶苈

    花旗杆属:小花花旗杆

    糖芥属:小花糖芥

    香花芥属:雾灵香花芥、香花芥

    2.7紫草科

    1.科的特征

    二歧或单歧蝎尾状聚伞花序,花5基数,整齐雄蕊与花冠萼片互生,花冠喉部有5枚附属物。植株有毛,叶互生,无托叶,子房上位,核果,或4(2)小坚果。

    2.常见种类

    勿忘草属:勿忘草

    鹤虱属:鹤虱

    2.8花荵科

    1.科的特征

    羽状叶小叶间很宽,圆锥花序,5数花

    2.常见种类

    花荵

    2.9败酱科

    1.科的特征

    根状茎粗,常具有强烈的气味。小叶锯齿稀疏,有冠毛(苞片变态)

    2.常见种类

    败酱属:糙叶败酱、黄花龙芽

    缬草属:缬草

    2.10 柳叶菜科

    1.科的特征

    4数花,子房下位,子房很长

    2.常见种类

    柳兰:花瓣全缘。叶互生,近全缘

    柳叶菜:花瓣顶端二裂,叶对生,有齿牙

    2.11 牻牛儿苗科

    1.主要属的特征

    牻牛儿苗属:10个雄蕊,5个有花药,5个没有

    老鹳草属:10个雄蕊都有花药

    2.常见种类

    太阳花、粗根老鹳草、毛蕊老鹳草、鼠掌老鹳草、草原老鹳草

    2.12 桔梗科

    1.科属特征

    花冠合瓣,4-5裂,钟状或筒状;雌蕊1,子房半下位或下位。

    (1)桔梗属:5心皮蒴果

    (2)沙参属:3心皮蒴果

    2.常见种类

    紫斑风铃草

    桔梗

    石沙参、多歧沙参、北方沙参、柳叶沙参、轮叶沙参、长柱沙参

    2.13 景天科

    1.科的特征

    肉质草本,常单叶,无托叶,花两性,整齐,萼片与花瓣同数,4或5或缺。雄蕊与花瓣同数或2倍,心皮与花瓣同数,上部离生,基部有1枚鳞片,蓇葖果

    2.常见种类

    瓦松属:瓦松

    景天属:土三七、华北景天

    2.14石竹科

    1.科的特征

    草本,节和节间明显。单叶对生。花萼5,花瓣5。特立中央胎座,蒴果。

    2.常见种类

    种阜草属:花瓣顶端不裂 [种阜草]

    卷耳属:花瓣顶端中裂

    繁缕属:花瓣全裂

    石竹属:花瓣顶端有齿牙或流苏状裂 [石竹、瞿麦]

    蝇子草属:萼片形成萼筒 [旱麦瓶草、毛女娄]

    2.15 堇菜科

    1.科的特征

    草本,叶基生,单叶互生。花瓣5,下瓣有距;雄蕊5,与花瓣互生,下方2雄蕊常有距状蜜腺。子房上位,由3心皮合生,侧膜胎座;蒴果或浆果状。

    2.常见种类

    堇菜属:鸡腿堇菜、斑叶堇菜、双花黄堇菜、早开堇菜

    2.16 伞形科

    1.科的特征

    草本,叶基生,单叶互生。花瓣5,下瓣有距;雄蕊5,与花瓣互生,下方2雄蕊常有距状蜜腺。子房上位,由3心皮合生,侧膜胎座;蒴果或浆果状。

    2.常见种类

    堇菜属:鸡腿堇菜、斑叶堇菜、双花黄堇菜、早开堇菜

    2.17 瑞香科

    1.科的特征

    单叶、全缘、无托叶,花萼花冠状,子房上位,心皮2—5,浆果、坚果或核果

    2.常见种类

    狼毒

    2.18 茜草科

    1.科的特征

    叶对生或轮生;托叶生于叶柄之间。花基数4或5,合瓣;子房下位,心皮2,蒴果或浆果。

    2.常见种类

    猪殃殃属:林地猪殃殃、北方拉拉藤、蓬子菜

    2.19菊科

    1. 科的特征

    常为草本。叶互生,头状花序,有总苞,合瓣花冠,聚药雄蕊,连萼瘦果,多有冠毛。

    2.常见种类

    (1)管状花亚科

    翠菊属:翠菊

    马兰属:全缘叶马兰

    狗娃花属:阿尔泰狗娃花

    紫菀属:紫菀、高山紫菀

    火绒草属:火绒草

    蓍草属:亚洲蓍、高山蓍

    线叶菊属:线叶菊

    菊属:小红菊

    蒿属:艾蒿、冷蒿、狭叶青蒿、白莲蒿(铁杆蒿)、蒙蒿、茵陈蒿、沙蒿、南牡蒿

    千里光属:黄菀

    橐吾属:全缘橐吾、肾叶橐吾

    风毛菊属:乌苏里风毛菊、华北风毛菊

    山牛蒡属:山牛蒡

    麻花头属:麻花头

    漏芦属:祁州漏芦

    毛连菜属:毛连菜

    (2)舌状花亚科

    鸦葱属:细叶鸦葱、皱叶鸦葱(桃叶鸦葱)

    蒲公英属:白缘蒲公英、蒲公英

    苣荬菜属:苣荬菜

    2.20百合科

    1.科的特征

    单叶,整齐花,花被片6枚,排成两轮,雄蕊6枚,子房上位,3心皮3室,中轴胎座,蒴果或浆果。

    2.常见种类

    葱属:砂韭、山韭、硬皮葱

    萱草属:小黄花菜

    舞鹤草属:舞鹤草

    黄精属:玉竹、小玉竹

    天门冬属:曲枝天门冬、龙须菜(雉隐天冬)、兴安天门冬

    2.21 鸢尾科

    1.科的特征

    草本;叶常基生为二列,叶鞘基部套摺呈扁平状;花两性,花被片6,2轮,雄蕊3,子房下位,蝎尾状聚伞花序顶生;蒴果。

    2.常见种类

    矮紫苞鸢尾

    囊花鸢尾

    线叶鸢尾

    2.22 禾本科

    1.科的特征

    草本为主;秆圆形,有节;具叶鞘和叶舌。小穗是构成花序的基本单位;以圆锥花序最常见;花两性,小穗基部包颖片;每朵花外面包有外稃和内稃,花被退化成浆片,雄蕊3,心皮2(3);颖果。

    2.常见种类

    大油芒属:大油芒

    拂子茅属:野青茅

    雀麦属:无芒雀麦

    早熟禾属:硬质早熟禾、林地早熟禾

    看麦娘属:看麦娘

    赖草属:羊草

    羊茅属:紫羊茅