植物地理學野外實習教學探討

麥麥提吐爾遜?艾則孜

摘 ?要：植物地理野外實習是自然地理野外實習的重要組成部分。為了提高植物地理野外教學效果、培養(yǎng)學生的地理學的綜合思維，進一步提高學生科研水平和創(chuàng)新能力，以博格達山地區(qū)植物地理學野外實習教學為例，結(jié)合多年來植物地理學野外實習實踐教學的經(jīng)驗和體會，探討博格達山地區(qū)植被分布情況，分析野外實習教學內(nèi)容，討論植物標本的采集以及植物群落調(diào)查，為把博格達山地區(qū)植物地理學野外實習建設(shè)成創(chuàng)新型的實習課程奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：植物地理學;野外實習教學;博格達山

中圖分類號：G642 ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2019）17-0123-03

Abstract： Field practice of phytogeography is an important part of field practice of physical geography. In order to improve the field teaching effect of phytogeography and to develop students' comprehensive thinking of geography， to improve ?scientific research level and innovation ability of students， taking the field practice teaching of phytogeography in Bogda Mountain as an example， combining with the experience of field practice teaching in Bogda Mountain for many years， this paper will discuss the distribution patterns of vegetation in Bogda Mountain area， will analyze the teaching content of field practice， and will discuss the collection of specimens and the investigation of plant communities in this area， for laying a foundation for the construction of field practice of phytogeography in Bogda Mountain into an innovative practice course.

Keywords： phytogeography; field practice teaching; Bogda Mountain

植物地理學是高等師范類院校自然地理學、生態(tài)學和地理科學等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一[1]。植物地理學教學過程中，野外實習作為一個重要的教學環(huán)節(jié)，是課堂講授的理論知識的驗證、擴展、鞏固與延伸，是培養(yǎng)學生對植物群落的觀測與分析能力以及激發(fā)創(chuàng)新能力和科研能力的重要步驟。通過植物地理學野外實習，能夠準確地辨認常見植物種類，使學生能夠熟練掌握植物地理學相關(guān)的野外調(diào)研方法和采集、鑒定與制作植物標本的基本技能，培養(yǎng)學生整理分析資料的能力，并將調(diào)查結(jié)果制成圖表或模型，寫成調(diào)查報告[2，3]。作為地理學、生態(tài)學領(lǐng)域重要基礎(chǔ)課之一，植物地理學野外實習實踐教學比課堂理論教學更具有實踐性、直觀性和綜合性。對于培養(yǎng)植物地理學的綜合思維，提高學生科研水平和創(chuàng)新能力等方面起到關(guān)鍵作用，是高素質(zhì)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的有效途徑。通過植物地理學野外實踐教學，使學生了解和掌握野外植物調(diào)查研究的主要過程和方法，提高學生的植物地理學、生態(tài)學等方面的思維能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力[4，5]。

一、博格達山地理位置與植被分布規(guī)律

博格達山位于新疆中部，屬于天山山地及天山山間盆地地貌大區(qū)，為準噶爾盆地和吐魯番盆地的界山，平均海拔高程4000m以上，其主峰博格達峰地理位置為東經(jīng)88.3度，北緯43.8度，海拔高程為5445m，是天山山脈東段的最高峰，博格達山3800m以上部分存在現(xiàn)代冰川。

根據(jù)博格達山地區(qū)植物群落實際情況與多年來植物地理學野外實習實踐教學的經(jīng)驗，在博格達山北坡的高山草甸帶（2900-3300m）、亞高山草甸帶（2700-2900m）、山地針葉林帶（1650-2700m）和山地草原帶（1100-1650m）進行植物樣品采集和植物群落調(diào)查等相關(guān)野外實習實踐教學比較合理（圖1）。博格達山北坡高山草甸帶海拔高程介于2900-3300m間，以耐寒的多年生中生草本植物為主，分布于高山帶及冰雪帶的下部。高山草甸植被以蒿草蕪原占優(yōu)勢，與高山草原或草甸草原相結(jié)合分布。高山草甸包括高山蕪原化草甸、高山真草甸及高山蕪原三個群系綱。博格達山北坡的亞高山草甸海拔高程介于2700-2900m之間。亞高山草甸主要是中生禾草和雜類草組成的植物群落，分布于比較濕潤高山帶的下部。亞高山草甸植被發(fā)育著深厚的亞高山草甸土。因為處于高山帶的下部，氣候不如高山草甸那么嚴寒，草層較高，一般20-30cm，有的可達50cm。但由于氣候的大陸性，致使亞高山草甸具有較明顯的草原化特征。博格達山北坡山地針葉林帶的海拔高程介于1650-2700m之間。博格達山針葉林由雪嶺云杉（picea schrenkiana）構(gòu)成的山地針葉林，發(fā)育在荒漠地帶的山地條件下，位于山地荒漠和草原帶以上。山地針葉林適應(yīng)于寒溫而濕潤的氣候，夏季溫和濕潤而短促，七月平均溫度一般在10-18℃之間，冬季嚴寒。山地針葉林帶年降水量一般在400-600mm以上，深至可達800mm，主要集中在植物生長期間。在分布范圍內(nèi)，雪嶺云杉廣泛地與中山和亞高山草甸、草甸草原以及灌叢相結(jié)合。博格達山山地草原帶海拔高程介于1100-1650m之間，草原具有低矮、稀疏的特點。一般草高15-20cm，最高不超過40-50cm;一般蓋度30-60%，也有低至10-25%的。它的結(jié)構(gòu)大體具有3-5個層片，主要有旱生叢生禾草層片、雜類草或小半灌木層片和苔蘚或地衣層片[6]。

二、植物地理學野外實習教學的基本內(nèi)容設(shè)計

博格達山北坡植物地理學野外實習的內(nèi)容包括：

1. 生物棲息環(huán)境的生態(tài)地理學分析：博格達山地理位置，區(qū)內(nèi)的氣候、水文、地質(zhì)、地貌、土壤與生物等基本特征，環(huán)境的水平變化與垂直變化，人類經(jīng)濟活動狀況及這些因素對植物的影響。

2. 植物群落的結(jié)構(gòu)與特點：高山草甸帶、亞高山草甸帶、山地針葉林帶和山地草原帶植物群的結(jié)構(gòu)特征，不同生境類型的植物種類組成和數(shù)量狀況（優(yōu)勢類群），指出不同生境類型中的基本植物群。

3. 分析博格達山北坡各植被帶建群種、優(yōu)勢種與自然環(huán)境間的關(guān)系。

4. 闡明博格達山北坡高山草甸帶、亞高山草甸帶、山地針葉林帶和山地草原帶植物群在生態(tài)系統(tǒng)中的地位與作用，以及在國民經(jīng)濟中的意義和保護利用方向。

5. 繪制博格達山北坡高山草甸帶、亞高山草甸帶、山地針葉林帶和山地草原帶植物分布圖，為博格達山地區(qū)植物的保護與合理利用提供基礎(chǔ)資料。

三、野外實習前的準備與植物標本的采集

（一）樣品采集

植物樣品采集工作應(yīng)該分別在博格達山北坡高山草甸帶（2900-3300m）、亞高山草甸帶（2700-2900m）、山地針葉林帶（1650-2700m）和山地草原帶（1100-1650m）進行。植物標本要求采集完整的植株，包括有根、莖、葉、花、果實。草本植物要連根挖起，將泥土抖落或用水洗掉;木本植物要采集3-5份，以供鑒定、存放和交換等用，雌雄異株的植物要采全。水生植物由于水面上的葉和水中葉的形態(tài)不同，因此也必須采全。寄生植物要連同宿主一起采集。采集植物標本時，應(yīng)注意選擇生長發(fā)育正常，無蟲咬、無病害或無機械損傷的植株。

采集標本時，要詳細、認真地進行野外記錄和編號，按野外采集記錄本所要求的項目填寫采集人、采集號、時間、產(chǎn)地、地形、海拔高度、坡向、土壤、樹皮、葉、花、果、土名、學名、科名等。這些項目在野外采集記錄本上事先已印好，記錄時只要找到該植物所處的環(huán)境，用鉛筆在記錄本的相應(yīng)項目畫一個“√”（表1）。進行野外記錄時，要將同時間同地點采集的同種植物編為一號。同種植物，在不同地點，不同時間采集的要另編號。號牌上的號數(shù)要與采集記錄本上的號數(shù)一致。

（二）植物群落調(diào)查

通過調(diào)查主要了解植物群落的基本特征，即外貌、結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢種等以及植物群落與環(huán)境之間的相互關(guān)系及其變化規(guī)律。選擇能反映出整個群落外貌和結(jié)構(gòu)的典型地段，劃出一定面積的樣地，進行群落學的記載和描述。

1. 樣地的選擇：在大面積的群落里，不可能把所有的植物都詳細地進行調(diào)查，只有選擇一定面積進行代表性的調(diào)查。因此在開始工作前，必須對整個群落大體地了解一下，然后選擇具有代表性的地段。注意樣地不要設(shè)在兩個不同群落的過渡區(qū)，同時還要注意生境的一致性。樣方面積根據(jù)群落的性質(zhì)而定，草本群落一般為1m2，木本群落一般為100-400m2。樣地的大小也應(yīng)根據(jù)自然條件而定。

2. 樣地的形狀：樣地大多數(shù)采用長方形、方形，故稱作樣方也有使用圓形樣地的，稱樣圓。長方形樣地的長向以平行等高度為好，否則會出現(xiàn)高差過大，造成生境上的差異。

3. 樣方目數(shù)：樣方數(shù)目多少，取決于群落結(jié)構(gòu)的復雜程度，如果群落結(jié)構(gòu)復雜并變化較大，植物分布不規(guī)則時，樣方數(shù)目多，以增加調(diào)查資料的可靠性，如果群落內(nèi)部植物分布均勻，結(jié)構(gòu)較簡單，少數(shù)樣方就可以表現(xiàn)出群落特征。

4. 樣方的描述：樣方的描述，可根據(jù)調(diào)查的目的和任務(wù)來進行不同程度的描述，并填寫各種調(diào)查表格。首先，根據(jù)群落調(diào)查表格上所要求的項目填寫地理位置、樣方面積、日期、群落名稱、海拔高度、地形、土壤、濕度條件及地下水位、此地被物、群落環(huán)境、人類影響等。然后再對植物群落主要特征進行描述，即詳細記錄樣方內(nèi)植物的種類，并指出每種植物所屬的層次、多度、蓋度、頻度、生活力、物候期、植物群落的外貌等。

（1）植物群落種類成分的統(tǒng)計：樣方內(nèi)所有的植物種，不論是成熟的或幼小的植株，甚至剛出土的幼苗都要統(tǒng)計在內(nèi)。

（2）成層性：成層性是指高度不同的植物排列不同的層次。不同的層次有各種不同的植物種類，溫帶森林群落通常分為喬木層、灌木層、草本層、地被層，每個層次又可分為亞層。藤本植物、附生植物稱為層間植物，因為它們難以包括在任何層次中。

（3）多度：多度指某種植物在群落中的個體數(shù)目。這是對群落分析時首先必須進行的。測定多度有兩種方法：一是個體的直接計算法;二是目測估計法。因前種方法工作量太大，一般采用后種方法來測定。目測估計法可用各種等級來表示。

（4）蓋度：蓋度可分為投影蓋度和基部蓋度。蓋度的大小不決定于植株的數(shù)目，而決定于植株的生物學特性。投影蓋度是植物地上器官垂直投影所覆蓋地表的面積，可用百分數(shù)來表示。蓋度常用的方法是目測法?；可w度是指植物基部所占的面積。此種方法多用于草本群落中，測定的方法可用方格網(wǎng)直接計算，即用1m2的木架，再用線分隔成100個1m2的小格。

（5）頻度：頻度指群落中某種植物在小區(qū)內(nèi)的出現(xiàn)率。測定頻度時，在群落內(nèi)至少取10個以上樣方或小樣圓，登記某種植物出現(xiàn)的次數(shù)，然后求出百分數(shù)，稱為頻度指數(shù)。某種植物在群落內(nèi)的頻度指數(shù)大，說明它的個體數(shù)量多并且分布均勻。具體調(diào)查內(nèi)容如表2和表3。

四、結(jié)束語

植物地理學野外實習是地理學、生態(tài)學專業(yè)本科實踐教學中很重要的教學環(huán)節(jié)之一，使學生對植物地理學課堂教學過程中所學到的相關(guān)理論知識在野外實踐中得到擴展和鞏固，做到理論聯(lián)系實際，從而熟練掌握植物地理學的相關(guān)基本理論和基本技能，有利于提高教學效率和教學質(zhì)量，促進地理學科的建設(shè)與發(fā)展。在野外實習教學過程中，擴大實習區(qū)域，加強植被垂直地帶性的研究，利用3S技術(shù)、“植物識別”等手機軟件、eSupermap和虛擬地理環(huán)境技術(shù)，拓展教學工具，豐富野外實習教學內(nèi)容，改革野外實習教學模式，完善考核機制，注重植被分布與自然環(huán)境要素之間的關(guān)系，優(yōu)化野外實習線路，完善典型植物圖鑒及野外實習指導書，有利于提高野外實習教學質(zhì)量，促進地理學科的建設(shè)與發(fā)展。

參考文獻：

[1]鄭敬剛，孫艷麗，董東平.研究型植物學野外實習探索——以信陽雞公山植物地理實習為例[J].教師教育，2014（5）：59-60.

[2]劉守江，胡翠華，林葉彬，等.峨眉山自然地理野外綜合實習模式與內(nèi)容改革[J].高師理科學刊，2015（8）：98-100.

[3]劉春紅，張有明，林洪羽，等.土壤地理與植物地理野外實習改革探討[J].高師理科學刊，2017（2）：107-110.

[4]王寧.植物地理學實踐教學存在問題和對策[J].教育教學論壇，2016（10）：128-130.

[5]馬丹煒，李群，李維，等.植物地理學實踐教學模式初探[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2011（13）：8167-8169.

[6]張高.新疆中天山野生種子植物區(qū)系及植被研究[D].新疆師范大學，2013.