天目山野外生物学实习小论文 分层拟合 BOOTSTRAP / SAMPLING METHOD= STRATIFIED( STRATA=叶片高度) ∧ VARIABLES INPUT=平均叶倾角余弦值乔木盖度 /CRITERIA CILEVEL=95 CITYPE=PERCENTILE NSAMPLES=90 MISSING USERMISSING=EXCLUDE Bootstrap Bootstrap指定 采样方法 分层 样本数 置信区间度 95.0 置信区间类型百分位 分层变量 叶片高度 CORRELATIONS ∧ VARIableS=平均叶倾角余弦值乔木盖度 /PRINT=TWOTAIL NOSIG /MISSIN WISE 相关性 平均叶倾角余乔木盖 弦值 度 Pearson相关性 091 显著性(双侧) N 平均叶倾角余弦值 偏差 标准误差 Bootstrap 95%置信区间下限1 080 上限 .257 Pearson相关性 显著性(双侧) .392 乔木盖度 标准误差 Bootstrap 95%置信区间下限 080 上限 在0.05水平(双侧)上显著相关。 在01水平(双侧)上显著相关
8 天目山野外生物学实习小论文 2014 分层拟合。 BOOTSTRAP /SAMPLING METHOD=STRATIFIED(STRATA=叶片高度 ) /VARIABLES INPUT=平均叶倾角余弦值 乔木盖度 /CRITERIA CILEVEL=95 CITYPE=PERCENTILE NSAMPLES=90 /MISSING USERMISSING=EXCLUDE. Bootstrap Bootstrap 指定 采样方法 分层 样本数 90 置信区间度 95.0% 置信区间类型 百分位 分层变量 叶片高度 CORRELATIONS /VARIABLES=平均叶倾角余弦值 乔木盖度 /PRINT=TWOTAIL NOSIG /MISSING=PAIRWISE. 相关性 平 均叶 倾角 余 弦值 乔 木 盖 度 平均叶倾角余弦值 Pearson 相关性 1 .091 显著性（双侧） .392 N 90 90 Bootstrapc 偏差 0 -.003 标准 误差 0 .087 95% 置信区间 下限 1 -.080 上限 1 .257 乔木盖度 Pearson 相关性 .091 1 显著性（双侧） .392 N 90 90 Bootstrapc 偏差 -.003 0 标准 误差 .087 0 95% 置信区间 下限 -.080 1 上限 .257 1 *. 在 0.05 水平（双侧）上显著相关。 **. 在 .01 水平（双侧）上显著相关
曹旖宁严冰姚睿捷张博伦:牛膝叶倾角与乔木盖度关系的研究 c.除非另行注明, bootstrap结果将基于90 stratified bootstrap samples 结果显示:平均叶倾角余弦值和乔木盖度的相关度仅有0091.且95%置信区间包含0.可以认定两 者之间无明确相关关系 3分析与讨论 本次实验的结果并不理想。经分析与讨论,主要原因如下: 1、测量的方法 测量盖度所使用的方法来源于一篇参考文献,所得结果较为准确,而叶倾角的测量则不太理想 我们使用工具很简单,仅为一个三角板、一个量角器、一个皮尺、一个自制重锤(用细棉线和小石子 制成):测量方法原始、粗糙;测量过程为纯人工操作。尽管分工是固定的,减少了部分的系统误差, 但是人工测量的影响因素较多,例如:实验时间较长后,体力下降会导致双手的抖动和读数误差。这 些因素都是我们在现有条件下无法避免的,因而导致了叶倾角数据的不准确性。在设计方案时,我们 也考虑过借助于 iphone的应用软件“水平仪”来测量叶倾角,那样数据的误差会减小许多,但是最终 因为实际操作时无法统一确定手机摆放的平面而放弃该想法。 2、数据的范围 结果显示,盖度的范围为0.702043-0996616,叶倾角余弦值的范围为0.898247-1,可见其范围 较小,即使两者之间存在线性关系,放大到这么小的范围内也会出现大幅度的波动。在选取牛膝样本 时,我们特别注意了挑选乔木盖度有明显差别的地方,定性上认为盖度的范围和梯度是满足要求的。 我们应该在每天收集数据之后,当晚就进行数据分析,这样便可以及时地调整第二天的计划,进一步 扩大盖度的范围。 3、天气因素 小组实验的第一天中午和第二天中午都有大雨,所以我们的数据一部分是雨前的、一部分是雨后 的。下雨对牛膝的叶倾角会有影响,而且我们认为,对每一株牛膝的影响程度都是不同的。如果牛膝 的叶片处于缺水状态,吸水会使叶片挺立,正向增大叶倾角;而当吸水过多时,由于重量增加,叶片 会下垂,正向减小甚至负向增加叶倾角。小组在设计实验时完全没有考虑天气因素,因为大家都没有 野外实验的经验,而这也是一条难忘的教训 4、过分简化 理论上,影响牛膝叶倾角的因素有很多,例如光照强度、自身高度、生长环境(路边或是密林)、 周围植物密度(遮挡和养分竞争)、地面坡度(影响水分吸收),而我们仅仅着眼于光照强度,并且假 设它是主要的影响因素。面对不理想的结果,我们也在反思,也许是我们把这个问题过度简化了;并 且,在实验过程中,应该更加注重控制这些变量,从而减小它们对结果的干扰
曹旖宁 严冰 姚睿捷 张博伦：牛膝叶倾角与乔木盖度关系的研究 9 c. 除非另行注明，bootstrap 结果将基于 90 stratified bootstrap samples 结果显示：平均叶倾角余弦值和乔木盖度的相关度仅有 0.091. 且 95%置信区间包含 0. 可以认定两 者之间无明确相关关系。 3 分析与讨论 本次实验的结果并不理想。经分析与讨论，主要原因如下： 1、测量的方法 测量盖度所使用的方法来源于一篇参考文献，所得结果较为准确，而叶倾角的测量则不太理想。 我们使用工具很简单，仅为一个三角板、一个量角器、一个皮尺、一个自制重锤（用细棉线和小石子 制成）；测量方法原始、粗糙；测量过程为纯人工操作。尽管分工是固定的，减少了部分的系统误差， 但是人工测量的影响因素较多，例如：实验时间较长后，体力下降会导致双手的抖动和读数误差。这 些因素都是我们在现有条件下无法避免的，因而导致了叶倾角数据的不准确性。在设计方案时，我们 也考虑过借助于 iphone 的应用软件“水平仪”来测量叶倾角，那样数据的误差会减小许多，但是最终 因为实际操作时无法统一确定手机摆放的平面而放弃该想法。 2、数据的范围 结果显示，盖度的范围为 0.702043—0.996616，叶倾角余弦值的范围为 0.898247—1，可见其范围 较小，即使两者之间存在线性关系，放大到这么小的范围内也会出现大幅度的波动。在选取牛膝样本 时，我们特别注意了挑选乔木盖度有明显差别的地方，定性上认为盖度的范围和梯度是满足要求的。 我们应该在每天收集数据之后，当晚就进行数据分析，这样便可以及时地调整第二天的计划，进一步 扩大盖度的范围。 3、天气因素 小组实验的第一天中午和第二天中午都有大雨，所以我们的数据一部分是雨前的、一部分是雨后 的。下雨对牛膝的叶倾角会有影响，而且我们认为，对每一株牛膝的影响程度都是不同的。如果牛膝 的叶片处于缺水状态，吸水会使叶片挺立，正向增大叶倾角；而当吸水过多时，由于重量增加，叶片 会下垂，正向减小甚至负向增加叶倾角。小组在设计实验时完全没有考虑天气因素，因为大家都没有 野外实验的经验，而这也是一条难忘的教训。 4、过分简化 理论上，影响牛膝叶倾角的因素有很多，例如光照强度、自身高度、生长环境（路边或是密林）、 周围植物密度（遮挡和养分竞争）、地面坡度（影响水分吸收），而我们仅仅着眼于光照强度，并且假 设它是主要的影响因素。面对不理想的结果，我们也在反思，也许是我们把这个问题过度简化了；并 且，在实验过程中，应该更加注重控制这些变量，从而减小它们对结果的干扰
天目山野外生物学实习小论文 2014 致谢:感谢复旦大学生命科学学院开设野外实习这门课程,感谢张文驹老师、宋志平老师和潘晓云老 师等几位老师对本次实验给予的指导和支持。 参考文献 高邦权,张光富,王剑伟.测度森林群落乔木层盖度的一种新方法门.广西植物,2006,26(6)636-637 王进欣,王今殊,植物群体受光结构与光截获研究综述[。生态农业研究,2000,8(3):13-16 天目山植物学实习手册M]浙江大学出版社,2003 丁炳扬,李根有,傅承新天目山植物志[2010 注:各组员承担工作如下 小组成员均参与了小论文选题的讨论(最终选题为严冰提出)、数据测量采集、论文撰写等工作, 其中数据处理由张博伦完成,图像处理由姚睿捷完成
10 天目山野外生物学实习小论文 2014 致谢：感谢复旦大学生命科学学院开设野外实习这门课程，感谢张文驹老师、宋志平老师和潘晓云老 师等几位老师对本次实验给予的指导和支持。 参考文献： 高邦权, 张光富, 王剑伟. 测度森林群落乔木层盖度的一种新方法[J]. 广西植物, 2006, 26(6): 636-637. 王进欣, 王今殊. 植物群体受光结构与光截获研究综述[J]. 生态农业研究, 2000, 8(3): 13-16. 天目山植物学实习手册[M]. 浙江大学出版社, 2003. 丁炳扬, 李根有, 傅承新. 天目山植物志[J]. 2010. 注：各组员承担工作如下 小组成员均参与了小论文选题的讨论（最终选题为严冰提出）、数据测量采集、论文撰写等工作， 其中数据处理由张博伦完成，图像处理由姚睿捷完成
2014天目山野外生物学实习小论文 环境因素影响庐山楼梯草(E/ atostema stewardii merr.)的生长和繁殖 鲍晨’苏适聂昕怡潘晗雨王博文 (复旦大学生命科学学院,上海200433 摘要:植物性状是遗传因素与环境因素共同作用的结果。庐山楼梯草( Elatostema stewartii)是西天目山草 本群落中的优势种,往年的调査工作研究了环境因素对其个别性状的影响,但所调查的性状太少,不足以 全面反映楼梯草的生长、发育状况。这里,我们调查了西天目山地区楼梯草的多个营养和繁殖性状,发现 在一定范围内,楼梯草的雄花序数随海拔升高而增加,但节间长随海拔升高而缩短。我们猜想这种海拔梯 度上的变化可能是由紫外线和温度导致的。我们还比较了不同生境下的楼梯草种群,发现环境不同很可能 会导致楼梯草在多个营养、繁殖性状上的显著差异。我们通过调査硏究得岀结论:环境因素会对楼梯草的 营养生长和生殖生长产生影响。另外,楼梯草的传粉方式一直不被了解,我们的工作给推测楼梯草可能的 传粉媒介提供了一些依据。我们推测水可能是楼梯草传粉的主要介质,但目前还不能排除风对传粉的贡献。 关键词:海拔、生境、营养生长、有性生殖 Environmental Factors Have Significant effects on Vegetative and Reproductive Characteristics of Elatostema stewardii Chen Bao", Shi Su, Xinyi Nie, Hanyu Pan, Bowen Wang hool of Life Sciences, Fudan University, Shanghai 200433 Abstract: The characteristics of plant are subject to both internal and external effects. In the herbal ommunity of the West Tianmu Mountain, Elatostema stewardii is the dominant species, a few biological traits of which have been shown to response to environmental changes. But previous studies did not include enough traits to reveal a complete picture of the growth and developmental state of the plant. Here, we studied plenty of vegetative and reproductive characteristics of Elatostema stewardii in the West Tianmu Mountain, concluding that within a certain range the amount of inflorescence is positively correlated to altitude, whereas the internode length is somehow shortened as the altitude increases. We presume that ultraviolet and temperature may be responsible for those changes along altitude gradient. We also compared plant populations from distinct habitats, revealing significant variation in multiple plant characteristics that is likely to be induced by environmental differences Taken together, we demonstrate that not only vegetative growth, but also sexual reproduction of Elatostema stewardii is affected by environmental factors. In addition, our findings may shed light on the pollination mechanisms of Elatostema stewardii, which have always been mysterious. We speculate that the pollination is most likely to be mediated by water, though the contribution of wind Key words: altitude, habitat, vegetative growth, sexual reproduction 通讯作者E-mail:chenbao12@fudan.edu.cn 作者贡献:鲍晨提出了本课题,鲍晨、苏适、聂昕怡、潘晗雨、王博文设计并进行了调查取样,苏适 完成了数据分析,聂昕怡、苏适完成了材料与方法部分的论文写作,聂昕怡、潘晗雨、王博文完成了 结果部分的写作,鲍晨完成了分析讨论、引言、摘要部分的写作,鲍晨汇总并整理了论文
2014 天目山野外生物学实习小论文 * 通讯作者 E-mail：chenbao12@fudan.edu.cn 作者贡献：鲍晨提出了本课题，鲍晨、苏适、聂昕怡、潘晗雨、王博文设计并进行了调查取样，苏适 完成了数据分析，聂昕怡、苏适完成了材料与方法部分的论文写作，聂昕怡、潘晗雨、王博文完成了 结果部分的写作，鲍晨完成了分析讨论、引言、摘要部分的写作，鲍晨汇总并整理了论文。 环境因素影响庐山楼梯草（Elatostema stewardii Merr.）的生长和繁殖 鲍晨* 苏适 聂昕怡 潘晗雨 王博文 (复旦大学生命科学学院，上海 200433) 摘要：植物性状是遗传因素与环境因素共同作用的结果。庐山楼梯草（Elatostema stewardii）是西天目山草 本群落中的优势种，往年的调查工作研究了环境因素对其个别性状的影响，但所调查的性状太少，不足以 全面反映楼梯草的生长、发育状况。这里，我们调查了西天目山地区楼梯草的多个营养和繁殖性状，发现 在一定范围内，楼梯草的雄花序数随海拔升高而增加，但节间长随海拔升高而缩短。我们猜想这种海拔梯 度上的变化可能是由紫外线和温度导致的。我们还比较了不同生境下的楼梯草种群，发现环境不同很可能 会导致楼梯草在多个营养、繁殖性状上的显著差异。我们通过调查研究得出结论：环境因素会对楼梯草的 营养生长和生殖生长产生影响。另外，楼梯草的传粉方式一直不被了解，我们的工作给推测楼梯草可能的 传粉媒介提供了一些依据。我们推测水可能是楼梯草传粉的主要介质，但目前还不能排除风对传粉的贡献。 关键词：海拔、生境、营养生长、有性生殖 Environmental Factors Have Significant effects on Vegetative and Reproductive Characteristics of Elatostema stewardii Chen Bao*, Shi Su, Xinyi Nie, Hanyu Pan, Bowen Wang School of Life Sciences, Fudan University, Shanghai 200433 Abstract: The characteristics of plant are subject to both internal and external effects. In the herbal community of the West Tianmu Mountain, Elatostema stewardii is the dominant species, a few biological traits of which have been shown to response to environmental changes. But previous studies did not include enough traits to reveal a complete picture of the growth and developmental state of the plant. Here, we studied plenty of vegetative and reproductive characteristics of Elatostema stewardii in the West Tianmu Mountain, concluding that, within a certain range, the amount of inflorescence is positively correlated to altitude, whereas the internode length is somehow shortened as the altitude increases. We presume that ultraviolet and temperature may be responsible for those changes along altitude gradient. We also compared plant populations from distinct habitats, revealing significant variation in multiple plant characteristics that is likely to be induced by environmental differences. Taken together, we demonstrate that not only vegetative growth, but also sexual reproduction of Elatostema stewardii is affected by environmental factors. In addition, our findings may shed light on the pollination mechanisms of Elatostema stewardii, which have always been mysterious. We speculate that the pollination is most likely to be mediated by water, though the contribution of wind may not yet be excluded. Key words: altitude, habitat, vegetative growth, sexual reproduction
天目山野外生物学实习小论文 引言 庐山楼梯草(Elα tostema stewα rdii merr.),以下简称楼梯草,分类上属于荨麻科 ( Urticaceae)楼梯草属( Elatostema)。是西天目山草本群落中的优势种,从海拔300米至 1200米均有分布,常常通过无性生殖的方式形成密集的克隆群,连绵分布,多见于山沟溪 流边和潮湿郁闭的环境中 西天目山地区垂直海拔高度落差大,植被类型沿海拔梯度分布,1100米以下为阔叶林, 1100~1400米为针阔混交林,1400米以上为灌木林(蔺恩杰等,2013),不同海拔处的 林下的郁闭程度呈现较明显的不同。西天目山属亚热带季风气候区,气候温和湿润。整个山 区的地形复杂,沟壑、溪流纵横。在地形、气候、海拔和植被的共同作用下,西天目山地区 形成了复杂多样的局部小气候,为楼梯草等林下草本植物提供了复杂多样的生境。 在垂直高度落差较大的山区,热量、水分条件以及乔木种群等因素均随海拔发生明显的 变化,这些海拔引起的变化很有可能会影响到林下生长的草本植物群落(樊宝丽等,2008 刘丽等,2004)。然而之前对于海拔影响楼梯草生长状况的研究,只关注了很少的几个植 物性状(刘丽等,2004),并不足以全面反映不同海拔上楼梯草种群的生活状态。我们希 望通过调査西夭目山海拔梯度上不同楼梯草种群的株高、叶片数、节间长、花序数、开花比 例等多个植物性状,分析这些性状在不同种群之间的差异及其与海拔之间的相关性,研究海 拔变化对西天目山楼梯草生长、繁殖的影响,并推测其中的原因。 楼梯草是一种雌雄冋株异花的植物。每玍η月到9月,楼梯草先开雄花,再开雌花 楼梯草的传粉方式一直不被研究人员所了解。一般认为风媒或水媒的可能性较大。大部分荨 麻科植物主要通过风媒传粉(王文采,1980),但楼梯草密集生长的林下基本无风,且空气 潮湿,雨量丰沛,并常常临近沟壑、溪流,因此之前有硏究者认为楼梯草很有可能依靠水媒 传粉(曹益成等,2013) 我们调査了生长在禅缘寺附近光照、通风生境下和潮湿、郁闭生境下的两个楼梯草种 群,统计其株高、叶数、节间长、花序数和每个花序在不同时间新开花的比例等性状,通过 统计学分析,寻找两种生境下楼梯草种群的差异,并据此推测楼梯草可能的传粉方式 1.方法与材料 1.1材料 楼梯草(εlαtσ stema stewardii merr.)为荨麻科楼梯草属的多年生草本植物。楼梯草茎 高24-40cm,不分枝或有1分枝,单叶互生,叶无柄或近无柄。叶片草质,斜倒披针状长 圆形或斜长圆形,两侧不对称,有时稍镰状弯曲,顶端骤尖(骤尖部分全缘),基部在狭侧 楔形或钝,在宽侧耳形或圆形,边缘下部全缘,其上有齿。叶脉羽状。花序生长在叶腋处, 每个叶腋有花序0-2枚,花多数。雄花序(图1B)较大,呈半球形,有较长的柄,雄花有 花被片5,下部合生;雌花序(图1C)较小,较为扁平,周围有卵形苞片。花期后期常在 叶腋着生珠芽(图1D),珠芽成熟时褐色,落地即能生根发芽,成为新的植株,进行无性繁 殖。楼梯草常常通过无性方式形成密集的克隆群(图1E),绵延分布。此前认为楼梯草雌雄 异株,现在发现楼梯草为雌雄冋株。花期7-9月,同一叶腋处,雄花序先生长并开花,雄花 序凋落后雌花序才生长、开花。不同叶腋处的各花序,开花顺序沿茎从下到上。 1.2研究方法 本研究在浙江省临安市天目山国家级自然保护区(30°5′~30°50N、118°50′~120919E) 内,沿海拔从高到低,依次选取并标记了开山老店附近(海拔1098m,种群A)、五里亭附 近(海拔800m,种群B)、三里亭附近(海拔615.68m,种群C)、三里亭到五里亭路边(海
天目山野外生物学实习小论文 2 引言 庐山楼梯草（Elatostema stewardii Merr.），以下简称楼梯草，分类上属于荨麻科 （Urticaceae）楼梯草属（Elatostema）。是西天目山草本群落中的优势种，从海拔 300 米至 1200 米均有分布，常常通过无性生殖的方式形成密集的克隆群，连绵分布，多见于山沟溪 流边和潮湿郁闭的环境中。 西天目山地区垂直海拔高度落差大，植被类型沿海拔梯度分布，1100 米以下为阔叶林， 1100~1400 米为针阔混交林，1400 米以上为灌木林（蔺恩杰 等，2013），不同海拔处的 林下的郁闭程度呈现较明显的不同。西天目山属亚热带季风气候区，气候温和湿润。整个山 区的地形复杂，沟壑、溪流纵横。在地形、气候、海拔和植被的共同作用下，西天目山地区 形成了复杂多样的局部小气候，为楼梯草等林下草本植物提供了复杂多样的生境。 在垂直高度落差较大的山区，热量、水分条件以及乔木种群等因素均随海拔发生明显的 变化，这些海拔引起的变化很有可能会影响到林下生长的草本植物群落（樊宝丽 等，2008； 刘丽 等，2004）。然而之前对于海拔影响楼梯草生长状况的研究，只关注了很少的几个植 物性状（刘丽 等，2004），并不足以全面反映不同海拔上楼梯草种群的生活状态。我们希 望通过调查西天目山海拔梯度上不同楼梯草种群的株高、叶片数、节间长、花序数、开花比 例等多个植物性状，分析这些性状在不同种群之间的差异及其与海拔之间的相关性，研究海 拔变化对西天目山楼梯草生长、繁殖的影响，并推测其中的原因。 楼梯草是一种雌雄同株异花的植物。每年 7 月到 9 月，楼梯草先开雄花，再开雌花。 楼梯草的传粉方式一直不被研究人员所了解。一般认为风媒或水媒的可能性较大。大部分荨 麻科植物主要通过风媒传粉（王文采，1980），但楼梯草密集生长的林下基本无风，且空气 潮湿，雨量丰沛，并常常临近沟壑、溪流，因此之前有研究者认为楼梯草很有可能依靠水媒 传粉（曹益成 等，2013）。 我们调查了生长在禅缘寺附近光照、通风生境下和潮湿、郁闭生境下的两个楼梯草种 群，统计其株高、叶数、节间长、花序数和每个花序在不同时间新开花的比例等性状，通过 统计学分析，寻找两种生境下楼梯草种群的差异，并据此推测楼梯草可能的传粉方式。 1.方法与材料 1.1 材料 楼梯草（Elatostema stewardii Merr.）为荨麻科楼梯草属的多年生草本植物。楼梯草茎 高 24-40cm，不分枝或有 1 分枝，单叶互生，叶无柄或近无柄。叶片草质，斜倒披针状长 圆形或斜长圆形，两侧不对称，有时稍镰状弯曲，顶端骤尖（骤尖部分全缘），基部在狭侧 楔形或钝，在宽侧耳形或圆形，边缘下部全缘，其上有齿。叶脉羽状。花序生长在叶腋处， 每个叶腋有花序 0-2 枚，花多数。雄花序（图 1B）较大，呈半球形，有较长的柄，雄花有 花被片 5，下部合生；雌花序（图 1C）较小，较为扁平，周围有卵形苞片。花期后期常在 叶腋着生珠芽（图 1D），珠芽成熟时褐色，落地即能生根发芽，成为新的植株，进行无性繁 殖。楼梯草常常通过无性方式形成密集的克隆群（图 1E），绵延分布。此前认为楼梯草雌雄 异株，现在发现楼梯草为雌雄同株。花期 7-9 月，同一叶腋处，雄花序先生长并开花，雄花 序凋落后雌花序才生长、开花。不同叶腋处的各花序，开花顺序沿茎从下到上。 1.2 研究方法 本研究在浙江省临安市天目山国家级自然保护区（30°5′~30°50′N、118°50′~120°19′E） 内，沿海拔从高到低，依次选取并标记了开山老店附近（海拔 1098m，种群 A）、五里亭附 近（海拔 800m，种群 B）、三里亭附近（海拔 615.68m，种群 C）、三里亭到五里亭路边（海