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生态学实验

环境科学实验教学示范中心实验一

植物群落中光照强度的测定实验目的及仪器设备：实验目的：了解测定光照强度的几种途径，并掌握照度计的工作原理及使用方法。通过不同树冠内及不同群落中光照强度的测定，认识植物和光的相互影响。仪器设备：照度计，钢卷尺，皮卷尺，记录纸等。并事先选好被测树木及测试群落。

实验步骤：分组测定不同树冠内光的分布：在校园中选择树冠密实与疏散的树木各一株，分层测定树冠内的光照强度，分层时，层面必须与入射光垂直，同时测定树冠外的光照强度作为对照。每层重复测定6次，结果记入表1－1。表1－1树冠内光照强度测定记录表植物名称：取样时间：取样地点：最大树冠（m）树高：观测人：123456平均相对值%对照12345实验步骤：分组测定不同群落中光照强度的分布：选择两个不同的群落类型，在每一群落中随机设置3个样点（如群落上层、中层、下层），水平分层测定光照强度，每层重复4次，结果填入表1－2，取平均值，计算各层的相对光强。表1－2群落内光照强度测定记录表

群落名称：取样时间：取样地点：群落高（m）：总盖度：观测人：1234平均相对值%对照12345注意事项：在任何情况下，不得将光电池直接暴露于强光下，以保持其灵敏度。光探头要准确地放置在测定位置，使光电池与入射光垂直。每一次测定量程开关必须遵循从高档到低档的顺序，以免烧坏仪器。当屏幕显示“1”时表示过载，需将量程开关调高一档；当屏幕上的第一位数字为“0”时，需将量程开关调低一档，以增加精确度。每次用毕，及时关闭电门，以免使电流计受损。温度与湿度会影响仪器的灵敏度，不能把照度计存放在潮湿或温度超过40℃的地方。仪器使用一段时间后，显示屏左上角出现“LOBAT”字样时，需要更换电池。实验报告与讨论：绘制不同树冠内光的削减图，比较它们的异同，并讨论有关树木补偿点的问题。绘制不同群落中的削减曲线，并加以比较、分析。实验二

草本群落生物量的计算

环境科学实验教学示范中心实验目的的及仪器器设备：：通过植物物群落光光合作用用生产的的有机物物质，称称之为初初级生产产。初级级生产又又分为总总初级生生产和净净初级生生产两个个概念。。生产力力通常以以单位土土地面积积和单位位时间里里，由植植物生产产的有机机物质的的量（干干物质量量或除去去灰分的的干物质质量）来来表示，，也可以以用碳量量，或者者热能量量来表示示，单位位为g/m2··a或J/m2·a。。总初级生生产量（（Pg））是指一一定期间间内植物物光合作作用所产产生的有有机物同同化量。。其中，，包括同同一期间间内植物物体因呼呼吸而失失去的有有机物的的消耗量量。而净净初级生生产量（（Pn））是指从从总初级级生产量量（＝总总光合量量）中，，减去植植物各器器官因呼呼吸作用用消耗的的有机物物的量（（R）,即Pg＝Pn＋R或Pn＝＝Pg－－R此外，净净初级生生产量在在植物群群落中还还指植物物的全部部有机物物生产量量，包括括经济上上未必有有用途的的地下部部分。这这应该与与经济上上有用的的部分的的产量和和农林牧牧业中往往往称为为生产力力的产量量区别开开来。群落初级级生产力力是整个个生物圈圈中生命命部分对对太阳能能第一次次固定后后，保留留在生态态系统有有机体中中能量的的描述。。这部分分能量是是生态系系统中能能量流动动的源泉泉，在生生态系统统中具有有重要的的实用价价值。测测定植物物初级生生产力，，使我们们能够了了解群落落中不同同植物种种的生长长特点，，生产力力的大小小，为我我们提供供比较不不同植物物经济、、生态、、社会价价值的参参考依据据。此外外，通过过分析植植物生产产力的大大小，参参考植物物在群落落中的位位置和生生态作用用，可以以揭示不不同种植植物在群群落中的的作用，，从而为为人类利利用和改改造生态态系统提提供理论论的依据据。用收获法法测定群群落的净净初级生生产量时时，首先先需从测测定群落落的生物物量入手手。生物物量（B）是一一定面积积内某一一时间所所具有的的植物物物质的总总量，单单位为g（干重重）/m2。设设开始时时间（t1）与与终了时时间（t2）的的生物量量分别为为B1和和B2，，则Pn＝ΔΔB＋L＋GΔB＝B2－B1式中，ΔΔB为t1～t2间植植物的生生长量，，L为此此期间的的枯死及及脱落量量，G为为草食动动物吃掉掉的量。。此式为为生产量量测定的的基本公公式。二、仪器器、设备备及材料料1、烘箱箱，筛，，剪刀，，锄头，，1m2的样框框，标签签，电子子天平，，米尺，，薄膜塑塑料袋，，纸信封封。2、手锯锯，弹簧簧秤，粗粗天平，，卡尺，，透明方方格板，，记录纸纸。实验步骤骤：草本群落落地上部部分生物物量的测测定与分分析按分层刈刈割法测测定草本本群落地地上部分分的生物物量，当当区分出出每层的的种类组组成及光光合系统统及非光光合系统统时，可可以反映映群落的的格局、、种间关关系。在在不同季季节测定定，还可可了解群群落的动动态。（1）确确定样方方根据群落落情况决决定样方方大小及及数目，，一般采采用1m×1m的样方方，样地地的重复复数量须须按统计计学的要要求来设设计。在在样方四四角竖立立标杆，，首先确确定每层层的厚度度（高度度1m以以下的群群落以10cm为宜，，1m以以上的群群落用15cm或20cm））。先在在样方内内测定各各层的相相对照度度。然后后拉上水水平线，，以线的的高度为为准进行行剪割。。剪割完完上层后后，用同同样方法法剪下一一层。剪剪时应尽尽量按照照群落原原有的自自然状态态，斜生生叶片就就斜着剪剪。剪掉掉了上层层，如果果有些枝枝叶翘起起，则应应把它固固定到原原来的位位置。每每层的样样本应分分别用塑塑料袋装装好，贴贴上标签签，以防防水分损损失。（2）样样品分类类、测重重和干燥燥剪割完成成后，把把各层样样品按叶叶（光合合系统））、茎、、花、果果（非光光合系统统）分开开（有条条件时，，可按种种或类分分开），，测定鲜鲜重。然然后用感感量为0.1g天平取取各层鲜鲜重20g左右右，置于于烘箱中中于80℃烘至至恒重（（24～～48h）。在在干燥器器中冷却却后，用用感量为为0.01g天天平称干干重。数数据记录录于表2－5中中。表2－5植物物群落分分层刈割割记录层次高度/cm种（或类）1……相对照度光合系统非光合系统鲜重/g干重/g叶面积/cm2鲜重/g干重/g棵数最高层第二层第三层……最低层草本群落落生物量量的计算算：根据需要要可测定定叶面积积和株数数。叶面面积测定定可取部部分叶片片作样品品，用描描画法画画在纸上上（或把把叶子摆摆在照相相用的感感光纸上上，压以以玻璃板板，在日日光或电电光下曝曝光），，然后按按叶形剪剪下，同同时剪下下已知面面积的相相同质量量的标准准纸样，，同前者者一起放放在烘箱箱中于60℃下下烘4h。在干干燥器中中冷却后后，用分分析天平平称重。。据下式求求出每层层的叶面面积（S）：S＝S0×W/W0式中，S为样品品叶片面面积；S0为标准纸纸面积，，S0＝样品叶叶片重׃标准纸重重；W为为每层的的总干重重；W0为样品叶叶片干重重。根据表2－5中中的数据据，可作作出群落落的生产产结构图图。草本群落落地上部部分生产产量的测测定与分分析：初次取样样在群落中中选定3个样地地，样地地大小据据群落具具体情况况而定，，草本群群落一般般采用1m×1m，分分别编号号为样地地1、样样地2和和样地3。用木木桩把样样地标出出，初次次取样时时，把样地1的的地上部部分自地地表剪下下，把活活物质和和死物质质（包括括地表、、地面的的所有死死植物体体）分开开，装入入不同的的口袋中中，并作作上记号号。从样样地2上上消除所所有的活活植物体体，把所所有死的的植物体体都留在在原地，，用以测测定生长长期内死死植物体体的消失失率。如如果死物物质可能能从样地地上由于于正常分分解以外外的过程程而损失失，或会会从附近近地段加加进死物物质的话话，样地地在测定定期间应应用金属属网罩上上。所有样品品都放在在烘箱中中在80℃下烘烘至恒重重，在干干燥器中中冷却后后称干重重。如果果样品太太多，可可分别称称鲜重W，再在在感量为为0.1g天平平称出部部分样品品W1，烘干后后，在感感量为0.01g天平平上称得得W2，据下式式求得每每一样品品的总干干重X：：X＝W2/W1×W测定结果果记录于于表2－－6中。。最终取样样在取样末末期，从从样地2上把死死植物体体收集起起来；把把样地3的全部部植物体体自地表表剪下，，死物质质与活物物质分开开。所有有样品均均以上述述方法处处理。数据记录录于表2－6中中。）初次取取样表2－6生产产测定期期始末活活物质的的烘干重重取样地点样地1样地2样地3测定日期：面积：测定日期：面积：测定日期：面积：活物质(Mb1)死物质(Md1)活物质(Mb2)死物质(Md2)活物质(Mb3)死物质(Md3)净生产量量的计算算：计算死物物质的瞬瞬时消失失率（r）：可可用样地地1的死死物质质质量（Md1）和样地地2的死死物质质质量（Md2）用以下下公式算算出：式中，t为测定定期间的的日数。。计算死物物质的消消失量（（X）：：可由下下式求出出：式中，Md1、Md3分别为样样地1和和样地3中死物物质的重重量。计算活物物质的死死亡量（（Md）：Md（g/样样地）＝＝X＋＋（Md3－Md1）计算净生生产量（（Pn））：Pn（g/样地地）＝（（Mb3－Mb1）＋Md式中，Mb1、Mb3分别为样样地1和和样地3的活物物质重量量。把每样地地内的净净生产量量换算成成g/m2•d：Pn(g/m2•d)＝＝每样地地内净生生产量/（测定定期天数数×样地地面积））将上述计计算结果果填入表表2－7中。表2－7生产产量的测测定结果果取样地点地上死物质消失率r地上死物质消失量X地上死物质现存量Md3-Md1地上活物质现存量Mb3-Mb1地上部分净生产量克/样地克/m2•d实验报告告及讨论论：实验报告告：选取一草草本群落落，应用用刈割法法分组测测定群落落地上部部分的生生物量和和净初级级生产量量。讨论与思思考本实验全全部植物物体均用用干重，，为什么么？本实验算算出的枯枯死体消消失率r只是近近似地反反映了群群落中枯枯死体的的真正消消失率，，为什么么？如何何使测得得的r值值较接近近于实际际情况？？取样末末期样地地2的植植物体应应以未完完全分解解完毕为为条件，，为什么么？本实验测测得的生生产量是是没有考考虑草食食动物采采食量的的，如何何校正因因草食动动物采食食引起损损失的净净生产量量估值？？3个样地地的选取取对结果果影响很很大，选选择样地地应注意意什么问问题？有有条件时时，每个个样地可可多作几几个重复复。实验三植物群落落物种多多样性的的测定实验目的的及仪器器设备：：目的和意意义通过对群群落中的的物种多多样性的的测定，，认识多多样性指指数的生生态学意意义及掌掌握测定定物种多多样性的的方法。。仪器、设设备和材材料1m2样框，铅铅笔，野野外调查查记录表表格，计计算器。。实验步骤骤：Simpson多样样性指数数式中，ni为第i个个种的个个体数量量；N总总个体数数量；s为物种种数。Simpson多样性性指数的的最低值值是0，，最高值值是（1－1/s），，前一种种情况出出现在全全部个体体均属于于一个种种的时候候，后一一种情况况出现在在每一个个个体分分别属于于不同种种的时候候。Shannon－Wiener多样样性指数数信息量是是未确定定的量，，H值越越大，多多样性指指数越高高。当群群落中各各个种的的个体数数目相等等时，即即Pi＝1/s时，信信息量最最大，Hmax＝log2s；当群群落中全全部样本本为一个个种时，，即Pi＝s/s时，信信息量最最小，Hmin＝0。均匀度群落均匀匀度是指指群落中中各个种种的多度度的均匀匀程度。。它的计计算可通通过多样样性指数数值和该该样地种种数、个个体总数数不变的的情况下下理论上上具有的的最大的的多样性性指数值值的比值值来度量量的。因因为这个个理论值值实际是是在假定定“群落落中所有有种的多多度分布布是均匀匀的”这这个基础础上来实实现的。。如果物种种多样性性的计算算是基于于Simpson指数数，则当当ni/N＝1/s时时，有最最大的物物种多样样性，可可以推导导出：则物种均均匀计算算式为：：E＝D/Dmax如果物种多样样性的计算是是基于Shannon－－Wiener指数，则则最大的物种种多样性为：：因此物种均匀匀度的计算式式为：E′＝H/Hmax＝H/log2s实验报告及讨讨论：作业：应用不同的多多样性指数，，测定一个群群落的物种多多样性与均匀匀度，并加以以分析。讨论与思考解释Simpson多样样性指数和Shannon－Wiener多样样性指数的数数学原理。其其指数值的高高低与哪些因因素有关？物种多样性指指数的高低，，反映了群落落的哪些生态态学特征？试述群落物种种多样性与群群落稳定性的的一般关系。。试说明在裸地地形成植物群群落过程中，，哪个阶段的的物种多样性性指数较高？？分析并说明明其原因。为什么相对稳稳定的群落其其物种均匀度度值较高？9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。1月月-231月月-23Thursday,January5,202310、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。02:48:5202:48:5202:481/5/20232:48:52AM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。1月-2302:48:5202:48Jan-2305-Jan-2312、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。02:48:5202:48:5202:48Thursday,January5,202313、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。1月-231月-2302:48:5202:48:52January5,202314、他乡生白白发，旧国国见青山。。。05一月月20232:48:52上上午02:48:521月-2315、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。一月232:48上上午1月-2302:48January5,202316、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2023/1/52:48:5202:48:5205January202317、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。2:48:52上午午2:48上午午02:48:521月-239、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。1月-231月-23Thursday,January5,202310、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。02:48:5202:48:5202:481/5/20232:48:52AM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。1月月-2302:48:5202:48Jan-2305-Jan-2312、世间成事，，不求其绝对对圆满，留一一份不足，可可得无限完美美。。02:48:5202:48:5202:48Thursday,January5,202313、不知知香积积寺，，数里里入云云峰。。。1月-231月-2302:48:5202:48:52January5,202314、意意志志坚坚强强的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥块块一一样样任任意意揉揉捏捏。。05一一月月20232:48:52上上午午02:48:521月月-2315、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。一月232:48上上午1月-2302:48January5,202316、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马马骑骑。。。。2023/1/52:48:5202:48:5205January202317、空山新新雨后，，天气晚晚来秋。。。2:48:52上午午2:48上午午02:48:521月-239、杨柳柳散和和风，，青山山澹吾吾虑。。。1月-231