生态学实验技术

生态学实验技术主讲:李海生广东教育学院生物系1、用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度样方法是指在被调查种群的生存环境内随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度。这种方法常适用于对植物种群密度的取样调查。点状取样法:常用的为五点取样法。调查的总体为非长条形，而且被调查植物个体分布比较均匀的情况时,可用此法取样。方法要求:按梅花形取5个样方每个样方长与宽相等等距取样法:当调查的对象为长条形时，可用此法取样。方法:1)把调查对象分成若干等份;2)由抽样比率决定距离或间隔;3)按这一相等的距离或间隔抽取样方探究指导提出问题制订计划实施计划结论了解被调查对象,提出问题如何确定样方,样方的定位、大小、数量等统计样方中个体数量对所获得数据进行相应的计算，并做出合理的分析实验实习中注意事项①植物种群密度调查地点的选择。②教师对调查地段的植物种类要做到心中有数③根据调查对象划定调查地段的大小④调查植物种群密度时，对植物种类的选择⑤分工合作，进行调查⑥不同小组进行取样调查时，应选取不同的样方⑦调查时间2、统计大型土壤动物的丰富度选择样地：由于各类动物体型大小悬殊，活动方式也有差异，因而调查方案也应有所不同。如采集大型土壤动物时，选择的样地一般是在林下或落叶及腐殖质较为丰富的地方。确定样点与取样：在采样地随机选取3~5个样点，收集样点内的落叶和土壤，将其中的大型土壤动物用镊子或手捡的方法，放入盛有体积分数70%的酒精溶液的瓶中。样本鉴定与结果统计：根据有关资料，分捡并鉴定标本，填写表，估测各物种的丰富度。讨论：（1）同一地域不同种类的大型土壤动物的丰富度是否相同？（2）不同地域内的同一种大型土壤动物的丰富度是否相同？为什么？3、设计并制作生态缸，观察其稳定性目的要求：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。基本原理：在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转，在设计时要考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例。应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。实验材料：玻璃板4-5m2,粘胶足量，沙土8-10kg,含腐殖质较多的花土40-50kg,自来水足量。浮萍、水草、蕨类植物和一些低矮杂草，仙人掌或仙人球2-3株。蚯蚓8-10条，田螺、蜗牛5-7个，蝌蚪5-10只，小乌龟2-3只，其他小鱼若干。探究活动：1、提出问题生态缸应如何设计，才能使整个生态系统维持更长时间？2、作出假设生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素等都有着密切的关系，原放入的生物生活力越强，生物的数量比例越适宜，环境条件越适宜，整个生态系统维持时间更长。3、实验预期在一定时间内，一个人工微生态系统保持稳定是可能的，但达到稳定状态后，系统中的生物种类与数量有变化，稳定状态只是暂时的，当干扰超过系统自动调节能力以后，将遭到不可恢复的破坏。4、设计实验方案可有意安排多种对照实验，由不同学生来完成。如水质、植物数量、动物数量、基质内容、见光与否等项目。在设计时应注意缸中的生物之间，生物与无机环境之间必须能进行物质循环和能量流动。操作步骤1)制作一个玻璃缸(长100cm,宽70cm,高50cm)2)堆放生态缸的土层3)种植植物4)放鹅卵石或小石块5)加水6）投放动物和水生植物7）加盖封口8）粘贴标签9）观察记录结果和结论：根据观察结果完成实验报告。教师要教给学生认真分析实验结果,科学处理实验数据的方法,如尽量用列表式表示.还要引导学生利用实验事实进行科学推理,得出相应的结论.课题报告完成之后,应组织学生进行交流.讨论：（1）设计时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？（2）生态缸经过多长时间才能达到比较稳定的状态？（3）达到稳定状态后，生态缸内的生物种类与数量有无变化？如有，是如何变化的？制作注意事项：（1）生态缸可制作成封闭型，也可制作成开放型（即不加盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求。（2）生态缸放置的生物必须具有较强的生活力，放置的生物数量必须要合适。（3）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。（4）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面写上制作者的姓名与制作日期。观察稳定性注意事项：（1）让学生设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质状况（由颜色变化进行判别）及基质变化等。（2）定期观察，同时做好观察记录。（3）如果发现生态缸中的生物已全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。（4）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。4、技能训练：分析和处理数据1926年，美国一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到了如下数据。收割玉米约10000株，质量为6000kg。计算出其中共含碳2675kg,这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。1kg葡萄糖储存1.6×107kJ能量。在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×107kJ。请根据以上数据计算：这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能总量的比例是多少？这块玉米田的太阳能利用效率是多少？处理数据：根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例。