实验一光强度的测定

一、目的

1、了解测定光强度的几种途径，并掌握照度计的原理及使用方法；

2、通过不同树冠内及不同群落中光强度的测定，认识植物和光的相互影响。

二、仪器

ZDS-10型照度计、钢卷尺、皮卷尺、记录纸。事先选好被测树木及测试群落。

三、原理

地球上所有生命的维持，均依靠来自太阳的辐射能。生物圈所接受的太阳辐射，其波长范围在290纳米到3000纳米之间，其中，波长380纳米到720纳米的可见光谱区的能量约占全部辐射的40~45%。绿色植物仅吸收波长380纳米到740纳米的辐射。

测定太阳辐射有两种途径，第一是测定辐射量，即入射到接收表面上的总辐射量以热量单位、能量单位或功率单位表示，如卡.厘米.分；瓦.厘米等。所用测定仪器为各种辐射仪和日射仪，前者是以热电偶为基础的热电装置，后者以双金属的变形对比做基础。这一途径对研究植物的能量平衡和生态系统中的能流过程是必要的。纽荷尔微生物检测显微镜金属的显微组织检测。

第二种途径是测定照度或光强度，即物体表面所获得的光能量，以照度单位米烛光（lx）或千米烛光（klx）表示（100 klx=1.5卡.厘米.分）。由于植物生理有效辐射大致与可见光谱相吻合，所以这一方法也常被生态学或生理学工作者所采用。所有测定仪器通常以光电原理为基础，如各种照度计。照度计通常由光电变换器（光探头）、放大器、显示器等部件构成，关键部件为光探头。光探头的大小、形状可以不同，但其工作原理是相拟的。

四、实验步骤（分组进行）

1、仪器使用方法：

⑴取照度计，将电池放入主机箱内，然后放在测量环境位置进行测量；

⑵将开关拔向“ON”位置；

⑶打开按收器遮光罩，则仪表显示出被测点的照度读数。读数时注意事项：显示屏的右方有四个箭头（任何情况下只有一个箭头显示出来），当箭头指在×10档位时，应将显示屏上的读数乘以10后才是被测点的照度值。同理其它。箭头指在哪一档是由被测点的照度值决定的。

⑷若测量场合的照度多变时，为了便于读数，可将读数保持开关拔向“KEEP”一端，便可使显示屏上的读数保持不变；待读数结束后再将开关拔向“ON”，即可进行下一次的测量；

⑸当仪器工作时，如液晶显示屏上方出现“LOBAT”，说明机内电源电压已不足，应更换新电池；

⑹仪器用完毕，应将电源开关拔向“OFF”，以防电池空耗。使用注意事项：严防剧烈震动，且应放干燥、无腐蚀性有害气体的环境中。

2、不同树冠内光的分布：选树冠密实与疏散的树木各一棵，分层测树冠内的光强度；同时测树冠外光强度，做为对照。每一层重复6次，记录结果，求平均值，计算各层相对光强度。

3、不同群落中光强度测定：选禾草群落、杂类草群落及人工林各一块。在每一群落中随机设置3个样点，每一样点上分层测定光强度，每层重复4次，记录结果，求平均值，计算各层相对光强度。

4、2和3步骤连续测5~8次制光强与时间的图。

五、讨论

1、比较各层光强的差异，分析植物对光强的影响。

2、大致绘光强与时间二度图，观察光强的变化规律。

实验二温湿度测定

一、目的

温度与植物的生态学关系分析中，大气候、地方气候的特性可依据气象资料说明，纽荷尔微生物检测显微镜金属的显微组织检测，局部小气候或生境中的热状况，则通常由实地观测获得。本实验通过对不同生境中气温与地温的测定，掌握测定温湿度的一般方法，并讨论植物与温湿度的生态关系。

二、仪器

水银温度计，TES-1360数位式温湿度计，记录纸，钢卷尺。

三、原理

植物生态研究中，测量温度的仪表可分为液体温度计、金属温度计和电温度计三大类。读数要准确。

气温测定：水银温度计或温湿度计

地表温度测定：最高和最低温度表

土壤温度测定：曲管地温表（浅层），直管地温表（较深层）

水温测定：水温计（表层温度），深水温度计（40米以下水深），颠倒温度计（40米以上水深）

四、实验步骤

1、观测场地的选择

2、仪器的安置（用绳固定）

3、观测程序：正规要求日进程，每2小时测一次。本实验每1小时读一次数，观察7小时，记录结果。（自设计表）

五、讨论

1、比较各测量点温度和湿度的差异，分析植物对它们的影响。

2、大致绘温度与时间二度图，观察温度的变化规律。

3、从实验一和实验二结果分析大气候与小气候之间的关系。

实验三种群空间分布格局的调查

一、目的和意义

通过本实验，使学生认识群落中不同种群个体在空间分布上表现出的不同类型，了解检验种群空间分布类型的方法，并掌握种群最小面积确定方法和利用计算机处理生态学数据基本方法。

二、仪器、设备及材料

皮尺、铅笔、野外记录表格、计算器、计算机。

三、方法与步骤（野外调查）

1、准备工作:每两个学生一组选择所需研究的植物或动物种群,并确定合适的样地位置。调查前先画好野外记录表格（P58），并带齐调查所需物品。

2、确定样地面积：应根据最小面积确定，草本1m×1m，灌木5m×5m，乔木可20m×20m。

3、采用邻近格子法在所选出样地中划分小样方：草本0.1m×0.1m或0.2m×0.2m，灌木1m×1m，乔木可4m×4m或5m×5m。至少测8个小样方。

4、计数:将每一小样方中待测植物的株数,记录在野外记录表格中。

四、结果

1、画出你所确定种-面积曲线图，最小面积为多大？

2、采用方差/平均数比率法得出所调查物种的空间分布格局，之比=0为均匀分布；=1为随机分布；大于1为成群分布。

3、列出原始数据表格，并打印出植物丰富度的柱形图及折线图数据处理。

五、思考题

1、种群空间格局分布类型的特点及可能形成原因的分析。

2、讨论样方大小对实验结果的影响。

实验四植物群落数量特征的调查

一、目的

使学生通过本实验掌握群落数量特征的调查方法，纽荷尔微生物检测显微镜金属的显微组织检测，进一步可了解通过这些基本数量特征如何得出群落的其它特征。

二、仪器

1 平方米方框、铅笔、野外调查记录表格、计算器（自备）

三、原理

种群的数量特征是群落调查的重要内容，在植物生态学定量分析中尤为重要。在调查中取样非常重要，一般有两种：主观取样法和客观取样法。后者包括随机取样（较理想的方法）、规则取样（系统取样）和分层取样。

选定取样方法后，取样技术确定。常用的有样方法、样线法（植物组成分析及植被动态研究多用）、点样法（常用于草本群落的调查）及点四分法（森林和灌丛调查中多用）。本实验采用样方法。

样方即方形样地，是面积取样中最常用的形式，也是植被调查中使用最普遍的一种取样技术。

物种丰富度：群落所包含的物种数目。

多度：群落内各物种的个体数量。

密度（D）：单位面积上特定种的株数。

相对密度（RD）=100×某种植物的个体数目/全部植物的个体数目

高度（H）：植物体自然高度

相对高度（RH）=某个种的高度/所有种高度之和

高度比（HR）=某个种的高度/群落中高度最大的种之高度

频度：指某物种在样本总体中的出现率F=某物种出现的样本数/样本总数×100% 盖度、相对盖度、盖度比、优势度、相对优势度、重量、相对重量、重量比、总优势比、相对频度、频度比。

四、实验步骤

1、每4个学生一组，在已知的群落类型里用1平方米样方测定其种数及每个种的确个体数，及每个种的高度。重复取样8次，样方随机放置。

2、整理合并数据。

五、结果与讨论

1、列出你所调查的各样方调查结果，并得出整个群落的数量特征。（可进一步利用它们得出群落的其它综合特征。）

2、您认为合适的样方为多大？多少个样方最合适？怎么减少数据误差？

3、对研究的群落，取哪些数量指标较为合适？为什么？

实验五植物群落中种的多样性测定

一、目的

通过对群落中种的多样性的测定，认识多样性指数的生态学意义及掌握测定种的多样性的方法。

二、仪器

1 平方米方框、铅笔、野外调查记录表格、计算器（自备）

三、原理

物种的多样性是反映群落结构和功能特征的有效指标，是生态学稳定性的量度，因此研究群落中种的多样性对认识生态系统的结构、功能和稳定程度有着重要的意义。种的多样性反映了群落自身的结构和演替特征。群落的自身发展均趋于最大限度地利用环境资源，构成最复杂的结构特征，以适应当地环境空间的异质性。因此，要充分发挥生物种间的相互作用和调节能力，以维持生态系统的稳定和平衡。多样性指数是以数学公式描述群落结构特征的一种方法，一般仅限于植物种类数量的考察。在调查了植物群落的种类及其数量之后，选定多样性公式，就可计算反映植物群落结构特征的多样性指数。

计算多样性的公式很多，形式各异，而实质是差不多的。大部分多样性指数中，组成群落的生物种类越多，其多样性的数值越大。

种的多样性有以下几个方面的生态学意义：1）是刻划群落结构特征的一个指标；2）用来比较两个群落的复杂性，作为环境质量评价和比较资源丰富程度的指标；3）从演替阶段的多样性比较，可作为演替方向、速度及稳定程度的指标。

本实验采用Simpson的多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数（见教材）进行练习。

四、实验步骤

1、每4个学生一组，在已知的群落类型里用1平方米样方测定其种数及每个种的确个体数，纽荷尔微生物检测显微镜金属的显微组织检测，及每个种的高度。重复取样8次，样方随机放置。

2、整理合并数据，并分别计算Simpson和Shannon-Wiener多样性指数。

3、比较不同群落类型的种多样性指数，并给以生态学意义上的解释。

五、结果与讨论

1、1、计算出群落的多样性指数。

2、2、多样性指数在群落分析中的作用；比较不同组之间的结果，分析相同或相异的原因。