生態(tài)因子測定

1、生命科學(xué)學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合項(xiàng)目科研報(bào)告（2015學(xué)年第二學(xué)期）課程名稱：生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)任課教師：王江專 業(yè)：生物科學(xué)班 級(jí)：13生物1姓 名：鄭晨樂學(xué) 號(hào)研報(bào)告題目：（宋體、加粗、小四字體）2研究意義：（要求查閱參考文獻(xiàn)，結(jié)合已有研究，探討該綜合 項(xiàng)目所掌握的實(shí)驗(yàn)方法，能夠進(jìn)行哪些領(lǐng)域的研究；宋體、五 號(hào)字體）3研究方法：（詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)過程采用的方法和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方 法；宋體、五號(hào)字體）4結(jié)果與分析：（結(jié)合圖、表?xiàng)l理清楚的展示結(jié)果的規(guī)律；宋體、 五號(hào)字體）5討論：（要求查閱參考文獻(xiàn)，對數(shù)據(jù)結(jié)果的規(guī)律進(jìn)行分析和解 釋；宋體、五號(hào)字體）6參考文獻(xiàn)：（要求在文中引用標(biāo)注參考文獻(xiàn)；

2、宋體、五號(hào)字體）說明：封面和此說明頁對面打?。豢蒲袌?bào)告根據(jù)研究意義的創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)驗(yàn)結(jié) 果討論科學(xué)性進(jìn)行打分。生態(tài)因子的綜合測定1、研究意義生態(tài)因子是指對生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布等生命活動(dòng)有直接或間接 影響的環(huán)境因子，包括生物因素和非生物因素，非生物因素主要包括氣候、土壤、 地形等。各種生態(tài)因子構(gòu)成生物的生態(tài)環(huán)境，而某一特定生物體或生物群體棲息地 的環(huán)境稱為生境。隨著人類社會(huì)的發(fā)展，全球環(huán)境也在不斷地變化，生物多樣性研 究逐漸成為全世界生物科學(xué)家們的主要研究內(nèi)容之一，而生態(tài)因子在決定生物多樣 性格局中的作用也已經(jīng)成為人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。此外，生態(tài)因子對藥用植物品 質(zhì)影響和

3、道地藥材的形成是道地藥材研究的重要內(nèi)容。氣候因子對藥用植物的生長、 發(fā)育、生殖、行為以及分布有著直接或者間接的影響，土壤無機(jī)元素能夠影響植 物根系營養(yǎng)及生理代謝活動(dòng)，促進(jìn)植物的生長，影響藥用植物化學(xué)成分積累，最終 影響中藥材品質(zhì)。例如人參中人參皂苷含量隨產(chǎn)地不同變化較大，主要的環(huán)境因 子溫度、光照、水分等都會(huì)影響著人參品質(zhì)。近年來有些研究還表明，多變的氣 候因子和復(fù)雜的地形地貌，會(huì)使人參的質(zhì)量差異較大。又如生長在不同生態(tài)環(huán)境 中的煙葉品質(zhì)和香氣風(fēng)格往往存在著很大的差異。由此可見，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)交 替、能量流動(dòng)和信息交流與生態(tài)因子有著密不可分的聯(lián)系。本次實(shí)驗(yàn)主要是通過對 校內(nèi)不同生境（或群落）的

4、生態(tài)因子進(jìn)行測定，掌握環(huán)境中主要生態(tài)因子的測定及 相關(guān)儀器的操作方法，了解主要生態(tài)因子（溫度、光照、水分等）的時(shí)空變化規(guī)律 和作用特點(diǎn)，從而認(rèn)識(shí)生物與環(huán)境的相互關(guān)系，對以后的從事相關(guān)研究有著重要意 義。2、研究方法2.1生境的選擇自主在校內(nèi)選擇兩種不同的生境，生境1為生命院后面的一塊草地，可以看出 地上的草不多，樹有幾棵但沒有高大的樹而且樹上的葉子都脫落光了，晴天時(shí)光照 比較充分。生境2為生命院后面的一片灌叢，樹長的比較好，遮光效果好。并在同一時(shí)間段，對不同天氣下（晴天和陰天）的生態(tài)因子進(jìn)行測定。2.2生態(tài)因子測定（1）太陽輻射、空氣溫濕度和土壤溫度的測定分別用照度計(jì)、空氣溫濕度計(jì)和土溫計(jì)測定

5、兩種生境的太陽輻射、空氣溫度、 空氣濕度和土壤溫度，每個(gè)因子連續(xù)觀測三個(gè)小時(shí)，做出生態(tài)因子隨時(shí)間的變化曲 線?？諝鉁囟葹殡x地面1.5米處的氣溫。所得數(shù)據(jù)記錄在表1-1中。具體操作如下：太陽輻射的測定：在上述兩種中選取3個(gè)測定點(diǎn)，用太陽輻射測定儀每隔20-30 分鐘測定每一測定點(diǎn)的光照輻射，并記錄每次測定的數(shù)值?？諝鉁貪穸鹊臏y定：在上述兩種環(huán)境選取3個(gè)測定點(diǎn)，并在1.5 m高的地方，利 用空氣溫濕度計(jì)每隔20-30分鐘測定每一點(diǎn)的溫度和濕度，記錄每次測定的數(shù)值。土壤溫度的測定：分別在草地和灌木叢中，尋找一個(gè)點(diǎn)，用鋤頭挖出5 cm深的坑， 將土壤溫度計(jì)埋入坑中，待3分鐘以后，讀數(shù)，每隔30分鐘測量

6、一次并記錄每次的 數(shù)值。（2）土壤水分和土壤容重的測定（每個(gè)群落取兩份土樣）將環(huán)刀托放在已知重量的環(huán)刀上，環(huán)刀內(nèi)壁稍涂上凡士林，將環(huán)刀刃口向下垂 直壓入土中，直至環(huán)刀筒中充滿樣品為止。若土層堅(jiān)實(shí)，可用手鋤慢慢敲打，環(huán)刀 壓時(shí)要平穩(wěn)，用力一致。用修土刀切開環(huán)刃周圍的土樣，取出已裝上的環(huán)刀，細(xì)心 削去環(huán)刀兩端多余的土，并擦凈外面的土。同時(shí)在同層采樣處用已知重量的鋁盒采 樣，稱重。把裝有樣品的環(huán)刀兩端立即加蓋，以免水 分蒸發(fā)。隨即稱重（精確到0.01克），并記錄。將裝有樣品的鋁盒置入烘箱中，105 C -110C下烘干至恒重稱重（約6小時(shí)，精確到 0.01g），測定土壤含水量。結(jié)果計(jì)算：口 土壤含水

7、量：W%二二X100以烘干土為基數(shù)的水分百分?jǐn)?shù)：g - g以風(fēng)干土或自然濕重土為基數(shù)的水分百分?jǐn)?shù)（通常用于化學(xué)分析計(jì)算之用）W % = g1 g 2 X 100g1 - g 0上兩式中W土壤含水量（%）； g0一鋁盒重（g）g鋁盒+濕樣重（g）; g2一鋁盒+烘干樣品重（g）2）土壤容重a.環(huán)刀容積:V =兀 r 2h式中：V一環(huán)刀容積（cm3）； r一環(huán)刀內(nèi)半徑（cm）；h一環(huán)刀高度（cm）； 一圓周率（3.1416）。b.土壤容重：g 100Y =s N - (100 + W)式中：Yj一土壤容重（g/cm3）； g一環(huán)刀內(nèi)濕樣重（g）；V一一環(huán)刀容積（cm3）； W-樣品含水量（%）。此

8、法允許平行絕對誤差 0.03 g/cm3，取算術(shù)平均值。（3）土壤酸度在上述同樣的不同類型的群落中，實(shí)施土壤酸度的測定：測定步驟：1）稱土：稱取過20目篩的風(fēng)干土壤10克，置于100ml燒杯中。2）浸提：用容量瓶量取50ml蒸餾水，加入燒杯中。（土：水=1： 5）。3）攪拌：用玻璃棒攪拌約1分鐘，靜置半小時(shí)左右，澄清。4）用pH計(jì)測定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判斷土壤酸度。土境酸誠度pH值土壤酸誠度 9.5強(qiáng)堿性信7.5中性3、結(jié)果與分析本次實(shí)驗(yàn)所得的兩種生態(tài)環(huán)境中的太陽光照強(qiáng)度值、空氣溫濕度值以及土壤溫 度值記錄在下表1-1，1-2中。表1-1草地環(huán)境4種生態(tài)因子的測定生態(tài)因子組別測量次數(shù)測量時(shí)間123平均

9、值空氣溫度陰天1104014.215.114.514.62111012.812.812.812.83114012.712.612.612.63333333晴天1104027.427.427.627.466666672111030.331.23231.166666673114029.12929.229.1空氣陰天110405860.757.958.86666667濕度211:1055.455.455.355.36666667311:4055.255.15555.1晴天110:4081.88282.382.03333333211:108889.39089.1311:40918585.287.066

10、66667太陽輻射陰天110:40528382478462.6666667211:10226256304262311:40227233249236.3333333晴天110:40825764774787.6666667211:10742763815773.3333333311:40777793745771.6666667土壤溫度陰天110:4014.514.5211:101313311:401313晴天110:401919211:102020311:402020表2-2灌叢環(huán)境4種生態(tài)因子的測定生態(tài)因子組別測量次數(shù)測量時(shí)間123平均值空氣溫度陰天1104014.614.514.314.4666

11、66672111012.912.912.912.93114012.712.512.412.53333333晴天1104025.225.727.226.033333332111029.630.431.230.43114029.129.229.229.16666667空氣濕度陰天110405958.658.258.62111055.755.655.555.631140545552.853.93333333晴天1104076.8808279.62111086.488.388.887.83333333311408585.385.285.16666667太陽輻射陰天11040149172157159.3

12、3333332111017317518317731140170173178173.6666667晴天110:40454549565522.6666667211:10441425432432.6666667311:40375336330347土壤溫度陰天110:4014.614.6211:101414311:401313晴天110:401919211:102121311:402222根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)將兩種生態(tài)環(huán)境中的各個(gè)生態(tài)因子之間作比較，且分析其差異存在的可能原因，所得結(jié)果如下:結(jié)果：在同一時(shí)段，晴天的土壤溫度比陰天的土壤溫度高。分析：這是由于晴天太陽輻射照射會(huì)導(dǎo)致土壤溫度的升高。陰天晴天照

13、度1159. 33333522. 66667照度2177432.66667照度3173. 66667347圖6400 If o 照度1照度2照度3陰天晴天結(jié)果：在同一時(shí)段，晴天的光照強(qiáng)度明顯高于陰天。圖8晴天陰天結(jié)果：在測定的時(shí)間段里兩種環(huán)境的空氣溫度都呈現(xiàn)比較平穩(wěn)的趨勢，之后有小幅 度的下降趨勢，但晴天的空氣溫度始終較陰天的高。分析：在同一時(shí)段，這也與太陽光的照射有關(guān)。晴天的時(shí)候，太陽光照射強(qiáng)，空氣 溫度較高。1 2 3溫溫溫空空空陰天晴天14. 627. 46666712. 831.16666712. 63333329.1結(jié)果：在測定的時(shí)間段里兩種環(huán)境的空氣溫度都呈現(xiàn)比較平穩(wěn)的趨勢，之后有

14、小幅 度的下降趨勢，但晴天的空氣溫度始終較陰天的高。分析：在同一時(shí)段，這也與太陽光的照射有關(guān)。晴天的時(shí)候，太陽光照射強(qiáng)，空氣 溫度較高。表1-2 土壤含水量的測定環(huán)境1環(huán)境2G0鋁盒重112.4012.76212.5612.81312.3812.67G1盒+濕土159.1759.54258.2861.93357.9758.45G2 盒+干土153.2352.10249.1754.47352.2651.82結(jié)果分析：g - g以烘干土為基數(shù)的水分百分?jǐn)?shù)：卬% = 12 xlOOg S20環(huán)境 1： W%=12.73%W2%=19.93%W3%=12.52%W=15.06%環(huán)境 2： W1%=15

15、.90%W2%=15.19%W3%=14.48%W=15.19%以風(fēng)干土或自然濕重土為基數(shù)的水分百分?jǐn)?shù)（通常用于化學(xué)分析計(jì)算之用）：w % = gi - g 2 X100g1 - g 0環(huán)境 1： W%=14.55%W2%=24.88%W3%=14.28% W=17.90%環(huán)境 2： W1%=18.91%W2%=17.91%W3%=16.93% W=17.92%表1-3 土壤容重的測定環(huán)境1環(huán)境2G1一環(huán)刀重94.4594.45G2-環(huán)刀+土壤重（均值）254.04253.58G3一環(huán)刀內(nèi)濕樣重（均值）159.59159.13環(huán)刀： r=2.55cm h=5cm結(jié)果分析：環(huán)刀容積：V =兀 r

16、2h =102.1412cm 3土壤容重：v = g J00s V - （100+W ）環(huán)境1： 土壤容重=1.56環(huán)境2： 土壤容重=1.35表1-4 土壤酸度的測定環(huán)境1環(huán)境214.895.3324.885.3134.845.34平均數(shù)4.875.33結(jié)果分析：通過環(huán)境1與環(huán)境2的土壤酸度比較得出：環(huán)境1土壤的酸度比環(huán)境2 的酸，兩者都處于4.8-5.4之間，都屬于偏酸性土。4、討論本次實(shí)驗(yàn)的采樣點(diǎn)是在生命科學(xué)學(xué)院大樓后方的草坪和灌木叢，通過實(shí)驗(yàn)的 數(shù)據(jù)和結(jié)果的簡單分析，可以發(fā)現(xiàn)，不同生態(tài)環(huán)境中的各種生態(tài)因子都存在著一定 的差異。通過晴天和陰天簡單的比較分析，陰天的空氣濕度顯然更大，空氣溫

17、度與 光照強(qiáng)度低于晴天。植被面積較少的環(huán)境1中的光照強(qiáng)度、空氣溫度以及土壤的溫 度都較植被較多的環(huán)境2中的大，相對應(yīng)的環(huán)境1的空氣濕度、土壤容重以及含水 量都比環(huán)境2的小，這與一些科研研究人員等人的之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。自然狀 態(tài)下，生態(tài)因子對生物體往往是綜合起作用的刀。土壤水分主要影響植物體構(gòu)件數(shù) 目；光照條件則主要通過作用于植物體的物候性狀而對其發(fā)育速度產(chǎn)生影響。參考文獻(xiàn)方精云，沈澤昊，崔海亭.試論山地的生態(tài)特征及山地生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容J.生物多樣性，2004, 12( 1) : 1019. 張鋒，王志芬.淺析環(huán)境因子對道地藥材形成的影響J.現(xiàn)代中藥研究與 實(shí)踐，2009, 23( 5) : 24.顧志榮，師富貴，金巖.土壤無機(jī)元素與中藥品質(zhì)關(guān)系研究進(jìn)展J廣東微 量