生態(tài)因子測定

1、生命科學學院學生實驗綜合項目科研報告（2015學年 第二學期）課程名稱： 生態(tài)學實驗 任課教師： 王 江 專 業(yè)： 生物科學 班 級： 13生物1 姓 名： 鄭晨樂 學 號： 1331210020 1 科研報告題目:（宋體、加粗、小四字體）2 研究意義：（要求查閱參考文獻，結合已有研究，探討該綜合項目所掌握的實驗方法，能夠進行哪些領域的研究；宋體、五號字體）3 研究方法：（詳細描述實驗過程采用的方法和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法；宋體、五號字體）4 結果與分析：（結合圖、表條理清楚的展示結果的規(guī)律；宋體、五號字體）5 討論：（要求查閱參考文獻，對數(shù)據(jù)結果的規(guī)律進行分析和解釋；宋體、五號字體）6參考文獻：（

2、要求在文中引用標注參考文獻；宋體、五號字體）說明：封面和此說明頁對面打?。豢蒲袌蟾娓鶕?jù)研究意義的創(chuàng)新性、實驗設計的合理性和實驗結果討論科學性進行打分。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)成為人們普遍關注的焦點1。此外，生態(tài)因子對

3、藥用植物品質(zhì)影響和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2，土壤無機元素能夠影響植物根系營養(yǎng)及生理代謝活動，促進植物的生長，影響藥用植物化學成分積累，最終影響中藥材品質(zhì)3。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、水分等都會影響著人參品質(zhì)4。近年來有些研究還表明，多變的氣候因子和復雜的地形地貌，會使人參的質(zhì)量差異較大5。又如生長在不同生態(tài)環(huán)境中的煙葉品質(zhì)和香氣風格往往存在著很大的差異6。由此可見，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)交替、能量流動和信息交流與生態(tài)因子有著密不可分的聯(lián)系。本次實驗主要是通過對校內(nèi)不同生境

4、（或群落）的生態(tài)因子進行測定，掌握環(huán)境中主要生態(tài)因子的測定及相關儀器的操作方法，了解主要生態(tài)因子（溫度、光照、水分等）的時空變化規(guī)律和作用特點，從而認識生物與環(huán)境的相互關系，對以后的從事相關研究有著重要意義。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。并在同一時間段，對不同天氣下（晴天和陰天）的生態(tài)因子進行測定。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、空氣溫濕度計和土溫計測

5、定兩種生境的太陽輻射、空氣溫度、空氣濕度和土壤溫度，每個因子連續(xù)觀測三個小時，做出生態(tài)因子隨時間的變化曲線?？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個測定點，用太陽輻射測定儀每隔20-30分鐘測定每一測定點的光照輻射，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個測定點，并在1.5 m高的地方，利用空氣溫濕度計每隔20-30分鐘測定每一點的溫度和濕度，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，尋找一個點，用鋤頭挖出5 cm深的坑，將土壤溫度計埋入坑中，待3分鐘以后，讀數(shù)，每隔30分鐘測量一次并記

6、錄每次的數(shù)值。（2）土壤水分和土壤容重的測定（每個群落取兩份土樣）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。若土層堅實，可用手鋤慢慢敲打，環(huán)刀壓時要平穩(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，細心削去環(huán)刀兩端多余的土，并擦凈外面的土。同時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，105-110下烘干至恒重稱重（約6小時，精確到0.01g），測定土壤含水量。結果計算：1) 土壤含水量：a. 以烘干土為基數(shù)的水

7、分百分數(shù)：b. 以風干土或自然濕重土為基數(shù)的水分百分數(shù)（通常用于化學分析計算之用）：上兩式中 W土壤含水量（%）；g0鋁盒重（g）g1鋁盒+濕樣重（g）；g2鋁盒+烘干樣品重（g）2) 土壤容重a. 環(huán)刀容積： 式中：V環(huán)刀容積（cm3）；r環(huán)刀內(nèi)半徑（cm）；    h環(huán)刀高度（cm）；圓周率（3.1416）。b. 土壤容重： 式中：gs土壤容重（g/cm3）；g環(huán)刀內(nèi)濕樣重（g）；      V環(huán)刀容積（cm3）； W樣品含水量（%）。 此法允許平行絕對誤差< 0.03 g/cm3，取算術平均值。 （3）土壤酸度在上述同樣的不同類型的

8、群落中，實施土壤酸度的測定：測定步驟：1） 稱土：稱取過20目篩的風干土壤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，靜置半小時左右，澄清。4） 用pH計測定。根據(jù)標準判斷土壤酸度。3、結果與分析本次實驗所得的兩種生態(tài)環(huán)境中的太陽光照強度值、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)測量時間123平均值空氣溫度陰天110:4014.215.114.514.6211:1012.812.812.812.8311:4012.712.612.

9、612.63333333晴天110:4027.427.427.627.46666667211:1030.331.23231.16666667311:4029.12929.229.1空氣濕度陰天110:405860.757.958.86666667211:1055.455.455.355.36666667311:4055.255.15555.1晴天110:4081.88282.382.03333333211:108889.39089.1311:40918585.287.06666667太陽輻射陰天110:40528382478462.6666667211:10226256304262311:40

10、227233249236.3333333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)測量時間123平均值空氣溫度陰天110:4014.614.514.314.46666667211:1012.912.912.912.9311:4012.712.512.412.53333333晴天1

11、10:4025.225.727.226.03333333211:1029.630.431.230.4311:4029.129.229.229.16666667空氣濕度陰天110:405958.658.258.6211:1055.755.655.555.6311:40545552.853.93333333晴天110:4076.8808279.6211:1086.488.388.887.83333333311:408585.385.285.16666667太陽輻射陰天110:40149172157159.3333333211:10173175183177311:40170173178173.666

12、6667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)實驗所得的數(shù)據(jù)將兩種生態(tài)環(huán)境中的各個生態(tài)因子之間作比較，并且分析其差異存在的可能原因，所得結果如下：結果：在同一時段 ，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導致土壤溫度的升高。結果：在同一時段 ，晴天的光照強度明顯高于陰天。結果：在測定的時間段里兩種環(huán)境的空氣溫度都呈

13、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：在同一時段，這也與太陽光的照射有關 。晴天的時候，太陽光照射強，空氣溫度較高。結果：在測定的時間段里兩種環(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：在同一時段，這也與太陽光的照射有關 。晴天的時候，太陽光照射強，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153.2352.10249.175

14、4.47352.2651.82結果分析：1. 以烘干土為基數(shù)的水分百分數(shù)： 環(huán)境1：W1%=12.73% W2%=19.93% W3%=12.52% W=15.06%環(huán)境2：W1%=15.90% W2%=15.19% W3%=14.48% W=15.19%2. 以風干土或自然濕重土為基數(shù)的水分百分數(shù)（通常用于化學分析計算之用）： 環(huán)境1：W1%=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環(huán)刀重94.4594.45G2-環(huán)刀+土壤重（均

15、值）254.04253.58G3環(huán)刀內(nèi)濕樣重（均值）159.59159.13環(huán)刀： r=2.55cm h=5cm結果分析：環(huán)刀容積：=102.1412cm3土壤容重：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 本次實驗的采樣點是在生命科學學院大樓后方的草坪和灌木叢，通過實驗的數(shù)據(jù)和結果的簡單分析，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

16、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，空氣溫度與光照強度低于晴天。植被面積較少的環(huán)境1中的光照強度、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驗結果相一致。自然狀態(tài)下，生態(tài)因子對生物體往往是綜合起作用的7。土壤水分主要影響植物體構件數(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1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)學的研究內(nèi)容J 生物多樣性, 2004, 12( 1) : 10192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)代中藥研究與實踐，2009，23( 5) : 243顧志榮，師富貴，金巖土壤無機元素與中藥品質(zhì)關系研究進展廣東微量元素科學，2013，20（11）：18-224陳士