野外实习指导手册092809-2.doc

野外实习指导手册（环境科学、生态学）复旦大学环境科学与工程系2009.9 上 海实习一 植物群落结构分析一、 主要目的和要求 1通过实习,充分理解森林群落的生活型、垂直结构、水平结构和时间结构，并通过不同地区和不同植被类型植物群落的分析,进一步认识研究植物群落结构的重要生态意义。 2掌握划分植物生活型和调查植物群落空间结构、时间结构的基本方法。 3探讨森林群落层次结构之间的密切关系，进一步理解群落与环境因子的相互关系二、 基本原理植物群落结构是指群落的种类组成以及群落内各种生物在时间、空间上的配置状况。它是群落的重要标志，是进一步深入研究物种多样性功能及确定功能群的基础。本实习主要学习植物群落生活型的划分和群落垂直结构、水平结构及时时间结构的分析。(一)生活型和生活型谱1.生活型生物群落的外貌(Physiognomy)指群落的外部表相，为群落中生物与生物之间、生物与环境之间相互作用的综合反映。陆地群落的外貌主要取决于植被的特征,是由组成群落的植物生活型所决定的。要描述群落的外貌首先必须了解植物的生活型。植物生活型(Life form)指植物对于综合环境条件的长期适应、在外貌上表现出的植物类型，是植物营养器官对环境的表现形式。本质上，是不同物种趋同适应的结果。属于同生活型的植物常具有相同的体态和外貌是特定生物气候作用下的产物。它的划分常根据植物的形态、大小、分枝等外貌特征同时考虑到植物生命的长短。关于植物生活型的分类有各种标准和系统。把植物分为乔木、灌木、半灌木、木质藤本、草质藤本、多年生草本、一年生草本、垫状植物等是一种早期的、人们习用的生活型分类，目前常采用的是丹麦植物学家Raunkiaer的生活型系统。他强调植物营养体型对气候的适应，并选择了休眠芽或复苏芽在不良季节所处的位置的高低和保护方式这一指标作为划分生活型的依据，将高等植物划分为5大生活型类群，在各类群之下再按照植物的高度、芽有无芽鳞保护、落叶或常绿、茎的特点(草质、水质)以及旱生形态与肉质性特征等，再细分为30个较小的类群。 （以下内容供参考）(1)高位芽植物(Phanerphytes，Ph)。植物的芽或顶端嫩枝位于离地面较高处的枝条上，如乔木、灌木等。根据体理的高矮又可分成4类：大型(30 m以E)、中型(830m)、小型(28m)、矮小型(O 252m)。这类生活型在热带、亚热带地区的群落中占优势。(2)地上芽植物(Chamaephytes, Ch)。植物的芽或顶端嫩枝位于地表或接近地表处(不超过土表25 cm)，受到土表残落物保护。常分为4个亚类，多为半灌木或草本植物。如垫状植物属于此类。(3)地面芽植物(Hemicryptophytes, H；又称浅低芽植物或半隐芽植物)。植物地上部分在不利季节死亡，只是被土壤和残落物保护的地下部分仍存活，并在地面有芽。常分为3个亚类，即莲座式、半莲座式、非莲座式，很多多年生草本植物和多数蕨类植物属于此类。(4)地下芽植物(Geophytes，G；又称隐芽植物cryptophytes，Cr)，更新芽在不利季节隐藏在土表以下或水中。多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。(5)一年生植物(Therophytes，T或Th)。植物以种子形式度过不良季节。群落中相同生活型的植物组成同一层片(Synusia)，构成群落的基本结构单元。2生活型谱植物群落中生活型的组成，是群落对外界环境最综合的反映指标。将某一地区或群落内各类生活型的数量对比关系称之为生活型谱。某一生活型的百分率=(该地区属于该生活型的物种数该地区全部物种数)100通过不同地区植物生活型谱的比较，可以说明各个地区的生物气候特点及植物的适应途径。在同一个生物气候区内，通过不同群落生活型谱的比较，可以揭示群落之间的差异及生境的差别。一般来讲，凡高位芽占优势的群落所在地区的气候在植物生长季节中温热多湿；地面芽占优势的群落具有较长的严寒季节；地下芽占优势的群落环境比较冷湿。 (二)群落的层次结构1.群落的垂直结构生物群落形成过程中，由于环境的逐渐分化，导致对环境有不同需求的物种生活在一起，各自占据群落中的一定高度，群落的这种垂直分化称为群落垂直成层现象(Vertical stratification)。植物群落的垂直分层结构首先取决于植物的生活型。不同生活型的植物占据群落不同高度的地上空间和不同深度的土壤层次从而导致植物地上和地下成层现象。地上部分的分层，主要决定于光照、温度和湿度等环境条件；决定地下分层的主要因素是土壤的物理和化学性质，特别是水分和养分. 因此，成层现象是植物群落与环境条件相互作用的一种特殊形式。群洛所在地的环境越丰富，群落层次结构越复杂。发育良好的森林群落一般可划分成乔木层、灌木层、草木层和地被层4个基本层次，在各层中又可按同化器官在空中排列的高度划分亚层。乔木层直接接受阳光，是进行初级生产的主要层次，其发育状况直接影响下面的层次，在创造群落环境中起主要作用，是群落的主要层。主要层以下各层都由不同种类的植物组成,对生态条件有特殊的要求，具有各自的小生境特点。总的趋势是层次越低，耐阴生越强，特别是群落底层的光照微弱，只能生长阴生植物。这些植物在不同程度上依赖主要层所创造的植物环境而生存，是群落的次要层。藤本植物、寄生植物和附生植物等不同独立层次,而是分别依附于各个层次中直立的植物体上，称为层间植物。地下的成层现象与地上部分是相应的.森林群落中,一般草本植物的根系分布布在土壤的最浅层，灌木较深，而乔木的根系深入地下更深处。在草原群落中，各植物的根系密集，比地上分层更为复杂。草原群落变化发展的方向在很大程度上决定于优势植物的根系分布特特点。2群落的水平格局 群落水平格局(Horizontal pattern)的形成与构成群落的成员分布状况有关。陆地群落的水平格局主要取决于植物的分布格局。 当对群落的结构进行观察时,可以发现，在群落中的不同地点,植物的分布常常是不均匀的，形成一植物种类的小型组合或称为小群落(Microcoenosis)。每个小群落都具有一定的种类成分和生活型组成，因此它们的生产力和外貌特征也不相同在群落内形成不同的斑块。一个群落出现多个斑块的现象称为镶嵌性现象(mosaicism)，是群落水平分化的一个结构部分。3群落的时间格局 群落的时间格局指群落的外貌及物种组成等在时间尺度上的动态变化特征。植物群落结构的时间分化，主要表现在季节和昼夜的变化。例如，温带地区的草原群落，冬季一片枯黄；春季,各种植物发芽抽叶,草原一片嫩绿；入夏后，炎热多雨，各种植物生长旺盛，草原背景的绿色度加浓，此时，春季开花的植物进入结实期，夏季开花的植物占优势，使草原色彩更加艳丽。群落主要层随季节的变化而呈现的季节外貌特征称为季相。季相变化的丰要标志是群落主要层的物候变化，特别是主要层处于营养盛期时，往往对其他植物的生长和整个群落都有着极大的影响。有时当一个层片的季相发生变化时，甚至影响到另一层片的出现与消亡。 群落中由于物候更替所引起的结构变化，又称为群落在时间上的成层现象。这种时间性的层片应看作群落结构的一部分。它们对生境的利用方面起着互相补充的作用，从而有效利用了群落的环境空间。三、实验材料和设备1.材料不同植被类型的植物名录，典型植物标本。2仪器设备电子天平，干燥箱，GPS，坡度计(或水平仪)，照度计，温湿度计，测高仪，测绳，皮尺，卷尺，军用铁锨，小铲，枝剪，野外用秤，塑料袋，样方记录表，铅笔，橡皮，计算器等。四、实验步骤1森林群落的空间结构 (1)选择样地。可以根据各地的实际情况，选择不同环境、不同森林类型进行调查。在其中一些群落中，最好有一定的环境梯度变化及群落组成变化，以便分析群落的水平结构。 可利用样方法(或样线法)进行群落调查。森林群落每个样方面积建议为20 m X 20m。 (2)记录各样地的环境特征。包括地理位置、海拔、地貌、坡向坡度、光照强度、温度、空气湿度、以及人为干扰情况等，并采集土样带回实验室分析。 (3)记录植物群落结构特征。记录森林覆盖率（%）、冠幅面积（长X 宽），分别按乔木（20 X 20）、灌木（5 X 5）、草本（1 X 1）的样方标准选择样方大小(或样线区段长短)，记录各样方(或样线区段)中乔木、灌木、草本植物、藤本植物的种类组成特征(包括种类、个体数、高度、盖度、生活型、物候期等)。(4)数据分析。将同一群落不同样方(或样线区段)的调查结果汇总整理，计入下列各表，进行群落垂直结构分析，提交报告。表1 森林群落的垂直结构分析表层次科名属名种名学名平均高度多-盖度级乔木灌木草本藤本其他记录人：时 间：天气状况： 晴、 多云、阴、雨 （在合适的选择上划 ）表2 森林群落的生态季相主要种类 生长状况早春相（3-4月）春季相（5-6月初）夏季相（6月中-7月中）晚夏相（7月中-9月中）秋季相（9-10月）冬季相（11-3月）记录人：时 间：天气状况： 晴、 多云、阴、雨空 （在合适的选择上划 ）表3 森林群落的水平结构比较记录人：时 间：天气状况： 晴、 多云、阴、雨空 （在合适的选择上划 ）思考题 1根据本实习的调查结果，分析所调查地区植物群落的生活型、垂直结构水平结构和时间格局，并讨论这些结构特征之间的相互关系。2探讨植物生活型的生态意义。请分析气候类型与植物生活型的联系。3森林群落的垂直结构和水平结构的研究方法的主要差异是什么?4通过对不同植物群落结构特征的比较分析，讨论环境因素对群落结构的影响。（编写 王祥荣）实习二 浮游生物的定性、定量调查和高等水生植物分类一、实习目的和要求1、掌握水体浮游生物的采集、固定、种类鉴定和计数方法2、认识常见的水生高等植物并了解其生态特性和功能二、基本理论1浮游植物浮游植物(phytoplankton)是指在水中营浮游生活的微小植物，通常浮游植物就是指浮游藻类，主要包括蓝藻门Cyanophyta、硅藻门Bacillariophyta、金藻门Chrysophyta、黄藻门Xanthophyta、甲藻门Pyrrophyta、隐藻门、裸藻门、和绿藻门八个门类。已知全世界藻类植物约有40000种，其中淡水藻类有25000种左右，而中国已发现的(包括已报道的和已鉴定但未报道的淡水藻类约9000种。池塘中浮游植物的种类组成因池水有机质和营养盐类的含量及其他因素不同而有显著差别。浮游生物的大量繁殖是决定水色的主要原因之一。浮游植物大量繁殖以致水色较浓甚至出现藻团、浮膜的现象称水华。鱼池中常见的水华按优势种类可分为14个基本类型：隐藻水华滕口藻水华颤藻或席藻水华颤藻或席藻水华鱼腥藻或拟鱼腥藻水华微囊藻水华尖头藻水华微型兰球藻水华团藻目水华绿球藻目水华裸藻水华囊裸藻水华矽藻水华金藻水华。通常金藻、矽藻、隐藻、甲藻的水华几乎都是褐、褐绿色，而兰藻、绿藻和裸藻的水华色多变。一般来说红褐、绿褐、墨绿色水较好。兰绿、深绿、灰绿、黄绿、泥黄色等水色为劣水。出现“水华”，对养鱼来说具有双重性。这种水较肥，对鱼类可以提供容易消化吸收的浮游生物种类也多，这是有利的一面。但这种水质难以长期维持，经验不足的养鱼户很难掌握其规律。当天气变化时，藻类因水生生物(包括自身耗氧)、有机质大量耗氧而缺氧发生大量死亡时，水质便会迅速恶化变黑，甚至发臭，影响鱼类摄食，有时引起鱼浮头甚至翻塘死鱼造成经济损失。2浮游动物浮游动物(zooplankton)是漂浮的或游泳能力很弱的小型动物。随水流而漂动，与浮游植物一起构成浮游生物。几乎是所有海洋动物的主要食物来源。从单细胞的放射虫和有孔虫到鲱、蟹和龙虾的卵或幼虫，都可见於浮游动物中。终生浮游生物(如原生动物和桡足类)以浮游生物的形式度过全部生命，暂时性浮游生物或季节浮游生物(如幼海星、蛤、蠕虫和其他底栖生物)在变成成体而进入栖息场所以前，以浮游生物形式生活和摄食。 浮游动物的种类极多，从低等的微小原生动物、腔肠动物、栉水母、轮虫、甲壳动物、腹足动物等，到高等的尾索动物，几乎每一类都有永久性的代表，其中以种类繁多、数量极大、分布又广的桡足类最为突出。此外，也包括阶段性浮游动物，如底栖动物的浮游幼虫和游泳动物（如鱼类）的幼仔、稚鱼等。浮游动物在水层中的分布也较广。无论是在淡水，还是在海水的浅层和深层，都有典型的代表。浮游动物是经济水产动物；是中上层水域中鱼类和其他经济动物的重要饵料，对渔业的发展具有重要意义。由于很多种浮游动物的分布与气候有关，因此，也可用作暖流、寒流的指示动物。 许多种浮游动物是鱼、贝类的重要饵料来源，有的种类如毛虾、海蜇可作为人的食物。此外，还有不少种类可作为水污染的指示生物。如在富营养化水体中，裸腹溞（Moina）、剑水蚤（Cyclops）、臂尾轮虫（Brachionus）等种类一般形成优势种群。有些种类，如梨形四膜虫（Tetrahymena phriformis）、大型溞（Daphnia magna）等在毒性毒理试验中用来作为实验动物。3水生高等植物水生植物（aquatic plant）是指那些能够长期在水中正常生活的植物。水生植物是出色的游泳运动员或潜水者。它们常年生活在水中，形成了一套适应水生环境的本领。它们的叶子柔软而透明，有的形成为丝状(如金鱼藻)。丝状叶可以大大增加与水的接触面积，使叶子能最大限度地得到水里很少能得到的光照和吸收水里溶解得很少的二氧化碳，保证光合作用的进行。水生植物另一个突出特点是具有很发达的通气组织，莲藕是最典型的例子，它的叶柄和藕中有很多孔眼，这就是通气道。孔眼与孔眼相连，彼此贯穿形成为一个输送气体的通道网。这样，即使长在不含氧气或氧气缺乏的污泥中，仍可以生存下来。通气组织还可以增加浮力，维持身体平衡，这对水生植物也非常有利。根据生活型的不同可以将水生高等植物分为：挺水植物、浮叶植物、沉水植物和浮水植物。（1）挺水植物（emerged plant）：即植物的根、根茎生长在水的底泥之中，茎、叶挺出水面。常分布于0-1.5m的浅水处，其中有的种类生长于潮湿的岸边。这类植物在空气中的部分，具有陆生植物的特征；生长在水中的部分（根或地下茎），具有水生植物的特征。常见有：茭白、荷花、香蒲、菖蒲、水葱、芦苇等。（2）沉水植物 submerged plants ：植物体全部位于水层下面营固着生活的大形水生植物。它们的根有时不发达或退化，植物体的各部分都可吸收水分和养料，通气组织特别发达，有利于在水中缺乏空气的情况下进行气体交换。这类植物的叶子大多为带状或丝状，如苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等。（3）浮叶植物floating（-leaved）plants ：生于浅水中，叶浮于水面，根长在水底土中的植物。菱、睡莲、眼子菜属等都是这方面例子。浮叶植物仅在叶外表面有气孔，叶的蒸腾非常大。根一般因为缺乏氧气，所以由于无氧呼吸可以产生醇类物质；此外，通过叶柄也能由叶供给氧气。叶柄与水深相适应可伸得很长。另外，还有一些水中叶和浮叶具有显著的不同形态的植物王莲属（Victoria）、菱。（4）浮水植物（floating plant）：叶片飘浮在水面。如浮萍、水浮莲和凤眼莲等。该类植物根较短，长不到基底去，所以能随水自由漂浮，如槐叶萍、凤眼莲和浮萍等。淡水浮游生物调查有定性调查和定量调查两种类型。定性调查是指采集浮游生物进行属种鉴定的过程，其目的在于了解水体中浮游生物的种类组成、出现季节及其分布状况。定量调查是指采集浮游生物，确定个体数目或重量的过程，其目的在于探明各种浮游生物在水体中的数量及其变化情况。定性调查是定量调查的基础，定量调查则是定性调查的发展和补充，二者相辅相成，在实践中常相互结合进行。三、调查用品用具1网具（1）浮游生物定性网：用于表层 50 cm内各种浮游生物的定性采集。由铜环、缝在环上的圆锥形筛绢网袋及连在网袋末端的集中杯（网头）三部分组成。由于浮游生物大小各不相同，为了采全各种浮游生物，应使用 25#、20#、13#三种规格。其中25#网适于采集个体较小的浮游植物，其网孔大小为 0.064 mm；20#网适于采集一般浮游植物及中小型浮游动物，其网孔大小为 0.076 mm；13#网适于采集大型枝角类和桡足类等浮游动物，其网孔大小为 0.112 mm。（2）浮游生物定量网：用于表层 50 cm内各种浮游生物的定量采集。其组成、质地、规格尺寸和制作方法与定性网基本相同。二者有两点区别。一点是定量网前端有两个金属环（前小后大），两环间有一圈帆布，称为上锥部（附加套），用途在于减少由于曳网时浮游生物随着逆流向外而流失；另一点是网身较定性网略长。2采水器用于采集 50 cm以下水层中的浮游生物。采水器种类较多，常用的有瓶式采水器、北原式采水器和颠倒式采水器三种。3沉淀器用于沉淀已固定的水样，沉淀器可以 1000 mL广口瓶或分液漏斗代用。4计数框用于在显微镜下统计浮游生物的数目。5鲁哥氏液和福尔马林液用于固定水样中的浮游生物。将6克碘化钾溶于20mL水中，待其完全溶解后，加入4g碘充分摇动，待碘全溶解后加入80mL水即配成鲁哥氏液。福尔马林是浓度为40%的甲醛水溶液。6其它显微镜、虹吸管、30 mL定量瓶、2m左右长的竹杆、尼龙绳、载玻片、盖波片、滴管、质量分数为5的甲基纤维素液、测微尺、耙子、废旧报纸、塑料袋等。四、浮游生物的定性调查1采样 (1)浮游植物采样在水面较大、较深的水体中，应用25号浮游生物网采集。可用 25#定性网在选定的采集样点上进行水平拖取。在水库和中、小型湖泊采集时，可将定性网缚于船上，以慢速拖曳，时间一般为1020分钟。如在坑塘等小水体中，可将定性网缚于长 2 m的竹竿上，将网置于水中，使网口在水面以下深约 50 cm处，做“”形反复拖曳，拖曳速度每秒约 2030 cm，时间为 35 分钟。水色较清、藻类数量少时可多捞一会，反之可少捞一会。然后将网提起抖动，待水滤去后，打开集中杯，倒入贴有标签的标本瓶中。将样品分装两瓶，1 瓶按100 mL样品加入 1.5 mL鲁哥氏液的比例进行固定，也可用 4福尔马林液固定样品，留作日后进行属种鉴定，另1瓶不进行固定，带回学校作活体观察之用。在浅水池塘和沟渠中不可用浮游网捞取，因为搅动泥底后就无法再采集。在这种状况下可用小桶成大杯子取水注入网中过滤（注意把浮游网提直），注入水时不可过急过猛，以免小型藻类从网眼中漏出。至于倾入的水量，应视水体中藻类的数量而定。在很浅的临时积水坑中的藻类，可直接用适合的标本瓶灌入，也可用吸管吸取。对于水底表面上呈黄褐色的硅藻，应仔细用吸管倾斜吸取，尽量少带些泥沙，以免影响观察。另外，用镊子夹取一些水草在标本瓶内搅洗，常可采到较丰富的藻类。采集标本液以不超过标本瓶容积的23为宜。如需观察有鞭毛的藻类的运动，可不加固定液，但时间不可过长，一般不能超过数小时至一天的时间，标本带回实习驻地以后应立即将瓶盖打开。如果所采标本需保存，应随采随固定。(2)浮游动物采样采集浮游动物的方法与上述浮游植物的采集方法相同。在网具方面，采集原生动物和轮虫可用 25#定性网，但采集枝角类和桡足类，则应改用13#18#的定性网捞取。2.观察鉴定 将新鲜或固定的水样，置于显微镜下进行属种鉴定。对于优势种应该鉴定到种，一般种类可鉴定到属。鉴定结束后，应将鉴定的种类列出名录。在镜检定性时，应参照淡水浮游生物图谱一类资料，进行种类鉴定。如果鉴定到种属有困难，可按蓝藻、裸藻、绿藻、金藻、黄藻、硅藻、甲藻、原生动物、轮虫、枝角类和桡足类等大类进行鉴定。五、浮游生物的定量调查1采样(1)浮游植物采样在每个样点上，根据水的深度用采水器采集水样。如果水深不超过 2 m，可以在水面下0.5m处取水；如果水深 23 m，可分别在表层（离水面0.5m）及底层（离水底0.5m）各采一次水样；如水深在3m以上，则应增加中层采水，大约每隔 1.5m左右，加采一个水样。每次所采水样取1000 mL，立即加入 15 mL鲁哥氏液固定，留作室内定量分析之用。采水器各种形式的均可，但一定要能分层采水，一般水深不超过10m可用1000mL的玻璃采水器，水更深必须用颠倒采水器、北原式采水器或其他形式的采水器。 (2)浮游动物采样对于湖泊、水库等大型水域中的浮游动物，可用中型 20#定量网垂直拖取。其方法是将网放在距水底 0.5 m处，然后垂直上拖，以 0.5 m/秒的均匀速度拖取。网自水中提出后，应将网口露出水面，不能再次浸入水中，而网衣部分，应反复入水，摆动冲洗，再行起水，如此反复数次，待网中水滤去后，打开集中杯，将样品置于收集瓶中，加入鲁哥氏液或福尔马林固定。定量网的上述采样，其水样体积计算方法可按r2H 公式推算水样体积（r 为网口直径，H 为拖取的深度）。对于坑塘等小型水域，可用舀水的方法采集水样，并及时进行固定。原生动物、轮虫和无节幼体等小型浮游动物采水量同浮游植物；枝角类、桡足类成体则应用广口采水器采1030L水，用浮游生物网过滤。采水时，每一瓶都应有标签标明时间、地点、站号、样品号、水层、温度等。并应按下表在记录本上做好相应记录。表1 浮游生物标本采集点基本情况水样编号采集地点和水体名称采集时间（年月日时）采样水深（cm）天气水温（摄氏度）水体透明度（cm）采集方法采样人备注2水样的沉淀浓缩（1）浮游植物的沉淀与浓缩采得水样后，须经浓缩沉淀方适于研究和保存。将已固定的水样，放入 1000 mL沉淀器或分液漏斗中静置 24 小时，使其充分沉淀。然后用内径为3mm的橡皮乳胶管，接上橡皮球，利用虹吸法将沉淀上层清液缓慢吸出，将剩下的 20 mL左右的沉淀物转入 30 mL定量瓶中，再用吸出的清液冲洗沉淀器 3 次，每次的冲洗液仍转入定量瓶中，并使最终容量为 30 mL。如果标本需长时间保存，应加入34 mL福尔马林。在沉淀浓缩过程中，应注意虹吸沉淀清液的速度，一般吸完 980 mL水样，应将时间控制在 2030 分钟之间，不应过快，以免搅动了沉淀而前功尽弃。吸至澄清液1/3时，应控制流速流量，使其成滴缓慢流下为宜。如万一搅动了沉淀，则应重新静置沉淀。为了不使漂浮水面的某些微小生物等进入虹吸管内，管口应始终低于水面。 （2）浮游动物的沉淀与浓缩小型浮游动物水样（1L）经固定沉淀12小时，即可用虹吸法吸出其清液，浓缩至1020mL。也可将浮游植物定量完毕后的水样，再浓缩到1020mL使用。用于大型浮游动物定量所采的1030L水，应现场用200目筛绢网过滤。样品集中于100mL的广口瓶中，并加入福尔马林液固定。3样品的定量 浮游生物定量的方法很多，但主要以个体计数法中视野计数法为主。（1）浮游植物样品视野计数法定量将浓缩沉淀后的水样充分摇匀，吸出0.1mL置计数框内（表面积最好2020mm），在400600倍显微镜下观察计数，每瓶标本计数2片取其平均值，每片大约计算100个视野就可以了，如果平均每个视野有56个时就要数100个视野，如平均每个视野不超过12个时，要数200个视野以上，同一样品的2片计算结果和平均数之差如不大于其均数的正负15%，其均数可视为有效结果，否则还必须测第3片，直至3片平均数与相近两数之差不超过均数的15%为止，这两相近值的均数，即可视为计算结果。计数过程中常可碰到某些个体的一部分在视野中，而另一部分在视野外，可规定出在视野上半圈者计数，下半圈者不计数。此外，数量最好用细胞数表示，对不易用细胞数表示的群体或丝状体，可求出其平均细胞数。技术具体要求：1）校正计数框容积；2）定量用的盖玻片应以碱水或肥皂水洗净备用，用前可浸入70%酒精中，用时取出拭干；3）滴取样品以后最好用液体石蜡封好计数框四周，以防计数过程中干燥；4）以台微尺测所用显微镜一定倍数下的视野直径；5）选好与计数框同样容积的吸管备用；6）定量时应将浓缩标本水样充分摇匀，快吸快滴；7）加上盖玻片后不应有气泡出现；8）计数后的定量样品应保存下来。1L水中的浮游植物的数量（N）可用下列公式计算：N=CsVPn/(FsFnU) （1）式中Cs为计数框面积（mm2）；Fs为每个视野的面积（mm2）；Fn为计数过的视野数；V为1L水样经沉淀浓缩后的体积（mL）；U为计数框的体积(mL)；Pn为计算出的浮游植物个数。如果计数框、显微镜固定不变，Fs 、V、U 也固定不变，公式中CsV /(FsFnU) 用常数K代表，上述公式可简化为：N=KPn用个体计数法进行定量时，既要计算全体浮游生物的个体数，也要计算每个种（属）浮游生物的个体数，以便于分种（属）进行统计。用其它方法进行定量工作，也应以采样点为单位，记录其全部浮游生物的体积或重量。（2）浮游动物的定量原生动物、轮虫和无节幼体的计数是将浓缩液摇匀，吸出0.10.5mL注入相应的计数框中，盖上玻片置低倍镜下计数全片。每个样品计数2片后，按水量换算成1L中的含量。枝角类、桡足类如果数量较多而又难以称重时，可按前述计数小型浮游动物的办法，用大口吸管吸出1/5左右的水量，置计数框中在低倍镜下计数。4生物量的换算生物量较数量更能反映水体中浮游植物的现存量，不同水体的数据也更具可比性，所以计算出的数值应按湿重换算成生物量。湿重通常按体积计算，由于不同水体的个体差异较大，所以最好每个样品都能实测其优势种的体积，但此项工作量相当大。下面附浮游植物细胞平均湿重表，通常可参照下表取值。表2 浮游植物细胞平均湿重（10-6mg/个）种类小中大种类小中大种类小中大硅藻类裸藻类蓝藻类颗粒直链藻0.736绿裸藻41060蓝球藻0.010.050.2岛直链藻0.3壳虫藻0.225微囊藻（群体）65变异直链藻0.6血红裸藻1560100蓝纤维藻0.03小环藻0.30.72尖尾裸藻10棒膜藻0.05四棘藻3梭裸藻8颤藻（丝体）0.315针杆藻0.525鳞孔藻3820席藻（丝体）0.10.21脆杆藻1扁裸藻束丝藻（丝体）2星杆藻0.5绿藻类螺旋鱼腥藻0.050.150.2平板藻3衣藻0.325拟鱼腥藻0.1舟形藻1.5330实球藻0.42囊球藻0.15菱形藻0.312空球藻2尖头藻0.03小型菱形藻0.1小球藻0.05林氏藻1等片藻3网球藻0.060.10.3附：桥弯藻0.128空星藻0.10.30.3扁平漆口藻5隐藻类卵囊藻0.20.51隐藻124四角藻0.3篮隐藻0.050.10.2纤维藻0.030.22甲藻类栅藻0.050.21裸甲藻8板星藻0.112多甲藻5912柯氏藻0.10.30.5角甲藻50伏氏藻0.15光甲藻4十字藻0.05金藻类四星藻0.08棕鞭藻0.10.30.7多芒藻0.511.5鱼鳞藻0.536月牙藻0.1锥囊藻0.711.5肾形藻0.10.30.5黄群藻（群体）12集星藻0.1表3常见轮虫的个体湿重（10-3mg./个）名称平均范围名称平均范围萼花臂尾轮虫30.4-6曲腿龟甲轮虫0.40.06-3壶状臂尾轮虫10.1-2针簇多肢轮虫0.30.05-1角实臂尾轮虫0.40.09-1奇异巨腕轮虫0.20.07-0.4剪形臂尾轮虫10.06-0.2梳状疣毛轮虫40.7-10化筐臂尾轮虫2尖尾疣毛轮虫0.80.3-2褶皱臂尾轮虫30.5-7沟痕泡轮虫0.10.03-2前节晶囊轮虫164-40对棘同尾轮虫0.10.05-0.2裂足轮虫0.50.1-1刺盖异尾轮虫0.30.03-1长三肢轮虫0.30.05-1前额犀轮虫0.40.1-0.6螺形龟甲轮虫0.30.01-0.07玫瑰旋轮虫0.30.5-0.7矩形龟甲轮虫0.50.1-7表4 不同体长枝角类个体湿重（mg）体长(mm)裸腹水蚤水蚤秀体水蚤象鼻水蚤薄皮水蚤0.30.0060.50.010.0070.020.0250.60.040.80.040.030.051.00.080.050.091.20.140.090.141.50.270.180.252.00.410.0672.30.680.098桡足类个体湿重(mg/L)剑水蚤(1-2mm)0.0280.2无节幼体(0.4-0.6mm)0.002-0.006表5 浮游动物各大类个体平均湿重(mg)类别小型中型大型特大型原生动物0.00005轮虫0.0020.00080.0050.02枝角类0.020.050.21.3桡足类0.010.030.090.2六、高等水生植物的采集和鉴定对于生长在岸边的挺水植物（主要是禾本科和沙草科植物）的采集与陆生植物的采集相同，直接可用手采得。选择一些较完整的植株或只取植株的一部分，加入压榨纸（可用吸水纸和包装纸）中压干。 浮叶植物的采集，用耙子连根带泥耙起，选择13带叶柄的浮叶，一些花、果实和地下茎。如果浮叶太大（如莲、芡突）或地下茎太粗（如睡莲）则取其部分。漂浮在水面上的植物，如紫背浮萍和满江红等可直接用手采取或用网捞取，夹入压榨纸中压干。对于沉水植物，如苦草、茨藻等，则用耙子采取，选择完整的标本，以其自然状态，夹入压榨纸中压干。有一些水生植物，如狸藻、聚草等，它们的枝叶纤细而脆嫩，且有角质，因此，对这些植物应采取特殊的压制方法。在采集时最好全束捞起，包于湿布或放入水桶中，带回室内，选取完整的标本，放入盛有水的盘中，盘内放入一张白报纸，将植物体依其生态样子，摆在纸上，然后轻轻的将标本纸提出水面，滴去积水，在标本上面盖一块白布，将纸连同标本夹在压榨纸中压干。取出白布，植物体便直接粘在纸上。这样做成的标本不但美观，而且体态自然。每采集一种植物都必须立即做好采集记录，排上编了号的标签。在采集记录本上注明采集地区、水深、底质、植物的性状等（表6）。每一号标本最少要压制两份。压制好的标本应夹在干报纸中间，或钉在干报纸上，作为永久保存的标本。标本做好后，借助相关分类图鉴资料予以鉴定。对于每一号标本都应该作出鉴定。表6 水生高等植物标本采集点基本情况植物标本编号采集地理位置水体名称及采集点位置水深和底质类型采集时间（年月日时）采集方法植物形状基本描述采集人备注思考题1.浮游生物在水生生态系统物质循环和能量流动中的作用？2水质与浮游生物群落结构组成之间有什么关系？3 举例说明高等水生植物的繁殖特点？4如何利用水生植物来净化水体？（编写 王寿兵）实习三 生态环境中生态因子的观测与测定一、实验目的通过本实验使学生了解和掌握生态环境中主要生态因子的观测和测定方法及一些常见的测定仪器的使用方法，并比较不同生态环境中主要生态因子的变化规律。二、实验原理生态学是研究生物与生物之间，生物与环境之间相互关系和相互作用的科学。任何一种生物都生活在错综复杂的生态环境中，不仅受到各生态因子的制约和束缚，同时也能明显地改变各生态因子。本实验通过对不同生态环境中的主要生态因子的观测与测定，使学生掌握几种主要生态因子的观测和测定方法，并通过不同生态环境及同一生态环境中不同位置的比较，了解生态因子的变化规律，认识生物与环境的相互作用和相互关系。1、风向和风速测定风有两个参数指标，即风向和风速。风向可以简单地用罗盘或通过云的运动方向或植被弯曲的方向测得。将风速测定仪放置距地面0.5m和1.5m处，记录风速，注意不同高度风速的变化。2、光因子的测定 光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉，地球上生物生活所必须的全部能量，都直接或间接来源与太阳光。光照强度对生物的生长发育和形态建设有重要的作用。一般采用照度计来测定光照强度。3、温度因子的测定温度对植物的生长、发育、形态形成等方面都有重要影响。 本实验中对温度因子的测定分两类：空气中温度因子的测定，一般采用温度计，或者自动气象站；土壤中温度因子的测定，一般采用土壤温度计。4、水分因子的测定水是生物生存的重要条件，对动植物的生长发育及分布有重要影响。森林生态系统的水分包括空气中的水分和土壤中的水分。空气中的水分即水蒸气，空气中水蒸气的含量称之为湿度，分绝对湿度和相对湿度，常用的是相对湿度，用RH%表示。土壤中的水分即土壤中吸着水的含量，也即通常所说的土壤含水量。 湿度用自动气象站测定，土壤水分采用烘干法或者土壤水分测定仪。5、土壤因子的测定土壤是覆盖在地球陆地表面的一层不断演变的松散自然客体，是绿色植物赖以生长、繁殖不可替代的自然资源；土壤还是许多生物的栖息场所。对土壤因子的测定有利于农林业指导施肥、种植等农林业生产活动的进行。 本实验将测定土壤容重和pH，土壤pH用pH试纸测定。三、实验仪器照度计、小型自动气象站、土壤盐度/电导率/水分测定仪、土壤PH计、土壤取样器、环刀、铝盒、铲子、烘箱、土壤筛、电子天平、pH试纸等。四、实验步骤：1.在实验区随机选定一个群落类型，用样方绳框个5m5m的样方。2.在样方内均匀的选择三个点，用照度计测量群落中乔、灌、草三层的光照强度，并记录。3.与测定光强相同的方法，用小型自动气象站测量群落中乔、灌、草三层的湿度、温度，并记录。4.在样方中，用环刀分别取5cm、10cm、15cm三层取样，装在大铝盒中。5.在样方中，随机选取23个点，用pvc管分别取15cm、30cm、45cm土样，混合均匀，取一部分装于自封袋中，另取部分装于小铝盒中。 6.将取好的土壤样品带回实验室分析，进行烘干测出水分缺失量。也可以通过土壤水分测定仪进行测定。五、作业1. 选择几个代表性样地，在样地内重复以上步骤，记录数据，多测几次取其平均值。2. 比较不同样地各生态因子的变化规律。 （编写 樊正球）实习四 生态环境野外遥感识别、区划与生境制图实习课程一、实习目的认识了解掌握宏观区域生态环境不同实地类型，通过野外踏察和遥感影像判读解译，准确识别出区域内不同类型生态环境并精确进行现地类型区划，结合室内制图软件依照制图规范制作出标准的生态环境遥感图和生态环境分布图。最终分析得到野外实习区域的生态环境类型组成及其空间地理分布结构，为各种生态规划与设计提供基础准确科学的本底数据。二、实习内容练习GPS手持仪基本操作使用方法、地形图识图方法并结合手持罗盘进行野外站立点方向方位准确确定；野外现地对照建立不同生态环境类型与遥感图影像色调、形状、纹理以及空间地理分布关系，现场进行生态环境类型识别并在透明薄膜纸上进行图班区划；利用求积网络点尺现场进行图斑面积初步量算，得到野外实习区域生态环境类型面积；室内利用ArcGIS软件进行区划图班数字化，在ArcGIS支持下进行生态环境地理图件制作。三、实习器材1. 1：1万真彩色遥感影像图（影像数据源为航空影像、SPOT5、Quickbird中任一种）或1：5万真彩色TM遥感影像图2. 1：1万地形图或1：5万地形图3. GPS手持仪4. 透明薄膜纸5. 绘图铅笔6. 罗盘仪7. 求积网格点尺8. 生态环境类型遥感解译标志表（A4页面空白表）四、基本步骤1. 室内准备：了解生态环境类型系统定义、分类以及基本描述；遥感基本知识掌握；实习材料检查准备；野外实习区域基本情况查询了解。2. 遥感判读生态环境野外踏查选线3. GPS定位操作练习4. 地形图识图练习5. 遥感图影像解译标志建立6. 遥感图像野外生态环境类型鉴别7. 遥感图像野外生态环境类型勾划描绘8. 各种生态环境图班图像量测9. 区划图班室内数字化并叠加基础背景图进行生境制图五、考核指标1. 生态环境类型野外遥感判读正确率（百分比）2. 生态环境类型遥感区划边界准确率（毫米误差）3. 生境制图效果综合得分率（百分制）表1 生态环境遥感解译样地调查登记表 序号样地类型样地经度样地纬度海拔地貌地形植被盖度森林群落结构灌草结构调查日期备注123456789101112表2 生态环境遥感判读解译标志表序号生态环境类型颜色亮度饱和度纹理结构形状空间分布备注12356789表3 生态环境遥感判读类型区划统计表序号生态环境遥感判读类型图斑数区划面积（ha）1针叶林2阔叶林3针阔叶林4竹林5经济林6疏林地7灌木林地8草地9牧业用地10农地11滩涂湿地12河流湿地13湖泊湿地14沼泽和沼泽化草甸湿地15人工湿地16难利用地17其它景观用地合计