试验一生态因子的综合测试技术

1、实验一气象因素的综合测试技术 1实验二土壤水分、养分的测定 拟增设 12实验三种群生命表的编制与存活曲线 31实验四LOGISTIC程参数的估计和曲线的拟合一动物种群在有限环 境中LOGISTIC;程的拟合 39实验五植物种群生殖分配的测定 45实验六群落根本特征分析 48实验七草地群落第一性生产力的测定与分析 62实验八物种多样性指数分析 69实验九生态系统多样性分析 79实验十生态环境影响评价技术导那么 81实验一 气象因素的综合测试技术目的和意义生态因子是指环境中对生物的生长、 发育、繁殖和分布能产生直 接或间接影响的环境要素。 各种生态因子构成生物的生态环境， 而生 物个体或群体在某一

2、和地段上所占有的生态环境就是它的生境。 在长 期的进步过程中， 植物不仅逐步适应了它所在的生境， 而且对其生境 能产生某种程度的改造作用。 因此，植物与生态因子的相互关系是生 态学研究的根本内容之一， 并已经在实践中得到广泛应用。 本实验通 过对太阳辐射强度、温度、湿度、水分、土壤等生态因子的测定，使 学生掌握几种常见的胜利生态测定仪器的工作原理及使用方法， 并通 过不同群落或同一群落不同部位生态因子的质量和数量的比拟， 认识 植物与环境之间的相互联系。生态因子的综合测定技术包括 :太阳辐射强度的观测、大气降水 的观测、蒸发量的测定、空气和土壤温度的测定、空气湿度的测定、 土壤水分和养分的测定

3、、水质分析。一、太阳辐射强度的观测太阳辐射强度的观测包括直接辐射、天空总辐射、散射辐射、地 面反射辐射。这里以天空总辐射为例作一介绍。仪器与设备仪器的设备原理是以物体的热电效应为根底的。由康铜 -铜制成 热电堆，热电堆将吸收的热能转化为电能，输出为电压，其输出量的 大小与辐射强度成正比。仪器的感应主体由透光罩、感应器、枯燥器等组成。透光罩是双 层石英罩， 既可以滤去投在黑片上的大气长波辐射， 也可以防止风吹 去黑白片上的热量。 感应器下面的枯燥器内装硅胶， 以吸收罩内水分。 辐射观察的记录器是灵敏地较高的电流表， 常称为辐射电流表或微安 表。辐射电流表的读数单位为毫安，经换算，可得出以 cal

4、/cm2.min 为单位的辐射能。测量时，将天空辐射表热电堆的热端 +和冷锻 分别与辐射电流表的正极和负极相接。方法和步骤1用仪器罩盖住感应面，松开电流表的绝电器，从零点读数， 并记录观测时间。 2暴露感应面，待电流指针稳定性，每隔 1020 s 读数 1 次， 连续读 3 次。二、大气降水的观测大气降水是指从天空降落到地面上的液态水或固态水， 这局部水 在蒸发之前固态水需要一个融化过程渗透、流失而积聚在水平面 上的水层深度即为降水量，以 mm 为单位，取 1 位小数。目前常用的 测量降水量的仪器有雨量器、 虹吸式雨量计和翻斗式遥测雨量计。 这 里以虹吸式雨量计为例进行介绍。仪器与设备虹吸式雨

5、量计 图 1-1由承水器1、浮子室2、自记钟3、 记录笔 5和外壳 6等组成，由图 1-1所示。降水从承水器的承 水口 6落入，由盛水器的锥形大漏斗汇总经导水管流入小漏斗 7 和进水管至浮子室。此时浮子室内水位上升，浮子 8升高并带动 固定在浮子杆 9上之记录笔上升。同事装在钟筒上的自记纸 4 随自记钟旋转，由装有自计墨水的笔尖在自记纸上画出曲线。当笔尖达自记纸 10mm 线上时，浮子室内液面即到达虹吸管 10 的弯曲局部 12，由于虹吸作用，水从虹吸管中自动溢出，浮子下 降至笔尖指零线时停住，继续降水时重复上述动作。方法与步骤1将虹吸式雨量计安装在观测场平整的地面上，用三根钢丝 绳牢固，以免

6、因震动使记录发生变化， 承水口面用水平仪调整至水平。2把自计纸卷在钟筒上， 再把自计钟上满发条放在支柱上 11 的钟抽上，注意齿轮的啮合情况是否良好。 3将虹吸管的短弯曲端插入浮子室出水管内，并用连接器密 封紧固。4将笔尖注入自计墨水，用手指夹住记录笔杆，使笔尖接触 纸面。对准时间消除齿隙。5用清水缓慢倒入盛水器至虹吸作用开始出现止，虹吸管溢 流停止后笔尖停留在零线上。偏离多时，要拧松笔杆固定螺钉13进行粗调；微调时，用手指扳动记录笔杆，调节笔杆指零线。虹吸作 用应在 10mm 上开始，假设未到达或超过 10 mm 线，需旋松虹吸管连接器，上下移动虹吸管。假设虹吸作用不正常溢流时间超过14 s

7、时，那么是虹吸管弯曲局部脏污，可取下虹吸管，用软布系于绳中央，先用肥 皂水，后用清水拖擦洗净。假设虹吸时有气泡产生，不能溢完，说明虹 吸管内漏气，可用白蜡或凡士林的油脂混合物涂堵密封。当仪器工作正常时，雨量记录有如下特点：无雨时，记录为水平 线；有雨时，记录为平滑的上升曲线；当水从浮子室溢出时，记录为 垂直线，贮水筒 14备校验降水量用。蒸发量的测定蒸发量是指在一定口径的蒸发器中， 水因蒸发而降低的深度。 蒸发量以 mm 为单位，取一位小数。测定蒸发量可采用小型蒸发器。仪器与设备蒸发器是由钝化成金黄色的铜质皿和镀锌钝化成彩虹色的钢质防禽圈组成。皿是由内径 20cm 的承水口、圆筒以及出水嘴构成

8、。方法与步骤1蒸发器的安装。在观测场地内的安置地点竖一圆柱，柱顶 安一圈架，将蒸发器安放其中，蒸发器口缘面用水平仪调整至水平， 距地面高度 70 cm。 2测量每天 20：00 进行观测，测量前一天 20：00 注入的 20 mm清水即今日原量经24 h蒸发剩余的水量，计入观测簿余量栏。 然后倒掉余量，重新量取20 mm枯燥地区和枯燥季节需量取 30 mm 清水注入蒸发器内，并计入观测簿次日原量栏。3蒸发量的计算E = Q P - R式中：E蒸发量，mm; Q原量，mm; P降水量，mm; R余 量,mm。四、空气和土壤温度的测定地面观测中测定的是离地面1.5 m高度处的气温。气温的测定包 括

9、三项：空气温度、空气最高温度、空气最低温度。土壤温度的测定 包括地表温度0 cm地温、地中浅层温度5、10、15、20 cm及 较深层40、80、160、320 cm的温度。仪器与测定方法常用测定温度的仪器有最高温度表、最低温度表、曲管地温表、直管地温表、自计温度计等。1. 最高温度表最高温度表专门用于测定一定时间间隔内的最高温度，其构造与普通温度表不同。它的感应局部内有一玻璃针，深入毛细管使感应部 分与毛细管之间形成一窄道 有的是感应局部和毛细血管想接触特别 狭窄。感应球内水银体积膨胀产生压力，压力大于窄道处摩擦力可 将水银挤过摘到进入毛细管，毛细管中水银柱上升，温度下降时，球 部内水银收缩

10、， 由于窄道极小， 窄道摩擦力大于水银柱的内聚力而不 能缩回感应局部， 水银就在此处中断。 因而处在窄道上部的水银柱顶 端的示度就是一定时间内曾经出现过的最高温度值。调整方法：手握住表身，球部向下，磁版面与甩动方向平行；手 臂向外伸出约 300的角度，用大臂将表前后 450范围内甩动， 毛细管 内水银就可落入球部，使示度接近当时的干球温度。调整后，放回时 应先放球部再放表身。动作要迅速，防止日光直接照射，甩动角度不 得过大，以防止球部翘起。2. 最低温度表最低温度表是用来专门测定一定时间间隔内的最低温度的仪器。 它的测温液是酒精， 它的毛细管内有一哑铃型的小游标。 最低温度表 水平放置时，游标

11、停留在某一位置。当温度上升时，酒精膨胀绕过游 标而上升， 而游标由于其顶端对管壁有足够的摩擦力， 能维持在原位 不动；然而当温度下降时，酒精柱收缩到与游标顶端相接触，由于酒 精面的外表张力比游标对管壁的摩擦力要大， 游标不致突破酒精柱而 借外表张力将游标带下去。由此可知，游标只降低不能升高，所以游 标远离球部一端的示度，既是一定时间间隔内曾经出现过的最低温 度。调整方法：抬高最低温度表的感应局部，表身倾斜，使游标回到 酒精柱的顶端游标停止滑动，再把温度表放回原处，先放表身，后放 球部。3. 曲管地温表曲管地温表是测定浅层520 cm 土壤温度使用最普遍的温度 计。这种温度计是具有乳白玻璃插入式

12、温标的水银温度表， 标杆近球 部弯曲成 1350 的角，温度计下部的毛细管与玻璃套管之间充满棉花 或草灰，其作用是消除温度表上部和埋在地下的局部因温度不同而引 起陶罐内空气对流而产生的读数不准确性。 一套曲管地温表包括 4 支 不同长度的温度计，可供测定 5、10、15、20 cm深处的土壤温度。 在更深的土层中测定地温那么可使用直观地温表。4. 直管地温表直管地温表分内外两个部件， 外部鞘筒由铁管或硬胶管制成， 如 由硬胶管制成的鞘筒， 其下端连接一个传热良好的铜管； 内部部件是 一支装在特制铜套管中的水银温度表，表球部与套管之间充满铜屑， 形成了良好的传到介质， 并提高温度表的惯性。 特制

13、铜套管被系在链 子上或木板上端与鞘筒帽相连接。 每组直管地温表共 48 根，可供测 定 0.2 m、 0.4 m、 0.6 m、 0.8 m、 1.2 m、 1.4 m、 1.6 m、 2.4 m 和 3.2 m 深处的土壤温度。5. 自记温度计自记温度计是连接记录温度变化过程的变形温度计。 仪器由感应 局部、杠杆系统和钟筒三局部组成。 感应局部的双金属片是由两条不 同性质的金属铜和铁薄片沿平面焊接成双层的一块平板，温度变 化时，它的两个组成局部因膨胀量不同引起挠曲。 如果双金属片作出 弧形，并将它的一端固定不动，那么在温度改变时引起变形，其自由 端将发生移动，并通过杠杆系统放大传递给杠杆长臂

14、是那个的笔尖， 使装有甘油墨水的笔尖与钟筒上的记录纸相接触。 钟筒的转动是靠装 在钟筒下部时钟装置驱动的，于是记录纸上得到连续的温度变化记 录。特制的记录纸印有弧形坐标线，横坐标表示时间，纵坐标表示温 度。自记钟有“日记型钟转1周为24 h和“周计型钟转1周 为7 d。日计型纸每一小格代表10 min或15 min，周计型的每一小 格2 h,温度刻度每小格1C。五、空气温度的测定仪器与测定方法测定空气湿度的常用仪器有干湿球温度表、 通风干湿表、 毛发湿 度计等。1. 干湿球温度表由两支型号完全相同的温度表组成, 一支球部包有湿纱布称为湿球，另一个称为干球。由于纱布上的水分不断蒸发，消耗的潜热使

15、湿 球及其附近的薄层空气降温。另一方面湿球与流经其周围的空气发生 热量交换，当湿球因蒸发而散失的热量与从周围空气中获得的热量相 平衡时湿球温度维持稳定。干湿球产生温差，通过温差测得空气湿度 的大小。2. 空气湿度的计算e 巳-Apt -1E绝对湿度即水蒸气的密度，g/cm3;E湿球温度下饱和蒸 汽压，atm; t干球温度，C； p当时大气压，atm; A干湿球系数。2.通风干湿表通风干湿表携带方便，精确度较高，是一种适于野外测定空气温 湿度的良好仪器。通风干湿表两支温度表的球部由双层金属管保护 着，金属管外表镀镍，可将照到球部的太阳光及其他物体的辐射热反 射出去。通风装置主要由通风器及三通管组

16、成，通风器内有一个风扇， 当风扇转动时，空气从双层金属保护套管下部被吸入，绕温球部向上流动，经中央圆管从通风扇窗口排出，这样就可以使球部出于2.5 m/s 恒定速度的气流中。此外，温度表两侧各有一金属保护板，仪器还附 有贮水皮囊、防风罩及挂钩等。读数前45 min要湿润纱布。湿润纱布时，仪器必须保持垂直，先把水囊里的蒸馏水挤到离玻璃管口约 1cm处，然后将玻璃管插入户管稍微停留，待纱布湿润后，使水回到水囊中。湿球纱布湿润后，启 动通风干湿表把风扇发条上好， 等 24 min 左右，待风扇风速恒定时， 进行读数，先读干球，后读湿球。3. 发毛湿度计发毛湿度计是自动记录相对湿度连续变化的仪器， 它

17、的结构由三 个局部组成。感应局部：一束脱脂人发 4042 根，发术的两端用毛发压板 固定于毛发支架上。传感放大局部：毛发束中央借小钩与仪器的传递放大局部相连 接，传递局部由两个弯曲的杠杆即双曲臂组成。 上区臂带有平衡锤使 毛发束总是处于微微拉紧状态。 上、下曲臂杠杆分别借平衡锤和笔杆 的重量得以轻轻保持接触。当相对湿度增大时，发束伸长，平衡锤下 降，迫使笔杆抬起，笔尖上移；相对湿度减小时，发束缩短，平衡锤 抬起，笔杆由于本身重量而往下落， 比肩下降，指示出相对湿度变小。自计局部：同自计温度计。思考题1.测定辐射强度、降水、温度、蒸发、湿度主要有哪些仪器，它们各 自的工作原理是什么？2.观测百叶

18、箱、降水量仪、地表温度计和土壤温度计的布置及其观测方法。实验二 土壤水分、养分的测定 拟增设 一土壤水分的测定目的与意义土壤水分含量测定有两个目的： 一是了解田间土壤的实际含水状 况，以便及时进行灌溉、保墒或排水，以保证作物的正常生长；二是 作为各项分析结果计算的根底。测定田间土壤实际含水量的方法很 多，所用仪器也不同，在土壤物理分析中有详细介绍，这里重点介绍 风干土样水分的测定。仪器、设备与材料土钻，土壤筛孔径1mm,铝盒，分析天平，电热恒温烘箱， 枯燥器内盛变色硅胶 。方法与步骤1. 土样的选取和制备1风干土样：选取有代表性的风干土壤样品， 压碎，通过1 mm 筛，混合均匀后备用。 2新鲜

19、土样：在田间用土钻取有代表性的新鲜土样，刮去土 钻中的上部浮土，将土钻中部所需深度处的土壤约 20 g,捏随后迅速 装入准确质量的铝盒内， 盖紧，装入木盒或其他容器， 带回室内， 将铝盒外表擦拭干净,立即称重测定水分。2. 风干土样水分的测定取铝盒在105C恒温箱中烘烤约2 h,移入枯燥器内冷却至室温， 称重，精确至0.001 g。用角勺将风干土样拌匀，舀取约 5 g,均匀的 平铺在铝盒中，盖好，称重，精确至 0.001 g。将铝盒盖揭开，放在 盒底下，置于己预热至105± 2C的烘箱中烘烤68 h。取出，盖好， 移入枯燥器内冷却至室温, 立即称重。 风干土样水分的测定应做两份 平行

20、测定。3.新鲜土样水分的测定将盛有新鲜土样的铝盒在分析天平上称重， 揭开盒盖，放在盒底 下，置于已预热至105士 2C的烘箱中，烘烤12 h。取出，盖好，在 枯燥器中冷却至室温，立即称重。新鲜土样水分的测定应做3分平行 测定。4. 土壤水分计算7他%W2-W3式中：w水分含量，% ； w1烘干前铝盒及土样质量，g； W2烘干后铝盒及土样质量，g； W3烘干空铝盒质量，go二土壤有机质的测定目的和意义土壤有机质是土壤中各种营养元素，特别是氮、磷的重要来源。它还含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质。由于它具有胶体特性，能 吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲性。 它还能使土壤 疏松和形成结构，

21、从而可改善土壤的物理性状。它也是土壤微生物必不可少的碳源和能源。因此，除低洼地土壤外，一般来说，土壤有机 质含量的多少，是土壤肥力髙低的一个重要指标。仪器、设备及试剂1. 仪器与设备硬质试管，油浴消化装置 括油浴锅和铁丝笼，可调温电炉，秒 表，自动控温调节器。2. 试剂10.8000 mol/L重铬酸钾标准溶液：称取经130C烘干的重铬酸钾K2CrO7，分析纯39.2245 g溶于水中，定容至1 000 mL。20.2 mol/L Fe3SO4溶液：称取硫酸亚铁Fe3SO4.7H2O,化学纯56.0 g溶于水中，加浓硫酸5 mL,用水稀释至1L。 3指示剂： 邻啡罗啉指示剂：称取邻啡罗啉分析纯

22、1.485 g与F®SO4.7H2O0.695 g,溶于 100 mL 水中。 2 -羧基代二苯胺o-phenylan thranilie acid，又名邻苯氨基苯甲酸，C13H11O12N 指示剂：称取0.25 g试剂于小研钵中研细，然后倒 入100 mL小烧杯中，加人0.1 mol/L NaOH溶液12 mL，并用少量水 将研钵中残留的试剂冲洗入 100 mL 烧杯中,将烧杯放在水浴上加热使其溶解，冷却后稀释定容到 250 mL 放置澄清或过滤，用其清液。方法和步骤1. 样品制备称取通过0.149 mm100目筛孔的风干土样0.11 g精确到0.0001g， 分别放入一枯燥的硬质

23、试管中用移液管准确参加 0.8000 mol/L 重铬酸钾标准溶液5 mL如果土壤中含有氯化物需先加 Ag2SO4 0.1g , 用注射器加人浓H2SO4 5 mL充分摇匀，管口盖上弯颈小漏斗。2.测定1将置于铁丝笼中的 810支试管每笼有 12个空白试管，放 人温度为185190C的石蜡油浴锅中，并控制电炉，使油浴锅内温度 始终维持在170180C，待试管内液体沸腾发生气泡时开始计时，煮 沸5 min,取出试管，稍冷后擦净试管外部油液。冷却后，将试管内物质倾入250 mL锥形瓶中，用水洗净试管 内部及小漏斗，使三角瓶内溶液总体积到达6070mL,保持混合液中 硫酸浓度为23 mol/L，然后

24、加人2 -羧基代二苯胺指示剂1215滴， 此时溶液呈棕红色。用标准的 0.2 mol/L 硫酸亚铁滴定，滴定过程中 不断摇动三角瓶，直至溶液的颜色由棕红经紫色变为暗绿灰蓝绿色，即为滴定终点。如用邻啡罗啉指示剂，加指示剂 23 滴，溶液 的变色过程中由橙黄-蓝绿-砖红色即为终点。记取FeSO4滴定体积V，单位mL每一批样品测定的同时，进行 23个空白试验，即取0.5 00 g粉 状二氧化硅代替土样，其他步骤与试样测定相同。记取FeSQ滴定体 积V,单位mL取其平均值。3计算1土壤有机碳含量SOCc 5V0-V 0.0013.0 1.1SOC =乜1000m汉k式中：SOC土壤有机碳含量，g/kg

25、 ； C重铬酸钾标准溶液的浓 度，mol/L; V0 空白滴定用去FeSO4体积，mL; 3.0 1/4碳原子的摩 尔质量,g/mol; 1.1 一氧化校正系数；m风干土样质量，g； k将风 干土换算成烘干土的系数。2土壤有机质含量SOMSOM 二 SC 1 .724式中：SOM 土壤有机质含量，g/kg； 1.724为土壤有机碳换 成土壤有机质的平均换算系数。考前须知有机质高于50 g/kg者，称取土样0.1 g，含有机质为2030 g/kg者，称土样0.3 g,少于20 g/kg者称取0.5 g以上土壤中氯化物的存在可使结果偏高。 因为氯化物也能被重铬酸 钾所氧化，因此，盐土中有机质的测定

26、必须防止氣化物的干扰，少量 氯可加人少量Ag?SO4，使氯根沉淀下来。Ag?SO4的参加，不仅能沉淀 氯化物，而且有促进有机质分解的作用。但Ag2SC4的用量不能太多， 约加0.1 g,否那么生成沉淀，影响滴定。 必须在试管内溶液外表开始沸腾才开始计算时间。掌握沸腾 的标准尽量一致，然后继续消煮 5 min，消煮时间对分析结果有较大 的影响,故应尽量记时准确。 消煮好的溶液颜色，一般应是黄色或黄中稍带绿色，如果以 绿色为主， 那么说明重辂酸钾用量缺乏。 在滴定时假设消耗硫酸亚铁量小 于空白用量的 1/3，有氧化不完全的可能，应弃去重做。三土壤中全氮、水解氮含置的测定土壤中氮素绝大局部为有机的结

27、合形态。 无机形态的氮一般占全 氮的 1%5%。 土壤有机质和氮素的消长， 主要决定于生物积累和分 解作用的相对强弱以及气候、植被、耕作制度诸因素，特别是水热条 件，对土壤有机质和氮素含量有显著的影响。1. 土壤全氮量的测定测定土壤全氮量的方法主要可分为干烧法和湿烧法两类。 湿烧法 就是常用的凯氏法。这个方法是丹麦人凯道尔 (J. Kjedahl) 于 1883 年 用于研究蛋白质变化的， 后来被用来测定各种形态的有机氮。 由于设 备比拟简单易得，结果可靠，为一般实验室所采用。下面介绍目前广 泛采用的半微量凯氏法。样品在加速剂的参与下， 用浓硫酸消煮时， 各种含氮有机化合物， 经过复杂的高温分

28、解反响，转化为氨，与硫酸结合成硫酸铵。碱化后 蒸馏出来的氨用硼酸吸收， 以标准酸溶液滴定， 求出土壤全氮含量 (不 包括全部硝态氮 )。包括硝态和亚硝态氮的全氮测定， 在样品消煮前， 需先用高锰酸 钾将样品中的亚硝态氮氧化为硝态氮后， 再用复原铁粉使全部硝态氮 复原，转化成铵态氮。在高温下硫酸是一种强氧化剂， 能氧化有机化合物中的碳而分解 有机质。仪器、设备和试剂1. 仪器消煮炉，半微量蒸馏装置，半微量滴定管 (5 mL)。2. 试剂(1) 10 ml/L NaOH溶液：称取420 g工业用固体NaOH于硬质 琅,烧杯中，加蒸馏水400 mL溶解，不断搅拌，冷却后倒入塑料试剂 瓶，加塞，放置几

29、天 待 Na2CO3 沉降后， 将清液虹吸入盛有 160 mL 无CO2的水中，以去CO2的蒸馏水定容至1 L。2甲基红溴甲酚绿混合指示剂： 0.5 g 溴甲酚绿和 0.1 g 甲 基红溶于100 mL95%的乙酵中。320 g/L H3BO3：20g 化学纯溶于 1 L 水中，每升 H3BO3 溶液中参加甲基红一溴甲酚绿混合指示剂 5 mL,并用稀酸或稀碱调 节至微紫红色， 此时该溶液的 pH 为 4.8。指示剂用前与硼酸混合， 此试剂宜现配,不宜久放。4混合加速剂：100 g K2SO4, 10 g CuSO4. 5H2O 禾口 1 g Se 粉 混合研磨,通过 80 号筛充分混匀,贮于具

30、塞瓶中。消煮时每毫升 H2SO4加0.37 g混合加速剂。50.02 ml/mol硫酸标准溶液：量取 2.83 mL H2SO4,加水稀 释至5 000 mL，然后用标准碱或硼砂标定。6高锰酸钾溶液： 25g 高锰酸钾溶于 500 mL 去离子水, 贮于棕 色瓶中。7复原铁粉：磨细通过孔径0.149 mm100目筛。方法和步骤1. 样品制备称取风干土样通过 0.149 mm筛1.0000 g。2. 土样消煮1不包括硝态氮和亚硝态氮的消煮：将土样送入枯燥的凯氏瓶 底部，用少量无离子水0.51 mL湿润土样后，参加2 g加速剂和 5 mL 浓硫酸，摇匀，将开氏瓶倾斜置于 300 W 变温电炉上，用

31、小火 加热，待瓶内反响缓和时1015 min,加强火力使消煮的土液保持 微沸， 加热的部位不超过瓶中的液面， 以防瓶壁温度过高而使铵盐受 热分解,导致氮素损失。消煮的温度以硫酸蒸气在瓶颈上部 1/3处冷 凝回流为宜。 待消煮液和土粒全部变为灰白稍带绿色后, 再继续消煮1 h。消煮完毕，冷却，待蒸馏。在消煮土样的同时，做两份空白测 定,除不加土样外,其他操作皆与测定土样相同。2包括硝态和亚硝态氮的消煮： 将土样送入枯燥的凯氏瓶底部,加1 mL高锰酸钾溶液，摇动凯氏瓶，缓缓参加 1:1硫酸2mL，不断 转动凯氏瓶，然后放置5 min，再参加1滴辛醇。通过长颈漏斗将0.50g士 0.01 g复原铁粉

32、送入凯氏瓶底部，瓶口盖上小漏斗，转动凯氏瓶，使铁粉与酸接触，待剧烈反响停止时约5 min，将凯氏瓶置于 电炉上缓缓加热45 min 瓶内土液应保持微沸，以不引起大量水分丢 失为宜。待凯氏瓶冷却后,通过长颈漏斗加 2 g 加速剂和 5 mL 浓硫 酸,摇匀。按上述1的步骤, 消煮至土液全部变为黄绿色,再继续消煮 1 h 消煮完毕，冷却，待蒸馏。在消煮土样的同时，做两份空白测3. 氨的蒸馏 1蒸馏前先检查蒸馏装置是否漏气，并通过水的馏出液将管 道洗净。2待消煮液冷却后，用少量无离子水将消煮液全部转入蒸熘器内，并用水洗涤凯氏瓶45次总用水量不超过3035 mL。假设用半 自动式自动定氮仪， 不需要转

33、移，可直接将消煮管放入定氮仪中蒸 馏。于150mL锥形瓶中，参加20 g/L硼酸指示剂混合液5 mL,放在 冷凝管末端，管口置于硼酸液面以上 34 cm 处。然后向蒸馏室内缓 缓参加10 mol/L NaOH溶液20 mL，通入蒸汽蒸馏，待馏出液体积约 50 mL 时,即蒸馏完毕。 用少量已调节至 pH 4.5 的水洗涤冷凝管的末4. 测定用0.01 mol/L H2SO4或0.01 mol/L HCI标准溶液滴定熘出液，至馏出液由蓝绿色刚变为紫红色为止。记录所用酸标准溶液的体积单位mL。空白测定所用酸标准溶液的体积，一般不得超过0.4 mL。5. 土壤全氮量计算V -V0c 14.0 0.0

34、011000式中：N 土壤全氮含量g/kg ; V 一滴定试液时所用酸标准 溶液的体积，mL ； V0 一滴定空白时所用酸标准溶液的体积，mL; cH2SO4或HCI标准溶液浓度，mol/L; 14氮原子的摩尔质量， g/mol; m 烘干土样的质量， g。两次平行测定结果允许绝对偏差：土壤含氮量>1.0 g/kg时，不得超过 0.005%;含氮 1.0 0.6 g/kg 时，不得超过 0.004% ;含氮 <0.6 g/kg时，不得超过0.003%。考前须知1对于微量氮的滴定还可以用另一更灵敏的混合指示剂，即0.099 g溴甲酚绿和0.066 g甲基红溶于100 mL乙醇中。20

35、 g/L H3BO3 指示剂溶液的配制：称取硼酸分析纯20 g溶于约950 mL水中， 加热搅动直至H3BO3溶解，冷却后，加人混合指示剂20mL混匀，并 用稀酸或稀碱调节至紫红色pH约为5，加水稀释至1 L混匀备用。 宜现配。2 般应使样品中含氮量为1.02.0 mg,如果土壤含氮量在2g/kg以下，应称土样1 g；含氮量在2.04.0 g/kg者，应称0.51.0 g； 含氮量在4.0 g/kg 以上者，应称0.5 g。3 硼酸的浓度和用量以能满足吸收NH3为宜,大致可按每毫 升10 g/L H3BO3能吸收氣N量为0.46 mg计算。例如，20 g/L H3BO3 溶液5 mL最多可吸收

36、的氮N量为5X 2X 0.46 = 4.6 mg。因此，可根 据消煮液中含效量估计硼酸的用量，适当多加。4在半微量蒸馏中 ,冷凝管口不必插人硼酸液中，这样可防止 倒吸减少洗涤手续。但在常量蒸馏中，由于含氮量较高，冷凝管须插 人硼酸溶液，以免损失。土壤水解氮的测定 碱解扩散法 土壤水解氮也称土壤有效氮， 它包括无机态氮和局部有机物质中 易分解的比拟简单的有机态氮，它是氨态氮、硝态氮、氨基酸、酰铵 和易水解的蛋白质氮的总和。测定水解氮可以了解一定时期如一个生长季或一年内土壤中氮素的供给水平，对于制定改土培肥规划、 拟定合理施肥方案、确定田间施肥量和作物管理等都有参考价值。本实验所述碱解扩散法是利用

37、稀碱与土样在一定条件下进行水 解作用， 使土壤中易水解的有机态氮转化为氨气状态， 并不断地扩散 逸出，连同土壤中原有的氨态氮一并由硼酸吸收，再用标准酸滴定， 计算出水解性氮的含量。 但此法测得的有效氮中不包括土壤中的硝态 氮。仪器、设备和材料1. 仪器与设备土样筛1mm、电子天平、扩散皿、温箱、半微量滴定管等。2. 试剂11 mol/L NaOH溶液：40 gNaOH 化学纯溶于1L水中。 2碱性甘油：最简单的配法是在甘油中溶解几小粒固体 NaOH 即成。 3 20 g/L 硼酸溶液 内含溴甲酚绿甲基红指示剂 :将 20 g H3BO3溶于1 L水中，加人溴甲酚绿一甲基红指示剂 10 mL,并

38、用稀 NaOH 约 0.1 mol/L或稀 HCI0.1 mol/L调节至紫红色pH4.5。4 溴甲酚绿甲基红指示剂： 0.5 g 溴甲酚绿和 0.1 g 甲基红溶 于100 mL95% 体积分数酒精中。50.01 mol/L HCI 标准溶液：先配制 1.0 mol/L HCI 溶液，稀 释100倍，用硼砂或180C下烘干的Na2CO3标定其准确的浓度。方法与步骤称取风干土样通过1 mm筛2.00 g,置于扩散皿外室，轻轻地旋 转扩散皿使土壤均匀地铺平。 取 2 mL 2 g/L 硼酸指示剂放于扩散皿内 室，然后在扩散皿外室边缘涂上碱性甘油，盖上毛玻璃，旋转数次， 使皿边与毛玻璃完全粘合，

39、再渐渐转开毛玻璃一边， 使扩散皿外室露 出一条狭缝，迅速参加10.0 mL浓度为1 mol/L NaOH ,立即盖严，再 用橡皮筋圈紧，使毛玻璃固定。随后放入40 土 1C恒温箱中，碱 解扩散24± 0.5h后取出。内室吸收液中的氨气用半微量滴定管 装盛0.01 mol/L HCI标准溶液滴定由蓝色滴到微红色。在样品测 定同时进行空白实验，矫正试剂和减少滴定误差。土壤水解氮的计算V - Vo c 14.0 1000m式中：N 土壤水解氮mg/kg ; V, V。一土样测定和空白实验 所用标准酸体积，mL ； c标准酸的浓度mol/L； 14.0 一氮原子 的摩尔质量g/mol； m

40、一干土样称量质量g。两次平行测定结果允许误差为5 mg/kg四土壤磷的测定土壤全磷含量的上下，受土壤母质、成土作用和耕作施肥的影响 很大。另外，土壤中磷的含量与土壤质地和有机质含量也有关系。粘 性土含磷量多于砂性土，有机质丰富的土壤含磷量亦较多。 在土壤剖 面中，耕作层含磷量一般高于底土层。本实验只做土壤全磷的测定NaOH熔融一钼锑抗比色法。测定方法是将土壤样品与氢氧化钠熔融， 使土壤中含磷矿物及有 磷化合物全部转化为可溶性的正磷酸盐， 用水和稀硫酸溶解熔块， 在 规定条件下样品溶液与钼锑抗显色剂反响 ,生成磷钼蓝，用分光光度 法进行定量测定。仪器、设备和试剂1. 仪器与设备土壤样品粉碎机，土

41、壤筛(孔径1 mm和0.149 mm),分析天平， 镍(或银)坩埚(容量?30 mL)，高温可调电炉，分光光度计，玛瑙 研钵。2. 试剂(1) 100 g/L碳酸钠溶液：10 g无水碳酸钠溶于水后，稀释至100 mL，摇匀。(2) 50 mL/L硫酸溶液：吸取5 mL浓硫酸缓缓加人90 mL水中， 冷却后加水至 100 mL。(3) mol/L 硫酸溶液：量取 160 mL 浓硫酸缓缓参加到盛有 800 mL左右水的大烧杯中,不断搅拌,冷却后,再加水至1000 mL。 二硝基酚指示剂：称取 0.2 g二硝基酚溶100于mL水中。(5) 5g/L 酒石酸锑钾溶液 : 称取酒石酸锑钾 0.5 g

42、溶于 100 mL水中(6) 硫酸钥锑贮备液：量取126 mL浓硫酸，缓缓加人到400 mL 水中，冷却。另称取经磨细的钼酸铵 10 g溶于温度约60C的300 mL 水中，冷却。然后将硫酸溶液缓缓倒入钼酸铵溶液中，再加人 5 g/L 酒石酸锑钾溶液100 mL,冷却后，加水稀释至1 000 mL,摇匀，贮于 棕色试剂瓶中。(7) 钼锑抗显色剂：称取1.5 g抗坏血酸左旋，旋光度+21°+22°) 溶于 100 mL 钼锑贮备液中。此溶液宜用时现配。(8) 磷标准贮备液：准确称取经105C下供干2 h的磷酸二氢钾(优 级纯)0.4390 g,用水溶解后，参加5 mL浓硫酸，

43、然后加水定容至 1000 mL,该溶液含磷100 ml/L，放入冰箱可供长期使用。(9) 5 ml/L 磷标准溶液 ： 准确吸取 5 mL 磷贮备液,放入 100 mL 容量瓶中,加水定容。该溶液用时现配。操作步骤1. 土壤样品制备取通过1mm孔径筛的风干土样在牛皮纸上铺成薄层，划分成许多 小方格。用小勺在每个方格中提出等量土样(总量不少于20g)于玛瑙 研钵中研磨,使其全部通过 0.149mm 孔径筛。混匀后装入磨口瓶中 备用。2. 熔样准确称取风干样品0.25 g,精确到0.000 1 g，小心放入镍或银 坩埚底部，切勿粘在壁上，加人无水乙醇 34 滴，润湿样品，在样品 上平铺2 g氢氧化

44、钠，将坩埚放入高温电炉，升温。当温度升至400C 左右时，切断电源，暂停 15min。然后继续升温至720 C,并保持 15 min，取出冷却，参加约80 C水10mL，用水屡次洗坩埚，洗涤 液一并移人 25 mL 容量瓶 ,冷却,定容,用无磷定量滤纸过滤或离心 澄清,同时做空白试验。3. 绘制标准曲线分别准确吸取 5 mg/L 磷标准溶液 0 mL、2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL 于 50 mL 容量瓶中,用水稀释至总容积约 3/5 处,参加 二硝基酚指示剂 23滴,并用 100 g/L 碳酸钠溶液或 50 mL 硫酸溶液 调节溶液至刚呈微黄色，准确加人钼锑抗显色剂 5

45、mL,摇匀，加水定 容，即得含磷P量分别为 0 mL、0. 2 mL、0. 4 mL、0. 8 mL、1.0 mL 的标准溶液系列。摇匀，于 15C以上温度放置30 min后，在波长 700mm 处,测定其吸光度。以吸光度为纵坐标,磷浓度 单位 mg/L 为横坐标,绘制标准曲线。4. 样品溶液中磷的定量吸取待测样品溶液210 mL含磷0.04 1.0卩g于50 mL乙容量 瓶中,以下步骤同标准曲线的配制过程。 以空白试验为参比液调节仪 器零点。5. 计算V1 V2100P(g/kg) 12 0.001m V3100 H式中：P土壤全磷，g/kg; p从标准曲线上查得待测样品溶液 中磷的质量浓度

46、，mg/L; m称样质量，g; V1 样品熔后的定容的 体积，mL ； V2 显色时溶液定容的体积，mL ； V3 从熔样定容后 分取的体积，mL ； 100/(100-H)将风干土变换为烘干土的转换因数 H风干土中水分含量百分数。思考题1为使采集的土样具有最大的代表性，其分析结果能反映田间实际情 况，应如诃便采样误差减小到最低程度？2. 重铬酸钾容量法测定土壤有机质的原理是什么？3. 在土壤全氮测定实验中，为什么当消煮土样澄清后，还需要继续 消煮一段时间？实验三 种群生命表的编制与存活曲线目的和意义生命表是描述种群死亡过程及存活情况的一种有用工具。 可以体 现各年龄或各年龄组的实际死亡数、

47、死亡率、存活数目和群内个体未 来预期余年即平均期望年龄。生命表的意义在于提供一个分析和 比照种群个体起作用生态因子的函数数量根底。 也可以利用生命表中 的数据，描述存活曲线图，说明种群各年龄组在生命过程中的数量； 说明不同年龄的生存个体随年龄的死亡和生存率的变化情况。由于动物和植物在年龄的区分上有所不同， 因此，在编制生命表时也会有所 差异。本实验以动物的生命表为例，来说明生命表的编制原理和方法。图3-1实验框图方法与步骤1. 生命表的编制方法(1) 划分年龄阶段：划分的方法依动物类别的不同而有所不同。 人 通常采用5年为一年龄组；鹿科动物等以1年为一年龄组；鼠类以1 个月为一年龄组。(2)

48、调査数据:按年龄阶段分别记入表中。如“氐表示实际观察值 或实际调查数，只有一列数值，就可以算出生命表中其他各栏的值。 许多生命表习惯采用10的倍数个体为根底计算。生命表中各栏数据的关系和计算方法如下：nx 1 - nx - dx_ dxqxnxTx =Lx LxLmaxTxnx式中：x年龄段；nx在x期开始时的存活数目；dx从x期到x+1期死亡数目；lx种群从出生到年龄长到x期开始时存活个体所占的比率，即特定年龄存活率；qx从x期到x+1期死亡率；ex x 期开始时的平均生命期望或平均余年；Lx 从x期到x+1期平均存活 数；Tx超过x龄期的总个体数。调查或利用已有的资料，如利用调査某地区斑羚

49、种群的年龄数据 编制生命表，原始数据见表2-1。3-1査某地区斑羚年龄数据生命表x nxlxdxLxTxex010001945288038654800573564157249813299910661133120利用调査某地区人口年龄结构编制生命表，见表3-2。表3-2根据调查某地区人口年龄结构编制生命表x nx mdxLxexnx fdxLxex010000010000019770897397596100962481095662959301595331956832094722952272593764946213092694939813591519931024089958920024584584

50、90416508013888423557334685445606331381107655004873993705004863810753494349850802021533492858566177082.生命表数据来源(1) 死亡年龄数据的调查：收集野外自然死亡动物的残留头骨， 可 根据角确定死亡年龄；也可以根据牙齿切片，观察生长环确定年龄；牙齿的磨损程度是确定草食性动物年龄的常用方法 ；根据鱼类鳞片上 的年轮，推算鱼类的年龄和生长速度；根据鸟类羽毛的特征、头盖的 骨化情况确定年龄等。死亡年龄数据可以制定静态生命表。(2) 直接观察存活动物数据：观察同一时期出生，同一大群动物的 存活情况，调查

51、的数据可以制定动态生命表。(3) 直接观察种群年龄数据：根据数据确定种群中每一年龄期有多少个体存活，假定种群的年龄组成在调查期间不变，如直接用人口普查数据编制生命表，属相对静态生命表。3. 生命存活曲线生命表是研究种群数量动态的一种方法，一份完整的生命表反映了种群: 量动态的特征 ,如种群某个发育阶段的死亡原因、 死亡数量和 表示种群时间特 : 的存活率等。生命存活曲线是以生命表中年龄X为横坐标，相对年龄存活数 nJ的常用对数值为纵坐标。因此，在某一特定时刻，种群同龄个体 随时间移动而减少，可以用一条曲线表示，这条曲线称存活曲线。存 活曲线大致可分为三大类型：A 型：凸型的存活曲线，表示种群在

52、接近于生理寿命之前，只有 个别死亡，即几乎所有个体都能到达生理寿命。B 型：呈对角线的存活曲线，表示各年龄期的死亡率是相等的。C 型：凹型的存活曲线 ,表示幼体的死亡率很高， 以后的死亡率低 而稳定。4. 昆虫生命表和关键因子的分析许多生物世代不重叠，每年只有一个繁殖季节 如昆虫，这些生 物在同一时刻没有年龄结构， 这时存活率可以通过自然种群由卵到成 虫的各个发育阶段的数量统计，如幼虫、蛹和成虫。如果能同时观察 气候条件、捕食天敌、寄生物和疾病的影响，就能估计出各种致死因 素所造成的死亡率，分析影响昆虫生存的关键因子。dx昆虫生命表与一般生命表有3方面不同：x年龄的分期采用卵、 幼虫龄期等发育

53、阶段来代替一般的物理时间；把各发育阶段的分为因不同死亡因素而造成的分值；在生命表中，把性比和产卵率的变化，换算成为死亡率如表2-3表3-3舞毒蛾种群生命表xDx原因Dx 死亡数qx寄生82.515卵550其他83.015合计165.530I-皿龄幼虫385扩散等14237鼠捕食48.520IV - V龄幼虫242.5寄生、疾病12.15其他167.369合计227.994前蛹14.6捕食等2.920脊椎动物捕食9.884蛹11.7其他0.54合计10.388成虫1.4性比30:701.071合计：一世代549.699.93关键因子分析是昆虫生命表研究的一个进展， 它必须具备多年生 命表研究的资

54、料。现介绍分析关键因子的两种方法。1K值图解法：将生命表中nx的存活数取常用对数，并按以下公式计算出ki和K的值:心=lg nxi - lg nxi - 1K 八 « 二 & k2ki式中：ki前后两个阶段存活对数之差；K 整个世代的所有各阶段K值之和。将历年i阶段ki值链接为多条ki图，又将历年的k值链接为k图。 然后又多年的生命表得到一系列 ki和K值。以年份为横坐标，以K 和K值为纵坐标作出关键因子分析图。通过目测比拟，哪一条 K值 的曲线与K值曲线图形最相似，即该死亡率的因子为关键因子。图2-2为稻纵卷叶螟的关键因子分析图。由图可以看出 k4对K 值的波动影响最大，变化趋势最相似。因此，可确定 k4为这些年份 种群动态的关键因子。(2)数量分析法：绘图目测法简单，一目了然，易掌握，但有时几 条曲线波动的形状相似，目测难以确定关键因子，数量分析法可以解 决这一缺陷。其数据与上述方法一样，得出多年积累的k和K值，以ki值为纵坐标，以世代K值为横坐标，分别求出各 K值对应点K 的回归系数b,斜率b最大的ki为关键因子，其他死亡因子对种群密