生态学实验2016

1、农业生态学实验实验一 植物群落结构调查一、实验目的一、实验目的 掌握植物群落结构观察的基本方法。掌握植物群落结构观察的基本方法。 学会根据取样调查数据分析植物群落结学会根据取样调查数据分析植物群落结构特征构特征 了解人工植被群落（人工草地和人工林了解人工植被群落（人工草地和人工林地）的布局、管理及其作用。地）的布局、管理及其作用。实验一 植物群落结构调查二、实验方法和对象二、实验方法和对象 调查对象：在当地有代表性的植物群落开调查对象：在当地有代表性的植物群落开展调查。展调查。 实验仪器设备：记录本、铅笔、尺子、测实验仪器设备：记录本、铅笔、尺子、测绳、计算器、钢卷尺等。绳、计算器、钢卷尺等。

2、实验一 植物群落结构调查三、调查地点、调查人员和方法三、调查地点、调查人员和方法 调查地点：调查地点： 调查人员：调查人员： 调查方法：调查方法：58个学生为个学生为1组，在已知的群组，在已知的群落类型内随机观察和取样，然后进行统计落类型内随机观察和取样，然后进行统计和分析和分析 实验一 植物群落结构调查四、实验内容四、实验内容地点：地点：（一）（一） 垂直结构观察：垂直结构观察： 按植物的生长型，通常可以划分为乔木层、按植物的生长型，通常可以划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层等灌木层、草本层和地被层等4个基本结构层次；有个基本结构层次；有的称为层间植物；草本群落的成层现象也很明显的称为层间

3、植物；草本群落的成层现象也很明显一般分为高草层、中草层和矮草层，有时也可划一般分为高草层、中草层和矮草层，有时也可划分出地被层来分出地被层来 选择某一典型或者群落的某一典型地段，仔选择某一典型或者群落的某一典型地段，仔细观察，区分出乔木层、灌木层、草本层和地被细观察，区分出乔木层、灌木层、草本层和地被层，以及可能存在的层间植物。记录各层的高度，层，以及可能存在的层间植物。记录各层的高度，识别组成各层的主要植物种类的名称及其生活型识别组成各层的主要植物种类的名称及其生活型等。按下表填写有关信息：等。按下表填写有关信息：观测单位： 观测人： 观测日期：群落所在地名： ；地理位置： ；海拔高度（m）

4、： 层次层高度（m）主要种类数量第一层：第二层： 第三层：平均： 2. 各层优势种群的确定各层优势种群的确定 优势种是指在群落中个体数量多、盖度大，生活力强、决定着群落结构和群落环境主要特征，从而也决定着群落组成的那些植物种类。在实践中有两种判定法： （1）目测法：）目测法：有经验的学者对于某些群落，往往一眼就可看出哪些种类是优势种。首先，首先，优势种的个体数量很多，往往超出其他植物种的个体数量；其次，其次，它们所覆盖的面积（盖度）很大，常超过群落覆盖总面积的50%以上；再次，再次，其生活力很强。一般都生长旺盛、繁殖力强。在我国，群系的名称往往是根据优势种命名的，所以一个特定群落的名称，其优势

5、种就是群落名称所包含的植物种名。 但有时，特别是在水热条件优越的南方，优势种群往往不止一个，对于这些群落，仅靠目测一时间还难判定出究竟哪些物种是优势种。对于这些群落，则需根据下面的定量测定法进行判定了。 （2）定量测定法：）定量测定法：按照群落调查基本方法进行取样调查，在调查的基础上根据记录表的有关数据进行各种类的数量特征计算。计算公式如下： A：密度（D）=某样方内某种植物的个体数/样方面积 B：相对密度（RD）=（某种植物的个体数/全部植物的个体数）100 C：频度（F）=某种植物出现的样方数/全部样方数 D：相对频度（RF）=（某种植物的频度/全部植物种的总频度）100根据汇总结果，在群

6、落中各项指标最大的植物根据汇总结果，在群落中各项指标最大的植物种就是该群落的优势种。种就是该群落的优势种。样点植物群落样方计算汇总表样点植物群落样方计算汇总表植物名称密度相对密度频度相对频度 （二）植物群落的水平结构观察（二）植物群落的水平结构观察 植物群落在水平方向上种类组成和层片组成的不一致性，致使一些种类分散生长，而另外一些种类又聚集在一起，因此就形成了各式各样的小群因此就形成了各式各样的小群落。小群落的出现主要是与生态因子的不均匀性，落。小群落的出现主要是与生态因子的不均匀性，如小地形和微地形的变化，群落内部环境的不一如小地形和微地形的变化，群落内部环境的不一致，植物本身的生态生物学特

7、性，动物活动以及致，植物本身的生态生物学特性，动物活动以及人类活动的影响等密切相关的。人类活动的影响等密切相关的。群落内小群落的配置状况或水平格局，就是群落的水平结构。由于各小群落总是交错镶嵌出现的，因此这种结构又被称为镶嵌结构。 观察和研究群落的水平结构，通常要知道观察和研究群落的水平结构，通常要知道各个种的具体分布位置，还可以看出各个各个种的具体分布位置，还可以看出各个种之间的关系。如结合生境因子的分布还种之间的关系。如结合生境因子的分布还可获得种的生态习性知识。如果观察和研可获得种的生态习性知识。如果观察和研究对象是一个多层的群落，它的水平结构究对象是一个多层的群落，它的水平结构可用各层

8、植冠投射分别表示在一张图上。可用各层植冠投射分别表示在一张图上。对于单个植物种在样方内的分布也可以制对于单个植物种在样方内的分布也可以制成图解，通常称之为种群分布图解。成图解，通常称之为种群分布图解。 由于森林群落空间占用很大，不易操作，由于森林群落空间占用很大，不易操作，因此学习观察植物群落水平结构的方法时，因此学习观察植物群落水平结构的方法时，常选用灌丛群落或者草本群落来进行。例常选用灌丛群落或者草本群落来进行。例如，在观察草本群落时，一般是先在圈定如，在观察草本群落时，一般是先在圈定好的调查样方（地）数量指标。好的调查样方（地）数量指标。 （三）植物群落结构分析（三）植物群落结构分析1.

9、 植物群落结构描述植物群落结构描述描述植物群落结构（此处主要指空间结构）的基本内容包括：（1）成层现象的明显程度，各层次（及亚层）的主要种类组成，各层的高度（最高、最低、平均）、盖度，层外植物情况等。（2）优势种群的数量特征情况，包括密度、多度、相对密度以及相对多度等指标。（3）水平分布中主要小群落及其分布。2. 植物群落结构与环境因子分析植物群落结构与环境因子分析 重点分析植物群落群落结构复杂性、种类组成多样性等与当地气候特点（主要是水热条件）、土壤结构与性质、以及人类活动等因素之间的相互关系。 在人工群落中认为因素的影响 （四）小节（四）小节 根据实验观察数据，详细描述所观察植物群落的垂直

10、结构和水平结构特征。 举例说明影响植物群落结构的环境因素，以及这些环境因素与群落结构之间的复杂关系。 通过实验你学到了哪些关于植被群落的知通过实验你学到了哪些关于植被群落的知识？识？ 你认为如何更能有效的改进群落结构？你认为如何更能有效的改进群落结构？ 对于人工群落应该如何进行合理的管理？对于人工群落应该如何进行合理的管理？实验二实验二 人工环境调控人工环境调控 实验目的：实验目的：了解温室栽培设施及其环境控制了解温室栽培设施及其环境控制掌握人工调控环境的原理和措施掌握人工调控环境的原理和措施 调查对象：调查对象：花卉温室花卉温室 调查手段：调查手段：实地考察和查阅资料相实地考察和查阅资料相结

11、合。结合。实验二实验二 人工环境调控人工环境调控调查内容：调查内容： 温室大棚常见花卉主要有哪些种类？温室大棚常见花卉主要有哪些种类？它们的生长特性是什么？它们的生长特性是什么？ 花卉温室的设施：建筑结构；覆盖花卉温室的设施：建筑结构；覆盖材料等。材料等。实验二实验二 人工环境调控人工环境调控 温室环境控制温室环境控制温度：加温；降温措施等温度：加温；降温措施等光照：遮光和增加光照措施光照：遮光和增加光照措施湿度：与外界通风等湿度：与外界通风等空气：调控空气：调控温室环境的自动控制系统温室环境的自动控制系统 实验二实验二 人工环境调控人工环境调控 小结小结: : 人工环境控制的主要措施有那些？

12、它人工环境控制的主要措施有那些？它们的原理是什么？们的原理是什么？ 人工环境控制需要注意甚么问题？人工环境控制需要注意甚么问题？实验三实验三 生态农业模式设计生态农业模式设计 实验目的与要求实验目的与要求 (1)深入了解我国生态农业的特点；(2)掌握生态农业模式的设计思路与方法.实验性质实验性质: :设计性实验设计性实验实验三实验三 生态农业模式设计生态农业模式设计实验内容实验内容: : 调查分析家乡所在地的自然资源和调查分析家乡所在地的自然资源和社会资源状况。社会资源状况。 提出、设计两套适合当地发展的提出、设计两套适合当地发展的生态农业模式。生态农业模式。 实验三实验三 生态农业模式设计生

13、态农业模式设计 家乡所在地：家乡所在地：（一）家乡所在地的总体概况：（一）家乡所在地的总体概况： 地理位置：地理位置：地形地貌：地势、地表概况、土壤类型等地形地貌：地势、地表概况、土壤类型等气候特征：平均温度、最低最高温度，气候气候特征：平均温度、最低最高温度，气候类型、降雨特点和分布，季风情况类型、降雨特点和分布，季风情况实验三实验三 生态农业模式设计生态农业模式设计水文特征：河流情况，水质情况、水资源概水文特征：河流情况，水质情况、水资源概况、地下水和地表水资源等、海岸线等况、地下水和地表水资源等、海岸线等土壤和植被：土壤类型，面积比例，土壤养土壤和植被：土壤类型，面积比例，土壤养分状况等

14、分状况等自然资源情况：耕地面积，主要农业类型，自然资源情况：耕地面积，主要农业类型，生物资源、矿藏资源以及风能生物资源、矿藏资源以及风能/太阳能等资太阳能等资源源 实验三实验三 生态农业模式设计生态农业模式设计（二）社会资源概况（二）社会资源概况 人口：人口： 经济概况：收入和经济来源等经济概况：收入和经济来源等 交通概况：包括铁路交通概况：包括铁路/公路公路/航空航空/水运水运/公交等公交等 贸易旅游：与那些地区和国家进行贸贸易旅游：与那些地区和国家进行贸易，旅游业主要有哪些易，旅游业主要有哪些实验三实验三 生态农业模式设计生态农业模式设计 农业生产概况：粮食总产和单产，农业生产概况：粮食总

15、产和单产，主要作物，农业经济类型等主要作物，农业经济类型等 工业生产概况：生产总值，主要工工业生产概况：生产总值，主要工业和企业等业和企业等 教育情况：学生数教育情况：学生数/学校数量等学校数量等实验三实验三 生态农业模式设计生态农业模式设计（三）农业生态模式设计（三）农业生态模式设计 农业生态模式结构图农业生态模式结构图 模式设计的优点和特色模式设计的优点和特色试验四 农业生态系统初级生产力的测算 一、实验目的 1.加强对农业生态系统组成成分的认识，理解加深不同生态因子与作物生产力间的相关关系 2.学会运用分步计算的方法测算不同地区作物生产潜力的方法，为区域性作物布局方案的制定提供理论依据。

16、 作物生产力：单位时间、单位土地面积上积累的干物质的量（g/m2.d）。 计算方法1光合生产力的计算Yp = 0.00373*Q 其中，0.00373为太阳辐射能转化效率，Q为某地区某一时间段内多年平均太阳辐射量（106J/ m2.d） 2光温生产力 Y（t ）= Yp*f(t) 其中，f(t)为热量限制因子：f(t)1-ABS(P(t) P(o) )/P(o) P(t)为某作物在某一生育时期的实际温度，P(o)为作物在此期所需的最适温度 3光温水生产力 （1Y(w)/Y(t)）= Ky(1-ETa/ETm) 式中，Ky为植物对水分的反应系数， ETa为实际供水量（降水、灌溉水、土壤水），ET

17、m为最大蒸发蒸腾量，ETm KcETo，ETo=0.1T, T为作物生育期内10的积温。 4常见作物生产潜力估测的相关指标 表一 几种作物生长的最适温度 水稻 小麦 玉米 大豆 油菜 最低 15 24 1012 15 36 最适 2030 1522 2226 2030 1020 最高 38 3035 3235 35 25 小麦 玉米 大豆 花生 Ky 1.1 1.25 0.85 0.7 Kc 0.80.9 0.80.95 0.750.9 0.750.8 表二 常见作物的产量反应系数（Ky）和作物系数(Kc) 作物生产力的估算 已知某地区多年平均太阳辐射量、温度和降水量，试测算该地区主要作物的光合生产力、光温生产力和光温水生产力。辐射辐射降雨降雨温度温度1上70.132.2-5.205中83.833-2.09下99.420-0.5652上76.751.10.7中1074.2-2.14下112.6318.65.193上129.651.11.71中146.3329.45.18下149.81.28.144上194.550.89.85中143.680.99.785下214.8114.912.0955上235.873.220.225中219.7336.417.945下189.3512.919.86上240.9020.435中172.8473.722.455下205.1