生态学概论实验指导教材

《生态学概论》实验指导

实验一生态因子的综合测定技术

第一部分生态因子测定的若干仪器与使用方法

一、实验内容：

气温、空气湿度、光照强度、土壤温度和pH测定的仪器与使用方法。

二、目的要求：

熟悉生态学生态因子测定的基本仪器的使用方法。

三、主要仪器设备：

温度计、湿度计、照度计、土壤温度计、pH计。

教师先逐一介绍照度计、温湿度计、土壤温度计、pH计等仪器使用方法和观察记录方法后，学生分成4组练习，熟悉各仪器的使用和观测方法。

照度计：测定太阳辐射强度（单位为lx, u mol m-2 s-1）一般采用照度计（国产有ST80A 型、ZF2型），它是利用光电原理制成的。光电池具有一个氧化层，在光的作用下，从那里放出电子，只要用一个低电阻的电流表把金属膜和金属基部相连接，就会发出一个与光强度成正比的电流。这种电池对300—700nm的光是不是灵敏的，而且具有反应迅速、不需要外接电源等优点。

测定时，在照度计的电池槽内装上电池，把光电头插头插入仪器的插孔，打开开关及探头盖，照度计的显示屏上显示读数，待数字稳定后，把光敏探头置于欲测光源处，便可读数。显示屏的读数分4档，每档相差10倍（单位为lx）。

温、湿度计：温度包括气温和土壤温度。常用的温度测量仪主要有以下三类：

（1）玻璃液体温度计

一般分为两类，一是水银温度表，如普通温度表、最高温度表等; 另一类是利用有机液体（如酒精）制成的，如最低温度表。玻璃液体温度表用与瞬时测定，灵敏度较高。

空气湿度可用通风干湿温度计测定。通风干湿温度计分干球温度计和湿球温度计，前者用于测定气温，后者用于测定大气湿度。测定时，在湿球温度计下端的水槽中注满水，在温度计的探头上绑上纱布，把纱布的另一端放进水槽中，然后把温度计置于欲测的地方（注意要置于空气流通处）。由于水分蒸发吸收热量，湿球温度计的温度将较干球温度计的温度低，从两者的温度差反映出空气的湿度。几分钟后，分别读取干球和湿球的温度，根据干球温度和湿球温度的大小及两者的温度差，从温度计后面的表中，便可查出相对湿度的大小。

空气湿度通常用相对湿度表示。相对湿度是指在一定的温度下，空气中的实际水汽压(e) 与该温度下空气的饱和水汽压(e m) 的比率（以百分比表示），即：

相对湿度=(e/e m)×100%。

（2）自记温度计

这是利用双金属片热胀冷缩而变形的原理设计而成的温度计，它不但可以记录某个时间的温度，而且可以知道某段时间内大气温度的变化情况、温度极值（最高温度和最低温度）

及其出现的时间。

（3）遥测温度计

主要有遥测通风干湿仪和遥测土壤温度仪两种。前者用于遥测大气温度与湿度，后者用于遥测土壤温度。它们利用导线，把感应温度的探头与显示仪器相连。

由于太阳辐射的时空变化，温度也有时空的变化。群落由于形成独特的群落环境，其温度的空间变化及时间变化均与群落外有显著的不同。

测定气温时，把温度计置于欲测的地方，数分钟后，便可读数。

（4）土壤温度计

土壤温度计的原理与构造与一般的水银空气温度计相似，所不同的是土壤温度计一端弯曲，以便读数。土壤温度计有不同长短的一组温度计组成，以测定不同深度的土壤温度。测定时，在土壤表面挖不同深度的小坑，把不同深度的温度计埋至不同的深度（注意温度计的底部与地表平行），把土填回，用手压实，一小时后便可读数。

pH计：pH计有多种类型，可根据精度的需要选用不同的pH计。本实验使用PHB-3便携式pH计。该仪器体积小，便于携带，使用方便，测量精度为±0.02pH。测量时，先用标准溶液对仪器进行校正。校正后，用纯净水冲洗测定电极并用干净纱布拭干，便可对被测溶液进行测定。

四、作业：

总结各仪器的使用方法、使用注意事项、影响测定结果的因素等。

第二部分土壤样品的采集与养分的测定

土壤样品的采集与制备

混合土样的采集

混合样品采集的原则混合样品是由很多点样品混合组成。它实际上相当于一个平均数，借以减少土壤差异。从理论上讲，每个混合样品的采样点愈多，即每个样品所包含的个体数愈多，则对该总体，样品的代表性就愈大。在一般情况下，采样点的多少，取决于采样的土地面积、土壤的差异程度和试验研究所要求的精密度等因素。研究的范围愈大，对象愈复杂，采样点数必将增加。在理想情况下，应该使采样的点和量最少，而样品的代表性又最大，使有限的人力和物力，得到最高的工作效率。

土壤分析结果，应代表一定面积耕地的养分水平。过去因受分析工作速度的限制，一般偏重于在少数代表性田块上采取混合土壤样品，来进行分析，把结果推广到大面积的农业生产上，例如几十公顷或几百公顷。少数田块上所采集的混合样品，往往不能代表一个农场或村或乡的肥料需求情况。有人做了这样的试验：在16公顷的农田上，采取了256个土样（每25m2采一个混合样品）进行磷素水平的分析，得到的速效磷，有161个是“极低”，69个是“偏低”，26个是“高”。

可以看到，就这16公顷农田的整体来讲，对于磷肥的需要性是很明确的。通过详细的数学分析，说明有80%的土壤在不同程度上缺少磷素，并且在一定耕作条件下，也可以提出这块农田的磷肥施用量。但是如果抽出少数样品来判断，引起错觉的机会还是不少的。近年来由于现代仪器的使用，分析工作的自动化，大大加快了分析工作的速度。在一定面积的

土地上，趋向于采取更多的土样，通过数学方法把大量数据加以统计，以获得更多可靠的有用资料。

混合土样的采集以指导生产或进行田间试验为目的的土壤分析，一般都采集混合土样。采集土样时首先根据土壤类型以及土壤的差异情况，同时也要向农民作调查并征求意见，然后把土壤划分成若干个采样区，我们称它为采样单元。每一个采样单元的土壤要尽可能均匀一致。一个采样单元包括多大面积的土地，由于分析目的不同，具体要求也不同。每个采样单元再根据面积大小，分成若干小单元，每个小单元代表面积愈小，则样品的代表性越可靠。但是面积愈小，采样花的劳力就愈大，而且分析工作量也愈大，那么一个混合样品代表多大面积比较可靠而经济呢？除不同土类必须分开来采样，一般可以人1/5公顷。原则上应使所采的土样能对所研究的问题，在分析数据中得到应有的反应。

由于土壤的不均一性，使各个体都存在着一定程度的变异。因此，采集样品必须按照一定采样路线和“随机”多点混合的原则。每个采样单元的样点数，一般常常是人为的决定5~10点或10~20点，视土壤差异和面积大小而定，但不宜少于5点。混合土样一般采集耕层土壤（0~15cm或0~20cm）；有时为了解各土种肥力差异和自然肥力变化趋势，可适当地采集底土（15~30cm或20~40cm）的混合样品。

采集混合样品的要求：

（1）每一点采取的土样厚度、深浅、宽狭应大体一致。

（2）各点都是随机决定的，在田间观察了解情况后，随机定点可以避免主观误差，提高样品的代表性，一般按S形线路采样，从图2-1三种土壤采样点的方式可以看出1和2两种情况容易产生系统误差。因为耕作、施肥等措施往往顺着一定的方向进行。

×代表采样点

1、2不适当，3正确

（3）采样地点应避免田边、路边、沟边和特殊地形的部位以及堆过肥料的地方。

（4）一个混合样品是由均匀一致的许多点组成的，各点的差异不能太大，不然就要根据土壤差异情况分别采集几个混合土样，使分析结果更能说明问题。

（5）一个混合样品重在1kg左右，如果重量超出很多，可以把各点采集的土壤放在一个木盆里或塑料布上用手捏碎摊平，用四分法对角取两份混合放在布袋或塑料袋里，其余可弃去，附上标签，用铅笔注明采样地点、采土深度、采样日期、采样人，标签一式两份，一