不同群落环境中 生态因子的观测与测定 2007年3月 大连理工大学环境与生命学院

一. 实验目的及要求 了解测量光照强度、气温、蒸发量、降雨量及土壤理化性质常用仪器的工作原理、构造特点、安装要求、使用及一般维护方法。 了解和掌握不同生态环境中主要生态因子的时空变化规律，认识生物与环境的相互作用。

二. 实验原理 植物群落由于形成独特的群落环境，叶子对光的吸收、反射和散射，植物群落内外的太阳辐射、气温、空气湿度、土壤温度和质地等的变化与群落外不完全相同。 本实验将选择农田植物群落（或者林地、草地等），并以裸地为对照，在群落内部和外部各随机确定1－2个测点，从早到晚每隔一定时间进行观测和测定，并对其内部和外部相对应环境的生态因子进行比较。

二. 实验原理 1. 生态因子的定义 生态因子(ecological factors)是指对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接影响或间接影响的环境要素。

二. 实验原理 2. 生态因子的分类

二. 实验原理 3.具体实验内容 生态因子的测定 光照强度的观测 大气降水的观测 空气温度和湿度的测定 土壤理化性质的测定 蒸发量的观测 土壤温度的测定 空气温度和湿度的测定 土壤理化性质的测定 光照强度的观测 大气降水的观测 土壤pH的测定 蒸发量的观测 土壤有机质的测定 土壤中全氮的测定 土壤中磷的测定

三. 实验材料、设备及仪器 １.实验设备 光照强度的观测 照度计 大气降水的观测 虹吸式雨量计

三. 实验材料、设备及仪器 １.实验设备 空气温度和湿度测定 空气温湿度监测记录仪

三. 实验材料、设备及仪器 １.实验设备 土壤理化性质的测定: 土壤采样器，土壤筛, 土壤温度计，pH计，磁力搅拌器，消煮炉、半微量定氮蒸馏装置，半微量滴定管，土壤样品粉碎机，土壤筛, 分析天平，镍（或银）坩埚，高温电炉，分光光度计，玛瑙研钵。

三. 实验材料、设备及仪器 2.实验试剂的配置

三. 实验材料、设备及仪器 土壤pH值测定 pH 4.01 标准缓冲溶液 称取105 ℃烘干2h的邻苯二甲酸氢钾10.21g，用蒸馏水溶解，稀释至1000ml。在20 ℃时，pH值为4.01。 pH 6.87 标准缓冲溶液 称取磷酸二氢钾3.39g和无水磷酸二氢钠3.53g溶于蒸馏水中，加水至1000ml。在25 ℃时，pH值为6.87。

三. 实验材料、设备及仪器 土壤pH值测定 pH 9.18 标准缓冲溶液 称取3.39g四硼酸钠（Na2B4O7·10H2O）溶于蒸馏水中，加水至1000 ml。此溶液在25 ℃的pH值为9.18。 无二氧化碳蒸馏水 将蒸馏水置烧杯中，加热煮沸数分钟，冷却放在磨口玻璃瓶中备用。

三. 实验材料、设备及仪器 土壤中全氮的测定 硫酸：ρ=1.84g/ml，化学纯； 10mol/LNaOH溶液：称取210g NaOH （化学纯）于500ml 烧杯中，加入200ml 无CO2蒸馏水，不断搅动，加水至500ml，并于塑料试剂瓶中密闭保存； 2% 硼酸溶液：20g H2BO3 （分析纯）溶于1L 水中，制成硼酸溶液。

三. 实验材料、设备及仪器 土壤中全氮的测定 H2BO3—甲基红—溴甲酚绿混合指示剂：0.5g溴甲酚绿和0.1g甲基红溶于玛瑙研钵中，加入少量95％乙醇，研磨至指示剂全部溶解后，加95％乙醇至100ml，制成甲基红—溴甲酚绿指示剂。使用前，每升硼酸溶液中加20ml甲基红—溴甲酚绿指示剂，并用稀酸或稀碱调节至红紫色（pH值约为4.5）。指示剂用前与硼酸混合，此试剂现用现配，不宜久放。

三. 实验材料、设备及仪器 土壤中全氮的测定 混合加速剂：100g K2SO4（化学纯）、10g CuSO4·5H2O (化学纯)、和1g Se粉混合研磨混匀，使其通过80目筛，贮于瓶中; 0.005mol/L硫酸标准溶液：先配制0.05mol/L H2SO4 溶液（配制方法为每升水中注入 3ml 浓H2SO4冷却，充分混匀），标定后稀释10倍。

三. 实验材料、设备及仪器 全磷的测定 氢氧化钠：分析纯； 无水乙醇：分析纯； 10％ 碳酸钠溶液：10g无水碳酸钠，溶于水后，稀释至100ml，摇匀；

三. 实验材料、设备及仪器 全磷的测定 5％ 硫酸溶液：吸取5ml 浓硫酸（GB625，95.0%～98.0%，ρ=1.84g/ml）缓缓加入90ml 水中，冷却后加水至100ml； 3mol/L H2SO4溶液：量取160ml 浓硫酸缓缓加入到盛有800ml 左右水的大烧杯中，不断搅拌，冷却后，再加水至1000ml；

三. 实验材料、设备及仪器 全磷的测定 二硝基酚指示剂：称取0.2g 2,6-二硝基酚溶于100ml水中； 5g/L酒石酸锑钾溶液：称取化学纯酒石酸锑钾0.5g溶于100ml水中; 钼锑抗显色剂：称取1.5g抗坏血酸（左旋，旋光度+21～22º）溶于100ml钼锑贮备液中。此溶液有效期不长，宜用时现配。

三. 实验材料、设备及仪器 全磷的测定 磷标准贮备液：称取经105℃下烘干2h的磷酸二氢钾0.4390g，用水溶解后，加入5ml浓硫酸，加水定容至1000ml，该溶液含磷100mg/L，放入冰箱可供长期使用； 硫酸钼锑贮备液：量取126ml浓硫酸，缓缓加入到400ml水中，不断搅拌、冷却。另称取经磨细的钼酸铵10g溶于温度约60℃ 300ml水中冷却。将硫酸溶液缓缓倒入钼酸铵溶液中，再加入5g/L酒石酸锑钾溶液100ml，冷却后加水稀释至1000ml，摇匀，贮于棕色试剂瓶中；

三. 实验材料、设备及仪器 全磷的测定 5mg/L磷（P）标准溶液：准确吸取5ml磷贮备液，放入100ml容量瓶中，加水定容。该溶液用时现配。 无磷定性滤纸。

三. 实验材料、设备及仪器 土壤有机质的测定 K2Cr2O7标准溶液：准确称取150.0g K2Cr2O7(分析纯)，加入500ml蒸馏水，加热使其溶解，冷却后用蒸馏水定容至5000ml； (NH4)Fe(SO4)2溶液：称取160.0g(NH4)Fe(SO4)2溶于水中，加入40ml浓硫酸(ρ=1.84g/ml)，定容至4000ml； AgSO4: 研成粉末；

三. 实验材料、设备及仪器 土壤有机质的测定 0.4mol/L K2Cr2O7-H2SO4溶液：称取K2Cr2O7 39.23g，溶于600一800 ml水中，待完全溶解后加水至1L。将此溶液转移人3L大烧杯中；另取1L比重为1．84的浓H2SO4，分多次慢慢地倒人K2Cr2O7水溶液内，并不断搅动，为避免溶液急剧升温，必要时可放在冷水浴中操作。 二氧化硅：粉末状

三. 实验材料、设备及仪器 土壤有机质的测定 邻菲啰啉指示剂：称取1.485 g邻菲啰啉和0.692 g (NH4)Fe(SO4)2溶于100ml水中，形成红棕色络合物，储存于棕色瓶中； 5mg/L磷（P）标准溶液：准确吸取5ml磷贮备液，放入100ml容量瓶中，加水定容。该溶液用时现配。

四. 实验步骤 １.光照强度的观测 先测植株高度以上的光照强度 再测2/3植株 高度处的 光照强度 最后测地面植株基部光照强度 ① 选择植株生长均匀、高低 一致的地段为代表性测点 ② 再测2/3植株 高度处的 光照强度 ③ 　最后测地面植株基部光照强度 最后测地面植株基部光照强度 注意：测量时注意保持照度计感应面水平

四. 实验步骤 ２.大气降水的观测 调正雨量计虹吸位置 定时读取降水量、记录 注意：雨量计自记钟24h 内时间差不超过5分钟 定时更换记录纸 ① 定时读取降水量、记录 ② 注意：雨量计自记钟24h 内时间差不超过5分钟 定时更换记录纸 ③

四. 实验步骤 24h蒸发量＝原量－余量＋24h内的降水量 ３.蒸发量的观测 　　观测前一天向蒸发器内定时（20:00点）注入清水，20mm清水做为原量，24h后进行观测，记录蒸发器内剩余水量。 24h蒸发量＝原量－余量＋24h内的降水量 　　如果蒸发器内剩余量为0，则应考虑加大原量至30mm，并重新测量。

四. 实验步骤 ４.空气温度和湿度的测定 选择植株生长均匀、高低一致的地段为代表性测点，在群落内选择3－4个测点，每个测点处测量高度应以植株高度为参照，可选择150cm、2/3株高及地表处三个代表高度，并在群落外对应高度处测量空气温度和湿度。 分析群落内外空气温度和湿度时空变化特征。

四. 实验步骤 5.土壤理化性质的测定 　 土壤温度的观测深度选择距离地表0cm、10cm、 20cm、50cm、100cm、150cm等6个深度，了解农田耕 作深度及冻土层上下的温度状况。 其他理化性质(pH值、全氮、全磷和有机质)测定 分别取深度为距离地表0－5cm、20－25cm、50－ 55cm、100－105cm等4个深度，土壤采集后按照土壤 分析技术规定进行储存和预处理，并配制相应的试 剂，按要求进行分析，并记录和整理测试结果。

五. 实验结果记录及整理 绘图表示采样点，并分别给采样点命名； 分别对各采样点的监测数据进行记录整理， 包括记录时间、采样时间、分析结果等； 根据测定结果，对各生态因子的时空变化规 律进行归纳总结。

六. 思考题 上述不同样地各生态因子的变化规律的原因是什么?