1、實驗一氣象因素的綜合測試技術 1實驗二土壤水分、養分的測定 擬增設 12實驗三種群生命表的編制與存活曲線 31實驗四LOGISTIC程參數的估計和曲線的擬合一動物種群在有限環 境中LOGISTIC;程的擬合 39實驗五植物種群生殖分配的測定 45實驗六群落根本特征分析 48實驗七草地群落第一性生產力的測定與分析 62實驗八物種多樣性指數分析 69實驗九生態系統多樣性分析 79實驗十生態環境影響評價技術導那么 81實驗一 氣象因素的綜合測試技術目的和意義生態因子是指環境中對生物的生長、 發育、繁殖和分布能產生直 接或間接影響的環境要素。 各種生態因子構成生物的生態環境， 而生 物個體或群體在某一

2、和地段上所占有的生態環境就是它的生境。 在長 期的進步過程中， 植物不僅逐步適應了它所在的生境， 而且對其生境 能產生某種程度的改造作用。 因此，植物與生態因子的相互關系是生 態學研究的根本內容之一， 并已經在實踐中得到廣泛應用。 本實驗通 過對太陽輻射強度、溫度、濕度、水分、土壤等生態因子的測定，使 學生掌握幾種常見的勝利生態測定儀器的工作原理及使用方法， 并通 過不同群落或同一群落不同部位生態因子的質量和數量的比擬， 認識 植物與環境之間的相互聯系。生態因子的綜合測定技術包括 :太陽輻射強度的觀測、大氣降水 的觀測、蒸發量的測定、空氣和土壤溫度的測定、空氣濕度的測定、 土壤水分和養分的測定

3、、水質分析。一、太陽輻射強度的觀測太陽輻射強度的觀測包括直接輻射、天空總輻射、散射輻射、地 面反射輻射。這里以天空總輻射為例作一介紹。儀器與設備儀器的設備原理是以物體的熱電效應為根底的。由康銅 -銅制成 熱電堆，熱電堆將吸收的熱能轉化為電能，輸出為電壓，其輸出量的 大小與輻射強度成正比。儀器的感應主體由透光罩、感應器、枯燥器等組成。透光罩是雙 層石英罩， 既可以濾去投在黑片上的大氣長波輻射， 也可以防止風吹 去黑白片上的熱量。 感應器下面的枯燥器內裝硅膠， 以吸收罩內水分。 輻射觀察的記錄器是靈敏地較高的電流表， 常稱為輻射電流表或微安 表。輻射電流表的讀數單位為毫安，經換算，可得出以 cal

4、/cm2.min 為單位的輻射能。測量時，將天空輻射表熱電堆的熱端 +和冷鍛 分別與輻射電流表的正極和負極相接。方法和步驟1用儀器罩蓋住感應面，松開電流表的絕電器，從零點讀數， 并記錄觀測時間。 2暴露感應面，待電流指針穩定性，每隔 1020 s 讀數 1 次， 連續讀 3 次。二、大氣降水的觀測大氣降水是指從天空降落到地面上的液態水或固態水， 這局部水 在蒸發之前固態水需要一個融化過程滲透、流失而積聚在水平面 上的水層深度即為降水量，以 mm 為單位，取 1 位小數。目前常用的 測量降水量的儀器有雨量器、 虹吸式雨量計和翻斗式遙測雨量計。 這 里以虹吸式雨量計為例進行介紹。儀器與設備虹吸式雨

5、量計 圖 1-1由承水器1、浮子室2、自記鐘3、 記錄筆 5和外殼 6等組成，由圖 1-1所示。降水從承水器的承 水口 6落入，由盛水器的錐形大漏斗匯總經導水管流入小漏斗 7 和進水管至浮子室。此時浮子室內水位上升，浮子 8升高并帶動 固定在浮子桿 9上之記錄筆上升。同事裝在鐘筒上的自記紙 4 隨自記鐘旋轉，由裝有自計墨水的筆尖在自記紙上畫出曲線。當筆尖達自記紙 10mm 線上時，浮子室內液面即到達虹吸管 10 的彎曲局部 12，由于虹吸作用，水從虹吸管中自動溢出，浮子下 降至筆尖指零線時停住，繼續降水時重復上述動作。方法與步驟1將虹吸式雨量計安裝在觀測場平整的地面上，用三根鋼絲 繩牢固，以免

6、因震動使記錄發生變化， 承水口面用水平儀調整至水平。2把自計紙卷在鐘筒上， 再把自計鐘上滿發條放在支柱上 11 的鐘抽上，注意齒輪的嚙合情況是否良好。 3將虹吸管的短彎曲端插入浮子室出水管內，并用連接器密 封緊固。4將筆尖注入自計墨水，用手指夾住記錄筆桿，使筆尖接觸 紙面。對準時間消除齒隙。5用清水緩慢倒入盛水器至虹吸作用開始出現止，虹吸管溢 流停止后筆尖停留在零線上。偏離多時，要擰松筆桿固定螺釘13進行粗調；微調時，用手指扳動記錄筆桿，調節筆桿指零線。虹吸作 用應在 10mm 上開始，假設未到達或超過 10 mm 線，需旋松虹吸管連接器，上下移動虹吸管。假設虹吸作用不正常溢流時間超過14 s

7、時，那么是虹吸管彎曲局部臟污，可取下虹吸管，用軟布系于繩中央，先用肥 皂水，后用清水拖擦洗凈。假設虹吸時有氣泡產生，不能溢完，說明虹 吸管內漏氣，可用白蠟或凡士林的油脂混合物涂堵密封。當儀器工作正常時，雨量記錄有如下特點：無雨時，記錄為水平 線；有雨時，記錄為平滑的上升曲線；當水從浮子室溢出時，記錄為 垂直線，貯水筒 14備校驗降水量用。蒸發量的測定蒸發量是指在一定口徑的蒸發器中， 水因蒸發而降低的深度。 蒸發量以 mm 為單位，取一位小數。測定蒸發量可采用小型蒸發器。儀器與設備蒸發器是由鈍化成金黃色的銅質皿和鍍鋅鈍化成彩虹色的鋼質防禽圈組成。皿是由內徑 20cm 的承水口、圓筒以及出水嘴構成

8、。方法與步驟1蒸發器的安裝。在觀測場地內的安置地點豎一圓柱，柱頂 安一圈架，將蒸發器安放其中，蒸發器口緣面用水平儀調整至水平， 距地面高度 70 cm。 2測量每天 20：00 進行觀測，測量前一天 20：00 注入的 20 mm清水即今日原量經24 h蒸發剩余的水量，計入觀測簿余量欄。 然后倒掉余量，重新量取20 mm枯燥地區和枯燥季節需量取 30 mm 清水注入蒸發器內，并計入觀測簿次日原量欄。3蒸發量的計算E = Q P - R式中：E蒸發量，mm; Q原量，mm; P降水量，mm; R余 量,mm。四、空氣和土壤溫度的測定地面觀測中測定的是離地面1.5 m高度處的氣溫。氣溫的測定包 括

9、三項：空氣溫度、空氣最高溫度、空氣最低溫度。土壤溫度的測定 包括地表溫度0 cm地溫、地中淺層溫度5、10、15、20 cm及 較深層40、80、160、320 cm的溫度。儀器與測定方法常用測定溫度的儀器有最高溫度表、最低溫度表、曲管地溫表、直管地溫表、自計溫度計等。1. 最高溫度表最高溫度表專門用于測定一定時間間隔內的最高溫度，其構造與普通溫度表不同。它的感應局部內有一玻璃針，深入毛細管使感應部 分與毛細管之間形成一窄道 有的是感應局部和毛細血管想接觸特別 狹窄。感應球內水銀體積膨脹產生壓力，壓力大于窄道處摩擦力可 將水銀擠過摘到進入毛細管，毛細管中水銀柱上升，溫度下降時，球 部內水銀收縮

10、， 由于窄道極小， 窄道摩擦力大于水銀柱的內聚力而不 能縮回感應局部， 水銀就在此處中斷。 因而處在窄道上部的水銀柱頂 端的示度就是一定時間內曾經出現過的最高溫度值。調整方法：手握住表身，球部向下，磁版面與甩動方向平行；手 臂向外伸出約 300的角度，用大臂將表前后 450范圍內甩動， 毛細管 內水銀就可落入球部，使示度接近當時的干球溫度。調整后，放回時 應先放球部再放表身。動作要迅速，防止日光直接照射，甩動角度不 得過大，以防止球部翹起。2. 最低溫度表最低溫度表是用來專門測定一定時間間隔內的最低溫度的儀器。 它的測溫液是酒精， 它的毛細管內有一啞鈴型的小游標。 最低溫度表 水平放置時，游標

11、停留在某一位置。當溫度上升時，酒精膨脹繞過游 標而上升， 而游標由于其頂端對管壁有足夠的摩擦力， 能維持在原位 不動；然而當溫度下降時，酒精柱收縮到與游標頂端相接觸，由于酒 精面的外表張力比游標對管壁的摩擦力要大， 游標不致突破酒精柱而 借外表張力將游標帶下去。由此可知，游標只降低不能升高，所以游 標遠離球部一端的示度，既是一定時間間隔內曾經出現過的最低溫 度。調整方法：抬高最低溫度表的感應局部，表身傾斜，使游標回到 酒精柱的頂端游標停止滑動，再把溫度表放回原處，先放表身，后放 球部。3. 曲管地溫表曲管地溫表是測定淺層520 cm 土壤溫度使用最普遍的溫度 計。這種溫度計是具有乳白玻璃插入式

12、溫標的水銀溫度表， 標桿近球 部彎曲成 1350 的角，溫度計下部的毛細管與玻璃套管之間充滿棉花 或草灰，其作用是消除溫度表上部和埋在地下的局部因溫度不同而引 起陶罐內空氣對流而產生的讀數不準確性。 一套曲管地溫表包括 4 支 不同長度的溫度計，可供測定 5、10、15、20 cm深處的土壤溫度。 在更深的土層中測定地溫那么可使用直觀地溫表。4. 直管地溫表直管地溫表分內外兩個部件， 外部鞘筒由鐵管或硬膠管制成， 如 由硬膠管制成的鞘筒， 其下端連接一個傳熱良好的銅管； 內部部件是 一支裝在特制銅套管中的水銀溫度表，表球部與套管之間充滿銅屑， 形成了良好的傳到介質， 并提高溫度表的慣性。 特制

13、銅套管被系在鏈 子上或木板上端與鞘筒帽相連接。 每組直管地溫表共 48 根，可供測 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 深處的土壤溫度。5. 自記溫度計自記溫度計是連接記錄溫度變化過程的變形溫度計。 儀器由感應 局部、杠桿系統和鐘筒三局部組成。 感應局部的雙金屬片是由兩條不 同性質的金屬銅和鐵薄片沿平面焊接成雙層的一塊平板，溫度變 化時，它的兩個組成局部因膨脹量不同引起撓曲。 如果雙金屬片作出 弧形，并將它的一端固定不動，那么在溫度改變時引起變形，其自由 端將發生移動，并通過杠桿系統放大傳遞給杠桿長臂

14、是那個的筆尖， 使裝有甘油墨水的筆尖與鐘筒上的記錄紙相接觸。 鐘筒的轉動是靠裝 在鐘筒下部時鐘裝置驅動的，于是記錄紙上得到連續的溫度變化記 錄。特制的記錄紙印有弧形坐標線，橫坐標表示時間，縱坐標表示溫 度。自記鐘有“日記型鐘轉1周為24 h和“周計型鐘轉1周 為7 d。日計型紙每一小格代表10 min或15 min，周計型的每一小 格2 h,溫度刻度每小格1C。五、空氣溫度的測定儀器與測定方法測定空氣濕度的常用儀器有干濕球溫度表、 通風干濕表、 毛發濕 度計等。1. 干濕球溫度表由兩支型號完全相同的溫度表組成, 一支球部包有濕紗布稱為濕球，另一個稱為干球。由于紗布上的水分不斷蒸發，消耗的潛熱使

15、濕 球及其附近的薄層空氣降溫。另一方面濕球與流經其周圍的空氣發生 熱量交換，當濕球因蒸發而散失的熱量與從周圍空氣中獲得的熱量相 平衡時濕球溫度維持穩定。干濕球產生溫差，通過溫差測得空氣濕度 的大小。2. 空氣濕度的計算e 巳-Apt -1E絕對濕度即水蒸氣的密度，g/cm3;E濕球溫度下飽和蒸 汽壓，atm; t干球溫度，C； p當時大氣壓，atm; A干濕球系數。2.通風干濕表通風干濕表攜帶方便，精確度較高，是一種適于野外測定空氣溫 濕度的良好儀器。通風干濕表兩支溫度表的球部由雙層金屬管保護 著，金屬管外表鍍鎳，可將照到球部的太陽光及其他物體的輻射熱反 射出去。通風裝置主要由通風器及三通管組

16、成，通風器內有一個風扇， 當風扇轉動時，空氣從雙層金屬保護套管下部被吸入，繞溫球部向上流動，經中央圓管從通風扇窗口排出，這樣就可以使球部出于2.5 m/s 恒定速度的氣流中。此外，溫度表兩側各有一金屬保護板，儀器還附 有貯水皮囊、防風罩及掛鉤等。讀數前45 min要濕潤紗布。濕潤紗布時，儀器必須保持垂直，先把水囊里的蒸餾水擠到離玻璃管口約 1cm處，然后將玻璃管插入戶管稍微停留，待紗布濕潤后，使水回到水囊中。濕球紗布濕潤后，啟 動通風干濕表把風扇發條上好， 等 24 min 左右，待風扇風速恒定時， 進行讀數，先讀干球，后讀濕球。3. 發毛濕度計發毛濕度計是自動記錄相對濕度連續變化的儀器， 它

17、的結構由三 個局部組成。感應局部：一束脫脂人發 4042 根，發術的兩端用毛發壓板 固定于毛發支架上。傳感放大局部：毛發束中央借小鉤與儀器的傳遞放大局部相連 接，傳遞局部由兩個彎曲的杠桿即雙曲臂組成。 上區臂帶有平衡錘使 毛發束總是處于微微拉緊狀態。 上、下曲臂杠桿分別借平衡錘和筆桿 的重量得以輕輕保持接觸。當相對濕度增大時，發束伸長，平衡錘下 降，迫使筆桿抬起，筆尖上移；相對濕度減小時，發束縮短，平衡錘 抬起，筆桿由于本身重量而往下落， 比肩下降，指示出相對濕度變小。自計局部：同自計溫度計。思考題1.測定輻射強度、降水、溫度、蒸發、濕度主要有哪些儀器，它們各 自的工作原理是什么？2.觀測百葉

18、箱、降水量儀、地表溫度計和土壤溫度計的布置及其觀測方法。實驗二 土壤水分、養分的測定 擬增設 一土壤水分的測定目的與意義土壤水分含量測定有兩個目的： 一是了解田間土壤的實際含水狀 況，以便及時進行灌溉、保墑或排水，以保證作物的正常生長；二是 作為各項分析結果計算的根底。測定田間土壤實際含水量的方法很 多，所用儀器也不同，在土壤物理分析中有詳細介紹，這里重點介紹 風干土樣水分的測定。儀器、設備與材料土鉆，土壤篩孔徑1mm,鋁盒，分析天平，電熱恒溫烘箱， 枯燥器內盛變色硅膠 。方法與步驟1. 土樣的選取和制備1風干土樣：選取有代表性的風干土壤樣品， 壓碎，通過1 mm 篩，混合均勻后備用。 2新鮮

19、土樣：在田間用土鉆取有代表性的新鮮土樣，刮去土 鉆中的上部浮土，將土鉆中部所需深度處的土壤約 20 g,捏隨后迅速 裝入準確質量的鋁盒內， 蓋緊，裝入木盒或其他容器， 帶回室內， 將鋁盒外表擦拭干凈,立即稱重測定水分。2. 風干土樣水分的測定取鋁盒在105C恒溫箱中烘烤約2 h,移入枯燥器內冷卻至室溫， 稱重，精確至0.001 g。用角勺將風干土樣拌勻，舀取約 5 g,均勻的 平鋪在鋁盒中，蓋好，稱重，精確至 0.001 g。將鋁盒蓋揭開，放在 盒底下，置于己預熱至105± 2C的烘箱中烘烤68 h。取出，蓋好， 移入枯燥器內冷卻至室溫, 立即稱重。 風干土樣水分的測定應做兩份 平行

20、測定。3.新鮮土樣水分的測定將盛有新鮮土樣的鋁盒在分析天平上稱重， 揭開盒蓋，放在盒底 下，置于已預熱至105士 2C的烘箱中，烘烤12 h。取出，蓋好，在 枯燥器中冷卻至室溫，立即稱重。新鮮土樣水分的測定應做3分平行 測定。4. 土壤水分計算7他%W2-W3式中：w水分含量，% ； w1烘干前鋁盒及土樣質量，g； W2烘干后鋁盒及土樣質量，g； W3烘干空鋁盒質量，go二土壤有機質的測定目的和意義土壤有機質是土壤中各種營養元素，特別是氮、磷的重要來源。它還含有刺激植物生長的胡敏酸類等物質。由于它具有膠體特性，能 吸附較多的陽離子，因而使土壤具有保肥力和緩沖性。 它還能使土壤 疏松和形成結構，

21、從而可改善土壤的物理性狀。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，一般來說，土壤有機 質含量的多少，是土壤肥力髙低的一個重要指標。儀器、設備及試劑1. 儀器與設備硬質試管，油浴消化裝置 括油浴鍋和鐵絲籠，可調溫電爐，秒 表，自動控溫調節器。2. 試劑10.8000 mol/L重鉻酸鉀標準溶液：稱取經130C烘干的重鉻酸鉀K2CrO7，分析純39.2245 g溶于水中，定容至1 000 mL。20.2 mol/L Fe3SO4溶液：稱取硫酸亞鐵Fe3SO4.7H2O,化學純56.0 g溶于水中，加濃硫酸5 mL,用水稀釋至1L。 3指示劑： 鄰啡羅啉指示劑：稱取鄰啡羅啉分析純

22、1.485 g與F®SO4.7H2O0.695 g,溶于 100 mL 水中。 2 -羧基代二苯胺o-phenylan thranilie acid，又名鄰苯氨基苯甲酸，C13H11O12N 指示劑：稱取0.25 g試劑于小研缽中研細，然后倒 入100 mL小燒杯中，加人0.1 mol/L NaOH溶液12 mL，并用少量水 將研缽中殘留的試劑沖洗入 100 mL 燒杯中,將燒杯放在水浴上加熱使其溶解，冷卻后稀釋定容到 250 mL 放置澄清或過濾，用其清液。方法和步驟1. 樣品制備稱取通過0.149 mm100目篩孔的風干土樣0.11 g精確到0.0001g， 分別放入一枯燥的硬質

23、試管中用移液管準確參加 0.8000 mol/L 重鉻酸鉀標準溶液5 mL如果土壤中含有氯化物需先加 Ag2SO4 0.1g , 用注射器加人濃H2SO4 5 mL充分搖勻，管口蓋上彎頸小漏斗。2.測定1將置于鐵絲籠中的 810支試管每籠有 12個空白試管，放 人溫度為185190C的石蠟油浴鍋中，并控制電爐，使油浴鍋內溫度 始終維持在170180C，待試管內液體沸騰發生氣泡時開始計時，煮 沸5 min,取出試管，稍冷后擦凈試管外部油液。冷卻后，將試管內物質傾入250 mL錐形瓶中，用水洗凈試管 內部及小漏斗，使三角瓶內溶液總體積到達6070mL,保持混合液中 硫酸濃度為23 mol/L，然后

24、加人2 -羧基代二苯胺指示劑1215滴， 此時溶液呈棕紅色。用標準的 0.2 mol/L 硫酸亞鐵滴定，滴定過程中 不斷搖動三角瓶，直至溶液的顏色由棕紅經紫色變為暗綠灰藍綠色，即為滴定終點。如用鄰啡羅啉指示劑，加指示劑 23 滴，溶液 的變色過程中由橙黃-藍綠-磚紅色即為終點。記取FeSO4滴定體積V，單位mL每一批樣品測定的同時，進行 23個空白試驗，即取0.5 00 g粉 狀二氧化硅代替土樣，其他步驟與試樣測定相同。記取FeSQ滴定體 積V,單位mL取其平均值。3計算1土壤有機碳含量SOCc 5V0-V 0.0013.0 1.1SOC =乜1000m漢k式中：SOC土壤有機碳含量，g/kg

25、 ； C重鉻酸鉀標準溶液的濃 度，mol/L; V0 空白滴定用去FeSO4體積，mL; 3.0 1/4碳原子的摩 爾質量,g/mol; 1.1 一氧化校正系數；m風干土樣質量，g； k將風 干土換算成烘干土的系數。2土壤有機質含量SOMSOM 二 SC 1 .724式中：SOM 土壤有機質含量，g/kg； 1.724為土壤有機碳換 成土壤有機質的平均換算系數。考前須知有機質高于50 g/kg者，稱取土樣0.1 g，含有機質為2030 g/kg者，稱土樣0.3 g,少于20 g/kg者稱取0.5 g以上土壤中氯化物的存在可使結果偏高。 因為氯化物也能被重鉻酸 鉀所氧化，因此，鹽土中有機質的測定

26、必須防止氣化物的干擾，少量 氯可加人少量Ag?SO4，使氯根沉淀下來。Ag?SO4的參加，不僅能沉淀 氯化物，而且有促進有機質分解的作用。但Ag2SC4的用量不能太多， 約加0.1 g,否那么生成沉淀，影響滴定。 必須在試管內溶液外表開始沸騰才開始計算時間。掌握沸騰 的標準盡量一致，然后繼續消煮 5 min，消煮時間對分析結果有較大 的影響,故應盡量記時準確。 消煮好的溶液顏色，一般應是黃色或黃中稍帶綠色，如果以 綠色為主， 那么說明重輅酸鉀用量缺乏。 在滴定時假設消耗硫酸亞鐵量小 于空白用量的 1/3，有氧化不完全的可能，應棄去重做。三土壤中全氮、水解氮含置的測定土壤中氮素絕大局部為有機的結

27、合形態。 無機形態的氮一般占全 氮的 1%5%。 土壤有機質和氮素的消長， 主要決定于生物積累和分 解作用的相對強弱以及氣候、植被、耕作制度諸因素，特別是水熱條 件，對土壤有機質和氮素含量有顯著的影響。1. 土壤全氮量的測定測定土壤全氮量的方法主要可分為干燒法和濕燒法兩類。 濕燒法 就是常用的凱氏法。這個方法是丹麥人凱道爾 (J. Kjedahl) 于 1883 年 用于研究蛋白質變化的， 后來被用來測定各種形態的有機氮。 由于設 備比擬簡單易得，結果可靠，為一般實驗室所采用。下面介紹目前廣 泛采用的半微量凱氏法。樣品在加速劑的參與下， 用濃硫酸消煮時， 各種含氮有機化合物， 經過復雜的高溫分

28、解反響，轉化為氨，與硫酸結合成硫酸銨。堿化后 蒸餾出來的氨用硼酸吸收， 以標準酸溶液滴定， 求出土壤全氮含量 (不 包括全部硝態氮 )。包括硝態和亞硝態氮的全氮測定， 在樣品消煮前， 需先用高錳酸 鉀將樣品中的亞硝態氮氧化為硝態氮后， 再用復原鐵粉使全部硝態氮 復原，轉化成銨態氮。在高溫下硫酸是一種強氧化劑， 能氧化有機化合物中的碳而分解 有機質。儀器、設備和試劑1. 儀器消煮爐，半微量蒸餾裝置，半微量滴定管 (5 mL)。2. 試劑(1) 10 ml/L NaOH溶液：稱取420 g工業用固體NaOH于硬質 瑯,燒杯中，加蒸餾水400 mL溶解，不斷攪拌，冷卻后倒入塑料試劑 瓶，加塞，放置幾

29、天 待 Na2CO3 沉降后， 將清液虹吸入盛有 160 mL 無CO2的水中，以去CO2的蒸餾水定容至1 L。2甲基紅溴甲酚綠混合指示劑： 0.5 g 溴甲酚綠和 0.1 g 甲 基紅溶于100 mL95%的乙酵中。320 g/L H3BO3：20g 化學純溶于 1 L 水中，每升 H3BO3 溶液中參加甲基紅一溴甲酚綠混合指示劑 5 mL,并用稀酸或稀堿調 節至微紫紅色， 此時該溶液的 pH 為 4.8。指示劑用前與硼酸混合， 此試劑宜現配,不宜久放。4混合加速劑：100 g K2SO4, 10 g CuSO4. 5H2O 禾口 1 g Se 粉 混合研磨,通過 80 號篩充分混勻,貯于具

30、塞瓶中。消煮時每毫升 H2SO4加0.37 g混合加速劑。50.02 ml/mol硫酸標準溶液：量取 2.83 mL H2SO4,加水稀 釋至5 000 mL，然后用標準堿或硼砂標定。6高錳酸鉀溶液： 25g 高錳酸鉀溶于 500 mL 去離子水, 貯于棕 色瓶中。7復原鐵粉：磨細通過孔徑0.149 mm100目篩。方法和步驟1. 樣品制備稱取風干土樣通過 0.149 mm篩1.0000 g。2. 土樣消煮1不包括硝態氮和亞硝態氮的消煮：將土樣送入枯燥的凱氏瓶 底部，用少量無離子水0.51 mL濕潤土樣后，參加2 g加速劑和 5 mL 濃硫酸，搖勻，將開氏瓶傾斜置于 300 W 變溫電爐上，用

31、小火 加熱，待瓶內反響緩和時1015 min,加強火力使消煮的土液保持 微沸， 加熱的部位不超過瓶中的液面， 以防瓶壁溫度過高而使銨鹽受 熱分解,導致氮素損失。消煮的溫度以硫酸蒸氣在瓶頸上部 1/3處冷 凝回流為宜。 待消煮液和土粒全部變為灰白稍帶綠色后, 再繼續消煮1 h。消煮完畢，冷卻，待蒸餾。在消煮土樣的同時，做兩份空白測 定,除不加土樣外,其他操作皆與測定土樣相同。2包括硝態和亞硝態氮的消煮： 將土樣送入枯燥的凱氏瓶底部,加1 mL高錳酸鉀溶液，搖動凱氏瓶，緩緩參加 1:1硫酸2mL，不斷 轉動凱氏瓶，然后放置5 min，再參加1滴辛醇。通過長頸漏斗將0.50g士 0.01 g復原鐵粉

32、送入凱氏瓶底部，瓶口蓋上小漏斗，轉動凱氏瓶，使鐵粉與酸接觸，待劇烈反響停止時約5 min，將凱氏瓶置于 電爐上緩緩加熱45 min 瓶內土液應保持微沸，以不引起大量水分丟 失為宜。待凱氏瓶冷卻后,通過長頸漏斗加 2 g 加速劑和 5 mL 濃硫 酸,搖勻。按上述1的步驟, 消煮至土液全部變為黃綠色,再繼續消煮 1 h 消煮完畢，冷卻，待蒸餾。在消煮土樣的同時，做兩份空白測3. 氨的蒸餾 1蒸餾前先檢查蒸餾裝置是否漏氣，并通過水的餾出液將管 道洗凈。2待消煮液冷卻后，用少量無離子水將消煮液全部轉入蒸熘器內，并用水洗滌凱氏瓶45次總用水量不超過3035 mL。假設用半 自動式自動定氮儀， 不需要轉

33、移，可直接將消煮管放入定氮儀中蒸 餾。于150mL錐形瓶中，參加20 g/L硼酸指示劑混合液5 mL,放在 冷凝管末端，管口置于硼酸液面以上 34 cm 處。然后向蒸餾室內緩 緩參加10 mol/L NaOH溶液20 mL，通入蒸汽蒸餾，待餾出液體積約 50 mL 時,即蒸餾完畢。 用少量已調節至 pH 4.5 的水洗滌冷凝管的末4. 測定用0.01 mol/L H2SO4或0.01 mol/L HCI標準溶液滴定熘出液，至餾出液由藍綠色剛變為紫紅色為止。記錄所用酸標準溶液的體積單位mL。空白測定所用酸標準溶液的體積，一般不得超過0.4 mL。5. 土壤全氮量計算V -V0c 14.0 0.0

34、011000式中：N 土壤全氮含量g/kg ; V 一滴定試液時所用酸標準 溶液的體積，mL ； V0 一滴定空白時所用酸標準溶液的體積，mL; cH2SO4或HCI標準溶液濃度，mol/L; 14氮原子的摩爾質量， g/mol; m 烘干土樣的質量， g。兩次平行測定結果允許絕對偏差：土壤含氮量>1.0 g/kg時，不得超過 0.005%;含氮 1.0 0.6 g/kg 時，不得超過 0.004% ;含氮 <0.6 g/kg時，不得超過0.003%。考前須知1對于微量氮的滴定還可以用另一更靈敏的混合指示劑，即0.099 g溴甲酚綠和0.066 g甲基紅溶于100 mL乙醇中。20

35、 g/L H3BO3 指示劑溶液的配制：稱取硼酸分析純20 g溶于約950 mL水中， 加熱攪動直至H3BO3溶解，冷卻后，加人混合指示劑20mL混勻，并 用稀酸或稀堿調節至紫紅色pH約為5，加水稀釋至1 L混勻備用。 宜現配。2 般應使樣品中含氮量為1.02.0 mg,如果土壤含氮量在2g/kg以下，應稱土樣1 g；含氮量在2.04.0 g/kg者，應稱0.51.0 g； 含氮量在4.0 g/kg 以上者，應稱0.5 g。3 硼酸的濃度和用量以能滿足吸收NH3為宜,大致可按每毫 升10 g/L H3BO3能吸收氣N量為0.46 mg計算。例如，20 g/L H3BO3 溶液5 mL最多可吸收

36、的氮N量為5X 2X 0.46 = 4.6 mg。因此，可根 據消煮液中含效量估計硼酸的用量，適當多加。4在半微量蒸餾中 ,冷凝管口不必插人硼酸液中，這樣可防止 倒吸減少洗滌手續。但在常量蒸餾中，由于含氮量較高，冷凝管須插 人硼酸溶液，以免損失。土壤水解氮的測定 堿解擴散法 土壤水解氮也稱土壤有效氮， 它包括無機態氮和局部有機物質中 易分解的比擬簡單的有機態氮，它是氨態氮、硝態氮、氨基酸、酰銨 和易水解的蛋白質氮的總和。測定水解氮可以了解一定時期如一個生長季或一年內土壤中氮素的供給水平，對于制定改土培肥規劃、 擬定合理施肥方案、確定田間施肥量和作物管理等都有參考價值。本實驗所述堿解擴散法是利用

37、稀堿與土樣在一定條件下進行水 解作用， 使土壤中易水解的有機態氮轉化為氨氣狀態， 并不斷地擴散 逸出，連同土壤中原有的氨態氮一并由硼酸吸收，再用標準酸滴定， 計算出水解性氮的含量。 但此法測得的有效氮中不包括土壤中的硝態 氮。儀器、設備和材料1. 儀器與設備土樣篩1mm、電子天平、擴散皿、溫箱、半微量滴定管等。2. 試劑11 mol/L NaOH溶液：40 gNaOH 化學純溶于1L水中。 2堿性甘油：最簡單的配法是在甘油中溶解幾小粒固體 NaOH 即成。 3 20 g/L 硼酸溶液 內含溴甲酚綠甲基紅指示劑 :將 20 g H3BO3溶于1 L水中，加人溴甲酚綠一甲基紅指示劑 10 mL,并

38、用稀 NaOH 約 0.1 mol/L或稀 HCI0.1 mol/L調節至紫紅色pH4.5。4 溴甲酚綠甲基紅指示劑： 0.5 g 溴甲酚綠和 0.1 g 甲基紅溶 于100 mL95% 體積分數酒精中。50.01 mol/L HCI 標準溶液：先配制 1.0 mol/L HCI 溶液，稀 釋100倍，用硼砂或180C下烘干的Na2CO3標定其準確的濃度。方法與步驟稱取風干土樣通過1 mm篩2.00 g,置于擴散皿外室，輕輕地旋 轉擴散皿使土壤均勻地鋪平。 取 2 mL 2 g/L 硼酸指示劑放于擴散皿內 室，然后在擴散皿外室邊緣涂上堿性甘油，蓋上毛玻璃，旋轉數次， 使皿邊與毛玻璃完全粘合，

39、再漸漸轉開毛玻璃一邊， 使擴散皿外室露 出一條狹縫，迅速參加10.0 mL濃度為1 mol/L NaOH ,立即蓋嚴，再 用橡皮筋圈緊，使毛玻璃固定。隨后放入40 土 1C恒溫箱中，堿 解擴散24± 0.5h后取出。內室吸收液中的氨氣用半微量滴定管 裝盛0.01 mol/L HCI標準溶液滴定由藍色滴到微紅色。在樣品測 定同時進行空白實驗，矯正試劑和減少滴定誤差。土壤水解氮的計算V - Vo c 14.0 1000m式中：N 土壤水解氮mg/kg ; V, V。一土樣測定和空白實驗 所用標準酸體積，mL ； c標準酸的濃度mol/L； 14.0 一氮原子 的摩爾質量g/mol； m

40、一干土樣稱量質量g。兩次平行測定結果允許誤差為5 mg/kg四土壤磷的測定土壤全磷含量的上下，受土壤母質、成土作用和耕作施肥的影響 很大。另外，土壤中磷的含量與土壤質地和有機質含量也有關系。粘 性土含磷量多于砂性土，有機質豐富的土壤含磷量亦較多。 在土壤剖 面中，耕作層含磷量一般高于底土層。本實驗只做土壤全磷的測定NaOH熔融一鉬銻抗比色法。測定方法是將土壤樣品與氫氧化鈉熔融， 使土壤中含磷礦物及有 磷化合物全部轉化為可溶性的正磷酸鹽， 用水和稀硫酸溶解熔塊， 在 規定條件下樣品溶液與鉬銻抗顯色劑反響 ,生成磷鉬藍，用分光光度 法進行定量測定。儀器、設備和試劑1. 儀器與設備土壤樣品粉碎機，土

41、壤篩(孔徑1 mm和0.149 mm),分析天平， 鎳(或銀)坩堝(容量?30 mL)，高溫可調電爐，分光光度計，瑪瑙 研缽。2. 試劑(1) 100 g/L碳酸鈉溶液：10 g無水碳酸鈉溶于水后，稀釋至100 mL，搖勻。(2) 50 mL/L硫酸溶液：吸取5 mL濃硫酸緩緩加人90 mL水中， 冷卻后加水至 100 mL。(3) mol/L 硫酸溶液：量取 160 mL 濃硫酸緩緩參加到盛有 800 mL左右水的大燒杯中,不斷攪拌,冷卻后,再加水至1000 mL。 二硝基酚指示劑：稱取 0.2 g二硝基酚溶100于mL水中。(5) 5g/L 酒石酸銻鉀溶液 : 稱取酒石酸銻鉀 0.5 g

42、溶于 100 mL水中(6) 硫酸鑰銻貯備液：量取126 mL濃硫酸，緩緩加人到400 mL 水中，冷卻。另稱取經磨細的鉬酸銨 10 g溶于溫度約60C的300 mL 水中，冷卻。然后將硫酸溶液緩緩倒入鉬酸銨溶液中，再加人 5 g/L 酒石酸銻鉀溶液100 mL,冷卻后，加水稀釋至1 000 mL,搖勻，貯于 棕色試劑瓶中。(7) 鉬銻抗顯色劑：稱取1.5 g抗壞血酸左旋，旋光度+21°+22°) 溶于 100 mL 鉬銻貯備液中。此溶液宜用時現配。(8) 磷標準貯備液：準確稱取經105C下供干2 h的磷酸二氫鉀(優 級純)0.4390 g,用水溶解后，參加5 mL濃硫酸，

43、然后加水定容至 1000 mL,該溶液含磷100 ml/L，放入冰箱可供長期使用。(9) 5 ml/L 磷標準溶液 ： 準確吸取 5 mL 磷貯備液,放入 100 mL 容量瓶中,加水定容。該溶液用時現配。操作步驟1. 土壤樣品制備取通過1mm孔徑篩的風干土樣在牛皮紙上鋪成薄層，劃分成許多 小方格。用小勺在每個方格中提出等量土樣(總量不少于20g)于瑪瑙 研缽中研磨,使其全部通過 0.149mm 孔徑篩。混勻后裝入磨口瓶中 備用。2. 熔樣準確稱取風干樣品0.25 g,精確到0.000 1 g，小心放入鎳或銀 坩堝底部，切勿粘在壁上，加人無水乙醇 34 滴，潤濕樣品，在樣品 上平鋪2 g氫氧化

44、鈉，將坩堝放入高溫電爐，升溫。當溫度升至400C 左右時，切斷電源，暫停 15min。然后繼續升溫至720 C,并保持 15 min，取出冷卻，參加約80 C水10mL，用水屢次洗坩堝，洗滌 液一并移人 25 mL 容量瓶 ,冷卻,定容,用無磷定量濾紙過濾或離心 澄清,同時做空白試驗。3. 繪制標準曲線分別準確吸取 5 mg/L 磷標準溶液 0 mL、2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL 于 50 mL 容量瓶中,用水稀釋至總容積約 3/5 處,參加 二硝基酚指示劑 23滴,并用 100 g/L 碳酸鈉溶液或 50 mL 硫酸溶液 調節溶液至剛呈微黃色，準確加人鉬銻抗顯色劑 5

45、mL,搖勻，加水定 容，即得含磷P量分別為 0 mL、0. 2 mL、0. 4 mL、0. 8 mL、1.0 mL 的標準溶液系列。搖勻，于 15C以上溫度放置30 min后，在波長 700mm 處,測定其吸光度。以吸光度為縱坐標,磷濃度 單位 mg/L 為橫坐標,繪制標準曲線。4. 樣品溶液中磷的定量吸取待測樣品溶液210 mL含磷0.04 1.0卩g于50 mL乙容量 瓶中,以下步驟同標準曲線的配制過程。 以空白試驗為參比液調節儀 器零點。5. 計算V1 V2100P(g/kg) 12 0.001m V3100 H式中：P土壤全磷，g/kg; p從標準曲線上查得待測樣品溶液 中磷的質量濃度

46、，mg/L; m稱樣質量，g; V1 樣品熔后的定容的 體積，mL ； V2 顯色時溶液定容的體積，mL ； V3 從熔樣定容后 分取的體積，mL ； 100/(100-H)將風干土變換為烘干土的轉換因數 H風干土中水分含量百分數。思考題1為使采集的土樣具有最大的代表性，其分析結果能反映田間實際情 況，應如訶便采樣誤差減小到最低程度？2. 重鉻酸鉀容量法測定土壤有機質的原理是什么？3. 在土壤全氮測定實驗中，為什么當消煮土樣澄清后，還需要繼續 消煮一段時間？實驗三 種群生命表的編制與存活曲線目的和意義生命表是描述種群死亡過程及存活情況的一種有用工具。 可以體 現各年齡或各年齡組的實際死亡數、

47、死亡率、存活數目和群內個體未 來預期余年即平均期望年齡。生命表的意義在于提供一個分析和 比照種群個體起作用生態因子的函數數量根底。 也可以利用生命表中 的數據，描述存活曲線圖，說明種群各年齡組在生命過程中的數量； 說明不同年齡的生存個體隨年齡的死亡和生存率的變化情況。由于動物和植物在年齡的區分上有所不同， 因此，在編制生命表時也會有所 差異。本實驗以動物的生命表為例，來說明生命表的編制原理和方法。圖3-1實驗框圖方法與步驟1. 生命表的編制方法(1) 劃分年齡階段：劃分的方法依動物類別的不同而有所不同。 人 通常采用5年為一年齡組；鹿科動物等以1年為一年齡組；鼠類以1 個月為一年齡組。(2)

48、調査數據:按年齡階段分別記入表中。如“氐表示實際觀察值 或實際調查數，只有一列數值，就可以算出生命表中其他各欄的值。 許多生命表習慣采用10的倍數個體為根底計算。生命表中各欄數據的關系和計算方法如下：nx 1 - nx - dx_ dxqxnxTx =Lx LxLmaxTxnx式中：x年齡段；nx在x期開始時的存活數目；dx從x期到x+1期死亡數目；lx種群從出生到年齡長到x期開始時存活個體所占的比率，即特定年齡存活率；qx從x期到x+1期死亡率；ex x 期開始時的平均生命期望或平均余年；Lx 從x期到x+1期平均存活 數；Tx超過x齡期的總個體數。調查或利用已有的資料，如利用調査某地區斑羚

49、種群的年齡數據 編制生命表，原始數據見表2-1。3-1査某地區斑羚年齡數據生命表x nxlxdxLxTxex010001945288038654800573564157249813299910661133120利用調査某地區人口年齡結構編制生命表，見表3-2。表3-2根據調查某地區人口年齡結構編制生命表x nx mdxLxexnx fdxLxex010000010000019770897397596100962481095662959301595331956832094722952272593764946213092694939813591519931024089958920024584584

50、90416508013888423557334685445606331381107655004873993705004863810753494349850802021533492858566177082.生命表數據來源(1) 死亡年齡數據的調查：收集野外自然死亡動物的殘留頭骨， 可 根據角確定死亡年齡；也可以根據牙齒切片，觀察生長環確定年齡；牙齒的磨損程度是確定草食性動物年齡的常用方法 ；根據魚類鱗片上 的年輪，推算魚類的年齡和生長速度；根據鳥類羽毛的特征、頭蓋的 骨化情況確定年齡等。死亡年齡數據可以制定靜態生命表。(2) 直接觀察存活動物數據：觀察同一時期出生，同一大群動物的 存活情況，調查

51、的數據可以制定動態生命表。(3) 直接觀察種群年齡數據：根據數據確定種群中每一年齡期有多少個體存活，假定種群的年齡組成在調查期間不變，如直接用人口普查數據編制生命表，屬相對靜態生命表。3. 生命存活曲線生命表是研究種群數量動態的一種方法，一份完整的生命表反映了種群: 量動態的特征 ,如種群某個發育階段的死亡原因、 死亡數量和 表示種群時間特 : 的存活率等。生命存活曲線是以生命表中年齡X為橫坐標，相對年齡存活數 nJ的常用對數值為縱坐標。因此，在某一特定時刻，種群同齡個體 隨時間移動而減少，可以用一條曲線表示，這條曲線稱存活曲線。存 活曲線大致可分為三大類型：A 型：凸型的存活曲線，表示種群在

52、接近于生理壽命之前，只有 個別死亡，即幾乎所有個體都能到達生理壽命。B 型：呈對角線的存活曲線，表示各年齡期的死亡率是相等的。C 型：凹型的存活曲線 ,表示幼體的死亡率很高， 以后的死亡率低 而穩定。4. 昆蟲生命表和關鍵因子的分析許多生物世代不重疊，每年只有一個繁殖季節 如昆蟲，這些生 物在同一時刻沒有年齡結構， 這時存活率可以通過自然種群由卵到成 蟲的各個發育階段的數量統計，如幼蟲、蛹和成蟲。如果能同時觀察 氣候條件、捕食天敵、寄生物和疾病的影響，就能估計出各種致死因 素所造成的死亡率，分析影響昆蟲生存的關鍵因子。dx昆蟲生命表與一般生命表有3方面不同：x年齡的分期采用卵、 幼蟲齡期等發育

53、階段來代替一般的物理時間；把各發育階段的分為因不同死亡因素而造成的分值；在生命表中，把性比和產卵率的變化，換算成為死亡率如表2-3表3-3舞毒蛾種群生命表xDx原因Dx 死亡數qx寄生82.515卵550其他83.015合計165.530I-皿齡幼蟲385擴散等14237鼠捕食48.520IV - V齡幼蟲242.5寄生、疾病12.15其他167.369合計227.994前蛹14.6捕食等2.920脊椎動物捕食9.884蛹11.7其他0.54合計10.388成蟲1.4性比30:701.071合計：一世代549.699.93關鍵因子分析是昆蟲生命表研究的一個進展， 它必須具備多年生 命表研究的資

54、料。現介紹分析關鍵因子的兩種方法。1K值圖解法：將生命表中nx的存活數取常用對數，并按以下公式計算出ki和K的值:心=lg nxi - lg nxi - 1K 八 « 二 & k2ki式中：ki前后兩個階段存活對數之差；K 整個世代的所有各階段K值之和。將歷年i階段ki值鏈接為多條ki圖，又將歷年的k值鏈接為k圖。 然后又多年的生命表得到一系列 ki和K值。以年份為橫坐標，以K 和K值為縱坐標作出關鍵因子分析圖。通過目測比擬，哪一條 K值 的曲線與K值曲線圖形最相似，即該死亡率的因子為關鍵因子。圖2-2為稻縱卷葉螟的關鍵因子分析圖。由圖可以看出 k4對K 值的波動影響最大，變化趨勢最相似。因此，可確定 k4為這些年份 種群動態的關鍵因子。(2)數量分析法：繪圖目測法簡單，一目了然，易掌握，但有時幾 條曲線波動的形狀相似，目測難以確定關鍵因子，數量分析法可以解 決這一缺陷。其數據與上述方法一樣，得出多年積累的k和K值，以ki值為縱坐標，以世代K值為橫坐標，分別求出各 K值對應點K 的回歸系數b,斜率b最大的ki為關鍵因子，其他死亡因子對種群密