精编生态学综合实验讲义

生态学综合试验讲义生态学综合试验讲义（试用）昆明理工高校环境科学与工程学院2021年9月1/39\n生态学综合试验讲义目录生态学试验室规章1试验一人工熏气对植物叶片pH和叶绿素含量的影响2试验二玉米对不同浓度重金属的吸取..5试验三土壤中全磷的测定7试验四土壤中全氮的测定11试验五利用蚕豆根尖微核技术监测农药或重金属污染15试验六校内植物群落调查19附录1群落调查样方总表24附录2群落调查样方分表25附录3细胞核微核监测技术参考详细操作步骤参考26附录4生态学试验简易操作流程——黑板板书31I/39\n生态学综合试验讲义II/39\n生态学综合试验讲义生态学试验室规章1.同学按3-6人分组，坐定后不再变动，以便进行考勤、试验操作检查和值日支配；2.同学按规定的分组时间按时上课，迟到超过半小时为旷课一次；旷一次试验课，本门试验课不及格；因试验课不能为个别同学单独补上，故同学不能请假（重病和特别事情除外，但需事先经辅导员和任课老师同意，或事后持医院病例证明及辅导员确认后方可）；3.试验前要仔细预习，提前完成试验者必需经指导老师同意后方可离开试验室，保持室内安静；4.试验时应遵守操作规程，保证明验安全；野外试验时，必需听从支配和留意安全；5.要节约使用药品、水、电、气等，要疼惜仪器和试验室设备；设备、器皿发生人为损坏，要按学院有关规定予以登记和赔偿；对于精密仪器，用后应填写使用记录，如发觉仪器有故障，应马上停止使用并报告老师；6.试验过程中，随时留意保持工作区的干净；纸屑只能丟入废物缸（盆）内，不得丢入水槽，以免堵塞；重金属消解和测定的废液应当统一收集在废酸箱中，不能够直接在水槽中清洗，以免管道腐蚀漏水；试验完毕后，应将所用器具清洗干净并有序地放入柜中锁好，擦干净试验台面；7.试验过程中要仔细观看，将观看到的现象和数据照实地记录在笔记本上；依据原始记录，仔细地分析问题，处理数据，写出试验报告；8.对试验内容和操作规程不合理的地方可提出改进看法，但实施前确定要与指导老师商讨，经同意后方可进行；7.试验室实行轮番值日生制度；试验终止后值日生负责打扫试验室，包括拖地，整理和擦干净试剂架、通风橱、台面，清理废物和废液，关闭水、电、气开关和试验室门窗；生态学试验室2021年9月1/39\n生态学综合试验讲义试验一人工熏气对植物叶片pH和叶绿素含量的影响一、试验目的1.通过比较各种植物在污染与非污染环境中叶片澄清液的pH和叶绿素含量的变化，观看大气污染对植物的危害，比较不同植物对大气污染的抗性才能；2.学会酸度计的使用和植物叶片叶绿素含量的测定方法；二、试验原理人工熏气（如SO2、Cl2等）作为一种胁迫手段，是模拟大气污染的一种方法；植物处于大气污染胁迫下，会产生一系列的损害特点，其中一个损害标志就是细胞膜选择性透性受损、叶片失绿；当SO2、Cl2等通过叶片表面及气孔进入叶肉细胞后，遇水生成亚硫酸和次氯酸，破坏了叶片内原有pH的平稳，而使污染植物叶片澄清液的pH发生转变；三、试验材料、设备和试剂（一）试验材料桃、女贞、梧桐、叶子花或海棠等的叶片；（二）设备试验仪器：pHS-3C型酸度计、分光光度计、电冰箱、烧杯、剪刀、研钵、小漏斗、滤纸、三角瓶（三）试剂1.浓盐酸、高锰酸钾（制取Cl2）；2.95%乙醇；3.石英砂；4.碳酸钙粉末；四、试验步骤（一）熏气2/39\n生态学综合试验讲义在自制封闭式熏气箱内，用盐酸加高锰酸钾制成Cl2，熏几种植物叶片，以不熏气的植物叶片作对比；已知氯气是一种有毒的、密度比空气大的气体；它能溶于水，可使潮湿的蓝色石蕊试纸变红，并能与NaOH溶液反应；1反应原理：（1）：氯气可以用MnO2和浓HCl加热制得；（2）：氯气可以用KMnO4和浓HCl制得；√MnO2+4HCl〔浓〕加热=MnCl2+Cl2↑+2H2O；2KMnO4+16HCl（浓）==2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑（本试验选定方法）（二）pH值的测定取对比的新颖叶片和已熏蒸叶片各3g左右，用自来水和蒸馏水冲洗干净，用滤纸吸干后在研钵中剪碎研烂，加50ml蒸馏水，沉淀，过滤，上清液用pHS-3C型酸度计测定pH，将结果填入表1中；每组三个重复，最终结果以平均值±标准差的形式表示，并且给出熏气对叶片pH值影响的结论；（要求每个组的同学虽然数据一样，但是语言组织和感想也不该完全一样，报告雷同过多需要重新撰写；）表1人工熏气对植物叶片澄清液pH值的影响植物名称处理pH值平均值±标准差备注熏气熏气熏气对比对比对比3/39\n生态学综合试验讲义（三）叶绿素含量的测定1.将待测植物叶片洗净擦干，去中脉剪碎后称取0.1-0.3g置于研钵中（视叶片中毒症状强弱即叶片颜色而定），加少量石英砂和碳酸钙粉末及2-3ml95%乙醇，研磨成匀浆，再加95%乙醇10ml，连续研磨至组织变白；静置3-5min；每组三个重复；2.取滤纸1张，置漏斗中，用乙醇浸润，沿玻璃棒把提取液倒入漏斗中，过滤到25ml棕色容量瓶中，用少量95%乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最终连同残渣一起倒入漏斗中；3.用滴管吸取95%乙醇，将滤纸上的叶绿体色素全部洗入容量瓶中，直至滤纸和残渣中无绿色为止；最终用95%乙醇定容至25ml，摇匀；4.把叶绿体色素提取液倒入比色杯内；以95%乙醇为空白，在波长665、649和470nm下测定吸光度；依据以下公式运算各色素浓度（mg/L）：叶绿素a浓度Ca=13.95OD665-6.88OD649叶绿素b浓度Cb=24.96OD649-7.32OD665类胡萝卜素浓度=〔1000OD470-2.05Ca-114.8Cb〕/245求得各色素的浓度后，再按下式运算叶片中各色素的含量（用μg/g鲜重表示）：叶绿体色素含量叶绿素的浓度〔mg/L〕提取液体积〔ml〕稀释倍数样品鲜重（g）五、留意事项1.提取叶绿素过程中尽可能防止光照，研磨时间尽量短些，以免叶绿素受光分解；叶绿体色素提取液不能浑浊，否就应重新过滤；2.熏气过程中留意安全，在通风橱中进行，防止吸入有害气体；3.吸光度在0.2-0.8之间较精确，大于1要稀释；六、摸索题提取叶绿素时为什么要加入少量碳酸钙？七、主要参考文献[1]杨持.生态学试验与实习.北京：高等训练出版社，20034/39\n生态学综合试验讲义[1]段昌群，胡斌，江望高.生态学试验；云南高校生命科学学院，2001年.[2]内蒙古高校生物系.植物生态学试验.北京：高等训练出版社，1986[3]张志良，瞿伟菁,李小方.植物生理学试验指导（第4版）.北京：高等训练出版社，2021.[4]王学奎.植物生理生化试验原理与技术.北京:高等训练出版社,2006.[5]刘家尧,刘新.植物生理学试验教程.北京:高等训练出版社,2021.试验二玉米对不同浓度重金属的吸取一、试验目的利用玉米种子进行重金属污染模拟水培试验，生长确定时间后，用原子吸取法对植物（玉米）重金属含量进行测定，使同学初步明白原子吸取分光光度计的基本原理和原子吸取光谱仪的基本操作；明白重金属在植物中的迁移、积存及其对人体健康的威逼；二、试验原理通过强酸消化处理，将水培玉米叶片中各种形状的重金属转化为离子态，用原子吸取分光光度法测定，测定条件见表1；通过比较分析水培浓度和玉米叶片重金属含量，探讨重金属在植物-培养体系中的迁移才能；表1原子吸取分光光度法测定重金属条件测定条件PbCdCuZn测定波长/nm283.3228.8324.7213.9检测范畴/mg/ml0.02~16.50.005~1.00.001-2.20.001-0.5三、试验材料、设备和试剂（一）试验材料玉米叶片，用玉米种子加确定浓度的重金属进行培养，同时以不加重金属为对比；（二）设备火焰原子吸取分光光度计、电热板、150ml三角瓶（或者消化炉配消化管），25、100ml容量瓶；（三）试剂5/39\n生态学综合试验讲义1．高氯酸[ρ〔HClO4〕≈1.60g/cm3，质量79%，优级纯]；2．浓硝酸[ρ〔HNO3〕≈1.42g/cm3，优级纯]；3．Cd、Cu、Pb、Zn标准溶液（原液均为1000mg/L），经稀释后配制成合适浓度的标准溶液；（假如无标准溶液就需要利用有关试剂自行配置标准溶液）四、试验步骤1．玉米种子的消毒和水培萌发，重金属处理可以设定一系列从低到高的浓度梯度，（如0、3、6、9mg/L的Cd，〔水培也可以不做0，假如在土壤中培养就必需做无污染的对比，防止土壤本身有重金属元素污染；〕以不加重金属为对比；2．培养终止后，分别取新颖玉米茎叶用自来水洗涤干净后，再用去离子水洗涤两次，用滤纸吸干水分，称取新颖叶片4g左右于消煮管中加浓硝酸5ml，盖上弯颈小漏斗（以不加玉米的纯酸做空白对比），于电热板上80℃加热30min至样品溶化，升温到120℃消化30min，再升温到160℃消化40min，取下冷却，加入高氯酸1ml，连续在140℃加热消解20min；（如显现棕黑色，马上取下三角瓶，稍冷后补加硝酸5ml，连续加热消解，直至溶液呈无色，并蒸发至近干）；分次加蒸馏水洗涤2-3次，转至25ml容量瓶中，定容，过滤至小塑料瓶中，待原子吸取光谱测定Cd含量；此溶液直接利用火焰原子吸取分光光度计测得重金属含量；由工作曲线查得重金属含量或由线性方程运算重金属含量；同时全程做空白试验（不加玉米只加酸），测得空白值，并且加以扣除；原子量Cd：112.41，CdCl2·2.5H2O：228.35运算：重金属含量（mg/kg）=25ml消解液中金属总量（μg）/取样量五、留意事项1.火焰原子吸取分光光度法测定植物样品中重金属可以使用标准曲线法；亦可使用标准加入法作为定量的基础；2.为改善检测浓度，可适当增加称样量（在消解时也可多加酸），或参照水质分析方法，用离子交换法、溶剂萃取法进行富集；六、摸索题6/39\n生态学综合试验讲义1.原子吸取分光光度计的原理是什么？它有何应用？2.你认为影响测定结果精确性的因素有哪些？七、主要参考文献[1]李元，环境科学试验教程[M]，中国环境科学出版社，2007年[2]段昌群，胡斌，江望高.生态学试验；云南高校生命科学学院，2001年试验三土壤中全磷的测定一、试验目的把握土壤中全磷（钼锑抗比色法）含量的测定方法；二、试验原理样品在强酸高温消化时，使不溶性磷酸盐转化为正磷酸状态进入溶液；同时高氯酸是一种强氧化剂，能使土壤中有机质完全分解，使有机磷转化为正磷酸而进入溶液，并使土壤中的二氧化硅脱水沉淀；待测液用钼锑抗混合显色剂，使形成的黄色锑磷钼杂多酸络合物仍原成为磷钼蓝，进行比色测定；（磷钼蓝正确显色酸度[H+]0.45-0.65mol[H+]/L）H3PO4+12H2MnO4——H3P〔Mo3O10〕4〔磷钼杂多酸〕+12H2OH3P〔Mo3O10〕4——〔加抗坏血酸Vc仍原〕H3PO4·10MoO3·Mo2O5（磷钼蓝）或H3PO4·8MoO3·2Mo2O5三、试验材料、设备和试剂（一）试验材料土壤样品（二）设备分光光度计；电热板、三角瓶（或者消化炉配消化管）；弯径小漏斗；电子天平；（三）试剂1.浓硫酸（分析纯，比重1.84）；2.60-70%高氯酸；7/39\n生态学综合试验讲义3.10%（m/V）Na2CO3溶液：10g无水Na2CO3溶于水后，稀释至100ml，摇匀；4.5%（V/V）H2SO4溶液：吸取5ml分析纯浓硫酸缓慢加入90ml蒸馏水中，冷却后加水至100ml；5.2,6-二硝基酚指示剂：称取0.2g指示剂溶于100ml水中，可能不能完全溶解，无妨；（（变色点在pH2.4-4，pH2.4时为无色，pH4时为黄色），本显色剂很贵，敬请节约使用，显色剂用量少，所以每次不必配置过多，预备试验时依据分组数、重复次数估算需要量，适当放多来进行配置；）6.6.5mol/L硫酸的钼锑贮存液：取180ml分析纯浓硫酸，缓慢加入到400ml蒸馏水中，不断搅拌，冷却至室温；另称取分析纯钼酸铵20g溶于约60℃的300ml蒸馏水中，冷却；然后将硫酸溶液渐渐倒入钼酸铵溶液中，不断搅拌，再加入100ml0.5％酒石酸锑钾溶液，冷却后用蒸馏水稀释至1000ml，摇匀，贮存于试剂瓶中；7.钼锑抗混合显色剂：于100ml钼锑贮存液中，加入1.5g抗坏血酸；此试剂有效时24ｈ，必需用前配制；8.磷标准贮备液：精确称取经105℃下烘干2h的优级纯磷酸二氢钾0.4390g，用水溶解后加入5ml浓硫酸，然后加水定容至1000ml；该溶液含磷100mg/L，放入冰箱可供长期使用；9.5mg/L磷标准溶液：吸取上述5ml磷贮备液，放入100ml容量瓶中，加水定容；该溶液用时现配；四、试验步骤（一）样品处理1.精确称取通过0.25mm筛孔的风干土样0.5g，以一个瘦长纸条把土样放入消化管底部（同时做试剂空白，即不加土样，所用试剂和消煮时间相同），以数滴蒸馏水润后，加3ml浓硫酸摇匀，再加10滴60-70%高氯酸（或0.5ml高氯酸），8/39\n生态学综合试验讲义摇匀，再在瓶上放一弯径小漏斗，置于消化炉上加热消煮，消化管中溶液开头转白或灰白时连续消煮15-20min，使硫酸发烟回流，全部消煮时间约45-60min（具体可以在100℃15min，150℃30min）；1.待溶液冷却后，倒入100ml容量瓶中（容量瓶中事先盛水30-40ml），用蒸馏水冲洗，冲洗时用水应依据少量多次的原就，轻轻摇动容量瓶，待完全冷却后，加水稀释至刻度；充分混匀后，过滤，将滤液接收在100ml干燥干净的三角瓶中；（确定先定容再过滤，直接过滤式定容酸度高，滤纸简洁漏）（二）比色过程1.用吸管精确吸取过滤液5-10ml（全磷高的样品吸5ml，低的吸10ml），注入50ml容量瓶中，加入2,6-二硝基酚指示剂2滴，观看待测液颜色变化，如为黄色加5%H2SO4调至黄色刚退；如试液无色，应加10%Na2CO3调至黄色，然后用5%H2SO4调至黄色刚退；精确加入5ml钼锑抗混合显色剂，定容至刻度，摇匀，最终酸度即为0.65mol[H+]/L；2.放置30min使呈色稳固（室温低于20℃时呈色较慢，应放置1h，该液显色后可稳固24h，但仍以准时比色为好）；然后在分光光度计上用700nm比色，以空白试验为参比液调剂仪器零点（假如测定速效磷一般用660nm比色）；4.标准曲线的绘制：分别吸取5mg/L磷标准溶液0、2、4、6、8、10ml，放入50ml容量瓶中，加蒸馏水5-10ml（标准液量少的加10ml，量多的少加或不加水），加2,6-二硝基酚指示剂2滴，用10%Na2CO3或5%H2SO4调剂溶液黄色刚好消逝，精确加入钼锑抗混合显色剂5ml，定容摇匀，即得0、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0mg/L的磷标准显色液；放置30min后进行比色；以磷浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线；（三）运算P%=CV1V2mV3104P2O5%=P%2.29式中，C——从标准曲线上查得待测样品溶液中磷的含量，mg/L；m——称样量，g；V1——样品制备溶液的体积，ml；9/39\n生态学综合试验讲义V2——显色时溶液定容的体积，ml；V3——吸取滤液体积，ml；10-4——将mg/L浓度单位换算为百分含量的转换因素；2.29——将P换算成P2O5的因素（含磷1g相当于含P2O52.29g）；五、留意事项1.钼锑抗混合剂的加入量要基本精确，特别是钼酸铵量的多少对显色的深浅和稳固性都有影响；2.标准溶液和比色溶液的比色酸度应保持基本一样；3.室温低于20℃时，显色后的磷钼蓝就有蓝色沉淀发生（0.8mg/LP2O5以上）；此时可将容量瓶放在40-50℃的烘箱或热水中加热20min，稍冷后比色；六、摸索题1.待测液中用碱调剂酸度时，本试验选用10%Na2CO3，可以用氨水或NaOH吗？为什么？（请多查阅一点有关试验分析的资料回答）2.为什么比色时要留意调剂好酸度？七、主要参考文献[1]中国科学院南京土壤争论所.土壤理化分析.上海：上海科学技术出版社,1978.[2]杨剑虹,王成林,代亨林.土壤农化分析与环境监测.北京:中国大地出版社,2021.[3]刘凤枝,马锦秋.土壤监测分析有用手册.北京:化学工业出版社,2021.10/39\n生态学综合试验讲义试验四土壤中全氮的测定一、试验目的把握土壤中全氮（凯氏法）的测定方法；二、试验原理土壤样品在强氧化剂高氯酸的参与下，使有机态氮分解转化成氨，然后与硫酸结合成硫酸铵，最终用浓碱蒸馏，将氨赶出，用硼酸吸取，以标准酸（盐酸）滴定；其基本反应式如下：NH2-CH2COOH+6HClO4→NH3+2CO2+3Cl2+9O2+4H2O2NH3+H2SO4→〔NH4〕2SO4〔NH4〕2SO4+NaOH→Na2SO4+2NH3+2H2ONH3+H3BO3→H3BO3NH3H3BO3NH3+HCl→H3BO3+NH4Cl三、试验材料、设备和试剂（一）试验材料土壤样品（二）设备凯氏定氮仪（半微量蒸馏装置）（如图1）；电热板；三角瓶（或者消化炉配消化管）；弯径小漏斗；电子天平；可调电炉；（三）试剂1.浓硫酸（分析纯，比重1.84）；2.60%高氯酸；3.40%NaOH溶液：配好后盛于塑料瓶中；4.2%硼酸溶液：称取20g硼酸用热蒸馏水（约60℃）溶解，冷却后稀释至1000ml，最终用稀盐酸或稀氢氧化钠调剂pH至4.5（定氮混合指示剂显淡红色）；11/39\n生态学综合试验讲义3.定氮混合指示剂：分别称取0.1g甲基红和0.5g溴甲酚绿指示剂，放入玛瑙研钵中，并用100ml95%酒精研磨溶解；此液应用稀盐酸或稀氢氧化钠调剂pH到5.5；图1半微量蒸馏装置1.蒸馏瓶〔凯氏瓶〕2.冷凝器3.承担瓶4.分水筒5.蒸馏发生器（烧瓶）6.加碱小漏斗7、8、9螺旋夹子分水桶（4）的下方用橡胶管和铁夹子密封6.0.02mol/L盐酸标准溶液：取浓盐酸（比重1.19）1.67ml，加蒸馏水稀释至1000ml，然后用标准碱或硼砂标定；四、试验步骤（一）样品处理1.精确称取通过0.25mm筛孔的风干土样0.5-1g，以一个瘦长纸条把土样放入消化管底部（同时做空白试验，即不加土壤的试剂空白）；2.用蒸馏水5-10滴潮湿样品，1-2min后加3ml浓硫酸，1滴60%高氯酸，瓶口上放一弯径小漏斗，然后轻轻摇动消化管，使其充分作用，但不能将样品摇到瓶口上；12/39\n生态学综合试验讲义1.把消化管放在消化炉上消煮，温度不宜太高，100℃消解15分钟，150℃消解30分钟（消化时硫酸不能冒烟），假如样品变成白色或灰白色，表示消化完全；如样品仍是黑色或棕色，就表示高氯酸的用量不够，此时可把消化管取下冷却，然后再补加60%高氯酸1-2滴（加入量切不行太多，应视消化液颜色的深浅而定，以免引起氮的缺失），再在电热板上消化至样品呈白色或灰白色；2.取下消化管，用蒸馏水冲洗小漏斗于消化管中，再用蒸馏水少量多次地把消化管内的消化液洗入150ml凯氏瓶中；（二）蒸馏1.如图1接上蒸馏器，另取150ml三角瓶盛25ml2%硼酸液，加入2滴混合指示剂呈紫红色，置于冷凝管下端；2.加入一小粒波动球或锌粒于凯氏瓶中，防止震荡，从Y口型管中加入40%NaOH20ml，摇匀，马上关闭橡皮管；3.开头蒸馏，硼酸液吸氨后变成淡蓝色（蓝绿色）——深蓝色，证明氨蒸馏完毕（一般20-30min完毕）；4.用蒸馏水冲洗冷凝管下端，其用量不宜过多；（三）滴定用半微量滴定管以0.02mol/L盐酸滴定至微红色（粉红色）（淡蓝绿色——黄白色——微红色），精确记录盐酸用量；（四）空白试验在同样条件下，不加样品，作空白试验；（五）运算样品含N%=〔VV0〕N0.014100样品重式中，V——滴定时消耗标准盐酸的毫升数；V0——滴定空白时消耗标准盐酸的毫升数；N——标准盐酸的当量浓度；0.014——1毫克当量氮的克数；100——换算成百分数；五、留意事项13/39\n生态学综合试验讲义1.2%硼酸用量一般取25ml即可，因每10ml硼酸可吸取15mg铵态氮；2.加入40%NaOH溶液后，必需摇动均匀，假如在未摇动之前就加热，由于浓碱在瓶底部，就会产生局部过热现象，有时碱液喷出数米远，甚至伤及面部，极为危险，应特别留意；3.土样消化时，加热过程中硫酸稍发白烟，由此现象可确定温度已够，但是要特别留意，不能使硫酸大量发生白烟，由于这样会把已生成的〔NH4〕2SO4氧化，而使结果偏低；有时消化液成绿色，表示温度过高；4.假如土壤含氮量高宜减低土壤称样质量，而不是增加酸的量，酸增加后，消化剩余的酸在蒸馏时会消耗NaOH，导致蒸馏时NH3不能够完全蒸馏出来，需要增加碱的用量，但是增加NaOH用量要留意不能够超出蒸馏瓶变细的位置，防止喷溅；六、摸索题1.分析在蒸馏时加入锌粒的缘由；2.样品消化过程中要留意哪些问题？七、主要参考文献[1]中国科学院南京土壤争论所.土壤理化分析.上海：上海科学技术出版社,1978.[2]杨剑虹,王成林,代亨林.土壤农化分析与环境监测.北京:中国大地出版社,2021.14/39\n生态学综合试验讲义试验五利用蚕豆根尖微核技术监测农药或重金属污染一、试验目的通过农药（或重金属Cd、Hg等）污染对植物微核诱变效应的测定，让同学明白农药污染对植物的细胞遗传毒害作用，并以此检测环境中的“三致”物质；二、试验原理在“三致”物质〔致癌、致畸、致突变〕作用下，细胞中的染色体发生畸变，这些畸变在细胞分裂期间以微核的形式表现出来，可以通过观测统计微核率的大小，熟识和评估这类污染物对生物的诱变影响，并检测这类污染物；微核识别标准如下：（1）凡是主核大小的1/3以下，并且与主核分别的小核；（2）小核形状可以是圆形、椭圆形、不规章形；（3）小核着色与主核相当或稍浅；三、试验材料、设备和试剂（一）试验材料蚕豆种子；（二）设备显微镜、解剖针、载玻片、盖玻片（三）试剂1.卡诺氏液：由无水乙醇和冰醋酸按体积比3:1混合而成（用时现配）；2.70%酒精；3.1.0mol/L盐酸；4.1.0mol/LNaOH溶液；5.席夫（Schiff）试剂：称取0.5g碱性品红加蒸馏水100ml，置于三角瓶中煮沸5min，并不断搅拌使之溶解；冷却到58℃时过滤于深棕色试剂瓶中，待滤15/39\n生态学综合试验讲义液冷至25℃时再加入10ml1mol/LHCl和1g偏重亚硫酸钠（Na2S2O3）或偏重亚硫酸钾（K2S2O3）充分震荡使其溶解；塞紧瓶口，用黑纸包好，置于阴暗处至少24h，检查染色液假如是透亮无色即可使用；此染色液在4℃冰箱中可以储存6个月左右，如显现沉淀就不能使用了；3.SO2洗涤液：贮存液：10%Na2S2O3（或10%K2S2O3）溶液，1mol/LHCl,使用液：取上述10%Na2S2O3（或10%K2S2O3）溶液5ml，加1mol/LHCl5ml,再加蒸馏水100ml配成；现用现配；4.用一种农药配制系列水溶液：0（对比）、5%、20%；如用重金属染毒，就配置Cd或者Hg溶液即可，可以设置不同浓度梯度，例如1~9mg/l的Cd溶液，Hg溶液毒性大不宜过高浓度，可能会致死；四、试验步骤（一）材料预备取蚕豆种子，在蒸馏水中浸泡24h，使种子充分吸涨（要每隔4-8小时换水，防止厌氧发酵），置于铺有滤纸的瓷盘（或培养皿）中并盖上湿纱布，在（231）℃的光照培养箱中培养1-2d（由于冬天做试验温度低，所以培养箱内温度高便利生长，但是要留意补水和把握菌类滋生）,使其长出1.5-3.0cm长的初生根，此时切除初生根以保证侧根的生长发育；（二）染毒处理待侧根露白后，随机分组；每组选择10粒种子用配制好的农药（或重金属，也可以不同浓度，如Cd：0、3、6、9mg/L）溶液染毒处理6h，然后取出经蒸馏水冲洗后移至蒸馏水中修复培养22-26h〔两个细胞周期〕；（三）材料固定取修复培养终止的蚕豆根尖0.5-1cm于卡诺氏液中固定12-14h；（四）材料解离将固定后的根尖材料用0.1mol/L的盐酸在60℃恒温水浴中解离15-20min；（五）染色（1）固定好的幼根，在青霉素瓶中用蒸馏水浸洗2次，每次5min；16/39\n生态学综合试验讲义（2）吸净蒸馏水，再加入5mol/LHCl将幼根泡住，连瓶放入28℃水浴锅中水解幼根25min左右，视根的软化程度可以适当增减时间，当幼根被软化即可；（3）用蒸馏水浸洗幼根2次，每次5min；（4）在暗室或遮光条件下加席夫（Schiff）试剂，每瓶用量以淹住幼根液面高出2mm为宜，在遮光条件下染色4-6h；（5）除去染液，用SO2洗涤液浸洗幼根2次，每次5min；（6）用蒸馏水浸洗一次，5min；（7）将幼根放入新换的蒸馏水中，置4℃冰箱内储存，可供随时制片之用；（六）制片将解离后的根尖材料用蒸馏水漂洗数次，取出置于载玻片上，从根冠起取根尖1-1.5mm，用解剖针捣碎，盖上盖玻片轻压，留意不要有气泡，在盖玻片上加一小块滤纸，用左手食指压住盖玻片一角，用铅笔上的橡皮头敲打压片，切勿让盖玻片与载玻片之间滑动；（七）镜检在4010倍显微镜下，凡小于主核尺寸1/4以下的，同主核有相同染色成效的，可以是圆形、椭圆形或其他类似形状的染色物质都可以算作微核；依据表1统计微核；表1植物根尖细胞微核试验记录表试验组：固定日期：镜检日期：微核分布小计结果总细玻片样本号胞数微核细胞率含单含双含三含四含有微核微核微核微核微核微核微核率细胞细胞细胞细胞数的细（‰）数数数数胞数（‰）12345（七）微核的定量表示每一处理至少观看3张较好的玻片，每张玻片至少观看300个细胞；结果有两种表示方法：17/39\n生态学综合试验讲义1.微核率=微核数/观看统计的总细胞数2.微核细胞率=具有微核的细胞数/观看统计的总细胞数五、留意事项1.试验中，各不同处理组间应当保持试验条件的一样性，尽量防止系统误差；2.保持培养液中氧气的含量，促进细胞分裂是试验的一个关键环节；3.不同的蚕豆品种其敏捷性各不相同，监测中应保持品种的纯化；同时应结合详细的工作内容，不断选择和优化灵敏度高、稳固性适中的品种；六、摸索题1.微核率和微核细胞率有何不同？在什么情形下两个数值是相等的？2.为什么微核测定可以反映污染物的“三致”效应？七、主要参考文献[1]杨持.生态学试验与实习（其次版）.北京：高等训练出版社，2021[2]段昌群.蚕豆根尖微核技术.云南高校、云南省环保委微核技术短训班材料之二，昆明，1992年6月18/39\n生态学综合试验讲义试验六校内植物群落调查一、试验目的1、让同学对自然生态环境有个亲历感受，从不同植物群落熟识，明白植物群落野外调查常用的几种方法；2、明白最小样方面积的确定原就，把握乔、灌、草不同植物群落的样方、样线、无样方技术的调查操作和统计；二、试验原理植物群落大致可以按乔、灌、草三类进行划分，为便于科学争论，针对群落的不同特点，进展出了不同的调查方法；三、试验材料、设备和试剂100m样绳、3m卷尺、铅笔、野外群落调查记录表、手持GPS仪、标本夹四、试验步骤1、样地选择样地是指能够反映植物群落基本特点的确定地段；样地的选择标准是：（1）种类成分的分布要均匀一样；（2）群落结构要完整，层次要分明；（3）生境条件要一样（特别是地势和土壤），最能够反映该群落生境特点的地段；（4）样地要设在群落中心的典型部分，防止选在两个类型的过渡带；（5）样地要用显著的实物标记，以便明确观看范畴；在符合上述5个选择标准的基础上确定样地，并将样地基本情形列入杨方总表的表头中，主要信息包括如：调查者、样方号、日期、植物群落类型、地理位置（纬度、经度、海拔）、地貌、土壤类型、坡向、坡度、地势、坡位、群落内地质情形、人为及动物活动情形等；在校内内选择一个植被发育较好的植物群落，样方面积为10m×10m，并将其划分为5m×5m的4个网格的小样方；2、群落内各数量指标的调查19/39\n生态学综合试验讲义（1）乔木层数据的调查：在每个5m×5m的小样方内识别乔木层树种的数目，目测出样方的总郁闭度；然后统计每个树种的株数，测量胸径、树高以及目测每个树种的郁闭度，并将数据记录到表1中；（详细的样方总表和分表如附录和附录2所示，届时打印1份总表（要空表）和4份分表进行野外登记；）表1森林群落样方乔木层调查表乔木层：样方面积：总郁闭度：树种名称株数胸径（cm）基径高度（m）郁闭度（%）冠幅（m2）123（2）灌草层数据的调查：在同样的5m×5m小样方内识别灌木层中的物种数，目测每个灌木种类的盖度、平均高度以及多度；在10m×10m的样方中随机选取5个1m×1m的草本植物样方，然后进行草本层每个植物物种的盖度、平均高度以及多度的调查，并将数据填入表2中；表2森林群落样方灌草层调查表灌草层：样方面积：总盖度：树种名称多度*盖度平均高度（m）1234*接受Drude七级多度表示：Soc数量极多，Cop3数量很多，Cop2数量多，Cop1数量尚多，Sp数量不多而分散，Sol数量很少而稀疏，Un个别或单株（3）地理数据的测定（因无GPS所以暂时无法完成）运用GPS测定每个样方的经度、纬度和海拔高度等；3、多样性指数的运算20/39\n生态学综合试验讲义生物多样性是指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性；它包括植物、动物和微生物的全部种及其组成的群落和生态系统；生物多样性可分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次；物种多样性具有两层含义：一是指一个群落或生境物种数目的多寡（数目或丰富度）；二是指一个群落或生境中全部物种个体数目的支配状况（均匀度）；群落的复杂性可以用多样性指数来衡量；植物群落的多样性是群落中所含的不同物种数和它们的多度的函数；多样性依靠于物种丰富度（物种数）和均匀度或物种多度的均匀性；两个具有相同物种的群落，可能由于相对多度的分布不同而在结构和多样性上有很大差异；在不同空间尺度范畴内，植物多样性的测量指标是不同的，通常分为α-，β-，γ-多样性三个范畴，其中α-多样性是指在栖息地或群落中的物种多样性；植物特别是草本植物数目多，且禾本科植物多为丛生的，计数很困难，故采用每个物种的重要值来代替每个物种个体数目这一指标，作为多样性指数的运算依据；因此，第一依据下面的重要值运算公式，运算出每个物种的重要值，再将每个物种的重要值代入辛普森多样性指数和香农-威纳指数中，分别运算群落的多样性指数；（1）辛普森多样性指数（D）：2SPD1ii1式中，Pi——种i的重要值；S——物种数目；（2）香农-威纳指数（H）SHPii1lnPi式中，Pi——种i的重要值；S——物种数目；（3）重要值的运算方法乔木的重要值I=（相对密度+相对优势度+相对频度）/300灌木和草本植物重要值I=（相对高度+相对盖度+相对频度）/30021/39\n生态学综合试验讲义式中，相对密度每个种的密度全部种的密度和100相对高度每个种的全部个体高度之和全部种个体的高度和100相对基盖度=相对优势度每个种全部个体的胸径全部种个体的胸径断面断面积之和积之和100相对盖度每种的分盖度全部种的分盖度之和1004、采集标本，捆绑标签，分样地记录；5、压制标本；6、撰写试验报告；五、留意事项1、采集标本的原就是完整采集，即叶、花、种子、果实等；2、压标本的方法：同一种类为一组；压延展，不能折叠；每天翻一次，不能暴晒3、按样地分表记录乔、灌、草种类；六、试验报告要求1、附群落调查各种表格；2、依据调查结果运算出群落中每个种的多样性指数；七、复习相关定义1、密度（density）：指单位面积或单位空间内的个体数；一般对乔木、灌木和丛生草本以植株或株丛计数；根茎植物以地上枝条计数；2、密度比：某物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比；3、相对密度：样地内某一物种的个体数占全部物种个体数的百分比；4、盖度：指植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度；5、基盖度：植物基部的掩盖面积也称真盖度，草原以离地面2.54cm〔1英寸〕高度的断面运算；森林以胸高（1.3m）断面积运算，乔木的基盖度特称为显著度，盖度可分为种盖度（分盖度）；22/39\n生态学综合试验讲义6、层盖度（种组盖度）、总盖度（群落盖度），林业上常用郁闭度表示林木层的盖度，通常层盖度（乔灌草不同层）或分盖度（全部种类）之和大于总盖度；7、相对盖度：群落中某一物种的分盖度占全部分盖度之和的百分比；8、盖度比：某物种的盖度占盖度最大物种的盖度的百分比；9、频度〔frequency〕：某一物种在调查范畴内显现的频率；常常包含该种个体的样方数占全部样方数的百分比来运算；10、相对频度：该群落的样地数除某个物种显现的样地数；11、频度比：某一物种的频度占最大频度物种的百分比；12、多度：是对物种个体数目多少的一种估测指标，多用于群落野外调查，国内多接受Drudemit七级制多度；八、摸索题1、样地植物记录表应当怎么设计才合理？2、怎么统计群落盖度？九、主要参考文献1、李振基,陈圣宾.群落生态学.北京:气象出版社，2021.2、王建书.植物学.北京:中国农业科学技术出版社，2021.3、罗丽娟.植物分类学.北京:中国农业高校出版社，2007十、探干脆试验应用辛普森多样性指数（D）和香农-威纳多样性指数〔H〕的运算方法；在同一地区，试依据下表的要求，对落叶阔叶林群落、针叶林群落和针阔混交林群落的物种多样性进行调查与运算，将结果填入表中，分析结果并回答以下问题：（1）落叶阔叶林群落、针叶林群落和针阔混交林群落的多样性随海拔上升的变化规律有何差异？为什么会有这种差异？（2）相同海拔下落叶阔叶林群落、针叶林群落和针阔混交林群落多样性有什么不同？试分析缘由；23/39\n生态学综合试验讲义（依据4个小样方做，所以总表1份，分表印4份携带到野外试验）附录1********群落样地调查总表（乔木）（示例）样地号：11地点：勐海县大糯有村委会过门山蚌水河箐调查日期：2001年4月5日群落名称：季节雨林样地面积：30×50=1500米2群落特点：外貌整齐、结构复杂海拔高度：1110米地势：缓坡坡向：东坡度：30度坡位：中GPS定位：E99°59′29″N23°41′07″土壤：红壤略带沙人类及动物活动：人类活动少，动物活动一般群落分层结构：乔木Ⅰ层：一般高30-40米，最高45米，盖度20%乔木Ⅱ层：一般高15-25米，最高30米，盖度80%乔木Ⅲ层：一般高10米，盖度40%第Ⅳ层：灌木高2-5米，盖度40%；草本高0.5-1米，盖度20%高度（米）胸径（厘米）基径（厘米）植物中名植物拉丁名株数最小平均最大最小平均最大最小平均最大绒毛番龙眼PometiatomentosaRandiawallichii4252536.8543041.360西南茜树3151820202530253035千果榄仁Terminaliamyriocarpa245161181200171236300思茅黄肉楠Actinodaphnehenryi222.525202527.530长柄油丹Alseodaphnepectiolaris1305050红椿Toonaciliate13580100勐仑翅子树Pterospermummenglunense1252530黄棉木Metadinatrichotoma1364045阔叶蒲桃Syzygiumlatilimbum161520景洪猴欢乐Sloaneaoheliensis1304045顶果木Acrocarpusfraxinifolius1386580白榄Canariumalbum1354550大叶刺篱木Flacourtiarukam1101520滇糙叶Aphananthecuspidate1303040滇南风吹楠Horsfieldiatetratepala130304024/39\n生态学综合试验讲义附录2样方分表灌木草本层（依据4个小样方做，所以总表1份，分表印4份携带到野外试验）植物种名植物拉丁名株数相对多度相对盖度平均高度********群落样地调查分表（乔木）植物种名高度〔m〕胸径〔cm〕基径〔cm〕冠幅〔m2〕********群落样地调查分表（灌木、草本）植物种名高度〔m〕胸〔丛〕径〔cm〕25/39\n生态学综合试验讲义附录3蚕豆根尖微核技术详细操作步骤（遗传毒理与环境监测教材）26/39\n生态学综合试验讲义27/39\n生态学综合试验讲义28/39\n生态学综合试验讲义29/39\n生态学综合试验讲义30/39\n生态学综合试验讲义附录4生态学试验简易操作流程黑板板书试验一人工熏气对植物叶片pH和叶绿素含量的影响试验步骤（一）熏气在自制封闭式熏气箱（例如自封袋）内，用盐酸加高锰酸钾制成Cl2，熏几种植物叶片，以不熏气的植物叶片作对比；2KMnO4+16HCl（浓）==2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑（二）pH值的测定叶片3g——自来水洗——蒸馏水洗——滤纸吸干——剪碎——加5ml水研烂——加45ml蒸馏水清洗（分次）——沉淀——（离心）——过滤，——测定pH；每组三个重复；表1人工熏气对植物叶片澄清液pH值的影响植物名称处理pH值备注熏气熏气31/39\n生态学综合试验讲义熏气对比对比对比（三）叶绿素含量的测定去中脉剪碎后称取0.1-0.3g——自来水洗——蒸馏水洗——剪碎——加少量石英砂和碳酸钙粉末及2-3ml95%乙醇——研磨成匀浆——再加10ml95%乙醇——再研磨至组织变白——静置3-5min——过滤、反复洗，定容至25ml棕色容量瓶中比色运算；每组三个重复；更高要求（期望部分预备攻读争论生或者对于争论有爱好的同学组织进行）：假如从科研的角度讲，同学们可以采集不同植物叶片比较不同植物对同种气体同种浓度的抗性水平，也可以用同种叶片来看对不同浓度气体的中毒症状，从而为生物监测的定量监测供应依据；（症状可以通过照片或者描述，气体浓度可以通过流量计或者产气的总量把握的方式；）试验二玉米对不同浓度重金属的吸取试验步骤取4g加镉（Cd可以是不同浓度，如0〔水培也可以不做0，假如在土壤中培养就必需做无污染的对比〕、3、6、9mg/L）处理的鲜茎叶（重复3次）——自来水洗——蒸馏水洗——吸干——剪碎（用长纸条）放入消化管底部——加浓硝酸5ml，盖上弯颈漏斗（以不加玉米做空白对比）80℃30min——120℃30min——160℃40min——冷却，加1ml高氯酸——140℃20min——分次加蒸馏水洗涤2-3次，转至25ml容量瓶中，定容——过滤至小塑料瓶中；取了稍冷，加入去离子水10ml，硝酸0.25ml，加热溶解残渣，全溶后，冷却；（如显现白色结晶，可用4mol/L盐酸和水洗涤干净的定量滤纸过滤），溶液转至25ml容量瓶内定容——过滤至小塑料瓶——原子吸取光谱法测定Cd含量；Cd标准溶液：32/39\n生态学综合试验讲义称取CdCl2利用1%HNO3作为介质配置100mg/lCd标准溶液，再利用100mg/lCd标准溶液移取不同体积分别配置0、0.3、0.6和0.9mg/l溶液各100ml（1%HNO3作为介质），就可以得到1、3、6、9mg/l的Cd标准溶液；更高要求（期望部分预备攻读争论生或者对于争论有爱好的同学组织进行）：假如从科研的角度讲，同学们可以利用水培或者土培试验进行重金属污染的模拟，不同浓度的重金属溶液培养时间不同，来争论玉米中重金属含量，从而评判玉米对于重金属的吸取才能；也可以培养不同植物，比较不同植物对于相同浓度重金属吸取的差异；消化炉调剂步骤：（1）接通电源，打开开关（黄色按钮）；（2）通过键移动光标，光标为闪烁的小点；（3）通过和键转变设定温度，调剂停止后2秒左右光标停止闪烁；（4）关闭时直接按开关，然后断电；消化炉上图标符号意义：PV——当前温度；SV——设定温度；移动光标；数值增加；数值削减；仍原设定（不要按）；试验三土壤中全磷的测定一、试验原理：磷钼蓝正确显色酸度[H+]0.45-0.65mol[H+]/LH3PO4+12H2MnO4——H3P〔Mo3O10〕4〔磷钼杂多酸〕+12H2OH3P〔Mo3O10〕4——〔加抗坏血酸Vc仍原〕H3PO4·10MoO3·Mo2O5（磷钼蓝）或H3PO4·8MoO3·2Mo2O5二、步骤：33/39\n生态学综合试验讲义1、消解：0.5g土壤（用小纸条放入消化管底部）（同时做不加土的试剂空白）——数滴蒸馏水——3ml浓H2SO4+0.5mlHClO4——盖弯颈小漏斗——100℃15min——150℃30min——冷却，转至100ml容量瓶中（事先盛水30-40ml）——定容过滤；（先定容，后过滤可以防止滤纸被酸烧毁）2、比色：吸滤液5ml——50ml容量瓶——2,6二硝基酚2滴——①——如为黄色，就加5%H2SO4——至黄色刚退②——如为无色，就加10%Na2CO3——显黄色时——再加5%H2SO4——至黄色刚退——5ml钼锑抗显色剂——定容、摇匀——放置30分钟——700nm比色（以空白调零）（速效磷为660nm比色）3、标线：吸取5mg/l磷标准溶液0、2、4、6、8ml——50ml容量瓶——加蒸馏水10、8、6、4、2、ml——2,6二硝基酚2滴——10%Na2CO3或者5%H2SO4——至黄色刚退（如上所示）——5ml钼锑抗显色剂——定容、摇匀——放置30min——700nm比色——绘制标线（速效磷为660nm比色）说明2,6二硝基酚变色点：pH2.4〔无色〕，pH4.0〔黄色〕；试验四土壤中全氮的测定一、原理：HClHClO4浓H2SO4NaOHH3BO3有机氮————NH3————NH4〔SO4〕2———NH3—————H3BO3·NH3———H3BO3+NH4Cl二、步骤1、消解：1.0g土——润湿——加3ml浓H2SO4和2滴HClO4————100℃15min——150℃30min——洗入小烧杯中；2、蒸馏：连接半微量蒸馏装置——加20mlH2O入蒸馏瓶——加4%NaOH20ml蒸馏——加25ml2%H3BO3加2滴指示剂吸取——不变色（深蓝色不再变）——开头加样品蒸馏，吸取液至50ml左右时停止；34/39\n生态学综合试验讲义3、滴定：用0.01mol/lHCl滴定至为红色（粉红色）；4、运算：按讲义公式运算；试验五利用蚕豆根尖微核技术监测重金属〔或农药〕污染步骤：蚕豆种子浸种24-36h——催芽24-36h——初生根长至1.5-2cm——染毒（不同浓度的Cd2+或Hg2+）（如0、3、6、9mg/L，其中0是为染毒的对比）4-6h——蒸馏水洗涤3次，每次2-3分钟——修复培养22-26h（两个细胞周期）——从根尖顶端切下1cm长的幼根——卡诺氏固定液固定24-48h——转入70%乙醇溶液中——放入4℃冰箱——孚尔根染色（蒸馏水洗涤2次，5min/次——加5MHCl，28℃水浴）解离25min——蒸馏水再洗涤2次，5min/次——黑暗中加Schiff试剂染色4-6h——SO2洗涤液洗涤2次，5min/次——蒸馏水洗涤1次，5min——蒸馏水4℃储存——制片镜检；切1mm根尖——少许蒸馏水——解剖针捣碎——加盖玻片后再盖滤纸小扣——4倍——10倍——40倍镜检；微核——微小的细胞核；更高要求（期望部分预备攻读争论生或者对于争论有爱好的同学组织进行）：假如从科研的角度讲，同学们可以利用不同浓度三致物质或者不同种类三致物质进行蚕豆根尖的培养，来争论不同试剂、不同浓度的三致效应；试验六校内植物群落调查试验方法——标准样方法1个10m×10m样方，其中乔木、灌木划分为5m×5m的4个网格的小样方；令做5个1m×1m的草本样方；2、记录（1）乔木层数据的调查：乔木：种类名称、密度、胸径、高度、频度灌木：多度、盖度、高度35/39\n生态学综合试验讲义草本：多度、盖度、高度三、运算：辛普森、香农-威纳指数36/39