2生態(tài)學實驗

1、生態(tài)學實驗課講義和參考資料,生態(tài)學實驗Ecology,主講教師: 陳伏生Tel: 13970816736E-mail: chenfush@hotmail.com,生態(tài)學實驗課簡介,生態(tài)學實驗要求學生熟悉主要生態(tài)因子的測定原理和方法及其簡易儀器的使用，了解生態(tài)因子的變化規(guī)律; 掌握生物種群、生物群落調查取樣、數(shù)據(jù)處理、分析歸納的方法; 知道生態(tài)系統(tǒng)關鍵過程的研究思路，并初步具備撰寫科技論文的基本素質。通過實驗教學使學生學習并掌

2、握生態(tài)學研究的一些基本實驗技能和方法，從而鞏固課堂理論學習的知識，提高學生的動手能力、分析能力和創(chuàng)新能力。,生態(tài)學實驗課教學大綱,生態(tài)學實驗課教學內容,個性化實驗：結合課題，自由選取，業(yè)余實施，發(fā)表論文，考核內定。,生態(tài)學實驗一不同生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)因子的時空變異,一、實驗內容：氣溫、光照強度、土壤溫度、水分、容重和pH測定的儀器與使用方法; 氣溫、光照強度、土壤溫度的時空變化。二、目的要求：熟悉生態(tài)學生態(tài)因子測定的基本儀器的使

3、用方法; 熟悉若干生態(tài)因子的時空變化特點和規(guī)律；比較分析以上生態(tài)因子在不同生態(tài)系統(tǒng)中的異同及其原因。三、主要儀器設備：溫度計、照度計、土壤溫度計、pH計、環(huán)刀、鋁盒、土壤鉆、小鏟、烘箱、50ml小燒杯、玻璃棒、土壤篩（孔徑1mm）、分析天平、干燥器（內盛變色硅膠或無水氯化鈣）等。,生態(tài)學實驗一不同生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)因子的時空變異,四、實驗方法及原理研究生助教介紹照度計、土壤溫度計、pH計等儀器使用方法和觀察記錄方法后，學生分成8

4、組，在校園中選取不同森林生態(tài)系統(tǒng)，開展光照強度、氣溫、土壤溫度、土壤容重、土壤含水量、pH等的時空測定。照度計：測定太陽輻射強度（單位為umol m-2 s-1）。一般采用照度計，它是利用光電原理制成的。光電池具有一個氧化層，在光的作用下，從那里放出電子，只要用一個低電阻的電流表把金屬膜和金屬基部相連接，就會發(fā)出一個與光強度成正比的電流。這種電池對300-700nm的光是不是靈敏的，而且具有反應迅速、不需要外接電源等優(yōu)點。測定時，在照

5、度計的電池槽內裝上電池，把光電頭插頭插入儀器的插孔，打開開關及探頭蓋，照度計的顯示屏上顯示讀數(shù)，待數(shù)字穩(wěn)定后，把光敏探頭置于欲測光源處，便可讀數(shù)。顯示屏的讀數(shù)分4檔，每檔相差10倍（單位為lx）。,生態(tài)學實驗一不同生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)因子的時空變異,四、實驗方法及原理溫度計：溫度包括氣溫和土壤溫度。主要介紹土壤溫度計。土壤溫度計的原理與構造與一般的水銀空氣溫度計相似，所不同的是土壤溫度計一端彎曲，以便讀數(shù)。土壤溫度計有不同長短的一組溫度

6、計組成，以測定不同深度的土壤溫度。測定時，在土壤表面挖不同深度的小坑，把不同深度的溫度計埋至不同的深度（注意溫度計的底部與地表平行），把土填回，用手壓實，一小時后便可讀數(shù)。pH計：pH計有多種類型，可根據(jù)精度的需要選用不同的pH計。本實驗使用PHB-3便攜式pH計。該儀器體積小，便于攜帶，使用方便，測量精度為±0.02 pH。測量時，先用標準溶液對儀器進行校正。校正后，用純凈水沖洗測定電極并用干凈紗布拭干，便可對被測溶液進行

7、測定。,生態(tài)學實驗一不同生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)因子的時空變異,四、實驗方法及原理：土壤水分測定：兩個目的，一是為了解土壤的實際含水狀況，分析生態(tài)系統(tǒng)的水分動態(tài)及貯水能力。二是風干土樣水分的測定，為各項分析結果計算的基礎。前一種田間土壤的實際含水量測定，目前測定的方法很多，所用儀器也不同。風干土中水分含量受大氣中相對濕度的影響。它不是土壤的一種固定成分，在計算土壤各種成分時不包括水分。因此，一般不用風干土作為計算的基礎，而用烘干土作為計算

8、的基礎。分析時一般都用風干土，計算時就必須根據(jù)水分含量換算成烘干土。測定時把土樣放在105～110℃的烘箱中烘至恒重，則失去的質量為水分質量，即可計算土壤水分百分數(shù)。在此溫度下土壤吸著水被蒸發(fā)，而結構水不致破壞，土壤有機質也不致分解。,生態(tài)學實驗一不同生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)因子的時空變異,四、實驗方法及原理：群落內外太陽輻射強度及其變化：由于太陽和地球相對位置的不斷變化，以及地球表面大氣層吸收、反射和散射介質的差異，太陽輻射具有時空上的

9、顯著差異。植物群落由于葉子對光的吸收、反射和散射，植物群落內外的太陽輻射也有顯著的不同。測定時，在群落內外隨機確定若干個測點，從早到晚每隔一定時間測定各點的光照強度。群落內外溫度及其變化：地球表面由于太陽輻射的變化，氣溫也存在時空變化。植物群落由于植物枝葉的作用，氣溫和土壤溫度的變化與群落外不完全相同，具有本身的特點和規(guī)律。測定時，在群落內隨機確定若干個測點，群落外確定相近的1—2個點，從早到晚每隔一定時間測定。,生態(tài)學實驗一不同生

10、態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)因子的時空變異,五、具體步驟（1）光照強度：既觀測其時間上的波動（10:30、11:30、12:30、14:30的波動），又比較一個生態(tài)系統(tǒng)內部不同高度（如地面、1.5m、3m處）、不同生態(tài)系統(tǒng)之間的差異。（2）土壤溫度：既觀測其時間上的波動（ 10:30、11:30、12:30、14:30的波動），又比較不同土壤深度（表面、10、15、20cm）、以及不同生態(tài)系統(tǒng)之間的差異。（3）土壤水分：比較不同土壤深度（0-1

11、5、15-30、30-45、45-60cm）和不同生態(tài)系統(tǒng)之間的差異。（4）土壤pH：比較不同生態(tài)系統(tǒng)0-15cm層土壤pH的異同，分析原因。（5）空氣溫濕度：除了時空動態(tài)之外，還可以分析溫度和濕度的相關性？,生態(tài)學實驗一不同生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)因子的時空變異,六、問題與思考生態(tài)因子時空異質性與植物分布的相互作用。七、土壤樣品和植物根系樣品為第三次實驗項目生態(tài)系統(tǒng)固碳能力評價做準備！八、實驗安全防火種、防落水、防受傷、防損壞

12、九、實驗報告每人提供實驗報告1份。,實驗報告格式,實驗內容實驗目的實驗材料/研究地點/樣地概況實驗方法與儀器設備實驗步驟與技術方案實驗原始數(shù)據(jù)結果與分析討論與結論建議致謝參考文獻,實驗課成績,出勤情況 30%實驗報告 50%指導教師 20%,附：能量環(huán)境因子觀測儀器簡介（1）,HOBO小型自動氣象站,土壤水分傳感器,雨量傳感器,總輻射傳感器,風速傳感器,附：能量環(huán)境因子觀測儀器簡介（2）,P

13、MA2200 輻射計,PMA2141是一種ISO-分類的二級照度計。,附：能量環(huán)境因子觀測儀器簡介（3）,DRM-FQ雙輻射計,紅外測溫儀,附： 能量環(huán)境因子觀測儀器簡介（4）,HOBO U12 熱電偶溫度數(shù)據(jù)采集器,1，不銹鋼溫度記錄儀                 &#

14、160;                                2，不銹鋼探針式溫度記錄儀  

15、                                    

16、0;                                    &#

17、160;                              3，HOBOware Software軟件包：設置和下載數(shù)據(jù)之用

18、                    4，USB通訊接口線5，數(shù)據(jù)傳輸器（可選）,,HOBO U12不銹鋼溫度記錄儀,附： 能量環(huán)境因子觀測儀器簡介（5）,WS-STD1自動氣象站,附： 能量環(huán)境因子觀測儀器簡介（6）,水下溫度數(shù)據(jù)

19、采集器：采集并記錄溫度                                   &

20、#160;                                    

21、;                光學USB基座：下載數(shù)據(jù)時使用                  &#

22、160;                                    

23、              HOBO防水數(shù)據(jù)傳輸器：移動式下載并存儲數(shù)據(jù)，防水深度20米，USB接口，4MB容量                

24、;                                    

25、60;                            保護套桶：防止數(shù)據(jù)采集器在水中漂移或被水沖走    

26、60;                                    &

27、#160;                         HOBOware Software軟件包：設置和下載數(shù)據(jù)之用,HOBO Water Temp Pro v2水下溫度數(shù)據(jù)采集器,

28、附： 能量環(huán)境因子觀測儀器簡介（7）,TR-72U溫濕度記錄儀,StowAway TidbiT袖珍溫度記錄儀,附： 能量環(huán)境因子觀測儀器簡介（8）,Thermoline L+M溫濕度控制箱TRH,Thermoline L+M植物生長室TPG,附：能量環(huán)境因子觀測儀器簡介（9）,LC Pro+ 全自動便攜式光合儀,附：能量環(huán)境因子觀測儀器簡介（10）,SpectroSense2 冠層光譜測量系統(tǒng),附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器(1),SEBA

29、地下水取樣器,,DO系列便攜式溶氧儀,附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器(2),Rqflex便攜式反射光度計,NOVA400、NOVA60多參數(shù)分光光度計簡介,EcoScan con6便攜式溶液電導率儀,附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器(3),CPS12多層面CO2測量系統(tǒng),SRS-2000便攜式土壤呼吸測量系統(tǒng),附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器(4),TRIME-Logging土壤水分動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),ML2x高精度土壤水分測量儀,附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器

30、(5),BTC-100X數(shù)字圖像撲捉系統(tǒng),根系分析系統(tǒng)：WinRHIZO TRON MF圖像分析軟件，或WinRHIZO TRON圖像分析軟件,ET-100 根系生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),,附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器(6),TRIME-T3土壤剖面含水量測量系統(tǒng),2250實驗室土壤呼吸系統(tǒng),附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器(7),BaPS土壤氮循環(huán)監(jiān)測系統(tǒng),附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器(8),2225FS便攜式鹽分計,Psypro水勢測量系統(tǒng),附：物質環(huán)境

31、生態(tài)學研究儀器(9),手持土鉆環(huán)刀取樣套件,附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器(10),SEDIMAT 4-12 土壤粒徑分析系統(tǒng),6101土壤緊實度儀,附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器(11),AA3連續(xù)流動分析儀,DIK人工降雨模擬器,附：物質環(huán)境生態(tài)學研究儀器(12),土壤養(yǎng)分測定儀,實驗二、森林群落調查方法、關鍵種群特征和物種多樣性分析,一、實驗內容,群落調查取樣方法群落種類組成分析物種多樣性與均勻度分析重要值的計算,二、目的要求,1、

32、掌握種群和群落調查的基本方法；2、了解群落結構分析方法；3、掌握群落物種多樣性計算的基本方法；4、了解群落的結構和功能的關系。,三、主要儀器設備,羅盤儀、GPS、皮尺、測繩、胸徑圍尺、記錄夾等。,四、實驗步驟,1、樣地選取全面踏查、線路調查、典型調查隨機設置、規(guī)則設置、主觀設置樣方法：代表性群落的選取或確定,,,,,四、實驗步驟,2、樣地大小草本群落的樣方大小通常為1m2，較高的草本群落也有用4 m2或更大的樣方。灌木的

33、樣方大小通常為3m×3m、4m×4m 、5m×5m。喬木的樣方大小通常為100 m2 、400 m2 。樣方的數(shù)目據(jù)群落的類型、物種的豐富程度以及人力和時間等確定。但全部樣方的總面積，應略大于群落的最小面積。,樣地大?。阂话悴捎贸彩綐臃椒ǎㄟ^繪制種——面積曲線來確定。 巢氏取樣法 種- 面積曲線,不同群落類

34、型最小面積經(jīng)驗值,3、樣地形狀,a.傳統(tǒng)形狀：方形故稱樣方(Quadrate)b.圓形：也稱樣圓（Cycling）c.矩形：也稱樣帶(Belt)或樣條(Transect),,,,四、實驗步驟,4、調查記錄4.1基本原則調查都要做調查記錄，群落調查也不例外。調查記錄內容、項目隨研究目的不同而不同，但其原則是不宜羅列太繁瑣、太細致，以免影響調查進度。研究群落組成和結構，可使用群落調查表格，群落調查表格根據(jù)研究目的和對象而制定。

35、 植物名稱一欄，一行記錄一個個體。胸徑在野外測定時，往往先測定胸圍，再據(jù)胸圍與胸徑的關系推算胸徑。用胸高(1.3m)直徑取代基部直徑，是由于許多植物樹干基部有板根、支柱根等影響測定，此外，測定胸高直徑也比基部直徑更易些。,四、實驗步驟,4、調查記錄4.2 基本情況表,基本情況表,植物群落調查表調查者： 調查日期： ；樣地編號：

36、 樣地面積： ；群落類型： 群落名稱： ； 地理位置： 經(jīng)度： 緯度： ； 地形： 海拔： 坡向： 坡度： ；

37、 土壤、巖石、地下水位： ；微地形、地被物： ；動物活動情況： ； 人為干擾情況：

38、 。,四、實驗步驟,4、調查記錄4.3 喬木調查,,喬木調查表,調查者： 日期： 樣地號： 樣地面積： 群落郁閉度： 喬木層： 灌木層： 草本層： 群落類型： 群落名稱：,四、實驗步驟

39、,4、調查記錄4.4 灌木調查,,灌木調查表,調查者： 日期： 樣地號： 樣地面積： 群落郁閉度： 喬木層： 灌木層： 草本層： 群落類型： 群落名稱：,四、實驗步驟,4、調查記錄4.5 草本調查,,草本調查表,調查者：

40、 日期： 樣地號： 樣地面積： 群落郁閉度： 喬木層： 灌木層： 草本層： 群落類型： 群落名稱：,四、實驗步驟,4、調查記錄4.6 層間植物調查,層間調查表,調查者： 日期：

41、樣地號： 樣地面積： 群落郁閉度： 喬木層： 灌木層： 草本層： 群落類型： 群落名稱：,5、群落結構分析,5.1 群落特征的計量指標A、相對多度B、密度和相對密度(RDE)C、頻度(F)和相對頻度(RFE)D、蓋度和相對蓋度(RCO)

42、投影蓋度(Cc)和基面積蓋度(Cb),,5.2 群落組分重要性和優(yōu)勢度的分析,A、重要值(IV)的計算B、總和優(yōu)勢度,5.3 植物群落的物種多樣性分析,A、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H)pi為抽樣個體屬于某一個物種的概率B、Simpson多樣性指數(shù)(SP)N為群落個體總數(shù)，ni為第i各種的個體數(shù)，s為總數(shù),C、基于Shannon-Wiener指數(shù)的群落均勻度指數(shù)D、基于Simpson指數(shù)的

43、群落均勻度指數(shù)(E),,5.4植物群落的生活型分析,生活型是植物對綜合環(huán)境條件的長期適應、而在外貌上反映出來的植物類型 。Humboldt(1806)最早提出；Raunkiear(1934,1937)系統(tǒng)以植物對越冬的適應特征，即更新芽的空間位置為基礎的生活型分類，分為：高位芽、地上芽、隱芽植物和一年生植物5個基本類群；Drude等人以植物的形態(tài)、外貌和生活方式為基礎，分為喬木、灌木和草本等 。,《中國植被》共分為十四類：喬木、

44、灌木、竹類、藤本、附生木本、寄生植物、半灌木和小灌木、多年生草本、一年生草本、寄生草本、腐生草本、水生草本、苔蘚和地衣、藻菌植物等 。,5.5 關鍵種的種群結構分析,種群基本特征：密度生命表種群增長,附：植物鑒定,葉花果莖根,海金沙（海金沙科）,鱗毛蕨（鱗毛蕨科）,狗脊（蚌殼蕨科 ）,芒萁（里白科）,苔草（莎草科）,香茅（禾本科）,山莓（薔薇科）,木莓（薔薇科）,金櫻子（薔薇科）,野山楂（薔薇科）,檵木（金縷梅科）,黃瑞木（

45、山茶科）,山礬（山礬科）,白檀（山礬科）,小蠟（木犀科）,冬青（冬青科）,烏飯樹（杜鵑花科）,黃梔子（茜草科）,假死柴（樟科）,飯湯子（忍冬科）,三葉赤楠（桃金娘科）,苦櫧（山毛櫸科）,枸骨（冬青科）,芫花（瑞香科）,南蛇藤（衛(wèi)矛科）,苦櫧林群落表 （1900 m2樣地統(tǒng)計1.5m以上立木）,典型案例,多樣性指數(shù)的計算,（1）Shimpson多樣性指數(shù) 該指數(shù)是Shimpson（1949）基于概率論提出的。其計算公式如下：SP

46、 = N （N—1）/ ∑ni (ni —1)式中，SP為多樣性指數(shù)，N為群落（樣地）全部種的個體數(shù)，ni為第I個種的個體數(shù)。（2）Shannon-Wiener多樣性指數(shù)該指數(shù)是以信息論范疇的Shannon-Wiener函數(shù)為基礎的。其計算公式如下：SW = —∑pi log2pi或，SW = 3.3219 [lgN—(1/n)∑ni lgni ]式中，SW為多樣性指數(shù)，pi為第i種的個體數(shù)的百分數(shù)，N為群落全部個體總數(shù)，n

47、i為第i種的個體數(shù)，3.3219為log2到lg 的轉換系數(shù)。,多樣性指數(shù)的計算,（3）均勻度群落均勻度是指群落中各個種的多度的均勻程度。它的計算可通過多樣性指數(shù)值和該群落樣地種數(shù)、個體總數(shù)不變的情況下理論上具有的最大的多樣性指數(shù)值的比值來度量的。因為這個理論值實際是在假定“群落中所有種的多度分布是均勻的”這個基礎上來實現(xiàn)的。如果物種多樣性是基于Shmpson指數(shù)，則當ni / N = 1/s時（s為群落中總種數(shù)），有最大的物種多樣

48、性，可以推導出：SPmax = s(N—1) / (N—s)則物種均勻度為：E = SP / SPmax.如果是基于Shannon-Wiener指數(shù)，則最大的物種多樣性為：Swmax = —∑(1/s)log2 (1/s) = log2 s, 因此物種均勻度的計算式為：E = SW / SPmax = SW / log2 s.,重要值的計算,數(shù)據(jù)整理是將野外調查的原始資料條理化，并演算出一些反映群落特征的數(shù)量指標。其中反

49、映種群在群落中優(yōu)勢度大小的指標有：相對多度：指種群在群落中的豐富程度。計算式為：相對多度=（某種植物的個體數(shù)/同一生活型植物的個體總數(shù)）×100%頻度與相對頻度：頻度是指一個種在所作的全部樣方中出現(xiàn)的頻率。相對頻度指某種在全部樣方中的頻度與所有種頻度和之比。計算式為：頻度=該種植物出現(xiàn)的樣方數(shù)/樣方總數(shù)相對頻度=（該種的頻度/所有種的頻度總和）×100%相對顯著度：指樣方中某種個體的胸面積和與樣方中所有種

50、個體胸面積總和的比值。計算式為：相對顯著度=（樣方中該種個體胸面積和/樣方中全部個體胸面積總和）×100%重要值：是一個綜合的指標，通常綜合考慮相對多度、相對頻度和相對顯著度中兩至三個指標。重要值=相對多度+相對頻度+相對顯著度,五、實驗報告,1、以小組為單位進行樣方調查，學生獨立完成群落表并上繳實驗報告。2、以樣地取樣數(shù)據(jù)，計算不同群落的Simpson多樣性指數(shù)，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和均勻度。3、

51、不同群落的多樣性指數(shù)與均勻度有何差別？,The end!See you next time!,實驗三、生態(tài)系統(tǒng)碳貯量及其分配格局的研究,一、實驗內容：土壤有機碳的測定和碳貯量的計算生態(tài)系統(tǒng)碳貯量的基本格局。二、目的要求：學習土壤和植物材料的取樣方法；掌握植物和土壤有機質的測定方法；了解生態(tài)學研究的方法論；理解生態(tài)系統(tǒng)服務功能的內涵 。,實驗三、生態(tài)系統(tǒng)碳貯量及其分配格局的研究,三、實驗地點：校園馬尾松純林生態(tài)系統(tǒng)；校

52、園針闊混交林生態(tài)系統(tǒng)。四、儀器和設備鏟子、鋤頭、篩子、直尺、消煮鍋、試管、三角瓶等,五、實驗步驟1、葉片取樣與有機C含量取標準木2株，在一株標準木的上中下東南西北各稱一部分，混合，作為一個樣，另一株為另個樣。帶回實驗驗洗干凈，70度烘干，磨碎，測定有機質含量。2、莖的取樣與有機C含量取某2種典型灌木，砍取部分地下部分，去葉，用枝剪剪成若干小段，帶回實驗驗，洗凈，烘干，磨碎，測定有機質含量。,五、實驗步驟3、根系取樣與C

53、貯量在樣地中，隨機選取2點，每點分0-15cm和15-30cm兩層挖30*30cm的方塊，過篩取其根系，洗凈，烘干，稱重，磨碎，測定有機質含量，并計算土壤根系C貯量。4、土壤取樣和C貯量同上。隨機分層取部分土壤，風干，磨碎，過篩，測定有機質含量。,五、實驗步驟5、有機質測定重鉻酸鉀容量法——外加熱法方法原理在外加熱的條件下（油浴的溫度為180，沸騰5分鐘），用一定濃度的重鉻酸鉀——硫酸溶液氧化土壤有機質（碳），剩余的重鉻酸

54、鉀用硫酸亞鐵來滴定，從所消耗的重鉻酸鉀量，計算有機碳的含量。本方法測得的結果，與干燒法對比，只能氧化90%的有機碳，因此將得的有機碳乘以校正系數(shù)，以計算有機碳量。在氧化滴定過程中化學反應如下：2K2Cr2O7＋8H2SO4+3C→2K2SO4+2Cr2（SO4）3+3CO2+8H2OK2Cr2O7+6FeSO4→K2SO4+Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+7H20在1mol·L－1H2SO4溶液中用Fe2+滴定

55、Cr2O72－時，其滴定曲線的突躍范圍為1.22～0.85V。,五、實驗步驟5、有機質測定重鉻酸鉀容量法——外加熱法主要儀器 油浴消化裝置（包括油浴鍋和鐵絲籠）、可調溫電爐、秒表、自動控溫調節(jié)器。試劑（1）0.008mol·L-1(1/6K2Cr2O7)標準溶液。稱取經(jīng)130℃烘干的重鉻酸鉀（K2Cr2O7，GB642-77，分析純）39.2245g溶于水中，定容于1000ml容量瓶中。。（2）H2SO4。濃硫

56、酸（H2SO4，GB625-77，分析純）。（3）0.2mol·L-1Fe SO4溶液。稱取硫酸亞鐵（Fe SO4·7H2O，GB664-77，分析純）56.0g溶于水中，加濃硫酸5mL，稀釋至1mL。（4）指示劑:鄰啡羅啉指示劑：稱取鄰啡羅啉（GB1293-77，分析純）1.485g)與Fe SO4·7H2O0.695g，溶于100mL水中。,五、實驗步驟5、有機質測定重鉻酸鉀容量法——外加熱法

57、操作步驟:(1)稱取通過0.149mm（100目）篩孔的風干土樣0.1～1g（精確到0.0001g），放入一干燥的硬質試管中，用移液管準確加入0.8000mol·L-1(1/6K2Cr2O7)標準溶液5mL （如果土壤中含有氯化物需先加入Ag2SO40.1g），用注射器加入濃H2SO45mL充分搖勻，管口蓋上彎頸小漏斗，以冷凝蒸出之水汽。(2)將8～10個試管放入自動控溫的鋁塊管座中（試管內的液溫控制在約170℃），[或將

58、8～10個試管盛于鐵絲籠中（每籠中均有1～2個空白試管），放入溫度為185～190℃的石蠟油鍋中，要求放入后油浴鍋溫度下降至170～180℃左右，以后必須控制電爐，使油浴鍋內始終內維持在170～180℃]，待試管內液體沸騰發(fā)生氣泡時開始計時，煮沸5min，取出試管（用油浴法，稍冷，擦凈試管外部油液）。,五、實驗步驟5、有機質測定重鉻酸鉀容量法——外加熱法操作步驟 (3)冷卻后，將試管內容物傾入250mL三角瓶中，用水洗凈試管內

59、部及小漏斗，這三角瓶內溶液總體積為60～70mL，保持混合液中（1/2 H2SO4）濃度為2～3 mol·L-1，然后加入2-羧基代二苯胺指示劑12～15滴，此時溶液呈棕紅色。用標準的0.2 mol·L-1硫酸亞鐵滴定，滴定過程中不斷搖動內容物，直至溶液的顏色由棕紅色經(jīng)紫色變?yōu)榘稻G（灰藍綠色），即為滴定終點。如用鄰啡羅啉指示劑，加指示劑2～3滴，溶液的變色過程中由橙黃→藍綠→磚紅色即為終點。記取Fe SO4滴定毫升數(shù)

60、（V）。(4)每一批（即上述每鐵絲籠或鋁塊中）樣品測定的同時，進行2～3個空白試驗，即取0.500g粉狀二氧化硅代替土樣，其他手續(xù)與試樣測定相同。記取Fe SO4滴定毫升數(shù)（V0），取其平均值。,五、實驗步驟5、有機質測定重鉻酸鉀容量法——外加熱法結果計算土壤有機碳（g·kg-1）= 式中：c——0.8000 mol·L-1 (1/6K2Cr2O7)標準溶液的濃度； 5——重鉻酸鉀標準溶液加入

61、的體積（mL）； V0——空白滴定用去FeSO4體積（mL）； V——樣品滴定用去FeSO4體積（mL）； 3.0——1/4碳原子的摩爾質量（g·mol-1）； 10-3——將mL換算為L； 1.1——氧化校正系數(shù)； m——風干土樣質量(g)； k——將風干土樣換算成烘干土的系數(shù)。,,五、實驗步驟6、土壤固碳能力的計算及其比較分析土壤固碳量

62、＝ i表土壤層次；Ci表不同土壤層次的有機碳含量；Di表不同土壤層次的容重；d表土壤層次的厚度；S為樣方面積7、植物體貯碳量的計算與比較植物體固碳能力=i表示植物體根、莖、枝、葉、果實等不同器官；Ci表示不同植物器官有機碳含量；Di表示單位面積不同植物器官的生物量；F表示不同的植物種類；S為樣方面積8、生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力比較,,生物量計算參考公式,參考數(shù)據(jù),六、作業(yè)整理數(shù)據(jù)與分析結果，提交實驗報告。七、關鍵科學問題生

63、態(tài)系統(tǒng)碳固持能力的驅動機制是什么？生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的分布格局？為什么要重點關注土壤固碳能力？,實驗四、研究報告和生態(tài)學軟件應用及其實例分析,研究論文的撰寫生態(tài)學軟件及其上機體驗研究案例分析研究報告的提交,研究論文的撰寫,首面（標題、署名、單位）摘要和關鍵詞引言結果與分析討論參考文獻致謝,一、首頁,1. 題目：切合文章主要內容，明確、醒目、 有特點、 不落俗套。信息足夠：試驗對象，處理因素，效應特點。

64、文字簡練：一般不超過30個中文字或100個英文字符。生動具體：用具體的效應特征增加吸引力。例：生態(tài)系統(tǒng)固碳的研究；不夠具體。 改進：人工林生態(tài)系統(tǒng)固碳效應；還是缺乏吸引力。 再改進：馬尾松人工林固碳潛力及其驅動機制。,2. 作者和單位國際通行的作法是：對論文內容做出較重要實質貢獻的參加署名，做出最重要研究工作貢獻的為第一作者，為研究工作提出思路、指導和提供開展工作條件的為通訊作者。在材料、方法、技術、討論、資金等

65、方面為研究工作提供了幫助的可寫到“致謝”中。第一作者的單位為第一完成單位，署名作者的單位均應為完成單位，列在作者行的下方。單位應列出全稱，國家，城市，郵編。通訊作者要注出通信聯(lián)絡的具體地址，電話，傳真號碼和Email地址。,,,二、摘要和關鍵詞 摘要既可作為論著的一個部分出現(xiàn)于論著的開始，也可與題目一起獨立出現(xiàn)于各種檢索系統(tǒng)。因此，摘要既要為讀者閱讀論著提供一個簡明的概要，也要為無法閱讀全文的讀者提供論著主要內容，包括目的、方法、

66、結果和結論。摘要的長度一般不超過全文的5％。關鍵詞(也稱主題詞)是檢索編寫人員編制檢索時的依據(jù)，關系到讀者是否能夠順利檢索到該論著，所以也應按規(guī)范寫出。,關鍵詞：關鍵詞可以是短浯也可以是單詞，可方便讀者利用各種檢索工具搜尋感興趣的論著。關鍵詞一般跟在論著摘要前后。須注意關鍵詞選擇是否得當，與你的論著被引用頻率有密切關系，因而不要忽視關鍵詞的選擇。關鍵詞應該能表示論著中重要的主題，還應選擇能夠吸引讀者的注意力的詞匯作關鍵詞。國際互聯(lián)

67、網(wǎng)為文獻檢索提供更便利條件，準確提供關鍵詞的重要性也日益增加。關鍵詞以新詞為最佳，應為特定詞匯?！皯谩?、“調查”、“研究”之類非特定詞不能作為關鍵詞。,三、前言前言的目的是給出本文作者進行此項工作的原因，企圖達到和已經(jīng)達到的目的。因此應給出必要的背景材料，讓對這一領域并不特別熟悉的讀者能夠了解進行這方面研究的意義，前人已經(jīng)達到的水平，已經(jīng)解決和尚待解決的問題，最后應用一兩句話說明本文目的和主要創(chuàng)新之處。前言不是綜述，不要牽扯面太

68、大，避免過多細節(jié)和無關問題。在介紹背景材料時還應該注意和自己完成的工作相適應。,,,四、材料和方法1、一般要點 材料與方法一般分為若干小節(jié)，不僅提供支持論著結果的方法學依據(jù)，也可供他人重復和借鑒。有些借鑒于他人的方法，可以簡要地描述，甚至不作具體描述，但是應當提供所借鑒的文獻。材料與方法寫作的范圍及描述細致程度，要根據(jù)與論著結果的關系， 重要的應當寫得具體，次要的可簡單一些。對于創(chuàng)新或重大改進的方法，對創(chuàng)新或改進部分作較詳細

69、的敘述。,2、具體內容(1)試驗對象: ①對于人，說明受試者的選擇標準，年齡、性別、病變程度、病程長短、伴發(fā)癥狀、用藥等基本情況。有時需要列表加以具體說明。②對于動植物，說明種類、品系、性別、年齡、體重、來源、飼育條件、感染狀況、生長狀況等情況。(2)試驗材料: 實驗采用的化學品(藥物、培養(yǎng)基、緩沖液、氣體等)，生物材料 (器官、組織、細胞等)，實驗儀器、設備等，要在適當?shù)牟课?單列一節(jié)或在有關敘述中出現(xiàn)時)說明來源、生產(chǎn)或銷售商、

70、型號或批號、特性(含量、濃度、活性等)、性能等。,(3)處理因素(自變量)：描述處理因素及其方法、強度、時間等，以及處理因素的對照組設置。(4)觀察指標(因變量)：具體說明觀察指標的種類、特點、測定方法等。(5)試驗步驟：按試驗過程的前后順序，逐一介紹。(6)統(tǒng)計學方法：說明統(tǒng)計量表示方法，差異顯著性檢測的方法，評定顯著性意義的標準等。,范 例,五、結果,1、邏輯性實驗結果是檢驗科學思想的手段，進行科學推理的依據(jù)，是實驗科學論文

71、的主體。一篇好文章應該盡力避免簡單地羅列數(shù)據(jù)，而是有一個中心思想，然后用一系列實驗結果來說明一個問題。因此實驗結果順序編排的邏輯性很重要，順序安排得好，讀者自然而然順著作者的思路思考，結論也就會更加令人信服。千萬不要簡單地按實驗的先后順序羅列實驗結果，這樣只能擾亂論文的邏輯結構，引起讀者思想紊亂。對于內容較多的論文，在每一段結果之前加醒目的小標題是必要的。,2、文字描述以文字概述結果的要點 文字描述應當指出結果的概要和要點。讀者僅從

72、數(shù)據(jù)中往往很難抓住重點，需要作者用文字作明確的說明。敘述順序可按重要性大小排列，或是先重點描述主要的試驗結果，然后描述較為次要的結果，最后提及對照組的結果；或是先描述對照組結果和次要結果，然后重點描述主要結果。總之，要明確突出論著的關鍵性結果。對有顯著變化的結果，要指出變化的特點(如增加或減少、增強或抑制等)，必要時重復一些最關鍵的數(shù)據(jù)或變化百分率；對于一些沒有顯著變化的結果，作簡要說明，不要詳細介紹。表格和圖列出的數(shù)據(jù)，不要重復(除

73、了極為必要的)；有些數(shù)據(jù)的量少，就不必列表或畫圖，直接在文字描述中列出；有些變化的定性特點，也可以文字說明。,3、圖、表結果究竟應該用圖還是用表來表達？在要強調趨勢，動向或相對關系的結果時應該用圖表達，而要準確表達數(shù)據(jù)的則應該用表。通常不要同時用圖又用表來重復表達，或用不同作圖法來表達同一組實驗數(shù)據(jù)。當然也有例外，如用不同作圖法可以說明不同問題時，是可以這樣做的，動力學上常用的二次作圖就可以表達新的動力學特性． 圖表是結果部分最重

74、要的內容，并不是所有讀者都會通讀全文的，特別是在結果部分常常只看圖表。注意不要用圖或表來敘述你所得到的，和前人一致的實驗結果。,六、討論,1、概述前面說過，一篇好的科學論文應該是根據(jù)實驗事實說明一種新觀點，討論的目的就在于綜合說明全文結果的科學意義。討論實際上反映了整個工作的水平，因此十分重要。內容應包括，本文的主要意義，指出本文中的創(chuàng)新之處，與文獻中有關結果的比較，對與文獻中不同的結果及不同看法的可能結束。最后可以指出仍存在的問題

75、，也可以簡單談一些將來可能的發(fā)展，為了明顯的原因，對一部分應注意有所保留。有時作者在結果部分也進行一定的討論。因此在討論中要注意避免重復結果部分的內容。,2、內容 討論是論著中最難寫的部分，能否體現(xiàn)論著價值在很大程度上依賴于討論部分的寫作。 要寫的內容： 討論的主要作用是回答引言中提出的問題，即給出答案；用結果論證答案以及該答案與已有知識的一致性。,討論的內容包括：①對引言中所提問題的答案，以及對該答案的論證、解釋

76、及辯護；②解釋與答案不符的結果；③指出創(chuàng)新點及與他人結果的不同之處；④解釋意外的發(fā)現(xiàn)；⑤解釋方法的局限性、實驗設計上的弱點及假說的有效性；⑥說明研究重要性。,七、參考文獻在科研論著中引用參考文獻的目的在于：①對其他作者的觀點和發(fā)現(xiàn)表示贊同和尊重；②為讀者提供更多信息的來源。 1．參考文獻的選擇 在撰寫綜述性文章時，由于要整理和傳遞大量的信息，因此，需引用大批參考文獻；而研究論文只需引用最相關的文獻。,選擇原則有

77、：①有效，最有效的文獻是期刊論文，因為這類論文經(jīng)過了一個審查過程，還有專著等；尚未投稿、投稿后尚未被接受的論文、個人交流資料等不能作為正式參考文獻，但可以在文中引用并以括號注明來源。②易獲得，難以獲得的文獻，就難以了解全文內容，不宜作為引用的文獻。③盡可能少，應當選擇第一手的、最重要的、風格最優(yōu)雅的、最新的文獻；如可能也可引用綜述性文獻。請注意，你的參考文獻目錄可引導讀者尋找你文章中已經(jīng)或未被引用的文獻。,2．準確性(1)引用文

78、獻的準確性 保證參考文獻目錄中每篇文獻的準確性，是作者的責任。對每一篇引用的文獻，都要查詢期刊上的原始文獻(第一選擇)，或是復印件、影印件 (第二選擇)。為已核實的參考文獻建立一個數(shù)據(jù)資料庫，這樣你只需對每篇文獻證實一次即可。被引用文獻所需核實的項目包括：作者姓名的拼寫、作者的名字首字母、題名 (包括小標題)、期刊名、發(fā)表年份、卷(期)、起止頁碼。參考文獻不準確的一個主要原因，就是直接摘錄其他作者論著(有時甚至是你自己的論著

79、)中引用的參考文獻，而未仔細閱讀該文獻。,(2)信息的準確性 不僅文獻要準確，引用的信息也必須準確。從已發(fā)表的文章中引用時，要保證你的陳述準確和公正，與原文一致使原作者能夠接受。當一篇文章完成時，再次仔細閱讀所引用的文獻，確保沒有曲解原作者的信息和觀點。(3)參考文獻與全文的相關性 參考文獻目錄必須包括文中引用的每一篇文獻，而參考文獻目錄中的每一篇文獻必須在正文中被引用，投稿前應當檢查每篇文獻是否與正文相符。,八、致謝（Ackno