叶片的生态适应性生态学实验.docx

1、叶片的生态适应性生态学实验实验一 叶片的生态适应性（约4人一组完成本实验，并将本次实验结果最终以科学报告形式提交，需提供不少于5篇参考文献）一、实验目的本实验的目的是探讨和分析不同植物叶片的干物质量、比叶面积、长、宽、含水量等特征对所处环境条件的生态适应性差异。二、实验材料与设备野外使用：相关地图与标记图、枝剪与高枝剪、卷尺、样绳、自封袋、滤纸、铅笔、记录本等。实验室内：电脑、游标卡尺、电子天平、烘箱、铅笔、A4复印纸、手术剪刀等。三、实验步骤本实验分为野外与实验室两个部份。实验以小组为单位进行，共同于野外观察与采样，以及使用一组实验室设备。本实验的进行步骤与测量的项目如下：1、野外实验研究植

2、物对象选择：枸骨冬青、石楠（Photinia serratifolia）、红花檵木（Loropetalum chinense var. rubrum）、海桐（Pittosporum tobira）、女贞（Ligustrum lucidum）、乌桕（Sapium sebiferum）、法国梧桐（Platanus acerifolia）、杜鹃（Rhododendron simsii）、日本樱花、樟（Cinnamomum camphora）、紫荆（Cercis chinensis）、凤凰竹、忍冬（Lonicera japonica）、金桂、枫杨（Pterocarya stenoptera）、黄山栾树

3、、夹竹桃（Nerium indicum）、柿（Diospyros kaki）、金叶女贞（Ligustrum vicaryi）、黄连木（Pistacia chinensis）、日本珊瑚树（Viburnum odoratissimum var. awabuki）、桃（Amygdalus persica）、李（Prunus salicina）、红叶石楠、垂柳（Salix babylonica）、广玉兰、紫薇（Lagerstroemia indica）、合欢（Albizia julibrissin）、梅（Armeniaca mume）、海桐（Pittosporum tobira）、栀子（Gardeni

4、a jasminoides）、加拿大杨（Populus euramericana）、杨梅（Myrica rubra）、枇杷（Eriobotrya japonica）、蜡梅（Chimonanthus praecox）、冬青卫矛（Euonymus japonicus）、榔榆（Ulmus parvifolia）、火棘（Pyracantha fortuneana）、三角枫、金边卫矛、鹅掌楸（Liriodendron chinense）、黄金槐、喜树（Camptotheca acuminata）、石榴（Punica granatum）、日本晚樱（Cerasus serrulata var. lannes

5、iana）等。叶片样品采集：每小组选择上述植物10种，每种植物都随机选取5个植株。在每个植株中部，充分暴露于阳光下的枝条上选择3片完全伸展、没有病虫害的叶片, 用剪刀剪下,置于两片湿润的滤纸之间, 放入塑料袋内后封口,并做好样品标记，然后带回实验室。2、实验室工作叶片功能性状指标值测定：1）饱和鲜重测定回到室内, 剪去叶片的叶柄, 用吸水纸吸去叶片表面的水分, 在万分之一的电子天平上称质量（饱和鲜质量）。2）叶片长与宽测定将上述叶片平铺在A4纸上，使用游标卡尺或直尺测定叶片长度与宽度；并使用铅笔在A4纸上沿叶缘画下叶片轮廓，做好样品标记，将叶片轮廓仔细剪下并使用万分之一电子天平测定质量。3）建

6、立面积-质量回归直线利用统一规格的A4纸，随机抽取3张，在每张纸上分别剪取1、2、3、4、5 cm2纸片各5片，共计75片。利用万分之一电子天平分别测量不同面积的小纸片质量，将数据录入SPSS软件，建立A4纸面积（y）-质量（x）回归直线，并对其直线回归关系作显著性检验。4）叶干物质量测定将上述叶片放入70烘箱内烘干48 h 后取出称质量（干质量）。5）叶含水量、干物质量、叶面积与比叶面积计算 叶含水量：=（叶片鲜质量-叶片干质量）(g) /叶片鲜质量(g)叶干物质量LDMC(Leaf dry matter content) = 叶片干质量(g)/叶片饱和鲜质量(g)。叶面积：利用3）建立的面

7、积（y）-质量（x）回归直线，将2）测定的质量带入回归方程计算各叶片的面积。比叶面积SLA(Specific leaf area)=叶面积(cm2)/叶片干质量(g)。四、研究报告植物功能性状与植物的适应性进化密切相关，从有机体功能性状及其多样性去理解生态系统功能多样性和重建群落系统发育结构等是生态学研究的一个全新视角。植物功能性状反映了植物在表征生态系统功能方面的生态指示作用, 强调其与生态系统过程和功能的关系。Cornelissen等发表了一个供国际间共同遵守的有关植物功能生态学研究的方法与途径，并得到了不少生态学者的广泛认同。他们认为8个植物全株性状、5个繁殖性状、8个植物叶片性状、4个

8、茎性状及5个地下性状可以用于比较和划分植物功能群，并可对生态系统过程作出预测。在植物功能性状指标中, 比叶面积、叶片氮含量和叶干物质含量与植株生物量和植物对资源的获得、利用及利用效率的关系密切, 能够反映植物适应环境变化所形成的生存对策, 并且这些功能性状指标具有易测定的特点, 可以同时对大量植物种类进行比较。依据上述科学与实践意义，请将本设计性实验所获结果以科学报告形式提交。科学报告撰写格式见实验三。建议可从以下两个方面对实验数据进行分析：1、叶功能性状的变异性；2、叶功能性状间的相关性；实验二 微环境的生态因子测量气候因子测定一、实验目的1掌握CO2分析仪的工作原理与使用方法。2掌握照度计

9、的工作原理与测量方法。3掌握群落小气候观测的基本方法及资料整理分析的技术。二、实验仪器 CO2分析仪、照度计等。三、实验方法及原理1地段的选择和测点的设置当地的自然地理条件（如地形、植被和土壤分布等）对群落小气候特征的影响很大，在选择群落小气候观测地段时，必须充分考虑这些因素。观测地段要具有代表性和比较性，还要具有一定的面积。基本测点应设置在地段的中央,因为地段中央受周边环境影响最小,代表性最好。各测点与地段边缘的距离均应在2m以上，若地段性质与周围环境差别较大或地段周围人为影响很大（如附近有公路、沟渠等）时，则测点与地段边缘的距离要加大35m。本次测量地点设置在校园东侧小树林，3个测点为小树

10、林南缘与北缘（树林外侧2m）以及小树林中央。示意图如下：2观测时间的选择全天连续观测，一般每两小时观测一次，能够反映出全天内的降温和升温的完整过程。本次连续观测时间为7：00至17：00，每两小时观测一次，每次各测点的各观测项目的数据均在测量数据基本稳定后，每隔1分钟后记录一次，共3次，计算观测记录的平均值，数据记录格式可参考表1。3观测程序群落小气候的观测程序要根据观测内容和观测项目自行编制。由于在一个测点上往往有较多的观测项目，所有的项目观测一遍，往往需要较长的时间，从而出现各项数据不在同一时刻的情况，失去了观测数据的时间代表性。为了消除时间误差，群落小气候观测一般采用往返观测法，各观测项

11、目的数据均取正点前后两次观测记录的平均值，使各个观测项目的观测时间都统一平均到正点时间上。如果一个人要同时观测几个测点，则应以正点为对称时间，采取测点往返观测法，各测点的各观测项目的数据均每隔2分钟记录一次，计算观测记录的平均值。若有三个测点，则观测的顺序为：123321。本次实际操作中，多人配合，可以做到同时观测，不必采用往返测量。表1 气候因子日变化7：009：0011：0013：0015：0017：00测点1CO2浓度ppm温度相对湿度%光照强度测点2测点3四、作业1、根据记录数据表，利用Microsoft Office Excel软件包分析不同小生境下气候因子的日变化趋势；不同小生境下

12、气候因子变异幅度差异性；2、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。实验三 撰写科学报告 共同分享各种科学活动的结果，是任何科学研究者的权利，更是责任。将自己的研究结果发表于科学期刊或书籍中是实现这个分享过程的最有效的途径。善于撰写科学论文或报告，是每位想从事科学研究者必备的基本能力。 一份好的科学报告必要至少满足两项目标。第一，必须清晰和完整的陈述获得结果及其过程。第二，必须能将其结果关连到目前已有的学术认知中，且诠释继续开展该研究的学术意义与价值。 清晰和完整的陈述获得结果的过程，是科学研究的基本要求之一，即可重复性 （repeatability）。每篇报告都必须能给读者

13、充份的资料，使其可依据重复进行同样的研究。完整的陈述结果，没有任何的附加解释也是必要的。如此才有可能让读者可以有机会去获取其自己的结论，无论其是否同意作者的结论。 学习如何将研究结果有意义的关连到学术认知中，往往是较困难的工作。这方面需要研究者能作到以下几项工作: 1. 检索与了解（review）此研究的问题之起源； 2. 总结目前相关此研究的问题（主题）的学术认知； 3. 对此研究的问题，提出有力的“假说”； 4. 能按所提的“假说”和目前的学术认知，诠释研究所得的结果； 5. 找出有关的疑问与弱点，可用于未来进一步改善的内容。 生态学的科学报告之一般格式，通常将本文分成：前言（introd

14、uction）、材料与方法（material and methods）、结果（results）与讨论（discussion）等四部份。这些相关格式的各种规定与原则， 主要是要帮助作者撰写的报告可达到“清楚且恰当”的要求。本实验中，将扼要说明这些格式的规定与原则。更详细的相关内容可参阅CBE Style Manual (4th edition)， American Institute of Biological Sciences (1978)出版。同时，亦可参阅生态学相关的学术报告，了解其撰写的格式。一、格式的规定与原则 编排次序 一般的科学报告， 其内容大纲的编排次序如下: 1. 标题（Tit

15、le） 2. 摘要（Abstract） 3. 前言（Introduction） 4. 材料与方法（Material and methods） 5. 结果（Results） 6. 讨论（Discussion） 7. 致谢（Acknowledgments） 8. 参考文献（References） 这些是原则上的编排。若有较复杂，较特殊的报告时，可以根据需要进行更详细的修改。若文章甚长，可于“讨论”之后接上“总结”（Summary）。然而，一般报告只要于“前言”之前有“摘要”，以可取代“总结”。“参考文献”亦可称为“引用文献”（Literature Cited）。以下按照大纲内容的顺序， 扼要说明撰写的方法与原则。1. 标题 (Title)“标题”必需能确切地表示出文章的内容。不可太长，但更不可太笼统。 2. 摘要 (Abstract)“摘要”应能扼要地描述整个研究，以及主要的结果与结论。一般“摘要”的内容篇幅约是300字到500字。3. 前言 (Introduction)在“前言”中，应要准确地说明研究的目的，以及其有何价值或意义。一个有效的“前言”应要说明