第18章 綜合性實驗(1)(2 / 3)

【實驗注意事項】

1.不同物種的記錄觀察時間略有不同,如蘿卜、長梗白菜和小麥可連續記錄7天,番茄和辣椒可以連續記錄14天。

2.注意種子萌發後根和下胚軸的區別。發芽前(即實驗第一天)幼根和下胚軸的界限並不明顯,因此這兩項指標從第二天開始計量。若幼根或下胚軸在生長過程中出現扭曲現象,可先用細線量出欲測指標的總長並做標記,然後用刻度尺測定。

【實驗拓展】

實驗拓展1入侵植物的群落結構調查

外來入侵種在自然、半自然生態係統中定居下來,常影響群落的組成和結構,引起生態係統多樣性、物種多樣性、生物遺傳多樣性的變化,最終可能導致生態係統功能退化。很多入侵植物以種子和根狀莖繁殖,常抑製生境中其他植物的生長;同時,如果本地群落為外來種提供了適宜的生境條件,特別是有利於外來種群生活史中關鍵階段(如種子萌發、幼苗生長、成年個體繁殖交配期)發展的生境條件,入侵種可以逐步擴展並發生大規模的爆發,在自然生態係統、農業生態係統,以及城鎮庭院、城郊、撂荒地、河岸、公路、鐵路沿線等廣泛分布,最終形成單優勢種群落。

在校園周邊地區踏查,調查不同生境中入侵植物種類、空間分布格局、生長情況、危害程度、伴生植物種類、分布生境條件,通過群落學實驗方法,了解植物入侵的趨勢,比較分析入侵植物對群落結構的影響,最後提出合理的防控措施。

{供參考的實驗流程}

1.文獻資料查閱:通過文獻資料,了解本地區危害嚴重的入侵植物3~5種,掌握其基本的生物生態學特性、入侵概況和防控對策。

2.踏查選擇樣地:選取3~5個不同程度遭受外來植物入侵的草本群落,同時選擇一處沒有入侵植物的草本群落。在每個群落中設置3個1m*1m樣方。

3.按本書“校園內植物群落多樣性調查”中介紹的方法,描述生境條件,測定生態因子,調查群落的種類組成,然後進行多樣性計算。

4.分析入侵植物對群落結構的影響,包括各群落中物種種類、群落多樣性、各物種的重要值。

5.分析各群落生境的土壤pH值、土壤含水量、土壤緊實度、光照狀況等生態因子狀況。另外,在條件允許的情況下,在所調查的不同入侵群落中用梅花形取樣方法取土樣,帶回實驗室,測定下列指標:土壤有機質、土壤全N、土壤全P、可溶性P、土壤全K、可溶性K等(每個樣品應做3次重複分析)。

6.在分析入侵植物對群落結構及群落生態環境影響的基礎上,提出防控對策。

{實際應用}

通過對校園及周邊地區的外來入侵植物狀況進行綜合的群落學調查與分析,可以認識入侵植物對自然生態環境、生物多樣性及農林業生產等造成的巨大損失,提高學生的生態學綜合實驗技能與環保意識。

實驗拓展2入侵植物與本土植物的資源分配策略

生物在進化過程中,為了保證種群的適合度達到最佳水平,其生活史會發展出一種最適的生態對策(即生活史對策),並在生物量配置、能量投資、生殖對策等方麵表現出來。

一般認為,在一個資源有限的環境中,植物所獲得的物質和能量是有限的,投入到某一功能(生活史特征)的資源量增加必然會降低投入到其他功能的資源量,即在植物的生長、維持、繁殖等功能之間存在著“此消彼長”的權衡關係。而植物必須要權衡好這些方麵的關係,才能使其適合度達到最高。生物量配置即是植物權衡其器官(根、莖、葉、花、果實)功能之間關係的一種表現。而生殖分配則是一定時間下植物權衡生殖和營養功能關係的具體體現。

本實驗可在之前的實驗拓展1的基礎上進行拓展。通過對校園生境的實地踏查,調查入侵植物種類、分布、生長情況,伴生植物種類及入侵物種的危害程度,然後,選擇入侵物種及群落內的其他伴生植物,測定這些物種在不同群落內的生物量配置格局及生殖分配狀況,使學生了解入侵植物與本土植物的資源分配策略。

{實驗材料的選擇}

可選擇之前的實驗拓展1所調查的群落。

{供參考的實驗流程}

1.取樣:選取生長狀況一致或接近、發育良好的入侵植物5~10株,同時選取群落內的其他植物5~10株(如少於5株,則全取),將其連根挖起。

2.樣品處理和稱重:將所取各物種的植株帶回實驗室後洗淨,晾幹,將植物分割成根、莖、葉、花、果實等部分,分裝在不同的紙袋中,放置在85°C的烘箱內烘24h至恒重,用電子天平稱各器官幹重,將數據記錄在表。