**部分 生态学实验基础
第1章 生态因子的常规测定方法
生态环境是生物生长与生存的物质源泉和基础支撑。生态因子对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接的影响。因此,掌握生态因子的常规测定方法是生态学实验教学的基础和重要内容。生态因子主要包括气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子。本章将主要介绍光、温、水、土等相关生态因子的常规测定方法。
1.1 光照强度的测定
光照强度常使用照度计(图1.1)来测定(不同的型号操作有所差异,故具体的操作方法请参考使用说明书)。测定时应该注意的是,应将光强传感器直接接触被测光(不应被遮蔽),并与光源方向呈90°,待显示器读数稳定后即可读数。
图1.1 照度计
1.2 温度因子的测定
1.2.1 气温的测定
气温的测定包括三项:空气温度、空气*高温度、空气*低温度。其测定工具分别为普通温度计(图1.2)、*高温度计(图1.3)和*低温度计(图1.4)。
图1.2 普通温度计
图1.3 *高温度计
图1.4 *低温度计
1.2.2 水温的测定
水温对水体的理化性质有直接影响,同时与生物(尤其是水生生物)的生长发育密切相关。水体的温度测定一般采用水温计或深水温度计2种类型(图1.5)。
图1.5a为水温计,适于测量表层水温度。水银温度计安装在特制金属套管内,套管上有可供温度计读数的窗孔,上端有一提环,以供系住绳索,套管下端旋紧着一只有孔的盛水金属圆筒,水温计的球部应位于金属圆筒中央。测量范围一般为-6~40℃,分度值为0.2℃。测定水温度时将水温计投入水中至待测深度,感温5min后,迅速提出水面并立即读数。从水温计离开水面至读数完毕应不超过20s,读数完毕后,将筒内水倒净。
图1.5b为深水温度计,适于水深40m以内水温的测量。其结构与水温计相似。盛水圆筒较大,并有上、下活门,利用其放入水中和提升时的自动开启和关闭,使筒内装满所测的水样。测量范围为-2~40℃,分度值为0.2℃。
1.2.3 土壤温度的测定
土壤温度,也叫地温,是指地面以下土壤中的温度。地温计一般分为地面温度计、直管地温计、*管地温计、直管地温表四种类型(图1.6~图1.8)。地温计采用水银玻璃温度计作为表芯,具有感温快、灵敏度高的特点。测量地温时通常测量0cm、5cm、10cm、15cm、20cm、30cm、50cm7个深度。对于暴露面较小的土壤剖面,通常使用直管地温表来测定暴露面的温度。直管地温表的使用方法见图1.9。在使用该温度计时应注意:温度计插入土壤的深度只要淹没温度敏感孔即可;直管地温表刚插入土壤时,温度计金属尖端表面与图1.6直管地温计土壤发生摩擦导致温度升高,所以温度计插入土壤后应等待1~2min再读取温度。随着科技的发展,除了传统的方法,现在生态学研究中常用土壤温度测试仪来测定土壤温度,方便快捷,可同时测量多种参数,具体的操作方法请参考其使用说明书。
图1.7 *管地温计
图1.8 直管地温表
图1.9 直管地温表使用示意图
1.3 水分因子的测定
1.3.1 水体中光照强度的测定
水体中的光照强度可用水下照度计测定。将水下照度计安装在有水深标记的拉绳上,根据拉绳上不同水深深度分别测定其光照强度。
1.3.2 水体透明度的测定
透明度是指水样的澄清程度,洁净的水是透明的。水中悬浮物和胶体颗粒物越多,透明度就越低。水体的透明度常用塞氏盘(图1.10)来测定。塞氏盘为直径200mm的白铁片盘,板的一面用十字从中心平均分为4个部分,颜色黑白相间,正中心开小孔,穿一铅丝,下面加一铅锤。将塞氏盘垂直沉入水中,直到*后不能看清塞氏盘上的颜色分区为止,读出水面至塞氏盘的距离读数,即为该水体的透明度。观察时重复二三次。
1.3.3 水体pH的测定
水体pH对水生生物乃至水环境的影响非常大,它与水体温度、光照因子等有密切的关系。在实验或生态学研究中,现在常用便携式pH计(图1.11)直接测定(具体的测定操作方法请参考便携式pH计说明书)。
1.3.4 水体电导率的测定
水体电导率表示水体电流传导能力,它与水中各种离子的性质、浓度、水体温度等因素有直接关系,在某种程度上可以作为水中各种离子总浓度的依据。水体电导率常用电导率仪(图1.12)来测定,测定方法如下:
①配制0.0100mol/L的氯化钾标准溶液,该标准溶液在25℃的电导率为141.3mS/m。
②用氯化钾标准溶液冲洗电导池3次,并用氯化钾标准溶液注满电导池,放入25℃恒温水浴15min,测定该溶液电阻R0,该操作应重复数次,使电阻稳定
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