生态学实验讲义.PDF

生态学实验讲义 首都师范大学生命科学学院 2005 年 8 月 目 录 实验一 盆栽植物的种间竞争 1 实验二 野生种群的数量调查方法——标志重捕法 4 实验三 生命表及其编制 10 实验四 动物种群的扩散实验 14 实验五 生物对环境因子的耐受性实验 16 实验六 草履虫种群的 logistic 增长 18 实验七 植物化感作用的研究 20 实验八 捕食者功能反应的测定——Holling 沙盘实验 27 实验九 野生种群的数量调查方法——样方法 31 实验十 植物群落的物种多样性测定 33 实验十一 植物群落的结构及影响因子分析 35 2 实验一 盆栽植物的种间竞争 （本实验持续8－9 周，宜在学期初开始） 【实验目的】 通过两种植物的盆栽实验，观察种间竞争现象，理解资源利用性竞争的基本原理。 论证 Gause 假说，即竞争排斥原理。 【能力培养目标】 掌握植物栽培和管理的基本技术、观察和数据分析处理能力。在培养学生动手能力、 观察能力和实验数据分析和处理能力的同时，本实验特别注重培养学生团结合作的团队精 神。本实验历时 8 周，在漫长的实验过程中，实验小组同学的分工合作是实验成功的基本 保证。通过本实验增强同学们集体主义观念，营造起团结向上的学习氛围。 【实验原理】 种间竞争是指两种和两种以上物种共同利用同一资源而产生的相互妨碍作用。竞争结 果主要体现于竞争种群的个体数量和生长状况两个方面。就实验植物而言主要表现为： 1） 数量效应：竞争双方出苗率、个体成活率和单株结籽率等方面的差异； 2 ） 生长效应：生长速率、高度、生物量、地上/地下生物量比等差异。 高斯假说(竞争排斥原理 competitive exclusion principle): 由于竞争的结果，两个相似的 物种不能占有相同的生态位（niche ），而是以某种方式彼此取代，每种各具食性或其它生 活方式上的特点。 简言之：完全的竞争者不能共存（Hardin 1960 ）； 经典案例：Gause （1934）以大草履虫和双小核草履虫混合培养，双小核草履虫生长快 于大草履虫，结果到实验第 16 天时，大草履虫被完全排斥。其结果在生物学上有普遍意义。 植物的竞争能力决定于物种的生态习性、生态幅、物种的生长速率、个体大小、抗逆 性、叶子和根系的数目，以及环境特征。 如将两种植物的种子按不同比例播种，统计其出苗率、观察记录不同发育时期各种的 个体死亡率、实验结束时测定其茎的平均鲜重、单株结籽率等，经对比分析，并在坐标纸 上绘图，便可得出两个种的种间竞争强度。 【实验材料】 西红柿和黄瓜种子（或大麦和燕麦种子） 培养器皿、培植土壤、标签、铅笔、剪刀、纸袋、烘箱、天平等。 【实验步骤】 将西红柿和黄瓜（或大麦和燕麦）种子按不同比例混合播种。实验分组进行： 每 4 人一小组，每实验小班共 5 组。 每组取培养器皿 3 只，分别贴号标签（组别、播种比例、播种日期）。 装入培植土（离盆上缘 3cm ），分别浇透水。 1 按表 1-1 提供的参考播种量播种。要求播种均匀。再覆盖薄层培植土，以不见种子为 宜。 利用实验室条件，设计集中安放花盆的位置。设计均匀光照，统计管理方案。 各组编制值日表，按章轮流观察记录和护理：7 天一记录各期存活个体数及比例如实 记录于表 1-2 中，同时于“实验日志本”上详细记录植株长势及其它观察到的现象。 实验结束时测高、称鲜重和干重等，填写表 1-3。