生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境相互關(guān)系及其作用機(jī)制的科學(xué),具有鮮明的綜合性和實(shí)踐性特征。
由于生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象非常復(fù)雜,研究方法和涉及的相關(guān)學(xué)科較多,生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)一直是制約我國(guó)高等院校生態(tài)學(xué)教育發(fā)展的難點(diǎn)之一。加強(qiáng)生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè),尤其是實(shí)驗(yàn)教材的編寫(xiě),對(duì)于全面提高我國(guó)生態(tài)學(xué)教育水平具有重要意義。
在多年從事生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,我們嘗試編寫(xiě)了這本實(shí)驗(yàn)教材,目的在于通過(guò)實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生加深對(duì)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的理解,學(xué)習(xí)如何著手研究生態(tài)學(xué)問(wèn)題并掌握相關(guān)研究方法,并為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究提供條件,促進(jìn)學(xué)生在研究過(guò)程中獲取知識(shí)、發(fā)展技能、培養(yǎng)能力,特別是創(chuàng)新能力,同時(shí)受到科學(xué)的方法、精神和價(jià)值觀的教育。
全書(shū)共分6部分:第1部分——“緒論”,重點(diǎn)論述生態(tài)學(xué)的研究方法,尤其是如何進(jìn)行生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,并給出了生態(tài)學(xué)中一些重要和經(jīng)典的實(shí)例。第2部分——“生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)”(實(shí)驗(yàn)一),簡(jiǎn)要介紹如何進(jìn)行生態(tài)學(xué)抽樣調(diào)查、利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和野外調(diào)查方案,以及利用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件和方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的初步分析。第3部分——生理生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)二~實(shí)驗(yàn)六),介紹了生物與水、鹽、溫度等非生物因子相互關(guān)系的定量分析。第4部分——種群生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)七~實(shí)驗(yàn)十五),介紹了種群數(shù)量調(diào)查、數(shù)量動(dòng)態(tài)和空間格局分析、種內(nèi)和種間關(guān)系以及遺傳多樣性分析等。第5部分——群落和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)十六~實(shí)驗(yàn)二十五),介紹了群落野外調(diào)查、群落多樣性和空間結(jié)構(gòu)分析、群落數(shù)量分類、生態(tài)位分析、生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)檢測(cè)、生物量和生產(chǎn)力分析、生態(tài)演替分析等。第6部分——包括3個(gè)實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)二十六~實(shí)驗(yàn)二十八),內(nèi)容涉及水體質(zhì)量的生態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)和3S技術(shù)在自然資源調(diào)查和制圖中的應(yīng)用。
在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上,本書(shū)主要側(cè)重于生理生態(tài)、種群動(dòng)態(tài)、生物群落和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過(guò)程和功能的定量分析,原理與方法并重,野外與實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)合,傳統(tǒng)調(diào)查方法與現(xiàn)代定量分析技術(shù)(包括現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法、計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)技術(shù)、微觀分析技術(shù)和3S技術(shù)等)交融。同時(shí),教學(xué)內(nèi)容具有較高的可拓展性,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)均可進(jìn)一步展開(kāi),成為學(xué)生課外研究的課題,為培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力提供了一個(gè)平臺(tái)。
本書(shū)系多位作者合力編寫(xiě)而成,各個(gè)實(shí)驗(yàn)的編寫(xiě)體例可能存在一定差異,但大致框架基本相同,一般包括如下幾個(gè)部分:主要目的和要求,一般原理,實(shí)驗(yàn)材料、儀器和試劑,實(shí)驗(yàn)步驟,作業(yè)與思考,研究舉例,主要參考文獻(xiàn)。本書(shū)雖然是一本關(guān)于實(shí)驗(yàn)的教材,但作者認(rèn)為結(jié)合各個(gè)實(shí)驗(yàn)題目為學(xué)生提供一些相關(guān)研究領(lǐng)域的透視材料,幫助學(xué)生了解問(wèn)題的背景和進(jìn)展,加深對(duì)相關(guān)生態(tài)學(xué)理論和知識(shí)的認(rèn)識(shí)以及對(duì)于生態(tài)學(xué)研究方法的了解,是十分重要的。因此,一般原理部分在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中均占有比較重要的地位,一些實(shí)驗(yàn)還要求學(xué)生依據(jù)一般原理來(lái)自主設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程的編寫(xiě)中,除給出比較詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟外,對(duì)于如何利用數(shù)學(xué)方法、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)軟件分析復(fù)雜的生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù),也有比較詳細(xì)的介紹,并給出了種群動(dòng)態(tài)的計(jì)算機(jī)模擬程序及相關(guān)生物檢索表,大大增強(qiáng)了教材的實(shí)用性和可操作性。此外,為了幫助學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)所學(xué)方法和原理在生態(tài)學(xué)及相關(guān)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用,擴(kuò)大學(xué)生的研究視野,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)均設(shè)有研究舉例部分,給出了一些研究實(shí)例。一些實(shí)驗(yàn)還以附錄的形式給出了進(jìn)一步研究的背景資料和相關(guān)研究技術(shù)等。
本教材系由首都師范大學(xué)、四川大學(xué)、山西大學(xué)、山西師范大學(xué)和西華師范大學(xué)的多位作者合力編寫(xiě)而成,具體編寫(xiě)分工詳見(jiàn)各個(gè)實(shí)驗(yàn)。最后由付必謙和張峰負(fù)責(zé)統(tǒng)稿和定稿。
本書(shū)的編寫(xiě)和出版得到首都師范大學(xué)條件裝備處、教務(wù)處和生命科學(xué)學(xué)院專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的資助,得到科學(xué)出版社的大力支持,得到相關(guān)院校許多老師和同學(xué)的熱情幫助,在此一并表示真摯的謝意。其中,特別需要感謝蔡民華、李春林、華振玲、王錄玲、李學(xué)東、杜桂森、楊秀萍、朱寶長(zhǎng)和楊益民等老師,感謝宮兆寧博士和陳霄同學(xué),感謝周輝、單冉東和劉晶編輯,沒(méi)有他們的積極參與、熱情幫助和無(wú)私的奉獻(xiàn),本教材不可能得以出版。
由于參考文獻(xiàn)較多,在每章只列出了主要的參考文獻(xiàn)。
雖然作者在編寫(xiě)過(guò)程中已盡心竭力,力求做到更好,但由于水平有限,書(shū)中難免存在一些不足,懇請(qǐng)讀者提出寶貴意見(jiàn),以利改進(jìn)和修改,我們將不勝感激。
前言
緒論
實(shí)驗(yàn)一 生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)
實(shí)驗(yàn)二 水分對(duì)植物的影響
實(shí)驗(yàn)三 鹽分脅迫對(duì)植物的影響
實(shí)驗(yàn)四 溫度對(duì)植物的影響
實(shí)驗(yàn)五 昆蟲(chóng)發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫常數(shù)的測(cè)定與計(jì)算
實(shí)驗(yàn)六 魚(yú)類的溫度馴化及測(cè)定
實(shí)驗(yàn)七 動(dòng)物種群數(shù)量的調(diào)查與估算
實(shí)驗(yàn)八 種群空間分布格局分析
實(shí)驗(yàn)九 種群生命表的組建及分析
實(shí)驗(yàn)十 種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)
實(shí)驗(yàn)十一 種群的logistic增長(zhǎng)
實(shí)驗(yàn)十二 種群遺傳多樣性的RAPD分析
實(shí)驗(yàn)十三 植物化感作用的研究
實(shí)驗(yàn)十四 種間關(guān)系數(shù)量分析
實(shí)驗(yàn)十五 種群動(dòng)態(tài)模型的計(jì)算機(jī)模擬
實(shí)驗(yàn)十六 土壤亞系統(tǒng)無(wú)脊椎動(dòng)物群落的多樣性
實(shí)驗(yàn)十七 植物群落數(shù)量特征的調(diào)查
實(shí)驗(yàn)十八 植物群落結(jié)構(gòu)分析
實(shí)驗(yàn)十九 群落排序
實(shí)驗(yàn)二十 群落聚類分析
實(shí)驗(yàn)二十一 生態(tài)位分析
實(shí)驗(yàn)二十二 植物群落生物量測(cè)定
實(shí)驗(yàn)二十三 節(jié)肢動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)關(guān)系的檢測(cè)
實(shí)驗(yàn)二十四 水生生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)二十五 微生物群落異養(yǎng)演替過(guò)程的觀察和檢測(cè)
實(shí)驗(yàn)二十六 以浮游植物評(píng)價(jià)水體質(zhì)量
實(shí)驗(yàn)二十七 浮游動(dòng)物和底棲動(dòng)物的水質(zhì)監(jiān)測(cè)
實(shí)驗(yàn)二十八 遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)在自然資源調(diào)查和制圖中的應(yīng)用