植物生态学实验(上)  071001M08001H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:实验课 | 任课教师:崔骁勇
授课时间: 星期二,第1、2、3 节
授课地点: 学园三221(生命学院教学实验室)
授课周次: 7、8、9、10、11
授课时间: 星期四,第1、2、3 节
授课地点: 学园三221(生命学院教学实验室)
授课周次: 7、8、9、10、11
课程编号: 071001M08001H 课时: 30 学分: 1.00
课程属性: 实验课 主讲教师:崔骁勇 助教:庞哲
英文名称: Plant Ecology Experiments (I) 召集人:

教学目的、要求

生态学是一门实验性学科,生态学知识的积累、模式的发现、假说的提出和理论的检验等都离不开实验,掌握开展生态学实验的技能是从事生态学研究的基本要求,也可为正确理解各种现象、分析各种数据、形成正确的观点提供科学基础。生态学实验包括观察性实验、控制性实验和自然性实验。本课程拟采用以科学问题探索为主线,通过模块式组合,形成系统性、全过程贯通式的实验教学方案。以植物种内种间关系为核心,将植物的环境、植物生理与胁迫响应、植物物候与生活史策略、植物种群动态、植物与微生物关系、植物群落构建、生物多样性及生态系统功能等内容有机整合,将野外观测与控制实验相结合,把实验设计与布置、实验过程管理、数据分析、结果表达、结论形成及学术交流等纳入教学内容。本课程的目的是提高针对特定问题设计科学实验,并有效实施实验方案,形成科学结论的能力,培养动手能力,同时也促进学生深入理解相关的理论知识,提高他们运用理论知识回答实际生态学问题的能力。
要求同时选修《植物生态学实验(上)》和《植物生态学实验(下)》。

预修课程

植物生态学或其他生态学专业课程

教 材

主要内容

《植物生态学实验》课程分为《植物生态学实验(上)》和《植物生态学实验(下)》两部分,共有10个教学模块,每个模块6学时,包括两部分,其中约2学时为括理论知识回顾、实验原理介绍、问题提出和交流等内容,约4学时为实验操作、数据获取等内容。
实验课将野外观测与控制实验相结合,在盆栽实验植物生长较慢的时期,穿插野外观测的内容。为充分调动学生的积极性,在秋季学期即可开放选课,并征集控制实验的研究内容,提前讨论落实实验方案。
模块一:生态学实验设计
1、生态学实验设计
介绍生态学的目的、种类;生态学实验设计的原理,重点介绍因子实验和回归实验设计;生态学实验布置,突出可重复性和避免伪重复;生态学实验记录,强调真实性和原始记录保存等,讨论落实实验方案。
2、学生分组;用于盆栽的种子和土壤准备,种植前的土壤采样、样品保存,称重、装盆等,完成播种前的所有准备工作。分配种子浸种、催芽任务。
模块二:环境因子测定
1、植物与环境的相互关系
讨论不同时空尺度的环境因子及其测量精度要求;介绍光、温、水、气等环境因子的时空异质性及其野外观测方法;讨论控制实验中环境因子的可控性与非可控性等。
2、利用燕山站的气象观测场和观测样地,实地开展各种环境因子的测定;盆栽实验的播种,分配盆栽管理任务。
模块三:种子库与植物更新
1、种子库与幼苗更新
介绍种子库的形成、意义,幼苗更新及其限制因子;讨论种子库的生态意义和研究方法;讨论幼苗更新的限制因素与测定方法。
2、利用燕山站的观测样地,采用样带法实地开展群落物种组成不同的情形下,离母株不同距离的土壤种子库和幼苗更新的测定;盆栽实验的幼苗发育与定植管理。
模块四:植物根系与根际性质
1、土壤资源获取与根际动态
介绍植物所需的资源类型、获取策略;讨论根系构型与资源获取的关系;介绍植物根系研究方法,介绍根际与根际化学、生物性质的研究方法。
2、通过可观测根系发育的根箱,测定根系构型、根系分布、不同植物根系的关系;通过显色法测定根际pH、Eh等的空间分布。
模块五:植物物候与生命周期
1、植物的生命周期
介绍植物的生命周期,讨论植物物候及其年际变化;介绍物候的观测方法,讨论生命周期与气候变化的关系,生命周期与植物的种间关系。
2、利用燕山站的观测样地和盆栽实验的材料,实地开展物候观测;利用物候相机,持续进行燕山站主要植物物候观测;分配盆栽植物物候观测任务。

参考文献

1. Peter Alan Henderson. 2012. Ecological Methods. Pisces Conservation Ltd, Hampshire, England. 
2. R. Mead. 1990. The Design of Experiments: Statistical Principles for Practical Applications. Cambridge University Press.