植物生态学实验(下)  071001M08002H

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: 12、13、14、15、16、17
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: 12、13、14、15、16、17
课程编号: 071001M08002H 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 (II) 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。
模块六:植物碳收支与个体生长
1、植物生长与碳收支的关系
介绍植物细胞与个体的生长,植物生长分析方法;介绍植物光合与呼吸的测定方法;讨论光合、呼吸、生长的关系。
2、以盆栽植物为材料,分组测定不同处理植物叶片的光合与呼吸速率;测定植物的株高、叶片数量等参数,推测植物的生长速率,分析植物光合、呼吸、生长速率与处理间的关系。
模块七:水分胁迫与植物水分生理
1、植物的胁迫反应与适应
介绍逆境胁迫因子与植物响应,介绍水分胁迫的类型、水分含量与水势;讨论植物对水分胁迫的响应与适应;介绍植物叶片含水量、叶脉分布、植物茎流、维管束导水率、维管束空穴化等的测定方法。
2、利用盆栽实验材料和燕山站的观测样地,测定土壤水分含量、土水势以及植物叶片水势、叶片蒸腾速率、树木茎流、蒸腾速率及木质部导水率。
模块八:植物的种间关系
1、植物种间关系
介绍植物种间关系,讨论种间竞争与种间协同关系的生态意义与进化;介绍种间竞争的测定方法;介绍原位酶谱法直观测定植物的种间竞争,介绍光环境与地上部竞争,讨论地上地下部竞争的关系;介绍植物与土壤微生物间的共生、资源竞争及偏利等关系。
2、以盆栽植物为材料,建立地上、地下竞争的实验处理,测定不同处理的植物株高、生物量、叶片性状、地下部性状及适合度,解析植物的种间竞争关系。采集土壤样品,测定与碳、氮、磷转化相关的土壤微生物的数量。
模块九:植物群落构建与谱系多样性
1、植物群落构建理论
介绍植物群落构建理论,介绍植物群落的物种多样性及谱系多样性;讨论群落构建的随机过程与确定性过程,讨论物种多样性、性状多样性、谱系多样性的关系;介绍群落构建理论验证的实验方法,介绍谱系多样性测定方法。
2、利用燕山站的观测样地,实地测定人工林及次生演替植被的群落物种多样性、谱系多样性;结合群落调查,讨论谱系多样性与群落结构的关系。测定土壤呼吸、生态系统光合与呼吸。
模块十:实验收获与数据分析
1、生态学实验的数据获取与分析
介绍植物样品的采集原则与方法,介绍实验数据的直接与间接获取方法,数据整理、分析方法;讨论实验结果的展示方式,讨论结论的形成与交流方式等。
2、分析实验课程获得的数据,学习不同方式展示研究结果,基于研究结果形成实验研究的结论;组内讨论形成交流的PPT,分组报告实验结果,相互讨论。

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.