实验一生态系统小气候观测.docVIP

实验一 生态系统小气候观测 一、实验目的 通过对不同生态系统（农田、草地、林地）小环境的测定，掌握小气候测定和研究的方法，进一步理解不同生态系统下生物对环境的影响以及农田和自然生态系统的差异。 二、实验性质和学时 1、实验性质：必修 2、实验学时：3学时 三、材料与用具 照度计、热球式电热风速计、遥测通风干湿表、半导体温度计、地温表、烘箱、取土钻、天平、铝盒、钢卷尺、皮卷尺、测杆、支架、木箱、细绳、记录纸等；事先选定测定的田块。 四、内容与方法 不同生态系统（农田、草地、林地）光照、温度、水分、风速的测定。 （一）观测地段的选择和测点设置 1．观测地段的选择首先是选择地段要具有典型性，其次是观察条件要具备一致性和可比性。 2．测点要具有代表性，各测点的距离不宜太大，既能客观反映所测小气候的特点，又不受周围环境所影响，特别要防止人为因素的干扰，测点的数目要根据观测的要求、人力和仪器设备等情况来确定。 对于农田系统，测点高度要根据作物生长情况、待测气候要素特点和研究目的来确定。通常农田温度的观测取 20 cm 、100 cm株高和150 cm 3 个高度。 20 cm 处代表贴地层情况； 100 cm株高处作为作物主要器官所在部位，也是叶面积指数最大的部位； 150 cm 处是便于与大气候观测资料的比较。高秆作物观测高度和层次应适当增加。 光照强度观测层次要多些，可等距离分若干层次，先自上而下，再自下而上往返测一次。但无论分几层测定，植株顶部高度一定要测定，以便取得自然光照，计算透光率。 风速测定可每隔一定距离均匀设点，在农田中一般测定 20 cm 、100 cm 或 150 cm 。但应着重观测 100 cm株高处的风速，因为此处风速与叶面积蒸腾关系密切。 土壤温度观测一般取 0 cm、 5 cm、10cm 、 15 cm 、 20 cm 5个深度，农田水温可取水面和水与土壤的交界面两个部位观测。 上述项目的测定要根据观测目的和作物生长阶段进行科学设计。为观测间套作复合群体间的小气候变化，必须在不同作物的共存期进行观测。具体观测的时期可结合作物生育期，选择典型天气（如晴天、阴天等）来确定。如要了解间套作条件下小气候的日变化或某要素的变化特征，可在作物生育的关键时期，选择典型天气，每间隔 1h 或 2h 进行全日的连续观测。但为了能在短暂的观测时间内得出小气候的特征，也可采用定时观测（2h 、 8h 、 14h 、 20h 4次观测值平均作为日平均值），以便于和气象台站的观测结果进行比较。 在观测过程中，各处理、各高度的观测项目都要尽可能同一时间。 3．测定仪器安置：各测点的仪器安置，应根据仪器特点，参照气象仪器安置的一般要求，高的仪器放在低的仪器北面，并按观测程序安排，仪器间应相互不影响通风和受光。由于间套作条件下，不同行间的小气候也有较大的差异，因此仪器宜排列在同一行间。安置仪器及观测过程中，尽可能保持行间原来的自然状态。 （二）观测方法与步骤 1．光照强度的测定 测定光照强度的仪器是各种类型的照度计。各种光照强度测定仪器的使用，要严格根据使用说明书进行操作。 由于田间透光率不匀，在每个观测部位上均应水平随机移动测量数次，以其平均值代表该部位的光照强度。测定时可用数台仪器，在各测点同一部位同时进行，可用其中一台测定自然光照，以便计算观察部位的透光率。 2．温度、湿度的测定温度、湿度观测常用的仪器有观测空气温度、湿度的玻璃液体温度计、机动通风干湿表、遥测通风干湿表、自记温湿计，观测土壤温度的有直管和曲管地温表、遥测土壤温度表，测定植物温度的有半导体温度计等。一般常用烘箱法测定土壤水分含量。各种仪器的使用要根据仪器使用说明书进行规范操作。 3．风速测定风速测定使用的仪器为热球式电热风速计，该仪器易损坏，一定要严格根据使用说明书正确使用。 4．土壤湿度测定用取土法或目测法。 （三）观测资料的整理 在完成各个测点及各项观测内容后，首先将多项观测记录进行误差订正和查算，并检查观测记录有无陡升或陡降的现象，找出其原因并决定取舍，然后计算读数的平均值，最后查算出各气象要素的值。 为了从测点的小气候特征中寻找它们的差异，必须根据实验任务进行各测点资料的比较分析。在资料统计中，对较稳定的要素（如温度或湿度）可用差值法进行统计，而对易受偶然因素影响或本身变化不稳定的要素（如光照强度和风速）宜用比值法进行统计。这样得出的数据既便于说明问题，又利于揭示气象要素本身的变化规律。此外，应根据资料情况用列表法将重点项目反映在图表上。当平行资料不多或时间又不连续的时候，用列表法比较适合；但在资料多、长时间连续性观察、差异显著的情况下，应力求用图示法来反映重要的变化特征。 五、练习 1. 分别选择水田、旱地、草地、林地、系统及温室大棚，比较分析