生物学和环境学综合实习指导.docx
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生物学和环境学综合实习指导
生物学和环境学综合实习指导
主编韩德民李进华
编者周忠泽方杰韩德民
尹华宝周立志邓国志
安徽大学生命科学学院
2005年4月
目录
实习地概况………………………………………………………………………………………1
种子植物部分
第一章植物的认识与鉴定……………………………………………………………………2
第二章高等植物的采集和保藏………………………………………………………………4
第三章被子植物主要科特征…………………………………………………………………6
无脊椎动物部分
第一章陆生无脊椎动物………………………………………………………………………18
第二章淡水无脊椎动物………………………………………………………………………29
陆生脊椎动物部分
第一章两栖类…………………………………………………………………………………31
第二章爬行类…………………………………………………………………………………33
第三章鸟类……………………………………………………………………………………36
第四章哺乳类…………………………………………………………………………………39
生态学部分
第一章昆虫种群最小样本数量的确定………………………………………………………41
第二章物种多样性测定………………………………………………………………………41
第三章几种土壤动物的测定…………………………………………………………………42
第四章植物外貌及群落成层现象观察………………………………………………………43
第五章群落演替的观察分析…………………………………………………………………44
第六章生物与环境的关系……………………………………………………………………45
第七章黄山野生短尾猴社群行为及行为生态学观察………………………………………45
第八章黄山短尾猴觅食行为观察……………………………………………………………45
第九章实习基地黄山野生猴谷浮溪村民组生命表编制……………………………………46
环境科学部分
第一章保护区自然环境现状的观察与调查…………………………………………………47
第二章保护区水体监测………………………………………………………………………48
第三章保护区的大气监测……………………………………………………………………50
第四章保护区噪声监测………………………………………………………………………58
第五章环境保护的费用效益分析……………………………………………………………60
附录一黄山植物物种名录……………………………………………………………………62
附录二黄山动物物种名录……………………………………………………………………77
实习地概况
实习地寨西属安徽省黄山市黄山区,位于黄山风景区南面。
黄山在安徽省地理划分上属皖南低山丘陵,地处中亚热带北缘,植被以常绿阔叶林为主。
其东、南、西三面分别与浙江省西部和江西省东北部的低山丘陵连成一片,它们都是我国东南丘陵的组成部分。
黄山主峰光明顶海拔1841米,是全省最高峰。
黄山地质起源古老,成陆时间较早,地形复杂,变化较大,形成多种多样的生境条件,同时地势陡峻,交通相对不便,人为影响也较少一些,因而能保存和发展较丰富的自然生境和野生动植物资源。
土壤:
黄山市中低山地大部分为黄壤,山地黄棕壤,土层较厚,石砾含量较高,透水透气性能良好,肥力较高,有利于木、茶、桑和药材生长。
丘陵地带多为红壤和紫色土,质地粘重,酸性,肥力很差,但光热条件好,适宜栎松、油茶等生长,山麓盆地与平原谷地多砂壤土、溪河两岸多冲积土,适用于农业耕作。
气候:
黄山市地处北亚热带,属于湿润性季风气候,具有温和多雨,四季分明的特征。
年平均气温15°――16°C,大部分地区冬无严寒,无霜期236天。
平均年降水量1670毫米,最高达2708毫米。
降水多集中于5-8月,水热资源十分丰富,适宜多种林木、茶叶、果树及农作物生长。
水系:
新安江是全市的主要河流,属于钱塘水系。
它源出休宁冯村五股尖(海拔1618米)北侧,上源流经祁门县,复入休宁以后称率水,它在屯溪纳横江后,称为渐江,江面展宽,流至歙县城南朱家村又有练江来汇,始称新安江。
“深潭与浅滩,万转出新安。
”新安江东流至街口附近,便直奔浙江省而去,干流自歙县流至街口,长约44公里,其集水面积有5944平方公里。
除新安江以外,境内还有发源于黄山北坡的青弋江,北流入长江,发源于黄山南坡西段的阊江,南流入鄱阳湖,均属长江水系。
位于青弋江上游的太平湖,波光潋滟,山色空蒙,恬静,明丽,妩媚而动人。
植物:
黄山市具有优越自然条件,蕴孕着丰富的森林资源,全市自然分布着七百多种树木,加上引种培育的树种,共有1000多种之多。
其中,经济价值较高的约有1000种,属于国家重点保护的珍贵树种有香果树,红楠,花榈木,红椿;省定保护木种有金钱松,南方铁彬,三尖杉,银杏,掌楸,黄山木兰,樟树,天目木姜子、连香权、领春木、天女花、青钱杉和中华猕猴桃等15种;还有黄山松、华东黄杉、红豆杉、光皮桦和青檀等树种、都很名贵,属于优良建筑用材的树种,约有一百余种,主要为杉、松、檫、樟、楠、楮、栲等。
杉木多分布在休宁流口和溪口,松树多分布于祁门、黟县和黄山区,毛竹主要分布在休宁、黄山区和祁门,其它杂木主要分布在牯牛降和清凉峰,以及祁门、黟县、歙县和黄山区。
全市森林覆盖率为73%,木材蓄积量为2400万立方米,毛竹约5000万根,年产茶叶2.5万吨左右,是华东木材的重要产地和著名的茶叶产区。
动物:
高山密林、崇山峻岭中活跃的飞禽走兽二百多种,其中属于国家重点保护的珍贵鸟兽有20多种,溪河塘坝中的鱼类有120多种。
矿产:
黄山市地下埋藏着多种矿物,大量的石灰岩、花岗岩、瓷土、石英岩,蛇纹石和石煤等建筑材料,金、铜、钼、钨、锑、铍、铅、铌、钽、铀等有色金属矿和稀有金属矿物,还有膨润土、砩石、硫、重晶石、水晶、等非金属矿产资源。
(韩德民)
种子植物部分
种子植物分类学野外实习的目的,一方面是可以强化课堂教学和实验的收获;另一方面既可扩充认识植物种类的面,又可认识植物生长,分布与环境的关系,以及认识各类资源植物与其合理利用的重要性。
使学生不仅开阔了眼界,更重要的是受到了初步的研究植物分类的入门训练,提高了独立工作的能力。
实习基本用具应包括植物标本夹、枝剪、小铲、野外记录本、放大镜、海拔表、罗盘和防护用具如裹腿等。
参考书包括实习指导、植物名录、植物检索表以及有关地区的植物志等。
实习考试分两个部分:
第一部分:
植物分类小专题研究,共50分。
主要是植物标本的野外采集、记录、制作、检索方法、鉴定方法的测试。
实习方法仍应以提高学生鉴别植物能力为主。
开始阶段可以广泛认识鉴别,以后即分小组作专题。
小专题可以某科、某属为题,1—2人负责1题,进行深入调查、采集标本,深入鉴别,查考文献,自编检索表,自行描述等,最后写出专题报告,进行交流。
这样学生初步接受了植物分类的科研训练,印象深,收获也较大。
实习结束后提交植物分类小专题研究报告,并附有凭证标本。
凭证标本有野外采集记录,并附有初步的鉴定。
第二部分:
植物识别能力考试,共50分。
通过一星期野外植物实习,要求每位同学认识并熟练掌握200种以上植物名录。
考试时随机选取20种,写出其科名、种名。
每种2.5分,共60分。
考试不通过者,须重修。
第二章植物的认识与鉴定
一、怎样鉴定植物
通常鉴定植物必须采集完整的标本,即有花和果实的标本或至少有其中之一。
根据植物的花果特征查阅鉴定植物的参考书,最好有地区植物志。
如北京地区可查《北京植物志》。
其他地方有类似的植物志。
所采植物如不知科,可根据科的检索表,先查出科名,再找到科查分属检索表,属查出后再查种。
种查出后,再根据种的描述一一查对特征,如基本符合就可定出种名了。
二、查看植物标志和查考植物分类文献的方法
在鉴定植物遇到困难时,必须查对已鉴定过的标本核实参证。
另外还必须查考有关文献。
查看标本必须进入标本室抽查标本,一般学校都有植物标本室,标本通常是按某一系统排列,例如中国科学院植物研究所的标本按恩格勒系统排列,华南植物研究所则按哈钦系统排列。
各校标本室也类似,只是收藏的标本数量不如植物研究所多。
但一般种类的鉴定,尤其学校所在地区的标本,还是比较多的。
进入标本室后,可查看科的目录,及其所收藏的标本柜号,找到你要鉴定的植物,应注意标本柜内的标本,是依据字母次序排列的,先是属名,按第一字母顺序排列,属内的种也按种加词第一字母次序排列。
切勿开弄乱。
在抽出某一属标本拿到桌台上查看时,应注意爱护,不要翻过来,象翻书面那样的看,因这样易损坏标本,应一张一张看,看完双手拿标本平放在一边,全部看完后按原次序归入柜内,关好柜门。
如有疑问可以请教标本室管理员。
试根据下列植物名查看标本
1.槐SophorajoponicaL.豆科
2.油松PinustabulaeformisCarr.松科
3.平基槭AcertruncatumBge.槭树科
4.银杏GinkgobilobaL.银杏科
5.鬼针草BidensbipinnataL.菊科
6.胡桃JuglansregiaL.胡桃科
7.荠菜Capsellabursa----pastoris(L.)Medic.十字花科
8.苜蓿MedicagosativaL.豆科
9.蓖麻RicinuscommunisL.大戟科
10.葡萄vitisviniferaL.葡萄科
11.龙葵SolanumnigrumL.茄科
12.栾树KoelteriapaniculataLaxm.无患子科
13.栓皮栎QuercusvariabilisB1.壳斗科
14.毛茛RanunculusjaponicusThunb.毛茛科
15.太阳花ErodiumstephanianumWilld.牛儿苗科
16.益母草LeonurusartemisiaS.Y.Hu.唇形科
查阅植物分类文献一般如果是为鉴定植物时,则尽量找地区性植物志或《中国高等植物图鉴》。
如果解决不了问题,则所属的科如果在《中国植物志》(已出版的)中有之,则可细查鉴定。
如果先查科和属也可运用《中国高等植物科属检索表》。
如某种植物已查出其所属科、属和种名,但还需要核对当初这个种被发表时的原始描述时,(即拉丁描述作为新种发表于某一刊物上),必须找出该种最初由何人于何刊物、何时发表的。
这方面最好的工具书是《邱园植物索引》(IndexKewensis该书由B.D.Jackson和Hooker主编,英国剑桥大学出版,是考查全世界植物种名的巨型工具书,时间从1893—1925,以后仍每5年出一补编。
《东亚植物文献目录》一书也是工具书,有关东亚植物的记载文献,在本书中均有编入。
如我国一级保护植物中的珙桐(DavidiainvolucrataBaill)最初发表在哪个刊物?
可以根据作者名Biall查考东亚植物文献目录中按作者编排的目录,经查,在第26页右边行列中有Baillon,H.之名,在他名下顺次查到27页左边行列中1871年(b)记载有:
在“Adansonia10:
112—119”,注明“IncludesafulldescriptionofDavidiainvolueratafromWesternChina”。
此即说明在《Adansonia》(刊名)第10卷112—119页中载有新的属,有珙桐的完全描述记载。
又如ViolatenuicornisW.Beck.和V.pekinensisW.Beck.二种,查IndexKewensis1916—1920补编中有此二种名。
并指示可查W.Becker的专著。
当查出原描述时,是用拉丁语描写的,应逐句看懂其形态特征,与标本核对,是否符合?
如果符合,那么,就证明你的鉴定比较准确。
当然物种是有变异的,要先注意主要特征是否符合,植物总是有变异的。
原描述是根据模式标本为准的,后来人采的标本,往往因环境不同等原因而有变化,这时应判断变化的大小,并与邻近的种比较,如果有突出的变异特征又比较稳定的,则可考虑是否为新的变种甚或是新种。
三、植物分类小专题研究
在实习的后段,可以抽出3—5天时间,指导学生作小专题,由教师拟好专题题目,将学生分组,每组2—3人,设组长,各组自己选择专题的题目1—2个。
教师在指导学生时,应先交代专题的意义,进一步巩固认识植物种类的深度,激发其学习兴趣。
然后告诉学生先看专题涉及种类的多少,订出计划。
专题进行程序:
大致是先查资料了解种类后,学生以组为单位在附近或远处采集标本,作好野外记录。
逐种进行鉴定,鉴定务求准确,然后自作检索表,描写特征和生态环境,逐种记好,有条件的话还可绘一部分植物图。
在此基础上写专题报告,内容应包括专题的目的和意义,种类数目和分布、生境、以及经济意义,在植物的变异上有什么发现和体会。
在最后小结中应写出自己作此专题的心得、收获和体会,并对专题的做法提出改进意见,也可肯定哪些是好的。
各组专题做完,可以择一段时间进行交流,由各小组推一代表做报告,报告完后,大家提问题,互相启发提高,最后由教师总结。
专题的题目试拟几个作为参考。
(一)××地区蔷薇科植物的分类调查。
(二)××地区豆科植物的分类调查。
(三)××地区裸子植物的调查。
(四)××地区阔叶乔木树种的调查
(五)蔷薇科××属[例如蔷薇属(Rosa)、悬钩子属(Rubus)、委陵菜属(Potentilla)的种类调查。
(六)豆科野豌豆属(Vicia)、胡枝子属(Lespedeza)的种类。
(七)唇形科植物的分类调查。
(八)菊科几个属如紫菀属(Asrer)、风毛菊属(Saussurea)的分类。
(九)不同海拔高度,植物种类组成的变化观察。
(十)不同坡向植物种类差别和生产状况的观察。
以上题目仅作参考,可以随实习地区植物情况以及自然环境的特点而灵活掌握。
但小专题这个环节节最好尽量安排,实践证明,小专题对学生是一次很好的训练,收益大,学生反映好。
第二章高等植物的采集和保藏
几十万种植物,遍布整个地球的每一个角落,人们为了科学研究的方便,或是教学的需要,必须把它们采集回来,并以适当的方式把它保存起来,也就是制作成标本。
不同的植物标本保存的方法不同,蕨类和种子植物标本的保存,通常有两种方法,一种是用瓶装的液体(甲醛液或期他防腐剂),将植物浸泡起来,称之为浸泡标本。
此法由于制作上不太方便,不经济,保存的数量也有限,因此,只用于大型的花、果的保存,以及教学实验材料的保存。
而大量的(数以万计的)用于长期教学和科研的标本,主要是用草纸压干,装帧在洁白的台纸上,并且按照植物分类的等级;纲、目、科、属、种存放在特制的标本柜内,按一定的系统陈列在标本室内,也就是通常所说的叶标本。
一、目的
高等植物的采集和保藏,是植物学教学和科学研究中最基本的训练,本实验主要介绍标本采集和保藏的基本方法,以及采集和保藏中应该注意的事项。
二、用具和药品
枝剪,高枝剪,采集箱(也可用塑料袋代用),标本夹(40-50×30-35cm),吸水力强的干燥草纸,绳子,铅笔,纸牌,纪录表,台纸(38×27cm的白色厚纸),针,线,白胶水,玻璃瓶。
甲醛,升汞,氯化镁,变色硅胶,PH试纸。
三、操作
(一)标本的采集
1.采集植物标本时应遵守的原则
(1)首先采标本要尽量有花,果或至少有其中之一,如果无花,果则一般不采。
另外叶子也很重要,如有地下鳞茎等也应挖取。
某植物如只有花,则以后可以补采同种的果实标本。
(2)采集小草本,可以一份多株,高草本则采后折成“N”字形,太高的草本,可选上、中、下三段剪取。
木本标本枝条不宜过长,一般40厘米以下为宜。
(3)每号标本即每种标本,应尽量多采几份,至少3份,必要时采5-6份,便于比较研究。
(4)在采标本压入草纸中时,注意解剖开一朵花,展示内部形态,便于以后研究,因为压干后,如需看花,往往要用水浸煮,不方便。
另外,要使叶片有正面的,也有翻过来能看到叶片背面的,因为标本干后再翻动则易断裂。
叶有上、下面,可以随时观察其毛被等特征。
(5)开花的植物标本,注意随时记下花期,花的颜色,有果实的标本,记下果期和果的颜色,因为压制标本后,往往颜色褪去影响鉴定。
(6)注意植物的生境,作好记载,包括所采标本是在多少海拔高地采的?
山坡坡向怎样?
在林下采的,还是草坡采的?
或是岩石上的、沼泽地的均应有记录,此外还可记下该种的个体多不多,在该地分布广不广、是否到处可见等。
(7)当一植物为雌雄异株或同株时,应尽量采集异株植物包括花在内。
同株则分别采雌、雄花枝。
因此,一些有名的雌雄异株植物应事先有所知晓,如杨柳科、桑科(一部分)、柿树科、麻黄科、杜仲科等。
有些科中有部分种类是雌雄异株的,如木犀科的白腊树属、天南星科的一部分。
(8)特别注意有鳞茎、根茎或块根的植物应挖取它们的根,连同地上部分制成标本。
(9)有些植物的鉴定果实更为重要,故应尽量采到果实,如伞形科、紫草科、藜科、十字花科、木戚树科等。
(10)蕨类植物必须采有孢子囊的植株,便于鉴别。
(11)寄生植物最好连寄主采,如寄生于蒿类根上,最好挖出寄主植株一同压制标本。
2.怎样作野外记录
一般采集有野外记录本,有一定的填写格式。
例如常见的植物标本野外记录格式见下:
植物标本记录卡
采集人:
________号数:
______________
采集日期:
___年__月__日份数:
___________
产地:
_____省(市)_____县(市)海拔______米
生态:
___________________________
性状:
乔木、灌木、草本或藤木________________
高度:
__________米胸围直径__________米
树皮:
___________________________
叶:
____________________________
花:
____________________________
果:
____________________________
备注:
___________________________
___________________________
科名:
_____________俗名:
___________
学名:
___________________________
采集单位:
_________________________
表内各项填写应注意的是生境,写森林、路边、草坡、河边……等。
海拔高,看海拔表写高度。
习性,为乔木、灌木或草本等。
植物高可以估计写。
叶记明上、下面颜色和形状。
备考,记述植物土名,当地利用情况或此种植物的特殊情况如树皮颜色、数量很多等。
标本制作的第一步是采集,植物分类的主要依据是每种植物的形态特征以及它的地理分布。
即使用现代方法进行分类,对这两个特征同样是不可忽视的。
然而从实物到标本,其中发生了许多巨大的变化。
首先,植物体从活的到死的,很明显颜色要发生很大变化;除了小型的草本植物以外,不可能将完整的一棵树压成标本,而只能是植物体上的很小的一部分,即从整体到局部;每种植物的生长,都和特定环境紧密联系在一起,彼此间千差万别。
从这里不难看出采集标本,做采集记录的重要性。
记录力求详尽、准确,具体的记录项目参考上表。
没有采集记录的标本,在科学研究上价值是不大的,甚至是没有价值的。
每份标本除了要有一份记录外,还要在标本上系上小纸牌,编上号码,纸牌上的号码记录上的编号应该相符(见附图)。
采集人___
采集号___
地点___
日期___
系在标本上的纸牌
标本采集必须备以下工具:
枝剪,高枝剪,采集箱(也可用塑料袋代用),标本夹(40-50×30-35cm),吸水力强的干燥草纸,绳子,铅笔等。
枝条的选择,首先要考虑它的代表性,最好是有茎、叶、花或果,必要时还要有根(许多中草药,药用的部分是根部),假若是单性花,则必须分别采到两性的标本;有的植物有营养枝和生殖枝之分,必须采全;有的植物具异型叶,也必须采到,并放在一起,以免弄错。
(二)腊叶标本制作
1.压干
新鲜的标本都含有很多水分,必须迅速把它压干。
目前主要是采用干燥的吸水强的草纸,与新鲜标本相间叠,压捆扎在一起,将水吸干。
这就要求经常换纸,尤其最初几天,以及梅雨季节里采来的标本,换纸要特别勤,每天换纸2-3次,换下来的草纸及时晒干或烘干,换纸次数可以逐日减少直至干透,否则标本容易霉变,轻则叶发黑,重则叶子脱落。
压制标本时,应该注意今后观察的方便,压制的过程,也就是定型的过程,所以压的时侯,必须正反两面叶子都能看到为好。
另外有些具块茎、块根、鳞茎的标本,不容易枯死,不容易压干,可以事先用开水或酒精将它杀死、剖开,然后再压。
2.装帧
压干了的标本可以装帧在洁白台纸上,台纸采用38×27cm的白色厚纸。
具体装帧步聚,各标本室有所差别,一般用针线或纸条将标本固定在台纸上,有的标本室先将标本用白胶水贴在台纸上,然后再用针线固定。
装帧的时侯,应将标本放在适当的位置上,必要时,可作一定的修剪,有的标本因为存放不当或时间过长,有虫蛀或霉变,必须严格消毒后,再上台纸。
(消毒方法一般用升求涂抹或用甲醛熏蒸)。
装帧好的标本必须编号,盖上产地的图章,将野外记录贴在左上角,将鉴定标签贴在右下角,待鉴定。
植物标本鉴定签
标本室号数:
科名:
采集记载:
采集地点:
采集日期:
鉴定人:
采集人:
号数:
鉴定日期:
高等植物除了蕨类的种子植物外,还有苔藓。
台藓标本的制作较为简单,采回后晾干,用牛皮纸包好,贴上采集记录和标签,放在特制的抽屉里,待鉴定。
3.标本室
装帧好的标本,必须存放在密封较好的标本橱内。
各地的标本橱不全相同,有的单位(如中国科学院华植物研究所,昆明植物研究所)是用钢铁制作的,优点是不易变形、损坏,而且整齐、密封。
但大多数还是木制的。
橱内分许多格,格的深度不能短于台纸的长度,一般在45cm左右,宽度在35cm左右,每行5-6格,最好格板可以抽动。
橱最好是上下两节叠起来的,但总高度略高于一个身长为宜。
有条件的单位应该将这些橱子按一定的分类系统(如恩格勒或哈钦松系统)排列起来,放置标本橱的房间称之为标本室。
植物标本室不仅仅是收藏标本的场所,而且应该成为教学和科研的基地。
第三章被子植物主要科特征
一、木兰科(Magnoliaceae)*P3+3+3+3—15A∞G∞
科的特征:
1.极大多数木本
2.单叶,互生,有叶柄,枝条具环状托叶痕,两片托叶留下
3.花单生,花3基数
4.子房上位,花下位,边缘胎座
5.花萼花瓣,不分化,雄蕊具粗短的花丝,雄蕊雌蕊均螺旋状排列在伸长的柱状花托上。
大多分布在热带地区(亚洲、美洲),包括10多个属,220种。
1.紫玉兰(MagnolialilifloraDesr.)又名辛夷、木笔、木兰。
小枝树皮上有明显皮孔,花先叶开放,花被3轮9片,外轮披针形,外紫色内白。
多地栽培,花蕾入药。
2.玉兰(M.denudataDesr.)落叶乔木,花白色,洁白如玉,花先叶开放,花大,直径达15厘米。
3.洋玉兰(M.grandifloraL.)又名广玉兰,荷花玉兰。
常绿乔木,叶革质,光滑,背面有锈色短绒毛,花白色,荷花状有香味,单生于枝顶。
4.厚朴(M.officinalisRehd.et.wils)落叶
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