《环境生态工程实验》实验指导书适用专业：环境生态工程安徽建筑大学环境与能源工程学院2017年1
1 《环境生态工程实验》 实 验 指 导 书 适用专业：环境生态工程 安 徽 建 筑大学环境与能源工程学院 2017 年
前言随着全球自然生态资源的日益枯竭和人类生存环境的不断恶化，能源和环境问题已成为人们关注的热点。环境生态工程作为一门研究生物与环境间互相关系及其作用机理的学科，它的发展受到世人的高度重视。环境生态实验是继学生学习生态学和环境学相关的基础理论后的实践课程，它对巩固学生的环境学、生态学及生态工学学基本知识、培养学生的实验操作能力起着至关重要的作用，整个教学过程不可或缺。《环境生态工程》是针对生态破坏和环境污染使生态系统结构和功能失调，利用生态学原理，设计和建造自然和人类协调，能控制环境污染和生态退化的工程技术科学。由于全球变化的加剧，人类面临着前所未有的环境挑战，人们在解决各种环境污染和生态破坏问题时，最先利用土木工程、环境工程方法去解决结果是投入高，产出低，工程系统运行可持续性差。利用生态系统原理建立的具有“近自然”特性的工程系统能显著弥补这一不足，提高系统运行效率。该实验指导书针对环境生态工程专业设置的教学目标、教学内容设置了10个实验项目。通过这10个实验项目的教学过程，使学生加深知识的掌握，深化环境生态工程建造的生态学基本原理的认识，完成生态学本科专业教学计划规定的内容。2
2 前 言 随着全球自然生态资源的日益枯竭和人类生存环境的不断恶化，能源和环 境问题已成为人们关注的热点。环境生态工程作为一门研究生物与环境间互相关 系及其作用机理的学科，它的发展受到世人的高度重视。环境生态实验是继学生 学习生态学和环境学相关的基础理论后的实践课程，它对巩固学生的环境学、生 态学及生态工学学基本知识、培养学生的实验操作能力起着至关重要的作用，整 个教学过程不可或缺。 《环境生态工程》是针对生态破坏和环境污染使生态系统结构和功能失调， 利用生态学原理，设计和建造自然和人类协调，能控制环境污染和生态退化的工 程技术科学。由于全球变化的加剧，人类面临着前所未有的环境挑战，人们在解 决各种环境污染和生态破坏问题时，最先利用土木工程、环境工程方法去解决， 结果是投入高，产出低，工程系统运行可持续性差。利用生态系统原理建立的具 有“近自然”特性的工程系统能显著弥补这一不足，提高系统运行效率。 该实验指导书针对环境生态工程专业设置的教学目标、教学内容设置了 10 个实验项目。通过这 10 个实验项目的教学过程，使学生加深知识的掌握，深化 环境生态工程建造的生态学基本原理的认识，完成生态学本科专业教学计划规定 的内容
实验一生态环境中生态因子的观测与测定实验学时：3实验类型：验证性实验实验要求：必修一、实验目的通过本实验使学生了解和掌握生态环境中主要生态因子的观测和测定方法及一些常见的测定仪器的使用方法，并比较不同生态环境中主要生态因子的变化规律。二、实验原理不同的生境与生态因子是不可分的。任何一个植物群落在形成的过程中，植物不仅对环境具有适应能力，而且对环境也有巨大的改造作用。随着植物群落发育到成熟阶段，群落的内部环境也发育成熟。植物群落内的环境因子如温度、湿度、光照强度等都不同于群落外部。植物群落内的各生物物种在它们自已创造的环境中，井然有序地生活着。不同的植物群落，其群落环境因子存在明显的差异。三、实验材料、试剂和仪器1.材料、仪器照度计、皮尺、卷尺、记录笔、记录纸、地表温度计、土壤温度计、土壤湿度计，风速测定仪、皮尺、卷尺、记录笔、记录纸等。四、操作步骤（一）光照强度的测定1.选取两种不同类型的生境。2.分别在不同类型生境，均匀选取3个测定点，用照度计测定每一点的光照强度，并记录每次测定的数值。3.选择一空旷无林地（最好地面无植被覆盖）作为对照，随机测定3个点，用照度计测定裸地的光照强度，并记录每次测定的数值。（二）不同生境温湿度的测定在上述同样的生境以及对照地中，实施下述内容的测定：1.地表温湿度的测定（1）从林缘向林地中心均匀选取3个测定点，用地表温度计与湿度计分别测定每一点的地表温湿度，并记录每次测定的数值。（2）同时在空旷无林地随机选取3个点，同样测定地表温度和湿度。3
3 实验一生态环境中生态因子的观测与测定 实验学时：3 实验类型：验证性实验 实验要求：必修 一、实验目的 通过本实验使学生了解和掌握生态环境中主要生态因子的观测和测定方法 及一些常见的测定仪器的使用方法，并比较不同生态环境中主要生态因子的变化 规律。 二、实验原理 不同的生境与生态因子是不可分的。任何一个植物群落在形成的过程中，植 物不仅对环境具有适应能力，而且对环境也有巨大的改造作用。随着植物群落发 育到成熟阶段，群落的内部环境也发育成熟。植物群落内的环境因子如温度、湿 度、光照强度等都不同于群落外部。植物群落内的各生物物种在它们自己创造的 环境中，井然有序地生活着。不同的植物群落，其群落环境因子存在明显的差异。 三、实验材料、试剂和仪器 1.材料、仪器 照度计、皮尺、卷尺、记录笔、记录纸、地表温度计、土壤温度计、土壤湿度计， 风速测定仪、皮尺、卷尺、记录笔、记录纸等。 四、操作步骤 （一）光照强度的测定 1.选取两种不同类型的生境。 2.分别在不同类型生境，均匀选取3个测定点，用照度计测定每一点的光照 强度，并记录每次测定的数值。 3.选择一空旷无林地（最好地面无植被覆盖）作为对照，随机测定3个点， 用照度计测定裸地的光照强度，并记录每次测定的数值。 （二）不同生境温湿度的测定 在上述同样的生境以及对照地中，实施下述内容的测定： 1.地表温湿度的测定 （1）从林缘向林地中心均匀选取3个测定点，用地表温度计与湿度计分别测 定每一点的地表温湿度，并记录每次测定的数值。 （2）同时在空旷无林地随机选取3个点，同样测定地表温度和湿度
2.群落内土壤不同深度温湿度的测定（1）在群落中，随机确定2个测定点，用土壤温度计与土壤湿度计分别测定地表5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm深处的土壤湿度与温度，并记录每次测定的数值。（2）在空旷无林地同样随机选取2个点，同样测定距地表5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm深处的土壤湿度与温度。（三）风速的测定1.在上述同样的群落中，从林缘向林地中心1.5m的高处，均匀选5个点。2.用风速测定仪分别测定每点的风速。3.同时在空旷无林地，随机选取5个点，测定每个点的风速。根据测定结果，列表整理得到的气象数据，并分析不同群落中和空旷无林地中的生态因子及其差异性。注意事项：不同生境及分析对照地的环境生态因子（如光照强度、空气温度和湿度、地表温度和湿度、土壤温度和湿度）测定，一定要在相同的时间进行，这样获得的数据才具有可比性。五、作业1.不同生境中，小气候环境有什么差异？试分析造成此种差异的原因。2.不同生境小气候环境与空旷无林地的小气候环境有什么差异？试分析造成此种差异的原因。3.总结各仪器的使用方法、使用注意事项、影响测定结果的因素等A
4 2.群落内土壤不同深度温湿度的测定 （1）在群落中，随机确定2个测定点，用土壤温度计与土壤湿度计分别测定 地表5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm深处的土壤湿度与温度，并 记录每次测定的数值。 （2）在空旷无林地同样随机选取2个点，同样测定距地表5cm、10cm、15cm、 20cm、25cm、30cm、35cm深处的土壤湿度与温度。 （三）风速的测定 1.在上述同样的群落中，从林缘向林地中心1.5m的高处，均匀选5个点。 2.用风速测定仪分别测定每点的风速。 3.同时在空旷无林地，随机选取5个点，测定每个点的风速。 根据测定结果，列表整理得到的气象数据，并分析不同群落中和空旷无林地 中的生态因子及其差异性。 注意事项： 不同生境及分析对照地的环境生态因子（如光照强度、空气温度和湿度、地 表温度和湿度、土壤温度和湿度）测定，一定要在相同的时间进行，这样获得的 数据才具有可比性。 五、作业 1.不同生境中，小气候环境有什么差异？试分析造成此种差异的原因。 2.不同生境小气候环境与空旷无林地的小气候环境有什么差异？试分析造 成此种差异的原因。 3．总结各仪器的使用方法、使用注意事项、影响测定结果的因素等
实验二植物希尔反应的观察实验学时：3实验类型：验证性实验要求：必修一、实验目的通过对希尔反应的示范观察，加深对这一反应性质的理解。二、实验原理希尔反应由它的发现者希尔而得名，是植物的离体叶绿体悬浮液在照光的情况下使水光解释放氧产生H+，从而还原某些特定的氧化剂的反应。希尔反应的实质是叶绿体在光反应过程中产生的不稳定还原产物还原了某些人为加入的氧化剂的结果。希尔反应氧化剂有Fe3十、二氯酚靛酚等，后者为一蓝色染料，被还原后变为无色，因此很容易用肉眼观察，也可用分光光度计对还原量进行精确测定。本实验观察植物叶绿体粗悬浮液在光下对二氯酚靛酚的还原作用。三、实验材料、试剂和仪器1.实验材料菠菜叶或其他植物叶片2.仪器研钵；试管；试管架；漏斗；纱布；小烧杯；剪刀3.试剂石英砂；0.1%二氯酚靛酚溶液四、操作步骤1.取新鲜菠菜叶片或其他绿色植物叶片（如小麦、玉米等）5g，剪碎后置研钵中加10ml蒸馏留水研磨成浆状后，再加40ml蒸馏水研磨稀释，然后通过4～6层纱布过滤到小烧杯中即为叶绿体粗悬浮液（其中含有细胞碎片及比叶绿体更小的细胞器，如线粒体等）。2.取试管2支，每管加入叶绿体悬浮液5ml，0.1%二氯酚靛酚溶液2滴，摇匀，将其中一管置于直射阳光下，另一管置于暗处，注意阳光下的试管颜色变化，5～10min后取出置于暗处试管，比较两管的颜色深浅。五、解释实验结果5
5 实验二植物希尔反应的观察 实验学时：3 实验类型：验证性 实验要求：必修 一、实验目的 通过对希尔反应的示范观察，加深对这一反应性质的理解。 二、实验原理 希尔反应由它的发现者希尔而得名，是植物的离体叶绿体悬浮液在照光的情 况下使水光解释放氧产生 H+，从而还原某些特定的氧化剂的反应。希尔反应的 实质是叶绿体在光反应过程中产生的不稳定还原产物还原了某些人为加入的氧 化剂的结果。希尔反应氧化剂有 Fe3＋、二氯酚靛酚等，后者为一蓝色染料，被 还原后变为无色，因此很容易用肉眼观察，也可用分光光度计对还原量进行精确 测定。本实验观察植物叶绿体粗悬浮液在光下对二氯酚靛酚的还原作用。 三、实验材料、试剂和仪器 1．实验材料 菠菜叶或其他植物叶片 2．仪器 研钵；试管；试管架；漏斗；纱布；小烧杯；剪刀 3．试剂 石英砂；0.1％二氯酚靛酚溶液 四、操作步骤 1. 取新鲜菠菜叶片或其他绿色植物叶片（如小麦、玉米等）5g，剪碎后置 研钵中加10ml蒸馏水研磨成浆状后，再加40ml蒸馏水研磨稀释，然后通过4～6 层纱布过滤到小烧杯中即为叶绿体粗悬浮液（其中含有细胞碎片及比叶绿体更小 的细胞器，如线粒体等）。 2. 取试管2支，每管加入叶绿体悬浮液5ml，0.1％二氯酚靛酚溶液2滴，摇匀， 将其中一 管置于直射阳光下，另一管置于暗处，注意阳光下的试管颜色变化，5～10min 后取出置于暗处试管，比较两管的颜色深浅。 五、解释实验结果