初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法
生态学简答题
③空气呈现高二氧化碳低氧气，影响土壤微生物种类、数量和活动，进而影响植物营养状况；
④温度对植物生长发育密切相关，导致土壤动物产生行为适应变化。
8. 大气中氧气和二氧化碳浓度与生物的关系。
答：大气中的氧气与二氧化碳关系到生物生存，二氧化碳是植物光合作用的原料，不同植物利用二氧化碳的效率不同。氧气是动物生存的必需条件（厌氧动物除外），动物能量代谢要消耗氧。大气压氧分压随着海拔升高而下降，高海拔低氧是内温动物生存的限制因子，内温动物对高海拔低氧的适应表现在加大了呼吸深度，增加了肺泡气体弥散能力，增加了组织肌红蛋白数量，增加了红细胞数量及血红蛋白浓度，提高携氧能力。
4. 生物对光照会产生哪些适应？
答：光照有日周期和年周期的变化，日照长短对生物起了信号作用，导致生物出现日节律性的与年周期性的适应性变化其中有：
1）、生物的昼夜节律；
2）、生物的光周期现象：1）、植物的光周期现象：a、长日照植物 b、短日照植物c、中日照植物 d、日中性植物
它对维护生态平衡有着重要的指导意义：①对已退化的生态系统，经人为修复使其负反馈系统恢复正常，生态系统就能得到修复。②在生态系统的利用中，不能超过其生态阈值，否则负反馈作用下降，生态系统将遭到破坏。③生物多样性愈高，结构愈复杂，负反馈功能就愈强，生态平衡就愈稳定。因而生物多样性的保护在维护生态平衡方面很重要。
四、问答题（每题10分）
1. 比较三类生态学研究方法的利弊。
答：生态学的研究方法可以分为野外的（田间的）、实验的和理论的三大类。
野外的研究方法是首先的，并且是第一性的。采集数据时误差较大，而且野外条件下影响因子很多我们关注的未必就是关键性的因子，从而得出不正确结论。
初级生产率的测定
烦人吉林化工学院设计性实验报告题目：初级生产率的测定教学院：资源与环境工程学院班级：安全工程1201班姓名：王品品学号： 12360107指导教师：刘辉实验日期：2014年9月21日初级生产率的测定王品品指导教师：刘辉（吉林化工学院资源与环境工程学院，吉林吉林12360107）摘要：初级生产量是指单位时间和单位面积上的绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量，水体中各种浮游植物都在光合作用过程中吸收二氧化碳，释放氧气，浮游植物的种类不同。
因此可通过测定水中溶解氧的变化，间接计算水体的生产力。
所有消费者和分解者都直接或间接依赖初级生产量为主，从这个意义上讲，没有初级生产量就没有消费者和分解者，也就不会有生态系统。
在初级生产量中，有一部分是被植物的呼吸（R）消耗掉了，剩下的才用于植物的生长和繁殖，这就是净初级生产量（NP），而把包括呼吸消耗在内的全部生产量称为总初级生产量（GP）。
关键词：黑白瓶；初级生产量；浮游植物。
Abstract: primary production (primary production) refers to the unit time and per unit area is made by green plants by photosynthesis or fixed by the energy of organic matter, of all kinds of phytoplankton in water are in the process of photosynthesis to absorb carbon dioxide and release oxygen, different kinds of phytoplankton. So according to the variation of dissolved oxygen in water, indirect calculating the productivity of water bodies. All consumers and disintegrator directly or indirectly dependent on primary production is given priority to, in this sense, there is no primary production, there is no consumer and disintegrator, also there will be no ecological system.In primary production, a part of the is used up by the plant respiration (R), the rest is only used for plant growth and reproduction, this is the net primary production (NP), and all the production, including respiration consumption, known as the gross primary production (GP).Keywords: black and white bottles of ；primary production ；phytoplankton .前言：绿色植物的生物量生产是地球上生命赖以存在的能量基础, 而且为大部分各种类型的食物链提供了最基本的输入。
formal-实验7-水体生态系统初级生产量的测定
浙江师范大学生化学院
实验原理
“黑白瓶”测氧法：根据水中浮游植物和其他光合生物，利用光 黑白瓶”测氧法：根据水中浮游植物和其他光合生物， 黑白瓶 浮游植物和其他光合生物 能合成有机物，同时释放氧的原理，测定其初级生产力的方法。 能合成有机物，同时释放氧的原理，测定其初级生产力的方法。 将注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光一定时间后， 将注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光一定时间后， 白瓶 悬挂在采水深度处 黑瓶：只进行呼吸作用，瓶内的氧气逐渐减少 黑瓶：只进行呼吸作用，瓶内的氧气逐渐减少 （D） 呼吸作用 ） 白瓶：进行呼吸作用、光合作用（为主），瓶内氧气增加 白瓶：进行呼吸作用、光合作用（为主），瓶内氧气增加 （L） 呼吸作用 ），瓶内 ） 假定光照条件下与黑暗条件下，生物的呼吸强度相等， 假定光照条件下与黑暗条件下，生物的呼吸强度相等，白瓶黑瓶 光照条件下与黑暗条件下 的初始溶氧为I， 的初始溶氧为 ， 单位： 呼吸量为I-D；净光合量 ；总光合量为 ） 呼吸量为 ；净光合量L-I；总光合量为L-D （单位：mg/L·d）
浙江师范大学生化学院
实验 八 水体生态系统初级生产量的测定
一、实验目的和要求
1、以黑-白瓶法为例，学习测定水体初级生产力 、 白瓶法为例 白瓶法为例， 的原理和操作过程。 原理和操作过程。 过程 2、学习估算水体初级生产力方法，为评价水体 、学习估算水体初级生产力方法， 生产性能做准备。 生产性能做准备。
1. 测定工作最好在晴天进行。 测定工作最好在晴天进行。 2. 此方法常常因忽略细菌对氧的消耗，而低估了浮游 此方法常常因忽略细菌对氧的消耗， 低估了浮游 植物的初级生产量。 植物的初级生产量。 3. 如遇到光合作用很强时，形成过饱和氧很多，在瓶 如遇到光合作用很强时，形成过饱和氧很多， 中产生大的氧气泡不能放掉 可将瓶略微倾斜， 氧气泡不能放掉， 中产生大的氧气泡不能放掉，可将瓶略微倾斜，小 心打开瓶塞加入固定液，再盖上瓶盖充分摇动， 心打开瓶塞加入固定液，再盖上瓶盖充分摇动，使 氧气充分固定下来。 氧气充分固定下来。 4.每个样瓶至少滴定两次，两次滴定用量误差不超过 每个样瓶至少滴定两次， 每个样瓶至少滴定两次 0.05mg(0.01mol/L的Na2S2O3)。 的 。
水质初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法
中华人民共和国行业标准 SL354—2006水质初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法1水质初级生产力测定——“黑白瓶”测氧法1 适用范围本标准规定了在水体中不同深度悬挂可曝光和不可曝光测定初级生产力的装置，经过24h曝光，以测定的溶解氧计算出单位时间、单位水柱日均生产力，作为评价水体富营养化水平的方法。
本标准适用于湖泊、水库、池塘等静水水体以及水流缓和的河流水域中初级生产力的测定。
模拟条件和实验室环境可以等效采用。
2 术语和定义:下列术语和定义适用于本标准。
2.1初级生产力 primary productivity：是指单位面积（或体积）水体在单位时间内生产有机物的能力。
通常指水中初级生产者藻类和光合细菌的光合作用率。
2.2水柱日生产力 productivity at a day on square meter water column：是指每平方米垂直水柱中初级生产者生产有机物的平均日生产力，以 g（O2）/m2·d表示。
2.3“黑白瓶”（black and white bottle）：本标准所指“黑白瓶”是可以进行曝光的（白瓶）和不可曝光的（黑瓶）测定初级生产力的装置。
3 方法原理:水体初级生产力是评价水体富营养化水平的重要指标。
水体初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法是根据水中藻类和其他具有光合作用能力的水生生物，利用光能合成有机物，同时释放氧的生物化学原理，测定初级生产力的方法。
该方法所反映的指标是每平方米垂直水柱的日平均生产力[ g（O2）/m2·d]。
4 试验器具4.1 黑白瓶：容量在250～300ml之间，校准至1ml,可使用具塞、完全透明的温克勒瓶或其他适合的细口玻璃瓶,瓶肩最好是直的。
每个瓶和瓶塞要有相同的编号。
用称量法来测定每个细口瓶的体积。
玻璃瓶用酸洗液浸泡6h后，用蒸馏水清洗干净。
黑瓶可用黑布或用黑漆涂在瓶外进行遮光，使之完全不透光。
4.2 采水器：可使用有机玻璃采水器。
初级生产量的测定方法
初级生产量的测定方法
生态系统初级生产量测定的方法较多，如收割法、CO2同化法、黑白瓶法、放射性同位素示踪法、叶绿素测定法、pH测定法等。
不同的方法可应用于不同类型生态系统初级生产量的研究，也各有优缺点。
1）收割法
该法常用于草原生态系统、农田生态系统和森林生态系统。
用各种剪刀、锯子或斧子将一定面积的植被地上部分全部取下，将植物的各种器官（如茎、枝、叶、花、果实等各部分）分开，包装起来带回实验室，或在野外直接称其“鲜重”，或烘干后再称干重（在100℃烘箱中烘干1~2d）。
注意：对于灌木以下的植物，精度应达到0.01g；称量时应去掉粘附的土壤等。
2）CO2同化法
该法常用于草原生态系统、农田生态系统，有时也用于森林生态系统。
该法测定生态系统的初级生产量，应先建立一个封闭系统（将要测定的对象与外界大气系统隔绝），实验开始前先用CO2红外测定仪测得CO2浓度，经过一段时间（实验时间根据实验对象特点和实验要求而定）的光合作用，再测封闭系统内的CO2浓度，其中减少的CO2已经被固定在植物体内的有机物中。
3）黑白瓶法
这种方法常用于测量水生态系统中浮游植物的初级生产力。
初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法(精)
当无机氮经由蛋白质和核酸合成过程而形成有机化合物（主要是胺类，即-NH2）以后，这些含氮的有机化合物通过生物的新陈代谢又会使氮以代谢产物（尿素和尿酸）的形式重返氮的循环圈。土壤和水中的很多异养细菌、放线菌和真菌都能利用这种富含氮的有机化合物。这些简单的含氮有机化合物在上述生物的代谢活动中可转变为无机化合物（氨）并把它释放出来。这个过程就称为氨化作用（ammonification）式矿化作用（minerahzation）。实际上，这些微生物是在排泄它们体内过剩的氮。有些具有氨化作用的微生物只能利用陈而不能利用简单的氨基酸，或者只能利用尿素而不能利用尿酸。相反，其他的微生物则能利用多种多样的含氮有机化合物。氨化过程是一个释放能量的过程，或者说是一种放热反应（exothermic reaction）。例如，如果蛋白质的基本构成物是甘氨酸，那么lmol的这种蛋白质经过氨化就可释放出736 X 103）的热能。这些能量将被细菌用来维持它们的生命过程。
初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法
用红外气体分析仪无法对水生生态系统的二氧化碳进行测定，所以在二氧化碳同化法的基础上又提出了适应于水生生态系统的黑白瓶法，主要是对含氧量进行测定。1927年，T . Gaarder和H . H . Gran首次将这种方法用于海洋生态系统生产量的研究，这种方法现在已得到了广泛应用，其方法十分简便。首先是从池塘、湖泊或海水的一定深度采取含有自养生物（如藻类）的水样（水样中难免也含有某些异养生物如细菌和浮游动物等），然后将水样分装在成对的小样瓶中，样瓶的容积通常是125～300 ml。在每对样瓶中总是有一个白瓶一个黑瓶，所谓白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用；所谓黑瓶就是不透光瓶，里面不能进行光合作用，但有呼吸活动。黑瓶和白瓶同时被悬浮在水体中水样所在的深度，放置一定时间后（通常是4～8小时，也可到24小时）便从水体中取出，用标准的化学滴定法或电子检测器测定黑瓶和白瓶中的含氧量。根据白瓶中含氧量的变化可以确定净光合作用量和净光合作用率，根据黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量。同时利用黑瓶和白瓶的测氧资料就可以计算出总初级生产量。黑白瓶法的基本假设条件是：植物的呼吸作用在黑瓶中和白瓶中是一样的，这一点对于某些种类的植物来说和对于短时间的实验来说是可以成立的，但也有很多种类的植物在黑暗条件下常表现出不同的呼吸率。黑白瓶法的另一个不足之处是，它必须把整体群落的一部分（一个取样）完全密封起来，而这个取样往往不能完全反映取样所属种群的实际状况（可通过多次重复实验进行校正）。此外，取样中异养生物的数量变化也会使呼吸消耗偏离正常值。再有，取样中的水是静止的，而在实际情况下水是不断流动的，使运动中的各种营养物质不断到达和离开光合作用发生地点。最后，从一定水深处采上来的水样如果曝光时间太长也会发生光合作用。尽管黑白瓶法存在上述的一些缺点，但这种方法还是得到了广泛应用。黑白瓶的基本原理是测定水中含氧量的变化，另一种类似的方法是在一天时间内（24小时）每隔2～3个小时对水生生态系统的含氧量进行一次自动监测。如果把一个电子检测器接到一个自动记录装置上，就可以连续24小时对一个水生生态系统的含氧量进行取样。这个方法的优点是直接测定整个生态系统而不是测定一些小的取样，此法还用自然光周期取代黑瓶对夜晚的模拟。总之，上述两种方法都是运用各种计算来确定氧的净生产量，然后再利用光合作用方程计算出总初级生产量。
生态学知识点
生态学知识点1.物质循环的特点：物质不灭，循环往复；物质循环与能量流动不可分割，相辅相成；物质循环的生物富集；生态系统对物质循环有一定的调节能力；物质循环中的生物作用。
各物质循环过程相互联系，不可分割。
2.影响物质循环速率的因素：有机物质腐烂的速率。
人类活动影响。
元素的性质。
生物的生长速率。
3.生物地球化学循环的类型：气体型循环、沉积型循环、水循环。
4.碳循环：c的存在形式：co2、无机盐、有机碳。
主要循环过程：生物的同化和异化过程。
大气和海洋间的co2交换。
碳酸盐的沉淀作用。
5.温室效应：大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表面而导致气温上升。
温室气体：CO2\CH4\N2O\SF6\CFCs\HFCs。
温室效应影响：海平面上升，淹没陆地。
全球气候常发生暴雨或干旱。
土地沙漠化，生态环境改变。
6.N循环：生物可利用的N的形式：NO3-\NO2-\NH4+。
N循环的主要过程：固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用。
固氮作用意义：平衡反硝化作用。
对局部缺氮环境有重要意义。
使N进入生物循环。
氨化作用：由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解成为氨和氨化合物，氨溶水成为NH4+，为植物利用。
硝化作用：在通气良好的土壤中，氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供植物吸收利用。
反硝化作用：反硝化细菌将亚硝酸盐转变成氮气，回到大气库中。
7.P循环：典型的沉积循环。
P以不活跃的地壳作为主要的储存库。
v磷的循环过程岩石经土壤风化释放的磷酸盐和农田中施用的磷肥，被植物吸收进入植物体内。
沿食物链传递，并以粪便、残体或直接以枯枝落叶、秸秆归还土壤。
含磷有机化合物经土壤微生物的分解，转变为可溶性的磷酸盐，可再次供给植物吸收利用，这是磷的生物小循环。
一部分磷脱离生物小循环进入地质大循环：•动植物遗体在陆地表面的磷矿化•磷受水的冲蚀进入江河，流入海洋。
8.赤潮：氮和磷的浓度大于0.2和0.02mg/L时，会引起水体的富营养性变化，促使藻类大量繁殖，在水面上聚集成大片的水华（湖泊）或赤潮（海洋）。
生态学笔记整理
《基础生态学》绪论生态学：是研究生物及环境间相互关系的科学。
生态学的研究对象（4个组织层次）：个体、种群、群落、生态系统生态学按组织层次划为：①个体生态学②种群生态学③群落生态学④生态系统生态学生物圈：是指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所，它包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。
第一部分有机体与环境环境：指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。
生态因子：是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。
生态因子作用特征：①综合作用；②主导因子作用；③阶段性作用；④不可替代性和补偿性作用；⑤直接作用和间接作用利比希最小因子定律：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。
限制因子：在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子。
耐受性定律：任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存。
生态幅：每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。
在最低点和最高点（或称耐受性的下限和上限）之间的范围，称为生态幅或生态价。
光周期现象：植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等是对日照长短的规律性变化的反应，称为光周期现象。
（注意看下这节P20）1.植物的光周期现象：①长日照植物：日照超过某一数值或黑夜小于某一数值才能开花的植物，如萝卜，菠菜，小麦，凤仙花等。
②短日照植物：日照小于某一数值或黑夜长于某一数值时才能开花的植物，如玉米，高粱，水稻，棉花，牵牛等。
③中日照植物：昼夜长短接近相等时才开花的植物，如甘蔗。
④日中性植物：开花不受日照长度影响的植物，如蒲公英，四季豆，黄瓜及番薯等。
2.动物的光周期现象：①繁殖的光周期现象：长日照动物（鼬，水貂，刺猬，田鼠，雉）短日照动物（羊，鹿，麝）②昆虫滞育的光周期现象：如梨小食心虫。
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初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法黑白瓶法，是一种常用的初级生产量测定方法，也称为比色法。
它的原理是通过比较若干标准溶液与待测溶液颜色的深浅来确定待测溶液的浓度。
下面我将详细介绍黑白瓶法的步骤和注意事项。
黑白瓶法的步骤如下：
1.准备标准溶液：根据待测溶液的浓度范围，选择2-3个标准溶液进行比较。
标准溶液的浓度应该包括待测溶液的浓度范围，同时浓度之间应该有一定的差异，以便于比较。
将这些标准溶液放入黑色和白色瓶子中，分别标记。
2.准备待测溶液：将待测溶液放入一个透明的容器中，以便于观察颜色变化。
3.开始比较：将黑瓶和白瓶分别放在待测溶液两侧，同时观察三者的颜色。
比较时需要将黑瓶和白瓶放在同一水平面上，并保持适当的距离，以免产生阴影干扰。
观察时可以通过旋转瓶子来找到最佳观察角度。
4.判断颜色深浅：根据比较，判断待测溶液的颜色深浅程度。
如果黑瓶的颜色深于待测溶液，说明待测溶液浓度较低；如果白瓶的颜色深于待测溶液，说明待测溶液浓度较高。
通过比较黑瓶和白瓶的颜色，可以估计出待测溶液的浓度范围。
5.确定待测溶液浓度：根据比较结果，将待测溶液的浓度范围缩小，并再次比较。
可以逐步减小待测溶液的浓度范围，直到找到最接近待测溶液浓度的标准溶液。
根据标准溶液的浓度，可以判断待测溶液的浓度。
黑白瓶法的注意事项如下：
1.选择适当的液体：黑白瓶法适用于液体溶液的浓度测定，不适用于
固体和气体的浓度测定。
2.均匀搅拌：在测定前，需要充分搅拌待测溶液，以确保样品中所有
溶质均匀分布。
3.避免误差：颜色深浅的判断可能受到个体主观因素的影响，所以一
般需要两个以上的人员同时判断，取多数人一致的结果作为参考。
4.精确比较：为了避免光照对颜色产生影响，比较时建议在均匀背景
下进行，如白色的实验台、纸张等。
5.参照标准溶液：准备标准溶液时，要使用已知浓度的标准溶液，并
严格控制制备标准溶液时的操作条件，确保标准溶液的浓度准确可靠。
6.记录测定结果：在实验过程中，要及时记录比较结果，以方便后续
的数据处理和结果分析。
总结：黑白瓶法是一种简单易行的初级生产量测定方法，通过比较标
准溶液与待测溶液的颜色的深浅，可以初步判断待测溶液的浓度范围。
但是，由于主观因素的存在，其结果可能存在一定的偏差。
因此，在实际应
用中，可以与其他测定方法结合使用，以提高测量结果的准确性和可靠性。