海洋生态学实验教学方案教学内容

海洋生态学实验教学方案

一、分组

二、实验设置

海洋生态学实验方案

实验一人工海水盐的配制

（1）实验目的

A：了解海水的组成及配置原则；

B：了解海洋中元素的多样性及各种元素的含量差异；

（2）实验原理

天然海水中的化学成分较多，主要有氯化钠、氯化钾、硫酸镁和铁、锂、碘、铝、溴、锶的盐等数十种，将这些化学物质按照一定比例，充分混合在一起，就可以制成使用方便的人工海水盐。使用时，只要将人工海水盐按照一定比例与水兑合，就可以配成与天然海水接近的人工海水。现在国内生产的人工海水盐，其中的氯化钠、硫酸镁、氯化钾是按照3:2:1的比例进行混合，占人工海水盐成分的90%，此外的10%是由20中微量元素组成。国外产的人工海水盐的成分由40种微量元素组成。人工海水盐的成分越齐全，比例越合理，配置成的人工海水越接近于天然海水，人工海水的质量也越好。

海水观赏性鱼类生活在这样的人工海水中，适应性的强弱与人工海水与天然海水的接近程度相关。人工海水配置好坏的关键，首先是选择质量好的人工海水盐。目前市场上销售的人工海水盐品种较多，既有国内的、也有国外的，可以根据准备饲养的海水鱼类的特点进行选择。

人工海水的配置水源是自来水，将自来水晾晒一周或通过离子交换树脂过

滤。人工海水盐的兑掺数量，是按照海水的盐度来决定的。天然海水的盐度为3.4%-3.5%，人工海水的盐度一般控制在3.0-3.3%。人工海水的盐度略低，可以减轻海水鱼类体表的渗透压，消除海水鱼的紧张情绪。人工海水盐度为 3.0%，即1000g（1L）水中加入30g盐类物质。海水比重一般为1.022-1.023。

人工海水在配置过程中不得采用金属器皿，主要使用器皿为玻璃、塑料或非金属器皿。人工海水必须在使用前24-48小时调配好。

（3）主要仪器

1L烧杯（1个），玻璃棒（1根），分析天平（万分之一1台，可共用），天平（百分之一1台，可共用）。

（4）操作步骤

A：人工海水盐的配置（1L量）

将以上物质精确称量后，充分混合后，放于干燥器中备用。

B：人工海水的配置

将上述配置的人工海水盐溶于1L水中，充分溶解混匀。

（5）实验任务

每小组配置人工海水盐1份。

（6）思考题

A：所配置的人工海水盐度、氯度和碱度各为多少？

B：为什么所用自来水需要晾晒？

C：为什么不能直接使用金属器皿配置人工海水？

实验二叶绿素法测定海洋第一性生产力

（1）实验目的

A：掌握水生生态系统叶绿素含量的测定方法；

B：掌握水生生态系统第一性生产力的一种测定方法.。

（2）实验原理

浮游植物是海洋和湖泊食物链的始端，是水生生态系统第一性生产力的指标。而浮游植物是通过叶绿素a进行光合作用的，通常水体中叶绿素a浓度越高，其第一性生产力的能力也越大。叶绿素a浓度和水域第一性生产力之间有定量的相关关系，一般用同化系数来表征，国内外学者通常引用其经验值 3.7mgC/(mg Chla h)，即每mg叶绿素a每小时能够固定C 3.7mg。因此，只要准确测定水域中叶绿素a的含量，就能通过同化系数求的其第一性生产力。

（3）实验材料及设备

过滤设备及滤纸、丙酮、分光光度计、研钵、分光光度计、其他常规玻璃仪器

（4）实验步骤与数据处理

A：取水100ml，过滤；

B：将滤纸上的绿色物质小心完全转移至研钵中；

C：加入2ml丙酮后，研磨；

D：将研磨后的溶液小心转移至刻度试管中，用丙酮定容至10ml；

E：分别测定叶绿素丙酮溶液在750、664、647、630nm处的吸光值A；

应用下式计算水样叶绿素a浓度：

Chla=[11.85(A664-A750)-15.4(A647-A750)-0.8(A630-A750)]V’/V

单位：Chla——叶绿素含量，mg/m3；

V’——丙酮溶液定容量，ml；

V——取过滤水量，L。

F：水生生态系统第一性生产力计算：

W=R*Chla

W：水域第一性生产力，单位mgC/m3 h

R：同化系数，3.7mgC/(mg Chla h)

（5）思考题

A：一般来讲，我们应用此法测定的叶绿素浓度是偏大还是偏小？为什么？

B：简要说明分别在750、664、647、630nm处测定的意义。

实验三温度对海洋动物呼吸速率影响

（1）实验目的

A：测定海洋生物在适温范围内的呼吸速率，分析与温度的相关关系。

B：复习应用碘量法测定水中溶解氧含量。

（2）实验原理

海洋动物的新陈代谢速率直接收温度的影响，在适宜的温度范围内，当温度升高时，新陈代谢速率随之加快，呼吸率（耗氧率）也相应增加。温度与生物代谢速率的关系可用公式Q10=[R2/R1][10/(T2-T1)]描述。式中Q10表示温度每升高10摄氏度时代谢速率的变化，R1和R2分别表示温度T1、T2时的单位体重耗氧速率。（3）实验材料及设备

温度控制设施，其他同碘量法测定水中溶解氧；动物为活的虾。

（4）实验步骤与数据处理

A：4只1L

即在夜前分别取只放在室温下，另外2只放在15摄氏度的恒温培养箱中。实验开始时，分别取室温下和15摄氏度下容量瓶各1只，测定其溶氧浓度。另外2只容量瓶，各放入虾2只后，立即将瓶封住，并再次放置在相应环境中，2h后，测定溶氧含量，并测定虾的体重。

B：根据所得数据计算虾的Q10。

（5）思考题

A：如果将低温改为20摄氏度，是否会影响Q10的值？改为5摄氏度呢？

B：不同瓶中放入的3只虾有什么要求？

实验四盐度对海洋动物存活率的影响

（一）实验目的

A：以不同盐度梯度的变化进行实验，了解海洋动物对盐度的适应能力；

B：掌握判断海洋动物是广盐动物还是狭盐动物的简单方法。

（二）实验原理

盐度是海水总含盐量的度量单位，海水盐度最低可小于0.5（河口），最好可超过40（红海）。受渗透压调节能力的限制，海洋生物对海水盐度的变化有一定的适应能力，根据适应范围的大小，可分为狭盐性生物和广盐性生物。狭盐性生物对盐度变化较为敏感，只能生活在盐度稳定的环境中；广盐性生物对海水盐度变化有很大的适应性，能忍受海水盐度的剧烈变化，不同种类海洋生物对盐度变化适应能力的差异由遗传所决定，不同种类，同一种类不同发育阶段的雌雄个体适应能力也不相同。另外，水温、溶氧等因素是否处于最适宜范围也影响海洋生物对盐度变化的适应能力。

（3）实验材料及设备

海水、活虾、适于10只虾同时生存的容器5只。

（4）实验步骤与数据处理

A：将甲乙丙丁4只容器内分别乘装下列水源：

甲——海水（盐度35%）

乙——2份海水+1份清水配制的混合水（盐度约23%）

丙——1份海水+2份清水配制的混合税（盐度约12）

丁——清水

B：活虾10只，分别放置在上述水源中；

C：24小时后，清点各容器内虾的存活情况；计算各容器内虾的死亡率，确定其耐受极限（死亡率=50%时的盐度）。

（5）思考题

A：根据实验所得结论，推断实验过程所使用的虾属于狭盐动物还是广盐动物，说明依据。

B：若想更精确测定虾的耐受极限，应对实验设计进行如何改正？

实验五潮间带环境特征及生态学调查

（1）实验目的

A：了解潮间带特有的环境特征；

B：了解潮间带生物的分布特征及其主要影响因子。

（2）实验原理