實(shí)驗(yàn) 廣州大學(xué)城生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查與景觀分析

1、實(shí)驗(yàn)1 廣州大學(xué)城生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查及景觀分析（廣外文心湖）1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1 廣州大學(xué)城廣外文心湖生態(tài)系統(tǒng)的組成，結(jié)構(gòu)及功能。1.2 重點(diǎn)分析廣州大學(xué)城廣外文心湖濕地生態(tài)系統(tǒng)的組成，結(jié)構(gòu)及功能。1.3 通過(guò)實(shí)地調(diào)查和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，掌握水生生態(tài)系統(tǒng)健康的評(píng)價(jià)方法。2. 實(shí)驗(yàn)器材2.1 材料：廣州大學(xué)城廣外文心湖，浮游植物，濕地水樣及其光/富營(yíng)養(yǎng)可誘導(dǎo)培養(yǎng)藻類(lèi)。2.2 儀器及實(shí)驗(yàn)用品：連接互聯(lián)網(wǎng)的電腦，數(shù)碼（手機(jī)）相機(jī)，分光光度計(jì)以及多種理化指標(biāo)測(cè)定儀器。3. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟3.1廣州大學(xué)城各校區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的觀通過(guò)google地圖在線軟件，獲得廣外文心湖的不同尺度的地圖，分析并標(biāo)注其中的不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)，以及

2、它們的組成，結(jié)構(gòu)及功能，并從學(xué)校尺度水平整體分析廣外文心湖的組成，結(jié)構(gòu)及功能。在學(xué)完景觀生態(tài)學(xué)后，再對(duì)大學(xué)城各校區(qū)開(kāi)展進(jìn)一步的景觀分析。3.2 廣州大學(xué)城各校區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查與健康評(píng)價(jià) （1）樣點(diǎn)湖泊的觀察和記錄描述樣點(diǎn)位置、水面大小、水生動(dòng)物種類(lèi)及種群大小、浮游植物種類(lèi)及種群大小、岸邊植物種類(lèi)及種群大小及四周景觀類(lèi)型、湖水的輸入與輸出大小、有無(wú)污染源、水質(zhì)有無(wú)異味、水質(zhì)顏色等。同時(shí)拍下實(shí)物照片，用作后續(xù)分析和評(píng)價(jià)的支撐材料。（2）水樣采集 每組準(zhǔn)備7個(gè)500ml大小的塑料瓶，先用自來(lái)水反復(fù)沖洗，再用去離子水潤(rùn)洗二次用于水樣采集。沿調(diào)查湖岸均勻布點(diǎn)，采集水樣（注意安全）。采集的水樣盡快帶回實(shí)

3、驗(yàn)室，進(jìn)行理化分析。（3） 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)pH值測(cè)定用試紙或pH計(jì)測(cè)定水樣的pH值。吸光值測(cè)定：以去離水作為對(duì)照，于600nm，675nm和750nm處，測(cè)定水樣的吸光值。溶解氧等理化指標(biāo)的測(cè)定方法參見(jiàn)儀器說(shuō)明書(shū)。（4） 綠藻光誘導(dǎo)富集培養(yǎng)在500 ml三角燒瓶中裝入250ml水樣（也可將剩余的水樣于光照下直接培養(yǎng)），并用Hoagland營(yíng)養(yǎng)液母液，將水樣中的營(yíng)養(yǎng)液濃度提高至1*Hoagland營(yíng)養(yǎng)液水平，于室內(nèi)24小時(shí)照光培養(yǎng)?！敬康壮霈F(xiàn)綠色沉積物后，吸取沉積物進(jìn)行顯微鏡檢。對(duì)常見(jiàn)藻類(lèi)進(jìn)行繪圖，鑒定綠藻種類(lèi)，區(qū)分優(yōu)勢(shì)種群和偶見(jiàn)種群（實(shí)驗(yàn)2）】。4實(shí)驗(yàn)結(jié)果、數(shù)據(jù)分析與討論對(duì)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，進(jìn)

4、行統(tǒng)計(jì)分析；查閱資料，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)廣外文心湖的生態(tài)健康進(jìn)行評(píng)價(jià)。湖泊生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)廣外校園全景：森林生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)廣外以外的衛(wèi)星圖：長(zhǎng)洲島（森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)）珠江分支（河流生態(tài)系統(tǒng)）采樣區(qū)域：標(biāo)記為A區(qū)域所調(diào)查生態(tài)系統(tǒng)的觀察和分析：廣外文心湖生態(tài)系統(tǒng)是由非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者組成的。據(jù)我們小組實(shí)地觀察，非生物環(huán)境有太陽(yáng)輻射、溫度、濕度、風(fēng)等；生產(chǎn)者為植物（認(rèn)識(shí)的品種有水葫蘆、柳樹(shù)、榕樹(shù)、杉樹(shù)、三角梅、狗尾草、蛇舌草、蒲公英、大葉黃楊、小葉黃楊、金葉女貞等等）；消費(fèi)者為動(dòng)物（黑天鵝、魚(yú)、各類(lèi)昆蟲(chóng)等等）；分解者就是微生物了。當(dāng)天

5、我們主要的活動(dòng)區(qū)域是廣外文心湖附近，所以著重分析這里的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在水平分布上的鑲嵌性，垂直分布上的成層性。在湖泊附近的樹(shù)木，鳥(niǎo)類(lèi)和綠色植物就會(huì)因?yàn)楣夂褪澄锒a(chǎn)生成層現(xiàn)象。而鑲嵌性就體現(xiàn)在一個(gè)小區(qū)域就會(huì)有不同的種群。據(jù)我們了解，黑天鵝都被圈養(yǎng)起來(lái)，有專(zhuān)門(mén)的人為它們提供飼料，而且它們活動(dòng)的范圍很小，在這個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)中只吸收很少部分的能量。生產(chǎn)力就靠綠色植物了，能量逐級(jí)流動(dòng)，最終流向魚(yú)、昆蟲(chóng)等等。在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，比較重要的應(yīng)該是水循環(huán)。廣州雨量較大，太陽(yáng)輻射較強(qiáng)，下雨和蒸發(fā)的交替促進(jìn)了湖水的更新，使整個(gè)系統(tǒng)充滿活力。但湖水流動(dòng)較少且有一入水口輸入污水，若遇上長(zhǎng)期陰

6、雨天氣且未能注意治理，會(huì)導(dǎo)致湖水異味加重，水質(zhì)惡化。景觀的基本要素是斑塊、廊道和基質(zhì)。在這個(gè)景觀中，湖泊屬于基質(zhì)，環(huán)湖的綠化帶屬于廊道，綠化帶的不同植物種群屬于斑塊。由于湖泊水濱地帶土壤、植物和基質(zhì)的多樣性，很多魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)、爬蟲(chóng)類(lèi)、兩棲類(lèi)動(dòng)物會(huì)選擇在此棲息。水濱地帶能夠?yàn)楦鞣N生物提供豐富的食物、水分。隱蔽場(chǎng)所等生存所必需的條件，有利于該生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。從景觀的美學(xué)價(jià)值來(lái)說(shuō)，這個(gè)湖泊給人一種寧?kù)o的感覺(jué)，不過(guò)湖水會(huì)發(fā)出異味，但還是可以為學(xué)生提供一個(gè)休憩的好地方。這個(gè)湖泊屬于人工湖，很多植物都是外購(gòu)的，并不是土生土長(zhǎng)的植物，這不符合自然性原則。但它基本上都能履行好作為景觀的職責(zé)。樣點(diǎn)湖泊的觀察和記錄

7、：所調(diào)查的樣點(diǎn)位于廣外教學(xué)區(qū)實(shí)驗(yàn)樓旁的文心湖，水面大約14000平方米。湖面人工養(yǎng)殖了6只黑天鵝，水中水生動(dòng)物包括魚(yú)和多種浮游動(dòng)物，因水質(zhì)不夠清，且不能下水了解，故未能知道水中有哪些動(dòng)植物。水面的浮游植物有水葫蘆，分布在湖水靠岸處，實(shí)驗(yàn)樓旁（上圖中A區(qū)域）湖水流動(dòng)較少水葫蘆較多，種群大小約為1平方米。岸邊有多種植物：榕樹(shù)、杉樹(shù)、三角梅、狗尾草、蛇舌草、大紅花、蒲公英、垂柳、大葉黃楊、小葉黃楊、金葉女貞等等（附圖于文檔末尾）。見(jiàn)湖有一入水口，但湖水流動(dòng)較少，估計(jì)湖水輸入及輸入量為80立方米/分鐘。湖水為綠色，有異味，入水口附近水顏色較深且異味較重，越遠(yuǎn)離入水口水質(zhì)越清且味道越淡，推測(cè)有污染源在在

8、上游但未能找到污染源的具體位置。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析：水樣A水樣B水樣C水樣D水樣E平均數(shù)方差標(biāo)準(zhǔn)差PH7.158.458.367.88.297.158.118.357.788.297.168.418.367.88.29平均PH7.158.328.367.88.297.980.270.52OD6000.0330.0380.0330.0440.0410.0392.55×10-50.005OD6750.0290.0340.0290.0410.0370.0342.7×10-50.005OD7500.0250.030.0260.0350.0320.031.75×10-50.0

9、04溶氧率67.70%61.70%57.40%73.60%82%68.50%9.46×10-30.097導(dǎo)電率s/cm39438638140340339398.59.9 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析圖表：討論作業(yè)：1查閱資料，了解水質(zhì)分析常用的理化指標(biāo)、指標(biāo)分析的意義及指標(biāo)分析的方法。常用的指標(biāo)可分為物理、化學(xué)、生物三大類(lèi)： 一、物理性指標(biāo)： （1）溫度 許多工業(yè)排出的廢水都有較高的溫度，這些廢水排入水體使其水溫升高，引起水體的熱污染。水溫升高影響水生生物的生存和對(duì)水資源的利用。氧氣在水中的溶解度隨水溫的升高而減小，這樣，一方面水中溶解氧減少，另一方面水溫升高加速耗氧反應(yīng)，最終導(dǎo)致水體缺氧或水質(zhì)

10、惡化。 （2）色度 色度是一項(xiàng)感官性指標(biāo)。一般純凈的天然水是清澈透明的，即無(wú)色的。但帶有金屬化合物或有機(jī)化合物等有色污染物的污水呈各種顏色。將有色污水用蒸餾水稀釋后與參比水樣對(duì)比，一直稀釋到二水樣色差一樣，此時(shí)污水的稀釋倍數(shù)即為其色度。 （3）嗅和味 嗅和味同色度一樣也是感官性指標(biāo)，可定性反映某種污染物的多寡。天然水是無(wú)嗅無(wú)味的。當(dāng)水體受到污染后會(huì)產(chǎn)生異樣的氣味。水的異臭來(lái)源于還原性硫和氮的化合物、揮發(fā)性有機(jī)物和氯氣等污染物質(zhì)。不同鹽分會(huì)給水帶來(lái)不同的異味。如氯化鈉帶咸味，硫酸鎂帶苦味，硫酸鈣略帶甜味等。 （4）固體物質(zhì) 水中所有殘?jiān)目偤头Q(chēng)為總固體（TS），總固體包括溶解物質(zhì)（DS）和懸浮固

11、體物質(zhì)（SS）。水樣經(jīng)過(guò)過(guò)濾后，濾液蒸干所得的固體即為溶解性固體（DS），濾渣脫水烘干后即是懸浮固體（SS）。固體殘?jiān)鶕?jù)揮發(fā)性能可分為揮發(fā)性固體（VS）和固定性固體（FS）。將固體在600的溫度下灼燒，揮發(fā)掉的量即是揮發(fā)性固體（VS），灼燒殘?jiān)鼊t是固定性固體（FS）。溶解性固體表示鹽類(lèi)的含量，懸浮固體表示水中不溶解的固態(tài)物質(zhì)的量，揮發(fā)性固體反映固體中有機(jī)成分的量。 水體含鹽量多將影響生物細(xì)胞的滲透壓和生物的正常生長(zhǎng)。懸浮固體將可能造成水道淤塞。揮發(fā)性固體是水體有機(jī)污染的重要來(lái)源。 二、化學(xué)性指標(biāo)：（1）有機(jī)物 生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)化合物在微生物作用下最

12、終分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)、二氧化碳和水等。這些有機(jī)物在分解過(guò)程中需要消耗大量的氧，故屬耗氧污染物。耗氧有機(jī)污染物是使水體產(chǎn)生黑臭的主要原因之一。 污水的有機(jī)污染物的組成較復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)難以分別測(cè)定各類(lèi)有機(jī)物的含量，通常也沒(méi)有必要。從水體有機(jī)污染物看，其主要危害是消耗水中溶解氧。在實(shí)際工作中一幫采用生物化學(xué)需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD、OC）、總有機(jī)碳（TOC）、總需氧量（TOD）等指標(biāo)來(lái)反映水中需氧有機(jī)物的含量。其中TOC、TOD的測(cè)定都是燃燒化學(xué)氧化反應(yīng)，前者測(cè)定結(jié)果以碳表示，后者則以氧表示。TOC、TOD的耗氧過(guò)程與BOD的耗氧過(guò)程有本質(zhì)的區(qū)別，而且由于各種水樣中有機(jī)物質(zhì)的成分不同，

13、生化過(guò)程差別也比較大。各種水質(zhì)之間TOC和TOD與BOD不存在固定的相關(guān)關(guān)系。在水質(zhì)條件基本相同的條件下，BOD與TOC或TOD之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。 （2）無(wú)機(jī)性指標(biāo) 植物營(yíng)養(yǎng)元素 污水中的N、P為植物營(yíng)養(yǎng)元素，從農(nóng)作物生長(zhǎng)角度看，植物營(yíng)養(yǎng)元素是寶貴的物質(zhì)，但過(guò)多的N、P進(jìn)入天然水體卻易導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化。水體中氮、磷含量的高低與水體富營(yíng)養(yǎng)化程度有密切關(guān)系，就污水對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化作用來(lái)說(shuō)，磷的作用遠(yuǎn)大于氮。 pH值 主要是指示水樣的酸堿性。 重金屬 重金屬主要是指汞、鎘、鉛、鉻、鎳，以及類(lèi)金屬砷等生物毒性顯著的元素，也包括具有一定毒害性的一般重金屬，如鋅、銅、鈷、錫等。 三、生物性指標(biāo)： （1）細(xì)

14、菌總數(shù) 水中細(xì)菌總數(shù)反映了水體受細(xì)菌污染的程度。細(xì)菌總數(shù)不能說(shuō)明污染的來(lái)源，必須結(jié)合大腸菌群數(shù)來(lái)判斷水體污染的來(lái)源和安全程度。 （2）大腸菌群 水是傳播腸道疾病的一種重要媒介，而大腸菌群被視為最基本的糞便傳染指示菌群。大腸菌群的值可表明水樣被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌（傷寒、痢疾、霍亂等）存在的可能性。 指標(biāo)分析方法：1中和的方法 包括水體的堿度、酸度等；2生成螯合物的方法 如Ca2+ Mg2+及硬度等；3加熱和氧化劑分解法 將含生物體在內(nèi)的有機(jī)化合物的含量以加熱分解時(shí)產(chǎn)生CO2的量總有機(jī)碳（TOC）；微粒有機(jī)碳（POC）、分解時(shí)消耗的氧量總耗氧量（TOD）或消耗氧化的量化學(xué)耗氧量（C

15、OD）來(lái)表示的指標(biāo)；4生物化學(xué)反應(yīng)的方法論 以生物化學(xué)耗氧量（BOD）為代表，是測(cè)定微生物分解有機(jī)物時(shí)所需消耗的氧量，包括測(cè)定微生物在呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的CO2的量以及利用脫氫酶等酶活性法來(lái)測(cè)定有效生物量等指標(biāo)；5氧化還原反應(yīng)及沉淀法。最典型為溶解氧含量及氯離子含量等指標(biāo)。6電化學(xué)法。有水的電導(dǎo)率，氯化-還原電位（pE）以及包括pH在內(nèi)的離子選擇電極的各種指標(biāo)，如F-、NH4+以及許多金屬離子；7微量成分。以儀器分析為主要檢測(cè)手段。包括分光光度法，原子吸收光譜法，氣相、液相色譜法，中子活化分析法以及等離子發(fā)射光譜法等。指標(biāo)項(xiàng)目眾多，如生物營(yíng)養(yǎng)元素、各種化學(xué)形態(tài)的重金屬離子及非金屬微量元素、微量有機(jī)

16、物、水已的污染物（如有機(jī)農(nóng)藥、油類(lèi)）以及放射性元素等等。2從景觀生態(tài)學(xué)的角度，評(píng)價(jià)大學(xué)城人工湖泊的現(xiàn)實(shí)意義。1）減緩溫室效應(yīng)。水的比熱容大，能吸收更多熱量，因此人工湖可以降低環(huán)境溫度。另外，人工湖周邊的綠地除了可以覆蓋荒蕪地面與水泥地面，從而增加該地面的比熱容，還能進(jìn)行光和作用，吸收溫室氣體CO2，加上水能釋放氧氣，使得環(huán)境溫度增加減緩，達(dá)到減緩溫室效應(yīng)的良好作用。2）美容美化。大學(xué)城處于隔離城市的一個(gè)“小島“顯得較荒涼，人工湖的存在影響其周邊物種多樣性，使小城變得更有生機(jī),而且美化了小城的環(huán)境。3)供人們平時(shí)休閑放松的去處。大學(xué)城人工湖周邊綠樹(shù)成蔭，還設(shè)有小凳子，供人們乘涼歇息4)蓄水。人工

17、湖的開(kāi)發(fā)有利于下雨天雨水的儲(chǔ)存從而避免水土流失且調(diào)節(jié)氣候。5) 調(diào)節(jié)大學(xué)城校園的氣溫空氣濕度。人工湖是校園水循環(huán)中的重要成分，起到調(diào)節(jié)水循環(huán)，吸收熱量、降低校園溫度，增加空氣濕度的作用。6)對(duì)未來(lái)旅游業(yè)也造成一定的幫助。例如大學(xué)城的中心湖周末吸引市區(qū)的人進(jìn)行休閑活動(dòng)如放風(fēng)箏、釣魚(yú)等，將來(lái)也有很大的發(fā)展前景。3 評(píng)價(jià)所調(diào)查湖泊的生態(tài)系統(tǒng)的健康，并依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)該生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)（動(dòng)態(tài)）。廣外文心湖是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，因?yàn)樗鼪](méi)有明顯的邊界，能量、物質(zhì)和生物都可以自由進(jìn)入和離開(kāi)。對(duì)于健康的河流生態(tài)系統(tǒng)，具有良好的水質(zhì)（特別是DO值高），水體中生長(zhǎng)許多水生植物，水生動(dòng)物和微生物，它們構(gòu)成復(fù)雜的食物鏈和

18、食物網(wǎng)，生物多樣性高，物質(zhì)循環(huán)，能量流動(dòng)和信息傳遞暢通。當(dāng)受到輕微的外部干擾，如少量無(wú)機(jī)物（或有機(jī)物）的排放，生態(tài)系統(tǒng)能通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)分解或消耗它們，從而凈化水體。由于這種凈化作用是生態(tài)系統(tǒng)自身完成的，因此稱(chēng)為自凈。健康的生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自凈能力。而生態(tài)系統(tǒng)健康包含兩方面內(nèi)涵：滿足人類(lèi)社會(huì)合理要求的能力和生態(tài)系統(tǒng)本身自我維持與更新的能力。生態(tài)系統(tǒng)健康是指一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所具有的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。景觀健康是在人類(lèi)的積極干預(yù)條件下，人類(lèi)活動(dòng)的影響不至于導(dǎo)致景觀維持其自身穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與正常功能的紊亂；隨著時(shí)間的流逝，景觀的演變與發(fā)展不會(huì)影響或損害到鄰近景觀及人類(lèi)社會(huì)-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的有序、健康及持續(xù)發(fā)展。本次調(diào)查的文心湖水質(zhì)的溶氧率均值為68.50%，DO值較高。水體中水生動(dòng)、植物和微生物量相對(duì)較少，生物多樣性中等，物質(zhì)循環(huán)，能量流動(dòng)和信息傳遞尚為暢通。生態(tài)系統(tǒng)的