湖沼学实验报告.docx

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湖沼学实验报告

本科学生实验报告

姓名尹永义　学号1443206000113

专业地理科学班级2014级B班＿

实验课程名称湖沼学

实验名称水生动植物采集与观察

指导教师及职称陈光杰

开课学期2015＿至＿2016＿学年＿第一学期

云南师范大学旅游与地理科学学院编印

一、分组情况  

本次实验，一共地理科学A、B班共79人，为了方便参观，便于听到老师学长们的讲解，故将班级总人数分为三组，由此我们参与实验见习的共79人分为3个小组，两组26人，第三小组27人。

我们是第三小组。

二、实验地点：

师大南潭，高原湖泊与全球变化实验室

三、实验准备

实验名称：

1、水生动物、植物、浮游动植物的采集；

2、水生生物显微镜下的观察；

3、云南高原湖泊研究室参观。

实验时间：

2016/11/25

实验类型：

验证实验□综合实验■

1、实验目的和要求：

1）掌握常见湖泊水生动物、植物、浮游动植物的基本采集方法，使用采集仪器的原则、注意事项等，知道在定性、定量两种分析实验下，分别如何使用仪器对湖泊采样；

2）了解湖泊能见度的测量方法、生物标本制作、水生生物观察及生物量分析方法等；

3）掌握显微镜的使用方法和注意事项及浮游生物的观察和测量，了解云南高原湖泊研究实验室的基本实验仪器和基本运作原理

2、实验材料及相关设备：

采水器、浮游动物网、浮游植物网、显微镜、样品容器、载玻片、盖玻片、镊子、量筒、白纸、滴管、透明度盘、碘液、广口瓶、鲁哥氏液、福尔马林等。

3、实验理论依据或知识背景：

浮游生物（plankton），在海洋、湖泊及河川等水域的生物中，自身完全没有移动能力，或者有也非常弱，因而不能逆水流而动，而是浮在水面生活，这类生物总称为浮游生物。

浮游生物体型细小，大多数用肉眼看不见，悬浮在水层中且游动能力很差，主要受水流支配而移动的生物，称浮游生物。

浮游生物多种多样，特别是浮游动物,几乎可以见到全部动物类群：

体型微小的原生动物、藻类，也包括某些甲壳类、软体动物和某些动物的幼体。

它们没有或仅有微弱的游泳能力。

可分为浮游植物和浮游动物。

按个体大小，浮游生物可分为六类：

巨型浮游生物，大于1厘米，如海蜇；

大型浮游生物，5～10毫米，如大型桡足类、磷虾类；

中型浮游生物，1～5毫米，如小型水母，桡足类；

小型浮游生物，50微米～1毫米，如硅藻、蓝藻；

微型浮游生物，5～50微米，如甲藻，金藻；

超微型浮游生物，小于5微米，如细菌。

浮游植物，以硅藻、鞭毛藻和蓝藻居多，还有不少附着在悬浮物上的细菌。

一般浮游生物是小型的，但也有伞径长达2米的水母等。

从形态上看，浮游生物为适应浮游，体表常有复杂的突起，或在体内贮存着大量的水、油滴、脂肪和气体等。

透明度盘:

又称赛氏盘，是按SL87~94-1994《水质分析方法》设计的，透明度盘适用于地面水的现场测定。

水的透明度大小取决于水的浑浊度（指水中混有各种浮游生物和悬浮物所造成的浑浊程度）和色度（悬浮生物和溶解有机物造成的颜色）。

淡水透明度盘材质有机玻璃，直径200MM圆盘，在盘的一面从中心平分为四个部分，黑白相间分布；海水透明度盘材质有机玻璃，直径300MM白色圆盘。

圆盘另一侧可配重铊（配重2.5公斤），对于流水应该增加配重。

定量方法

定量工具：

0.1ml计数框、定量吸管、盖玻片等。

定量方法：

计数取样时，水样务必充分摇匀，用定量吸管迅速吸取0.1ml于计数框内，加盖盖玻片使不留气泡。

高倍镜下（400×）观察50～100个视野，若细胞个数较少时或个体较大可全片计数或改用0.25mL的计数框，必要时，还需进一步浓缩至更小体积。

同一水样计数2片，2片计数结果与均值之差不得大于15％。

计算公式：

1L水中浮游植物的数量N可用以下公式计算：

N=［Cs／（Fs×Fn）］×（V／v）×Pn

Cs代表计数框面积（mm2）Fs代表一个视野的面积（mm2）Fn代表计数过的视野数V代表1L水浓缩后的体积（mL）Pn代表在Fn视野中计数的个数v代表计数框的体积（mL）

C、N、P、叶绿素吸光度：

利用分光光度计测定叶绿素提取液在最大吸收波长下的吸光值，即可用朗伯,比尔（Lambert Beer）定律计算出提取液中各色素的含量。

叶绿素与磷：

预测最大藻类生物量对湖泊管理非常重要。

Jones等（1979）对分布在北美和西欧的50 个湖泊的数据进行了分析，结果表明：

最大叶绿素a含量是夏季平均叶绿素a含量的1.7 倍，如下式

通过式21-7计算出来的浮游植物最大生物量与实际观测生物量之间的差异，在叶绿素a含量最高（也最受关注）的那些湖泊特别明显。

这些湖泊往往较浅且再悬浮高，因此在很大程度上增加了水柱藻类生物量在时间上的变化（图21-2）。

Pridmo·e和McBride（1984）采用了一个较好的方法，得到了最大叶绿素a含量的观测值和水体平均总磷的经验关系公式。

四、实验内容、步骤和结果

1.浮游动植物采集实验流程：

1）采集器采水，但采样时要能分层采水（这次采水因为师大南潭湖湖水较浅所以只需在距水面10cm处采即可）。

浮游动物采集流程：

采用64微米孔径的网进行打捞

浮游植物采集流程：

采用20微米孔径的网进行打捞

浮游动植物采集：

定性样品用孔径约0.064mm的25号浮游生物网在水面下约0.5m处以适当的速度作“∞”字形来回拖动1～3min,获得的浓缩样分为两份,一份立即用适量的甲醛液固定;（水生植物用鲁哥氏溶液固定）

另一份活体样品于24小时内镜检.定量样品用5L有机玻璃采水器采集,取上层（离湖面0.5m）,中层（0.5H,H为采样时实测水深）,下层（离湖床0.5m）三层水样等体积混合,取1L装入广口塑料瓶,加入甲醛固定,水华藻样需酌情加量,以使固定后水样呈棕黄色为准.

定性样品直接在显微镜下鉴定浮游植物的种类.部分样品按胡鸿钧等（1980）方法进行酸处理后,在油镜下鉴定硅藻种类.

定性分析与定量分析：

采1L水后加入水样瓶，加入适量福尔马林（每100mL加入4mL）。

此为定量瓶；

用生物网按8字型在水中捞，将三四次的采到水样加入瓶中，即为定性瓶。

拖网注意事项：

下网：

下网前检查网衣是否有破损；

下网前确保网低管是关闭的；

下网速度在一米每秒左右，保持钢丝绳紧直；

起网：

起网速度在0.5米每秒左右；

过程中不得停顿；

冲网：

用水再网外自上而下反复冲洗；

不能把水放进网口内，保证样品被冲洗到网低管内；

网低管用较缓的水流冲洗，反复多冲几次；

收集样品：

通过旋转网低管底部的开关旋钮，把网底管内的样品收入样品瓶中。

反复冲洗网底管多次以保证样品被全部收集。

加固定剂：

浮游植物采用鲁哥氏液固定。

每升水加6到8ml；浮游动物使用5%甲醛固定,即加入的甲醇量为样品体积的5%。

透明度的测定：

在背阴处，将透明度盘放入水中，直至分不清水中透明度盘上的黑白颜色，记下放入的线长度。

本次我们测量的南潭中，水体的透明度要约为53（经三个同学参与反复测量三次后得到结果的平均值）

一般而言透明度有以下几个等级：

透明度（cm）＞10050－10030－5020－30＜20

2、水生生物显微镜下的观察；

普通光学显微镜由机械系统和光学系统两部分组成

1、机械系统

机械系统包括镜座、镜臂、镜筒、物镜转换器、载物台、调节器等。

普通光学显微镜的构造：

1. 镜座 2. 镜臂 3. 镜筒 4. 转换器 5. 载物台 6. 压片夹 7. 标本移动器 8. 粗调螺旋 9. 细调螺旋 10. 目镜 11. 物镜 12. 虹彩光阑（光圈） 13. 聚光器 14. 反光镜

2、光学系统

光学系统包括目镜、物镜、聚光器、反光镜等。

（1）目镜：

它的功能是把物镜放大的物像再次放大。

（2）物镜：

它的功能是把标本放大，产生物像。

物镜可分为低倍镜（4或10×）、中倍镜（20×）、高倍镜（40～60×）和油镜（100×）。

（3）聚光器：

聚光器又称聚光镜，它的功能是把平行的光线聚焦于标本上，增强照明度。

（4）反光镜：

它是普通光学显微镜的取光设备，其功能是采集光线，并将光线射向聚光器。

反光镜安装在聚光器下方的镜座上，可以在水平与垂直两个方向上任意旋转。

反光镜的一面是凹面镜，另一面是平面镜。

一般情况下选用平面镜，光量不足时可换用凹面镜。

分辨率

分辨率是指分辨物像细微结构的能力。

分辨率常用可分辨出的物像两点间的最小距离来表征。

放大率

普通光学显微镜利用物镜和目镜两组透镜来放大成像，故又被称为复式显微镜。

采用普通光学显微镜观察标本时，标本先被物镜第一次放大，再被目镜第二次放大。

所谓放大率是指放大物像与原物体的大小之比。

因此，显微镜的放大率（V）是物镜放大倍数（V1）和目镜放大倍数（V2）的乘积。

微生物形态观察

一、仪器和材料：

 显微镜、擦镜纸、香柏油或液体石蜡、二甲苯。

二、显微镜操作

 1、从显微镜箱中取出显微镜时，用右手紧握镜臂，左手托住镜座，直立平移，轻轻放置在实验台上，检查各部件是否齐全，镜头是否清洁，有问题及时报告。

2、光源：

良好的照明是保证显微镜使用效果的重要条件。

将低倍镜旋转到工作位置，用粗调螺旋提升镜筒，使镜头距离载物台10mm左右，降低聚光镜的位置，完全打开虹彩光阑，一边看目镜，一边调节反光镜镜面的角度（在正常情况下，一般用平面反光镜；若自然光线较弱，则可用凹面反光镜）。

然后，调节聚光器的位置（酌予升降），直至视野内得到均匀适宜的亮度。

 3、低倍镜观察：

使用低倍镜观察，视野较广，焦深较大，便于搜寻目标，因此宜从低倍镜开始观察。

将载玻片标本（涂面朝上）置于载物台中央，用压片夹固定，并将标本部位移到正中，转动粗调螺旋，使镜头与标本的距离降到10mm左右。

然后，一边看目镜内的视野，一边调节粗调螺旋缓慢升高镜头，至视野内出现物像时，改用细调螺旋，继续调节焦距和照明，以获得清晰的物像，并将所需部位移到视野中央，再换中、高倍镜观察。

 4、中、高倍镜观察：

依次用中、高倍镜观察低倍镜下锁定的部位，并随着物镜放大倍数的增加，逐步提升聚光器增强光线亮度。

找出所需目标，将其移至视野中央。

三、试验内容和操作方法

1、严格按照光学显微镜操作方法，依低倍、高倍和油镜的次序观察水生生物标本示范片，分别绘出观看各种水生生物形态图。

3.云南高原生态研究所实验室参观：

1）总氮、总碳、总磷的测量：

水中的P、C、N分为两部分：

一是溶解与水中的离子即硝态氮，亚硝态氮和溶解性磷酸盐；另一部分是被水生动植物消化在体内的部分；

对于第二部分需要将这部分固态的N,P释放出来变成溶解性的磷和氮，一般采用消解法；

总氮测定方法：

通常采用过硫酸钾氧化，使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐后，再以紫外法、偶氮比色法，以及离子色谱法或气相分了吸收法进行测定。

水样采集后，用硫酸酸化到pH<2,在24h内进行测定。

过硫酸钾氧化紫外分光光度法（GB-11849-89）

1.方法原理 

在60℃以上的水溶液中过硫酸钾按如下反应式分解，生成氢离子和氧。

加入氢氧化钠用以中和氢离子，使过硫酸钾分解完全。

在120~124℃的碱性介质条件下，压过硫酸钾作氧化剂，不仅可将水样中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。

而后，用紫外分光光度法分别于波长220nm与275nm处测定其吸光度，按

计算硝酸盐氮的吸光度值，从而计算总氮的含量。

其摩尔吸光系数为1.47×103L/（mol*cm）. 

2.干扰及消除 

①水样中含有六价铬离子及三价铁离子时，可加入5%盐酸羟胺溶液1 ~2ml以消除其对测定的影响。

②碘离子及溴离了对测定有干扰。

测定20ug硝酸盐氮时，碘离子含量相对于总氮含量的0.2倍时无干扰;溴离子含量相对于总氮含量的3.4倍时无干扰。

③碳酸盐及碳酸氢盐对测定的影响，在加入一定量的盐酸后可消除。

 ④硫酸盐及氯化物对测定无影响。

3.方法的适用范围 该法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的测定。

方法检测下限为0.05mg/L,上限为4mg/L. 

4.仪器 

①紫外分光光度计。

②压力蒸汽消毒器或民用压力锅，压力为1.1 ~1.3kg/cm2 ,相应温度为120~ 124℃。

 ③25ml具塞玻璃磨口比色管。

紫外分光光度计：

就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。

紫外分光光度计可以在紫外可见光区任意选择不同波长的光。

物质的吸收光谱就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。

由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量。

2）叶绿素的测量：

叶绿体色素的提取：

可采取直接的物理捣碎法和冻融法

实验室采取的是冻融法：

经过反复冻融后，细胞壁裂开，叶绿素就会出来，大概需要进行四五次，每次半小时；

然后用过滤仪器进行过滤，

加入离心管之中：

加入丙酮后（根据有机相似相容的原理），匀浆用多层纱布过滤到试管中。

然后放入离心机中，

具体如下图

（图一冻融）（图二过滤）（离心）

以离心或过滤浓缩水样。

在抽滤器上贴好乙酸纤维薄膜，用少量水将其湿润以便将薄膜固定在抽滤器上，倒入定量体积的水样（湖泊水样一般为500ml）进行抽滤，抽滤时负压不能过大（约为50kPa），水样接近抽滤完成时，在抽滤器的水样中滴入1-2滴1%碳酸镁悬浊液，水样抽完后继续保持一段时间，以减少滤膜上的水分，放入冰箱干燥24小时供下一步使用。

如需长期保存，则应放入低温冰箱保存。

取出低温干燥后的带有浮游植物的滤膜，用90%丙酮定容到10ml，进行叶绿素萃取，静置20min，摇匀，使带有浮游植物的滤膜均匀溶解，用离心机（4000r/7min）离心

以90%丙酮作为空白吸光度测定，放入1cm光程的比色皿中对样品吸光度进行校正。

取样品上清液，放入1cm光程的比色皿中，分别读取750nm、663nm、465nm、630nm波长的吸光度，对叶绿素a含量进行测定。

五、实验小结

实验收获：

这次的实验一共做了三个，包括：

1）水生动物、植物、浮游动植物的采集；

2）水生生物显微镜下的观察；3）云南高原湖泊研究室参观，各有特点。

通过这次实验，我大开眼界，让我深刻体会到实验前的理论知识准备，也就是要事前了解将要做的实验的有关资料，如：

实验要求，实验内容，实验步骤，最重要的是要记录什么数据和怎样做数据处理，等等。

虽然做实验时，指导老师会讲解一下实验步骤和怎样记录数据，但是如果自己没有一些基础知识，那时是很难作得下去的，惟有胡乱按老师指使做，其实自己也不知道做什么。

在这次实验中，我学到很多东西，加强了我的动手能力，并且培养了我的独立思考能力。

使湖沼学这门课的一些理论知识与实践相结合，更加深刻了我对湖沼学的认识，巩固了我的理论知识。

不过这次实验虽好，但是我认为它安排的时间不是很好，还有浮游动植物打捞时间，因为仪器珍贵，很多仪器我们只能看不能亲手操作，只能观察学长的讲解，结果不能保证每一个项目都有深刻体会。

2、保证实验成功的关键问题

1）细心,仔细地根据相关理论知识,明白各个实验的操作原理；

2）按仪器使用原则使用仪器

3）认真，细心防止出现步骤缺失，测量时应多次观察，最后共同讨论，得出结论，避免片面化，防止出错。

指导教师评语和实验得分：

实验得分：

签名：

年月日