植物叶片的适应性和多样性观测研究

2017-09-05 23:01阅读：

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植物叶片的适应性和多样性观测研究
实验主题：从植物阳生和阴生叶片的形态指标来认识植物对环境的适应性，从植物叶片多样性来认识植物的多样性，从植物叶片相似性来认识植物的亲缘关系。
课程设计者：王振华生态学博士生，自然教育爱好者，目前从事于植物叶片对环境污染响应的研究。
课程讲解团队：王振华等
课程设计思路：
一．从植物阳生和阴生叶片的形态指标来认识植物对环境的适应性。植物对环境都有一定程度的适应性，比如植物在生理和形态上对光、温度、水分和风等都会有一些适应性。本科学小实验主要通过室外调查记录多种植物不同部位的叶片形态特征，比如叶片大小、叶片厚度和叶片倾角等，结合简单的数学统计来研究植物不同部位叶片对光和温度等环境因子的适应性。
二．从植物叶片多样性来认识植物的多样性。我们研究的同时，由于调查了多个物种，而不同物种的叶片之间，除了叶片大小，叶片厚度和叶片倾角等可能不同外，其叶片形状，叶边缘，叶柄，叶片组合方式等都会不同。单从叶片角度就可以形象地向学生们展示自然界的绚丽多彩和生物的多样性。
三．

从叶片的相似性来认识植物的分类和亲缘关系。虽然植物叶片形状各异，但不同叶片之间又有某些共同的规律。比如同样是蔷薇科其叶片的都是卵圆形叶且边缘锯齿状，而禾本科的叶片都是长条形，松柏科的都是针状叶

研究工具：卷尺2把，测高杆一套，游标卡尺2把，电子数显角度尺2把，记录表50张，笔，长焦相机，计算器（或者带Excel的电脑），可移动登高架一台。
研究方法：
1. 测量方法。卷尺测量阳生/阴生叶片的宽度和长度，游标卡尺测量阳生/阴生叶片的厚度，电子数显角度尺可以定位水平或垂直位置并且测量叶片的倾角，登高车用来测定较高位置的阳生叶片，测高杆用来记录测量叶片的位置高度，相机用来拍摄各种叶片的大小、倾角和叶片形状等形态学特征。如果叶片太高则可以把测高杆和数显角度尺绑定举起测量叶片的倾角，同时辅助长焦相机来观测确定是否测量准确。
2. 统计计算。计算每个物种的阳生/阴生叶片的测量值均值和误差，以及所用阳生/阴生叶片的均值和误差；用简单的t检验来计算同一物种的阳生叶和阴生叶是否有显著性差异，以及总的阳生叶和阴生叶之间是否有显著性差异。
3. 研究结果的解释。所有的物种的阳生叶片和阴生叶片的不同形状是否都有差异，哪些有显著性差异，哪些没有。这些差异性对植物整体来说是适应什么的结果，可能有什么好处？

课程安排：
第一天：上午讲解基本的叶片形态结构和种类，了解研究工具的使用，把参加的人员分为两个小组。下午带领学生在植物园内实地认识不同的叶片，进行叶片测量预实验以熟悉实验工具和流程，同时认识和标记12个阔叶树物种，每个物种选取4个植株，共48棵树。
第二天：分别测量第一天标记的48棵树的阳生叶和阴生叶，测量记录指标有：物种名，阴生叶/阳生叶，叶片编号，叶片直径，叶片宽度，叶片高度，叶片厚度，叶片倾角等，同时拍摄记录叶片的基本形态图像。测量结束后把实验数据规范地整理到excel电子表格里。
第三天：上午指导学生用电脑分析数据，从数据中得出一些结论。下午指导学生制作PPT，展示研究过程和研究结果。

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