15.3 农田生态系统的调查方法

农田生态系统是一种多要素、多变量的综合系统，它的物质循环和能量流动都很复杂。中学生调查农田生态系统可不调查物质循环和能量流动，而着重调查它的组成和结构。

一、生物组成成分的调查

1.调查用具用品

农田生态系统的组成成分，既有绿色植物，又有动物和微生物，是一项综合性的调查采集活动，需要多方面的用具用品。因此，在调查前应准备好有关植物、无脊椎动物、脊椎动物的采集和标本制作的用具用品，还应准备土壤微生物培养方面的用具用品。

2.调查方法

(1)调查绿色植物。调查时，不仅要调查作物和杂草的全部种类，水稻田还应调查水中的藻类植物。对于所调查的作物、各种杂草和藻类植物，均应进行标本采集，并在返回学校后制成浸制和腊叶标本，用于分类鉴定和资料保存。

(2)调查昆虫和其它无脊椎动物。昆虫是农田生态系统中生物组成中种类最多的一类，是生物组成成分调查的重点。调查昆虫，可用机械抽样的方法进行。机械抽样法的操作方式很多，常用的有大五点式、棋盘式、对角线式、平行线式、“Z”字形式等。可根据所调查农田的大小、形状和人力情况，从中选择一种方式进行调查。

在调查过程中，对所遇到的全部昆虫种类，均应进行采集，并制成浸制或展翅标本。供种类鉴定和资料保存之用。对于地下昆虫，如条件允许，也应在样点上进行采集。

对于其它无脊椎动物，如蜘蛛类、软体动物和环节动物，可参照昆虫调查方法，进行种类调查和标本采集。

(3)调查脊椎动物。农田生态系统中的各种脊椎动物，个体数目不多，可根据它们的活动特点，在整个农田中进行调查。

农田中的两栖类，大多在夜间或清早、傍晚活动，白昼多藏匿在农田附近的草丛或天然坑穴中，如果白昼调查，可到其藏身地寻找。关于各种农田鼠类，都是昼伏夜出，白昼极少见到它们的踪影。可寻找它们的洞穴，然后根据洞口的特点判断其中的种类，或者对洞穴进行挖掘，捕捉其中的个体。农田鼠类洞穴营造的场所多集中在田埂、水渠两旁、撂荒地、坟地、荒草坡、道旁、路径的石板下、池塘旁的杂草中，梯田旁、由石块砌成的石基内等处。

(4)调查作物病害。应该调查作物和杂草上的各种病害，并采集病株，制成标本，以便进一步鉴定其病原生物的种类。

(5)调查土壤微生物。调查中，可从土壤中根系附近采集土样，回到学校后，按照微生物培养、分离方法，分别配制营养琼脂培养基、高氏一号培养基和豆汁葡萄糖培养基，用连续稀释分离法或平板划线法，进行分离培养，待培养基出现菌落后，再进行微生物的种类鉴定工作（具体操作方法见本书第九章第六节）。

3.调查后的总结

(1)根据采集的各种动植物标本和培养的各种微生物菌落，鉴定每种生物的名称、所采集的动植物标本应妥善保存，微生物菌落可进行绘图或照相，然后废弃。

(2)将所调查的各种生物成分，按生产者、消费者、还原者三类进行归类，并分析它们之间的相互关系。

二、空间结构调查

本项调查应在生物组成成分调查的基础上进行。

1.调查内容

(1)水平结构调查

①杂草水平分布。如果所调查农田面积不大，可在整个系统内观察各种杂草水平分布状况。调查时，应特别注意不同光照、不同土壤湿度的地段，其杂草种类的区别。水稻田中，其田埂和田间的杂草种类常显著不同，应注意观察。至于农作物，由于人类栽培管理，在农田中均匀分布，一般不须调查记载。

②昆虫水平分布。调查时，可在农田中划出一块较大面积，对其中每1平米或每1株作物，统一进行编号，逐一检查记载每1平米内或每株作物上的昆虫种类。然后依照原有位置在坐标纸上标明，绘制出各种昆虫田间实际分布图，用以确定各种昆虫的水平分布状况。

在进行上述昆虫调查时，应同时结合进行其它无脊椎动物的调查。

③脊椎动物水平分布。对于鼠类、鼹鼠和蜥蜴类等动物，由于经常在自己的洞穴附近活动可调查其洞穴分布位置，来确定水平分布状况。至于两栖类和黄鼹等动物，其水平分布通常没有一定规律。

(2)垂直结构调查

①无脊椎动物的垂直分布。不同的无脊椎动物，在同一作物或杂草植株上的垂直分布常不相同，有的在根部，有的在茎内，有的分布于下部老叶，有的则聚集在茎尖及其附近的嫩叶上。应仔细观察记载。

②作物病害的垂直分布。各种作物病害大多分布在植株地上部分，但位置常有不同，应注意观察记载。

③脊椎动物的垂直分布。要注意哪些种类分布在地上，哪些种类分布于地下。

关于作物、杂草和土壤微生物各自的垂直分布，一般都不明显，调查时可不作为重点观察内容。

2.分析和总结

农田生态系统中各种生物的水平分布和垂直分布，都具有一定的规律性。应将调查结果，从习性、食性与环境条件的相互关系上进行分析，找出农田生态系统空间结构的规律。

三、营养结构调查

1.调查用具用品

(1)田间观察采集用具用品。放大镜、采集笼、标签、记录本、铅笔等。

(2)脊椎动物食性调查用具用品。采集网、鸟网、铁锹、广口瓶、镊子、解剖刀、解剖镜、福尔马林液等。

(3)昆虫幼虫饲养用具用品。昆虫饲养箱、饲养笼、饲养罩、地下昆虫饲养器等。

2.调查方法

对不同动物种类，可分别采用以下三种不同的调查方法。

(1)在调查现场观察。主要用于各种植食性昆虫、软体动物等，对这类动物可在农田中直接观察它们的取食对象和取食方式。观察时应有耐心。

(2)在实验室进行饲养观察。主要用于各种肉食性昆虫、蜘蛛以及地下昆虫。将这类动物分别与它们可能取食的动植物合养在一起，观察其取食对象。对于寄生性昆虫，可采集鳞翅目昆虫的幼虫，在实验室进行饲养，观察由幼虫体内孵化出的寄生性昆虫的种类（关于饲养器具和饲养观察方法，见本章附录一）。

(3)进行食性调查。主要用于各种脊椎动物。其中，对两栖类和爬行类，可用挤胃方法确定其取食种类，对食谷鸟类和小型兽类可用雏鸟扎颈和剖胃的方法了解其食性（两栖类和爬行类挤胃方法见本书第七章第一节，雏鸟扎颈法见本章附录二）。

3.分析总结

(1)根据所调查各种动物的营养方式，按草食动物、肉食动物、杂食动物的类别，分别进行归类，并进一步将各种肉食动物细分为一级肉食者和二级肉食者。

(2)编制农田生态系统的食物链，并将各条食物连接成食物网，以展示营养结构的具体内容。