Экологические методы изучения растений

2. Методы экологических исследований. Полевые, лабораторные и экспериментальные методы исследований. Специфика экологических исследований животного и растительного мира.

Метод исследования — это прием, совокупность процедур и операций по получению нового знания. Метод исследования определяется исходя из характеристик сущности и содержания исследуемого объекта, цели и задач исследования.

Полевые методы — методы изучения организмов и биологических макросистем в естественной обстановке (в природе), которые позволяют установить результат воздействия фактора или комплекса факторов на организм или макросистему, выяснить аспекты их жизнедеятельности в конкретных условиях окружающей среды.

К данным методам относятся: наблюдение, метод учета животных на маршрутах, метод точечных учетов, метод пробных площадок, метод кошения, метод почвенных проб, приманочный метод учета животных (приманка естественного происхождения), метод сбора насекомых с использованием феромонных ловушек, светоловушек, почвенных ловушек и т. д.

Лабораторные методы — методы изучения организмов в искусственно созданных условиях, позволяющие установить причину наблюдаемых в природе явлений. В этом случае организмы помещаются в искусственные условия, максимально приближенные к естественным.

К лабораторным методам относятся: методы изучения циклов развития растений и животных, например, насекомых в инсектариях.

К этой же группе относятся и методы обработки собранных в естественной обстановке материалов и данных, например, методы лабораторной идентификации видовой принадлежности организмов, также анатомические и физиологические методы исследования организмов и т. д.

Экспериментальные методы позволяют проанализировать и спрогнозировать результаты влияния экологических факторов на организм и биологические макросистемы. Они могут быть использованы как в естественных, так и в искусственных условиях. Эксперимент в природной среде предполагает постановку отдельных особей, популяций или экосистем в искусственно созданные условия, при которой можно дозировать тот или иной экологический фактор (например, охоту) и оценить его влияние. Экспериментальные методы позволяют проанализировать воздействие отдельных факторов на жизнедеятельность организма (например, влажности, температуры, определенных веществ, других организмов) в искусственных условиях.

К экспериментальным методам относятся методы установления предпочитаемой пищи животными, изучение температурного преферендума животных и растений, методы влияния дозы фактора на развитие организма, методы исследования при создании лесополос, локальных мелиорированных участков и т. д.

Кроме биологических методов, экологи широко применяют методы математической обработки результатов лабораторных и полевых исследований, информационные технологии для моделирования и прогнозирования экологических ситуаций, методы химического анализа среды и т. д.

Специфика: МЕТОД ТРАНСЕКТНЫЙ — способ исследования биоценозов с помощью площадок сильно вытянутой прямоугольной формы — трансект. Трансектным методом изучаются границы и комплексы сообществ, численность, размещение, проективное покрытие, продуктивность популяций и др. Иногда транксету разрывают в серию площадок (метод пунктирной трансекты).

ФОТОЛОВУШКИ – автоматические фотокамеры, срабатывающие на тепло и движение и работающие в круглосуточном режиме. Фотоловушки являются одним из наиболее современных и эффективных способов наблюдения за животными в естественной среде обитания. Данный вид наблюдения позволяет вести мониторинг видового состава фауны, следить за перемещениями крупных видов млекопитающих, а также определить половой и возрастной структуры популяции.

МЕТОД КАРТОГРАФИРОВАНИЯ применяется при необходимости получить точные (близкие к абсолютным) данные о численности разных видов на данном конкретном участке территории, МАРШРУТНЫЙ МЕТОД — для получения силами ограниченного числа наблюдателей данных об относительных плотностях населения птиц в разных биотопах при их небольшой мозаичности, МЕТОД ТОЧЕЧНЫХ УЧЕТОВ — для слежения за изменениями численности разных (модельных) видов, в том числе силами исследователей, а также для исследований в очень мозаичном ландшафте.

Источник

Экологические методы при изучении растительных сообществ

1. Экологические методы при изучении растительных сообществ.

2. Экологические методы при изучении животных.

3. Математические методы и моделирование.

Разнообразие методов экологических исследований обуславливается многообразием связей, формирующихся внутри макросистем: популяции → биоценозы → биогеоценозы (экосистемы) → биосфера.

Первостепенное значение – полевые исследования, т.е. изучение популяций видов и сообществ популяций в естественной обстановке (природе). При полевых исследованиях применяются:

Все эти методы рассматривают констелляцию (совместное действие) всех внешних и внутренних факторов на жизнедеятельность организмов, внутри- и межпопуляционные взаимоотношения.

Значение полевых исследований: позволяют установить результат влияния на организм или популяцию комплекса факторов; выяснить общую картину развития и жизнедеятельности вида или особи в конкретных условиях. Но полевые исследования не дают точного представления о принципах и закономерностях жизнедеятельности особи, популяции или сообщества.

Полевой и лабораторный эксперимент: объясняет причины наблюдаемых в природе отношений, позволяет проанализировать и изучить все разнообразие экологических механизмов, обуславливающих существование сообщества.

Пример экологического эксперимента: исследования, проводимые при создании лесозащитных полос при мелиоративных с/х работах.

За единицу растительного сообщества принимается растительная ассоциация – основная единица растительного покрова, которая представляет собой совокупность однородных фитоценозов с однородной структурой, видовым составом и со сходными взаимоотношениями организмов как друг с другом, так и с внешней средой.

Ассоциация называется по двум или более господствующим видам: бор-брусничник (сосна + брусника), бор-кисличник (сосна + кислица), ельник сфагново-травяной (ель + мох сфагнум + разнотравье), бор-черничник с моховым покровом (сосна + черника + мхи) и т.д.

Сходные ассоциации → группы → формации → группы формаций → классы формаций → типы растительности.

Экологический метод при изучении растительных ассоциаций – закладка и описание пробных площадей и учетных площадок.

Пробная площадь – участок территории, выделенный произвольно или имеющий естественные границы, характеризующийся однородностью растительных ассоциаций (для трав – 1-100 м 2 , для лесов – 100-5000 м 2 ).

Учетная площадка – участок территории пробной площади, выделяемый для более точного описания растительности ассоциации (площадь – 1-4 м 2 , для определения биомассы – 0,25 м 2 ).

При характеристике растительных сообществ пробных площадей проводятся следующие качественные и количественные описания:

1) В первую очередь составляется список растений в определенной последовательности: деревья → кустарники и полукустарнички → многолетние и однолетние травы → мхи → лишайники → грибы → водоросли.

Растения в каждой группе располагаются в систематическом или алфавитном порядке.

2) Отмечается жизненность видов, т.е. наличие угнетенных или буйно развитых видов (путем взвешивания сухой массы того или иного вида растений, приходящейся на единицу площади).

3) Описание ярусности: обозначается римскими цифрами, начиная с верхнего. Верхний ярус (1) – высокие деревья, 2 – средние деревья, 3 – подлесок и т.д.

4) Описание мозаичности (микрогруппировок): в пределах пробной площади закладываются мелкие, метровые площадки, где описываются преобладающие виды растений условия среды (микрорельеф, влажность, накопление ветоши и др.).

5) Описание фенологии (периодичности в развитии): отмечается фенологическая фаза каждого описанного вида (стадия развития).

6) Описание физиономичности – состояние ассоциации, ее общий вид. Учитывается моменты появления цветущих, плодоносящих, отмирающих и вегетирующих растений.

После описание структуры растительной ассоциации характеризуют местообитание сообщества:

1) описание рельефа склона (если он имеется);

2) описание почвы: а) скелет; б) механический состав; в) органические включения; г) тип почвы (чернозем, подзолистые, торфяные и т.д.); д) химический состав; е) особенности микрофлоры и микрофауны.

3) описание геоботанического профиля: выбирают какой-либо ориентир, в данном направлении отмечают все изменения в растительности по уклону местности, вычерчивают профиль описываемой площади.

Дополнительные методы при изучении растительных ассоциаций:

1) Хозяйственная оценка: отмечается бонитет древостоя и обеспеченность семенным возобновлением, наличие в травостое полезных и вредных растений, степень плодородия почв и др.

2) Химические методы: устанавливается накопление тех или иных органических веществ в отельных растениях, и данные экстраполируются на ассоциацию в целом.

3) Физиологические методы: прослеживают физиологические процессы, происходящие в отдельных растениях и сообществах в целом.

Завершающий этап исследований – геоботаническое картирование: в зависимости от масштаба на карту наносятся растительные ассоциации, либо группы ассоциаций, формации; широко применяется аэрофотосъемка.

Источник

3. Задачи и методы экологии растений экосистемы биоценоз фитоценоз среда обитания организмов

Экология – это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. задачи экологии многообразны:

1. Исследование влияния среды на строение, жизнедеятельность и поведение организмов.

2. Исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенными воздействиями на природные системы.

3. Изучение экологических механизмов адаптации к среде.

4. Исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости.

5. Создание научной основы рациональной эксплуатации природных ресурсов, прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека и управления процессами, протекающими в биосфере.

6. Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в природной среде под влиянием деятельности человека.

7. Оптимизация экономических, правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного, устойчивого развития.

8. Восстановление нарушенных природных систем, сохранение эталонных участков биосферы.

9. Формирование экологического мировоззрения, развитие экологического сознания и культуры у людей всех возрастов и профессий.

10. Создание новых технологий, основанных на понимании экологических возможностей данного региона, его специфичности.

Полевые способы предполагают изучение экологических явлений в природной среде. Они помогают установить взаимосвязи организмов, видов и сообществ со средой, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности биосистем. Полевые методы, в свою очередь, подразделяются:

Лабораторные методы Особое внимание в экологии отводится методу моделирования. Моделирование – метод опосредованного практического и теоретического оперирования объектом, когда исследуется не сам интересующий объект непосредственно, а вспомогательная, искусственная или естественная система (модель), соответствующая свойствам реального объекта. Любая модель всегда упрощена, отражает общую суть процесса.

Мониторинг окружающей среды – комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Экосисте́ма, или экологи́ческая систе́ма — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Биоценоз — это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), и связанных между собой окружающей их средой.

Биоценозы возникли на основе биогенного круговорота и обеспечивают его в конкретных природных условиях. Биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты которой (продуценты, консументы, редуценты) взаимосвязаны.

Фитоцено́з — растительное сообщество, существующее в пределах одного биотопа. Характеризуется относительной однородностью видового состава, определённой структурой и системой взаимоотношений растений друг с другом и со внешней средой.

Среда обитания — совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых обитает данная особь, популяция или вид, часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают всё необходимое для жизни и в неё же выделяют продукты обмена веществ.

Источник