Oсновные методы экологических исследований. Методы экологических исследований растений

Методы экологических исследований — Электронный учебник по биологии

Существуют различные методы экологических исследований: полевой, лабораторный и опытно-экспериментальный. Полевой метод исследования проводится в полевых условиях. Объектами исследований могут быть особи, популяции, вид и их природные сообщества. Для экологической характеристики любой группы популяций используются методы физиологии, биохимии, анатомии, систематики, биологии, географии. Поэтому эколог должен быть квалифицированным специалистом, освоившим все научно-теоретические основы и методы исследований естественных наук.

Во время полевых исследований определяют распространение, численность и качество вида, популяции, биоценоза, экосистемы, озер, рек и других объектов.

Проводят исследования по влиянию абиотических, биотических, антропогенных факторов на организмы. Сбор материалов проводится длительно, в любое время года, охватывает все географические природные зоны.

Данные полевых опытов обрабатываются в лабораторных условиях. Лаборатории должны соответствовать международным стандартам и оснащены современным оборудованием: климат-камерами, видеоаппаратурой, оптическими приборами, аналитическими весами, топографическими приборами, термостатами, хроматографией, электронными машинами, микроскопами, компьютерами.

Полевые опыты полностью не раскрывают содержания научной работы. Только на основе лабораторных опытов определяются способность организмов к размножению, половые и возрастные особенности. Кроме того, изучение поведения организмов, уровня загрязнения воздуха, воды, почвы требует экспериментального подтверждения. Поэтому наблюдения за объектами исследований ведутся в лабораторных условиях методом постановки лабораторного опыта. На основе сравнения результатов полевых и лабораторных опытов обосновывается их научное и практическое значение. Конечно, в зависимости от объектов исследования направления и методы полевых, лабораторных и опытных исследований изменяются.

В исследовании экологии растений есть свои особенности. По мнению русского ученого-геоботаника В. Н. Сукачева, в основе изучения растений лежит структура растительности — ассоциация. Ассоциация тесно связана с климатом, почвой, животными, характеризуется продуктивностью и биоразнообразием. Обычно ассоциацию называют по двум господствующим в ней растениям. Например, полынно-прутняковая степь, полынно-терескенная степь, сосново- березовый лес и др. Сходные ассоциации объединяются в формации, группы формаций составляют единый тип растений (рис. 63).

Методом исследований ассоциации являются закладка и описание пробных площадей и учебных площадок. Размеры пробных участков для групп растений равны 1,10,100 м, для лесов — площадь размером 100 — 5000 м2. Они имеют форму треугольника или прямоугольника. Для учета биомассы травостоя используется от 0,25 до 1 м2.

Рис. 63. Формация Сарсазан

Далее приводится качественное и количественное описание растений, описываются многообразие, плотность, биопродуктивность, фенология, ярусность и другие свойства.

После описания структуры растений изучаются геоморфологическое, физико-географическое, геоботаническое строение этой земли (биотопа, биоценоза). Затем оценивается хозяйственное значение этой местности. Завершающим этапом изучения растительной ассоциации служит геоэкологическое картирование местности.

Исследование экологии животных намного сложнее, так как многообразие животных, питание, размножение, поведение, связь абиотических и биотических условий меняются в течение года. Поэтому в изучении популяции животных широко используются общие биологические методы. Основные показатели исследования — количественный учет организмов.

Количественный учет может быть визуальным и инструментальным. При визуальном учете исследуемых организмов подсчитываются в определенном объеме (воды, почвы и т. д.) численность, плотность, многообразие. При инструментальном учете используются различные точные приборы. Различают также полный и выборочный учет.

В экологии широко используются математические методы. Применение этих методов дает возможность получить объективное представление об определенной популяции, различные возможные варианты, определить количественное соотношение биомассы. В современной экологии широко применяются методы теории информации и кибернетики, теория вероятности, теория чисел, интегральные исчисления. В последнее время широко используют моделирование биоэкологических исследований и явлений. Это образец технического исследования и демонстрации природных процессов, их свойств. К ним относятся модель искусственного кровообращения, фотосинтез, работа клетки, работа мышц, почек, легких, протезы.

Цель экологического моделирования — экспериментальная проверка теоретических заключений, функции биологических систем. Также часто используются методы экологического прогнозирования и мониторинга. Прогнозирование осуществляется по принципу моделирования. Прогнозирование природных ресурсов, популяции и других объектов играет огромную роль в народном хозяйстве и промышленности.

В настоящее время в экологических исследованиях все чаще используется термин "мониторинг". Мониторинг — это наблюдение, оценка и прогноз всех явлений и изменений в окружающей среде. Цель мониторинга — постоянный контроль за изменениями окружающей среды и предотвращение экологических бедствий. Основные типы мониторинга — биосферный, геофизический, климатический, биологический, экологический и др. Известный русский ученый-эколог И. Т. Герасимов в 1975 г. предложил трехступенчатую систему мониторинга: биоэкологический (санитарно-гигиенический), геосистемный (природно-хозяйственный) и биосферный (глобальный). По данным системам ведутся наблюдения за всеми изменениями в природе.

1. Специфические методы исследования в экологии.

2. Полевые, лабораторные и опытно-экспериментальные методы исследований.

3. Особенности методики исследований организмов.

4. Новые направления в методах исследования экологии — прогнозирование, математическое моделирование, система мониторинга.

1. Для чего нужны научные методы исследования? 2. Назовите методы исследования экологии и докажите их связь с другими научно-исследовательскими работами.

1. Какова роль учета многообразия растений в сельском хозяйстве?

2. Чем полезно изучение экологии учета животных? 3. Рассмотрите новые направления в методах исследований экологии.

1. Что вы понимаете под термином "мониторинг"?

2. Где используются методы экологического моделирования?

bioslogos.ru

Oсновные методы экологических исследований

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Экология как биологическая наука

Все разделы биологической науки изучают жизнь на молекулярном, клеточном или организменном уровнях, так как индивидуум является самой крупной единицей исследования (гены -> клетки -> органы -> организмы). Однако имеются и более сложные формы организации живого:

· Группы сходных индивидуумов одного вида объединяются в популяции, которые создают многовидовые сообщества - биоценозы.

· Биоценозы в свою очередь образуют биологические макросистемы более высокого ранга - биогеоценозы (экосистемы) и в целом биосферу нашей планеты.

Предметом исследования экологии, как биологической науки, являются биологические макросистемы: популяции, сообщества, экосистемы и их динамика во времени и пространстве (в зависимости от окружающей среды). Современная экология изучает различные уровни организации живой материи - популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный, т.е. жизнь, интегрированную в биологические системы более высокого ранга, чем организм. Этим экология отличается от других областей биологии, которые она обогащает, но ни в коем случае не растворяется в них и не исчезает как самостоятельная наука. Экология тесно связана с эволюционным учением, генетикой, систематикой и другими биологическими дисциплинами и получает свое развитие с дальнейшим развитием смежных дисциплин - ботаники, зоологии, микробиологии и т.д.

Уровни организации живой материи исследуемые экологией	Задачи экологии на каждом уровне
отдельные особи	изучение влияния на организм абиотических и биотических факторов и наоборот; процессы воспроизводства особей, их гибели и миграции
популяции	решение вопросов, связанных со степенью обилия отдельных видов, с изменениями и колебаниями численности популяций
сообщества	изучение состава и структуры сообществ и закономерности их функционирования (круговорот веществ и энергии)

На современном уровне развития общества экология превратилась в одну из ведущих биологических наук. Это в значительной степени обусловлено тем, что решение проблем, связанных с рациональным использованием природных ресурсов биосферы, возможно только с экологических позиций.

В настоящее время экология представляет собой систему наук, среди которых преобладает

· общая экология - изучающая закономерности связи со средой, присущие всем группам организмов

· узкие направления по экологической специфике отдельных групп организмов - экология растений, экология микроорганизмов, насекомых, птиц и т. п.

Существует деление экологии на

· аутэкология (экология отдельных видов) - изучает индивидуальные организмы (особи) или отдельные виды. При этом особое внимание уделяется жизненным циклам и их поведению как способам приспособления к условиям среды

· синэкология (экология сообществ) - исследует группы организмов, составляющих определенные единства. Особенно заметно выделяется в ней популяционная экология.

· физиологическая и биохимическая экология - выявляет закономерности определенных изменений, лежащих в основе адаптации и приспособительных преобразований организмов

· палеоэкология - изучает экологические связи вымерших групп

· эволюционная экология - исследует экологические механизмы преобразования популяций

· морфологическая экология - изучает закономерности строения органов и структур в зависимости от условий обитания

Выделяют также экологию наземных экосистем, экологию ландшафтов и водных экосистем. Формируется экология человека, включающая в себя ряд социальных проблем. Для отечественной экологии особенно характерна ее практическая направленность, прикладной характер научных разработок в интересах общества.

Экология как наука является теоретической основой охраны природы. Однако между понятиями "экология" и "охрана природы" ставить знак равенства нельзя, так как задачи экологии гораздо шире.

Задачи экологии

Экология как наука решает следующие задачи:

1. изучает принципы и законы, определяющие типы объединения организмов, динамику популяций и биогеоценозов во времени и пространстве

2. исследует закономерности взаимоотношений различных групп организмов с факторами окружающей среды, влияние организмов и их комплексов на среду обитания с целью выяснить механизмы преобразования популяций

3. изучает характер распределения растений и животных на планете, потоки вещества и энергии через отдельные трофические уровни и закономерности функционирования экосистем и биосферы в целом

4. разрабатывает основы для рациональной эксплуатации биологических ресурсов, прогнозирует изменения природы в связи с деятельностью человека, дает рекомендации по управлению процессами, протекающими в природе

5. разрабатывает биологические меры борьбы с сорняками и вредителями в связи со снижением эффективности инсектицидов и гербицидов и загрязнением ими природной среды

6. изучает возможности создания безотходных технологий на промышленных предприятиях: рекомендует внедрять соответствующие системы для переработки отходов производства, например, путем создания систем оборотного водопотребления в процессе которого промышленные воды отстаиваются, очищаются и возвращаются в технологическую цепь, либо для исключения или сокращения технологических процессов, приводящих к образованию основного количества отходов.

Таким образом, главная теоретическая и практическая задача экологии заключается в том, чтобы вскрыть закономерности биологических процессов и научиться управлять ими в условиях все возрастающего влияния человека на окружающую среду.

Oсновные методы экологических исследований

Свои задачи экология решает определенными методами.

· Полевые исследования - изучение популяций видов и их сообществ в естественной обстановке. Позволяют выяснить характер влияния на популяцию того или иного комплекса факторов, общую картину развития и жизнедеятельности вида в конкретных условиях

Однако полевые наблюдения не всегда могут дать точный ответ на поставленные вопросы. Например, на вопрос, какой из факторов среды определяет характер жизнедеятельности особи, вида, популяции или сообщества, можно ответить только с помощью эксперимента, главной задачей которого является выяснение причин установленных взаимоотношений.

· Экологический эксперимент - моделирование естественной системы в искусственных условиях (например, аквариум может служить натурной моделью водоема) и изучение особенностей влияния отдельных факторов на развитие организма.

Экспериментальные методы позволяют вычленить и проанализировать роль отдельных факторов при постоянстве всех остальных в искусственно созданных и контролируемых условиях.

· Математическое моделирование биологических явлений - моделирование реально существующих объектов и явлений осуществляемое средствами языка математики.

Математическое моделирование основано на создании и исследовании математической модели реальной системы, описанной с помощью математических уравнений. Имитация различных сигналов (например, изменение климатических условий, антропогенных нагрузок) по отношению к исследуемой математической модели позволяет теоретически определить поведение реальной системы без сложного, дорогого или опасного эксперимента, а также даёт возможность изучать явления, которые невозможно воспроизвести экспериментально.

megapredmet.ru

Методы экологических исследований

Новые рефераты:

Основные направления в развитии социологической теории ХХ века.
Колебательные реакции.
Предмет формальной логики.
Роль и значение времени в управлении.
Античная философия.
Социальная поддержка многодетных семей (на примере Архангельской области).
Рыночные структуры.
Причины и типология кризисов в социально-экономических системах.
Этапы реинжиниринга бизнес-процессов. Роль творчества в процессе реинжиниринга.
Теоретические аспекты аудиторской проверки материалов.

Теоретические основы аудита производственных запасов.

Экология Методы экологических исследований

Количество просмотров публикации Методы экологических исследований - 993

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	Методы экологических исследований
Рубрика (тематическая категория)	Экология

Методы исследований – это пути и способы исследования экологических явлений. Основные методы экологических исследований˸ полевые, экспериментальные (лабораторные) исследования с использованием экосистемного, популяционного, эволюционного и исторического подходов, изучение сообществ и анализ местообитаний.

Полевые методы предполагают изучение экологических явлений непосредственно в природной среде. Они позволяют представить общую картину развития природы в конкретных условиях.

Экспериментальные методы – это приемы прямого вмешательства в обычные характеристики исследуемых объектов. Они делают возможным изучать явления природы в заданных условиях (лабораторных, проверка в полевых)

В последнее время особенно распространенными стали химические методы, применение которых позволяет определить качественное состояние окружающей среды (воды, почвы, воздуха и т. п.). Нередко в экологических исследованиях используется специфические методы физиологии, медицины, морфологии, фенологии, биохимии, этологии и других биологических и небиологических наук (химии, физики, математики, социологии и др.)

В современных экологических исследованиях широкое распространение получил метод моделирования экологических явлений в природе и обществе, т.е. воспроизведение в искусственных системах различных процессов, свойственных живой природе (например, искусственное кровообращение, искусственная почка, протезы, управляемые биотоками мышц и др.)

Но чаще используется живые модели, более простые вещества. Например, зоохлорелла – модель для исследования обмена веществ. Для исследования внутриклеточных процессов в качестве модели могут быть использованы гигантские растения и животные клетки.

В экологических исследованиях используется так же исторический метод, который изучает ход развития исследуемого объекта.

В изучении экологических связей и явлений в системе ʼʼЧеловек – природа – обществоʼʼ широкое распространение получили социологические методы – опрос населения, анкетирование, беседы, анализ многолетних материалов, здравоохранения, образования и т.п.

Методы экологических исследований - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Методы экологических исследований" 2014, 2015-2016.

Лекция Подходы и методы экологических исследований. Экологический мониторинг

Список литературы

Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ, 2001. 510 с.

Радкевич В.А. Экология. Минск: Вышэйшая школа, 1998. 159 с.

Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества / Пер. с англ. М.: Мир, 1989. В 2-х томах.

Программа и методика биогеоценологических исследований. М.: Наука, 1974. С.14-23.

Сукачев В.Н., Зонн С.В. Методические указания к изучению типов леса. М.: Изд-во АН СССР, 1961. С.1-104.

Молчанов А.А., Смирнов В.В. Методика изучения прироста древесных растений. М.: Наука, 1967, 95 с.

Уткин А.И. Изучение лесных биогеоценозов // Программа и методика биогеоценологических исследований. М.: Наука, 1974. С. 281-317.

Крылов А.Г. Жизненные формы лесных фитоценозов. Л.: Наука, 1984. 184 с.

Вопросы

Методологические подходы
Методы экологических исследований
Изучение фитоценозов
Изучение зооценозов
Экологический мониторинг. Состояние проблемы, основные понятия и элементы теории

1. Методологические подходы

Поскольку популяции и экосистемы сложены множеством организмов, поскольку на каждый организм и на их совокупности, будь то отдельная группировка, популяция или ценоз, действуют не один, а сразу несколько экологических факторов и к тому на протяжении разных отрезков времени, постольку и связи, и свойства перечисленных объектов оказываются многочисленными и разнообразными. Поэтому методологией, главным принципом всех экологических исследований является системный подход, учитывающий как особенности самих объектов исследований, так и факторов эти особенности определяющие.

В зависимости от того, что является объектом, и какова цель исследований используются разные подходы: популяционный (популяция – совокупность особей одного вида), экосистемный, эволюционный и исторический.

Популяционный подход предусматривает изучение размещения в пространстве, особенности поведения и миграции (у животных), процессов размножения (у животных) и возобновления (у растений), физиологических, биохимических, продукционных и других процессов, зависимости всех показателей от биотических и абиотических факторов. Исследования проводятся с учетом структуры и динамики (сезонной, онтогенетической, антропогенной) популяций, численности ее организмов. Популяционный подход обеспечивает теоретическую базу для прогнозирования рождаемости (в растит. сообществе – возобновления), выживания (динамики жизненного состояния) и смертности (распада, гибели). Он позволяет прогнозировать вспышки вредителей в лесном и сельском хозяйстве, позволяет выявить критическую численность вида, необходимую для его выживания.

Экосистемный подход выдвигает на первый план общность структурно-функциональной организации всех экосистем, независимо от от состава сообществ, среды и места их обитания. Основное внимание при этом подходе уделяется изучению потока энергии и циклам круговорота веществ в экосистемах, установлению функциональных связей между биологической составляющей и окружающей средой, т.е. между биотическими факторами и абиотическими. Экосистемный подход предусматривает всестороннее изучение всех популяций живых организмов сообщества (растения, микроорганизмы, животные) с учетом влияния на них ограничивающих факторов (эдафические, топографические, климатические). При этом подходе пристальное внимание уделяется анализу местообитаний, так как параметры факторов среды: физико-химические свойства почв, теплообеспеченность, влажность, освещенность, скорость ветра, и др., легко измеряются и поддаются классификации.

В качестве примера успешности экосистемного подхода к изучению биосферы можно привести итоги работы ученых из разных стран, работавших с 1964 по 1980 гг. по Международной биологической программе (МБП). Конечной целью МБП было выявление запасов и законов воспроизводства органического вещества, его качественного (фракционного) состава по всем природным зонам и в целом на планете, с тем, чтобы предотвратить возможные нарушения биологического равновесия в глобальном масштабе. Благодаря выполнению данной программы была решена актуальнейшая задача – выяснить максимально возможные нормы изъятия биомассы для нужд человечества.

Эволюционный и исторический подходы позволяют рассматривать изменения экосистем и их компонентов во времени. Эволюционный подход дает возможность понять основные закономерности, которые действовали в экосфере до того, как антропогенный фактор стал одним из определяющих. Он позволяет реконструировать экосистемы прошлого, принимая во внимание палеонтологические данные (анализ пыльцы, ископаемые остатки). В основе исторического подхода лежат изменения, обусловленные развитием цивилизации (от неолита до настоящего времени) и производствами, созданными человеком. К этим изменения относятся изменения климата, целенаправленное и случайное расселение человеком растений и животных.

Каждый из вышеуказанных подходов требует применения своих методов, специально разработанных с учетом состава объектов, условий местообитаний и поставленных задач.

2. Методы исследований

В экологии часто используются методы, применяемые в других науках, как в биологических (биогеохимия, анатомия, физиология, и др.), так и небиологических (физика, химия, геодезия, метеорология и др.). Но для выявления специфики экологических закономерностей существуют исключительно собственные – экологические методы. Они делятся на полевые, лабораторные, экспериментальные, количественные (математическое моделирование) методы.

Полевые методы имеют первостепенное значение. Они предполагают изучение популяций и сообществ в естественной среде (в природе) и позволяют установить воздействие на объект комплекса факторов, изучить общую картину развития и жизнедеятельности изучаемого объекта.

В качестве примера можно привести леса на склонах разных экспозиций, на разных почвах, на разных географических широтах. Или водные экосистемы на разной глубине в одном и том же море, на одной глубине в южных и северных морях. Все они, несмотря на различия, развиваются по одним и тем же законам, под влиянием комплекса факторов, но значения этих факторов разные и зависят от местоположения объекта исследований.

Однако в полевых исследованиях очень сложно выявить роль одного фактора, как биотического (конкуренции, аллелопатии, плодородия почв), так и абиотического (тепло, влаги, света, засоления, кислотности почв), тем более, что все факторы функционально связаны друг с другом.

Известно, что нередко ограничение одного из них сопряжено с изменением другого. Так, холодность почв с многолетней мерзлотой способствует их переувлажнению и, как следствие, анаэробиозису. В результате резко ухудшаются условия усвоения корнями растений элементов питания. В Приморье, как правило, высокая инсоляция южных склонов сопровождается высокой сухостью субстрата и формированием ксерофитных криволесий.

Исследовать роль конкретного фактора можно при постановке эксперимента в полевых или лабораторных условиях.

Экспериментальные методы отличаются от полевых тем, что организмы искусственно ставятся в условия, при которых можно дозировать размер изучаемого фактора, следовательно, можно точнее, чем при обычном наблюдении, оценить его влияние. При этом выводы, полученные в лаборатории, требуют обязательной проверки в полевых условиях.

В качестве примеров экологических экспериментов можно привести исследования функций лесозащитных полос, изучение осветления насаждений, влияния разных доз удобрений, вносимых под сельскохозяйственные культуры и т.д. Широко известен метод изучения конкурентных взаимоотношений деревьев в лесу путем ограничения определенной площади (площади питания).

Большое значение при проведении экологических исследований имеют химические и физиологические методы, т.к. они позволяют выявить роль разных компонентов экосистем, и в первую очередь, самого главного – фитоценоза, в аккумуляции и превращении вещества и энергии. Химические методы позволяют установить особенности накопления химических элементов в растениях и в целом в сообществах, особенности круговорота питания. С помощью физиологических методов можно в полевых условиях проследить физиологические процессы (фотосинтез и транспирация).

Так как все биосистемы обладают способностью к саморегуляции, т.е. к восстановлению экологического равновесия, а законы их развития имеют причинно-следственную связь, то в экологических исследованиях широкое распространение получили математические методы (математическая статистика, методы теории информации и кибернетики, теории чисел, дифференциальные и интегральные исчисления и др.) и на основе этих методов – моделирование. Моделирование биологических явлений, т.е. воспроизведение в искусственных системах процессов свойственных живой природе, получило широкое распространение в современной экологии.

Модели подразделяются на реальные (аналоговые) и знаковые.

Примеры аналоговых моделей – аппараты искусственного кровообращения, искусственная почка, протезы рук, управляемые биотоками. Аквариумы и океанариумы модели разных водоемов, теплицы – модели экосистем соответствующих природных зон.

Знаковые модели представляют собой отображение оригинала с помощью математических выражений или подробного описания и, в свою очередь, делятся на концептуальные и математические. Первые могут быть представлены текстом, схемами, научными таблицами, графиками и т.д., а вторые – формулами, уравнениями. Математические модели, особенно при наличии количественных характеристик, являются более эффективным методом изучения экосистем. Математические символы позволяют сжато описать сложные экосистемы, а уравнения дают возможность формально выразить взаимодействия различных компонентов экосистем.

Пример простейшего дифференциального уравнения, описывающего рост популяции какого-либо вида на какой-нибудь стадии ее развития (Радкевич, 1997):

dx/dt=rx,

где x – плотность популяции в момент времени t, r – скорость роста в период времени, соответствующий t. Решением этого уравнения является функция

x=x0ert

Процесс перевода физических или биологических представлений о любой экосистеме в математические формулы и операции над ними называются системным анализом. В современной экологии реальные и знаковые модели используются параллельно, дополняя друг друга. При отсутствии реальных моделей математический подход получается отвлеченным, а при исключении математического подхода бывает трудно уловить смысл реальной модели.

Экологический мониторинг – один из главных методов изучения динамики экосистем (биогеоценозов), происходящей под воздействием естественных и антропогенных факторов. Под мониторингом понимается специальное длительное слежение за состоянием одних и тех же экосистем. Подобные исследования сопряжены с большими время- и трудозатратами, так как предусматривают детальное описание и изучение всех компонентов, составляющих биогеоценоз, и потому возможны лишь при организации стационарных работ с закладкой как временных, так и постоянных пробных площадей. Мониторинг растительного покрова должен проводиться на разных уровнях в соответствии с хорологической (пространственной) дифференциацией биосферных систем. С помощью одной пробной площади размером 1 га проводить мониторинг растительного покрова невозможно. Для равнинного геоботанического района (заповедника) необходимо заложить не менее 10-12 постоянных пробных площадей размером 1 га, а для горного района - не менее 30-40. Именно к такому выводу пришло большинство исследователей, работавших в разных регионах северной Евразии.

К сожалению, изучение процессов, а именно изучение трансформации сложных многокомпонентных систем, какими являются экосистемы и растительные сообщества – это следующий этап развития экологии. Пока что наибольшее развитие получил мониторинг растительного покрова (ботанический), но и он еще находится в начальной стадии.

3. Изучение фитоценозов (растительности)

Во время летних практик очень важно, чтобы ученики получили объективное представление о природе своей малой родины, своего края, научились распознавать растения и понимать хотя бы самые общие процессы, которые происходят в сообществах. Поэтому желательно вместе с ними наблюдать и изучать природные явления, а для этого учителю необходимо самому овладеть хотя бы основными экологическими методами, знать, как и с чего следует начинать исследования.

Изучение растительного покрова – самая важная часть экологических исследований. По выражения В.М. Урусова, растения «не бегают по территории, как зайцы», их легко измерять, за ними легко наблюдать. Видовой состав, физиономический облик, структура, жизненное состояние растений и продуктивность растительных сообществ отражают все особенности условий обитания (климат, почвы, положение в рельефе), историю развития и связи между элементами сообщества, как в пространстве, так и во времени. С изучения растительности и начинается изучение экосистем.

Основной классификационной единицей растительного покрова служит ассоциация. Нет на земле двух совершенно одинаковых растительных сообществ, или фитоценозов, которые были бы идентичны, но многие из них настолько похожи между собой, чтобы без колебаний могут быть отнесены к одному типу фитоценоза или одной ассоциации. Согласно определению, разработанному отечественными геоботаниками во главе с В.Н. Сукачевым, ассоциация представляет собой совокупность однородных фитоценозов с одинаковой структурой, одинаковым составом и жизненными формами растений, со сходными взаимоотношениями организмов как друг с другом, так и со средой. Сходные ассоциации (лиственничник разнотравно-вейниковый, Л. хвощово-разнотравный и т.д.) составляются в группы (лиственничники травяные), сходные группы – в формации (лиственничная), последние – в группы формаций (горные лиственничники, долинные лиственничники), затем следуют классы формаций (хвойных лесов) и типы растительности (лесной).

Для получения объективных характеристик и количественных показателей ассоциации в ее самых типичных фитоценозах закладывают пробные площади и на них определяются все характеристики. Поэтому закладке пробных площадей предшествует очень тщательный выбор участков на основе обстоятельного изучения материалов лесоустройства и маршрутного обследования районов исследований.

Минимальный ареал ассоциации – это минимальный размер площади, на которой выявляются все виды (константы) ассоциации; минимальная площадь выявления та, на которой выявляются все особенности изучаемого сообщества. Исходя из этих условий и устанавливается размер пробных площадей.

При закладке пробных площадей обычно соблюдается второе условие, чтобы число особей эдификаторных ценопопуляций на них составляло не менее 200 экземпляров и были представлены все виды растений и все структурные элементы ценоза. Минимальный размер пробных площадей в лесу – 50х50 м2, максимальный – 50-100 м2. Для травяных сообществ размер пробных площадей меньше, чем для лесных (до 100 м2). Для пробных площадей детально описываются местоположение, состояние окружающих территорий, выявляется видовой состав, дается характеристика каждой ценопопуляции, отмечается ее фенологическая фаза. Обязательно изучаются вертикальная и горизонтальная структура сообщества.

Пробные площади могут быть временными и постоянными. На временных пробных площадях проводятся разовые учетные работы и не столь детально, как на постоянных пробных площадях (ППП). Именно последние служат для многолетнего изучения разных процессов и закономерностей развития растительности, т. е. для мониторинговых исследований. Желательно чтобы ППП были заложены во всех редких и в девственных сообществах каждой природной зоны.

При детальном изучении пространственной структуры ППП в натуре разбиваются на квадраты 10х10 м2. На каждом из них выполняется сплошной перечет древостоя и крупного подроста с указанием жизненного состояния особей. Впоследствии выбираются квадраты, наиболее отражающие строй того или иного структурного элемента (парцеллы – в трактовке Н.В. Дылиса, 1974) и по их данным рассчитываются показатели: таксационные – для древостоя (средние диаметр и высота, сумма площадей сечения стволов, разряды высот, запас древесины, относительная полнота, классы бонитета и товарности) и биометрические – для подлесочного яруса.

Древостой. На временных пробных площадях жизненное состояние растений и особенности ярусов (древостоя, подроста, кустарников, трав), описываются глазомерно; замеры диаметров (перечет) у деревьев ведутся с точностью до 4 см, высоты измеряются у 20-30 деревьев. На постоянных пробных площадях каждому дереву присваивается порядковый номер и у диаметр измеряется с точностью до 0,1 см, указывается категория, отражающая жизненное и качественное состояние дерева.

Например, по следующей шкале:

I А – господствуют в первом ярусе, лучшие по развитию, с прямыми ровными, хорошо очищенными от сучьев стволами;

I Б – растут в первом ярусе, хорошего развития, здоровые, но могут иметь незначительные изъяны ствола;

II А – растут в первом и втором ярусах, здоровые, но отстают в росте или, в силу своей молодости, еще не вышли в класс господствующих;

II Б – здоровые, с сильно развитыми кронами, суковатыми стволами;

III А – перестойные, но без признаков усыхания; самые большие;

III Б – фаутные, сомнительной жизнеспособности, усыхающие.

Для более полной информации о развитии древостоя проводится анализ хода роста модельных деревьев главной породы, определяется возраст.

Подрост выше 2 м на пробных площадях учитывается полностью. Он разбивается по группам высот с градацией 0,25 или 0,5 м. Одновременно с перечетом указываются порода и жизненное состояние растущих особей.

очень хорошей жизненности – деревце густооблиствено (густоохвоено), прирост в высоту максимальный для данной группы высот, стволик без изъянов, кора гладкая;

жизнеспособный (благонадежный) – деревце здоровое, нормально развито, но могут быть небольшие изъяны у стволика: смены вершинок, кривизна; прирост побегов снижен, кора гладкая;

сомнительной жизненности – деревце сильно угнетено, прирост по высоте очень слабый или отсутствует, кроны редкие, нередко состоят из 1-2 ветвей; много сухих побегов, частые смены вершинок, кора шершавая;

нежизнеспособный (неблагонадежный) – прироста текущего года нет, живые ветви единичны, вершинки усохшие, кора шершавая, отслаивается.

Для всех пород отбираются модельные деревца – по одному для каждой группы высот. У них определяются возраст и приросты в высоту по годам за последние пять лет, измеряются диаметры стволика на уровне шейки корня и на высоте 1,3 м, высота стволика и диаметр кроны.

Для подлеска (кустарников) определяются видовой состав, состояние и сомкнутость ценопопуляции каждого вида. Он разделяется на редкий (сомкнутость 0,5). Для определения биометрических показателей в выделенных градациях у 50 особей всех видов измеряются длина и диаметр побегов на уровне шейки корня. У кустарников подсчитывается количество побегов в кусте и у всех побегов измеряются диаметр и длина побега.

Подрост ниже 0,25 м, всходы и самосев древесных и кустарниковых пород учитываются по площадкам 2х2 м. Учетные площадки закладываются на пробной площади равномерно по диагонали в верхнем правом (или левом) углу каждой 10-метровой клетки. На этих же площадках учитывается и возобновление лиан. Перечет самосева подроста и кустарников ведется по высоте с точностью до 5 см с указанием жизненности особей.

Напочвенный покров отличается большой неоднородностью структуры, особенно в северных лесах и редколесьях. Как фитоценоз может состоять из нескольких ярусов, так ярус напочвенного покрова – из нескольких подъярусов, образованных растениями разных жизненных форм: кустарничками, мхами, лишайниками, травами.

Травы, в свою очередь, можно разделить на группы: злаки и осоки, мелко- или низкотравье (высота до 15-20 см, разнотравье (травы средних размеров – до 50 см), крупнотравье (выше 50 см) и папоротники. Для каждой пробной площади составляется таблица со списком видов и показателями их численности отдельно для травяно-кустарничкового подъяруса и мохово-лишайникового подъяруса (покрова). Описание напочвенного покрова нередко выполняется одновременно с картированием микрогруппировок. Названия микрогруппировкам, как и всему ценозу, присваиваются по доминирующим видам и (или) группе видов со сходными экологией и жизненной формой. Например, "разнотравно-осоковая" означает, что в группировке высоко обилие смеси из разных трав среднего размера, но обилие осоки выше. Если проективное покрытие трав было ниже 60, но выше 40% – к названию добавлялось "разреженная", если ниже 40% – редкопокровная.

Показатели численности видов и их динамика являются основными в экологических исследованиях. Численность определяется визуально и инструментально, но чаще визуально. Всегда на учетной единице: площади (дм, м2, км2, га,), длины (м, км), объема (м3, 10 дм3), времени (час, сутки) и т.д.

Основные показатели численности видов

Встречаемость (частота встречаемости, коэффициент встречаемости) – это относительное число выборок, в которых встречается вид. Если выборка состоит из 100 учетных площадок, а вид отмечен на 43, то и встречаемость равна 43%. При встречаемости 25%, вид встречается в каждой четвертой площадке учета и он случайный. Высокая встречаемость, если вид отмечен более, чем на 50% уч. пл. Обычно закладывается 50 уч. пл., но не менее 25.

Обилие – это количество особей вида на единице площади или объема. Наиболее часто используются шкалы обилия Друде и Хульта

Шкала обилия Друде	Шкала обилия Хульта (балльная)
soc – очень обильно, сплошь, пр. покр. >90%	5 – очень обильно
cop1-3 – вид обилен, по величине обилия выделяются 3 степени пр. покр. соответственно: 30-40, 50-60 и 70-80%	4 – обильно
sp – вид обычен, но сплошного покрова не образует, пр. покр. 10-20%	3 – не обильно
sol – вид растет рассеянно, пр. покр. 3-5%	2 – мало
un – вид встречается один раз, пр. покр. 1%	1 – очень мало

Покрытие – процент площади, покрываемой надземными частями растений. Процент площади, занятой основаниями растений – истинное покрытие, верхними частями – проективное. Проективное покрытие – обязательный показатель при изучении напочвенного покрова. При изучении древесно-кустарниковых ярусов синонимом пр. покр. служит сомкнутость –отношение площади проекций крон к площади занимаемого участка; в отличие от пр. покр. сомкнутость измеряется в долях от единицы. Истинное пр. покр. для древостоя – сумма площадей поперечного сечения стволов и полнота, определяется расчетным путем по данным перечета древостоя.

Биомасса – общие запасы органического вещества, накопленные к моменту учета. Выражаются в массе абсолютно-сухого, воздушно-сухого или сырого вещества. Биомасса растений – растительная масса, фитомасса; биомасса животных – зоомасса. Биомасса, ее фракционная структура, скорость накопления (продукция – прирост биомассы за определенный промежуток времени) являются важнейшими – интегральными, показателями жизнедеятельности организмов. Они дают возможность оценить роль каждого фактора и популяции в формировании биогеоценоза, оценить запасы биологических и пищевых ресурсов, сделать кратко- и долгосрочные прогнозы развития сообществ, предсказать пути их трансформации и разработать мероприятия по охране и рациональному использованию любого из ресурсов. Именно поэтому изучение биологической продуктивности и было положено в основу упомянутой выше Международной биологической программы (МБП).

При экологических исследованиях очень важна и хозяйственная оценка исследуемых территорий: запасы древесины, лекарственного сырья, пищевых и промысловых ресурсов.

В целом же часто необходимо сочетание всех перечисленных методов.

4. Изучение зооценозов

Цели и задачи экологических исследований фито- и зооценозов сходны – изучение водного и газового обмена, продуктивности, закономерностей биохимических (физиологических) процессов, темпов роста и размножения, др. показателей. Так же, как жизнь растений, жизнь животных зависит от абиотических факторов среды – тепла, влаги, света, состава воздуха и др. факторов. Но изучение животных имеет свои характерные особенности. Одна из самых характерных – изучение питания: состава и количества пищи в разное время года и разные периоды жизни животного. Большое внимание уделяется вопросам размножения (фенология размножения, половая и возрастная структура популяций, зависимость размножения от пищевых ресурсов и погодных условий) – этим определяется продолжение рода и сохранность популяции как вида. Изучение поведения животных позволяет изучить способность популяции приспосабливаться к изменению условий среды, с поведением связано состояние популяции, ее реакция на всевозможные "раздражители". Немаловажно изучение образа жизни и сезонных биоциклов для познания закономерностей миграции и размещения популяций. С этой целью проводятся радиомечение, кольцевание, маркировка краской, клеймение животных.

5. Экологический мониторинг. Состояние проблемы, основные понятия и элементы теории

Метод экологического мониторинга и метод трансформации пространственных рядов во временные – основные методы изучения динамики экосистем

Экологический мониторинг следует рассматривать как основной метод изучения динамики растительного покрова, его флоры и растительности, но до сих пор основным методом изучения динамики растительного покрова является метод трансформации пространственных рядов растительного покрова во временные. В этом случае подбираются сообщества, нарушенные в разное время и находящиеся на разной стадии восстановления. Главное условие подбора объектов исследований – сходство местообитаний, а, следовательно, и типологическое сходство их ненарушенных сообществ. Подобранные сообщества в совокупности рассматриваются как возможный ряд последовательных смен, и он интерпретируется как временной ряд изменения растительного покрова в одном месте, т.е. на одной пробной площади.

а) Почему широкое распространение получил метод трансформации пространственных рядов во временные, а не метод ботанического (экологического) мониторинга? Дело в том, что в период становления ботаники, и геоботаники в том числе, преобладал описательный и классификационный этап развития. По сравнению с такими науками, как физика и химия, он несколько затянулся. На выделение объектов и явлений, их распознавание, детальное описание и классификацию в геоботанике ушло около 200 лет. Это неудивительно, так как ботаникам приходится иметь дело с таким разнообразием объектов, явлений и процессов, которое на несколько порядков выше, чем разнообразие в точных науках. Да и сегодня еще немало «белых» флористических и геоботанических пятен, требующих простейшей инвентаризации. Особенно в Сибири и на Дальнем Востоке, где описательно-классификационный этап в самом разгаре.

Однако назрела пора перехода ко второму этапу - изучению динамики флоры и растительности, так как нерешенность именно этих проблем тормозит развитие общей и прикладной экологии. Но поскольку многолетний мониторинг, как основной метод изучения динамики, требует длительного периода наблюдений, его в какой-то мере и заменяет "метод трансформации". Последний, несомненно, сходен с методом длительного мониторинга, но в отличие от него, позволяет изучить только демутационные (восстановительные) смены растительного покрова и не позволяет установить необратимые изменения фитоценозов нет тому свидетелей и свидетельств.

б) Почему растительность, выводимая из равновесия периодическими изменениями климата, не может восстановиться полностью, т.е. до первоначального состояния? Мониторинг растительных сообществ – это мониторинг одного из компонентов локальной экосистемы. Он должен учитывать хроноинтервал исследуемой экосистемы. Хроноинтервал – время, необходимое для возвращения данной экосистемы в равновесное состояние после отклонения от него.

Для большинства лесных экосистем ранга биогеоценоза хроноинтервал составляет 150-200 лет, для степных экосистем – 50-100 лет, для луговых – 20-30 лет. Но для экосистемы целого геоботанического района (элементарная биосферная система) хроноинтервал имеет размер 1500-2000 лет. Для биосферной системы еще более высокого ранга (физико-географической области) хроноинтервал составляет время порядка 10000-20000 лет. Считается, что хроноинтервал биосферы в целом – свыше 100000 лет (Миркин, 1985; Галанин, 1993, 2000).

Исследования последних 30-40 лет показали, что для изменений климата характерна цикличность. При этом существует не один, а несколько циклов с разными периодами, где короткие циклы накладываются на более длительные.

Хорошо доказан и обоснован 11-ти летний цикл колебаний климата, который связывают с колебаниями солнечной активности. Многие авторы указывают на наличие в природе 90-100 летнего цикла. Некоторые исследователи считают, что еще существует 600-700 летний цикл, отражающийся в биосфере, в том числе и в растительном покрове.

Если мы сравним длительность этих циклов с хроноинтервалами экосистем разного ранга, то увидим, что эти временные периоды не совпадают. Следовательно, растительность, выводимая из равновесия периодическими изменениями климата, не может восстановиться полностью. Пока она восстанавливается, наступает новый цикл, равновесие сдвигается, и снова начинается сукцессия (смена).

Многие геоботаники с выводами о перманентно неравновесном состоянии растительности не согласятся – настолько мы уверовали в догмат о климаксовой растительности. Доказать, или опровергнуть вывод о невозможности климаксовой (и коренной тоже) растительности в современную эпоху можно только путем длительного мониторинга растительного покрова на постоянных пробных площадях. Но вот этой-то информации в современной геоботанике как раз и не хватает.

Основные причины слабой организации мониторинга в естественных экосистемах заповедников и других территорий

а) Почему не хватает информации для анализа динамики экосистем? Отсутствуют переописания (ревизии) постоянных пробных площадей. Геоботаниками за полтораста лет были составлены сотни тысяч геоботанических описаний, но почти все они были разовыми и не предполагали ревизии – повтора через определенные промежутки времени. Для типизации и классификации растительности этих разовых описаний было достаточно, на этом материале писались сводки, диссертации, создавались теории, в том числе и теории о динамике растительности. Закладывать и описывать постоянные пробные площади пытались на стационарах, в заповедниках. Их маркировали на местности, заводили паспорта, даже 2-3 раза переописывали. Но старел исследователь, заложивший постоянные пробные площади, уезжал, умирал, начиналась война, приходили новые сотрудники с иными интересами, и постоянные пробные площади забрасывались, терялись. Когда через 30-40 лет в этот район приходил сотрудник, заинтересованный в мониторинге растительности, то он не мог отыскать заброшенные площади и был вынужден закладывать новые.

2. Недостаточная квалификация лесоустроителей. Много постоянных пробных площадей закладывалось при лесоустройствах. Древостои на некоторые из них характеризовались весьма подробно: деревья нумеровались, измерялись, наносились на план, учитывались возобновление и подрост, но остальные ярусы растительности характеризовались поверхностно, небрежно. Флора на этих площадях выявлялась едва на 10-20%, так как специалистов флористов в таких экспедициях не было. Да и трудно себе представить, чтобы в лесоустроительной экспедиции, базирующейся в Минске, были флористы, ориентирующиеся в биоразнообразии растительного покрова и Белоруссии, и Северного Кавказа, и Южной Сибири, и Дальнего Востока. А работать сотрудникам каждой лесоустроительной экспедиции приходилось во всех районах Советского Союза. Завышенные нормативы для сотрудников лесоустроительных экспедиций и слабый контроль их работы нередко приводили к откровенной халтуре. 3. Работе по закладке, описанию и периодической ревизии постоянных пробных площадей не придается особого значения. Даже в заповедниках она не является обязательной и ведется от случая к случаю; слабо контролируется как руководством заповедников, так и органами, контролирующими работу заповедников. Отсутствует единая утвержденная и обязательная методика. Штаты научных отделов даже в биосферных заповедниках не имеют жесткого перечня обязательных специальностей. В ряде заповедников специалистов геоботаников и лесоведов в штате вообще нет. Директора заповедников и их заместители не несут никакой ответственности за потерю постоянных пробных площадей, за то, что в их заповедниках не ведется мониторинг растительности. Хотя именно мониторинг растительного и животного мира должен быть главной научной задачей заповедников.

То, что до сих пор считается главной задачей научных отделов заповедников – проведение исследований в области систематики растений и животных, физиологии, биохимии – это задача академической науки. Инвентаризация флоры, лихенобиоты и микобиоты для большинства заповедников - непосильная задача, собственными научными силами они ее выполнить не могут. Неоправданно много внимания ботаниками в заповедниках уделяется изучению редких видов в ущерб исследованиям в области мониторинга флоры и растительности на постоянных пробных площадях. Нередко научные сотрудники заповедников пытаются описывать новые для науки виды, выделять биологически активные вещества. Для этого заповедники должны приглашать ученых из академических институтов и университетов. Но вести мониторинг в рамках обязательной программы-минимум заповедники должны собственными силами.

Главные задачи изучения изменений

растительного покрова

В условиях колебательных изменений климата в растительном покрове выработался специальный механизм, который позволяет экосистеме быстро перестраиваться, изменяя состав видов доминантов. В видовом составе растительного сообщества уживаются виды самого разного склада, имеющие разные пределы экологической толерантности. В одной части климатического цикла на данном участке доминируют одни виды, в другой части активизируются другие виды, а бывшие доминанты переходят в разряд сопутствующих.

Такими парами в лесах среднего Сихотэ-Алиня являются дуб монгольский и лиственница даурская, кедр корейский и ель аянская, а в лесах Хэнтей-Чикойского нагорья в Даурии – кедр корейский и лиственница, сосна обыкновенная и лиственница.

При анализе изменений растительного покрова исследователь всегда должен задаваться вопросом о направленности этих изменений. В каком случае экологическая система движется к состоянию равновесия со средой обитания, а в каком удаляется от него? Как исследователь может определить направленность изменения экосистемы и растительности как ее части? Ответить на этот вопрос можно только анализируя динамику биоразнообразия растительного сообщества. Если биоразнообразие экосистемы в ходе ее изменения снижается, следовательно, экосистема деградирует. Напротив, если биоразнообразие экосистемы увеличивается – система развивается.

Таким образом, важной для мониторинга растительности является оценка флористического биоразнообразия растительных сообществ. Проблема эта не так проста, как это представляется сегодня большинству исследователей. Чаще всего биоразнообразие отождествляется с числом видов, числом родов и семейств. При этом вряд ли кто скажет, когда разнообразие выше, когда в сообществе 20 видов одного рода, или когда в нем 5 видов, но из 2 разных родов. А когда в сообществе только 2 вида, но из 2 разных семейств, это больше, или меньше?

Проблема может быть осложнена, если мы станем рассматривать не таксоны, а экобиоморфы растений. Порой таксономически близкие виды растений принадлежат к совершенно разным экобиоморфам и, наоборот, таксономически несходные виды растений имеют сходные экобиморфы. Примеров этого можно привести множество. Геоботаники знают, что биоморфологическое разнообразие чаще всего не совпадает с таксономическим. Но именно биоморфологическое разнообразие является более важным с точки зрения функциональной структуры растительного покрова. Классификация растительности по доминантным видам и экобиоморфам растений никак не может быть заменена флористической классификацией растительности. Поголовное увлечение только флористической классификацией, несомненно, пагубно скажется на развитии теории мониторинга растительности. Описывая растительность постоянных пробных площадей, следует очень скрупулезно описывать и учитывать вертикальную надземную и подземную ярусность, фенологическую неоднородность, способы возобновления ценопопуляций растений, способы перенесения растениями неблагоприятных условий и другие биоморфологические особенности.

При мониторинге растительности следует выявлять ведущие факторы, вызывающие периодические изменения конкретных растительных сообществ.

Например, при потеплении и явной аридизации климата в Даурии за последние 30 лет, в некоторых экосистемах верхнего лесного пояса в поймах рек влажность почвы резко возросла за счет более интенсивной оттайки многолетней мерзлоты в гольцовом и подгольцовом поясах. В альпийском поясе в результате такого потепления многие относительно теплолюбивые виды стали деградировать, так как снегу стало выпадать меньше, и снеговое укрытие в местах перегибов склонов, где перезимовывали эти растения, стало незначительным. Стали гибнуть кусты кедрового стланика, сокращаться ценопопуляции пихты сибирской.

На многие поставленные вопросы могут дать ответ регулярные фенологические наблюдения на одних тех же участках за одними и теми же объектами. Именно они на основе постоянно фиксируемых состояний растений позволяют уловить момент изменения климата или перехода экосистемы из одной сукцессионной стадии в другую.

К проведениию мониторинговых наблюдений следует шире привлекать студентов и школьников, после получения ими под руководством преподавателей определенных навыков. Это позволит быстро создать базу данных для организации регионального мониторинга на достаточно большой территории, и послужит хорошей основой для расширения кругозора и повышения экологической грамотности у учащейся молодежи.

ekollog.ru

метод экологических исследований

Методы экологических исследований. Современная экология располагает широким набором методов исследования. Основными являются следующие методы. Метод наблюдения и описания заключается в сборе и описании фактов. Сравнительный метод основан на анализе сходства и различий изучаемых объектов. Исторический метод изучает ход развития исследуемого объекта. Метод эксперимента дает возможность изучать явления природы в заданных условиях. Метод моделирования позволяет описывать сложные природные явления относительно простыми моделями.[ ...]

Методы регистрации и оценки состояния среды являются необходимой частью любого экологического исследования. К ним относятся метеорологические наблюдения; измерения температуры, прозрачности, солености и химического состава воды; определение характеристик почвенной среды, измерения освещенности, радиационного фона, напряженности физических полей, определение химической и бактериальной загрязненности среды и т.п. Эколог вынужден иногда вносить специальные изменения в технику этих измерений и проявлять немалую изобретательность, когда, например, нужно измерить температуру в гнезде высиживающей птенцов дикой птицы, определить состав воздуха в норе спящего сурка или уловить ничтожные колебания гравитационного и магнитного полей, по которым некоторые животные чувствуют приближение землетрясения.[ ...]

Экологические последствия применения различных геологогеофизических методов исследования в море не одинаковы. Количественные оценки их влияния на жизнь биологического сообщества носят самый предварительный характер. Наименьшие последствия имеют геоморфологические, геомагнитные и сейсмологические исследования, а также исследования с помощью глубоководных необитаемых буксируемых аппаратов.[ ...]

Метод совмещенного анализа карт независимо разрабатывался и в нашей стране и получил название метода экологического картирования. По сути, он является практическим приложением ландшафтно-географических исследований. В частности, он был использован в 1981 — 1983 гг. при разработке «Территориальной комплексной схемы охраны природы Ленинградской области (Тер-КСОП)».[ ...]

Методы, применяемые в экологии, носят исторический характер. Историческая школа — это направление, основанное на историческом понимании процессов вообще, в том числе и в экологии, на их самом детальном исследовании. Историческое исследование при этом не стоит над историей, а само вплетено в ткань времени. Экология имеет историю, которую необходимо познать, чтобы понять её сущность. Историзм всегда был характерной чертой экологии. Это методологическое положение особенно актуально сегодня. Отсутствие исторического подхода в изучении экологического материала вело к тех-нологизму.[ ...]

Исследования влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов составляют наиболее разнообразную группу методов экологии. В их число входят различные, подчас сложные и длительные наблюдения в природе. Но чаще применяются экспериментальные подходы, когда в лабораторных условиях регистрируется воздействие строго контролируемого фактора на те или иные функции растений или животных, а также анализируется применимость полученных на животных результатов к экологии человека. Этим путем устанавливаются оптимальные или граничные условия существования организмов, нормы их реакции на факторы среды. В частности, так определяются критические и летальные дозы химических и других агентов, по которым рассчитывают предельно допустимые концентрации и воздействия, лежащие в основе экологического нормирования. Ясно, что в данном случае экология смыкается с физиологией, биохимией, токсикологией. Эколог использует применяемую в этих дисциплинах экспериментальную технику. Методы этой категории важны также при определении устойчивости экосистем и изучении адаптаций — приспособлений растений, животных и человека к различным условиям среды.[ ...]

Методы Раункиера представляют собой определенный шаг на пути к построению исчерпывающей экологической классификации сообществ; позднее предпринимались попытки эти методы улучшить (см., например, Box, 1981). Всем классификациям присущи одни и те же недостатки: затруднительность отнесения видов к той или иной категории, а также субъективность критериев, по которым классифицируются как сами виды, так и условия их существования. Эти методы остаются всего лишь шагами на длинном пути к установлению природы и глубины соответствия между средой и целыми сообществами, но все же настоящая проверка того, существует ли такое соответствие в действительности, начинается именно с них. Сопоставимые работы по изучению соответствия между средой и сообществами животных предпринимались редко. Один из немногих примеров— исследование сообществ животных в Средиземноморье, выполненное Коуди и Муни (Cody, Mooney, 1978).[ ...]

Экологические механизмы адаптации к среде. Для выявления этих механизмов методами экологии прежде всего необходимы исследования адаптивной структуры популяций. Перед экологами стоят такие вопросы, как изучение адаптивных черт поведения, географической, локальной и сезонной изменчивости, адаптивной ритмики биологических процессов в популяциях, приспособительного варьирования внутривидовых групп (семьи, стада, колонии, популяции и т. д.), приспособительных форм пространственного распространения животных и растений и т. д.[ ...]

Метод гедонистической цены оправдывается тем, что при покупке товара потребитель озабочен его экологическими характеристиками. Поэтому при покупке недвижимости потребитель отдаст предпочтение, например, дому, расположенному в лучшей по экологическим соображениям местности. Эти соображения и заставят его скорректировать сумму, которую он будет готов уплатить за дом. Подобные оценки основываются на исследовании рынка недвижимости в оцениваемом и эталонном районах, отличающихся по своим экологическим характеристикам. Во всем другом рынки должны быть схожи, подобным должно быть и качество предлагаемых домов.[ ...]

Методы экспертных оценок. Трудность оценки долгосрочных последствий хозяйственной деятельности связана с серьезным отставанием экологических исследований, существенным недостатком наших знаний о множественных связях и границах устойчивости природных систем. Развертывание исследований, которые необходимы для того, чтобы дать строго обоснованный ответ на вопрос, с чем мы столкнемся в результате реализации тех или иных проектов, как правило, требует значительных ресурсов и немало времени. Между тем практика ждет от науки ответов в весьма сжатые сроки. В этих условиях особое значение приобретает использование аппарата, позволяющего аккумулировать живые знания. Знания, накопленные в виде научных трудов и статистической информации, — при всей их значимости, как правило, не позволяют ответить на вопрос, каковы допустимые последствия намечаемых преобразований природных систем. В то же время специалисты — и ученые и практики, опираясь на накопленный опыт, теоретические знания и интуицию могут дать ответы на поставленные вопросы [152].[ ...]

Экологическое право как наука представляет собой систему знаний об экологическом праве как отрасли права, о методах научных исследований регулирования отношений «природа-человек», правоприменительной и правотворческой деятельности и т. п.[ ...]

Экологическое районирование является довольно известным методом исследования в природоохранной отрасли знаний [57]. Цель его — систематизация данных об экологических условиях территорий, оценка их сложности и неоднородности. В последнее время все чаще специалисты-экологи используют в своей деятельности экологическое районирование, поскольку оно имеет не только научное, но и важное практическое значение.[ ...]

Объектами экологических исследований могут быть отдельные виды (аутоэкология), популяции вида (популяционная экология), сообщества организмов (синэкология, или биоценология, геоботаника), биосфера (глобальная экология). При изучении таксономических групп выделяют экологию растений, грибов, насекомых, рыб, птиц, млекопитающих и т.д. Недавно сформировалось особое направление — экология человека. Однако в этой научной дисциплине важнейшее место занимают социальные проблемы и соответственно применяют особые методы исследований, поэтому она не может быть отнесена только к биологическим наукам.[ ...]

Как правило, в экологических исследованиях эти и другие применяемые методы исследований используются совместно или в комплексе.[ ...]

Таким образом, метод щелочного восстановления ртути хлоридом олова в присутствии катализаторов и окислителей является универсальным и может быть использован при анализе пресных, соленых и сточных вод [360, 500]. Кроме того, показано, что чувствительность определения ртути при щелочном восстановлении выше, чем при кислотном: аналитический сигнал при прочих равных условиях в кислой среде составляет 74 % от величины сигнала при щелочном восстановлении [304]. Сорбция ртути на стенках реакционного сосуда и газовых линиях анализаторов уменьшается при щелочном восстановлении, поэтому снижаются так называемые эффекты "памяти" и связанные с ними погрешности определения [459]. Следовательно, щелочное восстановление в связи с его улучшенными метрологическими характеристиками и отсутствием мешающего влияния многих металлов — более предпочтительный и перспективный метод в практике экологических исследований по сравнению с кислотным восстановлением растворенных форм ртути.[ ...]

К этой же группе методов следует отнести мониторинг — периодическое или непрерывное слежение за состоянием экологических объектов и за качеством среды. Большое практическое значение имеет регистрация состава и количества вредных примесей в воде, воздухе, почве, растениях в зонах антропогенного загрязнения, а также исследования переноса загрязнителей в разных средах. В настоящее время техника экологического мониторинга быстро развивается, используя новейшие методы физико-химического экспресс-анализа, дистанционного зондирования, телеметрии и компьютерной обработки данных. Важным средством экологического мониторинга, позволяющим получить интегральную оценку качества среды, являются биоиндикация и биотестирование — использование для контроля состояния среды некоторых организмов, особо чувствительных к изменениям среды и к появлению в ней вредных примесей.[ ...]

Моделирование в экологических исследованиях. Крайняя трудность в сборе и последующей систематизации полной информации о той или иной природной системе, особенно о степени воздействия на последнюю крупных хозяйственных объектов вызывает необходимость исследовать процессы и явления на специально созданных искусственных объектах — моделях. Последние в той или иной мере должны отражать определенные свойства реальных систем или происходящие в них процессы. Метод исследования сложных объектов, явлений и процессов путем их упрощенного имитирования (натурного, математического, логического) называется моделированием.[ ...]

Цель биологических и экологических исследований — установление отрицательного влияния инженерных сооружений и различных загрязнений на животный и растительный мир суши и водоемов, атмосферный воздух, физико-химические свойства поверхностных и подземных вод, а также определение предельно допустимых уровней воздействий на окружающую среду. Экономические и инженерно-технические исследования направлены на разработку, во-первых, таких видов конструкций трубопровода, технологии строительства и эксплуатации, средств механизации, при которых бы снижались отрицательные воздействия на окружающую среду, а во-вторых, методов и средств ликвидации последствий, прогнозирования возможного ущерба окружающей среде.[ ...]

Одним из направлений экологических знаний является экология человека, приобретающая в современном мире социальную и экономическую значимость.- С экологией человека тесно связана инженерная экология, решающая задачи создания инженерных методов исследования и защиты окружающей природной среды. Однако когда речь идет об инженерно-экологических проблемах, как правило, говорится о загрязнении воздуха, воды, почвы, реже - о шумовом и электромагнитном загрязнениях среды, а некоторые вопросы вообще остаются вне сферы внимания. Поэтому особую значимость имеет комплексный Подход к проблеме инженерно-экологического обеспечения производственных предцриятий на основе единой методологии, с учетом последних достижений в различных отраслях Знаний (охрана окружающей среды, промышленная безопасность, инженерная защита окружающей среды и др.).[ ...]

Наиболее универсальный метод утилизации серосодержащих отходов - их термическое разложение, важное преимущество которого заключается в принципиальной возможности совместной переработки комплекса материалов в различных сочетаниях. В связи с этим необходимы всесторонние исследования окислительно-восстановительных процессов,происходящих в гетерофазных системах с участием сульфатов металлов, органически? соединений и продуктов их термической деструкции. Знание особенностей термохимических превращений различных серосодержащих соединений и их комбинаций с другими видами сырья позволяет организовать новые эффективные технологические процессы, повысить степень ис-г пользования природных ресурсов, расширить ассортимент и повысить качество выпускаемых продуктов и оздоровить экологическую обстановку обширных территорий.[ ...]

Существенно различаются методы исследования биологического и геоэкологического мониторинга. Биологический мониторинг базируется на систематическом слежении (наблюдении и контроле) за некоторыми параметрами (индикаторами) окружающей среды (геофизическими, биохимическими и биологическими), имеющими биоэкологнческие значения, на сети контрольных пунктов, т. е. имеет в основном локальный характер. Ключевые площади можно называть природными (геоэкологическими) тестовыми полигонами; на них разрабатываются геосистемные тесты (индикаторы) типа ПДК, ЕССПС, ЭВБ, БПЭ для мониторинга окружающей среды в целом.[ ...]

Результаты фундаментальных экологических исследований создают научные основы экологической экспертизы крупных хозяйственных проектов, экологических прогнозов и планирования. Такие комплексные фундаментальные исследования необходимы и для разработки и внедрения эффективных стратегий и методов охраны природы.[ ...]

Основной результат предпринятых исследований заключается в том, что в экологии водных животных появился и развивается новый метод исследования — математическое моделирование с применением вычислительных машин. В области теоретической экологии этот метод имеет самостоятельное значение как для проверки высказываемых гипотез и обобщений, так и для получения новых зависимостей и соотношений. В области экологического исследования конкретных природных объектов метод построения моделей популяций и сообществ, а также целых экосистем на ЭВМ является мощным средством обобщения и проверки обычно разрозненной и громоздкой информации, полученной в результате наблюдений и экспериментов. С помощью математических моделей возможно определение или уточнение таких характеристик популяций или сообществ, которые нельзя или очень трудно измерить непосредственно. Наконец, задачи прогнозирования и оптимального управления природными популяциями, сообществами и экосистемами не могут быть успешно решены без создания математических моделей этих объектов.[ ...]

В учебном пособии изложены доступные методы биогеохимического исследования объектов и компонентов окружающей среды. Рассматриваются методы исследования образования и разложения органического вещества, влияния экологических факторов на различные процессы, происходящие в живых организмах, вопросы современной экологии и биоиндикации, методы химического мониторинга атмосферы, воды и почв.[ ...]

Высокая чувствительность аналитических методов, ис-иользующих радиоактивные изотопы, играет важную роль при исследованиях природных экологических систем. Другим преимуществом этих методов является их высокая специфичность в сложных средах.[ ...]

Терещенко В. Г., Сметанин М. М., Баканов А. И, Методы оценки погрешностей в экологических исследованиях//Оценка погрешностей гидробиол. и ихтиол. исслед.[ ...]

В практикум не вошли сложные инструментальные методы экологических исследований: фотосинтеза, дыхания, влажности почвы, а также анализа отдельных веществ (хроматографический, атомноабсорбционный, эмиссионный, инфракрасной спектроскопии, нейтронно-активационный, радиометрический и др.), которые являются предметом изучения в специальных курсах и требуют определенного времени на их освоение.[ ...]

Мониторинги классифицируют по объектам контроля, методам их исследования и другим признакам. Различают мониторинги: глобальный, региональный, базовый (фоновый), импактный (в особо опасных зонах и местах), авиационный (осуществляемый с помощью самолетов и вертолетов), космический (с применением космических средств наблюдения), экологический (экосистем-ный), санитарно-токсикологический и др.[ ...]

Начиная с 1935 г. с введением А Тенсли понятия экосистема экологические исследования надорганизменного уровня стали развиваться особенно широко; примерно с этого времени стало практиковаться возникшее в самом начале XX в. деление экологии на аутэкологию (экологию отдельных видов) и синэкологию (экологические процессы на уровне многовидовых сообществ — биоценозов). Последнее направление широко использовало количественные методы определения функций экосистем и математическое моделирование биологических процессов — направление, позднее получившее название теоретической экологии. Еще раньше (1925—1926) А Лотка и В. Вольтерра создали математические модели роста популяций, конкурентных отношений и взаимодействия хищников и их жертв. В России (30-е годы) под руководством Г. Г. Винберга велись обширные количественные исследования продуктивности водных экосистем. В 1934 г. Г.Ф. Гаузе опубликовал книгу «Борьба за существование» (The struggle for existence. Экосистемные исследования остаются одним из основных направлений в экологии и в наше время.[ ...]

Значительный вклад в развитие вероятностно-статистических методов сделал Р. Фишер (1890—1962). Он разработал метод комплексной оценки действия факторов и их возможных комбинаций на результативный признак-метод, основанный на разложении дисперсии, — дисперсионный анализ и доказал, что планирование исследований и обработка их результатов — две неразрывно связанные задачи статистического анализа. Все эти методы нашли широкое применение в экологических исследованиях и сегодня широко используются.[ ...]

Палинологический (спорово-пыльцевой) анализ — один из палеоботанических методов, широко применяющийся при геолого-географических исследованиях (стратиграфия, палеогеография, геоморфология, океанология, археология, гляциология и др.). Развиваясь в огромных количествах в органах растений, пыльца и споры по мере созревания высыпаются наружу и рассеиваются на обширные расстояния вокруг производящего растения. Попав на поверхность почвы или водоема, с учетом исключительной стойкости оболочек, пыльцевые зерна захороняются и переходят в ископаемое состояние. Основоположником данного метода в нашей стране был акад. В. Н. Сукачев (1880—1967). Спорово-пыльцевой метод широко применяется в палеогеографии, в частности для изучения палеоклиматов и палеоландшафтов прошлых эпох, что важно при решении некоторых современных экологических проблем (парниковый эффект, обезлесивание, опустынивание и др.), а также проблемы долгосрочного географического прогноза окружающей среды.[ ...]

Серьезное значение в книге А.П. Хаустова и М.М. Рединой отводится организации экологического и производственного мониторинга. И это вполне оправдано с методической точки зрения, так как этот вид исследований для многих производственных объектов и природных систем является единственным источником информации о состоянии среды. Наряду с известными методами геоэкологического мониторинга, проверенными многолетней практикой проведения инженерно-геологических, геокриологических и гидрогеологических работ, впервые вводится необходимость проведения технико-экологического и геодинамического видов мониторинга. При проведении наблюдений за качеством вод и почв, которые наиболее подвержены загрязнениям, рекомендуется кроме физико-химических критериев применять биологические, что, несомненно, повышает информативность всей системы мониторинга.[ ...]

Наиболее характерные параметры загрязнения атмосферного воздуха — дымность и непрозрачность. Задача экологического контроля состоит в определении количества и состава выбросов в заданный интервал времени (например, в течение года). Инспекционные службы применяют разные методы и средства экологического контроля. Все они равноправны по критериям информативности, точности и достоверности, так как специальные исследования по сравнительной эффективности тех или иных методов контроля одного и того же параметра не проводились.[ ...]

Суммируя сказанное о пофактор-ном анализе состояния окружающей городской среды (табл. 13), следует отметить, что на современном этапе экологических исследований в градостроительстве имеются возможности на качественном и количественном уровне подходить к оценке состояния окружающей городской среды. Однако важнейшей задачей теории и практики в этом направлении является разработка методов комплексной оценки и моделирования окружающей городской среды, позволяющих рассматривать столь сложный объект во всей его интегральной целостности.[ ...]

Одним из интересных направлений утилизации ОБР и шлама является их использование в дорожном строительстве [224]. Однако перспективность этого метода и его экономическая состоятельность еще не доказаны, так как рекомендуется использовать ОБР, содержащий в своем составе, судя по анализу полученных данных, как безвредные, так и токсичные .компоненты. Только после проведения всесторонних исследований в этой области может быть сделан окончательный вывод о практической полезности и экологической чистоте этого метода.[ ...]

Современными технологиями строительства скважин, как правило, используются различные системы сбора БСВ, ОБР, БШ и ливневых сточных вод либо вообще безамбарные методы бурения со сбором отходов в специальные емкости и контейнеры. Последний вариант является наиболее экологичным, утилизация отходов бурения в этом случае производится централизованно. Так или иначе все схемы сбора отходов нацелены на оперативную нейтрализацию жидкой и твердой частей, а также на сбор нефтепродуктов. Опыт последних исследований [75] позволяет компоновать как из стандартного, так и из зарубежного оборудования и реагентов экологически безопасные системы сбора отходов (рис. 6.1).[ ...]

Анализ жизненного цикла (Life cycle analysis, LCA) относят к одному из центральных моментов современной концепции промышленной экологии. Процедура ОЖЦ рассматривается как метод исследования и один из методов экологического управления. Согласно определению Общества экологической токсикологии и химии процесс ОЖЦ - это “объективный процесс подсчета экологических воздействий, связанных с продуктом, процессом или деятельностью, путем подсчета и определения использованных энергии, материалов и выбросов в ОС, и подсчета реализации возможностей по введению в действие экологических улучшений”. Эта оценка включает “полный жизненный цикл продукта, процесса или вида деятельности, охватывая добычу и переработку сырья, производство, транспортировку и распределение, использование, повторное использование, обслуживание, рециклирование и конечное размещение” [21].[ ...]

Книга предназначена для широкого круга специалистов в области прикладной математики, биологии, экономики, географии, интересующихся применением математических методов в исследовании экологических проблем.[ ...]

Экологию микроорганизмов как область науки нельзя отделять от «общей» экологии. Хотя для того, чтобы ответить на некоторые специальные вопросы, приходится прибегать к особым методам анализа, основные принципы экологии должны оставаться в силе и применительно к взаимодействиям микроорганизмов. Основное внимание в этой главе было уделено методам, потому что, как было сформулировано во введении, общие вопросы экологии микроорганизмов достаточно хорошо изучены. Упор был сделан на необходимость развития методов для исследования in situ активности микроорганизмов в экосистемах, так как удобный в лабораторной микробиологии метод обогащения для чистых культур не адекватен для экологического анализа. Студент должен помнить, что экология микроорганизмов — это не побочный вопрос экологии, но очень часто ее центральный вопрос, особенно в аспекте круговоротов элементов, биоэнергетики экосистем и контроля за искусственным загрязнением.[ ...]

Курс лекций по лесному ландшафтоведению состоит из шестнадцати тем. Первая тема посвящена природным территориальным комплексам лесов как материальным объектам изучения дисциплины, знакомству с методами ландшафтных исследований и историей развития морфологического ландшафтоведения. В последующих семи темах рассматриваются экологическая оценка лесных земель, строение ПТК, взаимосвязи основных компонентов и элементов ландшафта, сравнительная роль компонентов ландшафта в генетическом процессе формирования ПТК. Рельеф, геологическое строение, литологический состав горных пород и отложений, атмосфера, вода, растения и животные (следы их жизнедеятельности) рассматриваются как компоненты и одновременно ландшафтные и экологические индикаторы ПТК.[ ...]

В настоящее время в связи с усиливающимся антропогенным воздействием на окружающую природную среду необходим контроль за результатами таких воздействий - организация мониторинга. Одна из основных задач организации экологического мониторинга - разработка подходов для получения точной количественной характеристики состояния природных экосистем. При организации мониторинга, кроме такого экосистемного подхода, самостоятельный интерес приобретает оценка состояния как природных, так и синантропных популяций животных. Закономерности динамики популяций во времени и пространстве есть отражение их приспособительных реакций на непрерывно меняющиеся условия среды. Приспособительные реакции популяции могут выражаться в изменении ее возрастной, генетической, половой структуры, в изменении цикличности периодических явлений и т. п. Важнейшей целью экологического исследования является установление закономерностей динамики популяций. В связи с этим целесообразно применять и метод морфофизиологических индикаторов, который позволяет оценить физиологическое состояние конкретных популяций с учетом возрастной, половой и сезонной специфики животных. При этом познание физиологических особенностей популяций рассматривается лишь как средство изучения реакций популяций на внешние условия (Шварц и др., 1968). Распространенным видом целенаправленного воздействия человека на популяции грызунов является дератизация - истребление грызунов, наносящих экономический ущерб народному хозяйству, а также являющихся источниками возбудителей инфекционных болезней человека.[ ...]

Приводятся данные по изменению физико-химических свойств буровых растворов в забойных условиях. Показано, что прогнозирование токсичности отходов бурения при бурении скважин становится невозможным. На примере многочисленных экологических исследований отходов бурения установлено, что наиболее уязвимым звеном экосистемы рыбохозяйственного водоема являются дафнии. В связи с этим обосновывается целесообразность применения метода биотестирования буровых растворов на стадии разработки и отходов бурения в процессе строительства скважин.[ ...]

Подход Браун-Бланке — в основном флористический. Требуется полное знание флоры, так как рассматриваются соотношения численностей популяций всех растений — от высших растений до мельчайших мхов и лишайников. Целью является объективный анализ реального флористического состава, существующего к моменту исследования; только после того, как этот состав описан, оконтуриваются сообщества и рассматриваются сукцессионные связи. В сущности, в основу данного подхода положены два утверждения: 1) что в природе существуют определенные повторяющиеся комбинации видов и 2) что вследствие сложного взаимодействия растений с местообитанием состав растительности в целом имеет более важное значение, чем простой перечень видов. Исследовательская работа складывается из двух этапов. Сначала проводится полевой анализ, который заключается в выборе делянок или квадратов для взятия проб и переписи всех растений на них. Для определения достаточного размера и числа пробных делянок широко используются кривые зависимости числа видов от площади (Устинг, 1956; Вестал, 1949; Гудолл, 1952). Пробы обычно берутся по ярусам (ярус мхов, травянистый, кустарниковый, древесный ярус и т. д.). Плотность, покрытие (вертикальная проекция воздушных частей), частота (процент занятых делянок), скученность (степень группировки) и другие индексы для каждого вида сводятся в таблицы. На втором этапе данные синтезируются и устанавливается степень ассоциированности растительных популяций. Для определения гомогенности или гетерогенности данного конкретного участка растительного покрова используются частотные кривые. При выделении абстрактных единиц сообщества, или «ассоциации», особое внимание уделяется индикаторам в соответствии с концепцией постоянства (процент делянок, содержащих данный вид) и концепцией верности (приуроченность вида к некоторой конкретной ситуации). Вид с высокой верностью — это вид, который отдает явное предпочтение данному сообществу или ограничивается им. К этой концепции, по крайней мере в определенных пределах, приложимы объективные статистические методы (Гудолл, 1953). В общем упор делается на многочисленные редкие виды данного сообщества, а не на немногие обычные.[ ...]

На участках, подверженных техногенному воздействию, проводилось опробование, при котором фиксировались характер и степень нарушенности, тип источника загрязнения, расстояние до него, отмечалось положение точки опробования в рельефе относительно источника загрязнения и направление. При детальных крупномасштабных исследованиях использовался метод экологического профилирования и крупномасштабного эколого-гео-химического картографирования. Экологические профили закладывались через участки с различной степенью техногенной трансформации ландшафта, крестообразно простиранию геоморфологических структур и проходили через участки водораздельных поверхностей, надпойменных террас и пойм, различающихся по условиям увлажнения, типу почв, растительности и почвообразующих пород и образующих единую почвенно-геохимическую катену. Это позволило определить закономерности формирования вещественного состава компонентов ландшафта в зависимости от экологических условий и характера техногенеза.[ ...]

Однако интенсивное изучение этой экологической группы грибов было начато только в 30-х годах нашего века. Повышенный интерес к микопаразитам, особенно в последние годы, объясняется несколькими причинами. Представители этой группы — естественные враги многих фитопатогенных грибов, например ржавчинных и муч-писторосяных. Разработка биологических методов борьбы с болезнями растений при помощи гиперпаразитов требует их широких флористических исследований, выяснения их роли в биоценозах, в регуляции численности популяции фитопатогенных грибов. Изучение многих микопаразитов показало, что система мико-наразит-хозяин — очень удобная модель для исследования основных принципов паразитизма у грибов. Опи быстро растут в культуре, их легко выращивать в строго контролируемых условиях. Наконец, некоторые микопаразиты образуют антибиотики, подавляющие развитие грибов, а также ферменты, разрушающие их клеточные стенки (хитиназа, глюканазы). Один из антибиотиков микопаразитов — трихоте-цин — уже производит промышленность, и его применяют в растениеводстве и животноводстве для борьбы с болезнями, вызываемыми грибами. Ферменты микопаразитов в будущем смогут найти применение в промышленности для разрушения клеточных стенок грибов и повышения усвояемости грибов.[ ...]

Оснащенные современными компьютерами, хромато-масс-спектрометры позволяют обнаружить в окружающей среде множество токсичных химических веществ и выявить их происхождение, связанное с деятельностью современного индустриального общества. Знание источников поступления и путей превращения смертельно опасных химических веществ, принадлежащих к классу хлорированных диоксинов, является свидетельством этих достижений. В области медицины метод ГХ/МС позволил обнаружить и лучше понять многие болезни и нарушения метаболизма человека. Метод ГХ/МС незаменим при идентификации компонентов химического оружия в процессе его уничтожения, при определении чрезвычайно токсичных химических соединений в выбросах мусоросжигательных заводов, при исследовании степени загрязнения окружающей среды при различного рода авариях и при решении многих вопросов арбитражного характера, связанных с чрезвычайными экологическими ситуациями [2—6].[ ...]

Искусственно снижая видовое разнообразие экосистем, упрощая их структуру, поддерживая искусственные системы на стадии максимальной продуктивности, человек неизбежно должен будет взять на себя те общебиоценотические функции, которые при этом нарушаются. Только в этом случае возможно совмещение интересов человека в виде устойчивого получения высокой продуктивности с «интересами» сообщества в виде поддержания законченных циклов круговорота. В основе экологических исследований в этой области должно лежать представление об агроэкосистемах как своеобразной форме биоценозов, в которых могут бьпъ поддержаны собственные авторегуляторные механизмы, базирующиеся в первую очередь на биологическом разнообразии структурных элементов. С другой стороны, важное значение в этой проблеме имеет ее социальный аспект. В современной системе хозяйства ресурсы имеют стоимость, и нерациональное их использование экономически невыгодно. Это сгамулирует поиск экологически оправданных форм и методов ведения сельского хозяйства. Реальность «экономической регуляции» показана на примере развитых капиталистических стран. В США, например, в наше время практически создана система бездефицитного баланса питательных элементов и органики в почвах, соответствующая финальной часта замкнутого биологического круговорота. Это позволяет получать высокую продукцию без увеличения площади посевов; только за последние 10 лет здесь высвобождено для использования под многолетние травы 20 % общей площади пашни (Б.М. Миркин и др., 1992). Учитывая, что сейчас уже около трети всей площади суши занято под сельскохозяйственные угодья, это обстоятельство имеет большое значение.[ ...]

При оценке поверхностных вод, являющихся средой обитания многих животных и растений, используется их классификация по качеству. Все воды разбивают по степени загрязнения на 4 класса (табл. 3.2). Первоначально это было связано только с возможностью обитания в воде различных организмов, как в виде планктона (плавающие в толще воды организмы), так и бентоса (донные организмы). Сравнение данные по отдельным представителям флоры и фауны позволяет видеть тесную связь их выживания со степенью загрязненности воды. Изменение состава водной флоры отмечено уже при кратковременном увеличении загрязненности. Поэтому необходимы экологические исследования с применением систематических химических анализов в течение длительного времени. Кроме того, и по сей день качество воды оценивают по состоянию ее обитателей. Но поскольку это не может дать исчерпывающей картины загрязненности воды, всегда в заключение приходится прибегать к химическому анализу. Заканчивая краткий обзор различных методов оценки качества вод, отметим, что из множества известных факторов, приводящих к загрязнению воды, ниже будут рассмотрены наиболее характерные.[ ...]

На настоящий момент при накопленном значительном экспериментальном и теоретическом материале экологию необходимо рассматривать как комплексное научное направление, которое обобщает, синтезирует данные естественных и социальных наук о природной среде и взаимодействии ее с человеком и человеческим обществом. Такое широкое толкование предмета экологии позволяет применять для научных обобщений широкие возможности и методологии научного поиска многих научных направлений, что весьма важно в современных условиях, но в то же время является источником околонаучного использования самой экологии. Мы имеем в виду появившиеся в последние годы различного рода рассуждения об «экологии культуры», «экологии языка» и т. п. Естественно разработанные в экологии методы исследований могут быть использованы и при изучении других предметов научных исследований, что кстати успешно применяет и сама экология, широко используя достижения химии, физики, геологии, климатологии, социологии и других естественных и общественных дисциплин. Тем не менее есть области человеческих отношений и человеческой деятельности, которые не имеют никакого отношения к предмету экологической науки, в частности, языкознание, что присуще только человеку, или культура — столь широкое общественное понятие, которое само по себе стоит выше и экологии, и многих других наук.[ ...]

ru-ecology.info

Сведения об образовательной организации

Полезные ссылки

Безопасность

Противодействие коррупции

Доступная среда

Карта сайта

НСОКО

Oсновные методы экологических исследований. Методы экологических исследований растений

Методы экологических исследований — Электронный учебник по биологии

Oсновные методы экологических исследований

Методы экологических исследований

Экология Методы экологических исследований

Читайте также

Лекция Подходы и методы экологических исследований. Экологический мониторинг

1. Методологические подходы

2. Методы исследований

3. Изучение фитоценозов (растительности)

4. Изучение зооценозов

5. Экологический мониторинг. Состояние проблемы, основные понятия и элементы теории

Метод экологического мониторинга и метод трансформации пространственных рядов во временные – основные методы изучения динамики экосистем

Основные причины слабой организации мониторинга в естественных экосистемах заповедников и других территорий

метод экологических исследований