2015-05-10
2761
Цель работы: ознакомиться с методами определения и оценки численности организмов по видам
Оборудование: Определитель видов беспозвоночных животных, определитель растений.
Ход работы:
| Методы сбора | Последовательность действий и назначений | Собираемые организмы |
| Экстра- гирование | 5 см3 4 %-ного формальдегида добавляют к 50 см3 воды и этим раствором поливают квадратный метр пахотной земли, газона или луга. После того, как земляные черви выползут, их собирают и сразу же обмывают водой, чтобы смыть формальдегид | Дождевые черви |
| Флотация | Взвешенный комок почвы помещают в стакан с насыщенным раствором поваренной соли, энергично взбалтывают и дают почве осесть. Организмы всплывают на поверхность. Поверхностный слой жидкости сливают в чашку Петри и исследуют под микроскопом при малом увеличении | Клещи, насекомые, яйца, личинки и куколки |
| Сухая экстракция | Многие организмы, населяющие почву и подстилку, избегают источников тепла и перемещаются на влажные участки. Образец почвы или подстилки помещают в сито примерно на расстоянии 25 см под металлическим рефлектором с лампой на 100 Вт. Каждые два часа лампу подвигают к образцу на 5 см, пока расстояние между лампой и образцом не станет 5 см. В таком положении рефлектор оставляют на 24 часа. Все мелкие членистоно- гие перемещаются вниз и сквозь металлическую сетку попадают в сосуд со спиртом | Мелкие членистоногие (двупарноногие, губоногие, клещи, ногохвостки и колемболы) |
| Мокрая экстракция | Образец почвы насыпают в марлевый мешочек, опускают в воронку с водой и подвешивают на расстоянии 25 см под металлическим рефлектором с электролампой в 100 Вт. Оставляют на 24 часа. Вода и слабый нагрев способствуют тому, что организмы перемещаются из почвенного образца в воду и оседают на дне воронки. Через определенные промежутки времени зажим на дне воронки открывают, и организмы падают в сосуд со спиртом | Мелкие членистоногие, энхитреиды и нематоды |
1. Провести определение собранных образцов с помощью определителей.
|
|
|
2. Выявить численность организмов по видам, населяющим определенную площадь на суше или объем воды или воздуха. Как правило, это равнозначно оценке величины популяции.
Оценка размеров популяции
На небольшом участке можно непосредственно подсчитать число или оценить проектное покрытие или обилие растений и прикрепленных или медленно передвигающихся животных. На больших открытых пространствах для оценки численности быстро передвигающихся животных необходимы косвенные методы учета. В местообитаниях, в которых наблюдение за организмами затруднено вследствие особенностей их поведения и образа жизни, приходится оценивать численность организмов, используя либо метод изъятия, либо мечения и повторного отлова.
|
|
|
В количественных экологических исследованиях надо достаточно точно оценивать число организмов, населяющих единицу пространства (площади, объема). В большинстве случаев это эквивалентно определению численности популяции. Методы оценки зависят, естественно, от размеров и образа жизни учитываемых организмов, а также от размеров обследуемого пространства. Число растений и сидячих или медленно передвигающихся животных можно подсчитать непосредственно или определить процент покрытия поверхности разными видами для сравнения их обилия. Для учета быстро движущихся организмов на обширных площадях применяют косвенные методы. В местообитаниях, в которых наблюдение за организмами затруднено вследствие особенностей их поведения и образа жизни, используют методы изъятия или отлова—выпуска (мечения, «разбавления» популяции). Все количественные учеты в зависимости от подхода к ним делятся на объективные и субъективные.
Объективные методы
К прямым объективным методам относятся те, в которых используются учет по квадратам, прямые наблюдения и фотографирование, а к косвенным — методы, основанные на изъятии особей и отлове—выпуске.
Учет по квадратам. Подсчитав число организмов на некотором числе квадратов, соответствующих известной доле обследуемой площади, можно легко экстраполировать результаты. Этот метод позволяет определить три параметра, связанные с пространственным распределением видов.
1. Плотность популяции (обилие). Плотность популяции — это число особей данного вида в единице пространства. На суше подсчитывают число организмов в случайно распределенных квадратах. Преимущество метода состоит в получении абсолютных точных оценок, позволяющих сравнивать различные виды и территории. К его недостаткам относятся трудоемкость и условность в ряде случаев понятия «особь». Например растения часто образуют множество побегов, связанных между собой подземными частями; выяснить, идет ли речь об одном генетическом индивидууме или о нескольких, на практике бывает очень сложно. Еще сложнее решить, учитывать ли такие разросшиеся иногда по большой площади индивидуумы как множество особей или только как одну.
2. Частота встречаемости. Это, в сущности, мера вероятности (шансов) обнаружить конкретный вид в случайно заложенном квадрате. Например, если вид отмечен лишь в одном из десяти квадратов, то его частота встречаемости составляет 10%. Для ее определения нужен только учет присутствия или отсутствия — число особей не имеет значения. Однако надо правильно выбрать площадь квадрата, поскольку от этого зависит результат. Кроме того, остается общая проблема работы с квадратами — как поступать с экземплярами, которые лишь частично оказались в пределах учетной площади (например, в случае стелящегося побега, укорененного за границей квадрата). Преимущество этого метода заключается в его простоте, что позволяет быстро обследовать обширные территории, например обширные лесные массивы. Недостатки же состоят в том, что на полученное значение частоты влияют размеры квадратов, размеры особей, а также особенности их пространственного распределения.
3. Покрытие. Эта величина показывает, какой процент обследуемой площади занимает данный вид — основаниями его особей или проекциями на землю всех их частей. Покрытие можно измерить непосредственно в поле или по фотографиям, оценить с помощью прибора Леви или просто прикинуть на глаз. Метод полезен тем, что позволяет судить об относительной роли разных видов в сообществе. Он удобен, когда число отдельных экземпляров трудно подсчитать и даже теоретически определить (например, у злаков). Однако, как правило, такие измерения либо слишком трудоемки, либо грешат субъективностью.
|
|
|
Непосредственное наблюдение. Прямой подсчет можно применять в случае не только сидячих организмов, но и быстро движущихся крупных животных, таких как олени, дикие пони, львы, птицы и летучие мыши.
Фотографирование. Прямым подсчетом особей на фотоснимках, сделанных с самолета, можно установить размеры популяций крупных млекопитающих и морских птиц, собирающихся на открытых пространствах. Можно также использовать «фотоловушки», которые устанавливают вдоль звериных троп; затвор фотоаппарата спускается автоматически при прерывании контуром животного светового луча, идущего к управляющему фотоэлементу.
Метод изъятия. Этот метод удобен для оценки численности мелких организмов, например насекомых, на известной площади или в данном объеме воды. Стандартизированным способом (например, делая определенное число взмахов сачком установленного размера) отлавливают некоторое число животных, подсчитывают их, но не выпускают до конца исследования. Процедуру повторяют еще несколько раз, при этом с каждым разом число пойманных животных уменьшается. По этим данным строится график, экстраполируя который, получают общую численность животных: она соответствует моменту, когда они перестают попадаться (нулевой ординате), т. е. все особи данного вида теоретически оказываются отловленными и подсчитанными.
Метод отлова-выпуска. Этот метод включает отлов животного, мечение безвредным для него способом и возвращение его на прежнее место в популяции. Например, на жаберные крышки пойманных сетью рыб прикрепляют алюминиевые диски; пойманных птиц окольцовывают. Мелких млекопитающих метят краской или особым образом выстригают участок шерсти; членистоногих также метят краской. Во всех случаях следует использовать определенный код, позволяющий распознавать отдельных особей. Через некоторое время проводят повторный отлов, при котором меченые особи оказываются «разбавленными» теми, что попались впервые.
|
|
|
Субъективные методы оценки численности популяции
Эти методы основаны не на измерениях и подсчетах, а на глазомере наблюдателя. Например, Крисп и Саутуорд (Crisp, Southward) разработали следующую шкалу оценки обилия улиток-блюдечек на каменистой литорали:
Животные
обильны >50%
обычны 10-50%
часты 1-10%
нечасты <1%
редки за 30 мин обследования обнаружено несколько особей
Цифры тут соответствуют примерному диапазону процентного покрытия учетного квадрата, но оно не измеряется, а только прикидывается на глаз. Очевидно, что даже при хорошем глазомере получаемые результаты сравнивать трудно: «обильный» вид может покрывать и 51 и более 90% площади и т. п. Кроме того, мелкие формы даже при высокой численности не дадут большого проективного покрытия и окажутся менее «обильными», чем крупные, но представленные в гораздо меньшем числе. Следовательно, теоретически нужно для каждого вида использовать свою шкалу. Однако такая пятибалльная система бывает удобна для представления данных в виде, например, «лоскутных» диаграмм.
