Методы исследования экологических систем

Обилие связей, формирующихся в экосистемах, обусловливает обилие способов экологических исследовательских работ. Они бывают полевыми, лабораторными, экспериментальными. При всем этом употребляются способы физиологии, биохимии, анатомии и др.

Полевые способы позволяют установить итог воздействия на организм либо популяцию определенного комплекса причин, узнать общую картину развития и жизнедеятельности вида в определенных критериях.

Экспериментальные способы Методы исследования экологических систем, искусственно усиливая либо ослабляя (изолируя) отдельные причины, позволяют проанализировать роль определенных причин в различных экологических механизмах.

На основании результатов аналитического опыта можно организовать новые полевые наблюдения либо лабораторные опыты. Примером широкомасштабных тестов могут служить исследования, проводимые при разработке лесозащитных полос, при мелиоративных и других сельскохозяйственных работах. Изучаются температура Методы исследования экологических систем, влажность, еда и почти все другое, как причины, определяющие главные на сей день экологические трудности, такие, как динамика численности организмов, сезонное развитие, расселение и акклиматизация нужных и вредных видов, прогнозы размножения и распространения.

Исследование растительности подразумевает определение:

роли фитоценоза в накоплении органических веществ и энергии и превращениях вещества и Методы исследования экологических систем энергии в общей системе биогеоценоза;

нрава и степени воздействия фитоценоза на другие составляющие биогеоценоза;

роли фитоценоза в динамике биогеоценоза;

нрава и степени воздействия фитоценоза на примыкающие биогеоценозы;

формы, методов и средств прямого и косвенного воздействия на фитоценоз со стороны хозяйственной деятельности человека с целью увеличения био продуктивности биогеоценоза и Методы исследования экологических систем усиления других его нужных параметров.

Растительный покров изучается в разрезе растительных ассоциаций. Растительная ассоциация (по В.Н. Сукачеву) – основная единица систематизации растительного покрова, которая представляет собой совокупа однородных фитоценозов с схожей структурой, видовым составом и со схожими отношениями организмов как вместе, так и со средой. В большинстве случаев ассоциацию именуют Методы исследования экологических систем по господствующим в ней растениям (бор-зеленомошник, бор-кисличник, ельник сфагново-травяной, сосновый бор-черничник с моховым покровом и т. п.). Схожие ассоциации объединяют в группы, группы – в формации, группы формаций, классы формаций и типы растительности.

Виды, характерные данной ассоциации, именуются константами. Константность многих видов по мере роста размеров учетных Методы исследования экологических систем площадок сначала вырастает, а потом становится неизменной. Меньший размер местности, включающий все ее константы, именуется наименьшим ареалом ассоциации.

К специфичным способам исследования фитоценозов, представляющих надлежащие ассоциации, относятся закладка и описание пробных площадей и учетных площадок. Планы описания лугового и лесного биогеоценозов способом пробных площадей приведены в прил Методы исследования экологических систем. 1 и 2.

Размеры пробных площадей для травяных сообществ обычно колеблются в границах от 1 до 100 м2, для лесов – от 100 до 5000 м2. Размер может быть увеличен, потому что размер пробной площади должен превосходить малый размер площади, нужной для выявления всех особенностей соответственного общества.

Пробные площади могут иметь строго определенную форму (прямоугольник Методы исследования экологических систем, квадрат) либо естественные границы изучаемого общества.

Для более четкого подсчета всходов деревьев, побегов, отдельных видов растений в границах пробных площадей выделяются учетные площадки размером 1-4 м2, а для определения биомассы травостоя – 0,25 м2. При характеристике растительных сообществ делается подробное высококачественное и количественное их описание: перечень растений в определенном порядке, ярусность и мозаичность, угнетенность либо Методы исследования экологических систем буйное развитие (взвешивание сухой биомассы либо другие методы), фенология (периодичность в развитии), черта места обитания (рельеф, склон, почва, органические остатки и т.д.).

Не считая описания пробных площадей при исследовании растительного покрова местности употребляется способ геоботанического профилирования, позволяющий выявить закономерности пространственного рассредотачивания растительных сообществ. Для этого выбирают определенный ориентир Методы исследования экологических систем и в данном направлении отмечают все конфигурации в растительности (к примеру, по уклону местности). По приобретенным результатам вычерчивают профиль изучаемой площади.

Существенна хозяйственная оценка фитоценозов: бонитет древостоя и обеспеченность семенным возобновлением для леса, наличие в травостое нужных и вредных растений, плодородие почв, поедаемость растений разными животными – для Методы исследования экологических систем сенокосов и пастбищ.

На базе описания пробных площадей, профилей и т. п. делается геоботаническое картирование: на карту наносятся или растительные ассоциации, или их группы либо формации. При всем этом обширно применяется аэрофотосъемка. Данное картографирование осуществляется с применением особых способов.

Экологическое исследование животных включает исследование сезонных конфигураций характеристик состава и количества Методы исследования экологических систем еды, абиотических критерий среды, биотических связей, динамики размножения, закономерностей миграций и размещения популяций.

Количественный учет может быть зрительным (глазомерным) и инструментальным. При зрительном учете организмы учитываются на определенном участке (площадной учет), маршруте (линейный учет) либо в определенном объеме воды, земли (большой учет). В гидробиологии обширно употребляются дночерпатели, планктоночерпатели Методы исследования экологических систем. Различают полный и выборочный учет. Выборочный учет может быть абсолютным и относительным. При абсолютном учитываются все организмы на пробной площади либо в каком-то объеме.

При относительном учете численность организмов учитывается примерно. К примеру, количество зверьков, попавших в определенное число ловушек на той либо другой местности за день Методы исследования экологических систем; количество птиц либо растений, найденных на маршруте.

Ботаники пользуются показателем встречаемости вида. Это показатель относительного числа выборок, в каких представлен вид. Если вид встречается наименее чем в 25% выборок, он считается случайным. Богатство – это количество особей вида, приходящееся на единицу площади либо объема. Для растительных ассоциаций употребляют пятибалльную шкалу Хульта: 5 – очень Методы исследования экологических систем обильно, 4 – обильно, 3 – не обильно, 2 – не достаточно, 1 – сильно мало. Обширно употребляют также шкалы Ж. Браун-Бланке и О. Друде (см. прил. 1 и 2).

Исследуется покрытие – площадь, покрываемая надземными частями того либо другого вида растения (настоящее покрытие – площадь, занятая основаниями побегов, проективное – площадь, покрываемая верхними частями растений).

Учитываемая биомасса: фитомасса, зоомасса; разовая Методы исследования экологических систем (исходная – сначала вегетационного сезона, конечная – в конце вегетационного сезона); средняя.

Математические способы и моделирование. Выбор изучаемых особей из популяций, сообществ носит случайный нрав, потому получить достоверное представление о всей популяции, обо всём обществе можно только применяя способы математической статистики (учет степени отличия от нормы, случайность либо закономерность отклонений и Методы исследования экологических систем т. д.).

Потому что био системы – системы саморегулирующиеся, не считая способов математической статистики используются способы теории инфы и кибернетики, связанные с такими областями арифметики, как теория вероятности, математическая логика, дифференциальные и интегральные исчисления, теория чисел, матричная алгебра. Обширное распространение получило моделирование био явлений.

Модели бывают реальные (натурные, аналоговые) и знаковые Методы исследования экологических систем (безупречные).

Знаковые модели разделяются на концептуальные (вербальные, графические) и математические.

Математические модели: аналитические (оператор известен в аналитической форме) и численные (имитационные).

И аналитические, и численные модели различаются по группам: дискретные – непрерывные; детерминированные – стохастические; точечные – пространственные; статические – динамические.

Математические модели – это неполное абстрактное выражение реального мира. Они представляют Методы исследования экологических систем собой ряд математических зависимостей, описывающих какие-либо физические либо био функции.

Фоновый экологический мониторинг и математическое моделирование составляют базу современного экологического прогнозирования.

Исследование атмосферы как компонента биогеоценоза и ее воздействия производят на глубину так именуемого «деятельного слоя» (термин ввел А.И. Воейков в 1904 г.). Глубина инициативного слоя при рассмотрении Методы исследования экологических систем водно-теплового режима всей совокупы «почва – растение – атмосфера» определяется гипотетичной границей распространения корневой системы растений. При рассмотрении радиационно-теплового режима нижнюю границу инициативного слоя можно принять по глубине затухания дневной температурной волны в почве, т.е. на глубине 20-40 см. В главном же изучается локальный климат растительного полога, а именно Методы исследования экологических систем, энергетический баланс и его составляющие – радиационный баланс, термический баланс, баланс углекислоты, водообмен, энергетическая эффективность фотосинтеза и транспирации, физический режим атмосферы БГЦ (градиентные измерения метеоэлементов – температуры, влажности воздуха, скорости ветра).

Исследование воды как компонента БГЦ изучается по звеньям:

осадки в виде дождика и снега;

задержание осадков растительностью (дифференцируют задержание осадков кронами деревьев Методы исследования экологических систем и испарение их с крон, задержание осадков другими ярусами растительности и испарение с их, сток воды по стволам);

сток воды по поверхности земли;

внутрипочвенный сток;

грунтовый сток;

русловый сток;

физическое испарение воды с поверхности земли;

режим влажности земли;

поступление воды из грунтовых вод;

замерзание и оттаивание;

испарение (десукция) воды Методы исследования экологических систем древесными и травянистыми растениями, мхами, лишайниками;

режим влажности растений различных биоэкоморф.

Исследование земли как компонента биогеоценоза ведется по трем фронтам:

исследование преобразования горной породы (рыхловатой либо громоздкой) в почву в целях установления шагов либо стадий развития ее как компонента, участвующего в формировании биогеоценоза;

исследование земли как природного Методы исследования экологических систем тела, определяющего, вместе с другими компонентами, обилие биогеоценотического покрова и размещение биогеоценозов по поверхности суши, что принципиально для типологии и систематики последних;

исследование сезонно-годовых конфигураций почв, происходящих под воздействием других компонент, в особенности растительности и животных, в целях разработки методов направленного управления жизнедеятельностью биогеоценозов.

Изучаются:

морфологическое строение почв;

физические и Методы исследования экологических систем физико-химические характеристики почв;

динамика почвенных процессов;

био круговорот веществ в системе живы организмы – земли;

обмен энергии в этой же системе;

высококачественные и количественные характеристики содержания, поступления, отчуждения и выноса за границы биогеоценотической толщи почв органических и зольных веществ.

Программка биогеоценотического исследования почв:

  1. Морфология и микроморфология. Измерение Методы исследования экологических систем мощности биогеоценотической толщи почв.


1.2. Определение мощности и строения почвенных профилей в целом и отдельных биогеоценотических горизонтов.
1.3. Исследование форм передвижения глинистого вещества и других микроморфологических особенностей (строение новообразований, микроструктур и т. п.).

  1. Физические характеристики.


2.1. Механический состав и его конфигурации по профилю.
2.2. Структурность, плотность (большой вес), удельный вес, скважность, водопроницаемость, виды влагоемкости, наибольшая Методы исследования экологических систем гигроскопичность, влажность завядания, давление почвенной воды.

  1. Физико-химические характеристики.
    3.1. Биохимический состав органического вещества.
    3.1.1. Подстилка:

3.1.2. Почва:

3.2. Валовой хим состав Методы исследования экологических систем земли и ее илистой фракции (с размером частиц < 0,001 мм). Подвижные соединения: солянокислая (25%) вытяжка, железо, кремнезем, алюминий (по Джексону, Тамму, вытяжка однонормальной серной кислотой и т. п.), свободные железо, кремнезем, алюминий по Фостеру.
3.3. Электрофоретическая разгонка.
3.4. Доступные питательные вещества: азот, фосфор, калий в почвах и зеленоватых растениях.
3.5. Физико-химические характеристики: рН Методы исследования экологических систем, обменные катионы – кальций, магний, водород, алюминий.
3.6. Растворимые соли: водорастворимые соли, CaCO3, CaSO4 и состав солей в грунтовых водах.

Программка дифференцируется по зональным группам типов биогеоценозов. В лесных, травяных степных, сухостепных и пустынных биогеоценозах подвижные соединения определяются исключительно в HCl, из обменных катионов водород и алюминий не определяются, а проверка на содержание Методы исследования экологических систем обменного натрия неотклонима. Водорастворимые соли изучаются только при их видимом наличии.

Программа-минимум может исключать определение валового состава земли и ила: можно определять только валовое содержание и рассредотачивание по профилю SiO2, Al2O3, Fe2O3, необязательно применение электрофореза.


metodi-i-strategii-ispolzuemie-v-hode-povedencheskogo-analiza.html
metodi-i-tehniki-geshtalta.html
metodi-identifikacii-po-fotografiyam-rentgenogrammam.html