Популяционный подход

Популяционная экология занимается аутэкологическими проблемами. В современных популяционных исследованиях используются математические проблемы роста, самоподдержания и уменьшения численности тех или иных видов. Построение этих моделей связано с рядом важных понятий, таких, как рождаемость, выживаемость и смертность. Популяционная экология обеспечивает теоретическую базу для понимания вспышек численности вредителей и паразитов, имеющих значение для сельского хозяйства и медицины, и открывает возможности борьбы с ними при помощи биологических методов (например, использование хищников и паразитов вредителей), а также позволяет оценить критическую численность вида, необходимую для его выживания. Последнее особенно важно при организации заповедников, ведении охотничьего хозяйства, а в теоретическом плане – при изучении вопросов эволюционной и исторической экологии.

Эволюционный подход

Изучая, как экосистемы, сообщества, популяции и местообитания менялись во времени, мы получаем важный материал для суждения о характере вероятных будущих изменений. Эволюционная экология рассматривает изменения, связанные с развитием жизни на нашей планете, и позволяет понять основные закономерности, действовавшие в экосфере до того момента, когда важным экологическим фактором, влияющим на большинство организмов и на физическую среду, стала деятельность человека. Эволюционная экология пытается реконструировать экосистемы прошлого, используя как палеонтологические данные (ископаемые остатки, анализ пыльцы и др.), так и сведения о современных экосистемах.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Исторический подход

Историческая экология занимается изменениями, связанными с развитием человеческой цивилизации и технологии, с их возрастающим влиянием на природу, и рассматривает период от неолита до наших дней.

Используя последние два подхода, можно выявить долговременные экологические тенденции, установить которые только путем изучения современных экосистем невозможно; таковы, например, изменения климата, конвергентная эволюция, расселение видов животных и растений. Этот подход привносит больше новых теоретических идей, чем анализ местообитаний.

Изучением древних сообществ и популяций традиционно занималась палеонтология, применение же экологических (экосистемных) идей к прошлому началось сравнительно недавно. Эволюционная и историческая экология – все расширяющая и плодотворная область исследования.

В эволюционном и историческом подходе для определения возраста древних остатков и возраста горных пород (геохронология) используют метод радиометрического датирования. В современных исследованиях используют три метода радиоактивного датирования: 1) торий-урановый; 2) калий-аргоновый; 3) радиоуглеродный. Первые два метода используются для определения возраста горных пород земной коры, тогда как третий – метод радиоуглеродного датирования – применяется при определении возраста ископаемых и имеет прямое отношение  к истории жизни на Земле.

Схема методов радиоуглеродного датирования

Литература:

1. Реймерс . Теория, законы, правила, принципы и гипотезы. М., Наука, 1994. – 367 с.

2. Н. Грин и др., Биология. М., Мир, 1990., Т. 1 – 367 с.

3. Савельева . Методы реконструкции прошлого Земли. Основы геотектоники. Геологическая история. М., Владос, 2004., Т. 2 – 255 с.

Лекция 3. Эмпирические методы исследований в экологии. Изучение растений и животных в экологии.

План:

Наблюдение и эксперимент Виды экспериментов экологии: полевой опыт, лабораторный, лизиметрический, вегетационный. Задачи сравнительного анализа. Требования к полевому опыту. Изучение растений и животных в экологии

Основные понятия и положения: эмпирическое исследования, вариант опыта, повторность, схема эксперимента, контрольный вариант

Тезисы лекции

Для выявления причин воздействия фактора на объект используют эмпирические методы исследований.

Задачей эксперимента является выяснения причин наблюдаемых в природе отношений. Эксперименты позволяют изучить влияние на организм отдельных факторов в искусственно созданных условиях, а отсюда и все разнообразие экологических механизмов, обуславливающих его нормальную жизнедеятельность.

В большинстве случаев эксперимент является единственно надежным способом решения поставленной задачи и контроля правильности теоретических выводов, основой познания и критерием истины.

В экологических исследованиях пользуются общепринятыми приемами научного исследования — наблюдением и экспериментом (опытом), которые соответственно своеобразию объекта научной агрономии имеют специфические особенности и проводятся по определенной методике.

Наблюдения — это количественная или качественная регистрация интересующих исследователя сторон развития явления, констатация наличия того или иного его состояния, признака или свойства, Однако чаще всего наблюдение в экологии не является самостоятельным приемом исследования, а составляет важную часть более сложного метода исследования — эксперимента, который иногда называют активным наблюдением.

Эксперимент, опыт — это такое изучение, при котором исследователь искусственно вызывает явления или изменяет условия так, чтобы лучше выяснить сущность явления, происхождение, причинность и взаимосвязь предметов и явлений. Характернейшая черта и главная особенность любого точного научного эксперимента — его воспроизводимость.

Вариант – градация факторов, действие которых мы изучаем. Один или несколько вариантов, с которыми сравнивают опытные варианты, называют контролем, или стандартом. Совокупность опытных и контрольных вариантов составляет схему эксперимента.

В практике экологических исследований используют в основном 2 типа сравнительных экспериментов: лабораторный, и полевой.

При изучении растений, кроме лабораторного и полевого эксперимента, встречается также вегетационный, лизиметрический и вегетационно-полевой. 

Пример Лизиметрической воронки

Как бы ни были ценны наблюдения, результаты лабораторных, вегетационных и лизиметрических опытов, прежде чем сделать выводы из них и рекомендации для производства (если вообще такие могут быть предложены), они должны быть проверены в условиях сравнительного полевого опыта. Все это делает полевой эксперимент основным, важнейшим методом исследования.

Изучение растений и животных в экологии

Методы полевых экологических исследований фитоценозов подразделяются на маршрутные и стационарные, описательные и экспериментальные. Приемы маршрутных исследований включают наблюдения, оценку состояния тех или иных жизненных форм организмов, составления схем. Стационарные исследования позволяют  наблюдать за одним объектом в полевых или лабораторных условиях. К стационарным методам относятся метод пробных площадей и учетных площадок. К маршрутным: геоботаническое профилирование и метод экологических рядов.

Размеры пробных площадей: 1-100 м2 для травяных сообществ, 100-5000 м2 для лесов. Форма пробной площади – прямоугольник, квадрат, или же определяется естественными границами изучаемого сообщества. На пробной площади производится общее описание растительности.

       Учетная площадка выделяется в пределах пробной площади для более точного подсчета отдельных видов растений. Размеры учетной площадки – 1-4 м2 (0.25 м2 для определения биомассы травостоя).

Описание растительного сообщества включает: список видов, ярусность, мозаичность (микрогруппировки), фенологию (периодичность в развитии), физиономичность (общий вид растительной ассоциации), характеристику местообитания сообщества (рельеф, почва и т. д.).

Схема жизненных форм растений (Факторы_Жизненные формы_Ритмы. htm)

Основной показатель при экологическом исследовании животных – численность. Количественный учет численности: визуальный и инструментальный. Визуальный метод – подсчет организмов на определенном участке (площадный учет), маршруте (линейный учет), или в определенном объеме воды, почвы (объемный учет). Инструментальный метод – подсчет организмов на площади или в объеме при помощи различных приборов (бур, дночерпатели, планктонные сети).

Показатели численности: встречаемость – отношения числа проб, где вид присутствует, к общему числу проб. Встречаемость зависит от плотности и характера размещения вида и служит оценкой вероятности нахождения особей вида на пробной площадке данной формы и размера. Обилие (плотность) – количество особей одного или многих видов на единицу площади или объема. Доминирование – доля особей данного вида в изучаемом населении (соотношение числа особей данного вида к общему числу особей всех видов, выраженное в процентах). Биомасса – общая масса особей одного вида, группы видов или сообщества в целом, приходящаяся на единицу поверхности или объема местообитания. Продукция – прирост биомассы организмов вида или всего сообщества за определенный период.

Приборы для экстракции и сбора мелких почвенных организмов

Схемы жизненных форм организмов (Факторы_Жизненные формы_Ритмы. htm)

Литература:

1. Доспехов полевого опыта. М., Колос, 1974. – 406 с.

2. и др., Биология. М., Мир, 1990., Т. 1 – 367 с.

3. , Передельский . Ростов-на-Дону, Феникс, 2001. – 575 с.

4. Ласкин указания по проведению флористических и фенологических исследований в учреждениях дополнительного образования. – Мурманск, МГПИ, 2000. – 28.с.

5. Пономарева растений с основами биогеоценологии. М., Просвещение, 1978. – 206 с.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8