Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 2 (страница 42)
Список всех видов, населяющих данное местообитание, дает некоторое представление о многообразии структуры сообщества, о его видовом разнообразии или богатстве.
(Существуют различные способы выражения видового богатства с помощью математических формул. Числовое значение называется индексом видового разнообразия; подробно этот вопрос здесь рассматриваться не будет.)
С помощью этих данных можно построить возможные пищевые цепи и пищевые сети, но для количественной характеристики сообщества этого недостаточно. Степень разнообразия может считаться полностью выявленной только тогда, когда установлена численность организмов каждого вида (размер популяции). Эти данные дают возможность построить более детальную картину сообщества, например пирамиду численности (разд. 12.3.6).
Полученные качественные и количественные данные о местообитании зависят от особенностей методов отбора образцов и оценки численности организмов. Метод выбирают в соответствии с образом жизни, поведением и размерами организма.
13.2.1. Методы сбора организмов
Существует несколько моментов, которые необходимо учитывать при сборе организмов:
1. Следует изучить свод законов данной области, вышедших за последнее время.
2. Прежде чем начать экологические исследования, необходимо получить разрешение от владельца данной территории.
3. Не лишне получить консультацию в местном краеведческом обществе, университете или в обществе охраны природы о том, где и что вам собирать.
4. Никогда не выносите организмы за пределы местообитания и не уничтожайте их без особой надобности.
5. Оставляйте местообитание по возможности ненарушенным, верните, например, на прежнее место камни, дерн, бревна и т. п.
6. При необходимости отобрать организмы для определения берите как можно меньшее число особей и, если это возможно, верните их на прежнее место.
7. Животных во время доставки в лабораторию для определения держите отдельно друг от друга для того, чтобы предотвратить их порчу или поедание хищниками. Например, не помещайте в один сосуд многощетинковых червей и крабов. Пользуйтесь приспособлениями для сбора образцов, в том числе стеклянными банками, полиэтиленовыми бутылками, пробирками и полиэтиленовыми пакетами. 8. Во время сбора образцов всегда записывайте как можно больше сведений о топографии местообитания и климатических условиях, так как эта информация может иметь отношение к собранному материалу. Следует регистрировать такие особенности местообитания:
а) характер горной породы или субстрата (травостой, ил, почва и т.д.);
б) характер местности (например, плоская поверхность, обращена на юг, угол наклона и т. д.);
в) дренаж;
г) профиль почвы, ила или песка;
д) температура субстрата, воды и воздуха;
е) рН субстрата или воды;
ж) облачность и осадки;
з) относительная влажность воздуха;
и) интенсивность освещенности (например, тень или открытое пространство, показания можно снять измерительным прибором);
к) скорость и направление ветра (тихий, легкий бриз, буря, юго-западное направление);
л) время дня и дата.
Пример того, как следует записывать некоторые из этих особенностей, приведен в табл. 13.1.
Таблица 13.1. Бланк полевого дневника для записи эдафических, физиологических и климатических особенностей
Существует множество методов сбора образцов. Эти методы и их применение суммированы в табл. 13.2 и на рис. 13.4-13.9.
Таблица 13.2. Сводная таблица различных методов сбора организмов
Рис. 13.4. Простая ловушка типа 'волчьей ямы'. Сделана из закрытой в земле стеклянной банки
Рис. 13.5. Ртутная лампа для привлечения насекомых
Рис. 13.6. Ловушка для млекопитающих
Рис. 13.7. Всасывающее устройство, применяемое для сбора мелких беспозвоночных
Рис. 13.8. Эклектор Тульгрена
Рис. 13.9. Воронка Бермана
Попавшие в ловушку организмы необходимо регулярно вынимать, определять, подсчитывать и, если возможно, выпускать на свободу. Если ловушка в виде ямы, то при попадании в нее организмов, один из которых — хищник, а другой — жертва, вполне вероятно, что к моменту сбора материала жертвы в ловушке не окажется. Учитывая это, на дно ловушки нужно налить 70% спирта, в котором будут погибать попадающие в него организмы. При сборе образцов требуются воображение и изобретательность.
Место для сбора материала обычно выбирают не случайно. В дальнейшем результаты, полученные при обработке собранной коллекции, можно соответствующим образом интерпретировать, что позволит выбирать места образцов. Хотя место сбора может не влиять на состав коллекции видов и структура сообщества будет отображена правильно, но при этом могут быть получены несколько искаженные данные, касающиеся численности видов. Например, использование наживок и приманок, привлекающих организмы в клейкие ловушки, применение ловушек в виде ям и ловушек для млекопитающих повлияют на результаты, а основанные на количественных данных выводы будут необъективны. Поэтому при обсуждении результатов необходимо четко показать, что выбор был не случаен.
13.2.2. Методы сбора образцов на исследуемой территории
Для того чтобы унифицировать участки, на которых проводятся исследования абиотического и биотического компонентов экосистемы, обычно закладывают трансекты и(или) квадраты и сбор образцов ограничивают их площадью.
Линейная трансекта. Она может быть использована для сбора образцов на однородной площади, но на практике линейную трансекту закладывают тогда, когда полагают, что в пределах исследуемой площади происходит переход одних местообитаний и популяций в другие (рис. 13.10). Натянутая над землей между двумя столбами тесьма или веревка показывает положение трансекты. Собирают только те виды, которые действительно соприкасаются с линией трансекты.
Рис. 13.10. Положение линейной трансекты на каменистом берегу
Ленточная трансекта. Ленточная трансекта — это проложенная через изучаемое местообитание полоса заданной ширины, образованная двумя линейными трансектами, протянутыми на расстоянии 0,5 м или 1,0 м друг от друга, между которыми производится учет видов. Для получения как качественных, так и количественных данных проще закладывать ленточную трансекту, а использовать линейную трансекту и квадратную раму.
Изменения высоты, зарегистрированные вдоль линейной или ленточной трансекты, образуют профиль трансекты, который вычерчивают при оформлении данных (рис. 13.19).
Выбор типа трансекты зависит от качественного и количественного характера исследования, от требуемой степени точности, особенностей населяющих территорию организмов, размеров площади, которую необходимо исследовать и наличия времени. На небольших расстояниях можно закладывать линейную трансекту и записывать каждое растение, находящееся непосредственно под ней. При исследовании участков большей протяженности можно записывать виды через каждый метр или другой подходящий интервал.
Квадрат. Этот инструмент представляет собой металлическую или деревянную квадратную раму определенной площади, например 0,25 м2 или 1 м2 (рис. 13.11), желательно, для облегчения переноса, разборную. Раму кладут по одну сторону трансекты и исследуют площадь, заключенную внутри рамы. Потом раму переносят вдоль линейной трансекты в другие точки. В зависимости от характера исследования можно либо регистрировать находящиеся внутри рамы виды, либо оценивать их численность или обилие (разд. 13.2.6). В любом случае метод учета видов должен быть последовательным, например учитываются все виды, частично или полностью находящиеся внутри квадрата. В соответствии с требованиями исследования квадратную раму можно видоизменить. Например, бечевкой или проволокой ее можно разделить на определенные секции, помогающие при подсчете численности или оценке обилия видов (рис. 13.11). Это особенно удобно, когда исследуемое местообитание заселено несколькими видами растений.
Рис. 13.11. Квадратная рама (1 м2), разделенная проволокой на небольшие квадраты (каждый по 400 см2), образует размеченный квадрат
Квадрат можно использовать и отдельно от трансекты, если исследуемое местообитание имеет явно однородный характер. В этом случае квадрат помещают случайным образом. Один из методов совершенно случайного отбора образцов состоит в том, что квадрат бросают через плечо и записывают виды, оказавшиеся внутри квадрата в месте его падения. Эту процедуру повторяют несколько раз, пока не будет охвачена достаточно большая площадь участка. Определить место сбора образцов можно, также выбрав на воображаемой сетке, лежащей на участке, случайные координаты; для этого используют либо таблицы случайных чисел, либо получают эти числа с помощью некоторых типов калькуляторов. Стороны сетки можно отметить рулеткой. Результаты исследований показывают, что если местообитание однородно, то наступает момент, когда закладывать новые квадраты уже не имеет смысла, так как при этом не происходит увеличения числа зарегистрированных видов. Эта зависимость представлена на рис. 13.12. Как правило, если в пяти последних квадратах не окажется ни одного нового вида, можно допустить, что больше видов обнаружено не будет. Но, если такое предположение сделано, его необходимо записать, так как это может повлиять на достоверность результатов.