1. Понятие «метод исследования». Общее представление о биологических методах изучения организмов и их взаимоотношений с окружающей средой. Полевые, лабораторные и экспериментальные методы исследований.

Под методами исследования понимаются способы решения научно-исследовательских задач. Это разнообразные инструменты проникновения ученого в глубину исследуемых объектов. Чем богаче арсенал методов той или иной науки, тем выше успехи деятельности ученых.

Для эколога первостепенное значение имеют полевые исследования, т.е. изучение популяций видов и их сообществ в естественной обстановке, непосредственно в природе. При этом обычно используются методы физиологии, биохимии, анатомии, систематики и других биологических, да и не только биологических наук. Наиболее тесно экологические исследования связаны с физиологическими. Однако между ними имеется принципиальная разница. Физиология изучает функции организма и процессы, протекающие в нём, а также влияние на эти процессы различных факторов. Экология же, используя физиологические методы, рассматривает реакции организма как единого целого на констелляцию внешних факторов, т.е. на совместное воздействие этих факторов при строгом учёте сезонной цикличности жизнедеятельности организма и внутрипопуляционной разнородности.

Полевые методы позволяют установить результат влияния на организм или популяцию определённого комплекса факторов, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности вида в конкретных условиях.

Однако наблюдения не могут дать вполне точного ответа, например, на вопрос, какой же из факторов среды определяет характер жизнедеятельности особи, вида, популяции или сообщества. На этот вопрос можно ответить только с помощью эксперимента, задачей которого является выяснение причин наблюдаемых в природе отношений. В связи с этим экологический эксперимент, как правило, носит аналитический характер. Экспериментальные методы позволяют проанализировать влияние на развитие организма отдельных факторов в искусственно созданных условиях и таким образом изучить всё разнообразие экологических механизмов, обусловливающих его нормальную жизнедеятельность.

На основе результатов аналитического эксперимента можно организовать новые полевые наблюдения или лабораторные эксперименты. Выводы, полученные в лабораторном эксперименте, требуют обязательной проверки в природе. Это даёт возможность глубже понять естественные экологические отношения популяций и сообществ.

2. Исторический подход в экологии. Аутэкологический подход в экологии. Популяционный подход. Биоценотическо-экосистемный подход в экологии. Эволюционный подход в экологии.

Популяционный (аутэкологический) подход в экологии использует в настоящее время главным образом математические методы при изучении закономерностей роста, сохранения или сокращения численности популяций отдельных видов. Он дает научную основу для понимания «вспышек» численности, например сельскохозяйственных вредителей или патогенных микробов, а также помогает определить критическую численность особей, необходимую для выживания редкого вида. Традиционная аутэкология исследует взаимоотношения какого-либо конкретного вида с окружающей средой. Она пытается связать особенности его морфологии, поведения, пищевых предпочтений и т. п. с типами местообитаний, распределением и эволюционной историей.

---

Экосистемный подход в экологии. При таком подходе в центре внимания эколога оказывается обмен энергией и веществами между биотическим и абиотическим компонентами экосистемы. Делается упор на функциональные связи организмов между собой (например, пищевые цепи) и с их физическим окружением. Видовой состав биоты и судьба составляющих ее отдельных таксонов при этом отодвигаются на второй план.

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.

3.Эмпирические методы исследований. Виды экспериментов экологии.

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.

В экологических исследованиях пользуются общепринятыми приемами научного исследования — наблюдением и экспериментом. 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. 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.

4. Специфика экологических исследований животного и растительного мира. Проведение исследований на уровни особи, популяции, вида и сообщества.

Растительный покров

Растительный покров рассматривается как биотический компонент природной среды, играющий решающую роль в структурно-функциональной организации экосистем и определении их границ, а также индикатор экологических условий и уровня антропогенной нагрузки на природную среду.

В состав выполняемых нашими специалистами исследований растительного покрова входят:

• сбор, обобщение и анализ опубликованных и фондовых материалов профильных организаций;

• анализ данных дистанционного зондирования;

---

• полевые геоботанические исследования;

• подготовка характеристики современного состояния растительного покрова, включающей основные признаки выявленных типов зональной и интразональной растительности, их распространение и функциональное значение; выявление хозяйственно значимых видов растений; редких и исчезающих видов, определение их местонахождения и мер охраны;

• определение устойчивости растительности к техногенным воздействиям;

• подготовка прогноза возможных изменений растительного покрова вследствие строительства и эксплуатации проектируемых объектов и разработка рекомендаций по минимизации воздействий.

Животный мир

Исследования животного мира осуществляются в целях выявления структуры, состояния и тенденций изменений численности популяций животных, особенностей их распространения и путей сезонных миграций, а также характера использования ими территории района проектирования, строительства или эксплуатации объектов.

Результаты изучения животного мира включают:

• перечень видов в соответствии с их биотопической приуроченностью, в том числе подлежащих особой охране;

• перечень особо ценных видов;

• оценку состояния популяций функционально значимых видов;

• характеристику и оценку состояния миграционных видов, а также путей их миграции;

• запасы промысловых животных в районе размещения объекта;

• характеристику основных биотопов;

• подготовку прогноза возможного воздействия строительства и эксплуатации проектируемых объектов на животный мир, разработку рекомендаций по минимизации воздействий и определение мер охраны.

При всем многообразии в современной экологии можно выделить три ветви: общая экология (классическая экология), геоэкология и прикладная экология.

Классическая экология изучает биологические системы, т. е. занимается исследованием органического мира на уровнях особей, популяций, видов, сообществ. В связи с этим выделяют:

– аутэкологию (экологию особей) – (от греч. аutos – сам) – устанавливает пределы существования особи (организма) в окружающей среде, изучает реакции организмов на воздействия факторов среды. Аутэкология в качестве живой системы рассматривает отдельный живой организм – растение, животное или микроорганизм. Термин «аутэкология» был введен швейцарским ботаником К. Шретером в 1896 г.;

– демэкологию (экологию популяций) – (от греч. demos – народ) – изучает естественные группы особей одного вида – популяции, условия их формирования, внутрипопуляционные взаимоотношения, динамику численности;

– эйдэкологию (экологию видов) – (от греч. eidos – образ, вид) – изучает вид как определенный уровень организации живой природы. В этом направлении проведено еще недостаточно научных исследований;

– синэкологию (экологию сообществ) – (от греч. sin – вместе) – изучает ассациации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, их взаимодействие с окружающей средой. Термин введен К. Шретером в 1902 г.

---

5. Картографический метод при изучении популяций и сообществ. Обилие, относительное обилие, классы (категории) обилия по Ренконену.

Картографический метод исследования — метод исследований, основанный на получении необходимой информации с помощью карт для научного и практического познания изображенных на них явлений.

Экологическое картографирование - наука о способах сбора, анализа и картографического представления информации о состоянии среды обитания человека и других биологических видов, т.е. об экологической обстановке.

Экологическое картографирование традиционно в наибольшей степени ориентировано на обеспечение государственных, региональных и местных программ и проектов природоохранной направленности. Между тем любая природоохранная деятельность осуществляется в рамках конкретных территорий. Поэтому планирование, реализация и контроль результатов природоохранных мероприятий требуют объективных данных об экологической обстановке и ее динамике в разных частях территории, что невозможно без использования картографической формы представления информации.

В рамках экологической деятельности выделяются следующие основные составные части, требующие картографического обеспечения:

• научно-исследовательская работа (с подразделениями по компонентам природной среды, методам исследования, территориальным единицам разного иерархического уровня или в глобальном масштабе);

• практическая деятельность по охране атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв и недр, растительности и животного мира, ландшафтов в целом (включая юридические, экономические, технологические, гигиенические аспекты; в локальном, региональном, национальном и международном масштабах);

• экологическое образование и воспитание (включая преподавание, пропаганду экологических знаний и осуществление прав личности и общества на информацию).

Обилие видов — количество особей вида на единице площади или объёма.

Обилие вида — количество особей на единице площади или объема занимаемого пространства. Показатель используется для оценки роли отдельных видов в видовой структуре биоценоза.

Относительное обилие видов – число особей вида(группы видов) относительно других видов или их групп в том же сообществе.

Относительное обилие вида можно исследовать несколькими способами. В случае животных для этого используют плотность популяции или биомассу вида, а в случае растений важное значение имеют также покрытие, встречаемость или площадь оснований.

Шкала численного обилия по Ренконену [Renkonen, 1938]:

 Доминантами считаются виды, составляющие 5% и более от суммарного обилия того или иного сообщества;

 от 2 до 4,9% – субдоминанты;

 менее 2% – редкие.

6.Коэффициенты фаунистического и флористического сходства. Климограммы и биоклимограммы. Определение индекса климатического эффективного увлажнения, гидротермического коэффициента и т.д.

---

Таких коэффициентов, многие из которых находят широкое применение в геоботанике и зоогеографии, существует несколько. В.И. Василевичем (1969) показано, что каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, а цифры, получаемые с их помощью, несопоставимы, т.к. математическая основа этих коэффициентов различна. Мы остановимся на рассмотрении только некоторых коэффициентов¹, заслуживающих наибольшего внимания при сравнении фаун и флор.

Все коэффициенты сходства прямо или косвенно включают в себя число таксонов (будем говорить о видах) в сравниваемых списках. Поскольку число видов зависит от площади, то и в данном случае следует придерживаться принципа приблизительного равенства территорий.

Одним из наиболее простых и понятных показателей фауно-флористического сходства является коэффициент Жаккара, предложенный им в 1901 г.:

,

где а – число видов в одном сообществе; b- число видов в другой флоре; с – число видов, общих для двух сообществ. Пределы этого коэффициента от 0 до 1, причем К_j =1 означает полное сходство сообществ (абсолютное совпадение списков), а К_j=0 означает, что они не имеют ни одного общего вида.

Более употребительной, особенно в геоботанике, является в настоящее время другая формула, называемая иногда коэффициентом Сёренсена, но открытая еще в 1913 г. Чекановским, почему правильнее называть ее коэффициентом Сёренсена-Чекановского:

,

где обозначения и пределы те же самые, что и в формуле Жаккара.

Далее следует упомянуть предложенную в 1940 г. Экманом «зоогеографическую формулу»

,

где А – число видов, встречающихся, например, в первой флоре, но отсутствующих во второй; В – число видов, встречающихся во второй флоре, но отсутствующих в первой; С – число видов, встречающихся в обеих флорах. Неудобство этого коэффициента состоит в том, что при полном сходстве двух флор или фаун он имеет своим нижним пределом 0, но не имеет верхнего предела, т.к. зависит от числа видов во флорах.

КОЭФФИЦИЕНТ СХОДСТВА БИОЦЕНОЗОВ -показатель флористического и фаунистического сходства, выявленный при анализе списков видовсообществ: К = =[2(а+в+с+...+n)]/A₁+A₂+В₁+В₂+С₁+С₂+...+N₁+N₂),гдеA₁, A₂, В₁, B₂, C₁, С₂ — количествоособей того или иного вида в первом и втором ценозах; а, b, с..., п — количество “общих” особей тех жевидов.

Климограммы и биоклимограммы.

При построении климограмм на оси ординат откладывают среднемесячные показатели температуры в градусах Цельсия, на оси абсцисс — количество осадков в миллиметрах. Последовательно соединяя точки пересечения линиями, идущими от предыдущего месяца к последующему, получают многоугольник — климограмму.

Сопоставляя климограммы с кривыми изменения численности изучаемой популяции во времени (за ряд лет) или в пространстве (в различных местах ареала), можно судить об условиях, более или менее благоприятных для размножения данного вида насекомого.

---

Смотрите также файлы

• СЭГ. Шпоры.doc

• УСР №1.doc

• УСР №2.doc

• Закон об ООПТ РБ.docx

• Образец паспорт .doc