Файл: Характеристика степеней гемеробности.doc

Какие виды организмов целесообразно использовать в качестве тест- объектов?

Почему ни один из показателей (индексов) качества природных вод не является универсальным?

Какие методы биоидикационных исследований используются для оценки степени загрязненности водной среды?

Какие градации оценки включает метод экологических модификаций?

Объясните сущность интегральных индексов оценки качества природ­ ных вод?

ЛЕКЦИЯ?

БИОИНДИКАЦИЯ В ЛЕСНОМ И СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Биоиндикация антропогенно измененных природных комплексов местообитаний.

Биоиндикация массового появления вредителей.

Биоиндикация антропогенно измененных природных комплексов местообитаний, Растительные сообщества в силу конкуренции представляют собой сочетания видов, очень быстро и очень чутко реагирующие на изменения факторов окружающей среды. Любое такое изменение приводит к тому, что виды, особо чувствительные к нему, задерживают или ускоряют свое развитие. Нарушается конкурентное равновесие - меняется видовой состав. Если же действующие на сообщество факторы остаются неизмен­ными в течение ряда лет и лишь незначительно колеблются вокруг средних значений, видовой состав фитоценоза также остается прежним. Участие видов с одинаковыми экологическими требова­ниями может лишь слегка отклоняться от среднего, характерного для данных условий произрастания, которые в результате поддают­ся количественной оценке для каждой группировки растений на ос­нове доли входящих в нее отдельных эколого-ценотических видо­вых групп. Учеными для всех сосудистых растений Средней Евро­пы рассчитаны экологические индексы в отношении света, темпе­ратуры, континентальности, влажности, реакции почвы, содержа­ния азота и засоления, определяемые по 9-ступенчатой шкале. Для каждого описания растительности Средней Европы можно опреде­лить средние индексы перечисленных факторов местообитаний.

Антропогенные изменения естественных факторов место­обитаний относительно быстро проявляются в изменении состава растительных сообществ с точки зрения входящих в них эколого-ценотических групп, т.е. увеличения доли одних групп и сниже­ния доли других (табл. 10). Например, мелиоративные мероприя­тия приводят либо к осушению, либо, в случае подъема фунто­вых вод, к увлажнению местообитаний. Это проявляется как на полях, так и на лугах, пастбищах, в лесах или лесопосадках, в по­явлении индикаторов либо сухости, либо влажности. При этом индикаторные виды не обязательно относятся к экологическим группам влаголюбивых или засухоустойчивых организмов, но вследствие конкуренции с другими видами они предпочитают эти местообитания.

---

В результате эрозионных процессов на поверхности почвы появляются места с маломощным грунтом, где на рост растений сильно влияет материнская порода. Это отражается в появлении видов-индикаторов извести или кислотности.

Для оценки состояния гумуса в лесах и лесопосадках важ­ную роль играют растения-индикаторы грубого, модер- и мулль-гумуса, а на полях - экологические группы растений, отдающих предпочтение хорошей технологической готовности почвы. По их появлению или исчезновению можно судить о результатах вмеша­тельства человека в гумусовый баланс почвы. Выделение эколого-ценотических групп дает в распоряжение сельского и лесного хо­зяйства организмы-индикаторы, которые в случае вмешательства человека в природные процессы относительно быстро и надежно свидетельствуют о биологическом воздействии.

Таблица 10 Растения индикаторы разных типов местообитаний

Параметр состояния	Виды-индикаторы
1	2
Индикаторы временно пересыхающих почв
Кислые и бедные почвы	Cladonia sp., Dicranum spurium, Politrichum uni-perium, Politrichum piliferum
Умеренно кислые почвы	Буквица лекарственная, колокольчик персиколист-ный, виды рода астрагал, ландыш майский
Известковые почвы	Фиалка трехцветная, Rhytidium rugosum
Индикаторы сырых почв
Очень кислые почвы	Виды рода клюква, виды родов Sphagnum, Poly-trichum
Кислые	Лапчатка болотная, щитолистник обыкновенный, виды рода Sphagnum
Основные	Калужница болотная, зюзник европейский, неко­торые виды шлемника
Индикаторы пере­менно сухих, глини­стых местообитаний	Вейник, осока низкая
Индикаторы очень кислых почв
Почвы от сухих до умеренно влажных	Вереск обыкновенный, черника обыкновенная, брусника, Dycranum scoparium, Pleurozium schreberi
Почвы от умеренно влажных до влажных	Ptilium crista-castrensis, Ptilidium ciliare
Почвы от влажных до сырых	Лапчатка прямостоячая, багульник болотный, го­лубика, Polytrichum commune, sphagnum acutifolium
Индикаторы на удобряемых свежих лугах
Индикаторы сухости	Шалфей, тимьян обыкновенный, чабрец, скабиоза голубиная, лядвенец рогатый, ожика равнинная, трясунка средняя, смолевка обыкновенная, подо­рожник средний, колокольчик круглолистный

---

70

Окончание табл. 10

Индикаторы обедне­ния почвы	Ясколка попевая, очиток едкий, ястребинка воло­систая
Индикаторы кислот­ности	Щавель обыкновенный, гипохерисукореняющийся
Индикаторы нару­шения дернины	Пырей ползучий, вепник наземный
Индикаторы влажно­сти	Калужница болотная, осока заостренная
Индикаторы на удобряемых влажных лугах
Индикаторы сырости	Калужница болотная, дербенник иволистный, осо­ка просяная, подмаренник болотный, лютик жгу­чий, лютик ползучий
Индикаторы сухости	Подорожник средний, бедренец обыкновенный, ов­сяница овечья, истод обыкновенный, фиалка соба­чья, гвоздика травяная
Индикаторы на пастбищах
Индикаторы место­обитаний с поступ­лением азота и вы­таптыванием	Лебеда раскидистая, горец птичий, подорожник большой, ромашка пахучая, мятлик однолетний
Индикаторы место­обитаний, богатых азотом и фосфором	Клевер белый, мятлик обыкновенный, пырей ползу­чий, бодяк полевой, будра плющевидная, лапчатка ползучая, лапчатка гусиная, лютик ползучий
Индикаторы влажно­сти	Осока заячья, ситник развесистый, бодяк болот­ный, горицвет-кукушкин цвет
Индикаторы на пахотных землях
Индикаторы сильно­го подкисления	Щавель обыкн., дивала однолетняя, баранец малый, клевер пашенный
Индикаторы азота	Крапива жгучая, желтушник левкойный, паслен черный, молочай огородный
Индикаторы, предпо­читающие карбонаты	Петрушка собачья, овсюг

---

Биоиндикация массового появления вредителей. Вреди­тели в биоценозах никогда не появляются в разные годы в одном и том же количестве. Их численность может резко возрастать в силу действия внешних причин, и нельзя полагать, что они могут полно­стью исчезнуть в результате отрицательного воздействия окру­жающей среды и интенсивных мер борьбы с ними. Знание причин популяционной динамики вредителей и ее индикация имеют важ­ное значение в деле защиты растений, так как создают основу для прогнозирования появления вредителей и размера ущерба.

Массовым размножением считается необычно высокий рост плотности популяции вредителей, т.е. сверхразмножение.

Вспышка массового размножения всех видов вредителей, не­смотря на отдельные модификации, имеет общие черты (рис. 5).

Этот процесс включает в себя сначала рост плотности популяции (проградацию) до максимального уровня (кульминации), затем спад обилия {ретроградацию) и, наконец, возвращение в исход­ное состояние (патентную фазу), когда в очаге массового раз­множения может произойти полный распад популяции вредите­лей. Даже во время латентной фазы плотность их популяции по­стоянно изменяется. Однако, общие колебания численности вследствие гораздо более низкого обилия особей при этом не столь заметны.

кульминация

латентная фат

Рис. 5. Схема процесса массового размножения.

В хронологическом отношении различают несколько типов массового размножения:

Перманентный тип - устойчивое состояние, которое характерно для таких видов, как яблонная плодожерка (Laspeyresia pomonella), капустная белянка (Pieris brassicae).

Временный тип - быстро затухающее состояние - свой­ ствен златогузке (Euproctis cbysorrhoea), озимой совке {Scotia segetum), колорадскому жуку (Leptinotarsa decemlineata), полевке обыкновенной (Microtus arvalis).

Латентный тип - состояние, которое наблюдается крайне редко или вообще не характерны вспышки массового раз­ множения. Подобный тип встречается у вредной черепашки (Eurigaster spp.% пьявицы (Oulema spp.), малого хлебного пи­ лильщика {Cephus pigmacus).

Приведенные типы очень лабильны, положение вредителей в этой системе постоянно подвержено изменениям в зависимости от условий окружающей среды, тенденций развития растительной продукции, активности вредителей и их популяционных характери­стик. Решающим для массового размножения является соотноше­ние между плодовитостью и смертностью особей внутри поггуля-ции. Особенно склонны к вспышкам численности вредители, даю-

---

72

шие многочисленное потомство, обладающие коротким онтогене­тическим циклом и связанной с этим быстрой сменой поколений, а также виды с широкой экологической валентностью.

Для ограничения и регуляции численности популяций та­ких видов требуется высокое сопротивление среды, которым аг-роэкосистемы сами по себе не обладают, поэтому важной задачей комплексной защиты растений является прогнозирование массо­вого размножения. Во многих случаях достаточно составить не­гативный прогноз, т.е. исключить возможность появления опас­ного вредителя или вспышки его численности. Основанием для такого прогнозирования является удачное сочетание ключевых факторов, управляющих популяцией данного вида. Специалиста­ми осуществляются два контрольных определения обилия вида на нескольких произвольно выбранных полях. Эти пробы произ­водятся как можно раньше (например, до момента цветения куль­тур). Если обилие крайне низкое, то в этот ранний период можно исключить вспышку численности популяции. Сигналом для при­нятия мер по защите посевов может стать превышение пороговой величины обилия, специфичной для каждого вида.

Более основательный прогноз направления, характера и ин­тенсивности массового размножения можно получить путем со­ставления имитационных математических моделей динамики попу­ляции вредителей. Моделируемая популяция вредителя подразде­ляется на блоки. Для каждого из них составляются математические уравнения, отражающие ход развития, изменения плодовитости и смертности, вредные воздействия, влияние факторов среды и т.п. Получается знаковая модель, описывающая общую динамику по­пуляции. При введении фактических данных о вредителе можно получить надежную картину флуктуации численности.

Вопросы для самоконтроля

Как влияют антропогенные изменения естественных место­ обитаний на состав растительного сообщества?

Какие виды растений используются для индикации различ­ ных типов местообитаний?

Чем может быть обусловлен резкий рост численности и массовое появ­ ление насекомых-вредителей?

Перечислите основные типы массового размножения насекомых, при­ ведите примеры.

Почему для агроэкосистем особенно важно прогнозирование массового размножения насекомых-вредителей? Какие методы наиболее прием­ лемы для индикации вспышек вредящих видов животных, грибов, мик­ роорганизмов?

---