БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

11. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

11.2. Анализ биоты

При изучении организмов, населяющих данное местообитание (биотический компонент экосистемы), необходимо охарактеризовать структуру сообщества, т. е. его видовой состав и численность популяций разных видов. Очевидно, что найти и подсчитать всех особей популяции не всегда возможно, поэтому разработаны специальные методы анализа из выборок, не всегда требующие непосредственной регистрации каждого организма. В целом, чем более точные результаты требуются, тем больше времени надо затратить на их получение. Следовательно, важно заранее четко представлять себе поставленные цели. Кроме того, если это возможно, необходимо применять методы, не нарушающие естественных сообществ.

В любом случае необходим надежный результат учета (регистрации и (или) сбора) организмов, а поскольку они занимают все мыслимые микросреды, обследуя местность, приходится буквально переворачивать все камни (главное, возвращать их потом на место!). На первый взгляд может показаться, что квадратный метр луга, песка, скалистого берега или дна реки заселены достаточно однообразной биотой. Однако, если начать сортировать почву, рассматривать внимательно побеги, корни, цветки и плоды растений, пластины водорослей или скопления тины, наверняка обнаружится гораздо больше видов, чем ожидалось.

При регистрации данных надо стараться, пользуясь специальными пособиями, еще в поле определить максимум встретившихся таксонов. Только если вид явно в данном месте (и в мире) не редок, стоит изымать его образец из природы для дальнейшего лабораторного анализа. Излишнее рвение коллекционеров уже нанесло серьезный ущерб многим сообществам. Если поймано животное, надо стараться сохранить ему жизнь, чтобы затем выпустить в аналогичную среду. Определять организмы следует по мере возможности с максимальной точностью, т. е. до видового уровня. Это не всегда осуществимо, но в любом случае надо стремиться к нижнему доступному для вас таксономическому рангу — классу, порядку или семейству. Идентификация каждого организма зависит от умения пользоваться определительными таблицами. Принципы пользования ими (и принципы биологической классификации в целом) подробно рассматриваются в разделах 2.15 и 2.16.

Список всех выявленных видов того или иного местообитания дает общее представление о структуре сообщества, позволяя приблизительно определить его видовые богатство и разнообразие. (Для расчета этих параметров предложены различные формулы, которые мы рассматривать не будем.)

Набор видов дает представление о пищевых цепях и пищевых сетях, но ничего не говорит о количественных аспектах сообщества. Наиболее адекватные в плане сравнения экосистем индексы биотического разнообразия рассчитываются именно с учетом числа особей каждого вида, т. е. с учетом размеров их популяций. Кроме того, количественные данные позволяют строить экологические пирамиды (разд. 10.3.4).

Вся эта информация зависит от методов ее сбора, а методы в свою очередь определяются образом жизни, поведением и размерами организмов.

11.2.1. Методы учета организмов

При учете (дистанционном подсчете, сборе, отлове) организмов в природе надо придерживаться ряда правил, которые приводятся ниже.

1. Всегда соблюдайте технику безопасности. Ее правила, естественно, зависят от объекта и условий исследования. Детально обсудите этот вопрос с опытным полевиком еще до начала работы в природе.

2. Всегда соблюдайте правила природопользования, принятые в данной местности.

3. Берегите экосистему, в которой работаете. Старайтесь не только не повредить ее, но и избегайте любых стойких изменений, связанных с вашим присутствием.

4. Перед началом экологического исследования обязательно получите разрешение на его проведение от землевладельца.

5. Проконсультируйтесь с местными природоохранными организациями, университетами, обществами рыболовов, охотников и т. п. относительно того, где и что вы можете изучать и коллекционировать.

6. Без крайней необходимости не губите организмы и не изымайте их из природной среды.

7. По мере возможности не изменяйте изучаемое местообитание: возвращайте на исходное место сдвинутые камни, бревна и т. п.

8. Если необходимо изъять организмы из среды для определения, то ограничьтесь минимумом экземпляров и постарайтесь живыми вернуть их на место.

9. Животных, отловленных для лабораторного определения, держите по одному, чтобы они не причинили друг другу вреда. Например не сажайте червей в один сосуд с крабами. В качестве емкостей для сбора животных можно использовать обычные банки с закручивающейся крышкой, полиэтиленовые бутылки и пакеты, пробирки и т. п.

10. Всегда записывайте максимум физической и географической информации о месте сбора материала и погодных условиях в это время. Важны, в частности:

а) материнская порода и субстрат (ил, почва, трава и т.п.);

б) характер поверхности (например, плоская, южный склон с уклоном столько-то градусов и т. п.);

в) профиль почвы или донного грунта;

г) дренаж;

д) температура субстрата, воды и воздуха;

е) pH субстрата или воды;

ж) облачность и осадки;

з) относительная влажность воздуха;

и) освещенность (хотя бы на глаз, но, если возможно, — по фотоэкспонометру);

к) скорость и направление ветра;

л) дата и время суток.

Пример стандартного бланка для записи такой информации приведен в табл. 11.2.

Существует большое число методов сбора (отлова) животных. Обзор этих методов приведен в табл. 11.3, а некоторые типы используемого оборудования проиллюстрированы на рис. 11.5—11.10. Собираемый материал необходимо извлекать из ловушек через равные интервалы времени, определять, подсчитывать, и по возможности выпускать. Надо учитывать, что в ловушке могут оказаться одновременно хищники и жертвы — тогда последних не досчитаешься. Если такая вероятность достаточно высока, то приходится использовать «разрушающий» метод сбора, т. е. сразу же убивать животных, например налив в банку, играющую роль ловчей ямы, спирт. В общем, при любом способе учета вам потребуются сообразительность и выдумка.

Обычно участки для сбора материала выбираются не случайным образом, поэтому результаты всегда следует интерпретировать с учетом некоторого их отклонения от «средних» для местообитания показателей. Даже если видовой состав сообщества будет представлен достаточно полно, количественные его характеристики наверняка окажутся «со сдвигом». На результаты влияет и сам метод учета (например, отлов насекомых сачком или привлечение их на липкие ловушки). Поэтому при обсуждении собранных данных всегда следует оговаривать возможные причины их отклонений от истинного положения вещей.

Таблица 11.2. Полевой бланк для записи почвенных, физико-географических и климатических данных

Таблица 11.3. Сводная таблица различных методов сбора организмов

Рис. 11.5. Простая ловушка типа «волчьей ямы». Сделана из вкопанной в землю стеклянной банки.

Рис. 11.6. Световая ловушка с ртутной лампой для ловли насекомых.

Рис. 11.7. Ловушка для млекопитающих (живоловка Лонгуорта).

Рис. 11.8. Воронка Тульгрена.

Рис. 11.9. Воронка Бермана.