Розділ 3

МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ФІТОЦЕНОЗІВ.

3.1 Загальні групи методів дослідження фітоценозів.

Методи геоботанічних досліджень можна поділити на кілька загальних груп: 1) методи встановлення ознак фітоценозів; 2) аналізу розподілу і картографування рослинності на місцевості; 3) експериментальні методи; 4) біогеоценотичні; 5) стаціонарно-екологічні; 6) спеціальні методи лісової таксації.[9:126]

3.2 Спеціальні методи дослідження фітоценозів.

1. Геоботанічний опис - один з основних і найбільш універсальних ме­тодів для геоботаніків. Геоботанічний опис - це наукові відомості про усі ос­новні параметри одного рослинного угруповання.

2. Метод пробних ділянок - використовується для детального опису будь-яких угруповань.

3. Метод облікових площадок - використовується для встановлення кількісних ознак та ознак структури угруповань.

4. Метод трансект. Трансекта - прямокутна смуга певної ширини і довжини, закладена в напрямку поперечного перетину морфологічно та / або екологічно неоднорідних ділянок рослинного покриву. Вона може перетинати неоднорідні плями в межах одного рослинного угруповання або кілька рослинних угруповань в межах одного контуру. Напрямок трансекти звичайно орієнтують за екологічним градієнтом - найбільш відчутною, але поступовою зміною одного чи кількох провідних факторів середовища, наприклад, в напрямку до узлісся, до дренуючого русла, від берега озера до його центрального масиву, від джерела засолення ґрунту до місцезростань з низькою засоленістю тощо. Вздовж трансекти систематичним - рівномірним - способом закладають дрібні пробні ділянки або облікові площадки. Ширина трансекти звичайно відповідає ширині цих облікових площадок, частіше дорівнює 1 м , рідше - кілька метрів. Звичайно трансекти використовують у стаціонарних чи напівстаціонарних типах геоботанічних досліджень: один раз заклавши їх у полі, на них здійснюють тривалі спостереження і багаторазові вимірювання.[6:9]

5. Метод бісекти. Бісекта - це рамка визначеної площі, яку можна орієнтувати вертикально чи горизонтально (деталі див. рис. 1.3).

6. Метод укісних снопів, або ваговий метод. Застосовується для бо­танічного та агрономічного аналізу травостою - його складу, загальної про­дуктивності та продуктивності окремих компонентів

7. Методи вивчення підземної частини угруповання (за: «Полевая геоботаника», 1960, т.2):

   1. Траншейний. Викопується траншея способом, подібним, як для аналізу профілю фунту, і на її стінках вивчаються та фотографуються морфологічні особливості розподілу підземних органів у фітоценозі. Щоб звільнити корінці від ґрунту, їх обережно вимивають водою.

   2. Метод горизонтальної розкопки. У попередньо викопаній траншеї послідовно, починаючи з верхнього, водою вимивають горизонти ґрунтового профілю, звільняючи на невеликій обліковій площадці органи рослин, що знаходились в одному горизонті. Описавши цей горизонт, розчищають його від рослинних частин і переходять до вимивання наступного.

   3. Метод ґрунтових монолітів. Вимагає спеціального обладнання, за допомогою якого підготовлений моноліт, у вигляді круглого чи квадратного циліндра вбивають перпендикулярно у ґрунт до майже повного занурення, а згодом витягують. Грунт, що потрапив у моноліт, далі обережно розташовують у спеціальні, подібні на гербарні сітки, а землю вимивають. Якщо моноліти закладати не вертикально, а горизонтально, тобто в кожному окремому горизонті ґрунтового профілю (попередньо викопавши достатньо велику траншею), то можна встановити розподіл підземної біомаси по горизонтах ґрунту. Останній спосіб вивчення підземної частини угруповання називають ваговим методом Качинського.[6:11]

8. Метод профільних ліній. Профільний хід - це смуга 5-10 (50) м шириною на відстані 0,1, 0,5, 1, 2 км один від одного. Профіль мак перетинати усі рельєфні відмінності території досліджень, і він картується на міліметровому папері. Геоботанічний профіль зображає ряди рослинних угруповань і покликаний показати, як різні рослинні угруповання у просторі або в часі змінюють одне одного, залежно від зміни провідного або кількох провідних факторів. Ці ряди фітоценозів називаються єколого- фітоценотичними і можуть відображати або вплив на рослинність топологічних умов (рельєфу, порід, ґрунтів, характеру зволоження), або етапи зміни умов місцезростань і рослинності. Ландшафтні профілі складаються сумісними зусиллями геоботаніка, ґрунтознавця та гідрогеолога.[6:12]

9. Метод екологічних рядів. Ґрунтується на попередньому методі і дозволяє отримати достовірні дані про зв'язок рослинності з провідними факторами середовища, а також визначити межі рослинних угруповань. Закладають трансекту, а вздовж неї - окремі пробні ділянки в тій послідовності, яка відображає чергування рослинних асоціацій вздовж екологічного градієнта - поступової, але стійкої зміни (у напрямку збільшення чи зменшення) одного екологічного фактора на досліджуваній території. Екологічний градієнт зображають умовною віссю чи шкалою. Щоб отримати природні екологічні ряди, найпростіше орієнтувати трансекти в напрямку перетину форм рельєфу, впоперек долин річок і річкових терас, ярів, балок, вздовж схилу однієї експозиції (від підніжжя пагорба до вершини), впоперек заплави (від русла річки до притерасної частини) тощо (рис. 1.4). У таких випадках можна очікувати послідовну зміну наступних умов: рівень залягання ґрунтових вод, рівень зволоження ґрунту, інтенсивність ерозійних чи засолюючих процесів, багатство і дренованість субстрату, тепловий режим.[6:14]

Рис.1.3. Картування метрової ділянки білополиново-типчаково-ковилового угруповання («Полевая геоботаника», 1964, т. З, с. 247). Рамка 100 х 100 см.

А - проекція бісекти на горизонтальну площину (вигляд ділянки зверху). Горизонтальна проекція показує густоту стояння та характер розташування рослин у травостої. Б - проекція бісекти на лінію (вигляд ділянки збоку). Лінія А-Б зображає лінійну трансекту в межах метрової рамки, на якій вимірювались протяжності окремих рослин, для встановлення істинного покриття. Лінійна проекція показує зайнятий особинами різних видів простір. 1 - типчак (Festuca sulcata Hack.), 2 - ковила Лесінга (Stipa lessingiana Trin. Et Rupr.), полин Лерхера {Artemisia lercheana Web ), 4 - основи рослин, 5 - проекція крон, 6 - відмерлі частини дернин. Суцільною лінією окреслені контури, що відображають істинне покриття (покриття основами), пунктирними - площа проективного покриття надземними частинами рослин (про покриття - див. розділ 6.3). Загальне проективне покриття на метровій ділянці - на рівні 36-40%.[6:16]

Рис. 1.4. Узагальнена схема рослинності засоленого степового поду (за Є.А. Востоковою): 1 - зарості тамариксу (Татагіх ер.), 2 - зарості очерету (РЬгадтЛев аизіїаііз), 3 - зарості з домінуванням сарсазану шишкуватого (Наїоспетит з(гоЬІІасеит), 4 - зарості солонцю трав'янистого (Баїісотіа ЬвгЬасва І..), 5 - поверхня поду, позбавлена рослинності.[6:17]

10. Метод дешифрування аерофотозйомок. Зміна хімічного складу ґрунтів викликає зміну фізіономічності фітоценозів. Дешифрування дає матеріал для контурного визначення території з певними відомими умовами. Для цього як індикатори використовуються рослинні угруповання. Для картографування фітоценозів використовують великомасштабні аерозйомки, масштабом 1:25 000. Отримані матеріали доповнюють уточнюючими наземними дослідними роботами.

11. Стаціонарно-екологічний - комплекс методів, розвинений радянською школою на основі праць та екологічних шкал Л.Г. Раменського, німецькою школою на основі шкал Г. Еленберга та ін., вісконсінською школою градієнтного аналізу та ординації рослинності. Ординація та градієнтний аналіз вважаються спеціальними методами вивчення рослинного континуума, коли рослинний покрив не розбивається на структурні елементи „мозаїки", а розглядається як безперервність, в якій одні поєднання рослинних популяцій плавно переходять в інші.[6:18]

Доповнюється методологічна база пізнання закономірностей рослинного покриву у загальній геоботаніці численними додатковими методами - хімічними та біогеофізичними, фізіологічними, продукційно-екологічними, кількісно-статистичними (англійська та інші школи кількісної геоботаніки), біогеоценотичними, експериментальними та ін.

Так, експериментальний метод у геоботаніці (див. Работнов, 1987) розвинений ленінградською школою Карпова, і його основними напрямками досліджень були такі: встановлення закономірностей розвитку рослинних угрупованнях в умовах штучної зміни середовища; дослідження змішаних і чистих посівів та посадок; порушення структури рослинного угруповання шляхом підсадки чи підсіву чужих рослин або видалення його постійних компонентів.

Біогеоценотичний метод в геоботаніці спрямований на розкриття ролі і функцій елементів рослинного покриву в комплексних природних системах - біогеоценозах.

Покрив не розбивається на структурні елементи „мозаїки", а розглядається як безперервність, в якій одні поєднання рослинних популяцій плавно переходять в інші.

Доповнюється методологічна база пізнання закономірностей рослинного покриву у загальній геоботаніці численними додатковими методами - хімічними та біогеофізичними, фізіологічними, продукційно-екологічними, кількісно-статистичними (англійська та інші школи кількісної геоботаніки), біогеоценотичними, експериментальними та ін.

Так, експериментальний метод у геоботаніці (див. Работнов, 1987) розвинений ленінградською школою Карпова, і його основними напрямками досліджень були такі: встановлення закономірностей розвитку рослинних угрупованнях в умовах штучної зміни середовища; дослідження змішаних і чистих посівів та посадок; порушення структури рослинного угруповання шляхом підсадки чи підсіву чужих рослин або видалення його постійних компонентів.

Біогеоценотичний метод в геоботаніці спрямований на розкриття ролі і функцій елементів рослинного покриву в комплексних природних системах - біогеоценозах.

Окрема група методів - методи спеціальної геоботаніки, зокрема, методи лісової таксації. їхня мета - детальне вивчення складу, структури і продуктивності дерево стану, головні показники, які при цьому обліковуються, - це зімкненість і покриття деревостану, його повнота, бонітет, морфометричні дані та ін. [6:19]

ВИСНОВКИ

1. Фітоценоз — сукупність рослинних організмів на відносно однорідній ділянці, які перебувають у взаємодії між собою, з тваринами і навколишнім середовищем. Фітоценозом, або рослинним угрупованням, слід називати будь-яку сукупність як вищих, так і нижчих рослин, які займають дану однорідну ділянку земної поверхні, з лише їм властивими взаємостосунками й умовами місцезростання, які створюють своє особливе середовище, фітосередовище.

2. Типи фітоценозів включають в себе фітоценози лісу- головний компонент фітоценозу в лісі – деревостій, боліт - сукупність багатолітніх рослин, які здатні виростати в умовах рясного зволоження проточними або стоячими водами. Рослини боліт: брусниця, виростає на торф'яних болотах, журавлина, виростає на верхових і перехідних болотах, морошка, виростає на торф'яних болотах, росянка, через нестачу мінеральних речовин в грунті займається пасивним ловом комах, болотяний кипарис, поширений в Північній Америці і акліматизований в дельті Дунаю, мох сфагнум, багульник, осока, пухівка, лепеха, пухирчатка. Фітоценоз степу - один з основних типів рослинних угруповань, в складі якого переважають трав'янисті рослини, пристосовані до умов зростання з недостатнім зволоженням. У степах, як і на луках, панують багаторічні трав'янисті рослини, насамперед із родини Злакові (ковила, типчак тощо). Фітоценоз луків – включає в себе угруповання, у яких панують багаторічні трав'янисті рослини, що ростуть та розвиваються з весни до осені. Луки можуть бути природними і штучними, які створила людина для випасання худоби (пасовища) і косовиці. Фітоценоз водойм . Порівняно з рослинами лук та інших рослинних угрупувань, рослини водойм мають більш однорідні умови існування, що і зумовлює значне поширення їх на всій земній кулі.

3. Спеціальні методи дослідження фітоценозів включають в себе: геоботанічний опис ,метод пробних ділянок ,метод облікових площадок ,

метод трансект, метод бісекти, метод укісних снопів,методи вивчення підземної частини угруповання ,метод профільних ліній.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Вальтер Г. Общая геоботаника. - М.: Мир, 1982. - 264 с.

2. Ипатов В. С., Кирикова Л. А. Фитоценология. - СПб.: Изд-во СПбГУ 1998.-314 с.

3. Миркин Б. М., Наумова Л. Г., Соломещ А.И. Современная наука о растительности. - М.: Логос, 2001. - 264 с.

4. Миркин Б.М., Розенберг Г.С. Фитоценология: Принципы и методы. - М. Наука, 1978. -148 с.

5. Полевая геоботаника / Под общ. ред. Е.М.Лавренко и А.А. Корчагина. - М.-Л., 1959-1964-Т.1 - С. 13-75, 79-241,369-435; Т.2; Т.З.

6. Работнов Т.А. Экспериментальная фитоценология. - М.: Изд-во МГУ, 1987.-160 с.

7. Шенников А.П. Введение в геоботанику. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1964. - 447 с.

8. Біологія: Навч. посіб. / А. О. Слюсарєв, О. В. Самсонов, В.М.Мухін та ін.; За ред. та пер. з рос. В. О. Мотузного. — 3тє вид., випр. і допов. — К.: Вища шк., 2002. — 622 с.: іл.

9. Олійник Я.Б., Шищенко П.Г., Степаненко А.В., Масляк П.О. Географія для старшокласників та абітурієнтів. К., Знання, 2006

10.Заставний Ф.Д. Географія України: У 2 кн.-Л.: Світ, 1994

11. Шищенко П.Г., Мунич Н.В.Фізична географія України. К., Зодіак-Еко, 2005

12. Гуленкова М.А., Красникова А.А. Летняя полевая практика по ботанике. Изд. I. - М„ 1976. - С. 48-95.

13. Гуленкова М.А., Красникова А.А. Летняя полевая практика по ботанике. Изд. II. - М., 1986. - С. 14-60.

14. Плавильщиков Н.Н. Юным любителям природы. - М., 1975. - С. 111- 113.