Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича

факультет біології, екології та біотехнології

кафедра екології та біомоніторингу

Курсова РОБОТА

Таксономічна структура рослинних угруповань

лучної екосистеми с. Білівці

студентка ІІІ курсу

Мельник Тетяна

Науковий керівник: к.б.н., доцент Морозова Т.В.

Чернівці – 2012

ЗМІСТ

Вступ
розділ 1
огляд літератури
1.1. Екологічна та таксономічна оцінка фітоценозів
1.2. Підходи та принципи оцінки екологічної толерантності видів
1.3. Використання діапазонних екологічних шкал для оцінки біорізноманіття
Розділ 2
Матеріали та методи дослідження
2.1. Методи дослідження
2.2. Техніка безпеки при роботі в польових умовах
Розділ 3
Результати досліджень та їх обговорення
3.1. таксономічна структура лучної екосистеми
ВИСНОВКИ
список виристаної літератури

ВСТУП

З посиленням антропогенного впливу на природні екосистеми вивчення стану рослинного покриву з метою збереження фіторізноманіття є актуальним завданням екології. Згідно з цим, інвентаризація флори та класифікація рослинності – дві важливі передумови менеджменту фітосистем будь-якої територіальної одиниці.

Сучасні екологічні дослідження ґрунтуються на аксіоматичній тезі, що базові властивості певної природної екосистеми – продуктивність та стійкість – істотно залежать від ступеня відповідності наявного в екосистемі біорізноманіття її екотопу. Рослинний покрив відіграє ключову роль у формуванні та функціонуванні наземних екосистем і є індикатором стану навколишнього природного середовища. Фітоценози досить чутливо реагують на зміну екологічних факторів та емерджентно відображають характер змін структури і властивостей екосистем залежно від рівнів їх організації [9, 14, 21, 31,40].

Розподіл видів між різними таксонами дає можливість визначення чисельного складу родин вищих рослин, які займають панівне положення. Розгляд кількісних співвідношень, що характеризують систематичну структуру певної флори, створює деякі передумови для розуміння її сутності, включаючи питання обумовленості її природи зв'язками рослин з типами місцезростання, напрямами і ступенем трансформації, що виникають і в умовах антропогенного пресу [22,31,43]. Саме тому, метою нашої роботи було: встановлення видового складу трав'янистих рослин фітоценозу лучної екосистеми с. Білівці і визначення його систематичної структури.

Відповідно до мети визначені завдання:

• встановити перелік видів рослин лучної екосистеми с. Білівці;

• провести флористичний аналіз.

Розділ 1 Огляд літератури

1.1. Екологічна та таксономічна оцінка фітоценозів

Розвиток науково-технічної революції привів до значного зростання впливу на природні екосистеми техногенного та антропогенного факторів. У зв'язку з господарською діяльністю, порушуються природні фітоценози, в них змінюється кількість та співвідношення видів рослин [22,31].

У сучасних умовах надзвичайно актуальним є питання вивчення і збереження природних екосистем як банків генетичних ресурсів в Україні.

Як справедливо відмітив академік А. Тахтаджян [39], збереження кожної окремої екосистеми неможливе без збереження таксономічної різноманітності її компонентів. Збіднення багатьох екосистем, що відбувається останнім часом, приводить до їх структурного спрощення і втрати оптимального ступеня функціонування і стабільності. Зникнення не тільки популяції, а і багатьох видів означає втрату потенційно дуже цінного для людства генетичного матеріалу.

Проблема зменшення біорізноманіття також актуальна і для України. Не дивлячись на те, що Україна займає 5,7% площі Європи, на її території представлено не менше 35% європейського біорізноманіття, що визначає важливу роль України для збереження всього європейського біологічного різноманіття [38]. На жаль, значна частина біорізноманіття держави потерпає від діяльності людини. Внаслідок дії негативних антропогенних факторів все більша кількість видів тварин і рослин в Україні перебуває під загрозою зникнення. До першого видання Червоної книги України (1980 р.) було занесено 151 вид вищих рослин і 85 видів тварин [41]. До другого видання Червоної книги (тваринний світ – 1994 р. [42], рослинний світ – 1996 р. [41] внесено вже 541 вид рослин і грибів та 382 види тварин. Список видів, запропонованих до третього видання Червоної книги, налічує 839 видів рослин і грибів та 542 види тварин [38].

Глобальні проблеми сучасності обумовлюють необхідність формування таких методичних підходів обліку та оцінки біорізноманіття, які зорієнтовані в першу чергу на вирішення завдань збереження систем (сукупностей) видів в їх просторовому розподілі – від типів екосистем глобального рівня до конкретних біогеоценозів і їх суміжних територіальних поєднань на локальному рівні. Складність такої роботи полягає в організації біорізноманіття на генетичному, видовому та екосистемному рівнях.

В природних умовах рослини реагують на різнобічний вплив кліматичних і ґрунтових факторів. Вплив абіотичних факторів на рослину досить важко оцінити, оскільки не існує теоретичних обґрунтувань синергізму чинників і рідко буває, що в розпорядженні є екологофізіологічна характеристика видів, заснована на даних вимірювань. Проте, враховуючи наявний досвід багатьох поколінь польових ботаніків, можна охарактеризувати певні властивості кожного виду. Такий напівкількісний метод представляють таблиці індикаторних значень або шкали оптимумів Г.Елленнберга і Е. Ландольта, а також діапазонні шкали Л.Г. Раменського і Д.Н. Циганова [40]. Ці екологічні шкали з використанням комп'ютерних комплексів, наприклад «EcoScale» (Комаров та ін, 1991; Заугольнова, Ханіна, 1996; Грохліна, Ханіна, 2006), дозволяють обробляти масиви геоботанічних описів і отримувати точкові і діапазонні оцінки для будь-якого виду судинних рослин по кожному досліджуваного фактору і сукупною оцінкою місцеперебувань. [8]. Подібні індикаторні значення дійсні для рослин, що утворюють угруповання та беруть участь у біотичних взаємодіях. Такі оціночні методи мають велике практичне значення завдяки своїй простоті і точності, оскільки вони дають інтегральну характеристику рослинних угруповань, а фітоценози, що виступають в якості фітомерів, здатні об'єктивніше, ніж інструментальні методи, оцінити зміни екологічної обстановки. Типи екологічних шкал, питання їх розробки і застосування, а також відповідність параметрів місцеперебування, розрахованим за шкалами, вивчаються в цілому ряді робіт [8].

Біологічне різноманіття – найважливіший природний ресурс, сформувався протягом тривалого історичного розвитку органічного світу, і є джерелом стабільності, тобто виконує буферну роль в біосфері, завдяки чому зменшує негативні для всього живого флуктуації абіотичних факторів. Тому виключно важливе значення має збереження існуючого біорізноманіття природних екосистем, що забезпечує їх стійкість до негативного дії фaктора навколишнього середовища, в тому числі і антропогенного походження.

У світлі рішень Севільської стратегії ЮНЕСКО створення мережі природоохоронних територій обумовлює необхідність розробки критеріїв та алгоритмів виявлення природно-територіальних комплексів, що характеризуються високим біорізноманіттям. Серед таких критеріїв провідне місце займають оцінки різноманітності біоти, засновані на показниках видового багатства і видового різноманіття (Pielou, 1966; Margalef, 1969; Одум, 1975; Песенко, 1982; Бігон та ін, 1989; Меггаран, 1992), а також таксономічного різноманіття та таксономічної складності угруповань (Ємельянов, Загороднюк, 1990, 1993; Загороднюк та ін, 1995; Ємельянов, 1999). Визнання необхідності охорони не тільки генофонду, але й ценофонду біосфери - положення, зафіксовано у Міжнародній конвенції з біорізноманіття (Ріо-де-Жанейро, 1992 р.), – обумовлює розвиток досліджень, які передбачають проведення робіт з інвентаризації та бонітування екосистем за багатством і розмаїттям живого на системно-структурному рівні біотичних спільнот. Все це вимагає збереження еталонних ділянок, які б в значній мірі представляли існуюче багатство і різноманітність фауни і флори. Зазначені еталонні ділянки мають величезне значення як природні банки генофонду та ценофонду живого, центри біорізноманіття, які можуть служити невичерпним джерелом для відновлення біоти порушених екосистем (Ємельянов, 1999). Тому зараз виключно актуальним представляється вибір критеріїв для визначення еталонних з біорізноманіття територій або акваторій. Це питання є чи найважливішим серед багатьох проблем, пов'язаних з вивченням і збереженням біорізноманіття.

Е. Меггаран (1992), детально проаналізувавши методи вимірювання біорізноманіття, акцентує увагу на ієрархічному розмаїтті, яке досить рідко розглядається фахівцями. Як зазначає Е.С. Пієлу (Pielou, 1975), інтуїтивно різноманіття угруповання, представленого видами різних родів вище такого, де більшість видів належить до одного роду. Це ж стосується і таксонів більш високого рангу – родин, відділів. Тому, формалізувавши концепцію видового різноманіття у вигляді варіантів індексу Шеннона, Е.С. Пієлу (Pielou, 1975), запропонувала використовувати його на рівні родів, родин, відділв і т.д.

Однак при порівняльному аналізі розмаїття угруповань зіставлення їх за багатьма характеристиками викликає певні незручності. Більше того, можливі випадки, коли угруповання, що характеризується великим видовим розмаїттям, буде менш різноманітним на рівні родів, родин і т.д. Тому виникає питання, як оцінити загальне різноманіття угруповань, врахувавши при цьому весь спектр оцінок різноманіття різних таксономічних рівнів. Зрозуміло, що раніше запропонований (Загороднюк та ін, 1995) показник таксономічного різноманіття, відображаючи структуру таксономічних відносин організмів в угрупованні і маючи ряд обмежень, не дозволяє кількісно оцінити яке з порівнюваних угруповань складніше.

У зв'язку з цим, для того щоб повною мірою судити про складність угруповань, необхідно знайти інтегральну функцію, яка б враховувала і структуру таксономічних відносин організмів в угрупованні, і їх представленість (велика кількість) на різних таксономічних рівнях. Для оцінки багатства і різноманітності біотичних спільнот використовуються такі показники: багатство видів (родів, родин, відділів тощо), різноманітність видове (родів, родин, відділів тощо), таксономічне багатство та різноманітність, складність біотичних угруповань.

Багатство видів (родів, родин, відділ і т.д.). Одним з основних показників філогенетичної структури біотичних угруповань (або фауністичних і флористичних комплексів) є багатство видів, тобто насиченість території (акваторії) видами, родами чи таксонами більш високих рангів рослинних і тваринних організмів. У зв'язку з цим, крім числа видів (родів, родин, відділв тощо), які зустрічаються в даній екосистемі, часто розглядають відношення кількості видів до числа родів, родин, відділв і т. д. (Вторів, Второва, 1983). Оцінка багатства фауни або флори за числом зареєстрованих видів є найбільш поширеною характеристикою при аналізі структури фауністичних або флористичних комплексів. За інших рівних умов угрупованняо, що включає 10 видів, є більш багатим в порівнянні з 5-видовим. Однак при таких порівняннях істотне значення мають ступінь вивченості фауни або флори, характер домінування тих чи інших видів і таксономічна структура угруповань. При оцінці видового багатства три останні характеристики не враховуються, аналіз проводиться "за інших рівних умов", які насправді виявляються суттєво більш значущими. У багатовидовому угрупованні може спостерігатися домінування лише 1-2 видів, а угруповання, що включає представників різних систематичних груп, апріорно уявляється помітно більш багатим.

Різноманіття видове (родів, родин, відділів і т.д.). Кількісна оцінка таксономічної структури біотичних угруповань, окрім показників загальної насиченості їх видами (або таксонами вищих рангів), включає характеристики великої кількості видів або систематичних груп вищих рангів. Узагальнені дані по багатству видів і їх великій кількості на тій чи іншій території виражають за допомогою індексів різноманіття (так зване видове різноманіття).

Оцінка проводиться за допомогою різних індексів – індекс Сімпсона, індекси Маргалефа і Менхініка, індекс Бріллюена, індекс Макінтоша, індекс Бергера-Паркера та ін (Pielou, 1966; Margalef, 1969; Одум, 1975; Песенко 1982; Бігон та ін, 1989; Меггаран, 1992). Найкращим і найбільш поширеним є інформаційний індекс Шеннона (Shannon, Weaver, 1949; Шеннон, 1963), який, на відміну від багатьох інших показників, оцінює різноманіття випадкових вибірок, тому найчастіше і використовується при вивченні структури природних угруповань. Крім цього, цей показник об'єднує видове багатство і вирівняність в єдину величину і кількісно (в бітах) оцінює рівнозначність реєстрації різних видів у угрупованні: Н´= –Σр_і·log₂p_i, де p_i - частка i-го виду по великій кількості. такий метод оцінки різноманіття дозволяє диференціювати угруповання з однаковим видовим багатством, але з різним ступенем домінування тих чи інших видів.

Слід зауважити, що показники видового багатства та різноманітності, можна застосовувати і на вищих рівнях таксономічної ієрархії (для родів, родин, відділів і т.д.). Це набуває особливої актуальності для таких груп організмів, де систематика нижчих таксонів не розроблена або вона недосконала, а також коли виникають труднощі з визначенням матеріалу внаслідок його численності. В такому випадку можна оперувати такими поняттями, як багатство або різноманітність родів, родин і т.п. Іноді тільки на таких рівнях і можливе проведення ексклюзивної експертизи оцінки багатства або різноманіття біотичних спільнот.

Таксономічне різноманіття Поряд з показником видового багатства і видового різноманіття, запропоновано розглядати структуру таксономічних відносин в угрупованні. Цей показник був названий "таксономічним різноманітям" (Ємельянов, Загороднюк, 1990, 1993). Його оцінка проводиться аналогічно розрахунку видового різноманіття. При цьому на першому етапі досліджується таксономічне багатство угруповання (сума таксонів компонентів). Наступним етапом є аналіз власне таксономічного різноманіття.