3 курс / 2 семестр / Методы изучения экологии животных и растений / metody_polev_ekol_issl_2014

pi=ni/n – соотношение, в котором n – общее число зарегистрированных особей всех возрастных состояний.

В качестве вспомогательного материала приводим шкалу эффективности онтогенетических состояний (табл. 1.5), разработанную Л.А. Животовским (2001), в которой рассчитаны значения коэффициента возрастности (ki) и относительной энергии эффективности (ei) для каждого возрастного состояния и каждому из них присвоен свой уровень (i).

Таблица 1.5. Шкала эффективности онтогенетических состояний (по: Животовский, 2001)

В новой классификации нормальных ЦП, предложенной Л.А. Животовским (2001), используется соотношение показателей средней возрастности (Iвоз) и средней эффективности ЦП (ω) (рис. 1.6).

Градиентный анализ является одним из важнейших методов оценки эко- лого-ценотических воздействий на особи растений и их популяции. Для координации ЦП по градиенту комплексного благоприятствующего росту растений фактору (экоклину) используется индекс виталитета ЦП (IVC) по размерному

30

спектру особей, рассчитываемый с использованием выравнивания методом взвешивания средних:

нию с повышением неблагоприятности условий роста, рассчитывают обратное отношение: (Xi / Xi ).

Индекс (IVC) вычисляется для каждой ЦП. Градиент ухудшения условий роста (усиления стресса) выстраивается как ряд ЦП по убыванию значения их индексов виталитета (IVC). Наибольшее значение индекса соответствует наилучшим условиям реализации ростовых потенций, а наименьшее – худшим условиям. Отношение максимального значения индекса к минимальному отражает размерную пластичность вида – ISP (индекс размерной пластичности вида):

ISP IVCmax IVCmin

Таблица 1.6. Расчет индекса жизненности ЦП и индекса размерной пластичности N-вида

В расчетах IVC используют признаки растений, степень развития которых определяется экологическими условиями (высота и толщина стебля, параметры листьев, число побегов, боковых побегов и т.п.). Преимущество такого подхода – в отсутствии необходимости полного совпадения набора оцениваемых параметров растений в ЦП. Также этот метод позволяет высчитывать виталитет как ЦП, так и отдельных особей. В табл. 1.6 представлен пример расчета индексов жизненности ЦП (IVC) и размерной пластичности N-вида (ISP).

1.4. Гербаризация сосудистых растений

Сбор растений не должен быть случайным, неаккуратным. Техника гербаризации разных растений может отличаться, но результат должен быть один – полноценный и качественный гербарный образец. В гербарной папке во время полевых исследований должно быть 30–50 рубашек. Рубашки с материалом в папке следует класть сгибом вниз, а пустые – сгибом вверх, что ускорит извлечение пустых рубашек при гербаризации растений. Нередко во время экскурсии пачка рубашек может распадаться и выпадать из гербарной папки. Поэтому для удобства можно всю эту кипу вложить в 1–2 раскрытые рубашки и в таком виде вложить в папку сгибом общей рубашки вниз.

Нужно учитывать, что не все растения имеют размеры гербарного листа (примерно лист А3 – 42×30 см), поэтому крупные экземпляры сгибаются или разрезаются на несколько частей, а если растения маленькие, то их помещается на лист по несколько.

В гербарном образце растение должно быть представлено по возможности целиком (от корней до верхушки) и в генеративном состоянии. Должны быть представлены все его части, необходимые для предстоящего определения образца до вида: цветки и/или плоды у Rosa, спорангии у папоротников, плоды у Ceratophyllum и т.д. Паразиты собираются с растением-хозяином. Собирая заведомо редкое растение, нужно помнить о его охране. В этом случае достаточно взять лишь его надземную часть или отдельный побег, так как большинство растений легко переносят отчуждение надземных органов.

Следует тщательно выбирать экземпляр для сбора, не брать первый попавшийся. Также некоторые таксоны плохо представлены в гербариях ввиду их

«неудобства» – колючие (Rosa, Cirsium), крупные (Angelica, Phragmites), жгучие (Urtica, Heracleum sosnowskyi), плохо сохнущие (Sedum, Salsola) растения.

Не следует пренебрегать их сбором.

После выбора подходящего экземпляра растения оно осторожно выкапывается. Копалкой вырезается конический кусок дернины и вынимается вместе с растением, подсунув ладони под земляной конус. Подземные органы аккуратно отделяются от земли и других растений. Затем оценивается, как растение ляжет на лист, для чего можно приложить его к гербарной папке. У растений высотой 50–60 см можно согнуть верхушку под углом менее 60°; если растение ветвится сверху, то удобнее перегнуть его в нижней части. Стебли вьющихся, стелющихся, а также погруженных водных растений можно сгибать по дуге. В любом

32

случае нужно придерживаться принципа, что искажения в естественном облике растения должны быть минимальными. Высокие растения приходится перегибать 3–4 и более раз. Для сохранения необходимого угла перегиба полезно надеть бумажные «манжеты» (полоски бумаги с прорезью).

Если растение густо олиствено и листья сильно налегают друг на друга и на другие органы, то растение лучше разрезать на несколько частей острым ножом, секатором или ножницами, поместив каждую часть в отдельную рубашку. Аналогично поступают, если растение очень крупное (Angelica) и/или имеет широкие листья.

Толстые корневища, луковицы, а у некоторых растений (например, Nymphaea) стебли и цветки разрезают острым ножом, что значительно ускоряет последующую сушку образца. Также разрезаются кочки и плотные дерновины злаков, некоторых осок и ситников, но так, чтобы были видны характер роста и кущения, особенности возобновления побегов растения. Небольшие растения собираются по несколько экземпляров, чтобы впоследствии гербарный лист был полностью заполнен. Иногда для этого требуется собрать несколько десят-

ков особей (Myosurus, Androsace).

Вслед за этим гербарная папка развязывается и кладется на землю или на стол, где растение расправляется. Если папка находится на коленях, то качественно расправить растение, как правило, не удается. Растения должны заполнять поверхность рубашки более или менее равномерно, но нужно оставлять место для этикетки при последующей монтировке на гербарный лист. Иногда удобнее расправить растения в отдельных рубашках, чтобы позднее объединить их на одном гербарном листе.

Между стеблями и листьями следует положить гигроскопичную (газетную) бумагу, чтобы не оставались темные полосы или пятна. Часть листьев должна располагаться нижней стороной вверх, чтобы было видно опушение, часто являющееся диагностическим признаком. Расправленные нежные цветки следует укрыть папиросной, туалетной или газетной бумагой и положить сверху немного ваты. Но вата не должна попасть на растение, так как она повредит нежные цветки, а остатки волокон можно принять за опушение самого растения. Для ускорения сушки стебли под соцветиями луков, орхидных, сложноцветных передавливают ногтем в 1–2 местах. В некоторых случаях необходимо отпрепарировать цветок и сушить его в расправленном виде, так как некоторые части его могут нести диагностические признаки, как например, форма губы у

Dactylorhiza spp.

Если у растения много длинных цветоносов или листьев, то сначала расправляется его нижняя часть, затем она накрывается сложенной рубашкой или газетой, по верхней кромке которой перегибают побеги, листья или цветоносы на одном уровне и под одним углом. «Мясистые» растения (Lathraea, Hypopytis и др.) разрезают вдоль для ускорения их сушки. Тонкие и нежные растения (водные погруженные, Ciracaea spp., Corydalis spp. и др.) следует расправить сразу, так как они нередко прилипают к рубашке, которую лучше не открывать до окончания сушки.

33

При сборе деревянистых растений следует выбрать ветку, наиболее характерную для этого вида. Если листья различаются на генеративных и вегетативных побегах, то необходимо отразить это в сборах. У ряда видов цветение, распускание листьев и плодоношение наступают в разное время, поэтому желательно поместить в гербарий сборы разных фенологических состояний конкретной особи.

Черновой этикетаж. Каждый гербарный сбор необходимо сопровождать черновой этикеткой, которая представляет собой небольшой листок бумаги. На нем указываются место, дата сбора, автор сбора, а также экотоп, для которого желательно отмечать некоторые детали. Смешанные леса желательно называть подробнее. Например, сосновый лес с березой и осиной. Для склонов отмечают крутизну и экспозицию (ориентацию к той или иной стороне света), для рек – берег. Следует указывать цвет растения или отдельных органов, так как в дальнейшем они могут поменять свой первоначальный цвет, иногда – высоту, жизненную форму. При наличии GPS-навигатора желательно сопровождать каждый сбор географическими координатами. Для этого в месте сбора растения ставится путевая точка, имеющая оригинальное цифробуквенное обозначение, а в черновую этикетку записывается это обозначение или непосредственно координаты.

Сушка гербария осуществляется в гербарных прессах. В зависимости от планируемой интенсивности гербаризации и транспортных возможностей может понадобиться 2–4 пресса на 1 гербарную папку.

Рубашки с собранными растениями перекладываются сухими газетами. Сначала на одну из рамок кладут несколько пустых газет, чтобы уберечь растения в рубашках от повреждения рамкой и сеткой пресса. Затем растение из рубашки в папке вместе с черновой этикеткой переносится в пустую рубашку в пресс. Если растение очень нежное, то оно оставляется в той рубашке, в которой было собрано, а расправляться должно при сборе в полевых условиях. Затем растение расправляется, под листья, побеги, стебли подкладывается бумага и т.д.

После этого поверх рубашки с расправленным растением кладется несколько прокладок. Обычно это старые газетные листы. Их число определяется, в основном, характером объекта исследования. Обычно прокладок используют по две. Если это водные растения (соответственно, более влажные, сырые или мокрые), то число газет должно быть не менее 3. Большее число газет прокладывается также между крупными растениями (Cirsium, Cicuta и др.), между растениями с крупными шипами и/или сочными плодами (например, Rosa). Для нежных растений иногда достаточно и одной прокладки, особенно при нехватке газет. Так как в этом случае и для прокладок, и для рубашек используются газеты, то практичнее рубашки с растениями располагать в одну сторону, а прокладки – в другую. Это ускорит последующую смену прокладок и убережет от потери материала.

Пресс заполняется до тех пор, пока его высота не достигнет 30–40 см, после чего он завязывается. А.В. Щербаков (2006) предлагает два способа

34

завязывания гербарного пресса (рис. 1.7). Более тонкая – плохо запрессуется, более толстую – сложнее хорошо затянуть в пресс. Желательно отдельно сушить водные растения, нежные растения и растения с грубыми органами. Завязанный пресс выставляется на просушку под навес или в хорошо проветриваемое помещение. Однако не следует в первые 1–2 дня вывешивать его на открытое солнце во избежание порчи материала.

Менять прокладки практичнее утром и вечером, заменяя отсыревшие прокладки сухими. В сырую пасмурную погоду желательно перекладывать гербарий большее число раз при наличии сухих прокладок или можно подсушивать его с использованием нагрева: от печки, костра, электрических лампочек и т.п. Но нужно быть осторожным, так как бумага легко может воспламениться. Менять рубашки, в которых находятся растения, не нужно. Отсыревшие в прессе прокладки сразу после смены сушатся на солнце, на печи, возле костра. При заметном суточном изменении влажности воздуха на ночь гербарные прессы переносят в помещение, помещают в полиэтиленовые пакеты или фанерные ящики.

Отличают сухое растение от сырого на ощупь: сухое – теплое, недосохшее – холодит пальцы (можно использовать в качестве «индикатора» губы). Кроме того, сухое растение при поднимании его с рубашки почти не гнется, тогда как недосохшие органы поникают.

1.5. Камеральная обработка и хранение флористического материала

Все собранные в течение полевого сезона растения нуждаются в дополнительной обработке перед инсерацией. Инсерация – это процедура помещения гербарных материалов на постоянное хранение. Во-первых, следует разделить качественные сборы от некачественных и случайных, которые не заслуживают помещения в гербарные хранилища. Во-вторых, – снабдить чистовыми этикетками. И, в-третьих, смонтировать высушенные образцы на гербарные листы.

В первую очередь желательно рассортировать сборы по датам и местам проведения исследований, что сократит время на написание чистовых этикеток. Также необходимо отделить сборы растений, требующих консультации специалистов (Rosa, Alchemilla, Hieracium и т.д.). Чистовые этикетки можно написать в первую очередь. Передавать специалисту сбор на определение без чистовой этикетки просто невежливо.

Этикетка может быть любого размера, но часто придерживаются формата 125×75 мм. Текст заполняют от руки или на принтере, главное, чтобы текст легко читался. Данные заносят гелевой или капиллярной ручкой обязательно черного цвета. Сведения, включаемые в текст этикетки – это географическое название пункта сбора, описание местообитания, дата сбора, фамилия коллектора (-ов), иногда добавляют географические координаты места сбора (рисунки

1.8, 1.9).

35

Рисунок 1.7. Две схемы завязывания гербарного пресса (1 и 2); а–г – порядок действий, стрелками показан порядок перемещения веревки

36

HERBARIUM UNIVERSITATIS MORDOVIENSIS (GMU)

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Рисунок 1.8. Образец этикетки научного Гербария Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева (GMU)

Географический пункт. Принято привязывать место сбора к админи- стративно-территориальному делению территории. Даже если в черновой этикетке указывается точное местоположение относительно квартальной сети современной системы лесоустройства, то требуется привязать также к ближайшему населенному пункту, отмеченному на карте, так как обозначения кварталов могут изменяться при проведении таксационных работ. Можно делать привязку сразу к двум населенным пунктам, так как многие села имеют в пределах региона (а иногда в пределах одного административного района) одинаковые названия (например, Ивановка, Михайловка, Александровка).

При привязке к населенному пункту следует избегать употребления слова «окрестности» (например, окрестности с. Осиновка Первомайского района Нижегородской области). Следует указывать точнее место сбора – по отношению к стороне света от населенного пункта (в 3,5 км к югу от с. Осиновка…). Следует указывать берег реки (левый или правый).

Год следует указывать как «2013», а не «13». Обязательно указываются фамилии и инициалы коллекторов. Необходимо избегать употребления записей, подобных – «Студенты 101 группы». Полезно указывать индивидуальный номер гербарного сбора. Если образец занимает несколько листов, то на этикетке следует писать: «На 2 листах. Лист № 1».

Перед началом монтировки гербария производят обработку сборов для предотвращения заноса яиц, личинок и имаго насекомых. Обычно гербарные сборы хранятся на специально подготовленных листах плотной бумаги (как

37

правило, это ватман, бумага формата A3 (лист размером 420×297 мм) плотностью не менее 150 г/м2).

ГЕРБАРИЙ

МОРДОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПРИРОДНОГО ЗАПОВЕДНИКА ИМ. П. Г. СМИДОВИЧА

Семейство: Hippuridaceae – Хвостниковые________________

Род: Hippuris – Водяная сосенка__________________________

Вид: H. vulgaris L. – В. с. обыкновенная___________________

Местонахождение: Республика Мордовия, Темниковский район. На низинном болоте в 2 км южнее с. Тювеево________

______________________________________________________

______________________________________________________

Координаты: 54° 40' 04,26'' N 43° 15' 50,51'' E

Собрал: О. Гришуткин__________________________________

Определил: Е. Варгот___________________________________

Рисунок 1.9. Образец этикетки научного Гербария Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г. Смидовича (HMNR)

Формат гербарных листов в разных гербарных хранилищах различается. В одних Гербариях сборы хранятся на одинарных листах (Гербарий им. Д.П. Сырейщикова, Гербарий Мордовского заповедника), в других – на двойных листах, получаемых путем складывания пополам листов бумаги формата A2 (Гербарий МГУ им. Н.П. Огарева.).

Этикетку обычно приклеивают в нижнем правом углу листа. В некоторых случаях ее допускается ориентировать длинной стороной вдоль длинной стороны гербарного листа. Если этикетку не удается приклеить на лист, не закрыв часть образца, допускается приклеить ее лишь краем. Для приклеивания этикетки используют органические клеи или ПВА, но ни в коем случае нельзя

применять силикатный клей.

Растение (или растения) размещают, чтобы его части равномерно занимали всю площадь листа. Если растение небольшое, то его помещают не в центре, а около края листа, что в последующем облегчит изучение образца под бинокуляром.

Толстые части растений пришиваются к листу нитками (обычно хлопчатобумажные № 10 нейтрального или белого цвета). Каждый стежок завязывается глухим узлом, а концы нитки отрезаются. Более нежные части или целые растений, водные погруженные растения (Potamogeton spp., Ceratophyllum spp. и др.) прикрепляют тонкими полосками белой бумаги, приклеиваемыми с помощью клея к гербарному листу. Их готовят из бумаги для печати формата А4

38

(например, «Снегурочка»), нарезая полосами 1–3 мм. Для более нежных растений нужны более узкие полоски, для более жестких – более широкие.

Простой способ проверки качества фиксации растения – когда гербарный лист переворачивают образцом вниз. Если части растения не свисают с листа, то он закреплен надежно. Желательно, чтобы полоски бумаги наклеивались параллельно друг другу, так как образец в таком случае выглядит более аккуратно. При необходимости к гербарному листу приклеиваются бумажные пакетики или конвертики, в которые помещаются фрагменты растений – плоды, цветки, листья и т.д.

После монтировки гербарных листов они поступают в гербарные фонды, где в первую очередь происходит их дезинсекция: промораживание, прожаривание или протравливание. Затем их сортируют, монтируют и помещают в гербарные шкафы или гербарные коробки на постоянное хранение.

Передаваемые в фонды образцы должны быть обязательно снабжены чистовыми этикетками и определены хотя бы до уровня рода или семейства.

При наличии баз данных (системы бумажных карточек или электронных баз данных) в них заносится информация о новых поступивших образцах.

1.6. Гербарий, его значение и организация

Слово «гербарий» имеет несколько значений. Во-первых, это коллекция высушенных растений, во-вторых, – расправленные и высушенные растения. И наконец, это научные учреждения, основной функцией которых является сбор, хранение и изучение коллекций растений. В последнем значении слово «гербарий» пишется с прописной буквы, например, Гербарий МГУ им. Н.П. Огарева или Гербарий МГПЗ им. П.Г. Смидовича. Основное значение гербарных коллекций – хранение материалов по биоразнообразию растений, предоставление заинтересованным лицам возможностей работы с этими коллекциями.

Самый крупный в нашей стране – это Гербарий Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН (Санкт-Петербург), насчитывающий около 7 млн. образцов. Около 1 млн. образцов содержит Гербарий им. Д.П. Сырейщикова. Эти хранилища содержат в себе материал со всего мира. Большинство гербариев нашей страны являются региональными, включают несколько тысяч гербарных листов и ограничиваются флорой одного или нескольких смежных регионов.

Если объем гербария достигает 5000 гербарных листов, он может быть зарегистрирован в международной системе Index Herbariorum через Интернет-

сайт http://sciweb.nybg.org/science2/IndexHerbariorum.asp. На этом же сайте можно узнать последнюю информацию о коллекции каждого зарегистрированного в Index Herbariorum Гербарного хранилища.

Многие Гербарии мира имеют электронные базы данных, доступные через Интернет каждому его пользователю. Это значительно расширяет круг лиц, которых может заинтересовать тот или иной гербарный сбор. Примерами в России могут служить Гербарий БИН РАН (http://www2.binran.ru/collections/),

Гербарий Мордовского государственного заповедника (http://zapovednik-

39