Цели и задачи полевой практики

Цели и задачи полевой практики

 

Полевая практика по экологии имеет очень большое значение в подготовке биолога и является неотъемлемой частью биологического образования. Курс экологии состоит из теоретического курса (лекций), лабораторно - практических занятий и летней учебной практики, которые тесно связаны между собой.

Цель полевой практики — ознакомление слушателей с методами и приемами полевого исследования взаимодействий между живыми организмами и их сообществами и окружающей средой. Полевая практика позволяет закрепить знания по пройденному теоретическому курсу экологии. Это достигается путем наблюдения и изучения организмов и других компонентов среды непосредственно в природной среде. Кроме того, полевая практика позволяет получать практические знания и навыки, которые можно использовать при изучении вопросов охраны окружающей среды и природопользования.

 

Задачи полевой практики заключаются в следующем:

1. Изучение эколого-географических особенностей территории исследования.

2. Изучение действия на организмы различных экологических факторов в природных условиях.

3. Выявление различных экологических групп организмов на изучаемой территории по отношению к экологическим факторам и приспособлений каждой экологической группы.

4. Знакомство с основными типами биоценозов, характерных для района практики.

5. Выявление основных признаков, структуры сообществ и условий их произрастания.

6. Овладение методикой полевого изучения сообществ и их компонентов.

7. Изучение устойчивости и динамики сообществ, выявление причин их смены.

8. Изучение индикационной роли живых организмов в природе.

9. Усвоение метода геоботанического профилирования и пробных площадок.

10. Выявление роли хозяйственной деятельности человека в изменении состава, структуры, условий среды в сообществах на изучаемой территории, овладение элементарными навыками охраны природы.

11. Приобретение навыков документирования результатов полевых исследований.

При прохождении полевой практики по экологии используются знания по ботанике, зоологии, почвоведении, гидрологии, метеорологии, топографии.

 

Организация и порядок проведения полевой практики

 

Полевая практика по экологии проводится в течение 12 дней (72 часов) в летний период.

Организационно полевая практика состоит из экскурсий с последующей камеральной обработкой полевого материала. Кроме общих заданий в течение практики слушатели должны выполнить индивидуальные задания по выбранным темам. По окончании работы на практике сдается отчет.

 

Материалы и оборудование

 

Для прохождения полевой практики по экологии требуются следующие материалы и оборудование:

1. Тетрадь или блокнот для записи наблюдений во время экскурсии.

2. Бланки геоботанических описаний и этикетки.

3. Простейшие приборы для описания сообществ (компас, рулетка, линейка, приспособления для определения проективного покрытия).

4. Лопата, нож или копалки, сеть для сбора водных растений.

Рекомендуемая литература.

Основная:

1. Березина Н.А., Афанасьева Н.Б. Экология растений: учеб. пособие для студ. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 400 с.

2. Бродский А.К.Общая экология: учеб. пособие для студ. учеб. Заведений – 4-издание. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 256 с.

3. Вахненко Д.В., Гарнизоненко Т.С., Колесников С.И. Биология с основами экологии, Ростов н/д: изд-во «Феникс»,2003г.

Дополнительная:

1. Гиляров а. М. Популяционная экология. Изд. Мгу. 1990.

2. Одум Ю. Экология, т. I, ii. М, мир, 1986.

3. Работнов Т. А. Фитоценология. Изд. Мгу. 1983.

4. Чернова Н М.. Былова А. М. Экология, м. Просвещение -1988.

5. Шилов И. А, Экология. М. Высшая школа, 1997,

Отчетность по учебной практике

 

К зачету по полевой учебной практике по экологии слушатели должны предоставить следующие отчетные документы:

1. Полевой дневник. Каждый слушатель к зачету должен предоставить свой полевой дневник, содержащий краткие записи о проведенных экскурсиях, результаты исследований, итоги выполненных практических работ и выводы из них.

2. Фото представителей различных экологических групп, с комментарием о месте сбора, вида растения и экологической группы.

3. Отчет по индивидуальному заданию.

Отчет представляется в электронном варианте.

Индивидуальные задания

1. Экологические особенности одного из крупных таксонов района исследования, ценотипическая приуроченность к определенным местообитаниям, распространение (по выбору):

• Сложноцветные

• Крестоцветные

• Бобовые

• Розоцветные

• Мятликовые

• Папоротниковидные

2. Жизненные формы организмов, морфология, роль в сложении сообществ, значение (по выбору):

• Фанерофиты

• Хамефиты

• Гемикриптофиты

• Криптофиты

• Терофиты

3. Антропогенное воздействие на биоценозы, значение живых организмов как показателей антропогенной нагрузки (по выбору):

• Изменение состава, структуры, динамики сообществ в результате деятельности человека (загрязнения, пожаров, выпаса, удобрения и т.д.).

• Влияние загрязнения атмосферы на состав и жизненность растений в городе (селе и т.д.).

• Влияние загрязнение атмосферы на размещение и состав синузий лишайников.

• Влияние загрязнения воды промышленными и бытовыми отходами на растительность водоемов и побережий.

4. Влияние деятельности человека на флору и фауну района исследования.

• Редкие и исчезающие виды растений и их охрана.

• Редкие и исчезающие виды животных и их охрана.

 

 

Тематический план.

 

№ п/п.	Тема.	Форма проведения.
1.	Экологические факторы в жизни организмов	экскурсия
2.	Изучение экологических особенностей сообществ	экскурсия
3.	Динамика сообществ	экскурсия
4.	Работа по индивидуальным проектам
5.	Зачет	Электронный отчет

Содержание разделов

 

День 1.

План работы:

1. дайте определения:

Экологические факторы -

Популяция -

Биоценоз -

Ассоциация -

Синузии -

Ярусы –

2. Основные положения метода геоботанических описаний. (приложение 1)

3. Ознакомление с техникой Безопасности. Подготовка материалов и оборудования.

 

День 2 Экологические факторы в жизни организмов

 

План работы на экскурсии.

1. дайте определения:

Экологические группы организмов по отношению к свету –

Влаге –

Температуре –

Жизненная форма организмов -

2. Изучите (по литературным источникам) действие экологических факторов на организмы.

3. Опишите (на примерах) приспособления организмов каждой экологической группы к условиям района практики.

4. Опишите (на примерах) приуроченность жизненных форм к местообитаниям.

5. Сфотографируйте объекты исследования

6. Камеральная обработка. Определение растений и животных

7. Оформление результатов

http://ecology-portal.ru/publ/3-1-0-180

http://tsput.ru/res/geogr/ecology/t_02.htm#000

http://b-energy.ru/biblioteka/ekologiya-konspekt-lekcii/238-osnovy-faktorialnoi-ekologii-.html

http://ggf.bsu.edu.ru/ElBook/Ekologia/text/1_07.html

 

по ссылкам можно дополнительно почитать про экологические факторы

 

День 3 Экологические особенности сообществ

 

План работы на экскурсии.

1. дайте определения:

Сообщество –

Обилие –

Покрытие –

Фенология –

Возрастной состав популяции –

Жизненность –

Лесные, луговые, степные, водные сообщества -

2. Определите:

Флористический состав сообщества.

Состав Жизненных форм.

Обилие и покрытие видов.

3. Опишите состояние популяций разных видов сообщества: возрастной состав, жизненность.

4. Составление геоботанических Описаний. (По 1 на каждый тип сообщества)

5. Определение видового состава, набора Жизненных форм, ярусности, обилия, покрытия.

6. Выявить зависимость распределения сообществ от рельефа, условий увлажнения, дренажа, антропогенной нагрузки.

7. Камеральная обработка. Оформление бланков описаний.

 

День 4 Динамика сообществ.

 

План работы на экскурсии.

1. Дайте определение:

Динамика сообществ

Сукцессия -

2. Восстановление сообществ после резких нарушений.

3. Формирование сообществ на незанятой территории (зарастание водоемов, отвала). Смена состава сообщества в результате антропогенных нагрузок (пожаров, сплошных вырубок, выпаса, удобрения и т.д.).

4. Составление геоботанических описаний.

5. Камеральная обработка. Оформление результатов исследований, бланков описаний.

http://fen.nsu.ru/books/lv/lv4.pdf

http://www.ebio.ru/eko07.html

http://www.zooeco.com/ecol-lekcii211.html

 

День 5- 6 Работа над индивидуальными заданиями

 

План работы:

1. Дополнительный сбор материала.

2. Изучение литературы.

3. Обработка материала.

4. Окончательное оформление отчета по полевой практике.

 

 

Приложение1

Подлесок

Ярус

Порода

Высота

Жизненность

Фенофаза

Примечание

 

Общая сомкнутость древостоя и его ярусов

 

Краткая характеристика возобновления
Порода	Численность (обилие)	Диапазон высоты	Происхож­дение	Примечания

Общие замечания о возобновлении основных пород.______________________________

____________________________________________________________________________

 

Травяной покров

Название вида

Обилие (или проективное покрытие)

Ярус, высота

Фенофаза

Жизненность

Примечания

Мохово-лишайниковый покров (общее покрытие, особенности)____________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Внеярусная растительность и другие особенности________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Название растительной ассоциации.________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись.____________________

Видовой состав по площадкам

Название видов

Обилие или проективное покрытие на площадках

ярус

фенофаза

жизненность

 

Взяты пробные укосы (общие, по фракциям) _______________________________________

Урожайность массы ____________________________________________________________

Название господствующей ассоциации или комплекса ассоциаций_________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись.________________________

 

Заполнение шапки бланка

Сначала необходимо внести в бланк общие данные об описании и месте его проведения: дата, автор, номер описания.

Для облегчения повторного нахождения места описания в будущем подробно описывается географическое и местное положение - регион (область, край, республика), район, ближайшие населенные пункты. По-возможности подробно описывается местное положение - т.е. как непосредственно найти место описания.

Положение в рельефе - произвольное описание местоположения точки (площадей) исследования: на ровном месте; на склоне к ручью или оврагу; на террасе реки; в понижении, овраге, на возвышении, бугре, на берегу реки, краю обрыва и т.п.;

Окружение - описываются характерные черты окружающей место работ местности - болото, луг, поле, какой-либо лес, берег реки или ручья, наличие дороги или другого антропогенного объекта и т.п.;

Описываемая площадь (МхМ) - размер заложенной площадки или описываемого биотопа;

Название сообщества (по доминантам основных ярусов). Название сообщества формируется из названий доминирующих видов (или экологических групп) растений в каждом из ярусов фитоценоза. При этом названия видов в пределах каждого яруса перечисляются в порядке возрастания их относительной численности.

В полное название лесного фитоценоза включаются четыре основных составляющих растительного покрова - древесный ярус, кустарниковый ярус, мохово-лишайниковый ярус и травяно-кустарничковый ярус.

В названии фитоценоза они перечисляются в этом же порядке, например: берёзово-сосновый с подростом ели лещиново-рябиновый плевроциевый чернично-вейниковый лес. Это лес, в древостое которого доминируют сосна и береза (больше сосны, меньше березы), в кустарниковом ярусе - рябина и лещина (рябины больше), в моховом ярусе - мох Pleurozium schreberi, в травяно-кустарничковом ярусе преобладает вейник и несколько меньше (или столько же) черники.

Иногда, в зависимости от цели описания, можно ограничиться упрощенным названием типа леса, с перечислением основных экологических групп растений, формирующих фитоценоз, например: берёзово-сосновый зеленомошно-разнотравный лес. В этом лесу в древостое преобладают сосна и береза, в мохово-лишайниковом покрове - экологическая группа зеленых мхов (различные виды), а в травяно-кустарничковом покрове - злаки и луговые растения богатых почв.

Леса с наличием развитого мохово-лишайникового покрова обычно подразделяют на три типа, соответствующие преобладающим экологическим группам этого яруса: беломошные (с покровом из лишайников), долгомошные (с покровом из сфагнумов и политрихумов) и зеленомошные.

Следует иметь в виду, что название, данное исследователем, вовсе не означает, что в данном фитоценозе нет других видов растений (например второстепенных видов деревьев). Однако название не должно быть слишком длинным - оно придается данному биоценозу просто для удобства. Исходя из этого, а также из целей исследования, травяно-кустарничковую часть в названии фитоценоза можно опустить вовсе.

При проведении описаний в зимнее время (при наличии снегового покрова) название типу леса дают только по древесному ярусу, например - сосново-елово-березовый лес.

Сомкнутость крон

Начинать описание следует с оценки сомкнутости крон. Под сомкнутостью понимается доля площади поверхности земли, занятая проекциями крон. Можно также характеризовать сомкнутость, как ту часть неба, которая закрыта кронами - иными словами оценивать соотношение между "открытым небом" и кронами.

Сомкнутость, обилие и прочие подобные величины в геоботанике обычно оценивают одним из трех показателей: в процентах (от 0 до 100), в баллах (от 1 до 5 или до 10) и в долях от единицы (от 0,1 до 1), что в, общем-то, одно и то же.

Сомкнутость крон принято выражать в долях единицы - от 0,1 до 1, т.е. отсутствие крон принимается за ноль, а полное смыкание крон - за 1. При этом просветы между ветвями в расчет не принимаются - "кроной" считается пространство, очерченное мысленно по крайним ветвям (периметру) кроны.

В связи с этим, густой березовый лес (например, в зимнее время), хотя и кажется внешне совершенно "прозрачным" на просвет при взгляде вверх, на самом деле при ближайшем рассмотрении может оказаться максимально сомкнутым (вплоть до единицы). Хороший психологический прием при определении сомкнутости лиственного леса в зимнее время - мысленно представить себе этот лес летом, при полной листве. Это позволяет быстро научиться правильно определять сомкнутость крон в любое время года.

После оценки видового состава и сомкнутости крон древесного яруса переходят к оценке аналогичных параметров для подроста и подлеска*.

* - Подростом называют молодые деревья основных лесообразующих пород данного леса высотой до 1/4 основного полога (спелого и приспевающего древостоя). Подрост выделяется как самостоятельный полог, древесного яруса. Подлесок - это древесные и кустарниковые растения, которые никогда не смогут сформировать древостой. Типичным примером подроста в сосново-еловом лесу могут быть молодые ели, сосны, березы, а поддеска - ивы, рябина, крушина, малина и т.п.

Определять "сомкнутость" крон подроста и подлеска немного сложнее - их нельзя "просмотреть на свет" снизу вверх. Строго говоря, для определения обилия (относительной численности) травянистых и кустарниковых растений в геоботанике применяется другой показатель - проективное покрытие. Он выражается в процентах - менее 10 % - единичные растения, 100 % - полная "сомкнутость" растений. В силу того, что показатели сомкнутости крон и проективного покрытия очень схожи, здесь для простоты мы рекомендуем использовать показатель сомкнутости крон как для древесного яруса, так и для кустарникового.

Сомкнутость крон следует определять для каждого из выделяемых ярусов и пологов леса в отдельности - для спелого и приспевающего древостоя, для подроста и подлеска.

Формула древостоя

Оценив сомкнутость крон, переходят к составлению формулы леса - оценке того, какую долю в древесном и кустарниковом ярусах составляет каждый отдельный вид.

Долю различных деревьев определяют по соотношению стволов. С биоценотической точки зрения это не совсем правильно, т.к. различные деревья могут иметь разные по "объему" кроны и формула, составленная по соотношению стволов не всегда отражает биоценотическое значение каждой из пород деревьев в лесу. Поэтому, в тех случаях, когда это принципиально важно, например при проведении исследования связей численности лесных кронных животных (насекомых или птиц) с их кормовой базой (растительностью), можно порекомендовать отклонение от существующего стандарта и определение соотношения древесных пород по соотношению объемов крон, а не стволов.

Долю видов в формуле леса принято выражать в баллах - от 1 до 10. Общий объем крон всех растений принимается за 10 и оценивается, какую же часть составляет каждый отдельный вид. Отдельно стоящие растения, по их представленности в лесу не достигающие 10% (менее 1 балла), помечаются в формуле значком "+", а единичные растения (1-2 на исследуемой площади) значком "ед.".

Названия видов в формуле леса сокращаются до одной или двух букв, например: береза - Б, дуб - Д, сосна - С, ель - Е, осина -Ос, ольха серая - Ол.с., ольха черная - Ол.ч., липа - Лп, лиственница - Лц, крушина - Кр, малина - Мл и т.д.

Примеры формул для полога спелого древостоя:

1) Формула 6Е4Б означает, что спелый древостой на 60% образован елью и на 40% - берёзой.

2) Формула 10Е означает, что насаждение чистое, состоит из одной древесной породы - ели.

3) Формула 10Е+Б означает, что в древостое кроме ели имеется незначительная примесь берёзы.

Древесный и кустарниковый ярусы	Сомкнутость	Формула древостоя
Спелый и приспевающий древостой	0,8	6Е2С2Б
Подрост	0,3	10Е
Подлесок	0,1	5Кр 5Лщ +М

Отличие формулы древостоя от значений сомкнутости в том, что в формуле каждому виду растений соответствует показатель доли его численности относительно других видов сообщества, а показатели сомкнутости отражают как-бы "абсолютные" значения "численности" растений. Так, в частности, можно представить ситуацию, когда два биоценоза с одинаковыми формулами древостоев могут быть совершенно различными по внешним признакам (количеству стволов на единицу площади, размерам их крон, ярусному составу, разреженности, бонитету и т.п.). Кроме этого, отличие формулы от сомкнутости в том, что в формулу включаются все без исключения виды древесных и кустарниковых растений, даже редкие и единично встречающиеся, в то время как при оценке сомкнутости эти виды не учитываются вовсе, как несущественные в общем пространстве крон (т.к. практически невозможно оценить количественно сомкнутость крон далеко стоящих друг от друга деревьев или единичных экземпляров).

Учитывая целесообразность оценки сомкнутости крон и формул для каждого из пологов леса в отдельности, запись в бланке описания (см. в конце) может, например, выглядеть следующим образом (см. табл. внизу).

Эта запись означает: в описываемом лесу густой сомкнутый полог спелых и приспевающих деревьев. 80% пространства в верхней части леса занята кронами. При этом преобладает ель, меньше и в равном количестве встречаются сосна и береза. В лесу довольно густой подрост ели (идет интенсивное возобновление). Подлесок разреженный и состоит из крушины и лещины в примерно равном соотношении с отдельными вкраплениями малины.

Дополнительная информация

В описание древесного и кустарникового ярусов включаются также такие важные сведения об их строении как диаметр стволов (D 1,3), высота древостоя (Нд), высота прикрепления крон (Н кр) и возраст растений.

Диаметр стволов измеряется у нескольких типичных для данного леса деревьев на высоте груди (~1,3 м) с рассчетом затем среднего значения. При необходимости можно отмечать также минимальные и максимальные значения для каждого полога.

Измерения проводят либо специальной вилкой (большой штангенциркуль), либо - через длину окружности. Для этого у нескольких деревьев измеряется длина окружности ствола, затем среднее значение используется для определения диаметра по формуле

D = L / р

где D - диаметр, L - длина окружности, а р - постоянное число "Пи", равное приблизительно 3,14 (в полевых условиях длина окружности просто делится на три).

Высота древостоя (Нд) - минимальное, максимальное и среднее значения высоты деревьев каждого вида по отдельности.

Измерение высоты проводится обычно одним из четырех способов: 1) на глаз (что требует большого опыта), 2) путем измерения рулеткой или метром одного из упавших деревьев данного полога, 3) путем подсчета "человечков" и 4) измерения тени.

Третьим способом измерение проводят вдвоем. Один человек становится рядом с деревом, а другой, с хорошим глазомером, отойдя на некоторое расстояние, чтобы охватить взглядом все дерево от комля до вершины, "откладывает" на глаз сколько человек данного роста "укладывается" по всей длине ствола. При этом рациональнее каждый раз откладывать расстояние, вдвое больше, чем предыдущее, т.е. мысленно отложить сначала высоту двух "человечков", затем прибавить к ним еще двух, затем - еще четырех, затем еще восьми и т.д. (т.е. по схеме 1-2-4-8 -16). С точки зрения человеческого глазомера это проще и точнее. Зная рост "человечка" можно подсчитать высоту дерева.

Четвертый способ - самый точный из непрямых способов - используется в солнечную погоду. Точно измеряется тень от стоящего человека, чей рост известен. Далее замеряется тень от исследуемого дерева. В густом лесу, когда тень того или иного дерева и, особенно, его вершины найти затруднительно, можно порекомендовать следующий способ. Отойти от дерева таким образом, чтобы взгляд человека (голова), вершина дерева и солнце лежали на одной линии, после чего найти на земле тень от собственной головы - это и будет тень от вершины дерева. Остается только замерить расстояние между этой точкой и основанием дерева и определить высоту дерева по пропорции: длина тени человека/его рост - длина тени дерева/его высота.

Высота прикрепления крон (Нкр) - высота, на которой находятся нижние живые ветви деревьев (в подросте и подлеске не указывается).

Возраст растений определять надежнее всего по годовым кольцам спиленных деревьев, которые при желании можно найти практически в любом лесу. Кольца следует считать как можно ближе к основанию дерева. Если спиленных деревьев в лесу нет - приходится делать полный спил или срубить топором ствол лежащего дерева по крайней мере до сердцевины. Можно также воспользоваться свежим пнем, если таковые в лесу имеются.

Возраст подлеска также определяется по годовым кольцам на примере одного спиленного или срубленного растения.

Возраст подроста, в особенности ели и сосны, можно определить по мутовкам. У этих растений в молодом возрасте (до 30-40 лет) по всей длине ствола сохраняются отмершие (в нижней части кроны) или живые (в верхней части) ветви, которые растут пучками - мутовками, по нескольку ветвей на одном уровне по окружности ствола. Количество таких мутовок - от основания ствола до его вершины, примерно соответствует возрасту дерева, т.к. за один вегетационный сезон дерево прирастает на одно междоузлие (на одну мутовку). К числу лет, полученному при подсчете мутовок, следует прибавить по крайней мере три года, чтобы учесть период укоренения и начала роста.

При необходимости, например, при проведении сложных биоценотических исследований, все вышеперечисленные показатели (сомкнутость крон, диаметр стволов, высоту растений, высоту прикрепления крон и возраст) можно определять для каждого из видов древесного и кустарникового ярусов в отдельности. Возможности и место для занесения этих данных в стандартный бланк описания имеются.

Травяно-кустарничковый ярус

Кочки:

Межкочья:

Моховой ярус

Кочки:

Межкочья:

Цели и задачи полевой практики

 

Полевая практика по экологии имеет очень большое значение в подготовке биолога и является неотъемлемой частью биологического образования. Курс экологии состоит из теоретического курса (лекций), лабораторно - практических занятий и летней учебной практики, которые тесно связаны между собой.

Цель полевой практики — ознакомление слушателей с методами и приемами полевого исследования взаимодействий между живыми организмами и их сообществами и окружающей средой. Полевая практика позволяет закрепить знания по пройденному теоретическому курсу экологии. Это достигается путем наблюдения и изучения организмов и других компонентов среды непосредственно в природной среде. Кроме того, полевая практика позволяет получать практические знания и навыки, которые можно использовать при изучении вопросов охраны окружающей среды и природопользования.

 

Задачи полевой практики заключаются в следующем:

1. Изучение эколого-географических особенностей территории исследования.

2. Изучение действия на организмы различных экологических факторов в природных условиях.

3. Выявление различных экологических групп организмов на изучаемой территории по отношению к экологическим факторам и приспособлений каждой экологической группы.

4. Знакомство с основными типами биоценозов, характерных для района практики.

5. Выявление основных признаков, структуры сообществ и условий их произрастания.

6. Овладение методикой полевого изучения сообществ и их компонентов.

7. Изучение устойчивости и динамики сообществ, выявление причин их смены.

8. Изучение индикационной роли живых организмов в природе.

9. Усвоение метода геоботанического профилирования и пробных площадок.

10. Выявление роли хозяйственной деятельности человека в изменении состава, структуры, условий среды в сообществах на изучаемой территории, овладение элементарными навыками охраны природы.

11. Приобретение навыков документирования результатов полевых исследований.

При прохождении полевой практики по экологии используются знания по ботанике, зоологии, почвоведении, гидрологии, метеорологии, топографии.