Тема 4. Изучение сред жизни и существование живых организмов в биоценозах
Задание 4.1. Почва как среда обитания. Основные группы почвенных животных
Краткая характеристика почвенного биоценоза. Для выбора мест закладки пробных прикопок необходимо учитывать однородность анализируемой площади. На однородных площадках достаточно заложить три (по диагонали), а лучше пять (четыре по углам и одна в центре) прикопки.
Процесс взятия проб состоит в следующем: вначале отмечают места взятия проб, забивая по углам квадрата 50 х 50 см колышки, натягивая между ними шнур. Рядом с пробной площадкой с одной или с двух сторон раскладывают клеенку или плотную ткань, на которую помещают выбираемую из пробы почву. Сначала с пробной площадки руками снимают опад и растительные остатки, которые тщательно перебирают руками, учитывая и собирая всех найденных животных. После удаления растительных остатков приступают к выкапыванию почвы с экспериментальной площадки лопатой. Вынутую на клеенку почву тщательно перебирают руками, при этом крупные комья дробят, а сплетения корней – разрывают. Всех обнаруженных животных собирают в баночки, матерчатые мешочки. Каждый почвенный горизонт обрабатывается отдельно, и всех животных из горизонта собирают в отдельную банку и тут же записывают в полевой дневник. В дневнике дается подробная характеристика участка и места взятия проб.
При описании почвенного разреза выделяют генетические горизонты и ножом отмечают их границы. Далее каждый горизонт описывают в таком порядке: индекс горизонта, его мощность, цвет, влажность, гранулометрический состав, структура, сложение, новообразования, включения.
Генетические горизонты обозначают общепринятыми в почвоведении индексами: А0 - лесная подстилка; А\ - гумусовый горизонт; А2 -подзолистый горизонт, или горизонт вымывания; В - иллювиальный горизонт; С - материнская порода.
Мощностью горизонта называют его толщину (измеряется в сантиметрах). Для этого к верхней бровке зачищенной стенки булавкой прикрепляют сантиметровую ленту с таким расчетом, чтобы нулевое деление точно совпадало с поверхностью почвы. В записях отмечают верхнюю и нижнюю границы, а также общую мощность горизонта.
В случае если граница между горизонтами извилистая, берут среднюю глубину.
Цвет или окраску горизонта определяют визуально. Важнейшими составными частями почвы, от которых зависит ее цвет, являются: органическое вещество (гумус), оксид железа, кварц, полевой шпат, закись железа. Гумус обусловливает появление темных оттенков черного или серого цвета. Оксид железа - появление красного, ржавого и желтого тонов в окраске почвы. Кварц и полевые шпаты, гидрооксид алюминия, если они не загрязнены железом, являются носителями белой окраски. В заболоченных почвах распространены соединения закиси железа. Общей особенностью их является зеленоватая или голубоватая окраска, которая сообщает соответствующий оттенок и почвенному горизонту.
Влажность почвы определяется следующим образом: из описываемого горизонта берут небольшой образец почвы, сжимают его в руке и по результату судят о влажности: сырая – при сжатии вытекает вода, свежая – холодит руку, почва мажется, сухая – не мажется, на ощупь кажется теплой.
По гранулометрическому составу (соотношение песка и глины) выделяют четыре разновидности почв: глинистые, суглинистые, песчаные, супесчаные. В полевых условиях определение механического состава почвы производится следующим образом. Щепотку почвы тщательно растирают на ладони. Супесчаные почвы растираются легко, при этом обнаруживается незначительное количество мягкого пылевато-глинистого материала. Песчаные почвы полностью лишены глинистых частиц. Глинистые почвы растираются с трудом, и после растирания появляется значительное количество пылевато-глинистых частиц. Определение механического состава почвы на ощупь дополняется методом раскатывания увлажненной почвы. Небольшое количество почвенного материала смачивают водой до консистенции вязкой массы. Эту массу скатывают в шарик диаметром 1-2 см. Шарик скатывают в шнур, который затем сгибают в кольцо. Если почва глинистая, шнур при сгибании в кольцо не ломается и не растрескивается. Шнур из суглинистой почвы при сгибании в кольцо разламывается. Из супесчаной почвы можно получить только непрочный, легко рассыпающийся шарик, шнур из которого приготовить нельзя. От механического (гранулометрического) состава почвы зависят ее водопроницаемость, влагоемкость, т.е. способность длительно удерживать в себе влагу, сопротивление почвы обрабатывающим орудиям, проникновению в нее корней растений.
Под структурой почвы понимают ее способность распадаться на отдельные комочки различной величины и формы. Структуру почвы «определяют по характеру отдельных комочков, на которые она распадается при легком разминании в руках. Для различных горизонтов почв характерна определенная структура: зернистая, комковатая – для гумусового горизонта, ореховатая – для горизонта. В, подзолистых и серых лесных почв, пластинчатая - для горизонта А2 этих же почв.
Под сложением почвы понимают ее плотность и пористость. Принято различать почвы очень плотные, когда почва не поддается лопате, плотные - почва с трудом поддается действию лопаты, рыхлые – лопата легко входит в почву, которая при выбрасывании рассыпается на отдельные комочки, рассыпчатые – почва обладает сыпучестью.
При описании почвенного разреза необходимо указать дату и адрес района исследований, отметить рельеф, описать растительность.
Когда работа с почвенным разрезом закончена, его обязательно зарывают.
Дальнейшую обработку проб проводят в лаборатории, где определяют видовой состав и биомассу животных.
Цель работы: познакомиться с основными типами почв и особенностями их формирования; указать, какую роль в этом процессе играют климат, вода, растения, животные. Собрать массовых представителей почвенных беспозвоночных в биоценозах - еловый лес, луг и антропогенный ландшафт.
Материалы и оборудование: рамка металлическая 0,25 м2, клеенка или плотная ткань, лопата, баночки, матерчатые мешки, нож, пинцет, совок.
Ход работы:
1. Заложить и исследовать почвенный разрез. Почвенный разрез представляет собой прямоугольную яму шириной 70-80 см, длиной 1,5-2,0 м и глубиной не менее 150 см.
Разрез роют с отвесными стенками до глубины 0,8-1,0 м, затем делают ступеньку-уступ около 40 см, углубляют еще на 50-60 см и делают следующую ступеньку;
2. Описать почвенные горизонты в вышеупомянутом порядке. Почвенный разрез зарисовать или сфотографировать. Все данные занести в итоговую таблицу;
3. Собрать доминирующие виды почвенных животных из различных горизонтов: А0 - лесная подстилка; А \ гумусовый горизонт; А 2 подзолистый горизонт, или горизонт вымывания; В - иллювиальный горизонт; С - материнская порода. Определить биомассу животных в разных местообитаниях, провести их сравнительную оценку;
4. Выделить животных геофилов, геобионтов и геоксенов;
5. По литературным источникам изучить историю формирования почвы, способы выделения почвенных горизонтов, объяснить причины доминирования тех или иных почв в изучаемом регионе.
Таблица 6 - Описание почвенного разреза
Горизонт
|
Мощность, см
|
Цвет
|
Влажность
|
Механический
|
Структура
|
Сложение
|
Включения
|
Корневая система
|
|
|
|
|
состав
|
|
|
|
|
Ао
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 4.2. Водная среда жизни. Распределение беспозвоночных в прибрежной полосе (литорали) водных биоценозов
Цель работы: изучить освоение обитателями водной среды прибрежной зоны (литораль) и факторы среды, способствующие этому.
Выделить экологические группировки гидробионтов в литорали и их приспособления к водному образу жизни.
Материалы и оборудование: рамка металлическая 0,25м2, скребок гидробиологический, сачок гидробиологический, термометры, пинцеты, емкости для промывки и разборки проб, дночерпатель, диск Секки, бинокуляр, лакмусовая бумага.
Ход работы:
1.Выбрать несколько различных участков водных биоценозов (желательно реки, пруда, временного водоема), различающихся по характеру прибрежной растительности, грунту и глубине.
Исследования на каждом участке проводить непосредственно возле уреза воды. Станции для отбора проб намечаются, начиная от 1 м от берега. На одном участке намечается не менее трех станций;
2.Описать описать водоем, включая проточность, характер грунта, зарастаемость высшей водной растительностью, цвет воды;
3.Измерить гидрологические показатели: глубину, прозрачность, температуру, рН, скорость течения;
4. При помощи дночерпателя и гидробиологического скребка взять пробу грунта.
Видовой состав пиявок, личинок ручейников, гаммарусов и их плотность изучить путем обследованием камней, коряг и других предметов, которые лежат на дне. Для этого используется металлическая рамка размером 50 х 50 см и более, которая опускается на дно водоема. Количество и объем проб должен быть равным на всех участках;
5.Активно передвигающиеся организмы учитывают с помощью сачка для сбора водных беспозвоночных. При этом на каждом участке делается одинаковое количество взмахов. При изучении водомерок достаточно зафиксировать места их скоплений и удаление от берега;
6.Каждую пробу разобрать и проанализировать. Животных классифицируют по систематическим категориям, экологическим группировкам, измеряют и взвешивают. Для каждой станции выделяют доминирующие группы гидробионтов, рассчитывают плотность особей. Данные заносят в итоговую таблицу;
7.Описать приспособления гидробионтов к обитанию в водной среде (различные типы передвижения, типы дыхания, питания, защитные приспособления, особенности размножения).
Задание 4.3. Родники и их обитатели. Эколого-социальное значение родников
Цель работы: описать родники (естественные выходы подземных вод на поверхность называют источниками или родниками) разных ландшафтов, дать экологическую характеристику их обитателей. Оценить социальное значение родников.
Материалы и оборудование: термометр, лакмусовая бумага, сачок гидробиологический, скребок, пинцеты, емкости для промывки и разборки проб, рулетка.
Ход работы:
1.Отметить положение родника на местности (у берега реки, на пойме, у болота, у озера, в овраге, на опушке леса и т.п.), из каких отложений он вытекает (песок, известняк). Описать почвенный покров и окружающую растительность;
2.Определить с помощью рулетки размеры родника и глубину. Измерить температуру воды;
3.Определить дебит родника. Для этого применяется наиболее простой способ - узнаем время, в течение которого сосуд известного объема наполнится водой. Частное от деления объема сосуда на время наполнения сосуда (в секундах) даст величину дебита родника. Таким образом устанавливается дебит за час, сутки, месяц, год;
4.Определить цвет и прозрачность родника. Для этого вода наливается в тонкий и прозрачный сосуд, который ставится на лист белой бумаги. Смотреть на воду лучше сверху вниз. Отмечается цвет воды, которая может быть бесцветной, желтовато-бурой, зеленоватой, большей частью голубоватой, а также устанавливается визуально степень прозрачности. С помощью лакмусовой бумаги определяется рН;
5.По косвенным признакам можно попытаться установить химический состав воды. Белый налет на камнях и листьях травянистых растений около источника указывает на содержание карбонатных пород известняка, мела в воде. При наличии железистых соединений вода имеет красноватый, ржавый оттенок, при наличии соединений марганца черный;
6.Наличие органических веществ в роднике определяется по гнилостному (болотному) запаху. Если вода содержит сероводород, то она имеет запах тухлых яиц. Обычно вода источника лишена запаха;
7.Оценить жесткость воды, используя мыльный раствор. Вода из источника набирается в бутылку. Затем в нее добавляется немного мыльного раствора и вода взбалтывается: в жесткой воде мыльная пена почти не образуется, а в мягкой ее будет много;
8.С помощью скребка и гидробиологического сачка взять пробы грунта и отобрать водных беспозвоночных. В лабораторных условиях провести дальнейшую обработку материала. Животных классифицируют по систематическим категориям, экологическим группировкам, измеряют и взвешивают. Для каждого родника выделить доминирующие группы гидробионтов, рассчитывают плотность особей. Данные заносят в итоговую таблицу;
9.В итоговом отчете отмечают, как используется родник населением, как он охраняется от заносов и загрязнений. Так же необходимо указать, под какие сельскохозяйственные угодья отведена прилегающая к нему территория. В случае запущенного состояния родника желательно его очистить и обложить камнями, а для озеленения можно использовать побеги ивы.
|
