 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Общие методы исследования в экологии
Многообразие и сложность взаимосвязей и взаимозависимостей живых систем разных уровней организации и среды обитания обусловливают огромное разнообразие методов экологических исследований. При этом, нередко, бывают использованы специфические методы других биологических и небиологических наук. Например, физиологии, медицины, анатомии, морфологии, фенологии, биохимии, систематики, ритмологии, химии, физики, математики, статистики, социологии, климатологии и др. Для современных экологических исследований характерна ориентация на количественную оценку изучаемых объектов и процессов: 1. учет численности организмов в единицах пространства и времени, 2. учет встречаемости, 3. учет возрастной и половой структуры популяций, 4. учет плодовитости, 5. учет продуктивности, 6. учет заболеваемости, 7. учет загрязненности среды, 8. учет силы действия ее факторов, 9. прогноз на будущее и т.п. По тому, как меняются показатели исследуемого объекта, то можно установить факты: 1. выявить состояние на данный момент; 2. выявить стабильность или тенденции к изменениям; 3. установить скорость, размеры и направление изменений. Экология использует широкий набор методов исследования. Методы экологических исследований – это пути и способы изучения экологических явлений, которые подразделяются на полевые и лабораторные. Полевые методыпредполагают изучение экологических явлений в природной среде. Они помогают установить взаимосвязи организмов, видов и сообществ со средой, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности биосистем. Полевые методы, в свою очередь, подразделяются: Маршрутные методы используются для: выяснения наличия на исследуемой территории экологических объектов (например, тех или иных жизненных форм организмов, экологических групп, фитоценозов, охраняемых видов и др.); выявления разнообразия и встречаемости исследуемых экологических объектов. Приемами этой группы методов являются: прямое наблюдение; оценка состояния; измерение; описание (например, описание учетных площадок, отдельных представителей живого мира, фенофаз и т.п.); составление схем, карт и инвентаризационных списков исследуемых объектов. Стационарные методы - это методы длительного (сезонного, круглогодичного или многолетнего) наблюдения за одними и теми же объектами, требующие неоднократных описаний, замеров изменений, происходящих у наблюдаемых объектов. Эти методы обычно совмещают в себе полевые и лабораторные исследования. Описательные методы применяются при: регистрации основных особенностей изучаемых объектов; прямом наблюдении; картировании экологических явлений; инвентаризации ценных природных объектов. Эти методы являются ключевыми в экологическом мониторинге. Экспериментальные методы объединяют различные приемы прямого вмешательства в обычные характеристики исследуемых объектов. Производимые в эксперименте наблюдения, описания и измерения выявленных свойств объекта обязательно сопоставляются с такими же объектами, не задействованными в эксперименте. В экологическом эксперименте сравниваются проявления свойств изучаемого объекта в различных условиях окружающей среды. Эксперимент, поставленный в полевых условиях, может продолжиться в лаборатории. Лабораторные методыиспользуются при проведении работ в лабораторных условиях, но пересекаются с методами полевых исследований. Особое внимание в экологии отводится методу моделирования. Моделирование – метод опосредованного практического и теоретического оперирования объектом, когда исследуется не сам интересующий объект непосредственно, а вспомогательная, искусственная или естественная система (модель), соответствующая свойствам реального объекта. Любая модель всегда упрощена, отражает общую суть процесса. Мониторинг окружающей среды – комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов. В процессе проведения мониторинга ставятся следующие цели: ♦ количественная и качественная оценка состояния воздуха, поверхностных вод, почвенного покрова, флоры и фауны, а также постоянный контроль стоков и выбросов на промышленных предприятиях; ♦ составление прогноза о состоянии окружающей среды и возможных его изменениях; ♦ наблюдение за происходящими в окружающей природной среде физическими, химическими, биологическими процессами, за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почв, водных объектов, последствиями его влияния на растительный и животный мир; ♦ обеспечение заинтересованных организаций и населения текущей и экстренной информацией об изменениях в окружающей природной среде, а также предупреждение и прогнозирование ее состояния. В зависимости от степени выраженности антропогенного воздействия различают мониторинг фоновый и импактный. Фоновый (базовый) мониторинг – слежение за природными явлениями и процессами, протекающими в естественной обстановке, без антропогенного влияния. Импактный мониторинг – слежение за антропогенными воздействиями в особо опасных зонах. В зависимости от масштабов наблюдения различают мониторинг глобальный, региональный и локальный. Глобальный мониторинг – слежение за развитием общемировых биосферных процессов и явлений; региональный мониторинг – слежение за природными и антропогенными процессами и явлениями в пределах какого-то региона; локальный – мониторинг в пределах небольшой территории. В рамках программы ЮНЕП (программа ООН по проблемам окружающей среды) в 1973–1974 гг. были разработаны основные положения функционирования Глобальной системы мониторинга окружающей среды, основная задача которой – предоставление информации, необходимой для защиты здоровья, благополучия, безопасности и свободы людей и управления окружающей средой и ее ресурсами. Постоянное совершенствование методов и методологических подходов необходимо для успешных экологических исследований. В круговороте биогенных элементов, продукции и деструкции органического вещества, биогеохимических циклах в биосфере ключевая роль принадлежит микроорганизмам, поэтому необходимо изучение и оценка их деятельности в водных, эдафитических и других экосистемах. Для количественной и качественной характеристики экологического состояния водоемов, почвы и т.д. оценки функциональной активности микроорганизмов проводятся химические и микробиологические исследования. Полевые методы исследования и отбора проб Определение прозрачности и освещенности водоема.Прозрачность водоема определяется при помощи диска Секки или белого круга из фарфора, пластмассы (Ш 15-20 см). На веревке опускают диск в воду и отмечают момент исчезновения диска. По длине веревки определяют глубину проникновения солнечного света. Значение освещенности определяют при помощи люксометра.Определение температуры.Температуру определяют при помощи ртутного или спиртового стеклянного термометра или электронного сенсорного термометра. Калибровку прибора проводят по температуре воды со льдом (0°С) и кипящей воды (100°С, 1 атм). Определение температуры в поверхностных слоях водоема проводят непосредственно на месте, в пробах из толщи воды - сразу после отбора.Определение рН.При определении используют полевой прецизионный рН - метр или индикаторную бумагу. В некоторых случаях определение рН проводят при помощи колориметрического метода с использованием готовых кислотно-основных индикаторов, меняющих цвет при определенных значениях рН. Для калибровки рН - метра и индикаторов используют готовые буферные растворы со значениями рН 4, 7, 9. После определения обязательно промывают электроды дистиллированной водой.Определение окислительно-восстановительного потенциала (ОВП).ОВП (или Eh) определяют при помощи полевого прецизионного определителя редокс-потенциала. Определение ОВП проводится в пробах воды, осадков и матов сразу после отбора или in situ. К показанию прибора прибавляется +200 мВ (потенциал электрода сравнения относительно водородного) и результат записывается как значение ОВП (Eh) в мВ. После определения обязательно промывают электроды дистиллированной водой. Для калибровки электродов готовят раствор Зобелла: 0,003M K3Fe(CN)6 и 0,003 M K4Fe(CN)6 в 0,1M KCl. Этот стандартный раствор при 25°С показывает значение ОВП (Eh) = 430 мВ.Методы описания проб и места отбора проб.Распространение и активность микроорганизмов, химический состав среды зависит от геологических и физико-химических параметров окружающей среды, поэтому при описании водоема необходимо отметить· геоморфологические особенности местности;· описать водосборную территорию; · описать водотоки; · описать коренные породы;· описать почвы; · описать донные отложения;· сделать качественные фотоснимки местности;· сделать качественные фотоснимки водоема; · сделать качественные фотоснимки места отбора проб; · сделать качественные фотоснимки микробных матов;· сделать качественные фотоснимки осадков; · сделать качественные фотоснимки солей; · сделать качественные фотоснимки почв; · сделать качественные фотоснимки растений; · сделать качественные фотоснимки животных;· сделать качественные фотоснимки процесса отбора проб. Кроме того для полноты описания водоема желательно сделать сбор информационного материала у местных жителей, в частности:· легенды, · песни, · рассказы, · статьи, · примеры использования источников и озер, органических и минеральных веществ для лечения и отдыха. Данные действия необходимы для описания, анализа и оформления публикаций. Подробное описание параметров пробы дано в табл.1 и 2.Затем в полевом дневнике необходимо сделать запись описания места отбора пробы и характеристики пробы для этого следует:1. При помощи прибора GPS определяют местоположение:· географические координаты места отбора проб; · высоту над уровнем моря. 2. При определении глубины, длины и ширины водоема используют в зависимости от природных показателей:· градуированную линейку; · шест; · веревку; · трос или эхолот. 3. Дебит источника определяют по скорости заполнения калиброванной посуды.В маркировке проб должны быть отражены: · название водоема; · дата отбора; · место отбора;· горизонт отбора. Также в полевом дневнике делают запись с описанием места отбора пробы и маркировкой пробы:1. Для маркировки проб желательно использование единого подхода: · первые две-три буквы обозначают название водоема· указывается год (две последние цифры)· номер станции· горизонт. Например: Ва-14-1-0 (Валдайское – 2014 - станция 1 -горизонт 0) или Вел-14-1-0 (Велье-2014-станция1- горизонт-0).При описании пробы воды: цвет воды определяется визуально и более подробное описание дано в табл.1. При описании донных осадков (табл.1) отмечают:· тип; · цвет; · консистенцию; · толщину слоя; · наличие включений;· длина керна; · особенности осадков. При описании микробных матов (табл.1) отмечают:· цвет; · консистенцию; · наличие включений; · толщину;· площадь. При описании почвенных образцов отмечают:· тип;· цвет; · консистенцию; · толщину слоя; · наличие включений;· длину керна. Таблица 1.Виды пробы и методы описания параметров пробы
Метод измерения скорости течения реки. Для определения скорости течения реки нужно выбрать относительно ровный участок длиной не менее 30 м и отметить его вешками (створы). Поплавок бросают в воду выше верхнего створа. При прохождении им верхнего створа включают секундомер или засекают время по часам. Затем засекают время при прохождении поплавком нижнего створа, затем высчитывают скорость в м/сек. Для более точного определения поверхностного течения поплавки бросают на середину и ближе к берегам, вычисляя среднюю скорость течения реки. Список литературы
2. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных микроорганизмов. М.: Наука, 1977. - 288 с. 3. Кузнецов С.И. Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность. Л.: Наука, 1970. - 440 с. 4. Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. - 288 с. 5. Кулырова А.В.Биотехнологический потенциал содовых озер Забайкалья: монография.-М.: МГАВМиБ им. К.И. Скрябина,2012,116с. 6. Нетрусов А.И., Бонч-Осмоловская Е.А., Горленко В.М. и др. Экология микроорганизмов. М.: Академия, 2004. - 272 с. 7. Определение основных характеристик природных вод. Учебно-методическое пособие / Сост. Ханхасаева С.Ц., Батоева А.А. - Улан-Удэ: Издательство БГУ, 2001. - 64 с. 8. Плохинский Н.А. Алгоритмы биометрии. Изд-во МГУ.: М,1967. - 82 с. 9. Намсараев Б.Б., Бархутова Д.Д., Хахинов В.В; Отв. Ред. М.Б.Вайнштейн. Полевой практикум по водной микробиологии и гидрохимии: Методическое пособие. Москва - Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета, 2006. – 68 с.10. Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. Методы анализа природных вод. – М.: Недра, 1970. - 325 с. 11. Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. Лабораторное руководство. - Л.: Наука, 1974. - 194 с. 12. Федоров В.Д. О методах изучения фитопланктона и его активности. М.: Изд-во МГУ, 1979. - 168 с.
Поиск по сайту: |