Цель работы:Научиться обследовать участки фитоценозов и определять индекс их биологического разнообразия и выравненности. Выявить влияние антропогенной нагрузки на эти показатели.
Вопросы для самостоятельного изучения
1 Что такое фитоценоз? Чем он отличается от биоценоза?
2 Что включает в себя понятие биологическое разнообразие?
3 Как связано высокое и низкое биоразнообразие со стабильностью экосистем? Следует ли заботиться о его сохранении?
Теоретическое введение.Один изспособов охарактеризовать видовую структуру сообщества, то есть биоценоза, это - составить список всех входящих в него видов, то есть описать видовое богатство (S). Чем больше проанализировать проб из каждого биоценоза, тем больше мы отметим редких видов, а обычные обнаружатся уже в первых пробах. В идеале остановиться можно будет только после того, как новые виды практически перестанут обнаруживаться в пробах, но эта работа очень трудоемка. поэтому, обычно, видовое богатство разных сообществ сравнивают на основе выборок одинакового размера (с одинаковой площади или с одинаковым суммарным числом организмов).
Более информативно вычисление индексов разнообразия. Их определяют для отдельных организмов (деревьев, трав, птиц, грызунов и т.д.). Обычно используют индексы Симпсона или Шеннона. Последний сложнее вычисляется и придает больший вес редким видам. Более удобен индекс биологического разнообразия Симпсона (D). Его рассчитывают, определяя для каждого вида долю его особей в общей численности пробы:
,
где S – общее число видов в сообществе, а доля i-ого вида равна Pi. Максимального значения D достигает при равной численности всех обнаруженных видов (Dmax = S). Выравненность(Е), то есть равномерность распределения особей между видами, вычисляют по формуле:
Е = . Этот показатель не может превысить 1.
Материалы и оборудование:рамки 0,5х0,5 м2 (или колышки, бечевку и рулетку), блокноты, карандаши.
Задание 1Обследуйте урбофитоценозы, т.е. городские растительные сообщества, расположенные вблизи университета. Выберите 2 различающихся участка, испытывающих разную антропогенную нагрузку (например, пустырь и газон, вытоптанный участок вблизи дорожки и почти нетронутый участок. На каждом заложите по 4 пробные площадки размером 0,5х0,5 м2. По углам площадок воткните колышки, протяните ограничивающую бечевку (можно использовать готовые проволочные рамки соответствующего размера). Запишите названия всех видов растений, произрастающих на участке (крупные стебли, растущие из одного корня, в данном случае можно считать отдельными растениями). Посчитайте число растений каждого вида на каждой площадке на обоих участках. Таким образом, суммарно вы обследуете по 1 м2 в каждом урбофитоценозе (учет растений не на 1 большой площадке, а на 4 маленьких повышает точность учета) Результаты занесите в таблицу 1 для каждого фитоценоза отдельно.
Таблица 1Видовое богатство и биоразнооразие фитоценоза
Название
Число растений
по участкам
Число
растений
на 1 м2, Ni
Доля каждого вида
в фитоценозе,
Pi
Pi²
Одуванчик
Спорыш
Мятлик
и т. д.
S =
∑ Ni =
∑Pi²=
Задание 2По формулам, приведенным в теоретическом введении рассчитайте индексы биоразнообразия Симпсона и показатель выравненности для обоих фитоценозов и результаты занесите в таблицу 2. Сделайте вывод об изменении этих показателей при изменении антропогенной нагрузки
Таблица 2 Сравнение урбофитоценозов по видовой структуре
Показатели
Участок 1
Участок 2
Краткая характеристика
антропогенного влияния на участок
Видовое богатствоS
Индекс биологического
разнообразия Симпсона D
Выравненность E
Контрольные вопросы
1 Какими показателями можно охарактеризовать биологическое разнообразие биоценоза?
2 Число особей или видов характеризует биоразнообразие?
3 Как проявляется антропогенное влияние на фитоценоз?