|
|
Главная \ Методичні вказівки \ Загальна екологія (та неоекологія)
Загальна екологія (та неоекологія)« Назад
Загальна екологія (та неоекологія) 30.09.2015 08:12
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Загальна екологія (та неоекологія) методичні вказівки до лабораторних занять для студентів напряму підготовки 6.040106 “Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування” денної форми навчання
Луцьк 2015
УДК 574 З75
До друку ________________ Голова Навчально-методичної ради Луцького НТУ (підпис)
Електронна копія друкованого видання передана для внесення в репозитарій Луцького НТУ ________________ директор бібліотеки. (підпис)
Затверджено Навчально-методичною радою Луцького НТУ, протокол № від « » 2015 року.
Рекомендовано до видання Навчально-методичною радою факультету екології та приладо-енергетичних систем Луцького НТУ, протокол № від « » 2015 року. ________________ Голова навчально-методичної ради факультет екології та приладо- (підпис)енергетичних систем
Розглянуто і схвалено на засіданні кафедри екології Луцького НТУ,
Укладачі: ____________Волянський В.О., к.с.-г. наук, доцент кафедри екології ЛуцькогоНТУ (підпис) ____________Мисковець І.Я., к. г. наук, доцент кафедри екології Луцького НТУ (підпис)
Рецензент: _______________ В.В. Федонюк, к. г. наук, доцент кафедри екології Луцького НТУ (підпис)
Відповідальний за випуск: _______________ В.В. Іванців, кандидат історичних наук, доцент Луцького НТУ (підпис)
Видання містить методичні вказівки до лабораторних занять. Призначене для студентів напряму підготовки 6.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» денної форми навчання.
©В.О.Волянський, І.Я.Мисковець, 2015
Вступ
Дисципліна “Загальна екологія (та неоекологія)” є базовою для студентів напряму підготовки 6.040106 “Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування”. Метою дисципліни є оволодіння студентами теоретичними і практичними знаннями з основ загальної екології, яка вивчає взаємозв’язки організмів та угрупувань із середовищем їх існування, з яким вони утворюють єдине ціле і в межах якого здійснюється процес трансформації речовини та енергії. Для досягнення мети дисципліни ставиться завдання по вивченню законів формування структури, функціонування, розвитку живих систем. В результаті вивчення дисципліни студенти повинні знати:структуру природного середовища;екологічні функції основних складових частин природного середовища;основні екологічні поняття і терміни;екологічні закони;характеристики і дію екологічних факторів;структуру і динаміку популяцій, біоценозів, біогеоценозів, екосистем. В результаті вивчення дисципліни студенти повинні вміти:проводити аналіз, давати оцінку навколишнього середовища, як умови існування живих організмів;здійснювати прогноз розвитку угруповань живих організмів у зв’язку із зміною екологічних факторів;розробляти систему заходів по оптимізації екологічних систем. Виконання лабораторних робіт дає можливість студентам закріпити теоретичний матеріал, засвоїти методики екологічних досліджень, отримати навики роботи у лабораторії екології, на основі власних експериментальних даних отримати відповіді на цілий ряд поставлених запитань, що є важливим в подальшійвиробничій діяльності.
Лабораторне заняття № 1. Аутекологічні дослідження рослин
Аутекологія — найдавніший розділ екології, що вивчає екологічні особливості окремих видів організмів і пристосування їх до умов навколишнього середовища. Метою роботи є спостереження за окремим видом рослин в природі, складання його екологічної характеристики, вивчення екологічної ніші.
Обладнання і матеріали: пристосування для виготовлення гербарію, лопата, блокнот, ручка, олівці, визначник рослин.
Хід роботи Розглядають певний вид рослин у природі і складають опис виду за схемою. 1. Систематичне положення. Дають повну назву і схарактеризовують систематичне положення виду. Наводять найближчі за систематичним положенням види, що трапляються в цьому регіоні. Порівнюють їхні морфологічні особливості. 2. Біологічні особливості виду: - тип і розвиток кореневої системи; - форма й розміри стебла, надземних і підземних пагонів, листків, наявність чи відсутність ворсинок, воскового покриву, колючок та інших специфічних морфологічних ознак; - форма, розміри і колір квіток; - характер цвітіння рослин, спосіб запилення; - особливості плодів чи насіння рослини, способи їх поширення; - особливості життєвого циклу, співвідношення між фазами вегетації, цвітіння та утворення плодів; - стадія, на якій перебуває рослина на момент досліджень. 3. Екологічні особливості виду: - едафічні чинники (тип ґрунту і материнської породи, середня товщина ґрунтових горизонтів, ступінь зволоження і польова вологоємність ґрунту, pH ґрунту та особливості його текстури); - кліматичні чинники (денні і нічні температури, середня вологість повітря, освітленість); - топографічні чинники (на схилах якої експозиції трапляється вид, на відкритих чи затінених місцях, чи впливає висота над рівнем моря на поширеність виду). 4. Ценотичні особливості виду: - рослини ростуть окремо чи куртинами; тип ценозу, в якому трапляється вид; характер популяції; - набір видів, що ростуть поруч; - характер конкуренції з іншими видами, чи є рослина хазяїном, паразитом чи симбіонтом; - як рослина пов’язана з тваринами у трофічних ланцюгах. Контрольні запитання і завдання:
Лабораторне заняття № 2.Аутекологічні дослідження тварин На підставі спостережень у природі за певними видами тварин дають екологічну характеристику виду та описують його екологічну нішу. Обладнання і матеріали: пристосування для спостереження та лову тварин: лупа, бінокль, фотоапарат, сачок, морилка, посуд для зберігання комах чи дрібних тварин, визначник тварин, блокнот, олівець, ручка. Хід роботиПроводять спостереження за певними видами водних чи наземних членистоногих або дрібних ссавців і складають опис виду за схемою. 1. Систематичне положення. Дають повну назву і схарактеризовують систематичне положення виду. Наводять близькі за походженням види, а також ті, що мають морфологічну подібність і трапляються в цьому регіоні. 2. Біологічні особливості виду: - будова дорослої особини, характерні морфологічні ознаки, розмір, маса; - спосіб пересування; - спосіб живлення та чим живиться, морфологічні пристосування до цього типу живлення; - особливості розмноження, кількість нащадків; - особливості життєвого циклу (середня тривалість життя, наявність чи відсутність стадії личинки тощо); - особливості поведінки (як реагує на зовнішні подразники, як спілкується з особинами свого чи іншого виду). 3. Умови місцеперебування виду: - середня температура; - умови зволоження (на вологих чи сухих місцях трапляється); - яке значення має освітлення (дані наводять на момент дослідження). 4. Екологічні особливості виду: - спосіб життя (окремо, зграями, сім’ями; денний чи нічний); - чисельність на досліджуваній місцевості; - види рослин на цій території, які рослини є кормом, схованкою тощо; - види, що співіснують з досліджуваними; їх стосунки між собою; наявність чи відсутність виду-хазяїна, паразита, симбіонта; - об’єкти конкуренції та ступінь конкуренції; - положення виду в трофічних ланцюгах біоценозу; якщо можливо, оцінюють його біологічну продуктивність.
Контрольні запитання і завдання: Що таке екологічна ніша? Яке місце посідає досліджуваний вид тварин в екологічній піраміді? Які екологічні чинники даної місцевості сприяють збільшенню чисельності досліджуваного виду тварин, а які перешкоджають?
Лабораторне заняття № 3.Визначення проективного покриття Проективне покриття - аналітичний показник, який відображає частинку, зайняту проекцією рослин у фітоценозі, стосовно усієї поверхні. Отже, проективне покриття - це горизонтальна проекція надземних органів рослин на поверхню ґрунту. Розрізняють загальнопроективне покриття (проективна повнота), тобто проекцію пагонів усього фітоценозу, і покриття окремих видів, які входять до його складу. Проективне покриття можна встановити візуально або ж визначити точніше з використанням спеціальних приладів, наприклад сіток, коли вся поверхня фітоценозу розбивається на частини; для кожної частини визначають проективне покриття виду, а потім його проективне покриття у фітоценозі розглядають як середнє. Часто використовують не оцінку покриття у відсотках, а шкали, де воно вираховується у балах. Обладнання і матеріали: сітка, рулетка, блокнот, ручка, визначник рослин. Хід роботиОблік проективного покриття проводиться на площадках різної площі (від 1 м2 до 10 м2). Загальна площа облікових площадок залежить від густоти покриву. При густому покриві вона повинна бути не менше 0,5% від площі досліджуваної ділянки, при середньому покриві - не менше 1%, при рідкому -2%. Отже, визначивши ступінь густоти покриву і загальну площу досліджуваної ділянки, визначається площа облікових площадок. Виходячи із загальної площі і площі окремо взятої площадки, визначається їх кількість, що буде закладена на об’єкті дослідження. Облік загального проективного покриття і окремих видів здійснюється у відсотках. Використовується 5-бальна шкала, що виражає такі величини покриття рослин: 5 - 75-100% - суцільне або майже суцільне; 4 - 50-75% -велике; 3 - 25-50% - помірне; 2 -5-25% -мале; 1 - до 5% -дуже мале. Відносне проективне покриття виду Пв вираховують за формулою:
Пв = Па×100/Пз,
де: Па- абсолютне покриття виду; Пз- загальне проективне покриття асоціації.
Наприклад, при огляді ділянки степу, виявилося, що ковила має абсолютне покриття 22%, костриця - 14%, полин білий - 12%, тонконіг - 3%, загальне проективне покриття дорівнює 55%. Домінантами вважають у цьому випадку рослини з відповідним відносним покриттям: ковила - 40%, типчак - 25%. Контрольні запитання і завдання:
Лабораторне заняття № 4. Оцінка запиленості листя дерев Пилові часточки можуть мати різні колір, розмір, хімічну природу, форму тощо. Потрапляючи на листя дерев, вони не лише створюють перешкоду для проходження сонячного світла, знижують інтенсивність фотосинтезу, отже, і первинну продуктивність рослин, а й можуть завдавати механічних пошкоджень гострими краями або спричинювати опіки та отруєння. Особливістю пилу є те, що він може бути нетоксичним, але адсорбуючи на своїй поверхні газоподібні, паруваті чи рідкі сполуки, набуває зовсім інших особливостей і збільшує цим небезпеку як для рослин, так і для тварин та людей. Найбільше пилове забруднення повітря спостерігається поблизу кар’єрів, де вибуток корисних копалин ведуть відкритим способом, біля цементних, металургійних заводів, ТЕС тощо. Обладнання і матеріали: аналітичні терези, садовий секатор, пінцети, лінійка, калька, вата, фільтрувальний папір, карта частини міста, що досліджується.
Хід роботиІ спосіб. Листки одного виду деревної породи відбирають у позначених на карті місцях на висоті 1,5-2,0 м (висота шару повітря, яке вдихає людина) з 10-15-разовою повторюваністю по 100-150 штук, використовуючи секатор. Одночасно відбирають листя тієї ж породи з чистої зони (контроль). Листя складають у пакети з кальки і переносять в лабораторію, уникаючи струшування пилу. У лабораторних умовах зважують шматочок вологої вати, загорнутий у кальку (m1) на аналітичних терезах з точністю ±0,2 мг. Листя ретельно витирають шматочком вати з обох боків, розгортаючи її пінцетом, і зважують разом з ватою повторно (m2). Масу пилу (m) обчислюють як різницю між двома зважуваннями (m = m2– m1). Площу листка обчислюють, вимірявши листкові пластинки уздовж (А) і впоперек (В) та помноживши результат на коефіцієнт k:
S = A×B×k, см Коефіцієнт k знаходиться в межах 0,60-0,66.
Кількість пилу обчислюють за формулою:
M = m/S, мг/см2
ІІ спосіб. Так само відібране листя, як і у першому способі, переносять у лабораторію. Фільтрувальний папір зволожують водою до стікання. На нього кладуть листок верхнім боком, а поряд - нижнім і прикривають аркушем кальки або поліетиленовою плівкою. На фільтрі отримують відбиток, який оцінюють візуально за ступенем забрудненості (суцільне - 100%, навпіл -50% тощо).Отримані дані заносять у таблицю 1. Таблиця 1 Результати визначення кількості пилу
Дані щодо запиленості листя на різних ділянках території (у відсотках від контролю) наносять на карту, подібні за забрудненістю ділянки з’єднують ізолініями і зафарбовують різними кольорами.
Контрольні запитання і завдання:1. Листя яких видів дерев і чому, на вашу думку, затримує більше пилу? 2. Чому запилення сільськогосподарських культур поблизу місць відкритого видобутку корисних копалин зумовлює зниження їх урожайності? 3. Назвіть прямий і опосередкований вплив запиленості атмосферного повітря на рослини і тварин.
Лабораторне заняття № 5.Визначення залишкової токсичності ґрунту
Визначення показника фітотоксичності ґрунтів здійснюють при проведенні моніторингу хімічного забруднення ґрунтів або з метою оцінки можливостей використання відходів, шлаків відочищення води, стічних вод для меліорації та удобрення ґрунтів. Забруднення ґрунтів відбувається і при внесенні добрив та пестицидів у надмірних кількостях.Разом з ними в ґрунт потрапляють:цинк, хром, кадмій,кобальт, мідь, свинець тощо. Оскільки ґрунт - це складна система, в якій відбуваються численні фізичні, хімічні та біологічні процеси, може виникнути вторинне забруднення.Відомо, щосвинець і кадмій підвищують токсичність вуглеводнів нафти, нітрати-збільшують дію радіонуклідів, мідь - спричинює посилення токсичності окремих пестицидів. Визначення залишкової токсичності ґрунту проводять методом проростків. Його сутність полягає у пророщуванні насіння в досліджуваному (забрудненому) ґрунті і контрольному (чистому) та визначенні довжини надземної і кореневої систем, маси рослин. Експеримент проводять при постійній вологості ґрунту (70%) з використанням тест-рослин, насіння яких швидко проростає.
Обладнання і матеріали: аналітичні терези, коробки для посіву насіння, ґрунт, забруднювач ґрунту (пестицид, поверхнево-активна речовина, нафта, розчин солі важкого металу тощо), тест-культури (насіння огірків, пшениці, люцерни, вівса тощо).
Хід роботи У кожну коробку вносять по 100 г субстрату (суміші або ґрунту), зволожують до 70% і висівають по 10 насінин тест-рослин,коробки виставляють на світло, фіксуючи такі показники: - час появи сходів; - кількість проростків щодоби; - загальне проростання насіння; - масу рослин. Порівнюють експериментальні дані з контролем, розраховують фітотоксичний ефект забруднюючих речовин, використовуючи різні показники:
- масу рослин; - відсоток пошкоджених рослин; - відсоток сходів від загальної кількості насінин; - довжину корінців тощо. Спостерігають і за кольором рослин та їх морфологічними особливостями. Виходячи з маси рослин, фітотоксичний ефект ФЕ розраховують за формулою:
ФЕ = (mч– mт)×100/mч, %
де:mч- маса рослин в коробці з чистим ґрунтом; mт- маса рослин, вирощених в токсичному ґрунті.
Контрольні запитання і завдання: 1. Як кислотність ґрунтів впливає на їхню фітотоксичність? 2. Чи можуть забруднювачі ґрунтів сприяти розвиткові рослин? Наведіть приклади, за яких умов це може відбуватися.
Лабораторне заняття № 6.Визначення індексу стану насадження
Пошкодження зелених насаджень техногенним забрудненням атмосфери залежить від його якісних і кількісних характеристик. Найбільш токсичними для деревної рослинності є сірчаний ангідрид, окисли азоту, аміак, пари сірчаної кислоти. При попаданні їх в атмосферу відбувається не тільки забруднення приземного шару повітря, але й опадів, лісових насаджень, підстилки, ґрунту. Залежно від концентрації токсикантів і періоду їх дії, виділяють два типи пошкоджень: гострі і хронічні. Гострий тип пошкодження спостерігається при короткотривалій дії високих концентрацій токсикантів і проявляється у всиханні рослин. Він протікає швидко, наслідки для насадження є катастрофічними. Менш шкідливим є хронічний тип пошкоджень, зумовлений довготривалою дією низьких концентрацій і накопиченням у листках і хвої фітотоксикантів. Він характеризується передчасним листопадом, зменшенням кількості хвої і листя в кронах або навіть всиханням дерев. Пошкодженість насаджень фітотоксикантами має таку просторову залежність відносно підприємства: - найбільше пошкоджуються деревостани, що наближені до джерела викидів; - стан деревостанів поліпшується в міру віддаленості від підприємств; - найбільше деревостани пошкоджуються в напрямках частих вітрів з боку промислового виробництва. Пошкодженість дерев визначають за шкалою категорій стану життєздатності дерев: І - здорові дерева - без ознак пошкодження; ІІ - ослаблені дерева, в яких пошкоджена, всохла або відсутня 1/3 хвої (листя), з вкороченим приростом бруньок; ІІІ - сильно ослаблені - пошкоджено, всохло або відсутня 2/3 хвої (листя), з сильно вкороченим приростом, а також суховершинні; ІV - всихаючі - дерева з блідо-зеленою, жовтіючою хвоєю, в яких пошкоджені або відсутні понад 2/3 хвої (листя); V - свіжий сухостій - дерева всохли в поточному році, з сухою хвоєю і без неї; VІ - старий сухостій -дерева всохли в минулому році, без хвої, частково або повністю без кори, яка легко відокремлюється від стовбура.
Обладнання і матеріали: карта місцевості, компас, бінокль, калька, лінійка, ручка, блокнот.
Хід роботиНа основі вивчення рози вітрів встановлюється напрямок поширення основної кількості забруднень від їх джерела. У визначеному секторі з найбільш інтенсивним забрудненням проводиться окомірна оцінка кожного окремо взятого дерева і насадження вцілому. Ступінь пошкодження деревостанів промисловими викидами характеризується індексом стану, який визначається для чистих деревостанів за формулою:
Іс = (k1×n1+k2×n2+…+k6×n6)/N,
де: Іс- індекс стану деревостану; k1…k6- категорія стану (від І до VI); n1…n6-кількість дерев даної категорії; N- загальна кількість дерев на пробній площі.
Для змішаних деревостанів:
Іс=(k1×(Na+Nb+…+Ni)+k2×(Na+Nb+…+Ni)+…+k6×(Na+ +Nb+…+Ni))/N,
де:Na, Nb,…Ni- кількість дерев різних порід однієї категорії стану, решта позначень, як і в попередній формулі. На основі визначення індексу стану насадження за таблицею 2 встановлюється зона пошкоджень лісових насаджень.
Таблиця 2 Шкала оцінки санітарного стану і виділення зон пошкодження деревостанів
Приклад. Із 100 дерев: 25- без зовнішніх ознак пошкодження, 20- ослаблених, 31- сильно ослаблених, 10- всихаючих, 5- свіжого і 9- старого сухостою.
Іс = (1×25+2×20+3×31+4×10+5×5+6×9)/100 = 2,86
Отже, санітарний стан деревостану сильно ослаблений, ступінь пошкодження середній, зона пошкодження ІІ. У районі промислових підприємств на підставі проведених досліджень виділяють такі зони пошкодження лісових насаджень: І - зона всихаючи насаджень; ІІ - зона сильно ослаблених насаджень; ІІІ - зона ослаблених насаджень; ІV- зона насаджень, які перебувають під загрозою можливих пошкоджень і в яких відсутні візуальні пошкодження.
Контрольні запитання і завдання: 1. Які зміни можуть відбуватися у лісових насадженнях під впливом атмосферного забруднення? 2. Як індекс стану насадження впливає на його продуктивність? 3. Які лісові насадження є більш стійкими проти атмосферного забруднення?
НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНЕ ВИДАННЯ
Загальна екологія (та неоекологія) методичні вказівки до лабораторних занять для студентів напряму підготовки 6.040106 “Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування” денної форми навчання
Комп’ютерний набір та верстка: В.О. Волянський
Підп. до друку ______ 2015. Формат 60х84/16. Папір офс. Гарн. Таймс. Ум.друк арк. Обл.−вид арк Тираж прим. Зам.
Редакційно-видавничий відділ Луцького національного технічного університету 43018 м. Луцьк, вул. Львівська, 75
КомментарииКомментариев пока нет Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий. |
||||||||||||||||||||||||||||