Биология. В 3-х томах. Т. 2

Почвы значительно различаются по своей структуре и химическому составу (см. разд. 12.4). Для получения общего представления о структуре или профиле почвы почвенный разрез делают таким образом, чтобы он был строго вертикальным и были четко видны отдельные слои. При этом можно непосредственно измерить толщину ясно различающихся по цвету и структуре горизонтов и отобрать из них образцы для проведения различных анализов, описанных ниже.

При работе с почвенным буром, который представляет собой удлиненный инструмент с пробковым винтом, бур ввинчивается в грунт на нужную глубину и затем вынимается. Почву, попадающую в резьбу винта с разных глубин, раскладывают по отдельным полиэтиленовым пакетам для проведения последующих анализов. При отборе почвенных образцов данным методом необходимо записывать, на какой глубине находился каждый взятый образец. Эта запись должна быть сделана на соответствующих пакетах.

Опыт 13.1. Определение содержания воды в почвенном образце

Примерно 80 г почвы

Противень из алюминиевой фольги

Весы с точностью до 0,1 г

Сушильный шкаф с регулируемой температурой

Термометр с показаниями до 150°С

Эксикатор

Щипцы

1. Взвесьте пустой противень из алюминиевой фольги. Запишите его массу (а).

2. Насыпьте в противень размельченный почвенный образец и взвесьте. Запишите его массу (b).

3. Поместите противень с почвой на 24 ч в сушильный шкаф при температуре 110°С.

4. Выньте образец из сушильного шкафа и охладите его в эксикаторе.

5. Взвесьте остывший образец, запишите его массу.

6. Снова поместите образец на 24 ч в сушильный шкаф при температуре 110°С.

7. Повторяйте операции 4 и 5 до тех пор, пока результаты измерения не окажутся одинаковыми (до постоянной массы). Запишите эту массу (с).

8. Рассчитайте процентное содержание воды по следующей формуле:

9. До проведения опыта 13.2 храните почвенный образец в эксикаторе.

Полученное значение выражает процентное содержание всей воды, присутствующей в образце. Эта величина будет зависеть от количества осадков, выпавших за последнее время. Альтернативными оценками содержания воды являются полевая влагоемкость и содержание доступной воды. Полевая влагоемкость — это количество воды, сохраняющееся в почве после того, как ее избыток дренируется под влиянием гравитационных сил. Для получения этого значения необходимо, чтобы почва в полевых условиях была целиком затоплена в течение нескольких минут. Затем через 48 ч можно отобрать образец для проведения исследования. Доступная вода — это та вода, которая может поглощаться растениями. Ее содержание можно определить высушиванием взвешенного образца при комнатной температуре до постоянной массы. Разность масс влажной и сухой почвы равна содержанию доступной воды.

Опыт 13.2. Определение содержания органического вещества (гумуса) в почвенном образце

Высушенный почвенный образец (из эксперимента 13.1) в эксикаторе Тигель с крышкой

Штатив, бунзеновская горелка, асбестовая сетка, огнеупорный треугольник

Эксикатор

Щипцы

1. Прокалите тигель и крышку на пламени горелки для удаления остатков влаги. Для охлаждения поместите в эксикатор. Взвесьте и запишите массу (а).

2. Насыпьте из эксикатора в тигель высушенный почвенный образец (возьмите из предыдущего эксперимента) и взвесьте. Запишите массу (b).

3. Накалите тигель с почвенным образцом, накрытым крышкой, до красного цвета и прокаливайте в течение часа до полного сгорания всего органического вещества. Остудите на воздухе 10 мин и поместите в эксикатор.

4. Взвесьте остывший тигель с образцом.

5. Повторяйте операции 3 и 4 до получения постоянной массы.

6. Подсчитайте процентное содержание органических веществ по формуле:

7. Проведите этот эксперимент с почвенными образцами, отобранными в разных районах, чтобы показать различия в содержании органических веществ.

Полученная в этом эксперименте величина соответствует процентному содержанию органических веществ в сухой почве. Получить величину, соответствующую содержанию органических веществ во влажной почве, можно, используя данные опыта 13.1.

13.1. При анализе 60 г влажного почвенного образца были получены следующие данные. После неоднократного нагревания до 110°С и охлаждения в эксикаторе почвенный образец приобрел постоянную сухую массу, равную 45 г. Затем сухой почвенный образец несколько раз прокаливали в тигле до красного цвета, охлаждали в эксикаторе и взвешивали. После чего его масса стала равна 30 г. Подсчитайте содержание воды и органических веществ во влажном почвенном образце.

Опыт 13.3. Определение содержания воздуха в почвенном образце

Жестяная банка емкостью примерно 200 см³

Стакан емкостью 500 см³

Вода

Стеклограф

Металлический снаряд

1. Поместите пустую банку открытым концом вверх в стакан емкостью 500 см³ и наполните стакан водой выше края банки. Отметьте уровень воды в стакане.

2. Осторожно выньте банку, наполненную водой, и измерьте объем воды мерным цилиндром. Запишите объем (а). Уровень воды в стакане упадет на величину, равную объему воды в банке.

3. Просверлите примерно восемь маленьких отверстий на дне банки.

4. Банку открытым концом проталкивайте в почву, с поверхности которой удалена растительность, до тех пор пока почва не начнет выходить из отверстий. Осторожно выкопайте банку, переверните ее и удалите лишнюю почву, находящуюся выше края банки.

5. Снова осторожно поместите банку с почвой открытым концом вверх в стакан с водой и разрыхлите почву снарядом, чтобы вытеснить из нее воздух.

6. Уровень воды в стакане станет ниже, чем раньше, потому что часть воды израсходуется на замещение воздуха, который содержался в почве.

7. Из полного мерного цилиндра емкостью 100 см³ добавьте воду в стакан до прежнего уровня. Запишите объем добавленной воды (b).

8. Процентное содержание воздуха в почвенном образце можно определить по формуле: b/a x 100.

9. Повторите опыт с почвенными образцами из разных районов.

Опыт 13.4. Определение приблизительного соотношения твердых частиц в почвенном образце (текстура почвы)

Мерный цилиндр емкостью 500 см³

100 см³ почвенного образца

300 см³ воды

1. Поместите почвенный образец в мерный цилиндр и полностью залейте водой.

2. Энергично встряхните содержимое.

3. Для того чтобы частицы осели в соответствии с их плотностью и площадью поверхности, дайте смеси отстояться в течение 48 ч.

4. Измерьте объем различных фракций почвенного образца.

Наблюдается послойное распределение составляющих почву частиц. Частицы органического вещества плавают на поверхности воды, частицы глины частично остались во взвешенном состоянии, а более крупные осели в виде слоя поверх песка и камней, распределившихся в соответствии со своими размерами.

Опыт 13.5. Определение рН почвенного образца

Длинная пробирка (145 мм) с пробкой Штатив для пробирок Сульфат бария

Раствор универсального индикатора и цветная таблица

Почвенный образец Шпатель

Дистиллированная вода Пипетка на 10 см³

1. Поместите в пробирку примерно 1 см³ почвы и 1 см³ сульфата бария, в результате чего коллоидная глина выпадет в виде хлопьев.

2. Добавьте 10 см³ дистиллированной воды и 5 см³ раствора универсального индикатора. Закройте пробирку пробкой, энергично встряхните и дайте содержимому отстояться в течение 5 мин.

3. По цветной таблице сравните цвет жидкости в пробирке с цветами индикатора и определите соответствующее рН.

4. Повторите эксперимент с почвенными образцами из разных районов.

При исследовании почвы рН является одной из наиболее важных характеристик. Несмотря на простоту определения, значение рН зависит от множества взаимодействующих факторов и служит хорошим показателем содержания питательных веществ в почве; кроме того, величина рН указывает на то, какие виды растений (и соответственно животных) могут успешно развиваться на данных почвах. Кислые почвы, как правило, менее богаты питательными веществами, поскольку в меньшей степени способны удерживать катионы.

Вода, воздух и свет относятся к наиболее важным климатическим факторам. В этом разделе кратко описаны некоторые основные методы их измерения.

Опыт 13.6. Определение рН воды

Универсальная индикаторная бумага или рН-метр

Проба воды

1. Опустите в исследуемую воду кусочек универсальной индикаторной бумаги и сравните ее цвет с цветной шкалой. Определите значение рН.

ИЛИ

2. Ополосните зонд рН-метра дистиллированной водой, опустите его в пробу исследуемой воды и снимите показания рН (этот метод более точен, но до начала эксперимента необходимо тщательно проверить рН-метр, используя готовые растворы с известным значением рН). Вновь ополосните зонд дистиллированной водой перед тем, как поместить его на хранение в буферный раствор.

3. Повторите опыт с пробами воды из различных источников.

Опыт 13.7. Определение содержания хлоридов в пробе воды (приблизительная оценка солености)

Проба воды

Пипетка объемом 10 см³ Бюретка

Дистиллированная вода в бутыли

3 конические колбы

Белая кафельная плитка

Калий-хроматный индикатор

50 см³ раствора нитрата серебра (2,73 г на 100 см³)

1. Налейте 10 см³ исследуемой воды в коническую колбу и добавьте 2 капли калий-хроматного индикатора.

2. Из бюретки оттитруйте раствором нитрата серебра, постоянно встряхивая коническую колбу.

3. В конечной точке титрования осадок хлорида серебра окрашивается в красный цвет.

4. Дважды повторите титрование с 10 см³ исследуемой воды. Подсчитайте среднее количество израсходованного нитрата серебра.

5. Объем израсходованного раствора нитрата серебра приблизительно равен содержанию хлоридов в пробе воды (в г на 1л).

Опыт 13.8. Определение содержания кислорода в пробе воды

Метод Винклера, который описан в этом разделе, позволяет точно измерить содержание кислорода, но для того чтобы пользоваться этим методом, необходимы многочисленные реактивы.

10 см³ щелочного раствора иодида (3,3 г NaOH; 2,0 г КСl в 10 см³ дистиллированной воды) (Обращаться с осторожностью!)

10 см³ раствора хлорида марганца (4,0 г МnСl₂ в 10 см³ дистиллированной воды)

5 см³ концентрированной хлористоводородной кислоты (Обращаться с осторожностью!)

Раствор крахмала (как индикатор)

Дистиллированная вода в бутыли

0,01 М раствор тиосульфата натрия

3 х 5 см³ пипетки с делениями

Бюретка

Белая кафельная плитка

3 конические колбы

250 см³ исследуемой воды в стеклянном сосуде с притертой пробкой

1. Осторожно, не расплескивая, наберите воду в бутылку и оставьте ее под водой, чтобы в нее не попадали пузырьки воздуха.

2. В пробу воды пипеткой добавьте 2 см³ хлорида марганца и 2 см³ щелочного раствора иодида; конец пипетки должен касаться дна бутылки. Более тяжелый раствор солей вытеснит из бутылки равное количество воды, находящейся в верхнем слое.

3. Добавьте 2 см³ концентрированной хлористоводородной кислоты и закройте бутылку так, чтобы в ней не было пузырьков воздуха. Хорошо потрясите бутылку для того, чтобы растворился осадок. В результате образуется раствор в избытке иодида калия. Теперь растворенный кислород зафиксирован и бутылку можно вынуть из воды.

4. Для исследования отлейте в коническую колбу 50 см³ воды. Из бюретки оттитруйте ее 0,01 M раствором тиосульфата натрия следующим образом:

а) постоянно встряхивая коническую колбу, доливайте в нее раствор тиосульфата до тех пор, пока желтый цвет не побледнеет;

б) добавьте 3 капли раствора крахмала и продолжайте титровать, постоянно встряхивая колбу, до тех пор, пока не исчезнет темно-синяя окраска крахмала.

Запишите объем израсходованного тиосульфата натрия.

5. Дважды повторите операцию 4 с 50 см³ исследуемой воды и вычислите средний объем расходуемого тиосульфата (х).

6. При использовании этих растворов 1 см³ 0,01 M тиосульфата соответствует 0,056 см³ кислорода в условиях НТД (нормальная температура и давление).

7. Подсчитайте содержание кислорода в литре воды, используя следующую формулу:

Содержание кислорода,

при НТД

где х — объем тиосульфата, расходуемый на титрование 50 см³ воды.

Течение

Самым простым методом определения скорости течения воды служит измерение времени, необходимого какому-нибудь плавающему предмету для того, чтобы пройти определенное расстояние. Чтобы исключить влияние ветра, лучше использовать предмет, который большей своей частью погружен в воду. Или же поместить в поток воды L-образную трубку высотой 50 см, длиной 10 см и диаметром 2 см таким образом, чтобы ее короткий конец был обращен навстречу течению. Измерив высоту, на которую вода поднялась в длинном конце трубки, можно определить скорость течения, используя следующую формулу:

где v — скорость течения воды, см/с;

g — ускорение силы тяжести (981 см/с²);

h — высота столба воды, см.

Влажность

Относительная влажность воздуха — это отношение абсолютной влажности, выраженной в г/м³ к максимальному содержанию водяных паров в воздухе; относительная влажность выражается в процентах. Относительная влажность изменяется с температурой, так как воздух при нагревании расширяется и может удерживать больше водяных паров. Их содержание измеряется психрометром, состоящим из влажного и сухого термометров, которые закреплены в деревянной раме (рис. 13.1). По показаниям термометров вычисляют влажность воздуха, пользуясь психрометрическими таблицами.

Рис. 13.1. Аспирационный психрометр

Температура

Температуру воздуха, воды и почвы можно измерить ртутным термометром. Однако определение температуры в данной точке и в данное время имеет небольшое значение для экологических исследований. Более информативным является изменение температуры за определенный период времени. Поэтому обычно температуру измеряют в разное время (по сложной временной схеме) или же используют максимальный и минимальный термометры, регистрирующие максимальную и минимальную температуры соответственно. В микроместообитаниях и труднодоступных местообитаниях, например в сердцевине древесного ствола, температуру измеряют термистором (рис. 13.2). Это электрический прибор, который может иметь столь малые размеры, что его можно вмонтировать в кончик шариковой ручки. Электрическое сопротивление этого прибора меняется с изменением температуры. Измеряя сопротивление термистора и сравнивая его с ранее составленной таблицей, где каждому сопротивлению соответствует определенная температура, можно установить температуру среды, в которую помещен термистор. При проведении экологических исследований полезно также определять максимальные и минимальные температуры микроместообитаний (микроклимат), так как часто именно этим объясняется исчезновение из определенных районов отдельных видов, например растений, чувствительных к морозам.

Рис. 13.2. Термистор во время работы

Свет

Свет различается по своей интенсивности, продолжительности и качественному составу (длине волны). Чтобы получить полную информацию об этом физическом факторе при проведении экологических исследований, необходимо измерять все три пере-численных параметра света. Для их измерения используются специальные методы. В практических целях для сравнения интенсивности падающего света в различных районах обычно требуется некий отнесенный к данной площади показатель интенсивности света. Для этого достаточно обычного фотоэкспонометра. Суммарная интенсивность света за определенный период времени определяется с помощью бумаги Ozalid, которая обладает кумулятивной чувствительностью к свету.

Направление и скорость ветра

С экологической точки зрения важна не столько скорость ветра в местообитании в данный момент времени, сколько степень открытости местообитания для ветров. Следовательно, важна частота ветров, их интенсивность и направление. Однако для большинства практических целей при сравнении особенностей ветра в различных местообитаниях достаточно простого прибора, показывающего направление ветра и анемометра (рис. 13.3), регистрирующего скорость ветра.

Рис. 13.3. Простейший анемометр, с помощью которого можно измерять скорость ветра, измеряя частоту оборотов деревянного крыла, окрашенного в черный цвет

При проведении любых количественных экологических исследований важно с большой степенью точности дать оценку численности организмов, населяющих определенную площадь на суше или объем воды или воздуха. Как правило, это равнозначно оценке величины популяции. Выбор метода зависит от размеров и образа жизни организма и площади исследуемой территории. На небольшом участке можно непосредственно подсчитать число или оценить проективное покрытие или обилие растений и прикрепленных или медленно передвигающихся животных. На больших же открытых пространствах для оценки численности быстро передвигающихся животных необходимы косвенные методы учета. В местообитаниях, в которых наблюдение за организмами затруднено вследствие особенностей их поведения и образа жизни, приходится оценивать численность организмов, используя либо метод изъятия, либо метод мечения и повторного отлова. Существуют объективные и субъективные методы оценки численности популяции.

Объективные методы

Квадраты, прямое наблюдение и фотографирование относятся к методам прямого учета, тогда как метод изъятия и повторного отлова организмов составляют косвенные методы учета.

Квадрат. Если установлено число организмов в пределах некоторого числа квадратов, занимающих известную часть общей площади, то простым умножением можно подсчитать численность организмов на всей территории. Используя этот метод, можно определить следующие три параметра распределения видов.

1) Плотность вида. Плотность вида — это число организмов определенного данного вида на данной площади, например на 10м². При определении плотности подсчитывают число организмов в брошенных случайным образом квадратах. Метод имеет ряд преимуществ, а именно: он точен, позволяет сравнивать различные участки и виды и установить точное значение обилия. Недостатки метода состоят в том, что он требует значительных затрат времени и при пользовании им необходимо четко определить категорию "особь". Например, считать за одно растение всю дернину или каждый побег?

2) Частота вида. Это вероятность обнаружения определенного вида в пределах любого случайным образом брошенного квадрата в данном районе. Например, если вид встречается в одном из каждых десяти квадратов, то его встречаемость равна 10%. Чтобы получить эту величину, отмечают наличие или отсутствие вида в каждом квадрате, брошенном случайным образом. (Число присутствующих особей не имеет значения.) При использовании этого метода необходимо оговорить размер квадрата, так как это будет влиять на результаты, и, кроме того, условиться о том, какую частоту учитывать: побеговую или корневую? (В случае "побеговой" частоты вид считается присутствующим, если его листья попадают на площадь квадрата, хотя сама особь находится вне его. При "корневой" встречаемости вид считается присутствующим, если его особи укореняются на площади, захваченной квадратом.) Преимущества этого метода в том, что он прост и не требует больших затрат времени. Его применяют в определенных крупномасштабных экосистемах, например в лесных массивах. Недостатки же состоят в том, что на полученное значение частоты влияют размеры квадрата, размеры растения и его пространственное размещение (например, случайное, равномерное или групповое; см. разд. П.2.8).

13.2. Какова частота вида, если он был обнаружен в 86 квадратах из 200?

3) Проективное покрытие вида показывает, какая часть почвы занята особями данного вида, и дает оценку площади, покрытой этим видом в процентах от общей площади. Его определяют в нескольких случайно выбранных точках путем регистрации покрывающего почву вида, каждый раз субъективно оценивая площадь квадрата, покрытую этим видом, или используя раму со стержнем (рис. 13.13). Этот метод удобен при оценке проективного покрытия растений, особенно травянистых, когда посчитать число особей трудно и не столь важно, как определить проективное покрытие. Однако это достаточно трудоемкий и утомительный метод.

13.3. Чему равно проективное покрытие растений X, если рама с десятью спицами была использована 10 раз и 36 раз было зарегистрировано это растение?

Прямое наблюдение. Прямой подсчет особей применим не только к сидячим или медленно передвигающимся животным, но и ко многим крупным подвижным организмам. К таким, например, как олени, дикие пони и львы, лесные голуби и летучие мыши, в то время когда они покидают место ночлега.

Фотографирование. Прямым подсчетом особей на фотоснимках можно установить размеры популяций крупных млекопитающих и морских птиц, собирающихся на открытых пространствах.

Метод изъятия. Этот метод очень удобен для оценки численности мелких организмов, особенно насекомых, на определенном участке луга или в определенном объеме воды. Взмахами специальной сетки животных отлавливают, записывают число пойманных и не выпускают до конца исследования. Затем еще трижды повторяют отлов, при этом с каждым разом число пойманных животных уменьшается. При построении графика отмечают число пойманных при каждом отлове животных против общего числа пойманных ранее животных. Продолжив линию графика к точке, в которой вновь пойманных животных не окажется (т.е. их число в последнем отлове равно нулю), можно оценить общий размер популяции, как это показано на рис. 13.14.

Рис. 13.14. График зависимости числа животных в каждом улове от общего числа пойманных ранее животных. Продолжив линию к точке, в которой число вновь пойманных животных равно О, получим оценку численности популяции

Метод мечения и повторного отлова. Этот метод включает отлов животного, его мечение таким образом, чтобы не причинить ему вреда и выпуск на волю там, где его поймали, с тем чтобы оно могло продолжить нормальную жизнедеятельность в популяции. Например, на жаберные крышки пойманной сетями рыбы прикрепляют алюминиевые пластинки или на ноги пойманных сетями птиц надевают кольца. Мелких млекопитающих можно метить краской, надрезать ухо или остригать пальцы, членистоногих также метят краской. В любом из случаев можно применить такую форму кодирования, которая позволяет различить индивидуальные организмы. Пойманных животных подсчитывают, метят репрезентативную выборку из них, затем всех животных выпускают в то же самое место. Через некоторое время животных снова отлавливают и подсчитывают в выборке число животных с меткой. Размер популяции оценивают, используя следующее словесное уравнение:

Эта оценка размера популяции называется индексом Линкольна. Индекс выводится исходя из ряда приведенных ниже допущений.

1. Внутри популяции организмы размещены случайным образом. (Это не всегда так, поскольку некоторые организмы живут колониями, стадами или стаями.)

2. Между первым и вторым отловом должно пройти достаточное количество времени, чтобы животные успели распределиться случайным образом. Чем менее подвижны особи вида, тем больше времени должно пройти между отловами.

3. Индекс применим только к популяциям, перемещение которых ограничено по географическим причинам.

4. Организмы равномерно размещены в пределах географического ареала популяции.

5. Изменения размеров популяции, вызываемые иммиграцией, переселением, рождением и смертью особей, незначительны.

6. Метки не должны мешать передвижению животных и делать их заметными для хищников.

При изучении растений и мелких животных, например усоногих раков, прямой подсчет численности — очень трудоемкая процедура, поэтому ее в зависимости от необходимой степени точности можно заменить оценкой проективного покрытия или обилия на площади квадратной рамы. В начале работы, для того чтобы увеличить точность оценки, рекомендуется пользоваться рамой, поделенной на мелкие квадратики (рис. 13.11). Для определения проективного покрытия или обилия можно освоить различные методики, одни из которых целиком субъективны, другие частично или полностью объективны.

13.4. Чтобы оценить численность форели в маленьком озере, 625 форелей были пойманы, помечены и снова выпущены. Через неделю поймали 873 форели, из них у 129 были обнаружены метки. Определите примерные размеры популяции.

Субъективные методы

Эти методы включают в себя определенный способ оценки частоты, шкалу частоты или оценку обилия через покрытие. Например, в условной шкале, составленной Криспом и Саутвардом, для оценки обилия живущих на скалистых берегах блюдечек (Patella) используются следующие символы, частоты и проценты.

А-обильный > 50%

С-обычный 10-50%

F-часто встречающийся 1-10%

О — редкий < 1 %

R — единичный — за 30 минут поисков обнаружено лишь несколько особей

Соотношение процентов и словесных обозначений частоты условное, поэтому оно может меняться. Например, в отдельных случаях обильным может считаться вид с покрытием > 90%. Значения приведенных выше пяти категорий можно использовать при представлении данных, например при построении кайт-диаграмм (разд. П.2.7.3). Главный недостаток этого метода состоит в том, что он необъективен и при использовании его наблюдается тенденция к уменьшению величины покрытия для мелких невзрачных видов по сравнению с цветущими, бросающимися в глаза и растущими в куртинах видами.

Вид сверху

Описанный ниже простой метод предназначен прежде всего для картирования небольших площадей, например участка луга размером 10 х 10м или небольшого водоема, но его можно использовать также на больших площадях, например при картировании скалистого берега залива.

1. Выберите приблизительно участок для изучения и натяните рулетку вдоль одной из его сторон. Рулеткой отмечается базовая линия AY (рис. 13.15).

2. В направлении, перпендикулярном базовой линии, отмерьте расстояния до определенных естественных ориентиров, находящихся в пределах изучаемого участка или до ограничивающих участок колышков. Запишите эти значения.

3. На листе миллиметровой бумаги в соответствующем масштабе начертите линию AY и перенесите все отмеренные в перпендикулярном направлении расстояния.

4. Приняв за основу уже начерченную базовую линию AY и отложенные в перпендикулярном направлении расстояния до естественных ориентиров, закончите карту от руки.

5. Если исследуемая площадь сравнительно невелика, то поделите базовую линию AY на равные отрезки и проложите перпендикулярно к ней линейные трансекты. Повторите все операции, используя крайнюю левую трансекту AF как новую базовую линию, для того чтобы натянуть веревочную решетку, как это показано на рис. 13.16. Нанесите эту решетку на карту и отметьте ее буквами (А,В,С и т. д.) вдоль одного края и цифрами вдоль другого.

6. Отметьте положение участков, ясно различающихся по структуре и растительности.

7. В зависимости от характера изучаемой территории с помощью рамы, рамы со стержнем или сетки для отлова животных планомерно исследуйте участок, скажем, слева направо и запишите все встречающиеся виды, их численность или обилие.

8. Если участок очень велик и на нем необходимо провести качественные и количественные исследования, то проложите на участке через определенные интервалы ленточные трансекты. Теперь можно установить положение любой точки, в которой проводятся стационарные исследования, например методом квадрата, измерив правый угол и расстояние до ленточной трансекты. Необходимо как можно чаще проводить прямые измерения свойств абиотической среды или же отбирать образцы для последующего анализа.

Рис. 13.15. Метод вычерчивания карты исследуемой площади (например, небольшого водоема неправильной формы) по полученным основным точкам

Рис. 13.16. Карта исследуемой площади, разбитой веревочной сеткой на квадраты, например А1-Е5. Сетка дает возможность точно обозначить исследуемые участки при последующем изучении

Графическое изображение профиля высот

В некоторых местах, например на скалистом берегу, на размещение организмов могут влиять факторы, связанные с высотой над уровнем моря. Здесь продолжительность времени, которое каждый участок берега свободен от воды, зависит от его высоты. В этом случае необходимо начертить профиль, показывающий, как изменяется высота вдоль линии трансекты, например от высшей до низшей отметок воды на скалистом берегу (см. ниже). В каждой точке вдоль трансекты, где проводятся исследования сообществ, необходимо тщательно измерить высоту с помощью оптического теодолита и контрольных точек. На небольших расстояниях с помощью простого, заранее сделанного нивелира, прикрепленного к контрольному столбу, и рейки можно получить относительно точные данные (см. ниже) (рис. 13.17).

Рис. 13.17. Простой нивелир, который можно изготовить самому, прикрепленный к контрольному столбу. Положение столба выверяют до тех пор, пока деревянный брусок не окажется в горизонтальном положении, которое обозначается нитью, показывающей 90° в точке отвеса на столбе. Удерживая столб в неизменном положении, наблюдатель смотрит в зрительную трубу и называет человеку, держащему рейку, отметку высоты на рейке, соответствующую положению точки пересечения нитей. Эта высота записывается

1. Прикрепите нивелир на удобной высоте (h₁), например на высоте 1,5 м, к контрольному столбу.

2. Проложите линейную трансекту от высшей отметки воды до кромки воды.

3. Установите контрольный столб в определенной точке, например на высшей отметке воды на трансекте, а далее вниз по склону на определенном расстоянии (х) установите рейку. Отметьте их положение на трансекте и обозначьте как А и В. Сохраняйте одну из сторон трансекты до тех пор, пока идут измерения, чтобы предотвратить затаптывание изучаемых организмов.

4. После того как деревянный зрительный брусок установлен горизонтально, посмотрите через зрительную трубу с визиром на рейку. Совместите визир с рейкой и запишите высоту (h₂). Разница высот между точками А и В равна h₂-h₁.

5. Перенесите контрольный столб в точку В, а рейку на определенное расстояние в точку С. Повторите операции 3 и 4 и запишите новую высоту (h₃) (рис. 13.18).

6. Далее на расстояниях х₃, х₄ и т. д. отметьте точки D, Е и т. д. и измерьте соответствующие высоты h₄, h₅ и т.д. Запишите все показания в виде таблицы (табл. 13.3) и посчитайте разницу высот между точками и расстояние между ними по прямой.

7. Перенесите эти данные в масштабе, принятом при изображении профиля берега на бумаге и отметьте положение точек (рис. 13.19).

Рис. 13.18. Методика измерения высот и расстояний по прямой между точками, расположенными над уровнем отлива

Таблица 13.3. Горизонтальные и вертикальные расстояния между точками А-К на скалистом берегу. Нортумберленд, 1968 год

Рис. 13.19. На основе данных из табл. 13.3 вычерчен профиль каменистого берега и отмечены положения точек от А до J, в которых проводились исследования. Обратите внимание, что ось х имеет масштаб 10 м — 1 ед., а ось у — 1 м = 1 ед. Это дает искусственное искажение формы профиля, но при этом позволяет показать расположение крутых и пологих участков берега