Задание 3. Биологические инвазии и динамика биоразнообразия
Цель: исследовать состав и динамику фитоценозов под воздействием инвазии люпина многолистного.
Было выполнено геоботаническое описание 5 разных площадок размером 5х5 м, отличающихся между собой обилием инвазионного вида люпина многолистного. На каждой площадке было описано видовое разнообразие с указанием обилия видов согласно шкале оценки обилия Друде-Уранова. Все данные были занесены в соответствующую таблицу.
Биологические инвазии – вторжение чужеродных видов (видов-вселенцев) в экосистемы, находящиеся за пределами их естественных ареалов, обычно происходят в силу трех основных причин:
1) саморасселения организмов, связанных с флюктуациями их численности и климатическими изменениями;
2) преднамеренной интродукции человеком важных в хозяйственном отношении (“полезных”) организмов (растений, рыб, птиц, млекопитающих);
3) случайных заносов с балластными водами и обрастаниями судов, с сельскохозяйственной продукцией, с “полезными” интродуцентами, багажом, и т.п.
Виды-вселенцы могут существенно изменять местообитания аборигенных видов, становиться конкурентами или хищниками аборигенных видов и вытеснять их, переносить или сами вызывать болезни или быть паразитами аборигенных видов.
Инвазии чужеродных видов приводят к гомогенизации биоты в результате чего меняется как таксономическое (набор видов), так экологическое (набор жизненных форм, сообществ и экосистем) разнообразие многих регионов Земли. На локальном уровне происходит трансформация, а в отдельных случаях и деградация экосистем. Последнее связано с потерей экосистемами их устойчивости к любым воздействиям, включая естественные.
|
|
|
Занос чужеродных видов и их распространение могут вызвать необратимые экологические катастрофы, причинить серьезный ущерб здоровью населения. Соответственно, проблема инвазий становится важнейшей в плане обеспечения экологической безопасности страны.
При выполнении данной работы в качестве изучаемого инвазионного вида был взят люпин многолистный.
В естественном ареале люпин многолистный растет по берегам рек, на лугах и обочинах дорог и в других нарушенных местообитаниях. Природные местообитания характеризуются умеренно сухими почвами от песчаных до суглинистых. Сходные экологические условия люпин занимает и во вторичном ареале: он широко натурализовался по рекам, автомобильным дорогам и ж.-д. путям, рудеральным местам.
В России люпин отмечен в широком диапазоне местообитаний, имеющих, однако, общие черты: достаточно легкие, бедные питательными веществами почвы и ограниченную конкуренцию с другими видами.
|
|
|
Влияние люпина на аборигенные виды наиболее очевидно в случае образования обширных, довольно плотных зарослей, которые подавляют естественную растительность. L. polyphyllus может конкурировать с местными видами, встречающимися на обочинах дорог, в рудеральных местах, по каменистым берегам рек и другим открытым местообитаниям. Образует густые заросли, в результате снижает разнообразие аборигенных видов; уменьшает разнообразие насекомых-опылителей.
Благодаря азотфиксирующим бактериям L. polyphyllus изменяет содержание азота в почве. Эвтрофикация бедных питательными веществами участков и последующие изменения в структуре сообществ и биоразнообразии – главная проблема вторжения L. polyphyllus в тот или иной регион.
Растение и его семена содержат алкалоиды, потребление которых может быть вредно для овец и крупного рогатого скота. Содержание алкалоидов может варьировать от 3,5% в семенах до 2% в вегетативных органах. Основной алкалоид – люпанин. Выведены линии с низким содержанием алкалоидов, культивируемые для получения низкоалкалоидных семян, которые используются для выращивания фуража; безалкалоидные семена также могут использоваться человеком. Благодаря высокому содержанию алкалоидов обладает аллелопатическими свойствами и может ингибировать прорастание семян других видов.
|
|
|
Может образовывать гибриды во вторичном ареале, например, с Lupinus nootkatensis на Аляске.
L. polyphyllus – важное сельскохозяйственное растение с широким разнообразием культиваров, различающихся по химическим признакам (содержание аминокислот, белков, масел и алкалоидов и т.д.), темпам роста и использованию. Сено, собранное с полей, на которых рос L. polyphyllus, может быть менее ценным из-за содержания в растении алкалоидов.
Порядок выполнения работы:
1. Было заложено 5 пробных площадок размером 5х5 м, различных по обилию люпина многолистного (от площадки, с полным отсутствием инвазионного вида, до площадки, на которой инвазионный вид будет считаться доминантным).
2. Выполнено геоботаническое описание каждой площадки.
3. Проведён эколого-ценотический анализ.
В процессе выполнения работы были обнаружены следующие виды:
4. Построен ординационный ряд сообществ.
Расположение площадок в градиенте инвазии люпина:
5. Построены кривые значимости
1 - un
2 - sol
3 - sp
4 - cop1
5 - cop2
6 - cop3
7 - soc
6. Отмечено влияние инвазии люпина многолистного на биологическое разнообразие исследуемой территории.
|
|
|
Вывод:
В процессе исследования были заложено 5 площадок размером 5х5 м с различным обилием люпина многолистного и было замечено, что на участке №1 наименьшее его количество, поэтому наблюдаемых видов 16. На пробной площади № 2 явно выражено доминирование вейника наземного и ежи сборной. Площадка же № 3 уже начинает отличаться доминированием люпина с конкурированием ежи сборной. На площадке № 5 – полное доминирование люпина, иные растения тоже имеются, однако в меньших количествах.
Все это связано с тем, что люпин — инвазионный вид, который ранее на данной местности не встречался, но по истечении времени приспособился и начал активно распространяться.
После построения графиков значимости для каждой из площадок было выявлено следующее: самой нарушенной площадкой является 5, так как на ней наименьшее количество видового состава и доминирует люпин. Площадка же 1 меньше всего подвержена влиянию люпина – на ней он отсутствует.
Заключение
В ходе учебной практики «Биоразнообразие и динамика наземных экосистем» были закреплены теоретические знания, полученные в лекционных курсах и практических занятиях», а также приобретены практические навыки изучения закономерностей структуры, распространения и динамики популяций в разных эколого-фитоценотических условиях.
Данная практика позволила приобрести умения и навыки. Среди них:
· Умение ориентироваться во всех видах работ, проводимых в ходе экспедиционных маршрутных и стационарных геоботанических обследований;
· Практические навыки самостоятельного определения видов по полевым признакам в природе и при камеральной обработке коллекций;
· Умение проводить комплексное обследование биогеоценоза с заполнением стандартных бланков, осуществлять его полевое картирование и использовать полученные результаты в оценке пространственной и функциональной структуры биогеоценозов, состояния и жизненности слагающих его популяций;
· Знание основных признаков сукцессионных состояний биогеоценозов в ходе эндогенных и экзогенных, дигрессивных и демутационных сукцессий;
· Умение выделять сообщества по доминантно-детерминантным признакам, проводить ординацию сообществ по градиентам экологических факторов;
· Умение правильно вести полевой дневник и обрабатывать собранный фактический материал, применяя различные методы оценки биоразнообразия;
· Практические навыки использования приборов и оборудования, применяемого при выполнении полевых экспедиционных работ по профилю практики;
· Навыки самостоятельной исследовательской работы;
· Умение пользоваться фондовыми материалами лесоустройства;
· Умение составлять отчетную документацию
Используемая литература
[1] – Рогова Т.В., Шайхутдинова Г.А. «Биоразнообразие и динамика наземных экосистем» Методическое пособие для проведения учебной полевой практики. - Казань: Изд-во Казанский университет, 2007. - 60 с.
[2] – О.В. Бакин, Т.В. Рогова, А.П. Ситников. «Сосудистые растения Татарстана» -Казань: Изд-во Казан. Ун-та, 2000.- 496с.
[3] – Маевский П.Ф. «Флора средней полосы европейский части России». 11-е изд. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014.- 635 с., ил.
[4] – Интернет-источник «iNaturalist» (URL: https://www.inaturalist.org/). Дата обращения 08.10.2021
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 14; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!