Лабораторная работа №11. ХАРАКТЕРИСТИКА КАЧЕСТВАПОЧВЫ С ПОМОЩЬЮ РАСТЕНИЙ-ИНДИКАТОРОВ (Лабораторная работа подготовлена Е. И. Егоровой)

Издревле растения, биологические потребности которых адаптированы к определенным местообитаниям или свойствам почв, привлекали внимание людей. В начале XX в. благодаря трудам выдающихся отечественных ученых — В. И. Вернадского, В. Н. Сукачева, В. В. Докучаева, А. П. Виноградова и других — интерес к растениям-индикаторам вновь усилился. Большое значение для разработки методов фитоиндикации имело учение В. Н. Сукачева о биогеоценозе, о структуре, динамике, связях и классификации фитоценозов. В. В. Докучаев создал учение о всеобщей взаимосвязи явлений и процессов на земной поверхности. Он впервые сформулировал понятие о почве как об особом естественно-историческом теле, которое образуется при взаимодействии факторов почвообразования: материнской породы, климата, растительного и животного мира, рельефа и геологического возраста страны. Все эти ученые сходились во мнении о сложной и динамичной взаимосвязи между объектами живой и неживой природы, что легло в основу фитоиндикации.
Фитоиндикация представляется весьма перспективной и развивается весьма стремительно, находят все новые и новые сферы приложения. При этом она берет на вооружение самые последние достижения науки и техники, в частности современные способы аэрофотосъемки земной поверхности. Однако, к сожалению, некоторые аспекты фитоиндикации остаются неразработанными. Не исследован и не систематизирован опыт использования растений- индикаторов для практических целей. Недостаточно изучены физиолого-биохимические основы фитоиндикации. В результате растения-индикаторы выявляются эмпирически, путем наблюдений, что не исключает элемента случайности. Между тем, разработка физиолого-биохимических основ позволила бы целенаправленно отбирать растения-индикаторы, повысила бы эффективность их использования в практике. До сих пор не вполне выяснены механизмы биологических часов, причины избирательного поглощения определенными растениями химических элементов, роль маг- нитотропизма в пространственной ориентации растений.
Принцип метода основан на учете видового разнообразия макрофитов и их индикаторной значимости. Фитоиндикаторами называют растения, растительные сообщества или их особенности, указывающие на какие-то конкретные свойства среды. Так, с помощью растений можно выявить отдельные признаки почв: их механический состав, влажность, кислотность, засоленность, обеспеченность питательными веществами.
Различают прямые и косвенные индикаторы. Первые непосредственно связаны с объектом индикации, т. е. с каким-то конкретным условием среды, и зависят от него. Косвенные индикаторы не имеют непосредственной связи с объектом индикации, они показывают предметы или явления, которые, в свою очередь, могут быть связаны с индикатором, интересующим человека. Например, на урановых месторождениях очень часто можно встретить различные виды астрагалов (Astragalus pattersonii, A. bisulcutus, A. racemosus в штате Колорадо, США). Эти растения, накапливая до 1,5% селена, являются прямыми его индикаторами, но, по

скольку селен встречается на урановых месторождениях, то по отношению к урану астрагалы будут косвенными индикаторами.
Растения могут быть индикаторами как на всем протяжении своего ареала, так и в какой-то его части. В зависимости от этого выделяют универсальные (панареальные) и локальные индикаторы. Если связь между индикатором и объектом индикации наблюдается по всему ареалу, индикатор называется универсальным. Гораздо чаще приходится иметь дело с локальными индикаторами, связанными с объектом индикации только в какой-то части своего ареала.
Для практических целей следует знать, насколько надежен и эффективен тот или иной индикатор, поэтому индикаторы характеризуют по достоверности и значимости. Достоверность — это степень сопряженности индикатора с объектом индикации. Абсолютно достоверным считается индикатор, которому в 100 % случаев соответствует объект индикации. Для расчета показателя достоверности берут определенное число эталонных участков или площадок (обычно 100), где обязательно имеется индикатор. Среди них есть и такие, где индикатор встречается вместе с объектом индикации. Процентное соотношение этих участков и участков с индикатором, но без объекта индикации служит количественным показателем достоверности индикатора. Эталонные участки обычно выбираются в одном экотопе с помощью квадратной рамки размером 100 х 100 см.
Коэффициенты достоверности и значимости являются важными характеристиками индикаторных свойств растения. Если они достаточно высокие, можно начинать фитоиндикацию. Для этого в таблицу вносят названия всех индикаторных видов, обнаруженных на площади 10м2.

Растениям, характеризующим свойства почвы, присуждаются номера: оценка влажности: — гигрофиты; — ксерофиты; механический состав: — пелитофиты; — алевритофиты; — псаммофиты; оценка кислотности: — крайние ацидофилы; — умеренные ацидофилы; — слабые ацидофилы; — ацвдофилнейтральные; — околонейтральные; — нейтрально-азофильные; достаток питательных веществ в почве:
1 — эвтрофы; — мезотрофы; — олиготрофы.
Частоту встречаемости учитывают по девятибалльной шестиступенчатой шкале со следующими обозначениями: 1 — очень редко, 2 — редко, 3 — нередко, 5 — часто, 7 — очень часто, 9 — масса.
Пример расчета суммарной оценки кислотности почвы

Вид	Кислотность почв (1)	Частота встречаемости (2)	(1)х(2) = (3)
Melampyrum pratense	1	1	1
Trintalis europaea	2	1	2
Pulmonaria obscura	3	3	9
Urtica urens	4	5	20
Festuca pratensis	4	9	28
Filipendula vulgaris	5	3	15
Tussilago faifara	6	2	12
Pyrola chlorantha	6	5	30
Medicago falcata	6	3	18

По шкале индикаторных видов растений, характеризующих кислотность почвпочвы исследуемого участ
ка соответствует 6,0.
Вычисляют погрешность. Оценку проводят на 5%-м уровне значимости с точностью до 0,1.
Материалы:
гербарий растений, произрастающих в средней полосе России; определители, каталоги растений.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ Получить у преподавателя задание на карточке. С помощью определителей и каталогов, используя гербарный материал, дать названия растениям по номерам, используя табл. 11.1-11.4. Выяснить, индикатором каких свойств почв являются данные растения: влажности, кислотности, наличия питательных веществ, механического состава (см. табл. 11.1 — 11.4). Рассчитать коэффициенты достоверности и значимости растений-индикаторов (см. примеры в тексте).

Пример составления карточек
для выполнения лабораторной работы
На летних практиках готовятся гербарии с описью основных видов растений, произрастающих на почвах с разными характеристиками механического состава, влажности, кислотности, степени обогащенности питательными веществами. В задании моделируется некоторый «участок леса или луга». Студентам выдаются гербарии примерно 10—15 видов растений, которые могут быть индкаторами всех указанных выше характеристик почв. Задается частота их встречаемости в экотопе. Указывается количество эталонных участков, на которых объект индикации (например, суглинистая почва) присутствует вместе с индикатором (например, копытнем .европейским). Далее в карточке указывается количество эталонных участков, на которых есть только объект индикации (например, суглинистая почва), а сам индикатор отсутствует. Студенты должны назвать индикаторые виды по всем характеристикам почв (в гербарии могут присутствовать и не индикаторные виды растений). Рассчитать достоверность и значимость всех индикаторов. Карточку можно составить таким образом, чтобы каждую почвенную характеристику представляли не более двух индикаторных видов или не более двух видов были достоверны и значимы как индикаторы. И только на какую-то одну характеристику почвы (например, по влажности) будут представлены более трех индикаторных видов с показателем значимости более 50 % и достоверности не ниже 1,5. В этом случае студент дальше работает только с этими индикаторными видами и характеризует только, например, влажность почвы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Артамонов В. И. Зеленые оракулы. — М.: Мысль, 1989.
Методы изучения состояния окружающей среды. — Вологда: Русь, 1996.
Новиков В. С. Школьный атлас-определитель высших растений / В. С. Новиков, И. А. Губанов. — М.: Просвещение, 1991.

<< | >>

Источник: О. П. Мелехова, Е. И. Егорова, Т. И. Евсеева. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование : учеб, пособие для сгуд. высш. учеб, заведений. 2007

Еще по теме Лабораторная работа №11. ХАРАКТЕРИСТИКА КАЧЕСТВАПОЧВЫ С ПОМОЩЬЮ РАСТЕНИЙ-ИНДИКАТОРОВ (Лабораторная работа подготовлена Е. И. Егоровой):

- Геоэкология - Основы экологии - Экологический мониторинг - Экология животных - Экология насекомых - Экология почв и агроэкология - Экология птиц - Экология рыб -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -