§ 11. Дослідження біорізноманіття

Поміркуйте

У якому з двох біоценозів — коралового рифу чи відкритого океану, розташованих на однаковій глибині,— біорізноманіття буде більшим і чому?

Згадайте

Біологія

Методи біології

Експеримент

Спостереження

Фактори середовища

Методи вивчення біорізноманіття

Методи вивчення біорізноманіття є досить численними. До них належать інвентаризація, моніторинг, оцінка видового різноманіття, оцінка екосистемного різноманіття, біоіндикація.

Дуже важливим є кількісний аспект оцінювання різноманіття.

Оцінювати біорізноманіття можна як усередині якогось угруповання, так і порівнюючи між собою різні угруповання. Під час оцінювання біорізноманіття всередині угруповання не слід плутати його з багатством екосистеми. Видове багатство визначається кількістю видів, які присутні в екосистемі. А під час оцінювання біорізноманіття враховується також кількісна частка кожного з видів (мал. 11.1).

Мал. 11.1. Видове багатство угруповань 1 і 2 однакове, а біорізноманіття першого угруповання вище, ніж другого (a, b, c, d, e — певні види)

Інвентаризація і моніторинг

Будь-яка оцінка біорізноманіття починається з його переліку (інвентаризації).

Інвентаризація — це виявлення наявності всіх компонентів біорізноманіття та їх фіксація. Так, під час аналізу генетичного різноманіття виявляють усі існуючі варіанти генів, а під час аналізу видового різноманіття визначають усі види, які є в угрупованні.

Інвентаризація є тією основою, з якої починаються всі роботи з дослідження біорізноманіття. Адже перед тим як порівнювати, треба знати, що порівнювати.

Часто для відслідковування змін біорізноманіття використовують моніторингові дослідження. Моніторинг — це тип досліджень, за яких з певною періодичністю проводять ряд заходів, які дозволяють визначити стан досліджуваного об’єкта. Заходи проводять однаковим чином і з використанням однакових приладів. Це дає можливість аналізувати динаміку змін стану та виявляти зміни, які відбуваються з об’єктом спостережень. Моніторингові дослідження дозволяють робити ефективні прогнози розвитку ситуації в екосистемах і запобігати негативним тенденціям, які вдається виявити.

Залежно від призначення виділяють загальний (стандартний), оперативний (кризовий) та фоновий (науковий) моніторинг. Фоновий моніторинг здійснюється у природних та біосферних заповідниках і на інших територіях, що охороняються. Він є докладним і високоточним, що дозволяє ефективно досліджувати зміну стану екосистем. Загальний моніторинг не такий докладний. Параметри, за якими він здійснюється, підбирають з точки зору оптимальності й достатності. Оперативний моніторинг проводять у зонах аварій та природних явищ, які суттєво порушили стан екосистеми.

Біоіндикація та екологічне прогнозування

Біоіндикація — це метод визначення екологічного стану екосистем за допомогою живих об’єктів. Як об’єкти можуть використовуватися клітини, організми, популяції окремих видів або екологічні угруповання. За допомогою біоіндикації можна оцінювати дію абіотичних, біотичних та антропогенних факторів.

Для діагностики стану екосистем використовують види-індикатори, які мають більшу чутливість до дії несприятливого фактору середовища і тому швидше реагують на зміни в дії цього фактору. Для оцінки дії різних факторів використовують різні види-індикатори (мал. 11.2).

Слід відмітити, що універсальних видів-індикаторів не існує. Це пов’язано з тим, що різні живі організми суттєво відрізняються між собою за стійкістю до дії різних факторів. І якщо, наприклад, певний вид є чутливим до зміни вмісту сполук Арсену у своєму середовищі існування, то це не означає, що він також буде гарним індикатором для виявлення зміни вмісту сполук Плюмбуму.

Для аналізу змін стану екосистеми в цілому застосовують не один вид-індикатор, а цілий комплекс таких видів. Для того щоб оцінка стану екосистеми була ефективною, до комплексу видів-індикаторів включають представників основних екологічних груп — продуцентів, консументів і редуцентів. При цьому серед консументів види-індикатори підбирають для кожного з основних трофічних рівнів.

Екологічне прогнозування — це передбачення можливої поведінки природних систем на основі інформації, яка була отримана в попередніх дослідженнях. Основою екологічного прогнозування часто є створення моделей екосистем, які дозволяють оцінити вплив на них як природних процесів, так і людської життєдіяльності. Для екологічного прогнозування створюють прогнозні карти, які періодично оновлюють, ураховуючи зафіксовані в екосистемах зміни.

Мал. 11.2. Види-індикатори: лишайники (а) — чистоти повітря, дафнії (б) — водних екосистем

Ключова ідея

Спостереження за станом біорізноманіття в екосистемі може дати дуже багато корисної інформації. З його допомогою можна виявити появу нових проблем і зробити прогноз щодо майбутніх подій в екосистемі.

Практична робота

Вивчення видового складу екосистем своєї місцевості. Видова біорізноманітність

1. Визначте види рослин і тварин, які входять до складу однієї з екосистем вашої місцевості.

2. За результатами спостережень заповніть таблицю, у якій укажіть, які рослини є покритонасінними, голонасінними та вищими споровими, а також які тварини є хребетними, безхребетними.

3. Для кожного з видів оцініть частоту, з якою він трапляється в екосистемі, (висока, середня, низька), та вкажіть її в таблиці.

4. Сформулюйте висновок.

Запитання та завдання

1. Які переваги й недоліки, порівняно з індикацією за допомогою приладів, має біоіндикація? 2. Складіть список екосистем вашого регіону, для яких було б бажано провести екологічне прогнозування. 3. Наведіть приклади видів-індикаторів. 4. На прикладі дафній поясніть, як можна використовувати види-індикатори. 5. На малюнку 11.1 показано видовий склад та частку (від загального числа особин) кожного з видів двох угруповань. Поясніть, чому біорізноманіття угруповання 1 вище, ніж угруповання 2.

скачать dle 11.0фильмы бесплатно