Одиночки» с плотностью 1 ос./0,6 л.; 2 – группа с плотностью 1 ос./0,6 л.; 3 – группа с плотностью 1 ос./0,13 л

С чем, по Вашему мнению, связана более высокая выживаемость при метаморфозе головастиков с плотностью населения 1 ос./0,6 л. воды при их выращивании в группе?

Почему выживаемость снижается при увеличении плотности популяции?

Практическое занятие №3

Динамика численности популяции

Задание1. Тема: «Анализ динамики численности некоторых охотничьих животных на территории региона»

По данным табл. 2.3.4 постройте следующие графики колебания численности охотничьих животных Белгородской области по годам:

рис. 1 – для каждого вида животных;
рис. 2 – для совокупности крупных хищников и совокупности их потенциальных жертв;
рис. 3 – для совокупности некрупных хищников и совокупности их потенциальных жертв.

Таблица 2.3.4 Численность охотничьих животных на территории Белгородской области
(Состояние окружающей среды и использования природных ресурсов в Белгородской области в 2002 году, 2003)

Обоснуйте выбранную группировку видов по системам «совокупность крупных хищников – совокупность их потенциальных жертв», «совокупность некрупных хищников – совокупность их потенциальных жертв».

Проведите частный и сопоставительный анализ кривых динамики численности отдельных видов и групп видов животных. Определите долю численности каждого вида рассмотренных охотничьих животных в их общей численности. Качественно оцените долю рассмотренных видов консументов первого порядка в рационе представленных хищных видов. Обоснуйте полученные наблюдения, сделайте выводы.

Примечание. Преподавателю рекомендуется пояснить способы отображения и сопоставления на едином графике динамики численности, характеризующейся большим разбросом значений для разных животных (прерывистые шкалы, несколько осей ординат, логарифмирование исходных данных).

Подготовьте отчет о проделанной работе.

Задание 2. Тема: «Анализ динамики численности некоторых видов рыб на территории региона»

По данным табл. 2.3.5 постройте графики колебания численности видов рыб на примере Томской области по годам:

рис. 1 – для каждого вида;
рис. 2 – для совокупности хищных видов и совокупности их потенциальных жертв.

Таблица 2.3.5 Вылов рыб в водоемах Томской области, т
(Экологический мониторинг: Состояние окружающей среды Томской области в 2003 г., 2004)

Обоснуйте выбранную группировку видов по системам «совокупность хищников – совокупность их потенциальных жертв».

Проведите частный и сопоставительный анализ кривых динамики численности отдельных видов и групп видов. Качественно оцените долю рассмотренных видов «нехищных» видов рыб в рационе представленных хищных видов. Обоснуйте полученные наблюдения, сделайте выводы.

Назовите предположительные причины сокращения промысла ценных видов.

Подготовьте отчет о проделанной работе.

Задание 3. На графике изображена сезонная динамика численности обитателей почвы – панцирных клещей за три года учетов в разных биотопах Центрально-Черноземного заповедника.

Рис. 2.3.5. Сезонная динамика численности панцирных клещей в различных биотопах
Центрально-Черноземного заповедника (по Гречаниченко, 1997)

На какие месяцы приходятся «пики» и «спады» численности панцирных клещей? С чем это может быть связано?

Сравните амплитуды динамики численности клещей под пологом леса и на поляне. В чем заключается причина различий?

Задание 4. На момент организации заповедного участка «Лысые горы» в 1993 г. на его территории площадью 170 га было отмечен 1 выводок обыкновенной лисицы. Через 5 лет ее численность увеличилась до 25-30 особей. Еще через 5 лет количество лисиц уменьшилось до 6-8 особей и стабилизировалось на этом уровне.

Объясните, почему сначала численность лисиц резко возросла, а позже упала и стабилизировалась?

Задание 5. В охотничьем хозяйстве обитало 85000 зайцев и 3400 лис (Жердев, Успенский, Дорогань, 2001). Каждая пара лис в год приносит 7 детенышей, каждая пара зайцев – 12 детенышей. Как будет изменяться численность животных в течение шести лет, если учесть, что каждая лиса добывает за год 20 зайцев? До какого уровня возможно сокращение популяции зайцев, чтобы поддерживать численность популяции лис на исходном уровне?

Практическое занятие №4

Пространственная структура популяции

Задание 1. При учете плотности популяции крапчатого суслика полигон исследования в 1 га был разбит на 100 квадратов 10×10 м, в каждом из которых подсчитывалось количество гнездовых нор. В итоге были получены следующие данные: 60 площадок не имели нор, 11 – по 1 норе, 18 – по 2 норы, 9 – по 3 норы, 3 – по 4 норы.

Определите тип пространственного распределения популяции суслика по отношению дисперсии (S²) к среднему числу особей на площадке.

где m – среднее количество особей на площадке;

n – число площадок.

При S ² /m < 1 – распределение равномерное;

S ² /m = 1 – распределение случайное;

S ² /m > 1 – групповое (контагиозное) распределение.

Задание 2. При определении плотности населения дождевых червей используют довольно трудоемкий метод почвенных раскопок из ям 50×50 см. В одном таком определении на участке с однородным почвенно-растительным покровом было сделано 8 раскопок, в которых обнаружено 25, 28, 32, 21, 37, 26, 24, 33 дождевых червей.

Определите тип пространственного распределения (аналогично с заданием 1).

Оцените возможность сокращения количества повторностей почвенных раскопок.

Задание 3. Определите площадь индивидуального участка волка, если известно, что между логовами должно быть не менее 7 км.

Сколько волков может жить в лесах Валуйского района Белгородской области, площадь которых составляет 22,9 тыс. га?

Задание 4. Для лосей характерна большая подвижность: у самок длина суточного хода составляет 2,2 км у самцов – до 1 км (почему у самок – больше?), при этом самцы держатся преимущественно обособленно, а группы чаще представлены самкой с лосятами. Косуля – менее подвижный вид, популяции образованы группами по 2-3 особи.

Для какого из этих видов копытных возможен сплошной отстрел, для какого – только выборочный?

Численность какого вида можно более достоверно оценить методом тропления (зимнего учета по следам)?

Задание 5. У березы радиус распространения семян ветром достигает 100 м. Плодоносить это дерево начинает с 6-8 лет. На какое расстояние может продвинуться граница популяции березы за 50 лет? Сравнить этот показатель со скоростью продвижения границ популяции сосны обыкновенной, у которой семена распространяются в радиусе 30-60 м, а плодоношение начинается в 15 лет.

Практическое занятие №5

Видовая структура биоценоза
Меры видового разнообразия

d = S/ log A или d = S/ log N,

где А – площадь учетной площадки (м²);

N – общее число видов в описании.

2. Концентрация доминирования (индекс Симпсона).

,

где N – сумма значимостей для всех видов в описании;

n_i – значимость S отдельных видов;

p_i – относительная значимость (как десятичная часть) для тех же видов.

Индекс Симпсона связан с разнообразием видов обратной зависимостью.

3. Равномерность распределения (информационный индекс Шеннона – Винера).

При этом выравненность (E) вычисляется по формуле:

Е = H ’ / log S

Задание 1. Ниже приведены данные (Уиттекер, 1980) о видовом составе (S) и относительной значимости (p_i) для трех биоценозов (площадь учетной площадки во всех случаях 20×50 м).

Вычислите меры разнообразия видов (d, S, H') по каждому биоценозу и сравните их.

1. Субальпийский пихтовый лес.

Число видов сосудистых растений – 7.

Значимость видов (% от чистой первичной продукции леса): 69; 23; 7; 0,62; 0,28; 0,08; 0,02.

2. Широколиственный лес.

Число видов сосудистых растений – 39.

Значимость видов (% от чистой первичной продукции леса): 34; 21; 15; 13; 6,5; 3,3; 1,5; 1,3; 0,9; 0,5; 0,45; 0,45; 0,4; 0,2; 0,2; 0,2; 0,19; 0,15; 0,1; 0,09; 0,09; 0,09; 0,07; 0,07; 0,055; 0,055; 0,04; 0,03; 0,024; 0,011; 0,009; 0,008; 0,0045; 0,004; 0,0036; 0,002; 0,0016; 0,0013; 0,001.

3. Орнитофауна широколиственного леса.

Число видов птиц – 20.

Значимость видов (% от плотности гнездующихся пар птиц): 20; 15; 11; 9; 7,5; 6; 4,5; 4,5; 3,5; 3,5; 3,5; 2,1; 2,1; 2,1; 2,1; 1; 1; 1; 0,3; 0,3.

Проанализируйте графики относительной значимости видов в этих биоценозах (рис. 2.3.6).

Рис. 2.3.6. Кривые значимости видов: 1 – субальпийский пихтовый лес; 2 – широколиственный лес; 3 – орнитофауна широколиственного леса

Какой тип распределения значимости видов соответствует более устойчивому сообществу?

Задание 2. В табл. 2.3.6 приведено описание древесно-кустарниковой растительности двух городских парков. Используя индекс Симпсона, оцените концентрацию доминирования и общее видовое богатство в этих парках. Сравните полученные показатели.

Для расчета индекса Симпсона в данном случае можно использовать следующую формулу:

,

где n₁ – число особей каждого вида,

N – общее число особей.

Для оценки видового разнообразия (d) можно воспользоваться отношением:

Таблица 2.3.6 Древесно-кустарниковая растительность
городских парков (Федулова и др., 2004)