Индикационные исследования, индикационные карты, их использование

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Кафедра «Биологии, экологии и химии им. Блинохватова»

 

 

 

 

Реферат

 На тему:

«Индикационные исследования, индикационные карты, их использование»

 

 

 

 

 

                                                                                         Выполнила: студентка 216 гр.

                     Макарова О. С.

                                                                                   Проверила: преподаватель          Корягина Н. В.

 

 

 

 

Пенза-2014 г.

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ИНДИКАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

 

 1.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНДИКАЦИОННОЙ ГЕОБОТАНИКИ

Растительные сообщества (а также отдельные виды, внутривидовые формы и тераты), обладающие достаточной определенной и стойкой связью с условиями среды и используемые для распознавания этих условий, называются индикаторами. Условия, определяемые с помощью индикаторов, называются объектами индикации, или индикатами, а процесс определения - индикацией. Индикаторами могут быть отдельные организмы или их сочетания (ценозы), присутствие которых указывает на определенные свойства окружающей среды. Однако часты случаи, когда тот или иной вид или ценоз имеет очень широкую экологическую амплитуду и поэтому не является индикатором, но отдельные признаки его резко меняются в разных экологических условиях и могут быть использованы для индикации. В песках Заунгузских Каракумов (Туркмения), например, широко распространен колючелистннк (Acanthophyllum brevibracteatum), имеющий обычно розовые цветки, но на участках с близким залеганием скоплений серы (например, в районе Серных бугров) окраска цветков меняется на белую. В ландшафтах Подмосковья скопления верховодок на лугах могут быть определены не столько по флористическому составу луговых фитоценозов, сколько по длительности отдельных фенофаз, так как площади, под которыми залегают верховодки, обозначаются длительным цветением ряда видов, что сказывается на аспекте луга. Как в том, так и в другом случае для индикации используются не виды или ценозы как таковые, а лишь некоторые их особенности.

Связь между индикатором и индикатом называется индикационной. В зависимости от характера индикационной связи индикаторы делятся на прямые и косвенные. Прямые индикаторы связаны с индикатом непосредственно и обычно зависят от его присутствия.

Примером прямых индикаторов подземных вод могут служить в  регионах сообщества с господством растений из группы -облнгатных фреатофитов (т. е. растений, постоянно связанных с грунтовыми водами) - чиевники (ассоц.Achnatherum splendens), сообщества верблюжьей колючки (виды рода Alhagi).Эти сообщества не могут существовать вне индикационной связи, и если она нарушена, то они погибают. Косвенной, или опосредованной, называется индикационная связь, осуществляемая через какое-то промежуточное звено, связывающее индикатор и индикат. Так, разреженные заросли псаммофильнойAristida pennata в песках пустынь служат косвенным индикатором локальных скоплений подпесчаной верховодки. Хотя прямая связь здесь отсутствует, но пионеры-псаммофиты указывают на слабую закрепленность песка, обусловливающую хорошую аэрацию песчаной толщи и свободную инфильтрацию осадков, т. е. те условия, которые благоприятсвуют образованию верховодки. Прямые индикаторы более надежны и достоверны, чем косвенные.

По степени географической устойчивости индикационных связей индикаторы могут быть разделены на панареальные, региональные и локальные. Связь панареальных индикаторов с индикатом единообразна во всем ареале индикатора. Так, тростник (Phragrnites australis) является панареальным индикатором повышенной влажности субстрата в пределах развития своей корневой системы. Панареальные индикаторы немногочисленны и обычно относятся к прямым. Значительно более часты региональные индикаторы, имеющие постоянную связь с индикатом лишь в пределах определенной физико-географической области, и локальные, сохраняющие индикационное постоянство лишь на площади известного физико-географического района. Как те, так и другие оказываются большей частью косвенными.

Все перечисленные подразделения индикаторов по характеру и устойчивости взаимоотношений с индикатом имеют значение лишь применительно к какой-то определенной индикационной связи с известным индикатом в конкретной системе индикатор - индикат. Вне ее они не имеют значения. Таким образом, одно и то же сообщество может быть прямым панареальным индикатором для одного индиката и косвенным локальным - для какого-либо другого. Поэтому нельзя говорить об индикационной значимости ценоза или вида вообще, не определяя точно, о каком индикате идет речь.

Индикаты, определяемые с помощью ботанических показателей, очень разнообразны. Ими могут быть как различные типы определенных природных объектов (почв, горных пород, подземных вод и т. п.), так и различные свойства этих объектов (механический состав, засоленность, трещиноватость и др.), и определенные процессы, протекающие в окружающей среде (эрозия, суффозия, карст, дефляция, заболачивание, миграция солей и т. д.), и отдельные свойства среды (климат). Когда объектом индикации является тот или иной процесс, в качестве индикаторов выступают не отдельные виды или ценозы, но взаимосвязанные системы растительных сообществ, эколого-генетические ряды их. Индикатами могут быть не только естественные процессы, но и изменения, создаваемые в окружающей среде человеком, происходящие в ней при мелиорации, воздействии на нее промышленных предприятий, добыче полезных ископаемых, при строительстве. 

 

 

 

1.2 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИНДИКАЦИОННОЙ ГЕОБОТАНИКИ

Основные направления индикационной геоботаники выделяются по индикатам, для определения которых используются индикационно-геоботанические наблюдения. В качестве главнейших в настоящее время существуют следующие направления:

1) педоиндикация, 2) литоиндикация, 3)гидроиндикация, 4) индикация мерзлотных условий, 5) индикация полезных ископаемых, 6) индикация естественных процессов, 7) индикация антропогенных процессов.

Педоиндикацию и литоиндикацию часто объединяют в геоиндикацию. Педоиндикация, или индикация почв, - одно из важнейших направлений, так как связи почвы и растительного покрова наиболее бесспорны и общеизвестны. Это направление имеет две ветви: индикацию различных таксонов (т. е. типов, подтипов, родов и видов почв) и индикацию определенных свойств почв (механический состав, засоленность и др.). Первая, имея исключительно большое значение, оказывается достаточно сложной, так как в типологии и классификации почв (особенно в наиболее низких таксономических единицах) не всегда существует полное единообразие, так что объем индиката иногда оказывается несколько неопределенным. Вторая ветвь разработана сейчас значительно полнее, так как свойства почв в большинстве случаев могут быть охарактеризованы количественными показателями (по результатам анализов), и поэтому с большой точностью можно установить связь определенных растительных сообществ с определенной амплитудой этих показателей.

Литоиндикацией называется геоботаничеокая индикация горных пород. Литоиндикация тесно связана с педоиндикацией, но охватывает более глубокие толщи земли. Связь растительности с этими горизонтами может быть как прямая (за счет растений с наиболее мощной корневой системой), так и косвенная (через систему горная порода - почва - растительность). Многие растительные сообщества имеют значение индикаторов выветривания горных пород ранних стадий почвообразования на них (например, сообщества литофильных лишайников и водорослей). Растительные индикаторы могут указывать на трещиноватость пород (за счет преимущественного развития растительности в трещинах), на определенные химические особенности пород (гипсоносность, ожелезненность, карбонатность и др ), на их гранулометрический состав (обозначая глины, пески, супеси, суглинки, галечники).

Гидроиндикация, или индикация грунтовых вод, основывается на способности многих растений развиваться лишь при связи их корневой системы с водонасыщенными горизонтами. Здесь, как и в области литоиндикации, используются растительные сообщества с господством глубококорневых растений. При геоботанической индикации возможна также и оценка минерализации грунтовых вод. При этом показателями высокоминерализованных грунтовых вод являются часто (но не всегда) те же сообщества, которые индицируют и соленосные горные породы

Индикация мерзлотных условий имеет очень сложный характер. В основе ее лежит представление о зависимости растительного покрова криолитозоны от термических свойств субстрата и сезонных процессов протаивания и промерзания. Однако эти свойства многолетнемерзлых грунтов стоят в зависимости как от гранулометрического состава их, так и от геоморфологических, гидрологических и гидрогеологических условий. Поэтому индикация мерзлотных условий является как бы результатом интеграции педоиндикационных, литоиндикационных и гидроиндикационных исследований. Все рассмотренные направления - педоиндикация, литоиндикация, гидроиндикация и индикация мерзлотных условий - имеют сходство в том отношении, что основными индикаторами являются растительные сообщества.

Индикация полезных ископаемых во многом отличается от других направлений индикационной геоботаники. В качестве прямых индикаторов здесь используются обычно не растительные сообщества, а отдельные виды, мелкие внутривидовые формы растений, а также тераты. В основе индикации при этом лежат установленные наблюдениями факты о сильной формообразующей роли многих соединений, а также о патологическом влиянии их на внешний облик растения - его окраску, морфологию его органов и на их типичные пропорции. Косвенная индикация может производиться и по сообществам, если они обозначают литологические разности пород, с которыми связано распространение определенных полезных ископаемых. Но такие косвенные индикаторы имеют обычно локальный характер, и поэтому практическое значение их ограничено.

Индикация процессов, как естественных, так и антропогенных, производится не по отдельным растительным сообществам, а по эколого-генетическим рядам их. Это пространственные ряды сообществ, участки которых располагаются один за другим в том порядке, в каком они сменяют друг друга во времени. Иными словами, это сукцессионный ряд, развернутый в пространстве. Каждое сообщество, участвующее в подобном ряду, отражает определенную стадию того процесса, который создал данный ряд. В полевых условиях такие ряды обнаруживаются в форме тех или иных комплексов и комбинаций. Эколого-генетические ряды, индицирующие естественные процессы, отражают как эндодинамические сукцессии (протекающие в результате развития самого фитоценоза, меняющего среду), так и экзодинамические (возникающие под влиянием внешних причин). Индикаторами антропогенных процессов являются обычно экзодинамические ряды.

Кроме перечисленных основных направлений существуют некоторые виды индикации, не получившие пока такого широкого развития и применения, но тем не менее достаточно важные. Сюда относятся: индикация климатических условий, индикация тектонического строения территории и в особенности расположения различных типов тектонических нарушений. Некоторые случаи применения индикации к этим объектам будут рассмотрены в главах, посвященных тем зонам и подзонам, где эти виды индикации наиболее четко выражены.

 

1.3 МЕТОДЫ ИНДИКАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Методы геоботанических исследований, производимых в индикационных целях, в основном соответствуют тем методам, которые изложены в общеизвестных руководствах («Полевая геоботаника», т. 1, 2, 1959, 1960). Однако особые задачи, стоящие перед индикацией, заставляют вносить в обычную геоботаническую методику некоторые специальные приемы. В частности, индикационные исследования характеризуются значительно более выраженной связью полевых геоботанических наблюдений с характеристикой экологических условий и поэтому большей частью сопровождаются известным числом разрезов, вскрывающих не только почвы, но и подпочвенные горизонты, и буровых скважин (ручного или механического бурения) для вскрытия неглубокозалегающих грунтовых вод. Производится отбор значительного числа проб почв, подпочв, горных пород и подземных вод для различных видов анализов. В связи с этими особенностями работ специалист по индикационной геоботанике должен быть в известной мере знаком не только с почвоведением, но и с основами грунтоведения, общей геологии, гидрогеологии и инженерной геологии, должен владеть методами чтения и интерпретации результатов анализов. Тесная связь индикационных исследований с аэрометодами требует от него знаний по дешифрированию аэрофотоснимков.

Чтобы использовать растительные индикаторы, следует или выявить их с помощью различных методов, или же воспользоваться уже выявленными индикаторами, сведения о которых сконцентрированы в каких-либо справочных источниках. После установления набора необходимых индикаторов, можно приступить к их использованию. Здесь возможны два пути. Один заключается в составлении особых индикационных карт. В легенде этих карт указывается значение каждого сообщества как индикатора условий, интересующих исследователя. Но путь этот довольно трудоемок, так как требует осуществления индикационных съемок, производимых специалистами-геоботаниками. Однако по достигаемым результатам он является одним из наиболее эффективных применений индикации. Другой путь более прост и заключается в применении индикаторов почвоведами, геологами, гидрогеологами в ходе их полевых маршрутов. Этот путь наиболее легок при наличии достаточно подробных индикационных справочников. Кроме того, его эффективность полностью зависит от того, насколько перечисленные специалисты знакомы с флорой и растительностью изучаемой ими территории. Таким образом, методы индикационных геоботанических исследований могут быть объединены в две группы.

I. Методы выявления индикаторов:

а) метод ключевых участков v. экологических профилей,

б) метод эталонов,

в) метод ординации.

II. Методы использования  индикаторов:

а) методы вспомогательного использования растительных индикаторов при маршрутных исследованиях, производимых почвоведами, географами, геологами, гидрогеологами, специалистами, работающими в области землеустройства, мелиорации, инженерно-геологических изысканий и охраны природы с помощью индикационных справочников;

б) методы индикационных съемок и составления специальных карт.

 

1.4 ВЫЯВЛЕНИЕ ИНДИКАТОРОВ

Единой общепринятой методики выявления индикаторов пока не существует. Из частных методик наибольшим распространением пользуются предложенная С. В. Викторовым, Е. А. Востоковой и Д: Д. Вышивкиным (довольно несложная, но дающая лишь ориентировочную оценку индикаторов) и изложенная в трудах Л. Г. Раменского, Б. М. Миркина, Г. С. Розенберга (более точная, но и более трудоемкая).

В настоящее время площадь территорий, для которых необходимо первичное выявление индикаторов, в пределах СССР сильно сократилась. Они сконцентрированы главным образом в высокогорьях, тундрах, пустынях, в сильно заболоченных районах. Однако при исследованиях, производимых в развивающихся странах, первичное выявление индикаторов используется очень широко. Оно применяется также и при поисках полезных ископаемых, так как растительные индикаторы их пока изучены недостаточно.