Қоршаған орта факторларын зерттеу әдістері

Қоршаған орта факторларын зерттеу әдістері

Биотикалық компоненттердің мәліметтерін толықтыру үшін қоршаған ортаның негізгі факторларын - эдафикалық, топографиялық және климаттық (су, ылғал, температура, жарық жел) білу қажет. Төменде тәжірибелерге сипаттама жасау кезіндегі қоршаған ортаның факторларын зерттеудің әртүрлі әдістері келтірілген.

Экологияны жалпы (биологиялық жүйелердің құрылымы мен тіршілігінің негізгі принциптерін зерттеу) және жеке (тірі организмдер топтарын зерттеу) деп бөлу экология ғылымының мәселелерін ғана емес зерттеулердің сипаты мен әдістерінің де айырмашылықтарын білдіреді.

Әр түрлі деңгейдегі биологиялық жүйелердің иерархиялық бір-біріне бағыныштылығы, өз ара тәуелді болуы экологияның негізгі мәселелерін - экожүйе құрылымының организм, популяция, биоценоз деңгейлерінде зерттеуді қажет етеді. Мұндай жағдайда экологияны аутэкология (жеке түрлер экологиясы) және синэкология (қауымдастықтар мен биоценоздар экологиясы) деп бөлу зерттеу жұмыстарының ерекшеліктерін білдіреді. Осыған байланысты қазіргі кезде экологияның негізгі әдістері - далалық зерттеулер, табиғат жағдайындағы тәжірибелер, математикалық модельдеу болып табылады.

Далалық әдістер - далалық жағдайда жүргізіледі, популяциялар мен олардың қауымдастықтарын табиғи ортада зерттейді. Әдетте мұндай жағдайда физиология, биохимия, анатомия, систематика және т.б әдістері қолданылады. Далалық әдістер арқылы организмге немесе популяцияға әртүрлі факторлардың әсерін, белгілі бір жағдайдағы түрдің тіршілігі мен дамуын анықтауға болады.

Экспериментальді әдістер - табиғаттағы қарым-қатынастардың себебін анықтау. Бұл әдістер арқылы организмнің дамуына жасанды, қолдан жасалған кейбір жекелей факторлардың әсерін білуге мүмкіндік береді. Лабораториялық жағдайда алынған тұжырымдар міндетті түрде табиғи жағдайда тексеруді қажет етеді.

Химиялық әдістер - қауымдастықтағы жеке организмдерде минералды заттардың, органикалық заттардың жинақталуын анықтау.

Физиологиялық әдістер - жеке организмдер мен қауымдастықтағы болып жатқан физиологиялық процесстерді анықтау.

Геоботаникалық картаға түсіру - картаға өсімдіктер ассоциациялары немесе ассоциация топтары түсіріледі. Аэрофотосуреттер қолданылады.

Экологиялық болжам және мониторинг - қоршаған ортаның жағдайын және қоршаған орта жағдайын бақылау, басқару.

Математикалық әдістер және модельдеу - математикалық белгілердің көмегімен зерттеуге алынған жүйенің кейбір параметрлерінің мәндері өзгертіліп, жасанды жүйенің өзгеруін, яғни соңғы нәтижесінің қалай өзгеруін анықтау. Модельдер далалық бақылаулар мен лабораториялық зерттеулер арқылы алынған мәліметтер негізінде құрылады. Бұл әдістің міндеті - алынған тұжырымдарды, биологиялық жүйелердің жұмыс істеу ерекшеліктерін жасанды жолмен тәжірибе арқылы тексеру.

Экология заңдарының негізінде - өсімдіктер, жануарлар, микроорганизмдер мен абиотикалық ортаны зерттеу кезіндегі сандық және сапалық мәліметтер жатыр. Төменде экологиялық зерттеулердің сандық және сапалық жақтары қарастырылып, кейбір зерттеу әдістері мен мәліметтерді жинау, қоршаған ортаның абиотикалық және биотикалық компоненттерін зерттеу нәтижелерін өңдеу туралы жалпы түсініктеме берілген.

Кез-келген экологиялық зерттеулерді бастамас бұрын зерттеудің мақсаты мен міндеттерін айқындап алу керек. Бұл өз кезегінде әдісті дұрыс таңдауға, мәліметтер жинауға және соған сәйкес негізделген тұжырымдар жасауға көмектеседі.

Биотикалық анализ. Белгілі бір ортада тіршілік ететін организмдерді зерттеу кезінде (экожүйенің биотикалық компоненттері) қауымдастықтың құрылымына сипаттама жасау керек. Яғни, тіршілік ету ортасындағы кездесетін түрлер мен әрбір түрдің популяциялар санын анықтау қажет. Әрине түрге жататын барлық организмдерді тауып, санау мүмкін емес, сондықтан кездескен түрлерді және олардың санын анықтау үшін тек қажетті әдістер қолдану керек. Әдетте дәл нәтижелер алу үшін көп уақытты қажет ететін әдістер қолданылады. Сондықтан зерттеу алдында жұмыстың мақсатын дүрыс анықтап алған дұрыс. Мүмкіндігінше табиғи ортаға зиян келтірмейтін әдістерді таңдаған дұрыс. Үлгілерді жинау және сұрыптауда нақты әдістерді таңдау керек. Себебі, организмдер кез-келген жерлерде тіршілік ете беруі мүмкін. Мысалы, бір қарағанда шабындықтың, топырақтың, құмның, таулы-тасты жағаның немесе өзен түбінің әр бір шаршы метрінде тіршілік ететін түрлер аз болып көрінуі мүмкін. Бірақ топырақтың өсімдікті, тамырын, сабағын, субстратқа бекініп тұрған талломдарын, тастардың астын, анықтап қарағанда әлдеқайда көп түрлерді кездестіруге болады.

Мәліметтерді жинау кезінде барлық өсімдік немесе жануарлар түрлерін мүмкіндігінше сол дала жағдайда анықтаған дұрыс. Түрлерді жинау кезінде сирек түрлерге жатпайтын сол жерлерде кең тараған организмдерді ғана жинау керек. Түрлерді көп жинау сол жерлердегі қауымдастықтар үшін зиянын тигізеді. Жануарларды жинау кезінде зерттеулерден сон мүмкіндігінше оларды өлтірмей, өздері тіршілік ететін жерлерге босатып жіберу керек. Организмдерді тек тұқымдас, туыстарына дейін емес, түрлеріне дейін анықталуы тиіс. Кейде оларды анықтау қиын болған жағдайда, олардың қай класқа, қатарға немесе тұқымдасқа жататыны анықталуы керек. Анықтауыш кестелер организмдердің ұқсастықтарын білуді өте жақсы жеңілдетеді. Ең дұрысы алдымен организмдердің морфологиялық айырмашылықтарын біліп, сосын жеке таксондардың диагностикалық белгілерімен салыстырған дұрыс. Анықтау кезінде формасы, түсі, буындарының, сегменттерінің саны т.с.с. оңай көзге көрінетін белгілерін пайдаланады. Яғни, түрдің мұндай тек сырт пішініне қарап анықтауды жасанды немесе фенотиптік анықтау деп атайды.

Диагностикалық кестелердің бірнеше түрлері бар, алайда ең қарапайымы дихотомиялық кестелер болып табылады. Бұл кестелер нөмірлі (1,2,3 сол сияқты) баспалдақты қос анықтауыш белгілерден (тезадан және антитезадан) тұрады. Әрбір баспалдақ жеке белгілерді көрсетеді. Әрбір баспалдақтағы қос анықтауыш белгілері бір-біріне қарама-қарсы немесе бір-біріне сәйкес белгілер болуы керек. Осы кестелер бойынша анықтау кезінде организмдердің үлкен тобы бірте-бірте ыдырап, азайып төменгі таксономиялық топқа дейін жетеді.

Диагностикалық (анықтауыш) кестелерде оңай ажыратылатын морфологиялық белгілер келтірілуі керек. Олар сапалық (насекомның құрсағының формасы немесе түсі) және сандық (талшықтарының саны немесе сабағының ұзындығы) болуы мүмкін. Анықтау үшін қоршаған ортаның әсерінен өзгермейтін кез-келген белгілерін алуға болады. Өйткені организмнің түсі немесе өлшемі сияқты белгілері маусымға, жасына немесе организмнің сол кездегі күйіне байланысты қоршаған орта әсерінен өзгеруі мүмкін.

Әрбір анықтауыш белгілерден кейін керекті баспалдақты көрсететін нөмірлері тұрады. Егер сол баспалдақтағы анықтауыш белгілері организмнің сырт түріне сәйкес келсе, одан кейінгі нөмір келесі қарайтын баспалдақты көрсетеді.

Мысалы:

Мәдени бұршақ тұқымдастарын анықтайтын кестеден үзінді.

1. Ағаштар немесе бұталар	2
Бір жылдық және көпжылдық шөптесін өсімдіктер	15
2. Шырмалып өсетін өсімдіктер	3
Шырмалмай өсетін өсімдіктер	4
3. Гүлдері ашық қызыл түсті	Clianthus dampieri
Гүлдерінің түсі қызғылт, ақшыл көк, кейде ақ	Wisteria
4. Гүлдерінің бір бөлігі немесе толығымен сары түсті	5
Гүлдері сары түсті емес	8
5. Сабақтары тікенді	6
Сабақтары тікенсіз	7
6. Жапырақсыз, бүкіл өсімдік тікенекті
Жас өркендері жапырақты, кәрі өркендері тікенекті	Genista anglika
7. Жас сабақтарының көлденең кесіндісі төртбұрышты, майда үш жапырақ	Cytisus
Сабақтарының көлденең кесіндісі төртбұрышты емес, жапырақтарының ұзындығы 2,5 см-ден көп	9
8. Тағы сол сияқты

Барлық түрлердің тізіміне қарап сол жердегі қауымдастық құрылымының алуантүрлілігі туралы білуге болады.

Осы мәліметтердің көмегімен қоректік тізбекті немесе трофикалық байланысты құруға болады. Бірақ қауымдастықтың сандық сипатын білу үшін бұл жеткіліксіз. Алуан түрліліктің деңгейі туралы тек әр түрге жататын организмдердің саны анықталған соң ғана айтуға болады. Бұл мәліметтер қауымдастық туралы толық мағлұмат беріп, сандық пирамиданы құруға мүмкіндік береді.

Алынған сандық және сапалық мәлімметтер үлгілерді сұрыптау әдістері мен организмдердің санын бағалау ерекшеліктеріне тікелей байланысты. Әдісті тіршілік ету жағдайына, мінез-құлқына және организмнің мөлшеріне сәйкес таңдайды.