Изучение лесных беспозвоночных
Введение
Данное исследовательское задание является продолжением работы по изучению беспозвоночных животных, обитающих в различных средах. В первой части данного задания речь шла о методиках сбора и учета животных в лесной подстилке и древесине (занятие № 5, весенний сезон). Беспозвоночные животные, обитающие в водной среде, изучаются на другом специальном занятии данной серии («Изучение водных беспозвоночных реки и оценка ее экологического состояния» - занятие № 7, летний сезон).
На данном учебном занятии школьники познакомятся с методами сбора и учета беспозвоночных травяного яруса, древесных крон и летающих беспозвоночных.
Вводная теоретическая часть занятия, посвященная общим правилам проведения энтомологических исследований и общим положениям о методиках сбора и учета беспозвоночных, изложена в первом методическом пособии по данной теме. Все эти правила и общие положения в равной степени применимы и к данному учебному заданию.
1. Организация работы
беспозвоночный насекомое дерево отлов
Структура выполнения данного задания аналогична структуре первой части.
Вначале учащихся знакомят с различными типами местообитаний беспозвоночных животных и соответствующими им экологическими группами животных. В лесу такими местообитаниями (условно снизу - вверх) являются: почва, лесная подстилка, травяной ярус, древесина (стволы деревьев и пни), кроны кустарников и деревьев и воздушная среда. В соответствии с этой структурой и строится исследовательская работа, - последовательно изучается каждое из этих местообитаний.
При подготовке к выполнению данного задания следует напомнить школьникам общие правила проведения сборов беспозвоночных животных, а также основные способы и орудия их лова, с которыми учащиеся познакомились при выполнении предыдущего задания.
Подробнее следует остановиться на обсуждении экологических групп беспозвоночных трех вновь изучаемых сред обитания - травяного яруса, древесных крон и воздушной среды, а также способах и орудиях лова животных в этих средах (информация об орудиях и методах сбора содержится в следующих главах данного пособия).
Практическую работу следует начать с учебного занятия по овладению методиками сбора и учета беспозвоночных в траве, кронах и в воздухе. На данном вводном полевом занятии вся группа работает совместно и во главе с преподавателем проводит «показательные» учеты каждой из методик в каком-либо одном, типичном биотопе в ближайших окрестностях школы или учебного центра. Методики учетов в каждой из исследуемых сред изложены ниже в соответствующих главах.
Основную часть исследовательской работы организуют следующим образом.
Группу учащихся разбивают на рабочие бригады по 2-3 человека и каждой группе дают задание - обследовать разные биотопы в районе проведения работ.
В типичном случае средней полосы при изучении травяного яруса это могут быть несколько видов лугов: пойменный, суходольный (на водораздельных участках), поляны в лесу, сельскохозяйственные угодья.
При изучении крон это могут быть кроны различных видов деревьев и кустарников, или же кроны какого-либо одного вида растения, произрастающего в различных растительных сообществах - биотопах.
Что касается воздушной среды, то разнообразие местообитаний летающих насекомых здесь очень велико: можно сравнивать между собой леса и открытые биотопы, естественные и урбанизированные ландшафты, районы в разной степени удаленные от водоемов и т.д. Что касается методик отлова и учета летающих беспозвоночных, то в рамках данного учебного занятия можно ограничиться двумя основными и наиболее простыми методиками: относительным маршрутным (визуальным) учетом дневных бабочек и ночным учетом на световую ловушку (см. ниже). Остальные методики лова летающих беспозвоночных могут использоваться по усмотрению руководителя и в зависимости от наличия «трудовых ресурсов» и времени.
В каждом из имеющихся в той или иной местности биотопов проводится по одному учету каждым из методов.
Также, как и в первой части занятия, при выполнении данной работы (в связи с трудностями определения беспозвоночных до вида) можно ограничиться анализом следующих показателей:
1) Общие таксономические списки беспозвоночных, найденных в разных биотопах;
2) Видовое богатство (число видов) в разных биотопах;
3) Суммарная плотность населения беспозвоночных в разных биотопах;
4) Плотность населения отдельных (доминирующих) таксонов в разных биотопах.
Также, как и ранее, здесь под таксоном понимается любая единица систематической классификации, до которой удалось определить тот или иной объект, - от вида (в лучшем случае) вплоть до класса (например, пауки ssp).
Также, как и в первой части данной темы, результаты исследований проще всего представить в виде таблиц или столбчатых диаграмм.
Оборудование для лова беспозвоночных в траве, в кронах и в воздухе Для сбора и учета беспозвоночных в данных трех средах требуется немногочисленное, простейшее и универсальное оборудование. Это энтомологический сачок, эксгаустеры и морилки. Для сбора беспозвоночных в кронах понадобится также белая ткань и полиэтиленовая пленка (двойная, т.е. «труба»), а для лова летающих насекомых - еще и специальные осветители.
Сачок, или энтомологическая сетка - это кольцо, на которое нашит мешок из ячеистой ткани. Кольцо изготавливается из проволоки, толщина которой зависит от назначения сачка. Обычные размеры кольца - 30-40 см в диаметре.
Кольцо прикрепляется к палке. Проще всего прикрепить его наглухо: такое прикрепление наиболее прочно. Для этого, сделав из проволоки кольцо, отгибают оба его конца, а самые кончики загибают под прямым углом и заостряют. Эти кончики затем вбивают в палку, а прижатые к палке концы приматывают тонкой проволокой и изолентой. Для изготовления съемного обруча можно взять то же кольцо, но концы проволоки припаять к металлической трубке, которая будет надеваться на палку.
Материю для сачка выбирают различную, в зависимости от его назначения.
Сачок для лова в воздухе делают легким, с нежным и легко пропускающим воздух мешком. Для мешка берут кисею, газ, тюль или марлю. Кольцо делают из стальной проволоки 3,5 мм, в качестве палки идеально подходит бамбук (например, от удилища).
Сачок для травяного яруса делают более прочным, так как он несет гораздо большую нагрузку. Мешок делают из полотна, коленкора, парашютного капрона. Обруч делают из проволоки 4-5 мм толщины.
Однако, в обоих случаях можно воспользоваться стандартным энтомологическим марлевым сачком, выпускаемым учколлекторами для школ.
При любом назначении сачка не следует пришивать мешок непосредственно к обручу. На обруч нашивается сначала неширокая полоса прочной ткани (например, капрона или брезента), к которому уже и пришивается мешок. Через некоторое время полоса в месте соприкосновения с обручем протрется и достаточно будет заменить ее, пришив основной мешок сачка к новой полосе.
Для простоты изготовления мешок иногда шьют в форме конуса. Однако такая форма мешка крайне неудобна и применять ее не следует: насекомые забиваются в узкую часть конуса, и доставать их оттуда трудно. Мешок нужно шить в виде цилиндра со срезанными и закругленными углами (рис.1). Глубина мешка должна быть примерно в 2 раза больше диаметра обруча.
Рис. 1. Сачок. a - правильная форма мешка, b - неправильная форма мешка, c - выкройка для мешка.
Длина палки для сачка зависит от его назначения. Для «травяного» сачка палка берется не длинная - 1-1,25 см, а для ловли в воздухе она может быть длиннее - 1,3-1,7 м.
Для сбора мелких беспозвоночных при выполнении данной работы понадобится также эксгаустер, или всасыватель, а также морилки, устройство которых описано в первом пособии по данной теме. Другое необходимое оборудование описано ниже в соответствующих главах.
2. Методика сбора и учета численности беспозвоночных травяного яруса
Основным методом изучения энтомофауны травяного яруса, дающим возможность оценить, как видовой состав, так и плотность населения животных, является так называемое «кошение».
Кошение - это способ лова насекомых, сидящих в травяном ярусе, с помощью сачка. Идеальным для кошения является травостой высотой 15-30 см. При кошении, сачком резко проводят по траве так, чтобы верхний край обруча сачка шел по верхушкам трав, и верхняя треть травостоя, таким образом, приходилась на центр сачка. Сачком быстро водят по траве перед собой, делая восьмеркообразные взмахи и одновременно перемещаясь вперед, так, чтобы каждый новый взмах охватывал новую полосу травостоя немного впереди по ходу движения (это напоминает работу косца, отсюда и название). Взмахи сачка подсчитывают, двигаясь по лугу более или менее прямолинейно, или параллельными маршрутами, если это маленькая поляна.
Если размеры луга позволяют, учет проводят сериями по 50-100 взмахов без перерыва. Число взмахов в серии устанавливают произвольно, в зависимости от размеров луга и численности животных. При очень высокой численности число взмахов в серии можно уменьшить, иначе за одну серию взмахов в сачок будет попадать слишком много животных, разобрать которые потом будет затруднительно.
В перерывах между сериями взмахов или при переходе на другой участок луга в пределах одной серии, обруч сачка поворачивают вертикально (на 180°) так, чтобы мешок повисал на обруче и тем самым закрывал проем, не позволяя вылетать попавшим внутрь насекомым.
По окончании серии взмахов содержимое сачка осматривают и вынимают из мешка попавших туда животных. Так как в сачок при кошении попадают и очень подвижные насекомые, то осматривать мешок нужно осторожно: обычно его перехватывают левой рукой, а затем, постепенно распуская стянутое место сачка над морилкой, перегоняют в нее наиболее подвижных и крупных животных. На втором этапе из набившегося в сачок мусора и трухи с помощью эксгаустера выбирают мелких животных. Для удобства разбора, мусор с оставшимися насекомыми выкладывают на прихваченный с собой кусок белой ткани или пленки.
Выбрав из сачка всех животных, мешок выворачивают, вытряхивают мусор и продолжают косить. При выборке насекомых из сачка полезно тут же произвести первичную сортировку: более нежных насекомых (клопов, мелких бабочек и т.п.) поместить в отдельную морилку.
Косить можно везде - по любой травянистой растительности (кроме, пожалуй, коротко постриженного газона), по кустарникам, даже по нижним ветвям деревьев.
Особенно богатые укосы дают сильно заросшие пустыри, пойменные луга, лесные поляны и опушки. В различные часы дня ловятся разные насекомые, поэтому косить следует не только днем, но и вечером. Не стоит косить рано утром по росистой траве или после дождя: сачок намокает, и большинство насекомых в нем сильно портится и гибнет.
При кошении следует идти против солнца, кося перед собой, так как тень собирателя, упавшая на растения, спугивает сидящих на них насекомых (они падают на землю или улетают).
Сбор насекомых методом кошения является одновременно и самым распространенным методом учета плотности населения беспозвоночных. При учете численности придерживаются жестких стандартов: в размерах сачка и способе кошения. Сачок или сачки, применяемые для учета в разных биотопах, должны быть строго одинаковыми по размерам обруча и длине палки. Стандартные размеры сачка для учета: диаметр обруча 30 см, глубина мешка 65 см и длина ручки 1,3 м.
Для расчета плотности населения беспозвоночных на единицу площади биотопа используется формула:
Р = N / D L n
где Р - количество животных на 1 квадратный метр травяного яруса (плотность),
N - число животных, пойманных при кошении,
D - диаметр сачка (в метрах),
L - средняя длина пути, проходимая обручем сачка по травостою при каждом взмахе (в метрах),
n - число взмахов сачком.
Длину пути (L), проходимую сачком при взмахе, измеряют во время модельного учета. Для этого начинающему учетчику надо сначала поработать сачком, чтобы привыкнуть к нему и выработать стереотип движения. Затем следует повторить типичное движение сачком в замедленном виде и с помощью помощника замерить длину хода сачка по траве от момента его погружения в траву до его выхода из травостоя. Длину пути следует замерить как в одну сторону восьмеркообразного взмаха, так и в другую, т.к. длины взмахов слева направо и справа налево у некоторых людей могут быть различными.
Измерения следует провести несколько раз и рассчитать средний показатель длины пути восьмеркообразного взмаха. В дальнейшем, при проведении учета необходимо будет только считать про себя число пар взмахов (например, только справа налево, или наоборот, - кому как удобнее), аналогично тому, как производится подсчет пар шагов (только одной ногой).
3. Методы сбора и учетов численности беспозвоночных в кронах
Среда обитания беспозвоночных, условно называемая нами «кроны», включает в себя ветви кустарников и деревьев, независимо от их размеров и высоты расположения. Для сбора и учета животных на ветвях применяется несколько способов.