Биология почв лабораторный практикум

Занятие № 8. Формирование подстилки и разрушение опада в лесных экосистемах

Цель занятия: ознакомиться со строением и составом подстилок, сформированных в хвойном и лиственном биоценозах, рассчитать и сравнить интенсивность подстилкообразования и трансформации опада разных биоценозов.

Оборудование: бинокуляр, чашки Петри, образцы подстилок из хвойного и лиственного леса, пинцеты, препаровальные иглы.

Задания к работе

1.Внимательно рассмотрите и зарисуйте в тетради схему вертикального строения образца подстилки. Пропорционально укажите соотношение слоев О, F, и H.

2.Проведите разбор на фракции образцов подстилки, отобранных с площади 25*25 см.

3.Постройте диаграмму соотношения фракций подстилки.

4.Рассчитайте запас подстилки и ее отдельных фракций в килограммах на 1м2 и в тоннах на 1 га.

5.Сделайте вывод об интенсивности и направленности процессов трансформации органического опада подстилок рассмотренных биоценозов.

Вопросы к занятию

1.Назовите обитателей подстилки и укажите их роль в трансформации органического вещества опада.

2.Укажите группы почвенной биоты, участвующие в формировании гумусовых веществ.

3.Покажите роль педобионтов в разрушении и новообразовании минералов в почвенном профиле.

4.Охарактеризуйте значение состава и строения подстилок в целом и соотношения их отдельных фракций для формирования структуры почвенного населения.

5.Укажите специфику группового состава мезо- и микробиоты почв и подстилок хвойных и лиственных лесов.

13

Занятие № 9. Шкалы и коэффициенты достоверности фитоиндикаторов. Фитодиагностика основных процессов почвообразования

Цель занятия: освоить методику определения степени достоверности фитоиндикаторов.

Оборудование: наглядные пособия, таблицы, калькулятор.

Задания к работе

1.Используя приведенные данные, определите степень достоверности индикаторов глубины залегания грунтовых вод и степени засоления с помощью известных вам коэффициентов и шкалы достоверности.

2.Составьте индикационную схему, используя коэффициент достоверности Викторова (1)

3. Используя шкалу достоверности (таблица 1), обоснуйте выбор индикаторов для предложенных показателей по вариантам.

Таблица 1 – Шкала достоверности индикаторов (Викторов, 1962)

Окончание табл. 1

Вариант 1 Индикат: глубина залегания грунтовых вод

–3–5 м (зона неглубокого залегания);

–>10м (зона погружения грунтовых вод).

Индикаторы:

Вариант 2 Индикат: засоление, %:

-0,3–1 (тип сульфатно-кальциевый);

-1-3,5 (тип хлоридно-натриевый).

15

Индикаторы:

Вопросы к занятию

1.Дайте понятия биоиндикации, фитоиндикации, индикационных признаков, индикатора и объекта индикации.

2.Покажите особенности специфичных и неспецифичных фитоиндикаторов.

3.Назовите примеры прямой и косвенной индикации.

4.Охарактеризуйте основные задачи и объекты индикации.

5.Покажите на примере соотношение понятий достоверности и значимости индикации.

6.Покажите на примерах проявление разных типов закона экологической компенсации факторов.

7.Назовите растительные индикаторы влажности, засоления, кислотности, механического состава и богатства почв.

8.Раскройте особенности прогнозной, предваряющей и сопутствующей индикаций.

9.Объясните проявление зональных особенностей фитоиндикационных исследований.

16

Занятие № 10. Альгодиагностика основных процессов почвообразования

Цель занятия: научиться использовать данные альгологических исследований для диагностики процессов почвообразования.

Оборудование: наглядные пособия, таблицы, калькулятор.

Задания к работе

1. Охарактеризуйте по основным показателям альгосинузии, используя данные, приведенные в таблице 2:

1) видовое разнообразие: количество видов и соотношение отделов водорослей;

2) общее обилие и обилие видов – доминант (>20%) и субдоми-

нант (>5%); 3) наличие специфических видов.

Таблица 2 – Количество водорослей, шт*104 /см3

Окончание табл. 2

2.Определите ведущий процесс почвообразования по соотношению доминантных групп почвенных водорослей для каждого из типов почвообразования.

3.Заполните таблицу

Вопросы к занятию

1.Охарактеризуйте особенности строения представителей разных отделов почвенных водорослей.

2.Покажите особенности почвы как среды обитания водорослей. Проанализируйте требования разных отделов водорослей к почвенным условиям.

3.Назовите основные направления альгодиагностики, приведите примеры использования данных о водорослях почвы в диагностике почвенных процессов и свойств.

4.Охарактеризуйте альгосинузии, специфичные для различных процессов почвообразования.

Занятие № 11. Биологическая активность почв. Основные методы оценки биологической активности

Цель занятия: освоить определение и расчет показателей биологической активности почв.

Оборудование: наглядные пособия, таблицы, калькулятор.

Задания к работе

1.В тетради зафиксируйте принципы методов определения биологической активности почв (полевой метод определения почвенного «дыхания» по Карпачевскому; метод определения потенциальной интенсивности почвенного «дыхания»; метод определения интенсивности разложения целлюлозы по Мишустину).

2.По предложенным данным рассчитайте интенсивность «ды-

хания»: (выделившегося из почвы СО2) по формуле

(а - в) * Н *2,2 *107*60 , S * t * 106

где а – количество H2SO4, пошедшее на титрование контрольных 2 мл щелочи; в – количество кислоты, пошедшее на титрование опытных растворов; Н – нормальность кислоты; S – площадь поглотителя; t – время экспозиции; 2,2 – количество СО2, эквивалентное 1 мл 0,1 н Н2SO4, мг (кг/га/ч):

19

3. По предложенным данным рассчитайте активность почвенного «дыхания» в оптимальных условиях по формуле

х = 10*(к - о) * 2,2 ,

а

где к – мл НСl пошло на титрование контрольных чашек; о – мл НСl пошло на титрование опытных чашек; а – навеска (г).

Сделайте вывод.

Вопросы к занятию

1.Дайте понятия актуальной и потенциальной биологической активности почв.

2.Обоснуйте утверждение: «Интенсивность почвенного «дыхания» является интегральным показателем биологической активности почв».

3.Проанализируйте принципы определения показателей биологической активности почв.

4.Охарактеризуйте процесс определения активности целлюлозоразложения.

20

5.Назовите группы микроорганизмов, участвующих в процесссах разложения целлюлозы, аммонификации и нитрификации.

6.О каких процессах в почве говорит низкая интенсивность ды-

хания?

Занятие № 12. Абсолютные и относительные стандарты сравнения антропогенных или антропогенно измененных факторов среды. Оценка степени гемеробности ландшафта

Цель занятия: изучить возможности сравнения антропогенных и антропогенно измененных факторов. Оценить степень гемеробности ландшафта.

Оборудование: наглядные пособия, табличные данные, калькулятор.

Задания к работе

1. Определите абсолютные и относительные стандарты сравнения факторов среды.

Для предложенных вариантов экосистем составьте и обоснуйте схему биодиагностики и индикации естественных и нарушенных почв и ландшафтов, заполните таблицу.

Варианты экосистем

Вариант 1 Лесопарковая зона смешанного типа. Используется в течение

10–15 лет. Посещаемость –800–1000 чел. дн. /га. Сильно развита тропиночная сеть. Среди насаждений имеются чуждые данному местообитанию породы деревьев и кустарников. Усыхания и нарушения нормального состояния древесной растительности пока не обнаружено, но отмечены отдельные повреждения побегов. Доля неофитов составляет 7–10%, терофитов – 15%. Проективное покрытие – 55–60%.

21

Подстилка хорошо развита, но уплотнена. Преобладают грубые фракции. Наблюдаются незначительные изменения в поступлении питательных веществ, ухудшение водного режима, изменение теплового режима.

Вариант 2 Старая городская свалка, оставленная под естественное зараста-

ние. Развитие слабоконкурентных биоценозов. Проективное покрытие травами составляет около 45–50%. Доминирование однолетних трав (до 80%). Доля неофитов – около 20%. Отсутствие подстилки. Слабая пронизанность корнями и низкая аэрация. Перемешивание почвы с антропогенным материалом. Изменение ее свойств: повышение рН, изменения в поступлении воды и кислорода. Активизация процессов минерализации.

Вариант 3 10-летние культуры сосны на отвалах вскрышных пород после

добычи угля открытым способом. Развитие травянистого яруса. Увеличение видового разнообразия. Доля неофитов – 15%, терофитов – 21–30%. Наблюдается формирование подстилки с доминированием в ней травянистой фракции. Усиление процессов разложения, гумификации и образования агрегатов. Отмечено подкисление субстрата и активация процессов поступления питательных веществ при изменении под влиянием рН их доступности.

Вариант 4 Сельскохозяйственные угодья с типичной развитой флорой сор-

няков. Многолетнее использование земель под овощные монокультуры. Регулярная вспашка и постоянное интенсивное орошение. Регулярное применение удобрений и биоцидов. Доля терофитов составляет около 85–90%. В почве наблюдаются процессы деструктуризации и повышенный вынос питательных веществ, уменьшение их доступности.

Вариант 5 Интенсивно используемые пастбища. Слабое удобрение и дре-

наж. Доля неофитов составляет около 15%, терофитов – 20%. Уплотнение и задернение почвы. Увеличение рН. Повышенное поступление питательных веществ при изменении их доступности под влиянием рН, ухудшение аэрации.

Вариант 6 Первый год послепожарной сукцессии в лиственничном лесу.

Пожар был средней интенсивности: древесный полог не пострадал,

22