Дом  ->  Квартира и дача  | Автор: | Добавлено: 2015-03-23

Изучение виталитета различных популяций клевера

Одними из основных актуальных проблем современности являются защита окружающей среды, поддержание и охрана экологически чистых районов. Эти проблемы связаны с нарастающим негативным воздействием человека и продуктов его деятельности на окружающую среду, с обеднением плодородных почв, флор и фаун. Подобное воздействие выражается как в прямом уничтожении живых организмов (вырубка лесов, охота), так и в различного рода загрязнениях окружающей среды. Современные методы экологических исследований природных сообществ позволяют получить достаточно полную и исчерпывающую картину происходящих в ней процессов. Но недоступность, высокая трудоемкость сбора информации, ее обработки и интерпретации результатов не в достаточной степени позволяет быстро и качественно проводить экспресс-мониторинг состояния окружающей среды и развития экологических систем. Кроме того, известные способы сбора и обработки информации достаточно дорогостоящи, что тоже препятствует эффективной организации получения адекватной информации о состоянии окружающей среды. Из этого следует, что необходима разработка эксперсс-методов оценки состояния фитопопуляций природных сообществ. Мы полагаем, что оптимальный вариант решения проблемы изучения состояния окружающей среды должен быть основан на простых и доступных методах получения информации, одним из которых является статистический метод.

В ходе исследования измерялись 4 основных морфометрических показателя, характеризующих жизненное состояние, т. е. виталитет растений: высота, число листьев, число боковых ветвей и число соцветий. Для проведения анализа в качестве простого оборудования предлагалась линейка и весы, позволявшие проводить взвешивание с точностью до 0,1 грамма. После получения исходных данных выполнялась их обработка и анализ с использованием простых статистических показателей. Для их расчета использовалась статистическая программа Microsoft Excel, входящая в математическое обеспечение любого компьютера. По показателям наилучшего значения нами были выбраны следующие классы виталитета: класс виталитета А (наилучшие показатели жизненного состояния), класс виталитета В (средние показатели жизненного состояния), класс виталитета С (наихудшие показатели жизненного состояния растений).

На основании полученных данных выяснилось, что большее количество растений, попавших в класс виталитета А, приходится на выборку из городского парка. Среди растений клевера из выборок пойменного луга и пришкольной территории больше всего растений в классах виталитетов В и С оказалось в популяции, собранной на пришкольной территории. Именно для этой популяции нами отмечен наименее удовлетворительный виталитет в исследованных трех выборках.

Подтверждена гипотеза научного исследования, поскольку при использовании простых статистические методы обработки данных, оценены виталитеты популяций клевера как показатели жизненного состояния изучаемых растений. Таким образом, выявлена возможность изучения виталитета различных популяций клевера при помощи простых статистических методов обработки данных. По итогам проведенной исследовательской работы вынесены практические рекомендации.

В работе представлены три формулы для расчета статистических показателей, четыре таблицы и шесть рисунков, иллюстрирующих результаты научного исследования.

>

Одними из основных актуальных проблем современности являются защита окружающей среды, поддержание и охрана экологически чистых районов. Эти проблемы связаны с нарастающим негативным воздействием человека и продуктов его деятельности на окружающую среду, с обеднением плодородных почв, флор и фаун. Подобное воздействие выражается как в прямом уничтожении живых организмов (вырубка лесов, охота), так и в различного рода загрязнениях окружающей среды (химических загрязнениях, загрязнениях твердыми бытовыми отходами, шумовых загрязнениях,). Таким образом, окружающая среда испытывает огромное негативное влияние со стороны человека и продуктов его жизнедеятельности.

Негативное воздействие человека целиком сказывается на природных сообществах - экологических системах. Для изучения состояния экологической системы, мы выбрали её основных представителей - растения. Это связано с тем, что растения выполняют роль производителей органического вещества и в экологических системах их биомасса максимальна.

Таким образом, именно зеленые растения испытывают наибольшее отрицательное влияние со стороны негативных факторов окружающей среды. Поэтому, наиболее достоверную информацию о состоянии экологической системы можно получить, изучая состояние фитоценоза.

А одним из показателей состояния фитоценоза является его виталитет, то есть его жизненное состояние. Для глубины понимания изучаемой проблемы, разберем понятия экологической системы, характера загрязнений и методов изучения экологических систем.

ПОНЯТИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ - ЭКОСИСТЕМЫ

Понятие экологическая система или экосистема введено английским ботаником А. Тенсли (1935), который обозначил этим термином любую совокупность совместно обитающих организмов и окружающую их среду.

По современным представлениям, экосистема как основная структурная единица биосферы - это взаимосвязанная единая функциональная совокупность живых организмов и среды их обитания, или уравновешенное сообщество живых организмов и окружающей неживой среды. В этом определении подчеркнуто наличие взаимоотношений, взаимозависимости, причинно-следственных связей между биологическим сообществом и абиотической средой, объединение их в функциональное целое. Биологи считают, что экосистема - совокупность всех популяций разных видов, проживающих на общей территории, вместе с окружающей их неживой средой.

В. Н. Сукачевым (1972) в качестве структурной единицы биосферы предложен биогеоценоз. Биогеоценозы - природные образования с четкими границами, состоящие из совокупности живых существ (биоценозов), занимающих определенное место. Для водных организмов - это вода, для организмов суши - почва и атмосфера.

Биосфера - экосистема высшего ранга, включающая, как уже было отмечено, тропосферу, гидросферу и верхнюю часть литосферы в пределах "поля" существования жизни. Она имеет громаднейшее разнообразие сообществ, в структуре которых обнаруживаются сложные сочетания растений, животных и микроорганизмов с разными способами жизни. В этой мозаике прежде всего выделяются экосистемы наземные и водные. Согласно сформулированному В. В. Докучаевым (1896) закону географической зональности на земной поверхности закономерно распространены различные природные сообщества, которые в комплексе и образуют единую экосистему нашей планеты. В пределах обширных территорий, или зон, природные условия сохраняют общие черты, изменяясь от зоны к зоне. Климат, растительность и животные распределяются на земной поверхности в строго определенном порядке. А раз агенты-почвообразователи, в своем распространении подчиненные известным законам, распределяются по поясам, то результат их деятельности - почва - должен распределяться по земному шару в виде определенных зон, идущих более или менее параллельно широтным кругам.

ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Под загрязнением окружающей среды понимают нежелательные изменения физических, физико-химических и биологических характеристик воздуха, почв, вод, которые могут неблагоприятно влиять на жизнь человека, необходимых ему растении, животных и культурное достояние, истощать или портить его сырьевые ресурсы. Эти негативные изменения являются результатом деятельности человека. Они прерывают или нарушают процессы обмена и круговорота веществ, их ассимиляцию, распределение энергии, в результате меняются свойства окружающей среды, условия существования организмов, снижается продуктивность или же разрушаются экосистемы. Прямо или косвенно такие преобразования влияют на человека через биологические ресурсы, воды и продукты.

Объекты загрязнения первого порядка - экосистемы (биогеоценозы), второго порядка - входящие в их состав растения, животные, микроорганизмы и сам человек.

Типы загрязнений и вредных воздействий: физические загрязнения - радиоактивные элементы (излучение), нагрев или тепловое загрязнение, шумы; биологические загрязнения - микробиологическое отравление дыхательных и пищевых путей (бактерии, вирусы), изменение биоценозов вследствие внедрения чужеродных растений или животных; химические загрязнения - газообразные производные углерода и жидкие углеводороды, моющие средства, пластмассы, пестициды, производные серы, тяжелые металлы, фтористые соединения, аэрозоли и др. ; эстетический вред - нарушение ландшафтов, примечательных мест малопривлекательными постройками и др. Кроме того, выделяют группы загрязняющих факторов: материальные, включающие механические (аэрозоли, твердые тела и частицы в воде и почве), химические (разнообразные газообразные, жидкие и твердые химические соединения), биологические загрязнения (микроорганизмы и продукты их деятельности), энергетические (физические) загрязнения - энергия тепловая, механическая (вибрация, шум, ультразвук), световая, электромагнитные поля, ионизирующие излучения. Радиоактивные отходы - материальные и энергетические загрязнения. Различают также точечные (сосредоточенные) и рассредоточенные источники загрязнения, а также источники загрязнения непрерывного и периодического действия.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Методологической основой экологии является системный подход в исследованиях. На основе системного подхода изучают свойства высокоорганизованных объектов, т. е. многообразие связей между элементами экосистемы, их разнокачественость и соподчинение. При этом нельзя забывать о том, что экосистемы находятся в состоянии динамического равновесия и способны противостоять изменениям природной среды.

Системный подход состоит из следующих этапов: определение состава экосистемы и объектов окружающей среды, которые оказывают воздействие на нее; определение совокупности внутренних связей и связей с окружающей средой. В системном анализе используют различные методы.

Наблюдения проводят за состоянием отдельных экосистем и компонентов экосистемы в конкретных условиях (в поле), за их взаимосвязи в различных ландшафтах. Определяют видовой состав всех организмов экосистем и условия их существования. Устанавливают связи между видами, неживыми компонентами, между организмами различных видов и природно-климатическими условиями. Особое внимание уделяют количественным характеристикам - температуре, влажности, численности и плотности популяций и др. Выделяют различные зависимости, связи между элементами экосистемы и внешними условиями, а также постоянно исследуют динамику (сезонную, годовую, многолетнюю) всех организмов экосистем.

Когда экосистему изучают без нарушения ее функционирования, это относится к наблюдениям, даже если в исследованиях применяют какую-либо аппаратуру, например датчику. Исследование, связанные с вмешательством состав или структуру экосистемы (введение дополнительных факторов - внесение удобрений, химических средств борьбы с вредными видами, орошение, осушение и др. ), относятся к экспериментам.

Полевые, лабораторные и экспериментальные исследования

Экология, как было отмечено, имеет свою специфику: объектом её исследования служат не единичные особи, а группы особей, популяции (в целом или частично) и их сообщества, т. е. биологические макросистемы. Многообразие связей, формирующихся на уровне биологических макросистем, обусловливает разнообразие методов экологических исследований.

Для эколога первостепенное значение имеют полевые исследования, т. е. изучение популяций видов и их сообществ в естественной обстановке, непосредственно в природе. При этом обычно используются методы физиологии, биохимии, анатомии, систематики и других биологических, да и не только биологических наук. Наиболее тесно экологические исследования связаны с физиологическими. Однако между ними имеется принципиальная разница. Физиология изучает функции организма и процессы, протекающие в нём, а также влияние на эти процессы различных факторов. Экология же, используя физиологические методы, рассматривает реакции организма как единого целого на констелляцию внешних факторов, т. е. на совместное воздействие этих факторов при строгом учёте сезонной цикличности жизнедеятельности организма и внутрипопуляционной разнородности.

Полевые методы позволяют установить результат влияния на организм или популяцию определённого комплекса факторов, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности вида в конкретных условиях.

Однако наблюдения не могут дать вполне точного ответа, например, на вопрос, какой же из факторов среды определяет характер жизнедеятельности особи, вида, популяции или сообщества. На этот вопрос можно ответить только с помощью эксперимента, задачей которого является выяснение причин наблюдаемых в природе отношений. В связи с этим экологический эксперимент, как правило, носит аналитический характер. Экспериментальные методы позволяют проанализировать влияние на развитие организма отдельных факторов в искусственно созданных условиях и таким образом изучить всё разнообразие экологических механизмов, обусловливающих его нормальную жизнедеятельность.

На основе результатов аналитического эксперимента можно организовать новые полевые наблюдения или лабораторные эксперименты. Выводы, полученные в лабораторном эксперименте, требуют обязательной проверки в природе. Это даёт возможность глубже понять естественные экологические отношения популяций и сообществ.

Эксперимент в природе отличается от наблюдения тем, что организмы искусственно ставятся в условия, при которых можно строго дозировать тот или иной фактор и точнее, чем при наблюдении, оценить его влияние.

Эксперимент может носить и самостоятельный характер. Например, результаты изучения экологических связей насекомых дают возможность установить факторы, влияющие на скорость развития, плодовитость, выживаемость ряда вредителей (температура, влажность, пища).

В экологическом эксперименте трудно воспроизвести весь комплекс природных условий, но изучить влияние отдельных факторов на вид, популяцию или сообщество вполне возможно.

В современных условиях экологические исследования играют существенную роль в решении ряда теоретических и практических задач. Динамика численности организмов, сезонное развитие, расселение и акклиматизация полезных и вредных видов, прогнозы размножения и распространения - вот основные в настоящее время экологические проблемы. Разработка их требует рационального сочетания полевых, лабораторных и экспериментальных исследований, которые должны взаимно дополнять и контролировать друг друга.

Математические методы и моделирование

При экологическом исследовании, которое обычно поводится на определённом количестве особей, изучаются природные явления во всём их разнообразии: общие закономерности, присущие макросистеме, её реакции на изменение условий существования и др. Но каждая особь, индивидуум неодинаковы, отличны друг от друга. Кроме того, выбор особи из всей популяции носит случайный характер. И лишь применение методов математической статистики даёт возможность по случайному набору различных вариантов определить достоверность тех или иных результатов (степень отклонения их от нормы, случайные отклонения или закономерности) и получить объективное представление о всей популяции.

Однако как только было установлено, что все биологические системы, в том числе и надорганизменные макросистемы, обладают способностью к саморегуляции, ограничиваться методами математической статистики стало невозможно. Поэтому в современной экологии широко применяются методы теории информации и кибернетики, тесно связанные с такими областями математики, как теория вероятности, математическая логика, дифференциальные и интегральные исчисления, теория чисел, матричная алгебра.

В различных областях биологии широко применяются так называемые живые модели. Несмотря на то, что различные организмы отличаются друг от друга сложностью структуры и функции, многие биологические процессы у них протекают практически одинаково. Поэтому изучать их удобно на более простых существах. Они то и становятся живыми моделями. В качестве примера можно привести зоохлореллу, которая служит моделью для изучения обмена веществ; моделью для исследования внутриклеточных процессов являются гигантские растительные и животные клетки и т. д.

Моделирование - основа научного анализа системной экологии. Процесс перевода физических, биохимических, биологических представлений об экосистемах в ряд зависимостей и операции над полученной математической системой называют системным анализом.

При моделировании стремятся создать упрощенную модель, сходную с оригиналом. Свойства и поведение модели можно эффективно исследовать, а данные изучения применить к оригиналу. Для моделирования используют различные методы, в том числе модели идеализированных экосистем из одной популяции при полном достатке элементов питания, отсутствии вредителей и болезней.

Моделирование природных процессов - метод анализа результатов исследований экологических проблем путем упрощения сложных экосистем, применения математических методов, кибернетики, ЭВМ. Степень детализации моделей зависит от уровня из вхождения в общую структуру системы, конкретных пространственно-временных характеристик моделируемых на определенных уровнях природных процессов. Модели общего характера отражают информационную взаимосвязь различных уровней экосистем, включают многофункциональные проявления объектов среды для прогнозирования путей эволюции экологических систем, создания моделей более совершенных экосистем по сравнению с существующими.

Таким образом, современные методы экологических исследований природных сообществ позволяют получить достаточно полную и исчерпывающую картину происходящих в ней процессов. Но недоступность, высокая трудоемкость сбора информации, ее обработки и интерпретации результатов не в достаточной степени позволяет быстро и качественно проводить экспресс-мониторинг состояния окружающей среды и развития экологических систем. Кроме того, известные способы сбора и обработки информации достаточно дорогостоящи, что тоже препятствует эффективной организации получения адекватной информации о состоянии окружающей среды. Из этого следует, что необходима разработка эксперсс-методов оценки состояния фитопопуляций природных сообществ.

Цель проведения исследовательской работы: изучить виталитет различных популяций клевера при помощи статистических методов обработки информации для оценки влияния человека на фитопопуляции клевера различных экологических систем.

Задачи исследовательской работы:

1. Собрать образцы растений клевера на участках пойменного луга, городского парка и пришкольной территории методом пробных площадок.

2. Морфометрически оценить образцы растений клевера с участков пойменного луга, городского парка и пришкольной территории.

3. Освоить принципы работы программы Microsoft Excel для статистической обработки полученной информации.

4. Изучить виталитет различных популяций клевера при помощи статистических методов обработки информации с использованием программы Microsoft Excel.

5. По проведенному исследованию сделать выводы и вынести практические рекомендации.

Гипотеза научного исследования:

ЕСЛИ использовать простые статистические методы обработки данных, ТО можно изучить виталитет популяций клевера как показатель жизненного состояния изучаемых растений.

Предмет научного исследования:

Изучение виталитета различных популяций клевера при помощи статистических методов обработки данных.

Объект научного исследования:

Вычисление среднего арифметического значения высоты растений, числа листьев, соцветий и боковых ветвей растений, веса растений, амплитуды изменений выбранных параметров как показателей виталитета исследуемых популяций клевера.

Научная новизна исследования: заключается в том, что выявлена возможность изучения виталитета различных популяций клевера при помощи простых статистических методов обработки данных.

Практическое применение результатов исследования: заключается в быстрой, материально и по временно не затратной возможности оценить виталитет популяций растений как показатель их жизненного состояния.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Мы полагаем, что оптимальный вариант решения проблемы изучения состояния окружающей среды должен быть основан на простых и доступных методах получения информации, одним из которых является статистический метод.

Особенностью статистического метода изучения популяций растений является возможность оценки особенностей виталитета растений, используя математические формулы и статистические закономерности.

Популяция - важнейшая единица иерархии уровней организации живого вещества, основная форма существования вида. В современной экологии принято прагматическое понимание популяции как совокупности особей одного вида в пределах однородных условий и при числе, достаточном для своего самоподдержания. Изучение популяций удобнее всего проводить на примере растений, которые легче учитывать, чем на популяции животных. Как популяции рассматриваются растения одного вида в границах фитоценоза и потому иногда их называют фитоценопопуляциями.

Для изучения популяций растений мы считаем необходимым получить исходные данные. Прежде чем проводить изучение популяции, следует выполнить геоботаническое описание растительного сообщества, в котором локализована популяция.

Поскольку все растения одной популяции изучить нельзя, то считаем необходимым использовать так называемый выборочный метод, при котором нами предлагается учитывать определенное количество растений, выбранных случайно. Мы полагаем, что объем выборки, т. е. число учтенных растений, должно составлять как минимум 20 особей. Изучаемые особи необходимо срезать и, чтобы не допустить потери растениями воды, помещать в полиэтиленовый мешок. Все последующие измерения растений проводятся в сыром виде.

Количество параметров, которые необходимо учитывать, может быть различным. В нашем случае мы считаем, что необходимо измерять 4 основные морфометрические показателя. Мы считаем, что это наиболее важные и легкодоступные для измерения показатели, характеризующие жизненное состояние, т. е. виталитет растений: высота, число листьев, число боковых ветвей и число соцветий. Для проведения анализа в качестве простого оборудования предлагалась линейка и весы, позволявшие проводить взвешивание с точностью до 0,1 грамма. Все результаты изменения и взвешивания заносились в таблицы исходных данных.

После получения исходных данных выполняются их обработка и анализ с использованием простых статистических показателей. Для их расчета используются статистическая программа Microsoft Excel, входящая в математическое обеспечение любого компьютера. Мы считаем, что для характеристики популяции достаточно трех основных показателей.

Среднее арифметическое значение (χ )

Его рассчитывают по формуле (1):

χ= χιn (1), где χι - значение отдельного признака, n - число растений в выборке.

Стандартное отклонение (S )

Этот показатель отражает то, насколько особи, вошедшие в выборку, не похожи друг на друга по всем параметрам. Показатель рассчитывается по формуле (2):

S=χι-χ2n-1 (2)

Коэффициент вариации (v )

Поскольку полученные значения стандартного отклонения, отражающего несходство растений одной популяции по разным признакам, выраженные в разных единицах (вес - в граммах, высота - в сантиметрах, число побегов - в штуках и так далее), сравнивать их абсолютные значения невозможно. Однако, если разделить величину стандартного отклонения на среднее арифметическое значение и выразить это отношение в процентах, то получится показатель, удобный для сравнения разных признаков. Этот показатель рассчитывается по формуле (3): v=S χx100 (3)

Полученные нами данные довольно полно характеризуют некоторую <<среднюю особь>> клевера лугового. Значения отдельных признаков от растения к растению меняются. Характеристику этой изменчивости дает коэффициент вариации. Он показывает, в какой степени тот или иной признак обусловлен генетически и в какой степени зависит от условий среды: чем выше значение коэффициента вариации, тем выше роль факторов внешней среды в формировании изучаемых признаков.

Таким образом, мы считаем, что морфометрический анализ растений и анализ с использованием простых статистических показателей программы Microsoft Excel отражает степень неоднородности популяции, что способствует более полной оценке влияния условий окружающей среды на фитопопуляции клевера лугового и оценке виталитета выбранных фитопопуляций.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИТАЛИТЕТА ПОПУЛЯЦИЙ

Для того, чтобы определить виталитет популяций клевера, мы воспользовались методом оценки виталитета. Для оценки виталитета особей можно учитывать целый комплекс количественных признаков, но часто достаточно одного самого важного признака. Для клевера лугового диагностический признак виталитета - размер надземной фитомассы, так как он характеризует успешность фотосинтетического процесса, активность роста и возможность эффективно конкурировать с соседями по фитоценозу за основные ресурсы.

Метод оценки виталитета заключается в том, что вычисляется амплитуда значений фитомассы на основании численного массива значений выбранной популяции. Для этого мы ранжировали значения ряда по возрастанию при помощи соответствующих функций программы Microsoft Excel.

В получившемся ранжированном ряду самые нижние - крупные, высокого виталитета особи, относятся к классу А, а самые верхние - мелкие, низкого виталитета относятся к классу С. Между ними находятся растения промежуточного виталитета, относящиеся к классу В. Определение <<границ>> в выбранной числовой выборке, то есть определение <<границ>> классов виталитета мы проводили, вычисляя амплитуду выбранного ранжированного ряда чисел.

Для того, чтобы определить, сколько растений клевера в числовой выборке находятся в каждом из трех классов, мы разбили амплитуду ранжированного ряда фитомассы особей на три части. При дальнейшем делении численного массива выделили в соответствии со значениями амплитуды особи, относящиеся к виталитету каждого класса.

Для наглядности полученные данные обрабатывались при помощи мастера построения диаграмм программы Microsoft Excel и выводились на экран компьютера. Таким образом, особенность предлагаемого метода оценки виталитета популяций клевера лугового заключается в использовании простых статистических методов обработки информации. Этот метод позволяет быстро без материальных затрат оценить виталитет популяций как характеристику жизненного состояния организмов. Это делает возможным дать оценку экологическим условиям, действующим на популяцию и оценить общее состояние популяции.

Исследование было проведено на базе лаборатории кабинета биологии в МОУ <<Лицей № 36>> (г. Осинники). Для его проведения применялось простое оборудование: линейка и весы, с точностью измерения до 0,1 гр. , стандартное программное обеспечение персонального компьютера Microsoft Office, простые статистические методы (1), (2), (3), расчет по которым производился при помощи программы Microsoft Excel.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Поскольку все растения одной популяции изучить нельзя, то нами был использован выборочный метод, при котором учитывалось определенное количество растений, выбранных случайно. Таким образом, нами целенаправленно не выбирались самые крупные или самые мелкие особи. Объем выборки, т. е. число учтенных растений, составляло 20 особей. Изучаемые особи срезались и, чтобы не допустить потери растениями воды, помещались в полиэтиленовый мешок. Все последующие измерения растений проводились в сыром виде.

Для иллюстрации правил изучения популяций растений в качестве примера мы использовали 3 популяции клевера: на пойменном лугу в районе поселка Шушталеп, на пришкольной территории МОУ (г. Осинники), в прогулочной зоне городского парка. Клевер - это обычное растение, распространенное на всей территории умеренной полосы России.

Морфометрический анализ популяции

Количество параметров, которые учитываются, может быть различным. В нашем случае измерялись 4 основных морфометрических показателя. Это наиболее важные и легкодоступные для измерения показатели, характеризующие жизненное состояние, т. е. виталитет растений: высота, число листьев, число боковых ветвей и число соцветий. Для проведения анализа нам необходима была линейка. Все результаты измерения и взвешивания заносились в таблицы исходных данных.

Таблица 1.

Морфометрия растений клевера на участке пойменного луга

№ растения

Высота, см

Число листьев, шт.

Число соцветий, шт.

Число боковых ветвей, шт.

Вес, гр

Таблица 2.

Морфометрия растений клевера в городском парке

№ растения

Высота, см

Число листьев, шт.

Число соцветий, шт.

Число боковых ветвей, шт.

Вес, гр

Таблица 3.

Морфометрия растений клевера на пришкольной территории

МОУ <<Лицей № 36>> (г. Осинники)

№ растения

Высота, см

Число листьев, шт.

Число соцветий, шт.

Число боковых ветвей, шт.

Вес, гр

После определения морфометрических показателей трех выбранных для исследования популяций нами при помощи стандартного программного обеспечения персонального компьютера Microsoft Office были вычислены среднее арифметическое, стандартное отклонение и коэффициент вариации при помощи простых статистических методов (1), (2), (3), расчет по которым производился при помощи программы Microsoft Excel .

Таблица 4. Рассчитанные статистические показатели растений клевера с участков пойменного луга, городского парка и на пришкольной территории МОУ <<Лицей № 36>> (г. Осинники)

Морфо метрический показатель

Среднее арифметическое

Стандартное отклонение

Коэффициент вариации

Пойменный луг

Городской парк

Пришкольная территория

Пойменный луг

Городской парк

Пришкольная территория

Пойменный луг

Городской парк

Пришкольная территория

Число листьев

Число соцветий

Число боковых ветвей

Вес, гр.

Рассматриваемые нами морфологические признаки отражают взаимодействие генотипа и условий внешней среды. Для каждого признака имеется норма реакции, т. е. определенная амплитуда изменчивости, за счет которой растение подстраивается под условия среды и полнее использует её ресурсы. Для разных признаков норма реакции разная, что и показывает коэффициент вариации. Рассматривая показатели морфометрических признаков, можно заметить, что наиболее вариативны показатели клевера на участке городского парка.

На основании полученных данных по среднему арифметическому показателю можно сделать вывод, что средние показатели высоты растения, числа листьев, числа соцветий, числа боковых ветвей и веса растений городского парка наибольшие. Значит, на основании данных по средним арифметическим значениям выбранных признаков, можно сделать вывод, что условия обитания для клевера в городском парке наиболее благоприятные.

Анализируя значения стандартного отклонения исследуемых нами морфометрических признаков клевера, мы заметили, что наибольший показатель стандартного отклонения присутствует на территории городского парка. Поэтому мы можем сделать вывод о том, что на территории городского парка встречаются растения с наибольшей вариативностью признаков относительно по стандартному отклонению, различными показателями морфометрических показателей, а значит с большой степенью приспособленности.

Анализируя показатели коэффициента вариации , который показывает, в какой степени тот или иной признак зависит от условий окружающей среды, мы выяснили, что наибольшими значениями обладают растения городского парка по числу соцветий. Вместе с тем, растения пришкольной территории по признакам числа листьев, числа боковых ветвей, веса растения по сравнению с другими популяциями обладают наибольшими значениями коэффициента вариации. Данные результаты указывают на вариабельность экологических условий в пределах пришкольной территории. Следствием этого является достаточно большие значения коэффициента вариации признаков клевера именно в данной популяции.

Следующим этапом нашего исследования было вычисление амплитуды ряда и распределение растений выбранных ранжированных рядов по классам виталитета. По показателям наилучшего значения нами были выбраны следующие классы виталитета: класс виталитета А (наилучшие показатели жизненного состояния), класс виталитета В (средние показатели жизненного состояния), класс виталитета С (наихудшие показатели жизненного состояния растений.

На основании полученных данных можно сделать вывод, что большее количество растений, попавших в класс виталитета А, приходится на выборку из городского парка . Среди растений клевера из выборок пойменного луга и пришкольной территориибольше всего растений в классах виталитетов В и С оказалось в популяции, собранной на пришкольной территории. Именно для этой популяции нами отмечен наименее удовлетворительный виталитет в исследованных трех выборках.

Таким образом, проведенное исследование позволяет сделать вывод о том, что использованные методы статистической обработки полученных данных обеспечили возможность изучить виталитет различных популяций клевера для оценки влияния человека на фитопопуляции клевера различных экологических систем.

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Итак, подводя итоги, можно констатировать следующее: в ходе исследовательской работы по теме <<Изучение виталитета различных популяций клевера при помощи статистических методов обработки информации>> нами оценен виталитет различных популяций клевера.

В ходе исследования собраны образцы растений клевера на участках пойменного луга, городского парка и пришкольной территории методом пробных площадок; морфометрически оценены образцы растений клевера с участков пойменного луга, городского парка и пришкольной территории и освоены принципы работы программы Microsoft Excel для статистической обработки полученной информации. При теоретическом исследовании оценены виталитеты различных популяций клевера при помощи статистических методов обработки информации с использованием программы Microsoft Excel.

Подтверждена гипотеза научного исследования, поскольку при использовании простых статистические методы обработки данных, оценены виталитеты популяций клевера как показатели жизненного состояния изучаемых растений. Таким образом, выявлена возможность изучения виталитета различных популяций клевера при помощи простых статистических методов обработки данных.

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)