3 курс / 2 семестр / Методы изучения экологии животных и растений / metody_polev_ekol_issl_2014

Методика. С помощью металлической рамки ограничивают участок подстилки площадью 1 м2. Далее, аккуратно разбирая листья и осматривая их с обеих сторон, собирают всех жесткокрылых и помещают в морилку. Насекомых каждой пробы необходимо помещать в отдельную морилку. В каждом биотопе берется 10 проб.

Можно брать пробы подстилки и помещать их в герметичные пакеты (мешки), а позже выбирать насекомых, используя почвенные сита (рис. 4.5).

А

Б

Рисунок 4.5. Колонка почвенных сит (по: Тихомирова, 1975): А – в собранном виде; Б – в разобранном виде.

Изучение насекомых в наносах

После половодья на берегах водоемах образуются наносы, в которых вместе с растительными остатками скапливается много насекомых, всплывших из почвы или подстилки.

Собирать насекомых следует тогда, когда температура воздуха еще низкая и уровень воды еще не спал. Пробы массой до 1 кг помещают в бязевые мешочки. Разбирают так же, как пробы подстилки. Число проб и расположение мест их отбора зависят от задач исследования

Этот метод позволяет более полно выявить состав насекомыхгерпетобионтов пойменных биотопов.

Изучение насекомых-копробионтов

Копробионты – это обитатели навоза. Основные группы копробионтов – это личинки двукрылых и жесткокрылые.

Задачи исследования: выявление состава фауны насекомыхкопробионтов, соотношения таксонов, сезонной и суточной динамики численности видов в разных биотопах, выявление сходства и различия фаун разных субстратов, сукцессии сообщества копробионтов по мере усыхания и перера-

90

ботки навоза, зависимости состояния фауны от воздействия факторов окружающей среды.

Методика. До начала работы необходимо выяснить, какой период в среднем занимает в данных условиях разложение одной «лепешки» навоза. На выгоне, где пасется скот, в теплую погоду находят по 5 кучек свежего навоза и помечают их, например, палочками. В этот же день берут пробу первой кучки. Для этого можно использовать 2 способа. Более трудоемкий – раскапывание с последующей выборкой насекомых пинцетом. Эффективнее же применять метод флотации. В ведро с водой порциями закладывается содержимое кучки и тщательно перемешивается. Насекомые постепенно всплывают на поверхность. Остается только их собрать и поместить в морилки. Как в первом, так и во втором случаях необходимо выбрать насекомых и из верхнего слоя почвы под «лепешкой», куда они часто закапываются. Далее известный по предварительному наблюдению срок разложения и усыхания навозной кучки делят на 4. Получаем период, через который необходимо изучить следующую по счету «лепешку» из помеченных. Такая последовательность позволяет выяснить изменение фауны копробионтов в ходе сукцессии. Если неизвестен средний срок разложения субстрата, то можно воспользоваться упрощенным вариантом. Условно дифференцируют субстрат на 3 стадии: помет свежий, средний свежести (сверху сухая корка, внутри субстрат влажный), сухой. Пробы берут в один день, собирая насекомых из 3–5 кучек каждой стадии.

Для сбора копробионтов также можно использовать ловушку, применяемую для отлова некробионтов (см. ниже).

Изучение насекомых-некробионтов

Некробионты – это обитатели трупов позвоночных животных. Основные группы некробионтов – это личинки двукрылых и жесткокрылые.

Задачи исследования: выявление состава фауны насекомых-некробионтов, соотношения таксонов, сезонной и суточной динамики численности видов в разных биотопах, выявление сходства и различия фаун разных субстратов, сукцессии сообщества некробионтов по мере усыхания и переработки трупа, зависимости состояния фауны от воздействия факторов окружающей среды.

Методика. Выкладывают специально трупы мелких млекопитающих, пресмыкающихся, рыб, птиц в разных условиях. Трупы следует оградить проволочным заграждением. Можно проследить изменение фауны в течение времени разложения трупа.

Для сбора некробионтов используют также специальные ловушки. Ниже приводится описание двух из них (по: Голуб и др., 2012).

Ловушка (рис. 4.6) состоит из сосуда, изготовленного из двух основных частей пластиковых бутылок емкостью 2 л (1), двух поролоновых пластин в форме параллелепипедов (300×50×20 мм) (2) и прямоугольного металлического или пластикового ловчего корыта размером 300×80×100 мм (3). Корыто погружается в почву так, чтобы его края были ниже уровня поверхности на 20 мм (рис. 4.6, нижний справа). Поролоновые пластины устанавливаются вдоль краев корыта так, чтобы они на 10 мм нависали над ловушкой, а остальная часть рас-

91

полагалась вровень с уровнем почвы. Для этого нужно сделать специальные углубления в земле. В стенках сосуда необходимо проделать около 12 отверстий диаметром 15 мм так, чтобы они располагались вдоль его противоположных сторон.

Рисунок 4.6. Ловушка для копрофагов и некрофагов (комментарии в тексте)

Ловушка работает следующим образом. Взяв в руки две половинки сосуда, нужно зачерпнуть ими часть свежей «коровьей лепешки» или захватить труп животного, после чего обе половинки следует объединить, вставив одну из них в другую. Далее сосуд с приманкой нужно расположить горизонтально над корытом. Насекомые (преимущественно жуки), привлеченные запахом, исходящим из многочисленных отверстий сосуда, двигаются к нему, без труда продавливают канавку на мягкой поверхности поролоновой пластины, проникают под этот сосуд и оказываются в корыте (рис. 4.6).

Другой тип ловушки описан в статье В.К. Зинченко (2007) и предназначен для сбора преимущественно жуков-некробионтов.

Пластиковая бутылка (0,5–1,5 л), наполненная приманкой из гниющего мяса, рыбы, грибов, растительных остатков и др., кладётся на землю в небольшое углубление горлышком над двумя (один в другом) вкопанными стаканчиками. Бутылку по бокам следует привалить камешками, землёй или веточками от сдувания ветром. Горлышко для защиты от мух желательно закрыть (напри-

92

мер, с помощью резинки) кусочком марли или другого подобного материала. При ежедневной или более частой проверке фиксатор можно не заливать. Если ловушка стоит более суток, то в стаканчик следует налить фиксатор (например, 3%-ный раствор уксусной кислоты). Внутренний стаканчик извлекается из внешнего, попавшие жуки высыпаются в морилку, и стаканчик снова вставляется во вкопанный. Наиболее эффективно ловушка работает в жаркий день.

Учет муравейников

Весьма трудоемкой работой является исследование гнезд муравьев. Прежде всего, это обусловлено тем, что до сих пор единственно действенным способом изучения остается полная раскопка гнезда и выборка всех оказавшихся там особей с последующим их пересчетом и взвешиванием. Раскопки муравейников производятся путем послойного снятия наземного купола и поверхностных систем ходов и камер и выборкой при помощи пинцета (крупные виды) или эксгаустера (виды с мелкими особями) имеющихся муравьев-имаго. Плотность населения видов, сооружающих гнездовые капсулы, выражают двумя показателями: количеством особей на 1 га или м2 и суммарной площадью оснований купола на 1 га. Численность населения и биомасса муравейников определяется по-разному. Оценками этих характеристик служат «условная численность населения» и «условная биомасса» – т.е. численность и биомасса осо- бей-имаго. Для определения среднего веса взвешивают 40–50 особей с последующим определением взвешенной арифметической средней (Плохинский, 1970). Биомасса семьи определяется как сумма значений по отдельным группам и кастам. При работе на небольших площадях производится сплошной учет всех имеющихся гнезд. Однако в большинстве случаев приходится делать выборочные учеты, из которых для этой цели обычно используют 2 метода: маршрутный учет и метод пробных площадей (Длусский, 1965).

4.3. Методы изучения насекомых, обитающих на растениях

Изучение насекомых-хортобионтов и тамнобионтов

Хортобионты – обитатели травянистой растительности, тамнобионты – обитатели кустарников.

Задачи исследования: выявление состава фауны названных экологических групп насекомых, соотношения таксонов, сезонной и суточной динамики численности видов в разных биотопах, выявление сходства и различия фаун различных биотопов, зависимости состояния фауны от воздействия различных факторов.

Методика. Для реализации поставленных целей обычно используется методика кошения. Суть метода заключается в следующем: сачком для кошения делается 8–10 резких взмахов так, чтобы край сачка проходил по частям растений, с которых намечен сбор. При кошении по травянистой растительно-

93

сти обруч сачка ориентируют перпендикулярно к поверхности земли и после каждого взмаха поворачивают его на 180°. По окончании кошения обруч поворачивают вниз параллельно поверхности земли с тем, чтобы его край закрыл выход из сачка. Далее можно поступать по-разному. Наиболее точные данные получаются, если все содержимое мешка поместить в морилку. Можно использовать новые полиэтиленовые пакеты, в которые, после помещения туда пробы насекомых, кладут ватку с замором. Пакет сразу же завязывают тугим узлом. Чаще же сачок раскрывают, удаляют из него крупные части растений, отряхивая с них насекомых в мешок. Далее осторожно вынимают пойманных насекомых, при необходимости придерживая их с наружной стороны через ткань, и помещают в морилки. Рекомендуется за единицу изучения (пробу) взять 100 взмахов, сделанных в несколько приемов (по 10–20 взмахов). Пробы берут в солнечную погоду, после того как с растений сошла роса. Если косить по сырой траве, то сачок быстро намокает, что резко уменьшает эффективность метода. При кошении исследователь должен двигаться против солнца, чтобы его тень не спугивала насекомых.

Однако наиболее точные данные о составе хортобионтов получаются при использовании биоценометров. Эти приспособления бывают разных конструкций, но принцип их применения один. Участок площадью 1 или 0,25 м2 накрывают прибором, выбирают всех животных и пересчитывают на определенную площадь.

Наиболее часто используется биоценометр с мешком (рис. 4.7). Основой его служит квадратная рама. Длина каждой стороны по внутреннему краю – 50 см, высота – 10 см. Нижний край рамы остро отточен, верхний – отогнут наружу кантом шириной около 1 см. Снаружи к биоценометру прикреплены ручки. Площадь, покрытая такой рамой, равна 0,25 м2. Вторая часть биоценометра – мешок высотой около 170 см (в зависимости от роста исследователя), без дна, диаметром немного шире рамы. Нижняя половина мешка сшита из полотна или бязи, верхняя – из марли.

Нижний край мешка, снабженный резинкой, надевают на верхнюю часть рамы, выше ручек, под кантом. Затем мешок перевязывают шнурком посредине, где полотно сшито с марлей. В таком виде биоценометр набрасывают на площадку. Исследователь просовывает в верхнюю часть мешка голову и руки (резина затягивает его на уровне груди или пояса), затем отвязывает шнурок, перехватывающий мешок, и оказывается в биоценометре (см. рис. 4.7). Предварительно исследователь должен взять все необходимое для сбора животных: морилку, пробирки, пинцет, кисточку и пр. Сначала вылавливают из биоценометра летающих насекомых, затем собирают их с растений и с поверхности земли. После того как все быстробегающие животные собраны, обрезают вокруг биоценометра землю, удаляют биоценометр и продолжают обследовать изучаемую площадку. Срезанную траву переносят в банки или мешочки для детального последующего анализа в лаборатории. Насекомых, обнаруженных у корней растений, собирают в отдельные пробирки; выкапывают дерновину и укладывают также в банку или мешочек для детального изучения.

94

Рисунок 4.7. Биоценометр Конакова и Онисимовой (по: Фасулати, 1971)

Для изучения жуков-тамнобионтов используется метод обтряхивания. Выбирают отдельно стоящий куст растения, подстилают под него белое полотно и отряхивают в утренние часы. Жуки в этот период суток находятся в состоянии оцепенения и легко падают вниз. Таким способом хорошо выявляется состав фауны листогрызущих жуков отдельных видов кустарников и молодых деревьев.

Количественные сборы тамнобионтов также можно сделать, используя метод кошения. При этом сачком делают взмахи слева направо (справа налево) и снизу вверх.

Изучение насекомых, передвигающихся по стволам деревьев

Для сбора и изучения насекомых, передвигающихся вверх по стволам деревьев, с успехом может быть использована ловушка, разработанная М.Н. Цуриковым и С.Н. Цуриковым (2001) (рис. 4.8).

Она позволяет осуществить сбор материала по фенологии, динамике численности и другим особенностям экологии дендробионтов. Стволовые ловушки могут служить для контроля массовых миграций энтомофагов и экономически опасных видов по стволам деревьев. Весьма эффективна эта ловушка для выявления состава и численности дендробионтов, уходящих на зимовку.

95

Рисунок 4.8. Стволовая ловушка (по: М.Н. Цуриков, С.Н. Цуриков, 2001)

Ловушка состоит из полосы ткани (1), плотно обтягивающей ствол дерева, конуса (рис. 4.8, верхний слева), и пакета-накопителя (3). Верхний край ткани срезан под углом 30° к горизонтальной плоскости. К этому краю прикрепляется конус, изготовленный из ткани или полиэтиленовой пленки. К нижнему канту конуса для поддержания определенной формы крепится проволока (4) диаметром 2–3 мм. В верхней точке конструкции прорезано отверстие, в которое вставляется прозрачная воронка из прочного материала (лучше всего для этого подходит горлышко от пластиковой бутылки). Нижний край воронки герметично крепится к краям отверстия, а сверху к воронке прикрепляется пакет для накопления беспозвоночных (3). Нижний край полосы ткани (1) герметично соединяется пластилином с корой дерева так, чтобы беспозвоночные, ползающие по стволу, попадали с коры во внутреннее пространство ловушки, а оттуда через воронку в пакет-накопитель (3).

Стволовую ловушку можно монтировать непосредственно на стволе дерева, последовательно прикрепляя все детали конструкции. М.Н. Цуриковым и С.Н. Цуриковым (2001) разработана модификация ловушки, которую можно быстро устанавливать и снимать, причем даже на стволы различного диаметра. Для этого варианта стволовой ловушки берется кусок ткани (6) (размеры см. на рис. 4.8, В), а также кусок ткани или полиэтиленовой пленки (7) (размеры см. на рис. 4.8, Г). Верхние края этих кусков герметично сшиваются (на рисунке эти места заштрихованы), а нижний край куска (7) заворачивается и пришивается так, чтобы получилась узкая полость вдоль всего края. Сквозь эту полость необходимо протянуть проволоку (8) диаметром 2 мм. При этом ее концы должны выступать наружу не менее чем на 20 мм, так как их необходимо согнуть, чтобы получились крючки, предназначенные для оперативного скрепления проволоки в кольцо после установки ловушки на стволе дерева. Далее к

96

конструкции прикрепляется воронка, как описано выше. К вершине ловушки необходимо пришить две капроновые нити длиной 1 м.

Установка стволовой ловушки происходит следующим образом. К стволу исследуемого дерева вначале прикрепляется вершина ловушки при помощи нитей. Далее кусок ткани (6) плотно прикладывается к стволу дерева с покрытием одного из противоположных краев другим и скрепляется при помощи 2–3 английских булавок. Затем расправляется кусок (7), для чего проволока (8) сгибается в кольцо, и ее концевые крючки фиксируют определенный диаметр конуса. Нижний край куска ткани (6), как уже было описано выше, герметично соединяется пластилином с корой дерева. Устанавливать стволовую ловушку можно на любой высоте, но лучше не ниже 1,5–2 м над поверхностью почвы. В целях ускорения и облегчения процесса обработки собранного материала, для каждой из ловушек целесообразно изготовить по 2 пакета-накопителя (3) с тем, чтобы можно было менять их во время учетов на пустые, а материал разбирать в лаборатории. Учеты лучше всего проводить ежедневно, однако если внутрь пакетанакопителя (3) поместить сложенную «гармошкой» полоску бумаги или картона, чтобы мелкие беспозвоночные могли прятаться от хищников в ее складках, интервал между учетами можно увеличить до 5 суток.

Наибольшую эффективность стволовые ловушки показали для отлова

Collembola, Homoptera, Hymenoptera, Diptera, Heteroptera, Coleoptera, Lepidoptera (гусеницы и имаго) и Psocoptera. Кроме того, в ловушки попадали

Thysanoptera, Neuroptera, Blattodea, а также единичные экземпляры Dermaptera, Ephemeroptera, Orthoptera и Trichoptera.

Изучение насекомых-ксилобионтов

Ксилобионты – обитатели коры и древесины.

Задачи исследования: выявление состава фауны насекомых-ксилобионтов, соотношения таксонов, сезонной динамики численности видов в разных биотопах, на разных породах деревьев, выявление сходства и различия фаун основных пород, зависимости состояния фауны от воздействия различных факторов.

Методика. Заключается в сборе насекомых из-под коры и из толщи коры. Для осуществления этого необходимо заранее запастись прочным ножом, отверткой или небольшим топориком. В ходе сборов необходимо четко фиксировать в блокноте название породы, с какой части бревна (пня, стоящего мертвого дерева) берется проба, какова ее ориентация по отношению к сторонам света. Для количественных учетов рекомендуется брать пробы площадью 10×10 см в разных местах. Собранных под корой личинок можно попробовать выкормить до имаго.

4.4. Изучение активно летающих насекомых

Для ручного сбора летающих насекомых используют специальный энтомологический сачок облегченной конструкции с мешком из газа. Однако этот метод не всегда позволяет получить точные количественные данные.

97

Для этих целей лучше походят разнообразные ловушки для летающих насекомых. Ниже описываются некоторые из них. Ловушки могут быть использованы для исследования видового состава, численности и направлений суточных и сезонных миграций насекомых, а в сельском хозяйстве – для контроля за массовыми миграциями по воздуху энтомофагов и экономически опасных видов беспозвоночных.

Исследование с помощью ловушки Малеза

Принцип работы ловушки основан на проявлении отрицательного геотаксиса насекомых при столкновении с каким-либо барьером (вертикальной площадкой) и положительном фототаксисе многих из них. Ловушка наиболее эффективна для сборов паразитических Hymenoptera, Diptera, Coleoptera и не-

сколько менее эффективна для сборов Lepidoptera, Heteroptera, Homoptera. Не-

которые группы насекомых, например, жалящие перепончатокрылые (Aculeata), почти не собираются данной ловушкой.

Преимуществами ловушек Малеза являются долговременный, на протяжении одних или нескольких суток, стационарный сбор и качественное фиксирование насекомых в спирте, сбор в одном месте, а также использование ловушки в местах, где затруднено или невозможно кошение энтомологическим сачком. Достоинством ловушки является также простота ее установки и легкость выборки и хранения материала, выполняемые даже неспециалистами.

Один из типов ловушки Малеза описан ниже (по: Голуб и др., 2012). Для изготовления основы ловушки лучше всего использовать мельнич-

ный газ (размеры и форма составных частей показана на рис. 4.9, А). Вырезанные элементы необходимо сложить, как показано на рис. 4.9, Б, и пришить так, чтобы получилась конструкция, напоминающая палатку (рис. 4.9, В). Перед установкой ловушки следует вкопать в почву 2 шеста (1 и 2) на расстоянии 2,1 м друг от друга, причем высота шеста (1) должна быть около 2,5 м над уровнем почвы, а высота шеста (2) – примерно 2 м. После этого верхние углы конструкции из мельничного газа нужно привязать к вершинам шестов (1 и 2). Для большей устойчивости ловушки к нижней части шестов полезно прикрепить нижние края передней и задней частей основы (рис. 4.9, В). Далее к углам полученной конструкции необходимо привязать шнуры, которые после растяжки их в стороны прикрепляются к почве колышками. Затем в наивысшей точке конструкции (рис. 4.9, Г) следует прорезать круглое отверстие, к краям которого нужно пришить широкую часть конусовидного рукава (3), изготовленного из плотной полиэтиленовой пленки. Далее необходимо взять стеклянный или пластиковый (обязательно прозрачный) сосуд (4) с широкой горловиной, к краю которой надо прикрепить мягкую проволоку (5) для фиксации сосуда (4) к вершине шеста (1) под углом к вертикальной плоскости. Внутрь сосуда (4) нужно поместить фиксирующее вещество, лучше всего 70%-ный спирт, после чего

98

свободный конец рукава (3) следует погрузить в горловину сосуда (4) как показано на рис. 4.9, Г.

Принцип действия ловушки заключается в следующем. Насекомые случайно залетают в палатку, контактируют с мельничным газом, двигаются вверх, концентрируются в наивысшей точке конструкции, проникают сквозь конусовидный рукав (3) в сосуд (4). Для повышения эффективности ловушки полезно устанавливать ее так, чтобы сосуд (4) находился с южной стороны. В некоторых случаях, если в задачу исследования входит только сбор летающих насекомых, ловушку следует устанавливать таким образом, чтобы нижние края основы из мельничного газа находились над уровнем травостоя и с ним не могли контактировать. Во всех остальных случаях вполне допустим контакт нижней части ловушки с травостоем или почвой. В этом случае ползающие насекомые также будут забираться по мельничному газу в палатку, и часть из них будет попадать в фиксатор. Выборку насекомых лучше всего проводить ежедневно вечером непосредственно перед закатом солнца или сразу после заката, когда дневные насекомые уже не будут попадать в палатку.

Рисунок 4.9. Ловушка Малеза палаточного типа (обозначения см. в тексте) (по: Голуб и др., 2012).

Исследование с помощью «оконных» ловушек

«Оконные» ловушки представляют собой стеклянные или пластиковые прозрачные «барьеры», о которые ударяются насекомые во время их полета и падают в расположенные внизу лотки с фиксатором (рис. 4.10). Они эффектив-

99