Душенков В.М., Макаров К.В. Летняя полевая практика по зоологии беспозвоночных

Подождите немного. Документ загружается.

логии беспозвоночных животных, их взаимосвязям с окружающей

средой и роли в экосистемах.

На выполнение исследовательской работы по учебному плану

обычно отводится 2-3 дня. Однако наиболее интересные работы

требуют более длительных сроков сбора материала. Поэтому це-

лесообразно определять тему подобной работы уже в первые дни

практики. Многообразие тем исследовательских работ предпола-

гает разнообразие подходов, однако можно предложить общий

алгоритм их выполнения.

Первый этап - выбор темы самостоятельной работы. Уже

в первые дни практики студенты знакомятся с общим характером

распределения беспозвоночных по биотопам района проведения

практики. Опираясь на знания, полученные при прохождении

теоретического и практического курсов зоологии беспозвоноч-

ных, каждый выбирает наиболее приемлемую для себя тему.

Окончательному выбору могут предшествовать консультации с

преподавателем, на которых уточняется возможность выполнения

избранной темы в конкретных условиях проведения практики.

На втором этапе на основе изучения литературы и мето-

дов работы с выбранными объектами составляется план работы,

который утверждается руководителем.

Третий этап работы включает в себя весь объем деятель-

ности по сбору первичного материала. Сбор материала с той или

иной степенью интенсивности проводится в течение всей полевой

практики; он систематизируется, обрабатывается и затем исполь-

зуется для изготовления специальной коллекции беспозвоночных

по теме самостоятельной работы. При обработке материала там,

где это возможно, используются статистические методы.

Заключительный этап - оформление письменного от-

чета и выступление с докладом на заключительной конференции.

Письменный отчет выполняется на отдельных листах или в

отдельной тетради. Следует обратить внимание на оформление

отчета.

На титульном листе указывается тема самостоятельной рабо-

ты, фамилии исполнителей, научного руководителя работы, год и

место написания. Если отчет занимает много страниц и подразде-

лен на главы, то на первом листе приводится оглавление или

план. Схема написания отчета может быть разной, но, как прави-

ло, выделяются следующие составные части: введение - в котором

обосновывается выбор темы исследования и формируются задачи

данной работы; материал и методика проведения работы - в этой

части приводятся подробные описания места и условий работы,

методов исследования, обязательно (в той или иной форме) ука-

зывается общий объем полученного материала; результаты -

в этой части приводятся основные данные, полученные в ходе ис-

следования, которые желательно иллюстрировать графиками,

241

таблицами, диаграммами, схемами и т. п.; обсуждение результатов

проводится с использованием литературных данных; выводы

должны быть краткими, конкретными и вытекающими из мате-

риалов работы. В конце отчета приводится список использованной

литературы.

По теме исследовательской работы обычно изготавливается

коллекция, например: систематическая или биологическая коллек-

ция расправленных насекомых, коллекция беспозвоночных в про-

бирках с фиксирующей жидкостью, гербарий повреждений деревь-

ев и кустарников, вызываемых беспозвоночными животными, кол-

лекция сухих раковин моллюсков, комплексные коллекции и т. п.

Результаты самостоятельной работы докладываются на за-

ключительной конференции по летней полевой практике. В каче-

стве отчетов могут быть приняты экскурсии, проводимые студен-

тами по теме исследований. Лучшие материалы могут быть поло-

жены в основу курсовых работ студентов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ

МАТЕРИАЛ

Основные методы математической обработки данных

Использование на полевой практике методов математической

статистики может быть сведено к решению ряда простейших за-

дач, которые не требуют, как правило, сложных расчетов и могут

быть выполнены в полевых условиях.

Рассмотрим самые простые и наиболее часто используемые ме-

тоды математической обработки данных.

Определение основных параметров распределения

При выполнении самостоятельной работы на летней полевой

практике невозможно получить данные по абсолютно всем вы-

бранным объектам, т. е. определить показатели так называемой

генеральной совокупности. Обычно удается изучить только очень

небольшую часть объектов, будь то особи одного вида, распреде-

ление позвоночных в пространстве и времени и т. п. Таким обра-

зом, каждая совокупность полученных данных представляет со-

бой выборку в той или иной степени репрезентативную, т.е. от-

ражающую реальное положение вещей в генеральной совокуп-

ности объектов. Для получения выборки обычно бывает необхо-

димо найти основные параметры распределения. К ним в первую

очередь относятся среднее арифметическое (М) и среднее квадра-

243

где М - среднее арифметическое; х

- значение i-го показателя; N -

объем выборки (число измерений).

Например, если мы измеряли длину тела беспозвоночных жи-

вотных, то средняя арифметическая покажет нам в полученной

выборке среднее значение длины. Если с помощью проб опреде-

ляли число беспозвоночных в определенных биотопах, то средняя

арифметическая покажет, каково среднее число особей в пробе.

Среднее значение ничего не может сказать о характере изменчи-

вости исследуемого признака. Для определения изменчивости по-

лученных данных рассчитывают среднее квадратичное отклонение

теля; М - среднее арифметическое; N- число измерений.

Эта величина характеризует степень разброса полученных зна-

чений: чем она больше, тем больший разброс в полученных данных

мы наблюдаем, что свидетельствует (в наших примерах) о размахе

изменчивости длины беспозвоночного или о неравномерности

распределения особей в биотопе.

В ряде случаев рассчитывают ошибку среднего арифметическо-

го (т):

Определение достоверности различий

Для определения достоверности различий средних двух выбо-

рок, как правило, с достаточной степенью точности можно ис-

пользовать критерий Стъюдента (t-критерий). В простом случае

его определяют по формуле:

244

которая показывает точность измерений полученных данных и

позволяет судить, в каких пределах может варьировать значение

средней для разных выборок из генеральной совокупности.

Оценить относительную изменчивость исследуемого признака

помогает коэффициент вариации:

Стандартные значения критерия Стьюдента

0,95 0,99

0,999

0,95

0,99

0,999

1 12,7

63,7

637,0

2,2 3,0

4,2

4,3

9,9

31,6

14-15

2,1

3,0

4,1

3,2 5,8

12,9

16-17

2,1

2,9

4,0

2,8 4,6

8,6

18-20

2,1

2,9 3,9

2,6

4,0

6,9

21-24

2,1

2,8

3,8

2,4 3,7 6,0

25-28

2,1

2,8 3,7

2,4

3,5 5,3

29-30

2,0

2,8

3,7

2,3

3,4

5,0

31-34

2,0

2,7 3,7

9 2,3

3,3

4,8

35-42

2,0

2,7 3,6

2,2

3,2

4,6

43-62

2,0 2,7

3,5

2,2

3,1

4,4

63-175 2,0 2,6

3,4

2,2

3,1

4,3

более 175

2,0 2,6

з,з

245

Определение наличия связи между признаками

Для оценки степени связи между признаками можно использо-

вать парный (двухмерный) корреляционный анализ. В этом случае

тесноту связи можно оценить графически по корреляционной

диаграмме или с помощью коэффициента корреляции (r). Если

отложить значения одного признака по оси Х, а другого по оси 7,

то каждой паре значений на плоскости координат будет соответ-

ствовать точка. Совокупность точек образует корреляционное

поле. По форме корреляционного поля можно судить о характере

и тесноте корреляции (рис. 134).

Рис. 134. Различные варианты корреляционного поля: 1 - линейная отрица-

тельная корреляция, 2 - линейная положительная корреляция, 3 - нелинейная

корреляция, 4,5 - отсутствие достоверной корреляции

246

Чем плотнее точки группируются у какой-либо линии, тем тес-

нее корреляция. Причинно-следственные отношения при этом

можно определить только путем логического анализа.

Количественно определить тесноту связи при линейной зави-

симости позволяет коэффициент корреляции (г):

При t>t

для данной доверительной вероятности наличие

корреляции можно считать статистически достоверным.

Количественная характеристика

видового разнообразия беспозвоночных

При фаунистических и экологических исследованиях возникает

необходимость определить количественно разнообразие группи-

ровок животных.

Для этих целей используют коэффициент разнообразия (или ви-

дового богатства) d:

где S - число видов в описании; А - площадь учетной площадки;

N - общее число особей в описании, и информационный индекс

Шеннона (Ну.

247

Для нахождения значений произведения p

lnp

можно исполь-

зовать и специальные таблицы.

Обычно эти показатели разнообразия используют для сравне-

ния видовых группировок.

Методы сравнения группировок

Сравнительный анализ группировок беспозвоночных можно

проводить с использованием коэффициента фаунистического

сходства Жаккара:

248

где А, В - число видов в группировках 1 и 2; С - число общих ви-

дов для двух группировок.

Коэффициент Жаккара может принимать значения от 0 - при

полном отсутствии общности до 1 - при полном совпадении ви-

довых списков.

Обычно приходится сравнивать более двух группировок. При

этом количество попарно рассчитанных коэффициентов Жаккара

быстро возрастает, что затрудняет их анализ. Для упорядочива-

ния коэффициентов сходства используется метод Маунтфорда,

заключающийся в последовательном объединении наиболее сход-

ных группировок.

Например, при попарном сравнении группировок в четырех

биотопах (обозначенных как Bl, В2, ВЗ, В4) получена следующая

таблица попарных К

В этом случае нужно найти наибольшее значение коэффициен-

та (в примере 0,89 между 2-м и 3-м биотопами) и перестроить мат-

рицу, объединяя показатели сходства всех биотопов с обобщен-

ной группировкой (2 + 3 биотопы). Для этого рассчитывается

среднее арифметическое коэффициента Жаккара относительно

группировок 2 и 3. Матрица приобретает следующий вид:

Объединяя теперь группировки 2, 3 и 4, получаем:

Полученные значения коэффициентов группового сходства ис

пользуют для построения дендрограммы (рис. 135).

Рис. 135. Дендрограмма сходства четырех биотопов, рассчитанная по коэф-

фициенту Жаккара (пояснения в тексте)

Учесть при сравнении степень обычности видов в двух сравни-

ваемых группировках позволяет коэффициент процентного сход-

ства (общности удельного обилия). Он рассчитывается как сумма

минимальных значений долей видов, общих для сравниваемых

совокупностей:

Где p

и p

- доли отдельных видов в группировках А и В; С - чис-

ло общих видов.

Этот коэффициент изменяется от 0 до 1.

Примерный перечень тем исследовательских работ

1. Пресноводные беспозвоночные, имеющие пищевое значение для

рыб.

2. Распространение и численность личинок кровососущих комаров в

водоемах района практики; наблюдение над их образом жизни и

борьба с ними.

3. Планктон различных типов водоемов.

4. Особенности приспособления к дыханию у различных групп вод-

ных беспозвоночных.

249

5. Биология и распространение личинок ручейников в водоемах j

района практики.

6. Биология и распространение личинок поденок в водоемах района '

практики.

7. Биология паука серебрянки (или каемчатого охотника).

8. Особенности почвенной фауны различных биотопов.

9. Суточная активность напочвенных насекомых (по материалам

сборов почвенных ловушек).

10. Распространение и численность дождевых червей в различных

биотопах района практики.

11. Распространение и численность наземных моллюсков в различных

биотопах района практики.

12. Наблюдения за биологией жуков-навозников.

13. Биология насекомых-санитаров.

14. Питание различных видов многоножек.

15. Опылители зонтичных, бобовых или других растений.

16. Наблюдения за суточной активностью насекомых-опылителей.

17. Наблюдения за жизнью семьи медоносных пчел.

18. Дневная активность кровососущих насекомых в зависимости от

погодных условий.

19. Хищные членистоногие района практики и их роль в регуляции

численности вредителей сельского и лесного хозяйства.

20. Наблюдения над жуками-листоедами и их личинками.

21. Наблюдения за развитием бабочек.

22. Наблюдения над тлями; естественные враги тлей.

23. Важнейшие вредители садов (огородов, полей) района практики,

их распространение, численность, экология; меры борьбы с ними.

24. Типы повреждения древесных пород и беспозвоночные, их вызы-

вающие.

25. Стволовые вредители района практики и меры борьбы с ними.

26. Обитатели пней разной степени разрушения.

27. Наблюдения за муравьями района практики.

28. Изучение биологии и систематики отдельных отрядов или круп-

ных семейств насекомых.

Приведенный примерный перечень тем самостоятельных работ

может быть значительно расширен и конкретизирован в зависимости

от места и времени проведения практики. Широко практикуется вы-

полнение студентами самостоятельных работ по тематике научной

работы руководителя практики.