Методи геоботанічних досліджень
Одним з найбільш поширених є метод спостереження, який дає можливість провести рекогносціювання, порівняння даних різних типів рослинності, виявити певні флористичні та ценотичні відмінності, загальні ознаки певних закономірностей тощо.
Метод дослідних ділянок. Цей метод є найдавнішим і обов’язковим у геоботаніці при вивченні питань походження, будови, структури, розвитку, динаміки, синтаксономії природних і культурних рослинних комплексів. Будь-яке експериментальне геоботанічне дослідження починається із закладки досліду. Для цього в природній установці інструментальним способом виділяються і закладаються в натурі дослідні ділянки.
Дослідні ділянки – це бази одержання конкретних кількісних і якісних характеристик, необхідних для підтвердження та екстраполяції даних на аналогічних ділянках, для порівняння ознак і показників з іншими з метою доведення вірності зроблених наукових висновків.
Метод закладання дослідних ділянок передбачає використання цілого ряду інших супровідних методик; методу визначення та аналіз флористичного складу; методу оцінки функціонального стану фітоценозу; застосування фізичних методів дослідження: температурного, світлового, водного, повітряного режиму в фітоценозах; методи кількісного та якісного обліку продукції та фітомаси фітоценозу тощо.
На дослідних ділянках в польових умовах проводяться різнобічні дослідження тих чи інших ознак рослинних угруповань. Найголовніші наводяться нижче.
Методи визначення покриття. У геоботаніці розрізняють істинне і проективне покриття, а останнє може бути – загальне, ярусне, видове та індивідуальне. Частіше за все використовується проективне, способи визначення його різні.
Проективне покриття і методи його оцінки. Проективне покриття – це горизонтальна проекція листків, крон та гілок у цілому на займан поверхню ґрунту. В практиці звичайно визначають проективне покриття – загальне для всього фітоценозу, ярусне – відповідно для певного ярусу, видове – виду, індивідуальне – для окремої рослини. Проективне покриття виражається у відсотках. Крім проективного покриття, в геоботанічній практиці використовується істинне покриття, яке створюють рослини фітоценозу своїми основами. Подібне покриття створює стерня після збирання врожаю або пеньки на лісосіках.
Об’ємний метод – це метод визначення об’єму фітомаси фітоценозу чи фітоценотипів, матеріально-енергетичної оцінки едафотопу і кліматопу тощо.
Ваговий метод – це метод визначення кількісних параметрів фітоценозу, господарських груп, фітоценотипу, структурного розподілу фітомаси, продуктивності.
Мікроценотичний метод – це метод вивчення походження, будови, розвитку та динаміки мікроценозу та його елементів – ценоелементів, популяцій, ценопопуляцій тощо.
Спорово-пилковий метод застосовується для вивчення історії, поширення та генезису рослинності певного об'єкта, регіону чи країни на підставі виявлення пилку певних видів рослин та пилкових спектрів рослинних угруповань, що населяли цю територію в минулому. Тепер стало можливим не тільки встановити їх видовий склад, але й точно визначити вік фази чи станів розвитку тієї чи іншої флори та рослинності завдяки застосуванню радіовуглецевого методу датування.
Метод модельних дерев застосовується при вивченні лісових деревостанів та їх параметрів. Для цього на дослідній ділянці з кожної групи облікованих дерев за їх діаметром, висотою та віком вибираються типові модельні дерева з середніми показниками. їх зрізають і роблять випилювання (обрубки) в 2-3 см завтовшки, починаючи з основи, на висоті 1 м, 1,3 м, 1,7 м, а потім до самої верхівки через кожні 2 м. На обрубках в перехресному плані по 4-х радіусах вивчають і визначають товщину кожних 5 або 10-річних кілець і за допомогою одержаних величин викреслюють графіки ходу росту по висоті, діаметру та об'єму, за якими визначають хід розвитку деревостану, його продуктивність та інші господарсько-цінні ознаки.
Метод укісних снопиків застосовується при дослідженні травостою природних кормових угідь для визначення продуктивності, кормової якості, господарської цінності, прогнозу змін, пасовищного навантаження, проектування шляхів поліпшення. З цієї метою зрізається у основи травостій на площі 0,25, 0,5 і 1,0 м2, у кількох повторностях, його загортають в папір або марлю (мішечки) і зв'язують у снопик. Вивчають у свіжому або повітряно-сухому стані за видовим складом, господарськими групами, за структурою, хімічним складом тощо. За одержаними даними роблять висновок про характер та доцільність використання угідь.
Метод екологічних рядів передбачає дослідження рослинності певної ділянки території шляхом вивчення асоціацій, що чергуються за профілем у певній послідовності залежно від еколого-ценотичних умов, у результаті чого в сукупності створюють екологічний ряд. Екологічні ряди можуть бути виділені за одним яким-небудь екологічним фактором, наприклад, за відношенням до води, трофністю, або за кількома з них – водно-мінерального живлення тощо.
Хімічні методи застосовуються тоді, коли необхідно з’ясувати кількісні та якісні властивості фітоценозу та його компонентів: якісті врожаю, накопичення хімічних сполук у плодах, насінні, фітомасі вегетативних органів, алелопатичні кореневі виділення та їх вплив на розвиток фітоценозу, локалізацію та перерозподіл речовин, які стимулюють або гальмують розвиток домінант і фітоценозу.
Методи екологічних трансект і картування. Ці методи дозволяють детальніше характеризувати фітоценози за їх відношенням до умов рельєфу місцевості, рівнем зволоження, ступеня мінерального живлення, зміни флористичного складу, ценотичні особливості в аспекті змін екологічних умов.
Детальні стаціонарні і напівстаціонарі дослідження, окрім польових, у багатьох випадках проводяться в лабораторних умовах. Камеральні дослідження передбачають застосування найрізноманітніших методів.
Біометричний метод дозволяє в лабораторних умовах проводити дослідження, які обмежені або ж неможливі в польових умовах, насамперед, це вивчення генеративних органів, провести тонкі детальні виміри, виявити кількісні ознаки, етапи і стадію онтогенетичного розвитку тощо.
У сучасній геоботаніці важливого значення набуває метод моделювання систем структурної та функціональної організації фітоценозі та їх елементів з метою найповнішого використання матеріально енергетичних ресурсів едафотопу і кліматопу та накопичення фітомаси; моделювання створення агрофітоценозів стійких до збудників хвороб, екологічного забруднення та одержання екологічно чистої продукції.
Важливого значення в наш час набуває метод наукового передбачення та прогнозування впливу виробництва на навколишнє середовище, на постмеліоративні, постпірогенні, демутаційні та інші комплекси; вивчення впливу пострадіаційних змін на генофонд флори та рослинності в 30-кілометровій зоні ЧАЕС та прилеглих територіях.
На сучасному рівні наукових знань геоботаніка все ширше використовує методи дистанційного управління, застосовуючи при цьому такі з них, як телевізійний, радіолокаційний, аерофотозйомки, тепловізійний, лазерний тощо. За допомогою тепловізійного методу в лабораторії дистанційних досліджень в Інституті ботаніки НАНУ створено теплові карти рослинності, визначено ступінь засоленості ґрунтів у Степовій зоні, виділено п’ять стадій пасовищної дигресії природних кормових угідь тощо.
Застосування цих методів дає можливість швидко на великих територіях і з досить повною точністю одержати цінну інформацію про структуру, динаміку, функціональні особливості, продуктивність та якість рослинницької продукції рослинних угруповань.
За період функціонування геоботаніка помітно розвивалася і пройшла тривалий шлях становлення від описової емпіричної до сучасної стадії - еволюційної. В її надрах формувалися та відособлювалися окремі етапи і стадії - від структурно-морфологічної до еколого-ценотичної, від статичної до функціональної, від організмової до цено-популяційної, використовуючи при цьому найрізноманітніші методи наукового дослідження.