WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Теоретичні основи оптимізації інтродукційного процесу (автореферат) - Реферат

Теоретичні основи оптимізації інтродукційного процесу (автореферат) - Реферат

Наукове прогнозування являє собою фундаментальний зміст інтродукції рослин (Гродзінський, 1984) та підвищує імовірність успішного відбору інтродукційного матеріалу при найменшій витраті часу, зусиль та коштів на пошукову роботу.

2.2. Методи екстраполяції. До екстраполяційних методів ми віднесли велику та різноманітну групу прийомів (способів) дослідження, які дозволяють здійснити прогноз результатів інтродукції для регіонів, що знаходяться за межами природних місцезростань рослин. До них належать всі основні методи інтродукції рослин (методи кліматичних аналогів, флорогенетичного та еколого-історичного аналізів, філогенетичних комплексів та еколого-статистичний метод). Наявність значної кількості публікацій з опису, аналізу та апробації методів інтродукції дозволила нам обмежитись тільки прогностичними аспектами їх використання як в оригінальному, так і в модифікованому вигляді.

2.3. Нетрадиційні екстраполяційні методи прогнозування. Аналізуються способи прогнозування, які базуються на теорії витривалості (толерантності) (Good, 1931), палеоботанічній теорії (Сьюорд, 1936), теорії потенційного ареалу (Смик, 1973; 1989), філогенетичному дослідженні кандидатів в інтродуценти (Собко, 1993), використанні основних понять хорології рослин та уявленнях про перспективне інтродукційне поле (Харкевич, 1973), теорії оптимуму (Зайцев, 1983).

2.4. Фізіолого-біохімічні та генетичні передумови інтродукції рослин. Інтродукція рослин як синтетична наука асимілювала принципи та методи інших наук. В екстраполяційному прогнозуванні отримали поширення фізіолого-біохімічні та генетичні методи оцінки адаптаційної здатності рослин. Проведений аналіз можливостей їх використання в інтродукційному прогнозуванні свідчить про високу ефективність оцінки адаптаційної здатності рослин на підставі вивчення білкових комплексів насіння, сполук вторинного обміну, особливостей фотосинтезу кандидатів в інтродуценти та рівня плоїдності рослин. Серед штучних генетичних методів підвищення стійкості інтродукованих рослин та збільшення їх генотипічного різноманіття аналізуються методи генетичної трансформації (Левенко, 2000), мікроклонального розмноження, гібридизації, експериментального мутагенезу, культури ізольованих клітин, тканин та органів та експериментальної поліплоідії.

2.5. Методи інтродукційного прогнозування стосовно рослин захищеного грунту. Визнано помилковою думку щодо можливостей повної імітації в тепличних комплексах природних факторів середовища. Це визначає доцільність попереднього вивчення екологічних умов зростання рослин на їх батьківщині з метою отримання достовірного прогнозу перспективи їх вирощування в захищеному ґрунті. Специфічні концепції екстраполяційного прогнозування стосовно тропічних та субтропічних рослин сформувались на уявленні про екологічну амплітуду інтродуцентів, яка набуває прогностичного значення тільки при порівнянні екологічних параметрів рослин в природних умовах та оранжерейних режимах (метод еколого-географічного порівняння).

Коротко розглянуті інші аспекти прогнозування інтродукційної здатності тропічних рослин: інтродукційне районування земної кулі на підставі фітокліматичної класифікації ботаніко-географічних районів-донорів вихідного матеріалу; онтогенетичне вивчення рослин з виявленням "критичних" (вразливих) етапів розвитку; біоморфологічне вивчення рослин (концепція біоморфотипів); порівняльне вивчення ритміки росту і розвитку рослин (метод фітофеноіндикаторів). Більшість концепцій прогнозування адаптивних реакцій теплолюбних рослин в захищеному ґрунті запозичені з теорії та методів оцінки інтродукційної здатності рослин відкритого ґрунту.

2.6. Інтерполяційні методи. Густа мережа інтродукційних центрів, що сформувалась на базі використання екстраполяційних методів, є передумовою інтерполяційного прогнозування адаптаційної здатності рослин. Принципова відмінність інтерполяційного напрямку в прогнозуванні полягає в тому, що прогноз результатів інтродукції здійснюється для рослин, які зростають у проміжних екологічних умовах між тими, що вже були досліджені в раніше створених інтродукційних центрах. Стисло аналізуються методи інтерполяції та умови їх використання в інтродукційному прогнозуванні.

2.7. Математичне моделювання як метод інтродукційного прогнозування. В інтродукції рослин моделювання допомагає передбачити можливість існування організмів за межами їх ареалу при умові наявності вихідних даних (еколого-фітоценотичні характеристики регіонів, між якими здійснюється обмін інтродукційним матеріалом та основні біологічні особливості кандидатів в інтродуценти).

Загальною теоретичною основою запропонованої нами моделі прогнозування інтродукційної здатності рослин є теорія оптимума, яка розглядається з позицій загальної теорії систем, розробленої Ю.А. Урманцевим (1979). Розроблена модель являє собою систему регресійних рівнянь і дозволяє не тільки описати залежність показника життєдіяльності інтродукованих рослини (стійкість, продуктивність, вихід біологічно активних речовин) від дії двох та більшої кількості факторів середовища, але й здійснити підбір такого поєднання екологічних факторів, при якому значення цього показника буде максимальним. Для двохфакторного експерименту ця залежність записується у вигляді рівняння регресії:

Y=B0+B1X1+B2X2+B1,2X1X2, де Y – показник функціонування інтродуцента у нових умовах, X1 та X2 – лімітуючі екологічні фактори, B0, B1, B2, B1,2 – коефіцієнти регресії, які кількісно оцінюють дію кожного фактора окремо та спільну їх дію. У запропонованому варіанті реалізації моделі показником Y обрано показник життєвості рослин (Ж) чи його енергетичний еквівалент (Е), а лімітуючими екологічними факторами (X1 та X2) - середньомісячну температуру повітря (Т) та довжину дня (Д). Відібрані екологічні фактори визначають основні параметри вегетаційного періоду та знаходяться в корелятивному зв'язку з багатьма метеофакторами та екологічними умовами в цілому. За таких умов модель набуває вигляду:

Ж(Е)= B0+B1Т+B2Т+B1,2ТД.

2.8. Метод експертних оцінок в інтродукційному прогнозуванні. Метод засновано на колективній експертизі фахівців з приводу даного питання (метод "Делфі"). На наш погляд, його використання пов'язано не з прогнозуванням реакції рослин на нові екологічні умови, а з відбором придатного для певних умов проведення інтродукційного експерименту методу прогнозу. Велика чисельність різноманітних методів прогнозування та публікації їх у літературних джерелах з різних наукових дисциплін потребують систематизації цієї інформації та вільного до неї доступу. У зв'язку з цим набуває актуальності створення електронної бази даних з методів інтродукційного прогнозування.

2.9. Алгоритми побудови бази даних з методів прогнозування. Розглядаються принципи створення бази даних з методів прогнозування, необхідної для упорядкування великого масиву інформації та вибору необхідного способу прогнозування реакції рослин на дію нових факторів середовища. Встановлено основні вимоги до бази даних, яка отримала назву "Електронна експертна система методів прогнозування" (ЕС) і наведено основні алгоритми її побудови:

Рис. 1. Схема побудови ЕС методів прогнозування

Запропонований варіант послідовності дій зі створення електронної експертної системи методів прогнозування легко здійснити на практиці, а її використання дає інформацію про існуючі способи прогнозування та сприяє вибору оптимального в конкретних умовах проведення інтродукційного експерименту.

2.10. Кількісні методи інтродукційного прогнозування. Показано значення та переваги кількісних методів прогнозування та підкреслюється важливість їх розробки.

2.10.1. Кількісна характеристика "пластичності" рослин як метод оцінки їх адаптаційної здатності. Термін "пластичність" означає здатність рослин до мінливості ознак в умовах постійної зміни факторів зовнішнього середовища та використовується для характеристики потенціалу модифікаційної та генотипічної мінливості. Нами розроблено метод кількісної оцінки еколого-фітоценотичної амплітуди (пластичності) видів роду AlliumL. з флори Західного Тянь-Шаню (кандидати в інтродуценти) з метою прогнозування інтродукційної здатності рослин. Він базується на відомому висновку про те, що широка амплітуда пластичності рослин визначає успішність їх переселення, а методичною основою її вимірювання запропоновано використання таксономічного аналізу, розробленого Є.С. Смирновим (1969). Він значно модифікований нами в зв'язку з використанням методу не за прямим призначенням, а для кількісного визначення еколого-ценотичної амплітуди рослин.

Loading...

 
 

Цікаве