Изучаем_лес

ТВОРЧЕСКИЙ ПРОЕКТ ПО ЭКОЛОГИИ
«Изучаем лес»
Выполнили: Останин В. 11 класс, Лобков М. 10 класс
Руководитель: Батуева Т.В.
Кренёво 2006
Оглавление
I. Введение:
 Обоснование проблемы
 Цель
II. Основная часть:
 Значение леса
 Экологическое состояние лесной системы
 Исследования
III. Приложения и список литературы.
Введение
Лес – один из многих типов природных сообществ, существующих на нашей
планете. Изучение его – одна из важнейших задач экологии. Вы можете спросить: «А
почему именно лес?» Этому есть несколько причин: Во-первых, лес – один из
основных покровов Земли, во-вторых, он оказывает огромное влияние на
окружающую среду, в-третьих, значение леса для каждого человека разносторонне и
неоценимо велико.
Любовь к природе, интерес к её изучению проявляются и закрепляются при
постоянном общении и сближении с ней. Этому способствуют самостоятельные
наблюдения учащихся в природе, практические работы, экскурсии. Изучение леса
способствует расширению их биологического кругозора воспитанию эстетических
чувств, повышению культуры поведения и охране зелёных насаждений, бережному
отношению к природе.
Цель проекта: исследовать экологическое состояние леса (пробной площадки),
выяснить влияние леса на скорость ветра.
Основная часть
ЗНАЧЕНИЕ ЛЕСА
Значение леса, его многогранную роль в жизни общества, трудно переоценить.
Лес является источником ценных «невесомых полезностей», не имеющих
материальной формы: леса улучшают климат, предотвращают разрушительные
паводки и горные потоки, смывы почвы и образования оврагов, пылевые бури,
закрепляют подвижные пески, способствуют накапливанию почвенной влаги на
полях, а, задерживая суховей, повышают урожай сельскохозяйственных культур.
Своей листвой и хвоей леса перерабатывают углекислоту в необходимый для жизни
кислород.
Осадки, выпадающие над лесом в виде дождей и снегопадов, в значительной мере
испаряются обратно в атмосферу, увеличивая влагооборот; запас влаги над лесом
остается устойчивым во все времена. Уменьшая поверхностный сток вод, леса
предотвращают смыва почвы и образование оврагов.
Испаряемая лесом вода делает воздух более влажным и, сгущаясь в дождевые
облака, может снова выпадать в виде осадков. Таким образом, лес является
хранителем и регулятором влаги в почве и в воздухе.
Леса регулируют действие ветра. Они защищают почвы от выдувания и
развеивания. Леса служат надёжным заслоном от холодных арктических масс
воздуха на севере, а на юге защищают земли сельскохозяйственного пользования от
иссушающего действия жарких ветров.
Посадки древесных и кустарниковых пород служат для закрепления песков,
борьбы с оврагами, создания снегозащитных полос вдоль железных дорог.
Лес называют «зелёной фабрикой», «зелёным золотом». В зелёных листьях на
свету образуется органическое вещество «… Все органические вещества, как бы они
ни были разнообразны, где бы они ни встречались – в растении ли, животном или
человеке, прошли через лист, произошли из веществ выработанных листом». При
этом происходит важный газовый обмен: вредный для дыхания животных и человека
углекислый газ поглощается листьями, а необходимый для жизни кислород
выделяется в атмосферу.
Никакая другая растительность по своей ассимилирующей поверхности не может
идти в сравнение с древесной. Поверхность листвы или хвои всего насаждения в
десять раз превышает занимаемую им площадь. Один гектар леса в течение года
очищает 18 млн. м3 воздуха. Кроме того, деревья выделяют в воздух особые летучие
вещества, так называемые фитонциды, убивающие многих болезнетворных
бактерий.
Вокруг городов и промышленных центров леса играют роль мощных фильтров,
очищая воздух от вредных примесей. В этом большое санитарно-гигиеническое и
оздоровительное значение леса. Лес является наиболее здоровым местом отдыха для
людей и способствует их долголетию.
Лес – необходимая среда для произрастания грибов, ягод, орехов и лекарственных
растений. Эти дары леса не только существенно пополняют наш стол, обогащают
его витаминами, и служат предметом экспорта.
Животные, птицы и насекомые находят в лесу необходимые условия для
существования. В лесистых районах охота на пушного зверя и пернатую дичь
является одним из важных промыслов.
Лес является источником и непосредственных огромных материальных
ценностей. Ни одна отрасль народного хозяйства не может развиваться без
использования лесных материалов. Лес даёт нам ценнейший строительный
материал, сырьё для целлюлозно-бумажной, химической и других отраслей
промышленности. Древесина используется для промышленного и жилищного
строительства, в судостроении, гидротехнических сооружениях, для деревянных
шпал на железной дороге. Креплений в шахтах, телеграфных столбов, изготовления
мебели. В настоящее время из древесины изготовляют около 20000 разнообразных
изделий и продуктов.
Украшая ландшафт, леса имеют и большое эстетическое значение: их красота и
живописность вдохновляют творчество поэтов и художников. Созерцание лесных
пейзажей способствует воспитанию любви к родной природе. К.Д. Ушинский писал:
«А воля, простор, а природа, прекрасные окрестности города, а эти душистые овраги
и колыхающиеся поля и золотистая осень – разве не были нашими воспитателями?»
СОСТОЯНИЕ ЛЕСНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ
На более чем половине территории России (с низкой плотностью населения)
природные экологические системы нарушены мало, они сохранили свою
биопродуктивность и биоразнообразие. А вот на территориях с высокой плотностью
населения природные экосистемы либо разрушены, либо утратили способность с
самоподдержанию. Степи, лесостепи, и широколиственные леса европейской части
страны как экосистемы оказались на грани исчезновения, на юге деградируют
ксерофильные и горные леса.
Леса России составляют 22% всех лесов мира. Они ежегодно поставляют в
атмосферу 1,8 млрд. тонн углекислого газа, 1.3 млрд. кислорода, и депонируют 600
млн. тонн углерода. Эти процессы существенно стабилизируют газовый состав
атмосферы и климат планеты. Площадь занятая спелыми лесами в России,
постоянно сокращается, хотя фактически общая площадь лесопокрытых земель (за
счет
зарастания
необрабатываемых
сельскохозяйственных
земель
и
лесовосстановительных работ (ежегодно около одного миллиона гектар)). В
европейской части, на Урале, в западной Сибири остались лишь островки
старовозрастных лесов. Серьёзная проблема – лесные пожары, 80% которых
возникает по вине человека. Пожары уничтожают в основном ценные хвойные
породы, одновременно выгорает верхний слой почвы вместе с почвенной фауной,
гибнут животные и растения, происходит усыхание древостоя и последующие
заболачивание. Огромная проблема лесопользования – нелегальные рубки. Так, в
2002 году незаконно было заготовлено около 35% всей древесины в европейской
части России и до 50 – 70% на Дальнем Востоке и Кавказе.
ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучение силы ветра
в различных типах групп растений
Лес обладает большой возможностью изменять и улучшать климат, придавать
окружающей среде комфортные, т.е. наиболее благоприятные и санитарногигиенологические свойства.
Установлено, что 1 га леса поглощает за 1 день 220 – 280 кг углекислого газа,
выделяя одновременно 180 – 200 кг кислорода. Наиболее значительные изменения
оказывает лес на освещённость и на скорость ветра.
Установлено, что скорость ветра уменьшается у входа в лес, на опушке, в 7 раз, а
внутри леса – в 11 раз. Используя шкалу Бофорта, в течение нескольких дней мы
провели измерение силы ветра на открытом пространстве, у входа в лес и в центре
изучаемой группы растений. Результаты наших наблюдений приведены в таблице 1.
Дата
Скорость ветра в балах
13 декабря
21 декабря
31 декабря
Открытое
пространство
4 балла
5 баллов
3 балла
У входа в лес
3 балла
4 балла
4 балла
А
3 балла
3 балла
1 балл
ПА
3 балла
2 балла
1 балл
П
1 балл
1 балл
0 баллов
Еловый барометр
Ель хороший показатель влажности воздуха в лесу: она опускает свои ветви при
повышении влажности перед дождём и поднимает вверх при её повышении перед
ясной погодой. Оказывается, способность реагировать на погоду сохраняется и в
сухом дереве, у засохших еловых ветвей.
Для изготовления сучка-барометра мы использовали небольшую часть ствола
молодой ёлки вместе с веткой (использовать только срубленные засохшие ели),
очистили ветку от коры – и «прибор» готов. Прикрепили к опоре, к стене дома,
оставив веточку свободной. Закреплённый сучёк начал реагировать на изменение
влажности воздуха, опуская конец ветки перед снегом и поднимая перед ясной
погодой. Для удобства возле конца ветки мы укрепили начерченную на бумаге шкалу
с делением через сантиметр. Спустя некоторое время, когда ветка уже показала свои
способности, исследования мы занесли в таблицу 2.
Дата
15 января
16 января
17 января
с 18 по 20 января
21 января
22 января
23 января
24 января
Изменения погоды
небольшой снег
ясно
ясно
ясно
небольшой снег
ясно
снег
снег
Реакция барометра
опустился на 2 см.
поднялся на 3 см.
поднялся на 1 см.
показания не менялись
опустился на 1 см.
поднялся на 2 см.
опустился на 1 см.
опустился на 1 см.
Оценка состояния леса
с использованием простейшей шкалы
О наличии вредных для живых организмов примесей в атмосфере можно судить
по состоянию древесной растительности. Оценка её состояния производится по
пятибалльной шкале на основании обследования всех деревьев на пробной
площадке. Шкала оценки по внешним признакам составлена в соответствии
санитарных правил в лесах РФ. (См. приложение.)
1. Заложили пробную площадку 100 м2.
2. Определили виды деревьев, которые на ней растут (ель, ольха, рябина, яблоня).
3. Используя таблицу, определили баллы состояния отдельных деревьев каждого
вида: ель – 3 балла, ольха – 1 балл, рябина – 1 балл, яблоня – 2 балла.
4. Определили средний балл состояния каждого вида деревьев по формуле:
К1 – коэффициент состояния отдельных видов деревьев
bi – баллы состояния отдельных деревьев
n1 – общие число деревьев каждого балла состояния
N – общие число учтённых деревьев каждого вида
S – сумма.
5.
Коэффициент
состояния
лесного
древостоя
определяется
как
среднеарифметическое средних баллов состояния различных видов деревьев на
каждой площадке.
6. Оценили состояние деревьев.
Результаты исследования:
 Экологическое состояние пробной площадки
 Лес заметно снижает скорость ветра, влияет на микроклимат.
Результаты данного проекта могут быть использованы при проведении экскурсий
в лес, для определения влажности воздуха и предсказания изменений погоды во
время похода, при организации экологической тропы можно рассмотреть лес как
один из этапов.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
Т.Г. Зорина – «Школьникам о лесе»
«Биология в школе», № 5 2002
«Биология в школе», № 7 2003
«Биология в школе», № 5 2005
«Биология в школе», № 8 2005
ПРИЛОЖЕНИЯ
Шкала визуальной оценки деревьев по внешним признакам
Балл
ы
1
Категория
состояния
деревьев
здоровые
2
ослабленные
Морфологическая характеристика
кроны
листьев и
почек и
прироста
ствола
хвой
побегов
Без внешних признаков повреждения. Крона, листья, хвоя, почки,
величины приростов соответствуют норме для данного вида,
возраста и условий произрастания.
Слабоажурн Листья и У
Прирост
У хвойных
ые
с хвоя
лиственны часто
особенно
усыханием
светлох
почки укорочен,
ели
отдельных
зелёные,
мелкие,
но
при сильное
ветвей
часто
с часто
избытке
смолотече
жёлтым
недоразвит азота
в ние
и
оттенком, ые, до 25% воздухе
небольшие
поврежде почек
может быть местные
ние
прошлого
сильно
отмирания
листьев и года
увеличен.
коры.
хвой до погибли; у
1/3
хвойных
общего
верхушечн
количеств ые почки
а.
часто
Отмечает деформиро
ся ранний ваны.
Балл
ы
Категория
состояния
деревьев
кроны
3
Сильно
ослабленные
Ажурные
изреженное
со
значительны
м
усыханием
ветвей
суховершин
ность.
4
усыхающие
Сильноажур
ная,
усыхание
ветвей
по
всей кроне.
Морфологическая характеристика
листьев и
почек и
прироста
хвой
побегов
опад
Мутовки
листьев,
образуютс
хвоя
я из 2/3
держится почек.
2 – 3
года.
Листья
У
Укорочен
светлолиственны или
зеленые,
х
пород полностью
хвоя
погибает
отсутствует.
матовая, с 30 – 50 %
бурым
почек
оттенком, прошлого
поврежде года;
У
ние
хвойных
листьев и погибает
хвой
до 50 –
достигает 70% почек
2/3общег образующи
о
х мутовки;
количеств значительн
а,
хвоя ая
часть
держится почек
1 – 2 деформиро
года.
вана.
Листья
Побеги
мелкие но второго
бывают и порядка не
увеличен образуютс
ные.
я.
Листья
Сохранило отсутствует
мелкие,
сь до 10 –
недоразви 15% почек.
тые,
бледнозелёные,
с жёлтым
оттенком,
отмечаетс
я ранний
листопад;
хвоя
бледно
зелёная,
жёлтого
или
бурого
оттенка,
осыпающ
аяся,
поврежде
ствола
смолотече
ние
сильное;
значительн
ое
отмирание
коры.
Признаки
заселения
стволовым
и
вредителя
ми,
отверстия
значительн
ое
отмирание
хвой.
Балл
ы
5
Категория
состояния
деревьев
кроны
Сухие (свежий и сухая
старый сухостой)
Морфологическая характеристика
листьев и
почек и
прироста
хвой
побегов
ния,
листьев и
хвой
превышае
т
2/3
общего
количеств
а.
Листьев
Почек нет, Отсутствует
нет, хвоя побеги
.
жёлтая и сухие.
бурая,
осыпаетс
я
или
осыпалас
ь.
ствола
Кора
частично
или
полностью
опала;
заселена
или
отработана
стволовым
и
вредителя
ми
Шкала Бофорта для определения силы ветра
Бал
лы
Бо
фор
та
0
Метры в
секунду
Характеристика
ветра
Действие ветра
0 – 0,5
штиль
1
2
0,6 – 1,7
1,8 – 3,3
тихий
лёгкий
3
3,4 – 5,2
слабый
4
5,3 – 7,4
умеренный
5
7,5 – 9,8
свежий
6
9,9 – 12,4
сильный
7
12,5 – 15,2
крепкий
8
15.3 – 18,2
очень крепкий
9
18.3 – 21,5
шторм
10
21,6 – 25,1
сильный шторм
11
25,2 - 29
жестокий шторм
Полное отсутствие ветра. Дым из труб поднимается
отвесно.
Дым из труб поднимается не совсем отвесно.
Движение воздуха ощущается лицом. Шелестят
листья.
Колеблются листья и мелкие сучья развеваются
лёгкие флаги.
Колеблются мелкие ветки деревьев. Ветер
поднимает пыль и клочки бумаги.
Колеблются большие сучья. На воде появляются
волны.
Колеблются большие ветки, гудят телефонные
провода.
Качаются небольшие стволы деревьев. На море
поднимаются пенящиеся волны.
Ломаются ветки деревьев, трудно идти против
ветра.
Небольшие разрушения, срываются домовые трубы
и черепица.
Значительные разрушения, деревья вырываются с
корнем.
Большие разрушения.
12
Более 29
ураган
Приводит к опустошительным последствиям