Эколого-флористические исследования первоцветов

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение средняя
общеобразовательная школа № 101 с углубленным изучением
экономики Демского района ГО Г. Уфы
Исследовательская работа
«Эколого-флористические исследования первоцветов
окрестностей п. Алкино-2»
Авторы: Вильданова Юлия, Целых Полина, ученицы 9 а класса
Руководитель: Юсупова В.М., учитель биологии высшей категории
Г. Уфа, 2013 г
1
Цель: изучить травянистые раннецветущие растения окрестностей п.Алкино2, дать рекомендации по их сохранению.
Задачи:
1. Изучить видовой состав первоцветов;
2. Провести флористические и геоботанические описания первоцветов и
их
популяций и растительных сообществ;
3. Дать оценку экологического состояния изучаемого растительного
сообщества;
4. Дать рекомендации по сохранению первоцветов в природе.
Актуальность темы: из-за неправильной эксплуатации леса многие
первоцветы стали редкими и занесены в Красные книги Республики
Башкортостан и России
Практическое значение: оценка экологического состояния популяции
первоцветов – первый шаг в сохранении многообразия растительных
сообществ на данной территории.
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………. 3
ГЛАВА 1. Обзор литературы:
1.1.
Особенности первоцветов….…………………………………………4
ГЛАВА 2. Характеристика района, объект и методика исследований …..5
2.1. Характеристика района исследования …………………………….......5
2.2. Объект исследования ……………………………………………………6
2.3. Методика исследований ………………………………………………...6
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований…………………………7
3.1. Флористический список первоцветов…………………………………..7
3.2. Геоботаническое описание растительных сообществ, в которых
встречаются первоцветы……………………………………………………..8
3.3. Оценка экологического состояния растительного сообщества……..12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …..…………………………………………………...…… .14
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ....................................... 16
ПРИЛОЖЕНИЕ ……………………………………………………...……… 17
3
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1.
Особенности первоцветов
Первоцветами называют растения ранневесенней флоры, цветущие сразу
после схода снегового покрова. В средней полосе России эти растения цветут
уже в апреле (в отдельные теплые годы - с конца марта) до середины мая.
В чем биологический смысл столь раннего цветения этой группы растений?
Первая и главная причина - солнечный свет. Всем известно, что именно на
свету в зеленых органах растений происходят процессы фотосинтеза, когда
из неорганических веществ (воды и углекислого газа) образуются
органические вещества - углеводы, которые потом растения используют для
своего развития. Таким образом, достаточное количество солнечного света
является необходимым условием нормального развития растений. Именно
ранней весной леса умеренного климатического пояса наиболее богаты
светом. Деревья и кустарники еще не оделись листвой и ничто не мешает
солнечному свету беспрепятственно проникать до самой земли. Это
обстоятельство и является основной причиной того, что многие виды
растений в процессе эволюции выбрали для своего цветения именно раннюю
весну.
Недаром первоцветов больше
всего
в
лиственных,
особенно
широколиственных, темных лесах.
Прозрачность
свободного
от
листьев
весеннего
леса
используется
растениями еще по одной причине. В весеннем лесу без листвы легче
происходит опыление. В первую очередь это касается ветроопыляемых
раннецветущих растений, таких, как всем знакомые березы (различные
представители рода Betula), осина (Populus tremula), ольхи (серая и черная представители рода Ainus), лещина, или орешник (Corylus avellana). Ранней
весной ничто не мешает ветру переносить пыльцу с мужских цветков этих
растений (собранных в пылящие сережки) на женские, состоящих из одних
маленьких липких пестиков. Когда на деревьях и кустарниках распустится
листва, она уже помешает ветру свободно гулять в кронах деревьев.
4
Насекомоопыляемые растения также, по-своему, используют это время года.
Они привлекают первых насекомых яркими цветками желтых, голубых и
розовых оттенков. В сумраке летнего леса цветы низкорослых растений
заметны гораздо хуже (кстати, цветки растений, обитающих в нижнем ярусе
леса и цветущих летом - кислицы, седмичника, майника и др. - имеют белую
окраску, наиболее ярко выделяющую их в условиях недостаточного
освещения).
Еще одна причина раннего цветения растений - это наличие влаги. Земля
после схода снега насыщена влагой, которая также необходима для
нормального развития растений. [5]
Глава 2. Характеристика района, объект и методика исследований.
2.1. Характеристика района исследований
Географическое положение
Поселок
Алкино-2
расположен
в
Чишминском
районе
Республики
Башкортостан, в 20 км к западу от г.Уфы в Башкирском Предуралье в
пределах увалисто-волнистой равнины в 120 км к западу от передовых
хребтов Южного Урала.
Природные условия
Территория поселка
находится на стыке
лесной и
степной ботанико-
географических зон, располагаясь как на равнинных, так и на горных местах
степной зоны русской равнины.
Климат
континентальный,
достаточно-влажный.
Лето
теплое,
зима
умеренно-холодная и продолжительная. Средняя температура января 14,6С, минимальная - 50 С, июля + 19,3 С, максимальная + 40 С. Среднее
количество осадков 419 мм. Режим ветра определяется сезонными
особенностями атмосферной циркуляции и влиянием Уральских гор.
Преобладают южные и юго-западные ветры.
Поверхностные воды
5
Границы Чишминского района проходят по р. Дема - на западе. В районе
много озер, стариц рр Демы, Узы (притока Демы), много родников.
Почвы характерные для лесостепной и степной зон – аллювиальные серые и
темно-серые лесные, в том числе карбонатные, оподзоленные, поверхностно
- или грунтово-глеевые и аллювиальные черноземовидные и черноземные
разного подтипа.
Растительность
Для южной лесостепной зоны с зональным типом растительности
характерными являются луговые степи на почвах черноземного типа.
Поскольку
п. Алкино-2
расположен на возвышенности, то здесь
преобладают лесные массивы как естественные (смешанный лес с
преобладанием дуба, березы, клена), так и искусственные (сосняки).
Особенности района исследований
Поселок Алкино-2 со всех сторон окружен лесами. Рельеф представляет
холмистую местность. На территории поселка находится
военная часть
ракетно-зенитных войск и батарея саперов, стрельбище окружного значения,
а также завод по ремонту военной техники. У подножия горы Лысая
регулярно проводятся крупные
соревнования езды по бездорожью на
автомобилях. По южной границе поселка проложена железная дорога для
перевоза военной техники. С востока
в 4 км от поселка
пролегает
федеральная автомобильная трасса М5.
2.2. Объект исследования – леса окрестностей п. Алкино-2.
Предмет исследования – первоцветы.
2..3. Методика исследований
Для исследования использовали методику «Эколого-флористические
исследования первоцветов» [2]
6
3. Результаты собственных исследований
Мы побывали в широколиственном лесу
с западной и северо-западной
стороны п. Алкино-2 до автомобильной трассы М5.
На изучаемой территории мы заложили пять пробных площадок 10х10 м.
Тщательно фиксировали в полевой дневник все встречаемые виды растений,
в том числе и первоцветов. Некоторые гербаризировали для последующего
уточнения видовой принадлежности. В итоге из полученного перечня
встреченных видов растений выделили в отдельный список первоцветы по
семействам.
7
3.1. Флористический список первоцветов [4,7,8]
Сем. Ranunculaceae – Лютиковые
1. Anemonoides uralensis-Ветреничка уральская (Занесен в Красную книгу РБ)
2. Anemonoides ranunculoides – Ветреница лютиковая
3. Adonanthe vernalis – Адонис весенний
4. Ranunculus silvisteppaceus Dubovik -Лютик лесостепной
Сем. Liliaceae - Лилейные
1. Gagea lutea - Гусиный лук желтый
Сем. Violaceae - Фиалковые
1. Viola hirta - Фиалка душистая
Сем. Primulaceae – Первоцветные
1. Primula veris – Первоцвет весенний
Сем. Boraginaceae - Бурачниковые
1. Nonea rossica – Нонея русская
2. Pulmonaria mollis – Медуница мягкая
Сем. Asteraceae – Сложноцветные
1. Tussilago farfara - Мать-и-мачеха обыкновенная
Сем. Fumariaceae – Дымянковые
1. Coridalis solida – Хохлатка плотная
Сем. Lamiaceae - Яснотковые
1. Glechoma hederacea – Будра плющевидная
Сем. Fabaceae – Бобовые
1. Vicia tenuifolia Roth - Горошек тонколистный (Вика тонколистная)
Сем Rosaceae – Розоцветные
1.Potentilla humifusa - Лапчатка распростёртая
Сем. Cyperaceae - Осоковые
1.Carex praecox - Осока ранняя
8
В ходе исследования было описано 15 видов первоцветов. Из них 13 видов
являются редкими и охраняемыми на большой территории России. Вид
Ветреничка уральская является эндемиком Башкортостана, встречается редко
и занесен в Красную книгу Республики Башкортостан.
3.2. Геоботаническое описание растительных сообществ, в которых
встречаются первоцветы [3]
Площадка №1. Березовый лес
Дата: 18 апреля
Антропогенное воздействие: рядом грунтовая дорога с двух сторон. Много
спиленных деревьев.
Общее проективное покрытие : 13%
Аспект: серый (перепревшая листва) с большими белыми пятнами за счет
цветения Ветренички уральской.
Вид
Ветреничка
уральская
Медуница мягкая
Мать-и-мачеха
обыкновенная
Хохлатка плотная
Обилие (по
шкале
Drude)
Довольно
обильно(3050%)
единично
изредка
редко
Фенологическая Проективное Характер
фаза
покрытие
размещения
Полное
цветение
10%
группами
Начало
цветения
Полное
цветение
Полное
цветение
1%
рассеянно
1%
рассеянно
1%
рассеянно
Дата: 2 мая
Общее проективное покрытие: 35%
Аспект зеленый с желтыми пятнами за счет цветения Ветреницы лютиковой
Вид
Ветреница
лютиковая
Обилие (по
шкале
Drude)
Довольно
обильно(3050%)
Фенологическая Проективное Характер
фаза
покрытие
размещения
Полное
цветение
10%
группами
9
Медуница
мягкая
изредка
Начало
цветения
5%
рассеянно
Гусиный лук
единично
1%
Хохлатка
плотная
Фиалка
душистая
редко
Полное
цветение
Полное
цветение
Начало
цветения
Редкими
скоплениями
рассеянно
Полное
цветение
вегетация
1%
изредка
Мать-и-мачеха единично
Горошек
тонколистный
Довольно
обильно
3%
5%
10%
Равномерно
мелкими
группами
Редкими
скоплениями
равномерно
Площадка № 2. Смешанный лес.
Дата: 2 мая
Антропогенное воздействие: Много спиленных деревьев. Выпас скота.
Остатки кострищ. Мусор бытовой.
Общее проективное покрытие : 70%
Аспект: синий за счет цветения хохлатки и медуницы
Вид
количество Фенологическая Проективное
Характер
фаза
покрытие
размещения
60%
равномерно
10%
рассеянно
Хохлатка
Очень
Полное
плотная
обильно
цветение
Медуница
мягкая
изредка
Полное
цветение
Площадка № 3. Смешанный лес.
Дата: 18 апреля
Антропогенное воздействие: Рядом грунтовая дорога. Мусор бытовой.
Общее проективное покрытие : 54%
10
Аспект: синий за счет цветения хохлатки и медуницы
Вид
Медуница мягкая
Хохлатка плотная
Первоцвет
весенний
Горошек
тонколистный
Обилие
Фенологическая Проективное
(по шкале фаза
покрытие
Drude)
изредка
Полное
1%
цветение
Довольно Полное
50%
обильно
цветение
редко
Начало
1%
цветения
изредка
вегетация
2%
Характер
размещения
рассеянно
равномерно
Редкими
скоплениями
равномерно
Площадка № 4. Луг
Дата: 10 мая
Антропогенное воздействие: С севера проходит автомобильная трасса М5, с
запада искусственный сосновый лес, выпас скота.
Общее проективное покрытие : 96%
Аспект: зеленый с желтыми пятнами за счет цветения адониса весеннего
Вид
Адонис
весенний
Лютик
лесостепной
Осока ранняя
Обилие (по
шкале
Drude)
изредка
Фенологическая Проективное Характер
фаза
покрытие
размещения
Полное
цветение
10%
рассеянно
изредка
Начало
цветения
Начало
цветения
бутонизация
1%
рассеянно
30%
равномерно
50%
Равномерно
Полное
цветение
Начало
цветения
Начало
цветения
Начало
цветения
Полное
1%
1%
Редкими
скоплениями
Рассеянно
1%
Рассеянно
1%
Рассянно
1%
Рассеянно
Довольно
обильно
обильно
Горошек
тонколистный
Фиалка
изредка
душистая
Нонея русская единично
Будра
плющевидная
Лапчатка
распростёртая
Медуница
единично
единично
единично
11
мягкая
цветение
Площадка № 5. Луг
10 мая
Антропогенное воздействие: с севера проходит автомобильная трасса М5,
выпас скота.
Общее проективное покрытие : 75%
Аспект: зеленый с желтыми пятнами за счет цветения первоцвета весеннего
Вид
Первоцвет
весенний
Лютик
лесостепной
Осока ранняя
Фиалка
душистая
Нонея русская
Будра
плющевидная
Лапчатка
распростёртая
Обилие (по
шкале Drude)
Довольно
обильно
изредка
Довольно
обильно
изредка
единично
единично
единично
Фенологическая
фаза
Полное
цветение
Начало
цветения
Начало
цветения
Полное
цветение
Начало
цветения
Начало
цветения
Начало
цветения
Проективное Характер
покрытие
размещения
40%
Равномерно
1%
рассеянно
30%
равномерно
1%
1%
Редкими
скоплениями
рассеянно
1%
рассеянно
1%
рассеянно
Площадки нами выбирались в разных участках
леса с наибольшей
встречаемостью раннецветущих растений. Исследования проводили три раза
с разницей
в 10-12 дней, т.к. сообщество быстро менялось. Наиболее
повсеместно распространена Ветреница Уральская, которая зацвела, когда
еще не до конца сошел снег. Данные растения образуют большие скопления,
поэтому хорошо заметны на сером фоне перепревшей листвы. Одновременно
появляются и одиночные
цветки Медуницы мягкой. Ее цветки очень
интересно меняют окраску от розовой до ярко-синей. На одном цветоносе
могут находиться цветы различной окраски, цветут долго, постепенно
12
раскрывая все больше и больше цветов в соцветии. В это же время
практически повсеместно появляется Хохлатка плотная, на некоторых
участках образуя сплошные сине-фиолетовые поляны.
Очень быстро на
смену Ветренице уральской приходит Ветреница лютиковая, в некоторых
местах образуя сплошные заросли. На открытых местах в сосновом лесу
хорошо видны крупные розетки Адониса весеннего, которые расцвели в
начале мая. Ближе к середине мая повсеместно
расцвел Горошек
тонколистный, заросли которого образовались на окраине соснового леса. На
всех участках отдельными группами равномерно встречается Фиалка
душистая, Первоцвет весенний.
3.3. Оценка экологического состояния растительного сообщества[2]
А) Обследование лесных сообществ
Показатель
Состояние
Характерные свойства
и явления
Общий вид древостоя и напряженное
В древостое
наземной
присутствует
растительности
сухостой, отмечается
повреждение
древостоя , следы
выпаса скота.
Степень исхоженности
напряженное
Грунтовые дороги и
(количество тропинок и
тропинки- более 5
дорог на 500 м
штук.
маршрута)
13
Б) Обследование открытых сообществ (лесных полян)
Показатель
Состояние
Характерные свойства
и явления
Общий вид древостоя и напряженное
В сообществе
наземной
присутствуют
растительности
проплешины,
отмечается
повреждение дернины,
следы выпаса скота,
много бытового
мусора.
Степень исхоженности
напряженное
Грунтовые дороги и
(количество тропинок и
тропинки- более 5
дорог на 500 м
штук (частично
маршрута)
заросшие)
Заключение
Обследование экологического состояния растительных сообществ показало:
Состояние лесных сообществ и лесных полян - напряженное вследствие
большой антропогенной нагрузки: выпаса скота, несанкционированной
вырубки деревьев, отсутствия санитарной вырубки (отсюда – наличие
сухостоя, поврежденной древесины), исхоженности и изъезженности. При
настоящем состоянии леса происходит постепенная деградация лесных
сообществ, что непременно приведет к сукцессии и изменению видового
состава растений. Редкие исчезающие виды пострадают в первую очередь.
Мы считаем, что сохранить популяции первоцветов возможно при условии
грамотной эксплуатации леса. Для улучшения экологической ситуации и
сохранения первоцветов мы разработали следующие рекомендации.
14
Рекомендации по улучшению экологической ситуации и сохранению
первоцветов
1. Не нарушать технологию заготовки древесины:
- не спиливать ценные породы для заготовки дров
- не оставлять брошенной древесины, кучи сучьев, коры, высоких пней т.к.
это способствует размножению вредителей
- использовать малоценные перестойные (старовозрастные) березовые
леса, сердцевина которых уже разрушена [1]
2. Урегулировать выпас скота:
- взимать плату за использование леса в качестве кормовых угодий
- создавать сеяные луга ( продукция которого в 20 раз выше напочвенного
покрова леса)
3. Урегулировать побочное лесопользование - заготовку даров леса:
грибов, ягод, лекарственных растений:
- запретить въезжать на личных автомобилях на лесные поляны, а
использовать только существующие дороги
- вывешивать предупреждения о том, что при чрезмерном
использовании ресурсы леса истощаются
3. Урегулировать рекреационное лесопользование т.е. использование леса в
целях отдыха населения:
- определить нормативы посещаемости участков леса, при котором они
сохраняют свои лесоводственные, санитарно-гигиенические и эстетические
качества[1]
- организовать рекреационное благоустройство : создать системы дорожек,
скамеек для отдыха, игровых площадок, контейнеров для мусора
- повышение экологической культуры населения – вывешивать
разъяснительные плакаты, проводить беседы (усилиями лесников, егерей,
юннатов, волонтеров)
15
4. Организовывать мероприятия по содействию естественного
возобновления лесов
5.Не рвать первоцветы
Выводы:
1. В ходе исследования
было описано 15 видов первоцветов. 13 видов –
редкие и охраняемые на отдельных территориях России. 1 вид –
эндемик Башкортостана, занесен в Красную книгу РБ.
2. Первоцветы встречались как в начале, так и фазе полного цветения,
покрытие составило от 1% до 96% в зависимости от вида. Обилие
менялось с течением времени и зависело от места произрастания.
Характер размещения
различается у разных видов. Самыми
малочисленными
видами оказались Нонея русская, Будра
плющевидная, Лапчатка распростёртая, Медуница мягкая. Самым
многочисленными видами оказались Хохлатка плотная, Ветренница
лютиковая.
3. Состояние лесных сообществ
и лесных полян - напряженное
вследствие большой антропогенной нагрузки.
4. Были составлены рекомендации по улучшению экологической ситуации
и сохранению первоцветов.
Литература:
1. Миркин Б.М. и др. Экология Башкортостана: Учебник для
профессиональных средних учебных заведений.Изд.2-е, дополн.-Уфа:АДИПресс,2005.-200с.
2. Методы геоботанических исследований: Методическое пособие (сост. А.С.
Боголюбов). Москва, Экосистема, 1996, 21с.
3. Неронов В.В. Полевая практика по геоботанике в средней полосе
Европейской России: Методическое пособие. – М.: Издательство Центра
охраны дикой природы, 2002.
4.Новиков В.С.Губанов И.А. Школьный
растений.М.,»Просвещение», 1985
атлас-определитель
5.Клепиков М.А. Первоцветы. Методическое
«Экологическое содружество», 1999.
пособие,
высших
М.проект
16
6. Простейшая методика геоботанического описания леса: Методическое
пособие. А.С. Боголюбов, А.Б. Панков. Москва, Экосистема, 1996.
7. Определитель травянистых растений по цветкам: раннецветущие растения
Боголюбов А.С., Васюкова О.В., Жданова О.В., Лазарева Н.С.
Учебное издание. Москва, Издательский центр "Вентана-Граф", 2007.
8.www. Plantarium.ru. Определитель растений – on-lain Открытый атлас
сосудистых растений России и сопредельных стран.
.
17