Еловый лес и его подрост - Образование Костромской области

Муниципальное общеобразовательное учреждение
Октябрьская средняя общеобразовательная школа
Мантуровского муниципального района
Костромской области
Еловый лес и его подрост
Выполнил:
Бородинский Илья Павлович
ученик 8 класса
МОУ Октябрьская СОШ
Руководитель:
Смирнова Татьяна Валерьевна
2011 г
Оглавление
Стр.
1. Введение.
3
2.Методика исследования.
4
3.Результаты исследования.
3.1. Особенности елового леса.
5
3.2. Видовой состав елового леса.
7
3.3. Подрост елового леса.
8
3.4. Влияние взрослых деревьев на произрастание всходов ели и подроста ели.
8
3.5. Влияние взрослых деревьев на формирование подроста.
9
4. Выводы.
11
5. Заключение и перспективы
12
6. Список использованной литературы.
13
7. Приложения.
14
3
1.Введение
Большую часть нашей местности занимают еловые леса. Еловый лес — совершенно
особое, своеобразное растительное сообщество. Это лес мрачный, тенистый, влажный.
Если в жаркий летний день войдете в еловый лес с поля или луга, — сразу окажетесь в
глубокой тени, почувствуете прохладу, влажность. Вся обстановка здесь резко отличается
от того, что свойственно открытому месту. Ель сильно меняет окружающую среду,
создает под своим пологом специфические условия.
Состав растений нижних ярусов леса во многом определяется свойствами почвы.
В тех участках ельника, где почва беднее питательными веществами и более сырая, на
моховом ковре мы обычно находим густые заросли черники. Такой тип леса,
встречающийся у п. Октябрьский называют ельником-черничником.
Цель работы:
изучить еловый лес и подрост елового леса.
Задачи:
-узнать особенности елового леса;
- изучить видовой состав елового леса;
- изучить подрост елового леса;
- провести исследования и выявить влияние взрослых деревьев на произрастание всходов
ели и подроста ели;
- выявить влияние взрослых деревьев на формирование подроста.
4
2.Методика исследования
Исследовательскую работу мы проводили летом в 2011 году.
Для нашего исследования
мы использовали
следующее оборудование: колышки,
мерную вилку, рулетку.
При выполнении данной работы мы пользовались методами наблюдения, сравнения. С
помощью метода наблюдения изучался видовой состав елового леса, внешние особенности
подроста и всходы елового леса. Таблицы составлялись на основе метода сравнения. Этот
метод позволил рассмотреть и сравнить количество всходов и подроста ели, а также помог
определить конечные результаты в данной работе.
В результате анализа литературных источников по биологии и экологии мы
познакомились подробно с растительностью елового леса, почвами, условиями
произрастания [1],[2],[3],[4]
5
3.Результаты исследований
3.1. Особенности елового леса
Еловый лес — совершенно особое, своеобразное растительное сообщество
(Приложение I фото1). Ель создает очень сильное затенение, и под ее пологом могут
существовать лишь достаточно теневыносливые растения. Кустарников в ельнике обычно
мало. Растения, которые мы видим под пологом елового леса, достаточно теневыносливы,
они не только нормально растут в глубокой тени, но даже цветут и плодоносят. Все эти
растения хорошо переносят также сравнительную бедность почвы питательными
веществами и ее повышенную кислотность (такие свойства характерны для почвы елового
леса). В то же время многие растения ельников требовательны к влажности почвы.
Под пологом ельника почти никогда на бывает сколько-нибудь сильного движения
воздуха. И в ельнике вы почти не найдете растений, семена которых имели бы какие-либо
«парашютики» или иные приспособления для распространения с помощью ветра. Зато
много растений, семена которых чрезвычайно мелки, похожи на пыль и распространяются
даже очень слабыми потоками воздуха.
Среди растений, встречающихся в ельниках, немало таких, которые имеют белые
цветки.
Такая окраска цветков не случайна. Это — приспособление к скудному освещению под
пологом елового леса. Белые цветки лучше, чем любые другие, заметны в полумраке, их
легче всего находят насекомые-опылители.
Почти все травянистые растения елового леса — многолетние. Каждую весну они
продолжают свою жизнь, но не начинают ее сначала, с семени, как однолетние травы. Они
занимают свое определенное место в лесу на протяжении многих лет. У большинства
растений елового леса есть более или менее длинные ползучие корневища или надземные
побеги, способные быстро разрастаться в стороны и захватывать новую площадь. Все это
— приспособления к специфической обстановке под пологом ельника. Появление новых
растений из семян здесь сопряжено с большими трудностями: прорастанию опадающих
семян мешает толстый слой мертвой хвои на почве и моховой покров. Размножение с
помощью семян в этих условиях очень ненадежно. Обитатели елового леса поддерживают
свое существование в основном за счет вегетативного размножения. Всходы каких-либо
растений могут появиться из семян только в особых условиях — там, где удален слой
опавшей хвои вместе с моховым покровом и обнажилась почва. Именно такие условия
необходимы для массового появления всходов даже самой ели.
6
Подстилка в еловом лесу имеет сильно кислую реакцию (рН), ее разлагают почти
исключительно микроскопические грибы. Грибное население очень обильно не только в
подстилке, но и в верхних слоях почвы. Не удивительно поэтому, что многие растения
елового леса имеют микоризу, корни их оплетены густым чехлом из тончайших грибных
нитей — гиф. Микориза играет важную роль в жизни лесных растений, помогает им
усваивать из почвы трудно доступные питательные вещества. Некоторые травы елового
леса настолько тесно связаны в своей жизни с микоризным грибом, что даже их семена не
могут прорасти без участия гриба.
Еще одна характерная особенность растений ельников — то, что многие из них
остаются зелеными на зиму, сохраняют живую листву в холодное время года. Весной, как
только сойдет снег, всегда можно видеть на почве их старые, перезимовавшие зеленые
листья. Чуть потеплеет — и в листьях сразу же начинается процесс фотосинтеза,
вырабатываются органические вещества. Сравнительно немногие травы елового леса
полностью теряют осенью свою надземную часть и зимуют только в виде подземных
органов.
В живом напочвенном покрове елового леса большую роль играют кустарнички. Все
эти растения по особенностям своего строения не отличаются от кустарников, но имеют
лишь значительно меньшие размеры.
Мхи, которые мы видим на почве в еловом лесу, — очень теневыносливые растения.
Они могут существовать при довольно слабом освещении. Хорошо переносят они и
механическое воздействие опадающей с деревьев сухой хвои. Мохового покрова нет лишь
в очень густых еловых молодняках, где на почву почти совсем не попадает свет. Внешний
облик ельника мало меняется на протяжении года. Ель все время остается зеленой, многие
лесные травы — также. Неизменный зеленый цвет сохраняет и моховой покров. Только
весной и в начале лета мы видим некоторое разнообразие, когда начинается цветение
некоторых трав, находящихся по пологом елового леса.
7
3. 2. Видовой состав елового леса
В еловом лесу совместно главной породой является ель обыкновенная или ель
европейская (Приложение I фото 2) Корневая система первые 10—15 лет стержневая,
затем поверхностная (главный корень отмирает). Дерево слабо ветроустойчиво. Крона
конусовидная или пирамидальная. Ветви мутовчатые, горизонтально-распростёртые или
поникающие. В первые 3—4 года боковых побегов не даёт. Кора серая, отслаивается
тонкими пластинками. Листья игловидные (хвоя), зелёные, короткие, четырёхгранные,
реже плоские, жёсткие и острые, с 2 килями на верхней и нижней стороне. Расположены
спирально поодиночке, сидят на листовых подушечках. Сохраняются на побегах в течение
нескольких (6 и более) лет. Ежегодно опадает до одной седьмой части хвои. После
сильного объедания хвои некоторыми насекомыми, например, бабочкой-монашенкой,
возникают щёточные побеги — с очень короткими и жёсткими иглами, напоминающие по
внешнему виду щётки.
Растения голосеменные. Шишки продолговато-цилиндрические, заострённые, не
рассыпающиеся, опадают по созревании семян целыми в первый год оплодотворения.
Зрелые шишки висячие, сухие, кожистые или деревянистые, длиной до 15 см, диаметром
3—4 см. Шишки состоят из оси, на которой расположены многочисленные кроющие
чешуи, а в их пазухах — семенные чешуи, на верхней поверхности которых обычно
развивается по 2 семяпочки, снабжённых так называемым ложным крылом.
Семена созревают в октябре, разносятся ветром. Не теряют всхожести 8—10 лет.
Начало плодоношения — от 10 до 60 лет (в зависимости от условий произрастания).
Живёт в среднем до 250—300 лет (иногда до 600) [1]
Чистые еловые леса очень плотные, густые, тёмные. Рядом с елями встречаются берёза
обыкновенная, но очень редко. В ельниках почти не бывает подлеска, только единично
встречаются можжевельник обыкновенный, рябина обыкновенная. Хорошо развит
травянисто – кустарничковый ярус. Черника образует сплошной хорошо развитый ярус. К
ней примешиваются иногда в значительном количестве брусника обыкновенная, майник
двулистный, кислица обыкновенная, хвощ лесной, щитовник мужской. Моховой покров
ельников черничных разреженный и состоит из пятен сфагнумов и кукушкина льна. После
рубки на местах бывших ельников черничных возникают вейниковые, щучковые или
кипрейные вырубки, затем березняки, осинники и сосняки чернично-широкотравные.
Изучив видовой состав елового леса, данные занесли в бланк описания
(Приложение II)
8
3.3. Подрост елового леса
Подрост – молодое поколение, состоящее из древесных растений естественного
происхождения, растущих под пологом леса, способное образовать основной полог
древостоя, не достигшее высоты основного древостоя [4]
У подроста под плотным пологом взрослого леса нелегкое существование. Всходы,
оказавшиеся на опушке, на прогалине, на участках, где в просветы крон, образовавшиеся
после вываливания старого дерева, проникает достаточно света, хорошо растут. У таких
растений ветви начинаются от самой земли, они густо покрыты листвой или хвоей яркозеленого цвета, вершина у них хорошо развита.
Под пологом елового леса имеется много молодых елок, не попавших в такие удачные
условия, и они вынуждены довольствоваться тем, что им досталось. А досталось им очень
немного. Обычно подрост растет группами, концентрируется в условиях, благоприятных
для прорастания семени и первоначального периода роста всходов. Но по мере роста
начинается соперничество внутри группы подроста, кроме того, деревца затеняются
верхним пологом взрослого леса, и им приходится довольствоваться остатками того света,
что проник через кроны деревьев старшего поколения. Корни подроста развиваются в
почве, уже занятой корневой системой старого леса, и им приходится ограничиваться
меньшим количеством пищи и влаги. Часто можно наблюдать в густом еловом лесу в
таком подросте однометровые елочки, возраст которых 30-50 лет.
У угнетенного подроста почти незаметен верхушечный побег, ветки находятся только в
верхней части стволика и расположены горизонтально,- так на них попадает больше света.
В естественном лесу с годами старые деревья дряхлеют, постепенно в разное время
вываливаются и между деревьями увеличиваются просветы. Больше света, больше влаги в
лесу - меньше соперничество у молодого поколения с корневой системой материнского
леса. Подрост оправляется, приспосабливается к новым условиям и убыстряет рост,
вклиниваясь вершиной в верхний полог. Даже после 80-100-летнего угнетения ель может
оправиться и войти в состав верхнего полога.
Подрост бывает семенного и вегетативного происхождения. Подрост семенного
происхождения на ранней стадии называется самосевом (для хвойных и лиственных
пород с тяжёлыми семенами) или налётом (для берёзы, осины и др. лиственных пород с
лёгкими семенами). Растения до 1 года относятся к всходам. Одним из важных средств
восстановления леса является сохранение подроста от повреждений при лесозаготовках.
3.4. Влияние взрослых деревьев на произрастание всходов ели и подроста ели
9
Выбрали участок зрелого елового леса (подальше от дорог) с хорошо выраженными
мёртвопокровными пятнами под кронами взрослых деревьев и с моховым ковром между
ними. Нашли ель, под кроной которой имеется большое число молодых всходов
(Приложение III фото1), и заложили здесь 5 площадок размером 100 см2 (10*10 см2).
Другую серию площадок разместили между кронами деревьев на толстом моховом ковре.
Подсчитали количество всходов ели на каждой площадке, а затем высчитали средние
данные на одну площадку. Результаты внесли в таблицу (Приложение III таблица 1)
На этих же участках (т.е. под кронами елей и между ними) заложить площадки
большего размера – 1 м2 и подсчитали количество имеющегося на них подроста
(Приложение IV фото1) , без всходов. Данные внесли в таблицу (Приложение IV
таблица 1)
Сравнили результаты и сделали вывод:
всходы ели появляются в большем количестве на единицу площади непосредственно под
кронами взрослых деревьев, так как между кронами их появлению препятствует толстый
слой мха; проростки погибают, не достигнув корнями почвы . Наоборот, наибольшее
количество подросших ёлочек находится между кронами деревьев. Такое несовпадение
мест обильного нахождения разновозрастных ёлочек обусловлено влиянием взрослых
деревьев. Под кронами из- за сильной конкуренции (прежде всего за свет) все всходы
быстро погибают. В межкроновых участках леса влияние взрослых деревьев ослаблено, и
здесь сохраняется большинство, даже из общего небольшого числа, появившихся ёлочек.
3.5. Влияние взрослых деревьев на формирование подроста.
В ходе исследований описали состояние подроста ели в лесу и на опушке леса с целью
выявления влияния взрослых растений на формирование подроста. Подрост является
средним по высоте, средней густоты, неравномерным, жизнеспособным.
Выбрали молодые ёлочки примерно одинаковой высоты- 1-1,5 м, растущие в тени леса,
на его опушке или на поляне; изучили их внешнее строение и данные занесли в таблицу
(Приложение V таблица 1).
Сделали вывод:
на опушках и полянках состояние елового леса подроста, хорошее. Здесь кроны ёлочек
конусовидные, с густо расположенными, хорошо охвоенными ветвями. Под пологом леса
кроны ёлочек зонтиковидные, с редкими и слабо охвоенными ветками, которые сильно
вытянуты в стороны. Причём на осветлённых местах леса подрост растёт густо, а в
затенении ёлочки встречаются единично, редко. Эти различия в состоянии и обилии
10
подроста в разных участках леса свидетельствуют о неблагоприятном влиянии взрослых
деревьев, которое осуществляется через изменение условий обитания: затенение и др.
Из сравнения результатов видно, что влияние взрослых деревьев ели сказывается и на
подросте, произрастающем между их кронами, но оно здесь ослаблено по сравнению с
подкроновыми участками; ещё меньше это влияние сказывается на подросте, выросшем
на опушке леса.
11
Выводы
В результате проделанной работы, мы узнали намного больше о еловом лесе, его
видовом составе, а также изучили влияние взрослых деревьев на произрастание всходов
ели и подроста, а также на формирование подроста.
После проведённых исследований пришли к выводу
1) Большого видового разнообразия в еловых лесах не наблюдается, а произрастают
только теневыносливые растения.
2) Всходы ели появляются в большем количестве на единицу площади
непосредственно под кронами взрослых деревьев, так как между кронами их
появлению препятствует толстый слой мха; проростки погибают, не достигнув
корнями почвы . Наоборот, наибольшее количество подросших ёлочек находится
между кронами деревьев. Такое несовпадение мест обильного нахождения
разновозрастных ёлочек обусловлено влиянием взрослых деревьев. Под кронами
из- за сильной конкуренции (прежде всего за свет) все всходы быстро погибают. В
межкроновых участках леса влияние взрослых деревьев ослаблено, и здесь
сохраняется большинство, даже из общего небольшого числа, появившихся ёлочек.
3) На опушках и полянках состояние елового леса подроста, хорошее. Здесь кроны
ёлочек конусовидные, с густо расположенными, хорошо охвоенными ветвями. Под
пологом леса кроны ёлочек зонтиковидные, с редкими и слабо охвоенными
ветками, которые сильно вытянуты в стороны. Причём на осветлённых местах леса
подрост растёт густо, а в затенении ёлочки встречаются единично, редко. Эти
различия в состоянии и обилии подроста в разных участках леса свидетельствуют о
неблагоприятном влиянии взрослых деревьев, которое осуществляется через
изменение условий обитания: затенение и др.
Из сравнения результатов видно, что влияние взрослых деревьев ели сказывается и
на подросте, произрастающем между их кронами, но оно здесь ослаблено по
сравнению с подкроновыми участками; ещё меньше это влияние сказывается на
подросте, выросшем на опушке леса.
12
Заключение
На территории нашей местности находятся хвойные леса и преобладающей породой в
этих лесах является ель обыкновенная. С каждым годом количество лесных насаждений
сокращается, в результате лесозаготовок и несанкционированных вырубок.
Подрост – это молодое поколение, способное образовать основной древостой, Он
является основной сменой погибшего или вырубленного леса, поэтому мы должны его
исследовать и оберегать.
В дальнейшем, я хочу продолжить работу по изучению древостоя елового леса, а также
других древесных культур.
13
Список использованной литературы
1. Биологический энциклопедический словарь. Гл. ред. М. С. Гиляров и др. — Издание 2-е
исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1989 г.
2. Лернер Г.И. Словарь-справочник для школьников абитуриентов и учителей. – М.: «5 за
знания», 2006.
3. Литвинова Л.С. Нравственно-экологическое воспитание школьников.- М.: « 5 за
знания», 2005.
4. Розанов Л.Л. Словарь-справочник.- М.: НЦЭНАС, 2002.
Приложение Ι
Фото 1. Еловый лес
Фото 2. Ель обыкновенная
Приложение ΙI
Растительность елового леса
Описание
15июля 2010г.
Название ассоциаций: ельник - черничник
Общий характер рельефа: равнинный
Почва (название): дерново – подзолистые суглинистые
Условия увлажнения: не равномерное
Мёртвая подстилка (состав, мощность, степень покрытия, характер распределения):
прошлогодняя хвоя, сплошное покрытие, равномерно распределена, 2 см
Видовой состав древесных пород
№ п/п
Вид дерева (порода)
Латинское название
1.
Ель обыкновенная
Picea Abies
2.
Берёза бородавчатая
Betula verrucosa
Видовой состав подроста
№ п/п
1.
Вид дерева (порода)
Ель обыкновенная
Латинское название
Picea Abies
Видовой состав кустарникового яруса
№
п/п
Вид кустарника (порода)
Латинское название
1.
Можжевельник обыкновенный
Juniperus communis
2.
Рябина
обыкновенная
(Juniperus
communis )
Sorbus aucuparia
Видовой состав травянисто – кустарникового яруса
№
п/п
1.
Черника обыкновенная
Vaccinium myrtillus
2.
Ландыш майский
Convallaria majalis
3.
Майник двулистный
Mojanthenum bifolium
4.
Брусника обыкновенная
Vaccinium vitisidaea
5.
Кислица обыкновенная
Oxalis acetosella
6.
Щитовник мужской
Dryopteris filix-mas
Вид
Латинское название
Приложение ΙII
Фото 1. Всходы ели
Условия
произрастан
ия
Под кронами
деревьев
Между крон
(на слое мха)
Количество всходов ели
На отдельных учётных площадках
Средние
показатели
1
2
3
4
5
4
10
3
5
5
5,4
2
4
7
4
1
3.6
Таблица 1. Количество всходов ели
Приложение ΙV
Фото 1. Подрост ели
Условия
произрастания
Под кронами
деревьев
Между крон
(на слое мха)
Количество подроста ели
На отдельных учётных площадках
Средние
показатели
1
2
3
4
5
1
1
1
1
1
1
2
2
3
1
2
2
Таблица 1. Количество подроста ели
Приложение V
Показатели состояния
подроста ели
Форма кроны(конусовидная,
или зонтиковидная)
Расположение ветвей ( густо
или редко)
Охвоение ветвей ( густо или
редко)
Количество засохших и
отмерших веток
Условия произрастания ёлочек
В лесу
На опушке
Зонтиковидная
Конусовидная
Редкое
Густое
Редкое
Густое
14
0
Таблица 1. Состояние подроста ели в разных условиях