Экскурсии по еловому лесу и наблюдения за обитателями водоема

Экскурсии по еловому лесу и наблюдения за обитателями водоема

МЕНЮ

ИНТЕРЕСНОЕ

b>
Цель: оценить изменение видового состава растений лесного биоценоза под влиянием рекреационных нагрузок (вытаптывание).

Введение: Под рекреационной нагрузкой подразумевают комплексное воздействие отдыхающих людей на природные экосистемы.

При любых экзогенных (внешних) нарушениях биоценоза конкурентная мощь исходных видов, слагающих сообщество, ослабевает. Нарушаются сложившиеся связи в сообществе. Это позволяет другим видам внедриться в сообщество и существовать в нем до тех пор, пока внешнее воздействие сохраняется. По соотношению этих групп видов можно оценить степень нарушенности сообщества. К видам растений, внедряющимся в исходный лесной биоценоз, можно отнести: подорожник большой, мятлик обыкновенный, мятлик однолетний, лапчатку гусиную, клевер ползучий, клевер луговой, манжетку обыкновенную, одуванчик лекарственный, пырей ползучий.

Материалы и оборудование: на каждую группу необходима веревка длиной 4 метра, рулетка, четыре колышка, определитель растений, блокнот, ручка.

Ход работы: Перед определением влияния рекреационных нарушений на биоценоз были выбраны в лесу участки для сравнения.

Оценку можно было проводить либо через сравнение близлежащих нарушенных и ненарушенных территорий (при одинаковом исходном типе растительности), либо по линии от центра тропинки к дереву, которое обходят стороной люди. Причем последний вариант предпочтительнее. Но так как такого дерева не нашлось, то сравнение проводили на близлежащих участках с нарушенной и ненарушенной территорией.

Подсчитала количество видов растений на каждой площадке. На площадке №1 (нарушенная территория) были обнаружены 11 видов, из них 54,55% лесных и 45, 45% придорожных. На площадке №2 (ненарушенная территория) были обнаружены также 11 видов, но они все относились к лесным. Площадки № 1 и №2 расположены не очень глубоко в лесу (около 50 метров вглубь леса). На площадке №3 обнаружены 12 видов, из которых 75% лесных и 25% сорных. Эти площадки расположены около 1 км вглубь леса.

По результатам заполнила таблицу:

Таблица 4. Видовое соотношение растений лесного биоценоза на нарушенной и ненарушенной территориях

Исходя из полученных данных можно сделать вывод, что вытаптывание (тропиночная сеть) изменяет лесной биоценоз, привнося растения сорные по отношению к исходным. Также выявляется зависимость видового соотношения растений на тропинке от удаленности тропинки от края леса. Соответственно чем глубже в лес уходит тропинка, тем меньше доля сорных растений, и, видимо, меньше антропогенная нагрузка (вытаптывание).

5.4 ЭКСКУРСИЯ «В СОСНОВОМ БОРУ»

Во время экскурсии по сосновому лесу я сравнила по внешнему виду деревья, выросшие в гуще леса и одиночно. У тех деревьев, что росли одиночно, раскидистая крона, количество отмерших нижних веток невелико. А те, которые росли в гуще, отличаются тонкими длинными стволами. Нижние ветки у них отмерли, крона небольшая, к тому же узкая. Это связано, в первую очередь, с количеством получаемого света. Там, где освещенность хорошая (одиночные деревья), деревьям не нужно было бороться за солнечные лучи и тянуться ввысь, как в случае с деревьями из гущи леса.

В популяции сосен происходит самоизреживание. Этот факт становится особенно очевидным, если сравнить количество сосен в молодом лесу, с количеством сосен на аналогичной площадке в спелом лесу. На площадке 10м*10м в молодом сосновом лесу (12-15 лет) в среднем растет 30 сосенок, а в спелом (80-100 лет) на той же площади 3. Самоизреживание очевидно.

Таблица 5. Степень угнетения деревьев на площадке спелого леса внутри одной популяции на 1 га

Показатели	1-го класса	2-го класса	3-го класса	4-го класса	5-го класса	Всего
Количество сосен	15	48	63	45	12	183
Толщина ствола, мм	36-44	32-36	28-33	26-28	18-22

Из полученных данных можно сделать вывод, что в популяции сосен тип взаимодействия - конкуренция. Особи растущие близко друг другу или близко к сильному здоровому дереву угнетены и погибают. Выживают те особи, вокруг которых наименьшее количество соседей, у которых есть возможность развернуть крону. То есть это особи 1,2 и 3 классов.

Примечание:

1. По степени угнетения деревья одного возраста в лесу принято делить на пять классов. К первому классу относят деревья, возвышающиеся над общим пологом леса. Ко второму - деревья основного полога. К третьему - деревья, входящие в общий полог леса, но имеющие менее развитую крону, иногда «сжатые» с боков. К четвертому классу - деревья с сильно сдавленной кроной, находящиеся частично в общем пологе или ниже него. К пятому классу - деревья, кроны которых полностью располагаются под общим пологом, засыхают или совсем засохли.

2. Толщина ствола определяется на уровне груди путем измерения диаметра одного дерева среднего размера.

Мы определили и сравнили интенсивность размножения деревьев разных классов по степени угнетения в популяции (величина зрелых шишек, возможность распространения семян ветром). На основе этих фактов сделали вывод о том, какие особи сосен оставляют больше потомства, какие меньше или совсем не оставляют.

Сосны первого и второго классов имеют более крупные шишки, у сосен первого класса возможность распространения семян ветром большая. Это связано с тем, что они выше других особей и получают больше света. Меньше потомства оставят деревья третьего и четвертого классов. Потому, что из-за недостатка света и сжатости кроны шишек у них меньше и они мельче. Практически не оставят потомства деревья пятого яруса - у них очень мало шишек.

На той же площадке лесного биоценоза мы изучили видовой состав растений в других ярусах. В подросте росли береза белая и дуб черешчатый; в подлеске - лещина; из кустарничков мы увидели: волчье лыко и малину; из травянистых: щитовник мужской, ландыш майский, копытень европейский, землянику лесную, гравилат городской, сныть обыкновенную и дудник лесной; мох - кукушкин лён; также на березе можно было увидеть накипные и кустистые лишайники.

Все эти растения любят умеренное увлажнение. Но всё же можно отметить, что сосна светолюбива и не является влаголюбивой, т.к. на болотах и в затенении она растет плохо. Береза и дуб - более влаголюбивые и теневыносливые. Травянистые растения относятся к теневыносливым и любящим умеренное увлажнение. В лесу довольно влажный воздух, поэтому мхи и лишайники тоже растут хорошо. Я считаю, что разные потребности, которые при совместном произрастании неплохо удовлетворяются, способствуют тому, что эти растения уживаются вместе. Но если полностью погибнет нижележащие ярусы, то с деревьями первого яруса ничего не произойдет, а вот если уничтожить древесные ярусы, то в травянистом ярусе произойдет смена биоценоза. Травянистые растения соснового леса заменяются растениями нарушенных территорий, которые со временем сменятся на луговые растения. Это произойдет потому, что изменится освещение и влажность.

5.5 ЭКСКУРСИЯ «В СМЕШАННОМ ЛЕСУ»

Материалы и оборудование: рулетка, банка, блокнот, ручка.

Ход работы:

1. На площадке 25 м2 сосчитали количество экземпляров древесных видов: сосны 3 экземпляра, березы 47, дубов 2.

2. На площадке 1 м2 посчитали количество живущих здесь видов травянистых растений: 7 видов.

3. На площадке 25 м2 определили доминирующие виды древесных и травянистых форм. Из древесных доминировала береза, из травянистых ромашка аптечная.

4. На территории 25 м2 отыскали разновозрастные экземпляры доминирующего вида. Произвели учет взрослых и молодых растений (достигших высоты не менее 1,5 м). Молодых было 28 экземпляров, а взрослых 30.

5. На площадках по 0,25 м2 в пределах леса и на лесной поляне сосчитали число зеленых листоносных стеблей независимо от того, к какому виду они относятся. В пределах леса таких стеблей насчитали 46, а на опушке 55.

6. Используя термометр, мы определили, что температура воздуха в лесу 16-17оС, на опушке 17оС. Так как погода была безветренной и влажной, то результаты измерений сильно не отличались. В ветреную погоду вероятнее всего, что в лесу температура на пару градусов будет выше. Днем в жаркую сухую погоду, в лесу температура будет ниже, потому что кроны деревьев ограничивают проникновение лучей солнца.

7. Сравнили влажность и комковатость почвы в лесу, на лесной поляне и на незадернованной поверхности проезжей части дороги. Почва влажная на ощупь на всех трех участках, но на проезжей части комковатость выше.

8. Число надземных ярусов в изучаемом лесном фитоценозе равно 3. Главные виды, входящие в эти ярусы: в первом береза, во втором малина, в третьем ромашка аптечная.

9. В это время (экскурсия проходила во второй половине августа) цветущие растения были только в третьем ярусе. То есть цвели только травянистые растения. Все они относились к опыляемым насекомыми.

10. С территории в 1м2 собрали в банку всех обнаруженных животных, видимых невооруженным глазом. Сосчитали. Их количество: 1 лягушка, 1 клоп, сверчок, 4 тли, 3 комара, и около 40 муравьев. Итого ~ 50 животных.

11. Нами были обнаружены следующие организмы паразиты: грибы трутовики. И следы пребывания жуков короедов и листоедов.

12. На небольшом участке этого леса нами были обнаружены 3 ямки, на месте которых, по всей видимости, росли деревья. Вследствие дождей, ямки заполнились водой и постепенно растительность близ ямок меняется. Вдоль тропинок преобладает растительность нарушенных территорий.

5.6 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА «ВЛИЯНИЕ РЕКРЕАЦИОННОЙ НАГРУЗКИ НА СТРУКТУРУ ПОЧВЫ»

Цель: оценить влияние рекреационной нагрузки на структуру почвы.

Вытаптывание - основной процесс нарушения природной среды, сопутствующий рекреационной деятельности человека. Главными последствиями этого процесса являются непосредственное механическое повреждение растения и изменение физических и химических свойств почвы. Выявлено, что в ходе увеличения рекреационных нагрузок происходит увеличение плотности и твердости почвы. Линейная зависимость между этими величинами достаточно хорошо прослеживается при умеренных и средних нагрузках на почву. Однако сжатие почвы имеет определенный предел, поэтому дальнейшее увеличение нагрузки не сопровождается увеличением плотности или твердости почвы и линия зависимости графика выходит на «плато» (рисунок 5).

Рисунок 5. Изменение твердости почвы в сосняке зеленомошно-брусничном в зависимости от степени рекреационной нагрузки (на юге московской области)

Для характеристики физических параметров почвы часто используют твердость почвы: этот показатель хорошо оценивает степень рекреационного воздействия на биоценоз, его легко определить (с помощью твердомера), и он более репрезентативно, чем, например, плотность почвы, отражает процесс вытаптывания. В зависимости от типа почв, на поздних стадиях рекреационной дегрессии сообществ, твердость верхнего горизонта почвы может возрасти в 2-3, а иногда даже в 10-30 раз. Увеличение твердости почвы по мере усиления нагрузок свойственно не всем типам почв - на легких, в первую очередь песчаных, в отдельных случаях можно наблюдать обратную зависимость нагрузки и твердости (плотности) почвы. Другими словами, вслед за уничтожением травяного покрова возможно разрыхление, разбив песка.

При сильных нагрузках происходит уплотнение почвенных горизонтов на глубину до 50 см.

Материалы и оборудование: плотномер Качинского или любой узкий длинный металлический предмет (например, тупой нож), линейка, карандаш, блокнот.

Ход работы: Для проведения исследований мы выбрали тропинку, ведущую к речке (в рекреационном биоценозе) и провели замеры плотности с помощью тупого ножа, который втыкали в землю до полного проникновения с одинаковым усилием руки. Глубину проникновения ножа в почву отмечали линейкой. Измерения осуществлялись в пятикратных повторениях. Для каждой точки рассчитывался средний показатель. Результаты заносили в таблицу. На её основе строился график зависимости твердости почвы от расстояния до тропинки. В тех же точках измерений линейкой определялась толщина подстилки (в см). На исследуемой территории изучалась и фотографировалась тропиночная сеть, рассматривалась структура вазопедонов (почвенных чаш, сформированных из пересекающихся тропинок, которые дают плотные стены), оценивалась степень заболачивания у тропинок на тяжелых почвах. Исследования мы решили проводить в 3-х местах:

1. Тропинка, ведущая к речке. Здесь мы выясняли зависимость твердости почвы от расстояния до середины тропинки.

2. Схождение двух тропинок. Здесь рассматривалась структура почвы, которая сформировалась из пересекающихся тропинок.

3. Тропинка у речки, около места схода с мостика. Здесь мы измеряли глубину проникновения плотномера (ножа) в месте схода с мостика, в 0,5 м и в 2,5 м от этого места.

Таблица 6. Глубина проникновения плотномера в почву в месте исследования №1, см

№ точки № измерения	1 (середина тропинки)	2 (25 см от середины тропинки)	3 (край тропинки)	4 (25 см от тропинки)	5 (50 см от тропинки)
1	0.9	0,8	0,6	0,6	0,7
2	1,2	1,0	0,8	0,7	0,8
3	1,3	1,1	1,0	1,0	1,0
4	1,4	1,5	1,3	1,1	1,3
5	1,4	1,6	1,5	1,2	1,4
Среднее значение	1,325	1,3	1,15	1,0	1,125

Рисунок 6. График зависимости твердости почвы от расстояния до центра тропинки

Ширина тропинки около 0,5 м. На графике видно, что при удалении от центра тропинки плотность почвы уменьшается, а в 0,5 м от тропинки незначительно увеличивается. Это связано с тем, что количество растений там увеличивается, и они корнями скрепляют почву.

На втором месте исследования было отмечено следующее: плотность почвы на второй тропинке меньше, чем на первой, и в том месте, где вторая тропинка примыкает к первой, плотность почвы резко увеличивается. На второй тропинке плотность почвы меньше, потому что рядом располагается лужа, и почва более увлажнена, что особенно было значимо в день исследования, так как дождя давно не было, и почва была очень сухой. Эти результаты представлены в таблице 7.

Таблица 7. Глубина проникновения плотномера в почву в месте исследования №2, см

№ точки № измерения	1 - я тропинка	2 - я тропинка	3 схождение тропинок
1	1,2	2,6	1,5
2	1,4	2,6	1,7
3	1,5	2,7	1,6
4	1,4	2,7	1,5
5	1,3	2,7	1,7
Среднее значение	1,36	2,66	1,6

В третьем месте исследования, я предполагала, что плотность почвы будет больше в месте схода с мостика. Но это оказалось не так. Я предполагаю, что близость воды (река) определяет увлажненность почвы, и, соответственно, почва менее твердая в этом месте. В 0,5 от мостика глубина проникновения плотномера не сильно отличается от глубины проникновения около мостика. Эта точка не очень удалена от реки и к тому же покрыта растительностью, которая удерживает влагу. А вот в 2,5 м от мостика, где нет растительности плотность почвы большая.

Таблица 8. Глубина проникновения плотномера в почву в месте исследования №3, см

№ точки № измерения	1 сход с мостика	2 0,5 м от мостика (с подстилкой)	3 2,5 м от мостика (без подстилки)
1	3,8	3,9	0,9
2	3,9	4,1	1,1
3	4,0	4,0	1,0
4	4,1	4,2	1,2
5	4,0	4,0	1,0
Среднее значение	3,96	4,04	1,04

Из всех полученных данных я сделала вывод, что уплотнение почвы приводит к исчезновению растительности и подстилки. К тому же на плотность почвы значительно влияет близость источников воды. В более плотных почвах меньше воздуха, что затрудняет дыхание растений и подземных животных, соответственно плотные почвы богатой растительностью не обладают. Тропиночная сеть отрицательно сказывается на растительном и животном сообществах, хотя рекреационная нагрузка и распределена более равномерно, но все же, уплотнение почвы происходит на довольно широкой территории, и растительность всё равно на ней исчезает. Поэтому я считаю, что для уменьшения рекреационной нагрузки лучше делать узкие тропинки, потому что плотность почвы будет той же, что и на широкой тропиночной сети, при много больней нагрузке.

ЛИТЕРАТУРА

1. Большой атлас природы России / Под ред. М. Сергеева, Е. Бровкина, М.: ЗАО «Эгмонт Россия Лтд.», 2005 - 644с.

2. Основы экологии 10 (11) классы. Сборник задач, упражнений и практических работ / И.А. Жигарев, О.Н. Пономарева, Н.М. Чернова, М.: Дрофа, 2007 - 208с.

3. Растения средней полосы Европейской России. Полевой атлас / Шанцер И.А., М.: Тов-во научных изд. КМК, 2007 - 470 с.

4. Школьный атлас-определитель высших растений / В.С. Новиков, И.А. Губанов, М.: Просвещение, 1985 - 239 с.

Страницы: 1, 2

№ площадки

Удаленность от тропинки, м

Количество лесных видов

Доля лесных видов, %

Количество придорожных видов

Доля придорожных видов, %