Геоботанические исследования растительного сообщества в районе озера «улюколь» дзержинского района, красноярского края

ГЕОБОТАНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СООБЩЕСТВА В РАЙОНЕ ОЗЕРА «УЛЮКОЛЬ» ДЗЕРЖИНСКОГО РАЙОНА, КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

Л.В. Галактионова, учитель биологии – географии

МБОУ «Георгиевская СОШ»,

с. Георгиевка, Канский р-он, Красноярский край

Аннотация

Данная работа содержит описание геоботанических исследований участка, который расположен в зоне отдыха озера Улюколь, Дзержинского района, Красноярского края. Включает в себя методики исследования растительного сообщества, почвенного состава, составления картосхемы. В разработку включены основные понятия. Эта работа может быть использована при изучении любых растительных сообществ юными исследователями, которые изучают краеведческий материал своей местности.

Цель: Оценить состояние растительного сообщества в процессе его исследования

Задачи:

​ освоить методы геоботанических исследований

​ провести измерительные работы на местности

​ обработать исследуемые данные

​ составить описание фитоценозов

​ развивать интерес к предмету через исследование своей местности

Объект исследования: почва, фитоценоз

Методы: общенаучные: описание, измерение, сравнение моделирование

Оборудование: рулетка, шпагат, колышки, компас, палочки высотой 40см, психрометр, термометр, посуда для сбора почвы, полевой дневник, карандаш, атлас определитель растений.

Содержание:

1. План описания территории исследования

2. Методика составления картосхемы территории исследования

3. Методика описания территории исследования

4. Инструкция по описанию морфологических признаков почвы

5. Инструкция по описанию пробных площадок

6. Результаты исследования

7. Список литературы

С целью организации исследовательской работы ученикам предлагается план геоботанического исследования территории, инструкции по использованию методик исследования, бланки геоботанического описания и структура оформления результатов исследования.

ПЛАН ОПИСАНИЯ ТЕРРИТОРИИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Название фитоценоза

2. Дата описания

3. Географическое положение

4. Примерный размер участка

5. Общий характер рельефа

6. Микрорельеф

7. К бассейну, какой реки, озера относится территория

8. Условия увлажнения

9. Преобладающий на территории тип леса и сопутствующие растительные сообщества

10. Мертвый покров

11. Почва

12. Наличие и степень развития овражной сети

13. Следы деятельности человека

14. Фамилии составителей описания

Инструкция по проведению полевых геоботанических исследований

Исследования проводятся на местности с растительным покровом. На ней выбирается участок размером 50/50 метров. Для ориентировки используйте компас. Для определения размеров участка - рулетку. Для определения влажности воздуха прибор психрометр. Для выделения участка и пробных площадок, на которых будет проводиться исследования - шпагат.

МЕТОДИКА СОСТАВЛЕНИЯ КАРТОСХЕМЫ ТЕРРИТОРИИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Цель: Составление картосхемы зоны отдыха

Объект изучения: территория исследования - район озера Улюколь.

Оборудование: ватман, карандаши, резинка, микрокалькулятор, транспортир, линейка, информационные материалы исследования, компас, рулетка

Составление картосхемы требует владения математическим аппаратом. Картосхема изучаемой местности должна быть построена на единой картографической основе в одном масштабе, условными знаками, с учетом направлений сторон горизонта. В процессе выполнения карт у учащихся расширяются представления о картографическом методе, происходит становление умений применять этот метод для изучения территории, выполнения заданий, экологических наблюдений и исследований.

Картосхема составляется в масштабе (1: 200). На картографическую основу нанесите границы пробного участка территории исследования, выберите объекты центральный, от которого будет вестись съемка и ориентировочные, измерьте до них расстояния от центрального объекта. Нанесите все расстояния, измеренные на местности, используя масштаб на картосхему. С помощью условных значков представьте информацию о видовом составе растительности, овраги, тропы, дороги, примерные границы природных сообществ, болот, костров, вырубок в пределах изучаемого участка. Для ориентировки используйте компас. Для определения границ используйте метод полярной съемки. Такая картосхема дает полное представление той местности, на которой проводится исследование.

МЕТОДИКА ОПИСАНИЯ ТЕРРИТОРИИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Название фитоценоза: фитоценоз (от греческого «фитон» – растение, «койнос» – общий), или растительное сообщество – это совокупность растений, находящихся в закономерном, исторически сложившемся сочетании и взаимодействии друг с другом и средой обитания. В названии отмечаются доминанты верхнего (древесного) и нижнего (травяно-кустарничкового) ярусов. То растение, которое распространено обильно, указывается в конце.

2. Дата описания: указывать необходимо, так как время, когда сделано описание, важно для оценки состояния растений в фитоценозе.

3. Географическое положение: указать район, населенный пункт, а так же другие природные ориентиры для более точной привязки.

4. Примерный размер участка: для лесных сообществ существует минимальный размер пробного участка, площадью 400-500 кв. метров.

5. Общий характер рельефа: определить горный или равнинный, низменный, возвышенный, холмистый.

6. Микрорельеф: к микрорельефу относятся формы с горизонтальными размерами 2-20 (50) м и вертикальными – до 1 м. Чаще всего это кочки, впадины, образующие неровности на поверхности.

7. К бассейну, какой реки, озера относится территория: указать близко расположенные водные источники.

8. Условия увлажнения: влажность атмосферного воздуха определяют, используя прибор психрометр.

9. Преобладающий на территории тип леса: лиственный, хвойный, смешанный.

10. Мертвый покров: указать степень покрытия почвы подстилкой в %, ее толщину, компоненты (листья, кора, ветви каких видов).

11. Почва: окраска, структура, механический состав, включения, влажность, название.

12. Наличие и степень развития овражной сети: указать, имеется ли на территории овраги.

13. Следы деятельности человека: вырубки, пашни, дороги, постройки и др.

14. Фамилии составителей описания, школа.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПИСАНИЮ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ПОЧВЫ

1. Окраска почв:

​ Черная окраска указывает на повышенное содержание гумуса. Гумусовые вещества могут давать и серую окраску при преобладании среди гумусовых веществ - фульвокислот. Черную окраску могут давать некоторые сульфиды, гидроокислы железа и марганца

​ Белая окраска связана с наличием в почве таких компонентов, как кварц, известь, водорастворимые соли, гипс

​ Красная окраска определяется наличием оксидов железа. Чем богаче им почва, тем более интенсивный красный цвет она имеет

​ Желтая окраска определяется наличием в почве гидратированных оксидов железа, лимонита

​ Бурая окраска характерна для глинистых почв с высоким содержанием иллита и слюдистых минералов

​ Зеленая окраска формируется в почвах избыточного увлажнения

2. Структура почв - это совокупность агрегатов различной величины, формы, механической прочности. В полевых условиях определяется визуальным способом.

Рис.1. Типичные структурные элементы почв (по С. А. Захарову). I тип; 1 - крупно комковатая. 2 -средне комковатая, 3 - мелкокомковатая, 4 - пылеватая, 5 - крупноореховатая, 6 - ореховая. 7 -мелкоореховатая, 8 - крупнозернистая, 9 - зернистая, 10 - порошистая, 11 - «бусы» из зерен почв​, II тип: 12-столбчатая, 13 - столбовидная, 14- крупнопризматическая,15-призматическая,16-мелкопризматическая,17тонко призматическая; III тип: 18- сланцеватая, 19-пластинча​тая, 20 - листоватая, 21 - грубо чешуйчатая, 22 – мелкочешуйчатая

Размеры структурных агрегатов в почвах, мм (по С.А.Захарову)

3. Механический состав: в полевых условиях состав почвы можно определить растиранием почвы на ладони и пробой на скатывание. Взятые пробы почвы предварительно смочить.

Рис. 2. Показатели «мокрого» способа определения механического состава почв (по Н.А. Качинскому): 1 - «шнур» не образуется; 2 - зачатки «шнура»; 3 - «шнур» дробится при раскатывании; 4 - «шнур» сплошной, кольцо распадается при свертывании; 5 - «шнур» сплошной, кольцо с тре​щинами; 6 - «шнур» сплошной, кольцо стойкое

Показатели «мокрого» способа определения механического состава почв (по Н.К. Качинскому):

1. Шнур не образуется – почва песчаная

2. Зачатки шнура – почва супесчаная

3. Шнур дробится при раскатывании – почва легкосуглинистая

4. Шнур сплошной, кольцо распадается при свертывании - средний суглинок

5. Шнур сплошной, кольцо с трещинами – почва тяжелосуглинистая

6. Шнур сплошной, кольцо стойкое – почва глинистая

4. Включения в почве – это случайные органические или минеральные тела, предметы, не связанные с почвенными процессами. Они делятся на группы:

1. Литоморфы - обломки камней, галька, валуны

2. Криоморфы - различные формы льда

3. Антропоморфы - осколки стекла, металлические предметы, обломки кирпича

4.Биоморфы - кости животных, останки корней и стеблей растений, раковины моллюсков

5.Влажность: влияет на окраску, структуру, механические свойства почвы. Влажность определяют визуально:

1. Почва сухая – от прикосновения рукой пылит.

2. Свежая – при прикосновении чувствуешь свежесть, но почва не мажется.

3. Влажная – при прикосновении ладонь мажется, но воды не видно.

4. Сырая – выступают отдельные капельки воды.

5. Мокрая – сочится вода.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПИСАНИЮ ПРОБНЫХ ПЛОЩАДОК

Внутри пробного участка заложите 5 пробных площадок размером 10 × 10м. Обозначьте их границы шпагатом (выбранные площадки должны отражать разнообразие пробного участка). Обозначьте пробные площадки на плане участка номерами.

План описания пробных площадок

Описание древостоя:

1. Степень сомкнутости крон: Сомкнутостью называют площадь, ограниченную внешними контурами крон без учета просветов внутри крон, выраженную в процентах от общей площади. Обычно степень сомкнутости выражают в %.

2. Порода деревьев (вид): предпочтительнее указать латинское название.

3.Ярус: визуально выделяют в древостое морфологические ярусы.

4. Число деревьев: проводится пересчет стволов каждой породы на всей пробной площади (учитываются только взрослые деревья).

5. Состав по числу: в пределах каждого яруса определяют соотношение деревьев разных пород и выражают его в долях от единицы или для 10 стволов (т.е. сколько стволов из 10 приходится на каждую породу). Форма записи: сосна - 0,6; береза - 0,3; или 6 - сосна, 3 -береза. На основании этих данных составляется формула древостоя, например 6 С,3 Б.

6. Диаметр стволов: измеряется мерным метром на высоте 130 см (на уровне груди) и полученное значение делится на 3,14. Определить господствующий диаметр по результатам измерений.

7. Высота: определить глазомерным способом с помощью мерной палочки (около40 см.), на одном конце которой зарубкой отмечена 1/10 ее длины. Палочку держат вертикально на вытянутой руке так, чтобы ее верхний конец совместился с вершиной дерева, а нижний – с основанием. На стволе замечают точку (веточку, трещину коры), совпадающую с зарубкой на палочке. Не сводя глаз с этой отметки, подходят к дереву и измеряют расстояние от основания ствола до метки. Полученную цифру умножают на 10 - это и будет высота дерева.

8. Диаметр крон: вычисляется как среднее по замерам рулеткой, растянутой по земле от основания ствола до проекции кроны в направлении с севера на юг и с запада на восток.

9. Возобновление древостоя: производят пересчет подроста (молодых древесных пород верхних ярусов).

10. Возраст дерева: определите примерный возраст молодых елей 2-го яруса по числу мутовок. (Возраст дерева равен числу мутовок плюс 3-4 года на формирование всходов). Расстояние между мутовками-прирост дерева за год.

11. Жизненное состояние деревьев - наличие усыхающих побегов и повреждений, грибов-трутовиков, ослабленных и сухостойных деревьев (или их отсутствие). Отметьте поваленные деревья и попробуйте определить причины этого (ветер, снегопад или иные). Пересчитайте эти деревья и отметьте их на плане.

Описание травяно-кустарничкового покрова

1. ​ Виды кустарников на пробной площадке. Указать, состояние, в котором они находятся: угнетенное или благополучное. Сравните обилие, разнообразие и состояние кустарников на разных пробных участках.

2. ​ Определите травянистые растения и кустарнички, распространенные в нижнем ярусе площадки. Укажите для каждого вида обилие: обильно, много, мало, изредка, редко или единично. Для массовых видов необходимо определить примерную площадь покрытия в % от общей площади пробной площадки. Укажите преобладающие виды на вашем участке.

Фенологические фазы растений: вегетация, бутонизация, цветение, плодоношение, вегетация после плодоношения, отмирание, состояние покоя.

Покрытие – это площадь надземных частей растений данного вида, встречающихся на пробной площадке, по отношению к величине пробной площади. Выражается в %.

Обилие – это количество особей в сообществе (оценивается приблизительно, на основе глазомерной съемки):

«Обильно» – растения смыкаются своими надземными частями, образуя заросли.

«Много» – растения попадаются часто, их много, они разбросаны.

«Довольно много» – растения встречаются изредка, рассеянно.

«Мало» – растения встречаются весьма редко

«Единично» – растений очень мало, всего несколько экземпляров на пробную площадь

«Уникум» – 1 -2 экземпляра на всю площадь.

Жизненность – степень развитости в фитоценозе. Оценивается по шкале:

3А – хорошая жизненность (вид проходит полный цикл развития, нормально плодоносит и достигает нормальных размеров)

3Б –средняя (вид проходит полный цикл развития, нормально плодоносит, но не достигает нормальных размеров)

2Б – удовлетворительная жизненность (вид развит не плохо, но не плодоносит)

1Б – плохая жизненность (вид не цветет, не плодоносит, слабо вегетирует)

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

4 июля 2010 года группа учащихся Канского района исследовали растительное сообщество: лиственно-березовое разнотравье. Данный фитоценоз расположен в Дзержинском районе, восточнее поселка Улюколь, в бассейне озера Улюколь. Площадь сообщества составляет 50 квадратных метров. Рельеф исследуемой территории – холмистый, встречаются маленькие впадины, кочки, размером от 1 до 2,5 метров, что способствуют образованию неровностей. На момент проведения работ на местности наблюдается высокая влажность. Она составляет 60%, с восточной стороны влажность увеличивается до 75%. Это объясняется высокой температурой воздуха и расположением сообщества близ водного источника.

На территории преобладает лиственный лес. Почва покрыта на 60-80 % мертвым покровом, который представлен листьями, шишками, сухими ветками. Почва – серая лесная, имеет темно-серый цвет. По структуре – зернистая, встречается комковатая. По механическому составу – средний суглинок. По влажности – свежая. Встречаются включения: корни растений, муравьи. Имеются овраги, следы человеческой деятельности – вырубленные деревья, бытовой мусор, вытаптывание естественной растительности человеком и машинами.

Фитоценоз описали: Белясов С., Прамзин П., Резайкин И.

Образец заполнения бланков геоботанического описания

1. Бланк геоботанического описания пробной площадки

Дата: 4.07.2010г.

Номер бланка: 1

Ф.И.О. исследователя: Гогидзе Давид Тариелиевич

Название фитоценоза: Лиственично-березовое разнотравье

Размер пробной площадки: 50/50 м

Географическое положение: Участок расположен в окрестностях озера Улюколь, Дзержинского района, Красноярского края

Общий характер рельефа: Холмистый

Микрорельеф: На поверхности встречаются ямки, небольших размеров.

Окружение: С севера – озеро Улюколь, с запада, востока – смешанный лес, с юга – лесная дорога.

Влияние человека и животных: Встречается вырубки, вытаптывание человеком.

Увлажнение: 60%, с северной стороны – 75%.

Мертвый покров:

-мощность- 10 см.

- состав - корни растений, сухая трава, ветви деревьев, останки насекомых.

1. Бланк описания ярусов фитоценоза

1. Бланк описания древостоя

Характер насаждения - естественный.

Сомкнутость крон, 50-80%

1. Бланк описания кустарникового яруса

1. Бланк описания травяно-кустарничкового яруса

Результаты описания пробных площадок

Площадка № 1. Участок хвойного леса

1. Степень сомкнутости крон - (75-90%)

2. Порода деревьев (вид) – хвойные (лиственница)

3.Ярус: Верхний, нижний.

4. Число деревьев - 5 штук.

5. Состав по числу – 5 сосен

6. Диаметр стволов – 36 см.

7. Высота – 16 метров

8. Диаметр крон – с Запада на Восток - 5 м, с Севера на Юг -6м

9. Возобновление древостоя не происходит

10. Жизненное состояние деревьев - состояние нормальное, высыхания не обнаружено

Работу выполнили: Шушпанников В, Никулина К, Жижаева М.

Описание пробной площадки: № 2 Участок редколесья

1. Степень сомкнутости крон - (50%)

2. Порода деревьев (вид) – лиственные (березы)

3.Ярус: верхний, разнотравье, лесная подстилка.

4. Число деревьев - 3 шт.

5. Состав по числу – 3 березы

6. Диаметр стволов – 1Б- 38,2 см; 2Б – 31, 8 см; 3 Б – 38, 9 см

7. Высота – 1Б- 13 м; 2Б – 13,1м; 3 Б – 13,05м

8. Диаметр крон – с Запада на Восток - 4,3м, с Севера на Юг - 4,3м

9. Возобновление древостоя не происходит

10. Жизненное состояние деревьев - имеются усыхающие побеги, мхи на стволах.

11. Травянистые растения: тысячелистник - мало, земляника - очень много, ромашка - очень редко, клевер - мало, зопник - изредка, герань – много.

Работу выполнили: Адреасян Р., Соболевская К.

Описание пробной площадки: № 3. Участок луга

Мы исследовали участок луга. На пробной площадке встречаются травы:

Клубника – много

Осот - обильно

Костер – редко

Подорожник - много

Одуванчик - единично

Полынь – редко

Ромашка – редко

Репейник – изредка

Гравилат – изредка.

Среди массовых трав большую долю составляет осот 40%, клубника 20%.

На участке встречаются подросты: березы, черемухи, лиственницы.

Работу выполнили: Калинина И, Лапшина А.

Описание пробной площадки: №4.Участок смешанного леса

1. Степень сомкнутости крон - 77%

2. Порода деревьев (вид) – смешанный лес: береза бородавчатая, лиственница

3.Ярус: верхний березы, лиственницы, средний боярка, разнотравье: люцерна, костяника, костер, лесная подстилка.

4. Число деревьев и кустарников - 9

5. Состав по числу – 3 березы, 4 лиственницы, 2 боярки

6. Диаметр стволов – у берез от 32 см до 37 см; у сосен от – 45 до51см, у боярки – 9 см

7. Средняя высота – берез -17 м, сосен -25 с, боярки – 2 м

8. Диаметр крон – берез: с запада на восток - 3 м; с севера на юг – 2,7м; сосен с запада на восток - 4,1 м; с севера на юг - 3м; боярки с запада на восток – 1,5 м; с севера на юг - 1м

9. Возобновление древостоя не происходит

10. Жизненное состояние деревьев - имеются усыхающие побеги.

Работу выполнили: Резайкин Р, Языченкова К.

Описание пробной площадки: № 5. Лиственный участок

1. Степень сомкнутости крон - (50%)

2. Порода деревьев (вид) и кустарников – лиственные: береза бородавчатая, шиповник, боярка, черемуха, талина.

3.Ярус: верхний, кустарники разнотравье, лесная подстилка.

4. Число деревьев и кустарников - 12 шт.

5. Состав по числу – 9березы, 1 черемуха, 1 боярка, 1 талина (9Б, 1Ч, 1Б, 1Т)

6. Диаметр стволов – береза -46,6 см

7. Высота – берез -25 м

8. Диаметр крон – с запада на восток - 7 м; с севера на юг - 4,5м

9. Возобновление древостоя: 7 подрастающих берез, 1 талина, 1 черемуха

10. Жизненное состояние деревьев – наличие сухостойных, поврежденных деревьев, пни. Причинами являются: антропогенные и природные факторы: ветер, молния.

Работу выполнили: Галактионов М, Даниленко К,

Выводы:

Геоботаническое исследование показало, что состояние растительного сообщества изменяется под влиянием деятельности человека. Антропогенный фактор способствует изменению естественных фитоценозов. Степень влияния туристов на состояние окружающей зоны озера высока в периоды массового отдыха: вырубка лесов, вытаптывание травянистого покрова, образование кострищ, дополнительных дорог, бытовой мусор.

Такое воздействие приводит к изменениям естественного баланса в фитоценозах, что может привести к серьезным нарушениям экосистемы. Уже сейчас наблюдается редкое появление подроста древесных пород, особенно лиственницы.

Поэтому необходимо продумать мероприятия, направленные на сохранение состояния окружающей среды зоны отдыха в районе озера и согласовать с экологическими службами, чтобы в будущем сохранить естественный облик растительного сообщества.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Полевая практика по геоботанике с основами почвоведения - методическое пособие, Ю.Н. Краснощеков, Г.А. Сорокина, Н.В. Пахарькова - Красноярск: КГУ, 2001.

2. Элективный курс для старшей профильной школы - экологический практикум школьника, С.В.Алексеев, Н.В. Груздева, Э.В. Гущина - Самара: 2005.

3. Экологический практикум для учащихся 5(6) классов, Д.Л.. Теплов - Москва, 1999.

4. Лабораторные работы по географии почв с основами почвоведения, В.В. Добровольский - М, Просвещение, 1997.