Изучение состава и экологии флоры лишайников д. Тиманова Гора

МОУ «ТИМАНОВСКАЯ ОСНОВНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНА ШКОЛА»

ОБЛАСТНОЙ КОНКУРС ЮНЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Изучение состава и

экологии флоры лишайников

д. Тиманова Гора

Автор работы:

Андреева Анна Михайловна, 8 класс

Дом. адрес: Бабушкинский р-н,

д. Овсянниково

Название организации: «Совет Лидеров»

МОУ «Тимановская СОШ»

Рук-ль: Манойлова Наталья Ивановна

Учитель экологии, химии

ОГЛАВЛЕНИЕ:

Введение…………………………………………………………………………………. 3

Глава 1. Географическое положение и физико-географическая характеристика

объекта исследования……………………………………………………………………….. 5

Глава 2. Особенности морфологии и экологии лишайников……………………………. 8

Глава 3. Анализ собранного материала…………………………………………………… 10

Заключение………………………………………………………………...............................16

Введение.

Для исследования лишайники избраны потому, что они являются уникальными симбиотическими организмами, существующими «на грани двух миров» - грибов и водорослей.

Лишайники обладают весьма специфическими свойствами: обладают отличной от других организмов биохимией, широко распространены по разным типам субстратов, начиная с камней и кончая корой и листьями деревьев, реагируют на изменение состава атмосферы. Они являются «пионерами» растительности.

Актуальность данной работы состоит в том, что флора лишайников д. Тиманова Гора ранее никогда не подвергалась специальному изучению.

Объект исследования: д. Тиманова Гора.

Предмет исследования: флора лишайников д. Тиманова Гора

Целью работы: является изучение и описание флоры лишайников в окрестностях д. Тиманова Гора.

Задачи:

- развитие интереса к естественным наукам и исследовательской деятельности;

- воспитание бережного отношения к природе;

- выявить все присутствующие в д. Тиманова гора лишайники и особенности их распространения;

- составление аннотированного списка лишайников.

Этапы работы:

1. Подготовительный:

- выбор объекта, постановка целей и задач исследования;

- изучение морфологии и экологии лишайников.

2. Практический:

- сбор лишайников в природе в природе и их гербаризация;

- определение лишайников по определителям;

- составление списка видов;

- анализ и оформление выводов.

Исследование проводилось на протяжении 2010 - 2011г. В основе лежит маршрутный метод.

Данная тема была подразделена нами на две составляющих:

1) составление флоры (изучение видового состава) лишайников в окрестностях школы,

2) изучение пространственного распределения видов лишайников (по субстратам, древесным породам).

Во время экскурсий записывалось местообитание лишайника, а также происходил сбор материала. При этом каждый лишайник оборачивался бумагой, на которой ставился номер по порядку. Все собранные лишайники помещались в один общий конверт. Местообитание лишайника записывалось напротив цифры в полевом блокноте.

Впоследствии созданы две таблицы (приложение): систематическая характеристика флоры лишайников и морфологическая и биотопическая характеристика флоры лишайников. В конце работы приложен собранный и обработанный материал.

Лишайники собирались с коры деревьев, валежа, старых заборов (древесина) и почвы. В работе присутствуют рисунки и фотографии. Для определения лишайников были использованы определители лишайников и ресурсы Интернета (определители и сайты в списке литературы). В работе присутствуют 3 таблицы и 4 рисунка.

Глава 1. Географическое положение и физико-географическая характеристика объекта исследования.

Район расположен в юго-восточной части Вологодской области в 255 км от областного центра. Бабушкинский район граничит на севере с Нюксенским районом, на северо-востоке – с Кичменско – Городецким, а на западе - с Тотемским районом. На юге проходит граница с Костромской областью.

Географическое положение территории области обусловливает особенности ее климата. Расположение на севере умеренного пояса определяет незначительное количество приходящей солнечной радиации с четко выраженной сезонностью ее поступления. Равнинность рельефа способствует свободному проникновению воздушных масс различного происхождения. Близость к Атлантике придает некоторые черты переходного климата от морского к континентальному.

Количество приходящей солнечной радиации зависит от широты места, которая определяет угол падения солнечных лучей и продолжительность дня. Известно, что в умеренных широтах продолжительность дня колеблется в зависимости от сезонов года. Так, самый продолжительный день 22 июня длится 18 ч. 37 мин. Максимальная высота солнца в полдень в этот день составляет 54°. Самый короткий день 22 декабря - 6 ч. 4 мин., а максимальная высота солнца в полдень 7°. На приход солнечной радиации, кроме названных факторов, существенное влияние оказывает облачность. Важным показателем радиационного режима территории является продолжительность солнечного сияния. Минимальная продолжительность солнечного сияния характерна для зимних месяцев (от 10 до 70 часов в месяц), максимальная - для летних (211-302 час. в месяц). В летние месяцы поступает почти половина годовой величины суммарной радиации. Максимум приходится на июль (582 МДж/м²), минимум - на январь (25 МДж/м²).

На территории области преобладают ветры северо-западного, западного и юго-западного направлений. Их повторяемость составляет более 40% в году. Повторяемость южных ветров - до 25%. Значительно реже дуют северные (до 18%) и восточные (до 10%) ветры. Сезоны года отличаются по преобладающим направлениям ветров. Зимой преобладают ветры западных и юго-западных румбов, летом возрастает доля северных и северо-восточных ветров.

Средняя температура января равна -13,1, а июля - +17,0. Средняя годовая температура +1,8. Важный показатель климата - продолжительность безморозного периода, который составляет 107 дней.

Количество осадков измеряется в миллиметрах слоя воды. Средние многолетние значения годовой суммы осадков колеблются в пределах 588 мм (Вологда). В условиях Вологодской области осадки в течение года выпадают неравномерно - около 70% их суммы приходится на теплый период. В пределах области годовая величина испарения значительно меньше годовой суммы осадков и составляет около 430 мм, что свидетельствует об избыточном увлажнении. С осадками более 0,1 мм - 180-195 дней, с осадками более 0,5 мм -140-150 дней, более 5,0 мм - 30-35 дней (Шевелев Н.Н., Полякова В.С., 2007).

Территория Вологодской области относится к Евразиатской хвойно-лесной (таёжной) области Европейско-Сибирской подобласти темнохвойных лесов. Бабушкинский район находится в подзоне южной тайги.

Согласно геоботаническому районированию Вологодской области территория д. Тиманова Гора относится к Миньково-Тереховскому (Бабушкинскому) геоботаническому району кислично-черничных, ягодных и ягодниково-дубравнотравянистых ельников (Абрамова, Козлова, 1970).

Леса занимают около 85% территории района, в том числе лесные пастбища – около 30% . Под ельниками находится примерно 60%, сосняками – около 10%, березняками – около 23% и осинниками – 7% лесной площади. В связи с разнообразием условий рельефа и почвообразующих пород, распределение растительного покрова на территории района довольно пёстрое; преобладают незаболоченные типы лесов. К дренированным участкам волнистых моренных равнин и холмов, сложенных суглинками или супесями, приурочены ельники и березняки зеленомошные (кислично-черничные и ягодниковые с примесью дубравных видов и нередко с обилием рябины). На склонах с более благоприятными микроклиматическими и почвенными условиями распространены кисличные ельники. К понижениям в рельефе приурочены травяные и болотно-травяные ельники и березняки, нередко произрастающие на торфяно-глеевых почвах. Сосняки тяготеют к песчаным и супесчаным почвам холмистого камового и равнинного озёрно-ледникового рельефа, распространённого преимущественно в северо-восточной части района.

Болота занимают здесь около 10% площади, среди них преобладают верховые. Наибольшей заболоченностью характеризуются равнины северо-восточной части района.

Сельскохозяйственные угодья занимают 8% площади района.

Глава 2. Особенности морфологии и экологии лишайников

Лишайники - одна из древних групп организмов на земле. Своеобразие и уникальность их в том, что в лишайниках сосуществуют два организма - гриб и водоросль. Благодаря свойствам, присущим им обоим, лишайники способны произрастать в самых разных условиях, легко перенося длительный недостаток влаги и используя для питания самое малое количество минеральных и органических веществ. Единственное, к чему они весьма требовательны - это свет. Лишайники не переносят сильного затенения, поэтому в густых насаждениях, например, еловых, их мало, и селятся они в основном не на почве, а на ветвях и стволах деревьев. В лишайнике сочетаются два организма с противоположными свойствами: водоросль (чаще зеленая), которая в процессе фотосинтеза создает органическое вещество. Взаимоотношения их строятся следующим образом. Гриб получает от водоросли органические вещества - углеводы, но в то же время как бы предоставляет водоросли, находящейся внутри тела лишайника, среду обитания, защиту от пересыхания и перегревания и т.д. Гриб снабжает водоросль достаточным количеством воды и растворенных в ней минеральных солей, которые он сам поглощает из окружающей среды (субстрата, атмосферного воздуха). Таким образом, хотя гриб в некоторой степени паразитирует на водоросли, но и она извлекает из совместной жизни с ним определенную пользу. Следовательно, в этом сожительстве наряду с паразитизмом имеются и черты симбиоза (эти взаимоотношения грибного и водорослевого компонентов лишайников на самом деле гораздо сложнее и освещены здесь в известной мере схематично).

Лишайники не имеют корней, а их тело не дифференцировано на органы и называется слоевищем или талломом. Слоевище может иметь самую разную форму, но чаще всего оно напоминает прямостоячие или повисающие кустики (кустистые лишайники), плоские пластинки (листоватые) или корочку (накипные или корковые). Цвет слоевищ самый разный - от черного до ярко-желтого, но чаще всего он серый или зеленый разных оттенков (Суслова, Карамзина, Чхобадзе, 2007).

Морфологически лишайники подразделяются на накипные, листоватые и кустистые:

НАКИПНЫЕ ЛИШАЙНИКИ

Слоевище накипных лишайников имеет вид корочки, плотно сросшейся с субстратом. Толщина корочки очень различна. Она может быть весьма тонкой и иметь вид еле заметной накипи или порошкообразного налета; может быть толщиной 1-2 мм, а иногда бывает и довольно толстой, достигая в толщину половины сантиметра. Как правило, накипные слоевища небольших размеров, их диаметр составляет всего несколько мм. Или сантиметров, но иногда может достигать и 20-30см.

ЛИСТОВАТЫЕ ЛИШАЙНИКИ

Слоевище листоватых лишайников имеет вид листовидной пластинки, горизонтально распростертой на субстрате. Наиболее характерна для него округлая форма, которая обусловлена горизонтально-радиальным ростом гиф.

КУСТИСТЫЕ ЛИШАЙНИКИ

Слоевище кустистых лишайников имеет вид прямостоячего или повисающего кустика, реже неразветвленных прямостоячих выростов.

По организационному уровню кустистые лишайники представляют высший этап развития слоевища.

Для некоторых кустистых лишайников характерен так называемый первичный таллом, накипные или чаще листоватый, состоящий из нескольких чешуек. На первичном талломе уже развивается вторичный, собствевенно кустистый, таллом в виде отдельных неразветвленных или разветвленных, вертикально стоящих веточек. Эти ветви вторично таллома называются подециями и особенно они очень разнообразны по форме. Подеции могут быть палочковидные, шиловидные, туповатые вверху или расширенные в виде бокальчика (сцифовидные), в виде кустиков с обильно разветвленными ветвями. Сцифовидные подеции часто пролиферируют, т.е. из центра сцифы или по ее краям вырастают новые сцифовидные подеции. У лишайников из родов кладония и стереокаулон на подециях развиваются чешуйки – филлокладии. Они соответствуют по происхождению чешуйкам первичного таллома, как бы переходящим на подеции. Первичный таллом может сохраняться в течение всей жизни лишайника, но у ряда видов он быстро исчезает, и остаются только подеции(Горленко М.В, 1978).

По отношению к субстрату и другим условиям местообитания среди лишайников различают несколько основных крупных экологических групп: эпилитные лишайники - живущие на поверхности горных пород, эпифитные - растущие на коре деревьев и кустарников, эпиксильные- обитающие на гниющей древесине, эпигейные - растущие на поверхности почвы, эпифилльные - развивающиеся на хвое и листьях вечнозеленых растений, эпибриофитные – обитающие на дерновинках мхов, и другие (Голлербах, 1977).

Лишайники содержат биологически активные вещества, обладающие антибактериальными свойствами, сахара, крахмал и витамины. Некоторые из них до сих пор используют как лекарственные растения (Cetraria islandica, уснеи Usnea, кладонии), ряд видов применяют в парфюмерной промышленности (Lobaria pulmonaria, Evernia prunastri) для приготовления отдушек при производстве духов, одеколонов и пудры. Кроме того, часть из них является кормовыми растениями, их используют в пищу копытные животные (ягель или олений мох - виды родов Cladonia и Cladina).

В последнее время в связи с ухудшением экологических условий лишайники стали источниками информации об уровне загрязнения воздуха вредными веществами. Эпифитные лишайники не переносят поллютантов (вредных веществ), таких, как оксиды серы, соединения фтора, хлора. Они способны накапливать соединения тяжелых металлов (ртути, свинца и др.), радиоактивные вещества и токсичные органические соединения. Отрицательно сказывается на напочвенных лишайниках рекреационная нагрузка, так как для полного восстановления лишайникового покрова в сосновых борах требуется до 50-80 лет.

Глава 3. Анализ собранного материала

В результате исследования флоры д. Тиманова Гора было найдено 43 лишайника, принадлежащих к 8 семействам, 17 родам (Приложение №1). В систематическом отношении выявленная раннецветущая флора распределялась следующим образом (табл.1, рис. 1, рис. 2):

Таблица 1.

Спектр семейств и видовое и родовое богатство флоры лишайников

д. Тиманова Гора

Рис. 1. Cпектр семейств флоры деревни Тиманова Гора и окрестностей (видовая насыщенность)

Самым богатым по числу видов семейством является семейство Кладониевые - 17 видов (39,534 %), на втором месте располагается семейство Пармелиевые. В его состав входят 8 видов, что в процентном соотношении составляет 18,604 %. Далее следует семейство Уснеевые с 6 видами (13,953 %). Замыкают список Телосхистовые с 4 видами (9,302 %), Леканоровые с 3 видами (6,976 %), Пельтигеровые с 2 видами (4,651 %), а также Лецидеевые с 2 видами (4,651 %) и Стереокаулоновые с одним видом (2,325 % во флоре). На долю трёх ведущих семейств приходится 72,091 %.

Рис. 2. Спектр семейств флоры деревни Тиманова Гора и окрестностей (родовая насыщенность)

Ведущими по количеству родов в семействе является – семейство Пармелиевые и Уснеевые - 4 (3,529 %). Следующую позицию занимают семейство Телосхистовые с 3 родами, что в процентном значении составляет 17,647 %. На долю одно- и двухродовых семейств приходится 35,175 %.

Таблица 2.

Спектр ведущих родов флоры лишайников д. Тиманова Гора.

Рис. 3. Спектр ведущих родов флоры лишайников д. Тиманова Гора.

Как видно, самая большая доля видового богатства принадлежит роду Кладония – 17 видов, 39,534 % во флоре. На втором месте стоит род Цетрария с 4 видами (9,302 %), третье место занимают род Леканора с 3 видами (6,976 %). Доля во флоре трёх ведущих семейств – 55,812 %.

Интересующая нас флора была проанализирована нами и в экологическом аспекте, по отношению к субстрату (табл.3, рис. 4):

Таблица 3.

Распределение флоры лишайников д. Тиманова Гора по основным экологическим группам.

Из данной таблицы видно, что преобладающей экологической группой лишайников является – эпифитные с 20 видами (46,51 %). Значительное количество во флоре эпигейных лишайников – 15 видов (34,88 %).

Р ис. 4. Распределение флоры лишайников д. Тиманова Гора по основным экологическим группам.

ПРИУРОЧЕННОСТЬ ЛИШАЙНИКОВ К ОПРЕДЕЛЁННЫМ СУБСТРАТАМ

Эпилитные лишайники

(растущие на голых камнях)

Напочвенные лишайники и лишайники замшелых субстратов

(растущие на замшелых пнях, камнях, основаниях стволов деревьев)

Эпифитные лишайники

(растущие на стволах и ветвях деревьев и кустарников)

Такие роды как Ксантория, Фисция и Пармелия встречались на голых камнях.

Заключение:

На основании проведенного исследования флоры лишайников д. Тиманова Гора можно сделать следующие выводы:

1. В нашей местности встречается, большое количество лишайников. Обилие лишайников - показатель чистоты воздуха и чем их больше, тем выше качество воздуха, меньше в нем вредных газов;

2. Самым богатым по числу видов стало семейство Кладониевые – 17 видов, что составляет во флоре 39,534 %. Ведущими по количеству родов в семействе являются семейства Пармелиевые и Уснеевые – 4 (23,529%).

3. Самым богатым в видовом отношении является род Кладония - 17 (39,534 %);

4. Преобладающими экологическими группами являются эпифитные (20 видов) и эпигейные (15 видов) лишайники;

5. По морфологической структуре преобладают кустистые лишайники.

Большую сложность представляло определение накипных лишайников.

Данная работа может быть продолжена в направлении лихеноиндикации.

19