Министерство образования и науки УР
моу Дулесовская основная общеобразовательная школа
Растения зимой
Исследовательская работа по ботанике
Выполнила: Беспалова Катя
ученица 7-го класса
Руководитель:
учитель биологии
Дулесово 2010
Оглавление
Введение: актуальность темы, цель и задачи | 3 | |
1 | Хвойные породы деревьев и кустарников | 4 |
2 | Зимне - зеленые травы | 7 |
3 | Лиственные породы деревьев и кустарников | 8 |
4 | Характерные объекты, встречающиеся при изучении хвойных и лиственных пород деревьев и кустарников | 11 |
Заключение | 13 | |
Список литературы | 15 | |
Введение: актуальность темы, цель и задачи
Наблюдения за растениями зимой в Предуралье России практически невелики.
Зимние практические исследования по природоведению позволили расширить и углубить мои знания, полученные в процессе изучения теоретических курсов по ботанике и зоологии. Они сформировали мое экологическое мировоззрение и эстетическое восприятие природы. Здесь я получила представление о природных процессах в растениях. Я вела самостоятельные наблюдения в природе, регистрировала факты, обобщала увиденное и училась делать правильные выводы. Особое внимание мой руководитель уделял вопросам охраны природы. Во время подготовки исследовательской работы особое внимание уделялось правилам поведения в природе. Главное из них – не причинить вреда природе: нельзя ничего срывать, ломать, нельзя мусорить, пугать зверей и птиц.
Их значение особенно возрастает в XXI веке, когда исключительную важность приобретает деятельность по спасению природы от разрушительного воздействия человека.
Природа Предуралья отличается большим разнообразием ландшафтов, что позволило провести наблюдения и с широколиственными и хвойными породами деревьев. Вместе с учителем биологии мы определили тему, разработали маршрут, запаслись необходимым оборудованием.
Поставили цель работы: изучить внешний вид и состояние растений зимой. Это осуществимо при выполнении следующих задач:
1. Ознакомление с литературой о растениях в зимнее время года.
2. Выбор участка и объектов наблюдения.
3. Приобретение навыков целеустремленного наблюдателя и понимания связей между сезонными явлениями природы.
4. Умение распознавать силуэты и почки деревьев и кустарников зимой.
5. Узнать о существовании других растительных объектах, встречающихся при исследовании хвойных и лиственных пород деревьев.
Предварительно я ознакомилась по книгам с основными видами растений, которые могут оказаться на выбранном маршруте. Хочется отметить учебное пособие под редакцией -Алексеевой «Полевая практика по природоведению», которое учит наблюдать, закреплять увиденное в зарисовках (фотосъемках) и записях. Из других литературных источников узнала современные данные о строении, жизнедеятельности и систематике растений, грибов, лишайников и водорослей.
Пользуясь «Определителем лесных растений медицинского значения» под редакцией определила увиденные растения, произрастающие на территории МО «Дулесовское».
1. Хвойные породы деревьев и кустарников
1.1. Сосна обыкновенная - Pinus silvestris
Хвойное вечнозеленое дерево семейства сосновых. Ствол прямой, с мутовчатым ветвлением, покрытый красно-бурой, растрескивающейся и легко отслаивающейся корой. Почки овальные, поверхность их покрыта сухими, спирально-расположенными, плотно прижатыми друг к другу, ланцетовидными, заостренными, бахромчатыми чешуйками, склеенными между собой выступающей смолой. Запах ароматный, смолистый, вкус горький. Листья (хвоя) - длинные, жесткие, плотные, игловидные, гладкие, темно-зеленые, с внутренней стороны плоские, с наружной выпуклые,
Рис.1. Сосна обыкновенная попарно расположенные на укороченных побегах, сохраняющиеся 2-3 года. У сосны семенные шишки развиваются в течение 22-23 месяцев, т. е.около двух лет. Поэтому в кроне сосны видны зеленые шишки с плотно сомкнутыми чешуями и шишки, затвердевшие и побуревшие, семена из которых будут выпадать в самом начале весны, т. е. на второй год.
Возраст исследуемой нами сосны при высоте 11 метров равен 27 годам.
Сосны, выросшие на открытом пространстве, имеют широкий силуэт ветвей, а сосны, выросшие в окружении других деревьев - выглядят тонкими и стройными.
Свежий снег вокруг ствола дерева покрыт кусочками коры, хвоинками, веточками. У сосны очень хорошо заметно отделение наружных слоев чешуйчатой корки у основания ствола, медно-красных слоев перидермы на верхушке - они легко опадают с дерева.
1.2. Ель обыкновенная - Picea excelsa Link.
Дерево семейства сосновых, до 50 м. высоты, с пирамидальной кроной, красно-бурой или серой корой, отслаивающейся тонкими чешуями. Побеги редко опушенные или голые. Листья (хвоя) темно-зеленые, слегка сжатые с боков 2-3 см длиной, колючие. Мужские шишечки 2-2,5 см. длины. Рис. 2. Ель обыкновенная Женские шишки длинные, узко-цилиндрические,10-16 см длины, 3-4 см. ширины. Чешуи плотные, обратно-яйцевидные или ромбические, спереди немного суженные и немного оттянутые, с более или менее зубчатым краем. Семена 4-5 мм. длины, с крылом. У ели все шишки одного возраста, т. к. их развитие до рассеивания семян продолжается около года. Возраст ели подсчитали по числу годичных приростов на столе, он составил более 16 лет. При анализе побегов ели мы увидели, что хвоинки ели располагаются на удлиненных побегах поочередно и живут 5-7 лет.
1.3. Пихта сибирская
Abies sibirica
Пи́хта (лат. Ábies) — род голосеменных растений семейства сосновых.
Пирамидальные деревья, несущие кольчато расположенные горизонтальные ветви.
Листья игольчатые (хвоя), плоские, у основания суженные в короткий черешок, цельнокрайние, снизу с двумя белыми полосками, сохраняющиеся в течение нескольких лет, на ветвях обыкновенно расправленные Рис. 3. Пихта сибирская
гребенчато вследствие изгибания черешков на две стороны.
Почки почти шарообразные, тупые или конусовидные, тупо-приострённые.
Для древесины пихт характерно отсутствие смоляных ходов и построение сердцевинных лучей только из равномерно утолщенных продольных паренхимных клеток с простыми порами.
Ко времени созревания семян, происходящего уже в год цветения, чешуи деревенеют, а после созревания они отпадают, так что на дереве от шишки остается лишь стержень. Семена крылатые, зародыш с несколькими семядолями. В отличие от других хвойных шишка у пихты растёт вверх.
1.4. Лиственница
Larix Mill
Ли́ственница (лат. Lárix) — род древесных растений семейства сосновых, одна из наиболее распространённых пород хвойных деревьев.
Кроны рыхлые, просвечиваемые солнцем, у молодых деревьев конусовидные. С возрастом приобретают округлую или яйцевидную, туповершинную форму. При постоянных ветрах однобоко-флагообразные.
Хвоя однолетняя, мягкая. Сплюснутая, ярко-зелёная, расположена на удлиненных побегах спирально и поодиночке, а на укороченных — пучками, до 40 штук в каждом.
Лиственница — однодомное растение. Шишки созревают осенью в год цветения, имеют яйцевидную или продолговато-округлую форму при длине от 1,5 до 3,5 см. Семенные чешуи жёсткие, длиннее кроющих. Зрелые шишки раскрываются либо сразу, либо — перезимовав — в начале весны. Семена мелкие, яйцевидные, с плотно прикреплёнными крылышками. Плодоношение начинается в возрасте около 15 лет. Обильные семенные годы повторяются с периодичностью 6 — 7 лет.
Лиственница устойчива к весенним заморозкам, очень устойчива к зимним заморозкам. На севере выдерживает температуры до −60 °C.
Рис.4.Лиственница сибирская
1.5. Можжевельник
Juniperus L.
Можжеве́льник (лат. Juniperus) — род вечнозелёных хвойных кустарников и деревьев
семейства Кипарисовые.
Листья кольчато расположенные либо супротивные. У кольчатых листьев в каждом кольце по три игольчатых обособленных листа, супротивные листья чешуйчатые, приросшие к ветви и на спинке большей частью с маслянистой железкой.
Растения однодомные или двудомные. 
Мужская шишка помещается на верхушке короткой боковой веточки и бывает шарообразной или удлиненной формы. Женские шишки появляются на верхушке короткой боковой ветви. Семенная чешуя вполне срослась с кроющей чешуей в одну шишковую чешую. Женская шишка состоит из чешуй, расположенных кружками, но из них только средние с семяпочками и потому плодущие. Плодущие чешуйки становятся мясистыми, взаимно срастаются, и шишка становится мягкой, ягодообразной (шишкоягода). Созревает шишка на второй год.
Рис. 5. Можжевельник Не ядовито. Растение засухоустойчивое и светолюбивое. Живёт долго, до 600 лет. Возобновляется в природе плохо.
Изучая хвойные вечнозеленые растения, у меня возникло предположение о существовании других зимних зеленых растений.
Оказалось, что такие растения есть. Я воспользовалась данными полного курса Биологии авторов и .
2. Зимне - зеленые растения
Зимуют под снегом в зеленом состоянии. Это темно-зеленые кожистые листья копытня, зеленые побеги осоки волосистой, зеленчука, живучки ползучей, пролесника многолетнего, медуницы, чистяка, ветреницы.
2.1. Копытень европейский, подорешник, блюкотник - Asarum europacum.
Многолетнее травянистое растение семейства кирказановых. Корневище ползучее, шнуровидное. Надземный стебель слаборазвитый, короткий, слегка приподнимающийся несет 3 низовых мелких листочка и 2-3 крупных длинночерешковых, округло-почковидных, с глубокой выемкой, при основании цельнокройных, покрытых, как и все растение, с обеих сторон короткими, прижатыми волосками, густо сидящими по краям и вдоль жилок. При растирании листья издают резкий запах душистого перца.
2.2. Живучка ползучая - Ajaga geptans
Многолетнее растение семейства губоцветных. Цветоносный стебель высотой до 30 см., прямостоячий, простой, покрытый мягкими волосками, вверху более густо опушенный. При основании цветоносного стебля образуются стелющиеся вегетативные побеги. Листья с обеих сторон или только с верхней коротковолосистые.
2.3. Осока волосистая - Carex pilosella.
Многолетнее травянистое растение семейства осоковых. Корневище толстое, плетевидное, ползучее, дающее стебли рядами или пучками на концах побегов. Стебли 10-40 см. высоты, жесткие, серо-зеленые. Колоски многочисленные, сидячие двуполые. Растет на сухих песчаных почвах по берегам рек.
3. Лиственные породы деревьев и кустарников
3.1. Дуб черешчатый или обыкновенный
Quercus robur L.
Дерево семейства буковых, высотой 30-35 м., доживающее до 500 лет и более.
Кора старых деревьев, темно-серая, толстая, с многочисленными продолговатыми трещинами.
Кора молодых деревьев и веток гладкая, блестящая. Годичные побеги красно-бурые. Почки овальные или круглые, расположенные очередно. Каждая почка представляет собой зачаточный побег, состоящий из короткой оси – стебля и листовых
органов. У дуба почечные чешуи представляют собой видоизмененные прилистники. Плод – одногнездный желудь, окружен на 1/3 длины плюской. Желуди созревают в сентябре – октябре.
Молодые побеги покрыты перидермой, так как кожица (эпидерма) отмерла. С годами стебель утолщается, перидерма сменяется коркой, в ней появляются трещины. Наружные слои корки отпадают.
Рис. 6. Дуб черешчатый
3.2. Береза бородавчатая
Betula verrukola ehrh
Дерево с мощной широкой кроной. Семейство березовых. Высота 30 м и 25 м.
У березы бородавчатой кора гладкая, белая у старых деревьев при основании ствола глубокотрещиноватая, черная.
У березы бородавчатой ветви повислые, красно-бурые, густо покрыты пахучими смолистыми бородавочками. Почки удлиненные, заостренные, клейкие, голые, покрытые черепитчато-расположенными чешуйками красно-бурого цвета, с бальзамическим запахом, слегка вяжущим, смолистым вкусом. Расположение очередное. Растет на сухих, свежих и влажных почвах различного механического состава и плодородия.
Побеги березы нарастают по симпоидальному типу. Здесь на верхушке хорошо заметны по 2-3 сережки. Это тычиночные сережки. Так как они сформировались из верхушечной почки побега, то продолжит рост побега весной уже не верхушечная почка, а боковая.
У березы тонкая белая перидерма отделяется слоями Рис. 7 Береза бородавчатая.
В ее клетках находятся зернышки бетулина – вещества, придающего стволам берез белый цвет.
3.3. Вяз равнинный
Ulmus campestris L.
Деревья семейства ильмовых, высотой до 30 м. Ствол с темно-серой, глубоко растрескивающейся корой. Побеги тонкие, желто-бурые, голые или рассеянно-пушистые, с 
красными точечными железками. Почки яйцевидные, тупые голые или опушенные. Плод – крылатка 1,5 – 2 см. длины, обратно – яйцевидная, со сходящимися краями выемки и с орешком, расположенным у нижнего края выемки.
Растет на плодородных почвах, влажных и сырых. Почки как у дуба.
Рис. 8. Вяз равнинный
3.4. Липа сердцевидная, мелколистная
Tilia cordata Mill.
Дерево из семейства липовых, высотой до 30 м. Стволы старых деревьев достигают 50 – 70см в диаметре, покрыты темно-серой, с продольными трещинами корой. Кора молодых деревьев и ветвей гладкая, темно-серая с красноватым оттенком. Молодые побеги красновато-бурые. Плод – овальный серый орешек, сбрасывается зимой.
У липы верхушка побега в конце лета как бы замерла и не сформировала верхушечную почку. У липы симпоидальный тип нарастания побегов.
Среди лесных деревьев липа выделяется своей густой кроной. Для нее характерен могучий ствол, достигающий в диаметре 2-3, а иногда даже 5 метров. Липа распространена в средней и южной части европейской территории России, включая Кавказ, Средний и Южный Урал, в Забайкалье и на Дальнем Востоке, в Западной Сибири.
При упоминании о липе у многих из нас возникает образ ухоженной липовой аллеи с раскидистыми вековыми деревьями. Действительно, это дерево живет очень долго: в среднем до 300—400 лет, а отдельные особи доживают до 1200 лет.
Рис.9. Липа сердцевидная
3.5. Клен остролистный, клен платановидный
Acer platanoides L.
Дерево высотой до 25-30 м., семейства кленовых. Кора темно-серая, с продольными трещинами. Побеги голые, красноватые. Почки яйцевидные, острые наружных чешуй 12. Внутренние чешуи снаружи с густым, шелковистым, золотисто-оранжевым опушением.
Плод – горизонтально-распростертые крылатки до 4 см. длины. Сбрасывает свои плоды только зимой. Растет в составе дубово-грабовых и елово-широколиственных лесов на богатых свежих и влажных почвах.
Рис. 10 Клен остролистный
3.6. Шиповник
Rosa majalis Herrm
Шипо́вник (лат. Rósa) — род дикорастущих растений семейства Розовые. Имеет множество культурных форм, разводимых под названием Роза.
Наибольшее распространение и хозяйственное значение имеет Шиповник майский (синоним —
Шиповник коричный (Rosa cinnamomea L.)).
Листопадный кустарник, как правило, высотой 1—5 метров. Иногда встречаются невысокие древовидные формы. Побеги покрыты колючками.
Рис. 11. Шиповник Плод у шиповника ложный, овальный или яйцевидно-шаровидный, при созревании красного, оранжевого, пурпурно-красного цвета, с многочисленными орешками внутри. Окраска плода обусловлена высоким содержанием каротинов. Плоды созревают в октябре.
Рассмотрев видимые объекты (хвойные и лиственные деревья, кустарники и травы) я подумала о том: сохраняются ли живыми другие низшие растения, существуют ли спутники у исследованных мною видов из других царств природы? До проведенных наблюдений я об этом не задумывалась, но теперь возникло еще одно предположение (гипотеза). Я вооружилась оборудованием – лопата, нож, лупа и выяснила, что в зимнее время года остаются живыми лишайники, мхи, водоросли и грибы.
4. Характерные объекты,
встречающиеся при исследовании хвойных и лиственных пород деревьев и кустарников
4.1 Лишайники. В посадка и пролесках нашей местности встречаются лишайники, растущие на деревьях, к ним относятся стенная золотянка, кладония бокальчатая, пармелия, вислянка. Поскольку зима в этом году малоснежная, то можно собрать кладонию и цетрарию. Все лишайники остро реагируют на загрязненность воздуха, поселяясь лишь в экологически чистых местах. Самые выносливые - накипные формы, менее выносливые - кустистые и листоватые. Фотосинтез у них проходит при отрицательных температурах -25 что невозможно для растений. Однако прекращается при +35, тогда как у высших растений углекислый газ фиксируется при +50. Двойственная природа (гриб + водоросль) лишайников была открыта в 1867 г. немецким ботаником Симоном Швендером.
4.2. Мхи: сфагнум. Мхи – очень маленькие растения и обычно растут там, где влажно. В сырых лесах и безлесных местообитаниях они образуют сплошные ковры. Стебель у сфагнов прямостоячий, но отдельные растения не способны расти прямо из-за отсутствия механической ткани. Поэтому сфагнум всегда растет Рис. 12. Растения сфагнов, объединенные в дернинку дернинками, в которых отдельные растения опираются друг на друга веточками, растущими из стебля горизонтально. На верхушке стебля находится более или менее компактная головка, состоящая из скученных вокруг точки роста коротких молодых веточек. В условиях зимнего времени мхи сохраняют дернинки и начинают рост с верхушки стебля.
4.3. Водоросли: при основании стволов образуют зеленоватый налет на коре. Зелёные во́доросли (лат. Chlorophyta) относятся к группе низших растений.
4.4. Грибы: трутовики на деревьях. 
Трутовики (Polyporus) - группа базидиальных грибов, обладающих характерным строением (трубочки относительно независимы от плодового тела и составляют отдельный гимениальный слой). Грибы-трутовики паразитируют на стволах и ветвях деревьев.
Плодовое тело трутовика однолетнее, расположено невысоко над землёй, иногда поднимается по стволу
дерева на метровую высоту. Плодовое тело твердое, имеет характерную для трутовиков форму «уха», состоящего из нескольких сросшихся веерообразных псевдошляпок,
Рис. 13. Гриб трутовик часто сидящих на одном общем основании, изредка одиночных. Размер шляпок от 10 до 40 см. Максимальная толщина у ствола дерева — около 7 см. Масса гриба может достигасть 10 кг и более. Края плодовых тел волнистые и разделены на лопасти глубокими трещинами. Гриб всегда покрыт лёгким пушком кремово-жёлтого цвета. Гименофор трубчатый. Поры мелкие, 3-5 мм, округлые и зубчатые. Старый гриб бледнеет, приобретая серо-жёлтую неяркую окраску. Чем гриб старше, тем более обособлены его плодовые тела.
4.5. Сухие травы
На открытых местах – в поле, на опушке леса – рассмотрела и собрала в букет сухие стебли тысячелистника, цикория, полыни, василька лугового, пижмы, ежи сборной, тмина, чертополоха (рис. 14).
Рис. 14. Сухие побеги травянистых растений зимой: 1- цикорий, 2-ежа сборная, 3-тмин, 4-тысячелистник, 5-полынь обыкновенная, 6-пижма, 7-василек луговой, 8-чертополох, 9-золотая розга.
Заключение
Знакомясь с деревьями и кустарниками, я обратила внимание на их силуэты, особенно четко заметные на заснеженных открытых местах. Присмотревшись к силуэтам высоких кустарников, таких как шиповник и можжевельник, заметила, что они имеют не один хорошо выраженный ствол, как деревья, а несколько крупных стволиков, от которых под разными углами отходят побеги. Все вмести образуют характерную для каждого вида форму куста, где присутствуют в кроне укороченные и удлиненные побеги.
У деревьев сравнила побеги с монопоидальным и симпоидальным ветвлением. У деревьев с монопоидальным ветвлением на верхушке побега есть верхушечная почка. Из нее весной разовьется новый годичный побег. К ним относятся исследованные мною дуб, вяз и пирамидальные деревья – ель, пихта.
У деревьев с симпоидальным типом ветвления на верхушке развиваются тычиночные цветки, они отпылят, опадут и рост побега весной продолжит уже не верхушечная почка (ее нет), а боковая. Так растут береза, липа, клен, а из хвойных рыхлые, туповершинные, округлые кроны имеют лиственница и сосна.
Каждое исследованное мною дерево или кустарник имеют определенное расположение почек на стебле, а также их форму, цвет, вид, запах и даже вкус. Поэтому я приобретала навыки и умения распознавать виды деревьев не только по силуэтам, но и по почкам. Для этого нужно много практиковать.
Плоды и семена некоторых видов деревьев и кустарников (ель, сосна и др.) распространяются в зимнем времени при помощи ветра и птиц. Мы отметили начало распространения плодов этих видов (в конце ноября 2008 года) и их массовое распространение (в январе 2009года).
Способность растений развиваться зимой под снегом связано с тепловым режимом почв в лиственном лесу с наличием пышной листовой подстилки. Отсутствие ее в хвойном лесу приводит к глубокому промерзанию почвы. Снег здесь сохраняется долго и сходит много позже, чем в лиственном лесу.
Рост растений под снегом происходит за счет органических веществ, в первую очередь сахаров, которые образуются в результате превращения запасенного в клубнях, корневищах и луковицах крахмала в сахар.
В клеточном соке молодых частей растений много сахара. Всякий крепкий раствор замерзает при более низкой температуре, чем вода, поэтому и побеги под снегом могут переносить отрицательные температуры, даже промерзание не вредит растению.
В зимнее время года листопадные деревья и кустарники оголены, вечнозеленые хвойные также находятся в состоянии относительного покоя; травянистые растения укрыты снегом.
Также я нашла решение в поставленных перед собой гипотезах о существовании других живых зеленых объектов и характерных спутниках в растительном мире.
Список литературы
1 -Алексеева Полевая практика по природоведению-М.: Владос, 200с.
2 , Биология, полный курс. Ботаника - М.: Оникс 21века, 2002.-597 с.
3 Определитель лесных растений медицинского значения - М.: Лесная промышленность, 19с.
