Оценка жизненного состояния леса по сосне обыкновенной

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Волоконовская средняя общеобразовательная школа №1

Волоконовского района Белгородской области»

Подготовила:

ученица 10 «А» класса

Елисеева Анастасия

Руководитель:

учитель географии

Волоконовка 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение………………………………………………………………… 3

Методика исследования………………………………………………… 5

Результаты исследования………………………………………………. 9

Выводы…………………………………………………………………… 12

Заключение………………………………………………………………. 13

Список использованной литературы…………………………………… 14

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время оценка качества природной среды в мировой практике осуществляется на основе экологического мониторинга, важнейшей частью которого является биологический мониторинг.

Целью нашей работы стало изучение и оценка жизненного состояния леса по сосне обыкновенной на основе биоиндикации. В качестве интегральных показателей используются: степень дефолиации крон, пожелтения хвои, количество шишек, прирост побегов разного возраста, тип дефолиации и формы кроны.

В соответствии с целью исследований были поставлены следующие

задачи:

1.  Изучить литературу по теме исследования.

2.  Заложить площадки для исследования жизненного состояния леса.

3.  Сравнить биометрические показатели сосны обыкновенной на пробных площадях, заложенных в условиях различного техногенного воздействия.

4.  Проанализировать влияние факторов – антропогенного стресса (рекреационной нагрузки и техногенного загрязнения).

Актуальность. Важнейшей составной частью экологического мониторинга окружающей природной среды является биомониторинг – система наблюдений, оценки и прогноза различных изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения. Биомониторинг делает возможной прямую оценку качества среды и является одним из уровней последовательного процесса изучения здоровья экосистемы. Основной задачей биологического мониторинга является наблюдение за уровнем загрязнения биоты с целью разработки систем раннего оповещения, диагностики и прогнозирования. Оценка жизненного состояния сосны обыкновенной базируется на методе биоиндекации.

Гипотеза. По различным признакам исследуемого хвойного дерева можно судить о состоянии окружающей среды, т. е. общем жизненном состоянии леса.

В качестве объекта исследования были выбраны лесные культуры сосны обыкновенной. Сосна как нельзя лучше подходит в качестве модельного вида-биоиндикатора. Это дерево очень чутко реагирует на малейшие изменения условий произрастания, в том числе и загрязнение среды. Удобство выбора сосны для проведения исследований связано и с тем, что сосна - вечнозеленое растение и дает один побег в год, что существенно упрощает наблюдения.

В качестве предмета исследования выбрано жизненное состояние леса.

Методы исследования:

1.  Наблюдение.

2.  Описание.

3.  Сравнение.

4.  Классификация.

5.  Биоиндикация.

При оценке экологического состояния леса использовались общепринятые в лесозащитной практике методики , , .

Для реализации намеченных задач в полевой период август-сентябрь 2010 года было проведено детальное обследование сосны обыкновенной на участке Волоконовского лесного фонда в квартале № 000, который закреплён за нашим школьным лесничеством. (Приложение ) Он находится на северо-западе от п. Волоконовка. Постоянные площадки определили в глубине массива. Они расположены на одной линии по направлению преобладающих ветров. Сделав почвенный разрез, определили, что данный лесной массив произрастает на серых лесных почвах.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Методика изучения, мониторинга и оценки жизненного состояния леса базируется на методе биоиндикации. Суть подхода заключается в том, что по различным признакам исследуемого хвойного дерева мы судим о состоянии окружающей среды, т. е. общем жизненном состоянии леса.

Работа по выполнению данного задания включает три этапа:

1)  Выбор площадок и отбор деревьев для проведения измерений.

2)  Описание общего жизненного состояния (ОЖС) деревьев.

3)  Оценка и интерпретация данных, представление результатов исследования.

Для выполнения работы понадобятся: компас, рулетка, бинокль, бланки описаний.

Выбор площадки и отбор деревьев для проведения исследования

Выбор места площадки. Площадка для изучения для изучения должна находиться в достаточно обширном массиве леса. Она должна располагаться в глубине лесного массива и не граничить с опушками, лесными дорогами или тропинками. Желательно, чтобы площадка была удалена от этих объектов не менее, чем на 25 метров.

Отбор деревьев. При выборе дерева очень важно обеспечить случайную, независимую от исследователя выборку деревьев. В научных исследованиях система случайной выборки, при которой выбранные субъекты (в нашем случае деревья) отражают общее состояние всего объекта изучения (то есть леса), называется отбором представительной пробы.

В нашем случае для представительной пробы была составлена следующая система отбора. (Приложение 2)

Исследователь самостоятельно выбирает только центральную точку площадки. Для удобства поиска лучше выбрать дерево, которое находиться в центре выбранного для площадки лесного массива и которое потом будет легко найти. Это дерево нужно пометить краской, написав нанём номер или название площадки.

От центральной точки (дерева) на север, запад, юг и восток при помощи компаса и рулетки откладывается по 25 метров и вбивается в землю по колышку, помеченному краской. Таким образом, на площадке будут отмечены угловые точки.

На следующем этапе разбиения площадки около каждой угловой точки нужно выбрать по 6 ближайших деревьев. Эти деревья пронумеровываются и помечаются краской. (Приложение 3) Для наблюдения выбираются и помечаются деревья верхних (1 и 2) ярусов. Подрост и подлесок в описание не включается.

Сроки проведения описания. Поскольку методика может быть использована на различных породах деревьев, то оптимальные сроки для проведения работ будут различны для разных групп. Сроки, в которые можно проводить описания общего жизненного состояния сосны практически не ограничены.

Дополнительно, при проведении комплексных исследований и обучении решению комплексных экологических задач и организации мониторинга полезно собрать следующие данные:

Для деревьев – средний возраст хвои, максимальный возраст хвои, средняя величина верхушечного побега.

Антропогенные факторы – степень уплотнения почвы, наличие свалок, местных источников с загрязнения воздуха и почв.

Описание общего жизненного состояния (ОЖС) деревьев

Для правильного описания очень важно выбрать точку с хорошим обзором всего дерева. Наблюдать и описывать дерево с разных сторон.

Описание жизненного состояния деревьев на площадке заключается в заполнении бланка. Он состоит из двух частей.

Первая часть – шапка бланка. В ней находится очень важная информация – номер площадки, дата составления описания, сведения об авторе, составивших это описание, а так же описание местоположения площадки.

Основная часть бланка – таблица, включающая графы для описания параметров деревьев, свидетельствующих об их жизненном состоянии.

Таблица 1

Бланк описания жизненного состояния деревьев

№ площадки ___ Дата______ Автор _______ Местоположение_______

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
№ де­рева	Класс де­фолиации (0-3)	Класс по­желтения (0-3)	Новые шишки (0-3)	Старые шишки (0-3)	Прирост побегов (0-3)	Сумма баллов (0-15)	ОЖС/кл. поврежде- ния (0-5)	Тип дефол. (0-5)	Форма кроны (0-2)

Графа 1 «Номер дерева» - в неё заносятся номера описываемых деревьев.

Графа 2 «Класс дефолиации» - этот параметр дерева определяется визуально при помощи бинокля.

Дефолиация (густота кроны оценивается по четырём основным классам, где каждому классу соответствует определённый процент потери хвои.

Класс дефолиации кроны: 0 - норма (опало < 10% хвои, имеется 4х летняя хвоя), 1 - слабая (10-25%. 3 х летняя хвоя), 2 - средняя (25-60 %, 2 х летняя хвоя), 3 - сильная (>60%, 1-летняя хвоя).

Графа 3 «Класс пожелтения». Степень потери природной окраски, или «пожелтения» кроны оценивается визуально также по четырём классам. Потеря природной окраски оценивается по следующей шкале: 0 - норма (0-10% хвои), 1 - слабое (10-25%), 2 - среднее (25-60 %), 3 - сильное(>60%).

Графа 4 «Новые шишки». В данной графе по предлагаемой шкале визуально оценивается количество новых шишек на дереве. Их количество оценивается так же по 4-х балльной шкале: 0 - очень много, 1 - много, 2 – несколько, 3 – нет. Новые шишки – это шишки треугольной формы. Этот параметр лучше определять при помощи бинокля.

Графа 5 «Старые шишки». Количество старых шишек определяют по той же шкале, что и количество новых. Старые шишки имеют форму «ёжика», а их подсчёт также ведётся с помощью бинокля.

Графа 6 «Прирост верхнего побега». Для оценки прироста верхушечного побега необходимы данные о среднем приросте данной местности.

Прирост побегов: 0 - очень большой (>15 см), 1 - большой (10-15 см), 2 - средний (5-10 см), 3 - малый/нет (<5 см).

Графа 7 «Сумма баллов». В эту графу записывается алгебраическая сумма баллов со 2- по 6 графу.

Графа 8 «Общее жизненное состояние» относится к камеральной обработке материала.

Графа 9 «Тип дефолиации». Определяется по шкале баллов: 0 –нет, 1 - равномерная, 2 - от основания кроны, 3 - от ствола, 4 – периферийная, 5 - вершинная, 6 - верхней части кроны

Графа 10 «Форма кроны». Определяется по шкале баллов: 0 – нормальная,

1 - овальная, 2 – шарообразная.

Оценка данных и представление результатов исследования

Оценка данных. Оценка заключается в выведении величины, позволяющей сравнивать и интерпретировать данные описаний. Оценку можно проводить двумя способами – по сумме баллов и по классу общего жизненного состояния.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обследование проводили по общепринятой методике. Участок был поделён на четыре пробные площадки, заложенных на расстоянии 25 метров друг от друга, отличающихся уровнем антропогенных воздействий. (Приложение 3) Площадка «запад» находится на расстоянии 40 метров от реки, площадка «север» расположена в лесном массиве, площадка «восток» находится на расстоянии 50 метров от ЛЭП, площадка «юг» расположена на расстоянии 30 метров от населённого пункта.

Средняя высота деревьев на данных площадках составила 23-27 м. Диаметр деревьев колебался от 19 до 28 см. Возраст по мутовкам составил 40-45 лет. Сделав почвенный разрез, была определена почва, на которой произрастают деревья – серая лесная.

Нами было обследовано 24 дерева (по 6 с каждой стороны света). (Приложение 4)

По результатам исследования были заполнены бланки описания жизненного состояния деревьев. (Приложения 5, 6, 7, 8) По классу дефолиации кроны 7 деревьев имеют 0 баллов (норма), 11 деревьев имеют 1 балл (слабая), 6 деревьев имеют 2 балла (средняя). Сильной дефолиации на описываемом участке не обнаружено.

По классу пожелтения 4 деревьев имеют 0 баллов (норма), 8 деревьев имеют 1 балл (слабое), 11 деревьев имеют 2 балла (среднее) и 2 дерева имеют три балла (сильное).

По новым шишкам 2 деревьев имеют 0 баллов (норма), 11 деревьев имеют 1 балл (слабое), 11 деревьев имеют 2 балла (среднее). Не обнаружены деревья, на которых бы отсутствовали новые шишки.

По старым шишкам 9 деревьев имеют 1 балл (много), 10 деревьев имеют 2 балла (несколько) и одно дерево имеет 3 балла (шишек нет). Деревьев с очень большим количеством старых шишек не обнаружено.

По приросту побегов 2 деревьев имеют 0 баллов (очень большой), 12 деревьев имеют 1 балл (большой), 10 деревьев имеют 2 балла (средний). Деревьев с малым приростом не обнаружено.

Суммировав значение граф 2 - 6, мы определили, что на изученной площадке нет деревьев, которые бы набрали 15 баллов, что соответствует отмирающему или мёртвому дереву. Максимальное количество баллов 11 набрало дерево под № 5 на площадке «восток».

По типу дефолиации 9 деревьев имеют 3 балла (от ствола), 10 деревьев имеют 4 балла (периферийная), 4 дерева имеют 5 баллов (вершинная). Деревьев с отсутствием дефолиации, с равномерным типом дефолиации, с типом дефолиации от основания кроны и от верхней части коры не обнаружено.

По форме кроны 14 деревьев имеют 0 баллов, что соответствует нормальной кроне, 7 деревьев имеют 1 балл, что соответствует овальной кроне и 3 дерева имеют 2 балла, что соответствует шарообразной кроне.

Изучив и сопоставив все полученные данные, мы выяснили, что из 24 изученных деревьев 6 получили ОЖС (оценку жизненного состояния) 0 баллов (полностью здоровы), 5 деревьев – 1 балл (свежие сухостои), 9 деревьев – 2 балла (свежие сухостои) и 4 дерева - 3 балла (свежие сухостои). Старых сухостоев не обнаружено.

Таблица 2

Балл ОЖС	Кол-во деревьев на площадке с данным баллом ОЖС	% деревьев с данным баллом ОЖС	Накопленная сумма
0	6	25	25
1	5	20,8	45,8
2	9	37,5	83,3
3	4	16,7	100
4	0	0	-
5	0	0	-
Сумма	24	100	-

Для наглядного представления результатов мы использовали столбчатое построение диаграмм.

Общее жизненное состояние леса

ВЫВОДЫ

Данное исследование позволило нам оценить жизненное состояние леса по сосне обыкновенной.

Так как пробные площади находятся друг от друга на не большом расстоянии, то можно утверждать, что культуры сосны обыкновенной находятся в равных экологических условиях. Но на площадках «юг» и «запад» внешние условия хуже, так как они находится вблизи населённого пункта и ЛЭП. Согласно проведенным исследованиям, насаждения сосны обыкновенной на этих площадках испытывают наибольший стресс, т. к. находятся под влиянием внешних факторов. Лесные культуры на площадках «север» и «запад» более здоровы, крона густая, хвоя зеленая, не имеют внешних признаков повреждения.

Оценив общее жизненное состояние леса, можно сделать вывод, что оно достаточно благоприятное: 25% деревьев полностью здоровы и у них ещё более 20 лет до полного отмирания; 20,8% деревьев имеют 10-20 лет до полного отмирания; 37,5% деревьев имеют только 3-9 лет до полного отмирания; 16,7% деревьев имеют менее трёх лет до полного отмирания. Старых сухостоев в данном лесу не обнаружено.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Биологи давно установили, что растения существуют не сами по себе, а в тесной зависимости от окружающей неживой природы (климата, почв, рельефа) и от других организмов, испытывают на себе их воздействие, должны к ним приспосабливаться. Жизнь растений в изоляции от остальной природы невозможна, поскольку только оттуда они получают воздух и воду, там добывают пищу и находят укрытия от врагов и непогоды. Глубокий отпечаток на растения и животных накладывает их существование среди других организмов, взаимодействие с ними. Сосна, выросшая на поляне, вдали от опушки леса, отличается широкой, развесистой кроной, начинающейся низко над землей. У сосен, растущих по соседству, но в лесу, кроны сдвинуты вверх, узкие, нередко неравномерно, асимметрично развитые. Тому причиной взаимное влияние деревьев в насаждении, их конкуренция.

Познакомившись ближе с сосной, трудно согласиться с научным её названием — «обыкновенная». Сосна даёт прекрасный строительный и поделочный материал, используется для производства древесной массы и целлюлозы; из живицы добывают канифоль и скипидар, из коры — дубильные вещества. Сосна обыкновенная имеет необыкновенные свойства, дает необыкновенные результаты в лечении. Это дерево с успехом применяется в степном и полезащитном лесоразведении, является главной породой при создании ландшафтных парков и лесных культур на песках. Сосна является индикатором чистого воздуха, там, где воздух сильно загрязнен на хвое сосны появятся повреждения и снизится продолжительность жизни дерева.
Таким образом, сосна является основным чистильщиком окружающего воздуха, дает людям тепло, жилище, строительные материалы. Помогает сохранять здоровье. Её шишками кормятся животные.
Так давайте же беречь и хранить, то, что нам дала природа, ведь мы являемся частью природы!!!

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Алексеев, жизненного состояния деревьев и древостоев / // Лесоведение. – 1989. –  № 4. – С.51-57.

2.  Буйволов, оценки жизненного состояния леса по сосне / , , – М.: Экосистема, 2001. – 25 с.

3.   П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды" //Известия АН. Сер. геогр. 1978.3, - С.13-25.

4.  , , Булах радионуклидная аномалия и растения. Киев: Лыбидь, 1991. – 158с.

5.   А. Экология и контроль состояния природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1979, — 376 с.

6.  А Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка окружающей природной среды. Основы мониторинга // Метеорология и гидрология. 1974, 7. — С.3-8.

7.  , , Хотин состояния основных лесообразующих пород Московской области: Иллюстрированное пособие по определению категорий состояния основных лесообразующих пород: ели, сосны, березы, осины, дуба, ольхи. М., 200с.

8.  , Атрохин по лесоводству: Учеб. пособие для учащихся 9-10 кл. – 2 изд., исп. – М.:. Просвещение, 18981. – 176с.

9.  Литвинов словарь. Иркутск. 2003. – 56 с.

10.  Мироненко в «Лосином острове». Практические работы для учащихся зимнего и летнего практикума // Биология. Приложение к газете 1 сентября, 2000 - №45 - с. 10-12.

11.  Михайлова, состояния сосновых лесов при изменениях эмиссионной нагрузки / , // Сиб. экол. журн. – 2002. – IX.- 1.- С. 113-120.

12.  Мусаев рост и строение годичных колец сосны обыкновенной в зоне чернобыльской катастрофы //Лесоведение. 1996. № 1. С.16-29.

13.  Новиков окружающей среды и человек - М: ФАИР - ПРЕСС, с.

14.  Павлов, методы в лесном хозяйстве / , , . – Красноярск. :СибГТУ, 2005. – 192 с.

15.  Петров и его жизнь: Книга для учащихся. – М.: Просвещение, 1986. – 159с.

16.  Попова в школе: Мониторинг природной среды - М.: ТЦ Сфера, 2с.

17.  Мы изучаем лес. М.: Центр Экология и образование, 19с.

18.  , Степень масла сосны как индикатор загрязнения среды //Химия растительного сырья. 2001. № 1. С.79-84.

19.  Судачкова индикаторы стрессового состояния древесных растений /, , и др. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение РАН. 1997. С.129-134.

20.   М. Экологический мониторинг административного региона (концепция, методы, практика на примере Кировской области). — Киров: ВГПУ, 1999. — 232 с.

21.  , и др. Физиолого-биохимическая индикация состояния сосны обыкновенной в связи с воздействием промышленных поллютантов //Экология. 1997. № 3. С.213-217.

22.  Черненькова, комплексной оценки состояния лесных биогеоценозов в зоне влияния промышленных предприятий / // Пограничные проблемы экологии. Сб. Научн. трудов. – Свердловск: УНЦ АНССР. – 1986. – С. 116-127.

23.  , Дерюжкин масла сосны. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1990. С.12-34.

24.  Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие/ под ред. . – М.: АГАР, 20с.

25.  , Осипов атмосферного загрязнения на корреляционные связи между биохимическими показателями деревьев на примере сосны обыкновенной //Успехи современной биологии. 1992. Т.113, вып.4. С.507-511.

26.  Экология: Учебник для 7-9 классов общеобразовательной школы/, . Изд. 3-е.- М.: дом «Оникс 21 век»: педагогики», 2002. – 336с.; илл.

27.  http://www. *****/04materials/manuals/53.htm

28.  http://www. *****/energia/convert/ecology/ecology. shtml

29.  http://www. tsvetnik. info/pinophyta/pinus_sylvestris. htm

30.  http://www. cci. *****/books