Изучение условий произрастания растений семейства орхидные (Orchidaceae)

Муниципальное учреждение дополнительного образования

«Центр дополнительного образования «Созвездие»

Тутаевский муниципальный район

Объединение «Исследователь»

Изучение условий произрастания растений семейства орхидные(Orchidaceae)

Автор: Лукичева Анна Евгеньевна, ученица 10 класса

Научный руководитель: ,

педагог дополнительного образования МУ ДО ЦДО «Созвездие»

Консультант: Секацкая Зоя Степановна,

преподаватель кафедры ботаника ЯГПУ им. К.Д. Ушинского

Тутаев,2016

Оглавление

Введение…………………………………………………………….3

Основная часть……………………………………………………...5

Методика исследований

Результаты исследований и их обсуждение……………………….6

Выводы………………………………………………………………11

Список использованной литературы………………………………12

Приложения

Введение

Представители семейства Orchidaceae являются одними из самых редких растений умеренной зоны (Вахрамеева, Татаренко, Быченко, 1994). При этом численность популяций большинства видов в настоящее время быстро сокращается. Главными причинами их исчезновения вызвано уничтожением или нарушением естественных местообитаний орхидных: освоение и мелиорация земель, сведение первичных лесов, осушение болот (Татаренко, 1996; Маракаев, Горохова, 2004).

Причины редкости растений семейства орхидных в основном связаны с экологическими факторами. Ведущими биотическими факторами, ограничивающими распространение наземных орхидей, являются микоризообразование, высокая специализация опыления и конкуренция со стороны других растений. Абиотические факторы наиболее значимы лишь для видов с узкой экологической амплитудой. Орхидные наиболее чувствительны к изменениям среды обитания, тем более к воздействию техногенных факторов. Численность и ареалы многих орхидных значительно сократились в последние годы, что связано с изменением и разрушением мест обитания при различных видах деятельности человека и сбором цветущих растений. Обрывание цветущих особей препятствует и семенному, и вегетативному возобновлению [5].

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Мероприятия по сохранению редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений природной среды обитания, должны способствовать решению одной из главных задач – привлечению внимания молодежи и населения к проблеме сохранения уникальных объектов живой природы[6].

Редкость растений семейства орхидных обусловлена, как хозяйственной деятельностью человека, так и специфическими особенностями экологии и биологии видов. Все растения семейства орхидные относят к категории травянистых многолетников. Семейство Orchidaceae (орхидные) известно не только благодаря своей красоте, орхидеи – это символ глобальной охраны природы на международном, государственном и региональном уровнях, а также уникальный, редкий и вместе с тем наиболее уязвимый компонент естественных природных сообществ [9].
Изучение произрастания растений семейства орхидных позволит определить местообитания редких видов, занесенных в Красную книгу Ярославской области, провести их регистрацию и характеристику, в рамках акции «Найди сокровища родной природы!», реализуемой при поддержке Всероссийской общественной организации «Русское географическое общество». Исследования проводились с июня по август 2015, 2016 годов, на территории города и района Тутаева Ярославской области. Выбор мест обитания растений семейства орхидных был неслучайным, ранее, во время экспедиций проводились наблюдения за их видовым и количественным составом.

Цель работы: определить условия произрастания растений семейства орхидные (Orchidaceae)

Задачи:

- проанализировать условия произрастания растений семейства орхидные (Orchidaceae);

- определить видовой состав растений;

- изучить особенности экотопов произрастания семейства орхидные (Orchidaceae).

Методы исследования

Геоботаническое описание местообитания изучаемых видов, ареал распространения, численность популяций (А. С. Боголюбов,
А. Б. Панков).

Работа с определителями: Определитель высших растений Ярославской области и Определитель высших растений средней полосы Европейской части России.

При исследовании местообитания растительного сообщества указываются особенности рельефа, тип растительности, а также дается характеристика субстрата: тип почвы (механический состав), особенности увлажнения.

При характеристике рельефа отмечается высота над уровнем моря, уклон поверхности, экспозиция[4].

Отбор почвенных образцов

Точечные пробы отбирают на пробной площадке из одного или нескольких слоев или горизонтов методом конверта, по диагонали или любым другим способом с таким расчетом, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для генетических горизонтов или слоев данного типа почвы.

Определение гранулометрического состава почвы, исследуемых территорий

Морфологические свойства почв

Очень важным и наиболее доступным для описания морфологическим признаком почв является цвет (окраска) горизонта или образца горизонта. Окраска является характерным диагностическим признаком, позволяющим косвенно судить и о других свойствах почв.

Определение величины pH, которая является показателем обменной кислотности почвы[11].

Результаты исследований и их обсуждение

Исследования проводились во время полевых выходов, в левобережной части города Тутаева, деревне Борисоглеб Тутаевского района и в деревне Тарантаево Ярославской области[Приложение ,фото 1,2,3].

Начальным пунктом исследования 2015 года были береговые склоны левобережной части города Тутаева.

Береговые склоны левобережной части города юго-западной ориентации, уклон составляет 50 – 55 градусов, высота над уровнем моря 130 метров. Склоны представлены тремя горизонтами: почвенно-растительным, покровным суглинком, по анализу почвы можно заключить, что это легкий, мореный суглинок коричневого цвета (окраска почвы по С. А.Захарову), в котором присутствует мелкий гравий до 10%, не пылеватый, покровный и ниже залегает московская морена. Растительность береговых склонов представлена луговыми травами, характерными для влажных мест [Приложение№2,фото 4].

В местах произрастания орхидей можно видеть выход грунтовых вод на всем протяжении исследования [Приложение№3,фото5].

10 июня 2015 года на первой надпойменной террасе реки Волга, на площади 150Х150 кв. метров были найдены 20 экземпляров пальчатокоренника Фукса (Dactylorhiza fuchsia). Все растения находились в фазе цветения, высота растений составляла от 37 до 50 см, количество листьев -4, цветков в колосе от 27 до 38 шт.[Приложение№3,фото6].

17 июня 2015 года в 300 метрах от городской переправы, на береговом склоне, были найдены два вида орхидей: пальчатокоренник Фукса (Dactylorhiza fuchsia) и Пальчатокоренник пятнистый (Dactylorhiza maculata). Для определения вида использовали определители. Условно участки произрастания отметили как точки, которых на всем протяжении было 15, общей протяженностью 350 метров. Общее количество растений – 58 экземпляров, в фазе цветения. Количество листьев от 4 до 5 штук, в соцветии от 18 до 34 цветка, высота растений от 28 см до 52 см [Приложение№4,фото7и 8].

Во время однодневного похода, 7 июля 2015 года, в район деревни Тарантаево Ярославского района, проведено исследование территории лесного массива. Район изучения находился в 160 метрах от данного населенного пункта. Территория исследования опушка хвойно - мелколиственного леса, который представлен древесными породами: ель обыкновенная, береза повислая, сосна обыкновенная, рябина. Травянистый покров исследуемого участка составляют растения характерные для ельников-зеленомошников[Приложение№5,фото9]. На данном участке были обнаружены популяции грушанки (на 1кв. метре до 400 особей)[Приложение№5,фото10].

На территории данного участка произрастали два вида растений семейства орхидные: Пальчатокоренник Фукса (Dactylorhiza fuchsia) и Любка двулистная или ночная фиалка (Platanthera bifolia). Общее количество растений Любки двулистной составило – 8 экземпляров, в соцветии от 6 до 11 цветков, высота растений от 40 см до 55 см, все растения находились в фазе цветения [Приложение№6,фото11]. Количество растений Пальчатокоренника Фукса при подсчете составило 204 экземпляра, в соцветии от 15 до 22 цветков, высота растений от 35 см до 55 см, растения в фазе цветения[Приложение№6,фото12].

Следующей точкой исследования был луг, расположенный в конце улицы Архангельской, общей площадью 720Х480 метров. Данная территория расположена в 200 метрах от городского кладбища (действующего), в 100 метрах от Газового хозяйства и в 150 метрах от дорожной организации «Автодор». Растительность луга представлена злаково-осоково-разнотравно-мелкотравными ассоциациями (полевица собачья, шучка дернистая, мятлик луговой, осока обыкновенная, ситник нитевидный, манжетка, гравилат речной, мята полевая, клевер ползучий, частуха подорожниковая). Изучение популяций орхидей проводилось 11 июля 2015 года [Приложение№7,фото13].

На территории луга были найдены орхидеи Пальчатокоренник мясо-красный (Dactylorhiza incarnata ) общим количеством – 32 экземпляра, количество листьев составляло от 3 до 5 штук, в соцветии от 24 до 42 цветков, высота растений от 34 см до 45 см [Приложение№7,фото14].

Продолжением работы по изучению распространения растений семейства орхидных явилось исследование территории участка, общей площадью 50х20 метров, в деревне Борисоглеб Тутаевского района, 30 июля 2015 года. Растения орхидеи Дремлик зимовниковый, или широколистный (Epipactis helleborine) найдены на обочине дороги, напротив начальной школы/детский сад №16 «Солнышко». Растительное сообщество данного участка представлено древесными породами: берёза повислая (Betula péndula), клен остролистный (Acer platanoides), рябина обыкновенная (Sórbus aucupária), а также искусственно посажеными кустами сирени(Syringa). Общее количество растений – 42 экземпляра в фазе завязывание плодов и цветения, количество листьев от 5, 6 штук, в соцветии от 9 до 28 цветков, высота растений от 18 см до 76 см [Приложение№8,фото15,16].

В 2016 году изучение произрастания растений семейства орхидные проводились в левобережной части города Тутаева, деревне Борисоглеб Тутаевского района.

10 июня 2016 года в левобережной части города, на первой надпойменной террасе реки Волга, на площади 150Х150 кв. метров были найдены 10 экземпляров пальчатокоренника Фукса (Dactylorhiza fuchsia). Высота растений составляет от 27 до 40 см, растения в фазе начала цветения, два экземпляра из общего количества не имели цветоносов(виргинальная стадия). В районе Сумеркинского ручья обнаружены единично 4 экземпляра пальчатокоренника Фукса (Dactylorhiza fuchsia).

Первого и 18 июля в левобережной части города, проводились исследования береговых склонов, на участке протяженностью 450 метров, общая численность орхидей пальчатокоренника Фукса (Dactylorhiza fuchsia) и мясо-красного (Dactylorhiza incarnata ) составила 94 экземпляра и 7 экземпляров в виргинальной стадии, что свидетельствует о возобновлении популяции пальчатокоренников в местах исследований. При дальнейшем исследовании склонов были найдены растения семейства орхидные: Дремлик широколистный (Epipactis helleborine) – 8 экземпляров; Дремлик болотный(Epipactis palustris) – 16 экземпляров; Тайник яйцевидный ( Listera ovata) – 47 экземпляров[Приложение , фото 17,18]. Общее количество орхидей Пальчатокоренников на склоне – 163 экземпляра.

Для определения морфологических свойств почв были отобраны образцы с исследуемых участков: №1 д. Борисоглеб, №2 ул. Архангельская, №3 д. Тарантаево, №4 Береговой склон. Отбор проб почв производился методом конверта. Универсальным прибором были проведены измерения кислотности почвы.

Измерение pH универсальным прибором

В лабораторных условиях был выполнен гранулометрический состав почвы, исследуемых территорий.

Проба № 1- почва суглинистая, комковато-зернистая.

Она состоит из пылевидных частиц и твердых фракций сравнительно крупного размера. Основным преимуществом суглинистых почв является высокий уровень водопроводимости и воздухопроницаемости. Они обладают способностью сохранять влагу, равномерно распределяя ее по всей толще горизонта, и удерживать тепло. Это, в свою очередь, обусловливает сбалансированный водный и тепловой режимы почвы указанного типа.

Цвет - коричневато-бурый, с содержанием песока, глины и растительных остатков: корней, мелких веток, стеблей травянистых культур. Окраска почв зависит от ее химического состава, условий почвообразования, влажности.

Проба № 2 – почва глинистая, комковатая состав: растительные остатки, корни многолетних трав

Цвет- Темно-бурый

Проба № 3- Состав: растительные остатки,

Цвет- Бурый

Проба № 4- состав: растительные остатки, мелкий гравий.

Цвет-Свело-серый

Водородный показатель (pH), Нормой для всех почв является показатель рН 7.

Проба № 1- 7,0 (нейтральная)

Проба № 2 - 6,5 (слабокислая)

Проба № 3 – 5,0-5,5 (кислая)

Проба № 4 – 4,5 (сильнокислая)

Определение pH почвенной вытяжки при помощи раствора хлорида калия, анализ проводили в трехкратной повторности.

Выводы

Исследования проводились на территории Тутаевского района Ярославской области. Все объекты исследования находились в левобережной части Тутаевского района - это деревни Борисоглеб и Тарантаево, окраина города Тутаева, улица Архангельская и береговые склоны в городской части. Наблюдения за растениями семейства Орхидные(Orchidaceae) проводились во время полевых выходов. Так районы произрастания орхидных, Борисоглеб, Тарантаево и окраина городской черты города, исследовались ежегодно, начиная с 2004 года, а береговые склоны – это вновь выявленный объект.

По полученным данным, работа с определителями и консультации

специалистов, была определена видовая принадлежность растений семейства Орхидные(Orchidaceae): (Dactylorhiza fuchsia), (Platanthera bifolia), (Dactylorhiza maculata), (Dactylorhiza incarnata), (Epipactis helleborine), (Epipactis palustris), ( Listera ovata) и морфологическая характеристика. По состоянию, возрастные группы растений относятся к бимодальному типу, который характеризуется двумя пиками, один из которых приходится на вегетативные, другой – на генеративные особи. По результатам, полученным в лабораторных условиях: почвы в местах произрастания растений дерново-подзолистые, бурые, водородный показатель (pH) почв от 4,5 до 6,5(от слабокислых до кислых), в отличие от почв в деревне Борисоглеб, где водородный показатель (pH) – 7,0(нейтральная).

При изучении экотопов произрастания растений семейства Орхидные(Orchidaceae) можно отметить, что это в основном открытые участки смешанного леса, низинный луг, характеризующиеся влажными почвами и мелкотравными ассоциациями. Исследуя береговые склоны в левобережной части города, было также выявлено, что наибольшее число популяций пальчетокоренников приурочены к местам выхода грунтовых вод, влажные участки. Доминирующими представителями береговых склонов являются многолетние травянистые растения семейства Злаки или Мятликовые (Poaceae):Вейник ланцетный (Calamagrostis lanceolata),Мятлик луговой (Poa praténsis),Трясунка (Bríza media).

Список использованных источников

1. А. Определитель высших растений средней полосы европейской части СССР: Пособие /И. А. Губанов, В. С. Новиков, В. Н. Тихомиров. – М.: Просвещение, 1981. – 287 с.

2. Красная книга Ярославской области/ Под ред. Л. В. Воронина. Ярославль: издательство Александра Рутмана, 2004. - 384 с.

4. М. Научно-методические основы учебного исследования флоры: Методическое пособие. Часть 1. Теория, проблемы и методы флористики. – М.:Компания Спутник+, 2008.- 164 с.

5. Г., М. Гранулометрический состав почв. Агропроизводственное значение и оценка в сельскохозяйственном производстве. 2011. – С. 108.

6. А., В. Состояние и охрана орхидных Ярославской области. Вестник Тверского государственного университета. Серия: Биология и экология. 2007. № 4. С. 14-20.

7. А., О. Состояние ценопопуляций некоторых видов орхидных(ORCHIDACEAE) Ярославской области
Научные труды SWorld. 2013. Т. 49. № 4. С. 19-22.

8. А. Особенности взаимоотношений орхидных Ярославской области с микоризообразущим грибом (на примере Dactylorhiza maculata (L.) Soo) // Изучение и охрана биологического разнообразия ландшафтов русской равнины. Материалы Международной научной конференции. Пенза, 1999.

9. Г., Б., Р. Оценка экологического состояния почвы. Практическое руководство/Под ред. А. Г. Муравьева. – СПб.: Крисмас+, 2000. – 164 с.

10.Определитель высших растений Ярославской области. Ярославль: Верх.-Волж. Кн. Изд-во, 1986. – 182 с.

11.Простейшая методика геоботанического описания леса: Методическое пособие. А. С. Боголюбов, А. Б. Панков. Москва, Экосистема, 1996. - 17 с

Приложение

Точки исследований на карте

Фото №1. город Тутаев

Фото №2. деревня Борисоглеб

Фото №3. деревня Тарантаево

Приложение№2

Растения береговых склонов

Хвощ луговой (Equisetum pratense Ehrh.)	Предпочитает участки со средней степенью увлажнения почвы
Василистник малый (Thalíctrum mínus)	Растет на сырых пойменных лугах, во влажных лесах, на болотах, по мокрым берегам рек и озер.
Мятлик луговой (Poa pratеnsis)	Мятлик луговой произрастает по полям, лугам и лесным опушкам. Способен расти на различных почвах, даже и на песчаных, хоть и предпочитает средневлажные, рыхлые, плодородные земли
Лютик ползучий (Ranunculus repens)	Растёт на влажных, затенённых, наносных почвах: по берегам рек и озёр, на влажных лугах, в кустарниковых зарослях, на лесных болотах, по полям и огородам
Трясунка средняя (Briza media L.)	Растет на пойменных и суходольных лугах, полянах, у дорог, по канавам.
Люцерна серповидная (Medicago falcata))	Влаголюбивая, отлично растет на водопроницаемых, плодородных, рыхлых, нейтральных и слабокислых почвах, которые различны по механическому составу.