Тема: «Восстановление степного сообщества после сельскохозяйственного воздействия в окрестностях п. Могойтуй».

МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа  №1»

 Тема: «Восстановление степного сообщества после

сельскохозяйственного воздействия в окрестностях п. Могойтуй».

Научно-исследовательская работа

                                                                                         Работу выполнила: Авраченкова Александра

ученица 11 класса МСОШ №1

Руководитель: Батодоржиева Б.Н.

учитель биологии МСОШ №1

п. Могойтуй 2013 год

Содержание.

Введение………………………………………………………………3стр

Глава 1. Общая характеристика степи

1.1.Специфика степной растительности……………………………4-5стр

1.2.Антропогенное воздействие на степи………………………….6-7 стр

Глава 2. Видовой состав степных сообществ

2.1. Материалы и карты исследования…………………………….8 стр

2.2.Растения характерные для степного сообщества……………..9 стр

2.3.Краткая характеристика растений на залежных полях………10 стр

2.4.Динамика восстановления растительности на залежах………12-14 стр

Заключение…………………………………………………………..15 стр

Литература…………………………………………………………...16 стр

Приложения

Введение

Актуальность

Среди наиболее необходимых человеку даров природы почва занимает особое место и является главным богатством людей. В настоящее время почти все резервы плодородного пахотного слоя планеты вовлечены в хозяйственный  оборот  и его состояние зависит исключительно от человека, хозяйствующего на Земле. «На восстановление слоя почвы всего в два с половиной сантиметра при хорошем и постоянном растительном покрове природа затрачивает до тысячи лет! Как же мы должны дорожить своей землей, как оберегать её от разрушительных необратимых процессов!» -  так начинается  очерк  писателя  В.А. Чивилихина.  

До начала  интенсивного сельскохозяйственного освоения наши степи были покрыты травянистой степной растительностью. Освоение целинных земель привело в результате  к   уничтожению уникальной степной растительности. Поэтому мы решили выяснить,  как быстро восстанавливаются пашни  после  её обработки.

Цель: Определить видовое разнообразие растений на восстанавливающихся полях после сельскохозяйственной обработки

Объект исследования:  Залежные поля. 

Предмет исследования:  Видовое разнообразие растений на залежных полях

Задачи: 1. Дать характеристику степи

               2. Выявить видовой состав  растений степных сообществ

               3. Динамика восстановления степных сообществ на залежах

               4. Создать школьный гербарий степных видов растений

Методы: 1. Сбор материала

                2. Гербаризация, определение видов растений

                3. Создать школьный гербарий                

Гипотеза: При восстановлении растительного сообщества будет увеличиваться видовое разнообразие растений постепенно и медленно.

Глава 1. Общая характеристика степи

1. Специфика степной растительности

Степи умеренной зоны – открытые пространства между лесами и пустынями. Зона степей в России невелика по площади. В степях наблюдается недостаток влаги. Высокие летние температуры (средняя температура июля составляет +21 … +230 С)  и сильные ветры обусловливают значительное испарение с поверхности и периодически происходящие засухи, суховеи, пыльные бури, причиняют большой вред растительности. Так как осадков выпадает немного, а испаряемость в 2 раза превышает количество осадков, здесь нет условий для вымывания перегноя в глубину почвенных горизонтов. Злаки по сравнению с деревьями, живут недолго, и в почву попадает большое количество органики в виде гумуса, так как гумификация идет быстро в сухом климате, а минерализация очень медленно. Так возникают самые плодородные почвы – черноземы. В степи распространены черноземы с очень темной окраской и зернистой структурой. Запас растительной массы в степях значительно меньше, чем в зоне лесов. Из – за  длительных засух травы уже к середине лета жухнут и выгорают. Вот почему растения - степняки имеют глубокие, разветвленные корни, дающие до 80 % растительной массы.

 Степная растительность это основной ландшафтный тип растительности в Агинском округе. Растительность в степях преимущественно ксерофильного облика. Преобладают дерновинные злаки, которые обладают  хорошими противоэрозионными свойствами. В этих сообществах преобладают грубостержневые травы – леспедеца копеечниковая, лапчатка скученная и рябинколистная, патриния скальная, а также дерновинные злаки и осоки, способствующие уменьшению  поверхностного стока.

        Ковыльные степи с доминированием ковыля Крылова распространены в Агинских степях довольно широко. ( Батуева Б.Д. 2004)  В составе травостоя ковыльных степей обычны мелкодерновинные злаки: виды типчака, мятлик кистевидный, тонконог, змеевка оттопыренная. Наиболее широкое распространение среди ковыльных имеют типчаково-ковыльные, лейсмусово- ковыльные, мятликово-ковыльные, разнотравно-ковыльные с кустарником пятилистным, караганниковые.

          Вострецовые степи с вострецом, или лейсмусом китайским, характерны для юго-востока территории округа, встречаются по днищам падей и котловин, по лощинам пологих склонов и  на месте старых пашен. ( Батуева Б.Д. 2004) Все лейсмусовые степи относятся к ценным сенокосам и патбищам. Содержат в составе травостоя высокий процент поедаемых растений – злаков и осок (40-80). К выпасу лейсмусовые степи малоустойчивы.

Мятликовые степи с доминированием мятлика кистевидного имеют широкое распространение в долинах рек и котловинах. ( Батуева Б.Д. 2004) Богаторазнотравные мятликовые степи отличаются разнотравьем, в состав которого входят володушка козелецелистная, полынь замещающая, лапчатка рябинколистная, леспедеца копеечниковая, тимьян даурский, подмаренник настоящий. Мятликовые степи используются для выпаса скота и сенокошения.

        Таким образом, степная растительность это основной ландшафтный тип растительности в Агинском округе. Растительность в степях преимущественно ксерофильного облика. Преобладают дерновинные злаки которые образуют  ковыльные, мятликовые, вострецовые степи.

1.2. Антропогенное воздействие на степи  

Современное состояние почвенного покрова определяется  в первую очередь деятельностью человеческого общества. Эта деятельность выступает на первое  место среди факторов почвообразования с момента вовлечения целинных земель в культуру. Хотя природные факторы при этом не перестают действовать на почву, характер действия резко меняется. Пути и способы воздействия человека на почву многообразны:  это возделывание  пашен, отвод под промышленное, городское и транспортное строительство, зоны водохранилищ, добыча полезных ископаемых, отвалы, и увеличение площади засоленных и заболоченных земель, опустынивание и т. д.

Многовековая история земледелия свидетельствует, что обрабатываемые почвы представляют не только результат сложных естественных процессов, но и в известном смысле продукт многовекового  труда человека. (Михеев В.А, 1987)  Возделывая  растения, человек тем самым оказывает влияние на почву. Вместе с урожаем он изымает из почвы значительное количество  органических и минеральных веществ, тем самым обедняя её.

Воздействие человека на почвы осуществляется не только в процессе её обработки. Существенные изменения почвы происходят  и под влиянием выпаса скота. При перевыпасе происходит деградация степной растительности и возникает, в конечном итоге, так называемый «толок», когда практически исчезают все многолетние травы, а следом за «толоком» - опустынивание степей – растительность сменяется плохо съедобными полынями и другими еще более ксерофильными формами. При умеренном выпасе животные копытами разбивают скопление мертвой листвы на поверхности почвы, что способствует дальнейшему росту трав.

Ущерб наносимый  хозяйственной деятельностью человека, фонду почв принял в настоящее время угрожающие размеры. Уменьшение площади почв идет в тысячи раз быстрее, чем их образование.

Но в начале 90-х годов 20 века в связи с перестройкой количество пашен в нашем округе уменьшилось: во-первых, хозяйствам не хватало средств для обработки полей и, во-вторых, идет плановое восстановление полей для увеличения площадей для пастбищ и сенокосов.  

        Таким образом,  при  антропогенном  воздействии  на степи усиливается эрозия почв, уничтожается степная растительность,  перевыпас  приводит к уплотнению почвы. В начале 90-х годов прошлого столетия в связи  с нехваткой  средств  для  обработки полей  увеличивается количество залежей, которое приводит к восстановлению степных сообществ.

Глава 2.  Видовой состав степных сообществ

2.1. Материалы и карты исследования

В настоящее время в Агинской степи все более широкое распространение получают  сообщества, находящиеся на стадии восстановления (старые залежи), и  поэтому нас заинтересовало, как скоро восстанавливается естественная растительность на агроценозах.

Мы начали изучение естественной растительности на агроценозах в течение 4-х лет на полях заброшенных одна в 2009 году (1 год залежей),  другая 2000 году  (9лет назад),  на полях села Ушарбай в местности Харганаша в восьми километрах от нашего поселка.

Дана  карта- схема расположения исследуемых полей  (см. приложение № 5)

 На этих полях  мы проводили  закладку пробных (учетных) площадок размером  1 м2. 

На каждом поле 6 учетных площадок. Мы  каждое лето собирали растения, изучали почву этой местности по растениям,  растущим на данных полях, потому что они являются индикаторами почв.

Для контроля была заложена площадка на остепненном участке, которая не была подвергнута антропогенному воздействию.

2.2.  Растения характерные для степного сообщества

  Пастушья сумка из семейства крестоцветные. Весьма распространенное сорное растение, встречающееся во всех обжитых районах Сибири, кроме Арктики. Цветет с конца апреля по август.

Девясил британский из семейства сложноцветных. Обычное растение черноземной полосы, встречающееся по долинам рек и ручьев, сыроватым лесам, в оврагах. Цветет с июня по сентябрь.

 Незабудка скорпионовая из семейства губоцветные. Часто встречается по полям, опушкам и полям сосняков, обочинам дорог, пустырям, берегам рек. Цветет в мае – июле.

Одуванчик лекарственный из семейства сложноцветных. Обычное растение встречающееся на лугах, в садах, на опушках, в светлых лесах, на полях, газонах, в парках, по обочинам дорог, пустырям. Цветет в апреле – июне.

Гетеропапус татарский из семейства. Растет преимущественно на полях. Цветет в июне –сентябре.

Термопсис ланцетный из семейства бобовые. Растет в степях, по берегам соленных озер. Цветет в июле -  сентябрь.

Незабудка скорпионовая из семейства бурачниковые. Растет по берегам рек, на сырых лугах. Цветет в июле – сентябрь.

Сурепка обыкновенная из семейства крестоцветные. Растет на полях, на заливных лесах, лугах, по берегам рек. Цветет и плодоносит с мая по июнь.

Чабрец обыкновенный из семейства губоцветные. Встречается по степям, светлым соснякам, опушкам, полянам, обочинам дорог. Цветет в июне – августе.

Клевер гибридный из семейства бобовые. Встречается на луговых степях, лугах, лесах.  

 Таким образом, нами собраны и  определены  десять   растений  чаще всего встречающихся  в степном сообществе  окрестности  пос. Могойтуй.

(Приложение)  

2.3. Краткая характеристика растений на восстанавливающихся полях

 Солянка чумная из семейства маревых. Обыкновенное сорное растение встречается  в посевах, по залежам, у дорог, цветет в июле-сентябре.

Пырей ползучий из семейства злаки. Злейший сорняк полей, огородов, садов, лесопосадок. Растение обычное для лугов, полян. Кормовое, лекарственное, цветет в июле-августе.

Полынь равнинная из семейства сложноцветных. Растет на полянах, опушках, вдоль дорог. Цветет с июня до осени.

Бодяк полевой из семейства сложноцветных. Растет по полям, огородам, обочинам дорог, мусорным местам. Цветет в июне-сентябре. Обременительный сорняк.

Подорожник прижатый из семейства норичниковые. Одно из самых обычных растений здесь встречается на пустырях, по обочинам дорог, на полях, в оврагах, по сорным местам. Цветет в июне-сентябре.

Герань луговая из семейства мотыльковых. Широко распространена на лугах, у дорог. Цветет в мае-июле.

Щетинник сизый из семейства злаки. Широко распространенное сорное растение, встречается на полях, по обочинам дорог, сорным местам. Цветет в июле-августе.

Осот полевой из семейства сложноцветных. Растет по полям, огородам, полянам, берегам рек, мусорным местам. Злостный сорняк. Цветет в июне-сентябре.

Полынь горькая из семейства сложноцветных. Одно из самых обычных сорных растений, встречающееся по мусорным местам, канавам, пустырям, оврагам, лесным полосам, обочинам дорог. Цветет в июне-сентябре. Лекарственное.  

Марь белая из семейства маревые. Растет по обочинам дорог, сорным местам, полям. Цветет в июне-сентябре.

Гречиха вьюнковая из семейства гречишные. Обитает на полях, залежах, каменистых склонах и осыпях, по берегам водоемов, в зарослях кустарников. Цветет с июля – октябрь. 

За период исследования (с 2009 по 2012 гг.) нами была проведена оценка восстановления залежей. В результате работы  определено и  описано 10 видов растений произрастающих на залежных полях.  Выявлено что, количество особей солянки чумной  и  овса посевного постепенно  уменьшается.  (Приложение 6-11)  Такие растения как  пырей ползучий, полынь горькая  и  равнинная, марь белая, щетинник сизый, подорожник прижатый увеличивают свою численность.  ( Приложение 6-9, 13- 18)  Из приведенного перечня растений залежных полей, можно сделать вывод, что  в основном поля в  первые годы заселяются неприхотливыми к условиям обитания сорными растениями .

2.4. Динамика восстановления растительности

Встречаемость растений на залежных полях в 2009 году (1 год).

     В результате чего в первом году изучения растительности на заброшенных полях - 2009 –м  мною было собрано 10 видов растений из возможных 20-30 естественных степных  растений.  Такие как овес посевной, щетинник сизый из семейства злаковых, солянка чумная, марь белая из семейства маревых, герань луговая из семейства гераниевых, полынь равнинная, горькая, бодяк полевой, осот полевой из семейства сложноцветных, подорожник прижатый из семейства подорожниковые, пастушья сумка из семейства крестоцветных.  

Из таблицы 2 (Приложение 1) видно, что среднее количество овса посевного здесь преобладает из-за семян «паданок». В последующие годы их количество резко сокращается. Обследования почвы показали, что здесь она солонцеватая. Это говорит о преобладании таких растений, как солянка чумная (среднее количество 34), щетинник сизый (53,8), термопсис ланцетный (8,4).

Изучение второго поля залежных с 2000 года показали, что в основном растут растения характерные для естественного биоценоза. Большинство растений из семейства сложноцветных. Количество сорных растений резко увеличивается на примере пырея ползучего (94,3).

Я также брала пробные (контрольные) участки на естественных биоценозах. Было установлено, видовое разнообразие растений на естественных полях больше, чем на восстанавливаемых полях.

Встречаемость растений на восстанавливаемых полях в 2010 году (2 год).

На этих полях 2010 года резко уменьшается количество овса посевного, чем за 2009 год.

Таблица 3  (Приложение 2). Увеличивается количество солянки чумной, это показывает, что на этих полях почва щелочная.  Растения 2000 года (10 лет) весьма сходны с прошлым годом. Но увеличивается видовое разнообразие таких растений как марь белая из семейства маревые, полынь равнинная из семейства сложноцветных, подорожник прижатый из семейства норичниковые, бодяк полевой из семейства сложноцветные, осот полевой из семейства сложноцветные). Во втором году появляется пырей ползучий из семейства злаки и гречиха вьюнковая из семейства гречишные. Также увеличивается количественное разнообразие таких  растений как (пырей ползучий, полынь равнинная)   на залежах.

 Встречаемость растений на восстанавливаемых полях в 2011 году (3 год).

Здесь можно заметить общее увеличение всех этих растений Таблица 4  (приложение 3) (солянка чумная – 65,8, щетинник сизый – 53,1, марь белая – 15, полынь равнинная – 26,6,  полынь горькая – 14,8, подорожник прижатый – 26, бодяк полевой – 13,1, пырей ползучий – 54,3, осот полевой – 26,6, гречиха вьюнковая – 8).   На 3 году появляется гречиха вьюнковая из семейства гречишные это сорное растение и вероятно семена занесены случайно. В 2011 году на полях заброшенных 11 лет назад происходит также общее увеличение растений (полынь равнинная – 33,8,  полынь горькая – 31,5, подорожник прижатый – 3,4, бодяк полевой – 6,2, пырей ползучий – 139, 3, гетеропапус татарский – 2,7,  термопсис ланцетный – 3, незабудка скорпионовая -  3,6.).

Встречаемость растений на восстанавливаемых полях в 2012 году (4 год).

Как показало дальнейшее мое исследование, повышенное обилие здесь получает  вегетативно размножающиеся виды: пырей ползучий, полынь горькая, полынь равнинная. При этом уменьшается количество солянки чумной (41,3), бодяка полевого (9,1), мари белой (17,6). Таблица 5  (приложение 4).

Уже в 2012 году (12 лет) пырей ползучий достигает 171.  

            Таким образом, по сравнению с естественной растительностью заметно обеднен состав разнотравья на восстановленных после распашек полях. Наиболее широкое распространение получают пырей ползучий, разные виды полыней, бодяк полевой.

Из разнотравья заметную роль играют герань луговая из семейства гераниевых и подорожник прижатый, все остальные виды представлены единично.

На месте распашек формирование степных сообществ идет через полынно- типчаковые  стадии. Степные растения очень активны и поэтому всюду, где человек ослабляет свою хозяйственную деятельность, формируются степные сообщества вторичного происхождения. В связи с выпасом скота и  условий  резко-континентального и засушливого климата,  затрудняют естественное возобновление степей. Таким образом, вторичные степи могут существовать неопределённо долго и состав растительности которые мы описали, изменяется незначительно.

Заключение

          Таким образом, степь это уникальное сообщество. Степная растительность это основной ландшафтный тип растительности в Агинском округе. Растительность в степях преимущественно ксерофильного облика.   При  антропогенном  воздействии  на степи усиливается эрозия почв, уничтожается степная растительность,  перевыпас  приводит к уплотнению почвы. В начале 90-х годов прошлого столетия в связи  с нехваткой  средств  для  обработки полей  увеличивается количество залежей, которое приводит к восстановлению степных сообществ. Установлено что, видовое разнообразие растений на естественных полях больше, чем на восстанавливаемых полях. Было выявлено на залежах 10 видов растений. Доминирующими являются  разные виды полыней, пырей ползучий, бодяк полевой.   На восстановленных после вспашки полях заметно обеднен состав разнотравья, что видно при сравнении среднего количества растений на пашнях и контрольных образцах  естественных сообществ.    Динамика роста  разнообразия растений замедленная.

Теоретическая значимость состоит в изучении видового разнообразия растительности на восстанавливающихся полях.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования данного материала на уроке, на классных часах, в беседах.

Литература

1. Вавилова П.П. Растениеводство.- М.: «Колос», 1979г.
2. Дулепова Б.И., Стрельников В.Г. Растительность Агинского Бурятского автономного округа. - Чита, 1999 г.
3. Михеев А.В. и др. Охрана природы  - М. : Просвещение, 1987г
4. Новиков В.С., Губанова И.А. Школьный атлас – определитель высших растений.- М.: «Просвещение», 1985г.
5. Черепнин В.Л. Пищевые растения Сибири.- Новосибирск: «Наука», 1987г.
6. Захлебный А.Н., Зубарев А.Е., Скалон Н.В. Полевой экологический практикум: «Влияние человека на экосистему леса». -М.: Центр «Образование и экология», 2003.
7. Газета «Агинская правда» от 7.12.06 №146
8. Газета «Агинская правда» от 25.08.1994 №98

Приложение 5

Карта – схема расположения исследуемых полей

С               Ю

Условные обозначения 

Поле заброшенное в 2008 году

Поле заброшенное в 2000 году

Приложение  1                                                                                                                             Таблица 2.

Встречаемость растений на восстанавливаемых полях

Приложение 2                                                                                                               Таблица 3                     

 Встречаемость растений на восстанавливаемых полях