Филиал МОУ СОШ №2 п. Спирово Выдропужская общеобразовательная школа

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ

РАБОТА  НА ТЕМУ:                                             

Изучение  популяции

венерина башмачка

                                         Работу выполнил: ученик 9 класса

 Филиала МОУ СОШ №2 п. Спирово

Выдропужской общеобразовательной школы

Бойков Александр Михайлович

Руководитель: Большакова

Любовь Анатольевна

учитель географии и биологии                                                

с. Выдропужск - 2011 год

Оглавление.

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

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

История изучения популяции Венерина башмачка в окрестностях          

  д.  Добрынь………………………………………………………………..…..….6

Результаты исследования…………………………………………………….......6

Географическое положение…………………………………………………...….6

Экологическая и фитоценотическая приуроченность……………………….... 6

Флористический состав……………………………………………………..…....7

Биологические особенности…………………………………………………..….7

1. Биометрическая характеристика башмачка настоящего…………..…7
2. Оценка семенного и вегетативного размножения…………………....8
3. Возрастной состав……………………………………………………....8
4. Состояние вида…………….……………………………………….......8

Заключение ………………………………………………………………….........9

Литература…………………………………………………………………….…11

Приложение………………………………………………………………..…12-15

Введение.

Куда  на   выдумки   природа   таровата !

Каких зверей, каких там птиц я не видал!

      Какие бабочки, букашки,

      Козявки, мушки, таракашки!

«ЛЮБОПЫТНЫЙ»  Иван Крылов

"Весьма на выдумки природа таровата" - эти слова как нельзя более подходят к одному из самых красивых цветов, растущих на территории нашей области, - Венерину Башмачку. Легенда говорит, что некогда, спасаясь в северных лесах от преследования, богиня красоты Венера оступилась среди топких болот и кочек, и с ноги ее слетел башмачок. Прекрасная туфелька богини тут же превратилась в цветок – так и появился башмачок Венеры. Этот оригинальный и редкий цветок и прозвища имеет не менее интересные — «Венерины башмачки», «туфельки Венеры», «башмачки леди», «цветки-мокасины», «барышня в шляпке», «зозулька» и, как ни странно, «Адамова головка». Наименования эти связаны с необычной формой цветка — один из лепестков имеет форму туфельки. Форма лепестка-чашечки этой редкой орхидеи действительно напоминает башмачок, а остальные лепестки – бархатные ленты. Недаром где бы ни росли башмачки (а их около 50 видов), они напоминают обувь. В Америке их называют мокасинами, в Европе – дамскими туфельками, научное название – башмачок Киприды, то есть той же самой Венеры – покровительницы Кипра. [6]

А в России, где особенно распространена орхидея венерин башмачок настоящий, ее в народе называли «кукушкины башмачки», «богородицины сапожки». Венерин башмачок был одним из любимых цветков знаменитого сыщика Ниро Вульфа — персонажа детективных романов Рекса Стаута. Этот вид орхидей он, среди прочих, выращивал в своей оранжерее, разгадывая тайны мошенничеств и убийств. Ещё в конце XIX столетия в Швейцарии обратили внимание, что численность Венериного башмачка сокращается. Поэтому он стал первым видом, занесённым в Международную Красную книгу. Природа щедро одарила  необычайной  красотой и разнообразием цветков, изумляющих людей с древнейших времён и до наших дней (Приложение, рис. 1). «Орхидные являются древней группой, возраст которой  оценивается приблизительно в 80 млн. лет». Л. В. Аверьянов в своей работе «Орхидные  средней России» отмечает, что[1,с.30] «…представители семейства почти повсеместно составляют один из наиболее уязвимых компонентов растительных сообществ». Значительная часть представителей этого огромного семейства являются редкими и вымирающими[4, с.53].

Из-за чего же именно в этом семействе так много редких и вымирающих видов?  Орхидологи в своих работах  указывают на следующие биологические особенности:

1. большинство орхидных произрастают в строго определённых условиях, и они достигаются, как правило, в ненарушенных растительных сообществах [4,10];
2. развитие проростков зависит от контакта с микоризообразующими грибами, так как зрелое семя не имеет эндосперма. Только 1-5% семян  способны к прорастанию [4,с.11];
3. появление надземного побега у наземных орхидных наблюдается в большинстве случаев через 2-3 года после прорастания.  Первое цветение башмачка настоящего, например, происходит на 8-17 году жизни [4];
4. орхидные растения очень декоративные и обладают  лекарственными  свойствами.

Актуальность исследования: Венерин башмачок, имеющий красивый и оригинальный цветок, отнесен к категории редких растений, занесенных в Красную книгу Тверской области (2002) [3,с.67],  является одним из наиболее уязвимых компонентов растительного сообщества. Поэтому изучение распространения, экологии, численности популяции башмачка имеет большое значение для современного исследования растительного покрова  и сохранения его биоразнообразия на территории Тверской области.

        Объект исследования: популяция Венерина башмачка в окрестностях д. Добрынь

        Цель исследования: Изучить популяцию  венерина башмачка (Башмачок настоящий) в окрестностях д. Добрынь

        Задачи исследования:

1. изучить экологическую и фитоценотическую приуроченность башмачка и флористический состав сопутствующих растений;
2. изучить возрастной состав особей популяции, численность растений, уровень цветения и способность к семенному и вегетативному размножению и выяснить;
3. оценить состояние условий обитания башмачка, причины их изменения.

Методы исследования: наблюдение, биометрическое описание, определение растений, анализ исследований, сбор гербария сопутствующих растений, метод заложения учетных площадок.

Научная новизна исследования: данная популяция Венерина башмачка не изучалась, местонахождение  не отмечено в Красной книге Тверской области.

Практическая значимость исследования: материалы исследовательской деятельности  можно использовать для осуществления мониторинга за экологическим состоянием популяции башмачка настоящего; применять при проведении уроков биологии и экологии; использовать для экологического просвещения населения; участвовать в охране редких и исчезающих растений.

Методика исследования.

Методика исследования включала следующие этапы:

1. Определение географического положения популяции, экологической и фитоценотической приуроченности вида, флористического состава сопутствующих растений;
2. Биометрическое описание башмачков;
3. Определение численности и обилия растений;
4. Выявление способности к семенному и вегетативному размножению;
5. Оценивание состояния условий обитания и изучение видов антропогенной нагрузки;
6. Определение состояние вида

                Для изучения флористического состава и биометрических измерений использовался метод учета по квадратам. Закладывались  три пробных площадки по диагонали участка на расстоянии 10 метров друг от друга, размер площадки 16 м2 (4х4). Границы площадок определялись  путем натягивания веревки на колышки. Биометрические измерения проводились путем подсчета и измерений обычной линейкой: измерялась высота стебля, считалось число стеблей на кусте и число цветков на одном кусте. Численность растений определялась путем подсчета числа растений на площадке. Экологическую приуроченность – местообитанием  вида, а фитоценотическую по типу растительного сообщества. Способность к семенному размножению по наличию цветущих растений и семенных коробочек, при оценке вегетативного размножения отмечалась способность растений давать длинные ползучие корневища. Оценка цветения проводилась по четырехбалльной шкале: цветение слабое, среднее, хорошее, очень хорошее.

 Состояние вида оценивалось по трехбалльной шкале:

1. 1 балл. Растения не цветут, вегетируют слабо, не возобновляются;
2. 2 балла. Растения не цветут, а только вегетируют, возобновляются слабо;
3. 3 балла. Процветающий вид, растения хорошо возобновляются.

                При оценке состояния условий обитания (хорошее, удовлетворительное, плохое), отмечались изменения условий и причины их вызывающие. По итогам исследований был сделан  вывод о состоянии  популяции.

История изучения популяции Венерина башмачка в окрестностях д.  Добрынь.

        Изучение  Венерина башмачка началось в 2004 году. Популяция была обнаружена учащимися  школы с. Выдропужск. В состав первой полевой экспедиции входили выпускники МОУ  СОШ с. Выдропужск.  Ими были сделаны  выводы о том, что в популяции преобладают генеративные особи, цветение очень хорошее, много цветков у подавляющего числа растений. Вид процветающий, растения хорошо возобновляются. Изучение популяции продолжилось в 2011 году после разведки  экологической командой летней школы «Эрудит».

Результаты исследования

 В течении 2011 года были проведены три экспедиции. Время экспедиции: первая – 5 июня летняя школа «Эрудит», вторая – 11 июля, третья – 20 сентября.

Географическое положение

Географическое положение: популяция Венерина башмачка находится в Спировском районе в  11-12 километрах от села Выдропужск, 0,5 километра к югу-югу-востоку  от деревни Добрынь, на юго-восточном склоне небольшого холма. Данная территория находится в пределах Вышневолоцко-Новоторжского вала, её отличают сравнительно большая высота (200–350 м абс.) и близкое залегание к поверхности известняков палеозоя встречаются долинные комплексы и гряды с обнажениями карбонатных пород. Поэтому почвы -  дерново-карбонатные. [2,с.30]    (Приложение, рис.2 )

Экологическая и фитоценотическая приуроченность

        Экологическая приуроченность: склон горы с экспозицией в 10-15 градусов, средней и нижней частях.

        Фитоценотическая приуроченность: лесной луг в смешанном лесу с преобладанием сосны. (Приложение, рис.3 )

Флористический состав

            В результате определения растений определён довольно разнообразный флористический состав. Преобладают виды из семейств: розоцветные, сложноцветные, злаковые, лютиковые. Индикаторами явились растения, цветущие одновременно с башмачками: лилейник, колокольчик круглолистный, незабудка мелкоцветковая, ландыш майский, чина весенняя, мышиный горошек, шиповник коричный, земляника обыкновенная, клевер ползучий, гравилат речной, лютик едкий, костяника. Численность башмачков в 2011 году на пробных площадках составила 91 особь.

Биологические особенности

1. Биометрическая характеристика башмачка настоящего.

                Башмачок Настоящий, или Венерин башмачок настоящий, (лат. Cypripedium calceolus) — многолетнее травянистое растение, широко распространённое в Евразии от Британских островов до Тихого океана, вид рода Башмачок семейства Орхидные (Orchidaceae). Кальцефил часто встречается на известняковых почвах, способен заселять старые известняковые карьеры. [4,с.12]

Стебель травянистый, прямостоячий, опушенный железистыми волосками,  высотой 25-45 см, имеет подземную часть в виде длинного корневища. Листья простые, очерёдные, стеблеобъемлющие, эллиптической формы, с обеих сторон и по краю немного волосистые, длина листовой пластинки  10 -15 см, ширина 4-7 см.  Цветки одиночные, реже по  2-3, с листовидным прицветником. Листочки околоцветника красновато-бурые. Губа вздутая, светло-желтая, внутри с красноватыми крапинками. Верхний листок околоцветника эллиптически ланцетный, с многими жилками, 3,5 — 5 см длины, боковые листочки горизонтальные, неравнобокие, линейно-ланцетные, заостренные, 4 — 6 см длины. Две тычинки и столбик с рыльцем бледно-желтые, стаминодий (тычинка утратившая способность производить пыльцу) беловатый, с пурпурно-фиолетовыми крапинами, тупой. Завязь железисто-опушенная. (Приложение, рис. 4). Побегообразование начинается в апреле, в начале мая появляются бутоны, а середине мая — начале июня происходит цветение. Продолжительность цветения 2—3 недели. Цветки опыляются насекомыми. Опылённые цветки увядают на 2—3 день (Приложение,  рис.5). Семена вызревают и высыпаются через 2—3 месяца.

Оценка цветения – хорошее (3 балла)

1. Оценка семенного и вегетативного размножения

Размножение семенное и вегетативное (с помощью корневищ).  Корневища башмачка длинные, извилистые располагаются горизонтально. В почве, на глубине 3-4 см, обнаружили участок корневища (8 см) с придаточными корнями длиной 4,5-5,5см. вегетативное размножение происходит   за счет разрастания корневища и образования на нем новых побегов из почек. Такие почки были обнаружены в сентябре. (Приложение рис.6, 7). Постепенно у таких побегов увеличиваются размеры стебля, листьев и количество листовых пластинок. Семена созревают в июле  – августе. (Приложение, рис.8) Плод сухая коробочка 2-4 см., в которой созревают многочисленные (до 10 тысяч), мелкие, как пыль, семена. (Приложение, рис.9,10)

2. Возрастной состав

                Возрастной состав популяции представлен вегетативными и генеративными  особями. В 2011 году генеративные растения составили от 48%  до 85%, вегетативные от 15-52%.  

Анализ возрастного состава на пробных площадках показал, что данная популяция процветающая, растения хорошо возобновляются.      Состояние вида – 3 балла      

4. Состояние вида.

      Состояние условий обитания - удовлетворительное.  Отметили,  что происходит  изменение условий обитания популяции в результате воздействия хозяйственной деятельности человека. Выкапывание корневищ, сбор букетов местными жителями, вытаптывание в результате выпаса скота.  В результате опроса местных жителей отмечено то, что обильное цветение отмечается не ежегодно. Населению известно  местообитание в окрестностях д. Добрынь, 70% населения знают о том, что это растение занесено в Красную книгу, и считают, что его необходимо охранять, но никаких охранных мероприятий на данной территории не ведется. Настораживает ещё одна проблема, планируется строительство высокоскоростной магистрали, но пока точно неизвестно где оно будет вестись. Если строительство начнётся недалеко от местообитания, то венерин башмачок в нашем районе окажется на  грани исчезновения.

Заключение:

1. Определён довольно разнообразный флористический состав. Преобладают виды из семейств: розоцветные, сложноцветные, злаковые, лютиковые, из них большинство раннелетних растений, цветущих одновременно с     Венериным    башмачком.
2. Возрастной состав популяции состоит из генеративных и вегетативных особей, преобладающими являются генеративные особи; наличие цветущих и  ювенильных растений, хорошо развитых горизонтальных корневищ, присутствие семенного размножения указывает на жизнеспособность популяции;
3. Отмечено,  что произошло изменение условий обитания популяции в результате воздействия хозяйственной деятельности человека.
4. Состояние вида – 3-4  балла, так как цветение обильное, большинство растений цветущие.

        Считаю, что необходим дальнейший мониторинг и контроль над экологическим состоянием популяции. Главную опасность для Венериного башмачка в нашем крае представляет разрушение местообитаний в результате хозяйственной деятельности человека. Ведется бесконтрольная вырубка лесов, что, несомненно, приведет к гибели популяций редких растений. Для сохранения популяции необходимо чтобы эта территория получила статус охраняемой.  

      Также большой вред всем редким растениям наносят любители букетов. Из-за обрыва стеблей с цветами растения  не успевают накопить питательные вещества для следующего  вегетационного периода, что приводит к ослаблению или гибели растений. Например, в Англии башмачок из лесов исчез  практически полностью «благодаря стараниям» ценителей орхидных.

    Венерин башмачок – уникальное растение. Но для  большинства людей - это  просто красивый необычный цветок. И срывая его  для букета, человек не понимает, что ставит это растение под угрозу уничтожения.

     Я считаю, что  необходимо усилить экологическое воспитание и образование населения, прививать этику охраны природы и бережного отношения к ней. Сейчас такая работа проводится только в школе, но этого не достаточно.

    В решении такой важной проблемы необходима помощь СМИ, газет, телевидения.

    Наша природа щедра и беззащитна. Мы должны научиться ценить и беречь её богатства, охранять её уникальность и неповторимость.

     Известный писатель М.М.Пришвин говорил: «Мы хозяева нашей природы, и она для нас кладовая солнца с великими сокровищами жизни. Мало того чтобы сокровища эти охранять – их надо открывать и показывать.

     Для рыбы нужна чистая вода – будем охранять наши водоемы. В лесах, степях, горах разные ценные животные – будем охранять наши леса, степи, горы.

     Рыбе – вода, птице – воздух, зверю – лес, степь, горы. А человеку нужна Родина. И охранять природу значит охранять Родину».  

Литература:

1. Аверьянов Л.В. Орхидные (Orchidaceae) средней России // Turczaninowia: журнал. -2000. - В. 1. – Т. 3. - С. 30-53.
2. География Тверской области. Тверь: Изд-во ТвГУ, 1992. 289 с.
3. Красная книга Тверской области. «Вече Твери» ООО АНТЭК. Тверь 2002.
4. Пушай  Е.С.,. Дементьева С.М  Биология, экология и распространение видов сем. Orchidaceae juss. в Тверской области . – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2007.
5. http://www.botanichka.ru/blog/2010/06/08/ladys-slipper-orchid/
6. http://www.nklibrary.kz/elib/collect/statyii/yavor/zapov/venerin.htm

Приложение

 Рис.1 Венерин башмачок

 Рис. 2 Дерново-карбонатные почвы.

Рис. 3 Смешанный лес с преобладанием сосны

Рис. 4 Цветок венерина башмачка.

Рис. 5. Опылённые цветки увядают на 2—3 день

  Рис.6 Вегетативное размножение происходит   за счет разрастания корневища и образования на нем новых побегов из почек.

 Рис. 7 Венерин башмачок  в сентябре

Рис. 8. Семена созревают в июле  – августе.

Рис. 9. Плод сухая коробочка 2-4 см.

Рис. 10.  Созревшие  многочисленные (до 10 тысяч), мелкие, как пыль, семена Венерина башмачка