Зелёные растения под снегом

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Волоконовская средняя общеобразовательная школа №1

Волоконовского района Белгородской области»

Зелёные растения под снегом

Исследовательская работа

Выполнена ученицей

11 класса МОУ «Волоконовская СОШ №1»

п. Волоконовка Белгородской обл.

Непошевайленко Анастасией Андреевной

Научный руководитель –

учитель географии

МОУ «Волоконовская СОШ №1»

Фирсова Ольга Анатольевна

Волоконовка, 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………      3

Основная часть………..…………………………………………………      4

Заключение……………………………………………………………….     7

Список использованных источников и литературы…………….….…      9

Приложения………………………………………………………………   10

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной работы является изучение растений, зимующих под снегом в зеленом состоянии.

В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:

1. Выбрать несколько сильно различающихся биотопов.

2. В каждом из этих биотопов заложить площадки.

3. В зимний период, раскопав снег, подсчитать и определить все зелёные растения.

4. Составить списки видов и численность зелёных растений в различных биотопах.

5. Проанализировать видовой состав зимующих под снегом зеленых растений в различных биотопах.

Гипотеза. Основное условие существования травянистых зеленых растений в умеренном климате – наличие достаточного снегового покрова. Основная его функция в данном случае – предохранительная, или теплоизоляционная. Известно, что снежный покров имеет рыхлое строение из-за формы снежинок. В пустотах между снежинками находится воздух, который отличается плохой теплопроводностью, и именно ему мы обязаны за столь замечательное свойство снега. Он, как мы нередко (но неправильно) говорим, «хорошо греет».

Актуальность.   Нежные травянистые растения. Их основной способ переживания зимы – полное отмирание надземной части (у большинства), или всего растения (у однолетников), либо специальные «хитрые» адаптации (у вечнозеленых и зимне-зеленых). Именно о них и пойдет речь в данной работе.

В качестве объекта исследования были выбраны травянистые растения двух биотипов: сосняк и смешанный лес.  Предмет исследования условия зимовки растений.

При изучении зелёных растений под снегом была использована общепринятая методики Н.С. Лазаревой и А.С. Боголюбова.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Часть 1. Описание рассматриваемых фактов 

Зима — трудное, неблагоприятное для растений время года. Основная опасность, которая подстерегает растения зимой — высыхание. Именно это главная угроза, так как вода в почве замерзает. Если в зимнее время начнет подсыхать какая-нибудь часть растения, она неминуемо погибнет. Ведь во время холодов передвижения воды по растению нет и восполнить потери влаги невозможно. А испаряется зимой вода довольно хорошо (вспомните, как быстро сохнет белье на морозе).

Поэтому все адаптации растений к зиме направлены на снижение потерь влаги. Для деревьев и кустарников главный способ борьбы с зимним высыханием — сбрасывание листвы. Такие растения называются листопадными, то есть их листья опадают все осенью, а живут один сезон. Необходимое количество света и воды растения получают в течение весны и лета, их крупные листья работают достаточно эффективно, чтобы обеспечить растение питательными веществами на начало следующего сезона. На зиму такие растения впадают в спячку, практически не расходуя воды и не фотосинтезируя. [4] Хвойные растения пошли другим путем — в их листьях очень мало собственно воды, а преобладают незамерзающие эфирные масла, алкалоиды, сахара. Все физиологические процессы в хвойных растениях, в том числе и фотосинтез, идут очень медленно, но зато они могут идти при низких температурах, даже зимой. Для еще меньших потерь влаги листья хвойных растений игловидные, жесткие, защищены слоем воска. Каждый лист (хвоинка) живет 2-5 лет, а опадают листья не все вместе, а по очереди в течение года. Дополнительные средства защиты стволов и ветвей — кора (пробковый слой), а почек — почечные чешуи — снижение зимней потери влаги еще больше и обеспечивают дополнительную зимовку этих растений.

Другое дело — нежные травянистые растения. Большинство травянистых растений отмирает на зиму — либо целиком (однолетние), либо только их надземные части (многолетние растения). Но есть и такие, которые зимуют под снегом зелеными — их стебли и листья не меняют своего летнего облика. Стебли этих растений, обычно невысокие, едва возвышающиеся над поверхностью почвы, листья тоже располагаются у земли.

В зеленом состоянии под снегом зимуют две группы растений — вечнозеленые (чьи листья живут 2-3 лет), и зимнезеленые (чьи листья живут один год).

Часть 2. Методика исследования

В каждом биотопе в типичном месте закладывается площадка 1х1м. C помощью лопат, снег с площадки удаляется. Ближе к поверхности почвы работать лопатой следует осторожнее, чтобы не повредить растения, а последний, тонкий слой снега желательно удалять щеткой или веником.

Очищенную от снега площадку описывают, т.е. определяют видовой состав всех зеленых растений и их проективное покрытие.

Проективное покрытие определяется по стандартной методике. Всю площадь поверхности площадки принимают за 100% и на глаз определяют, какой процент этой площади закрыт листьями того или иного растения. Проективное покрытие выражают в процентах для каждого из имеющихся видов растений в отдельности. В зимний сезон проективное покрытие бывает очень низким — от 0,1% до 10%.

Попутно с описаниями площадки в её окрестностях проводится стандартное геоботаническое описание биотопа.

Как обычно определяется видовой состав деревьев и кустарников, их соотношение в лесу (формула древостоя), сомкнутость крон, высота и диаметр растений в каждом из ярусов леса, данные заносятся в бланк описания участка растительного покрова. [2]

Часть 3. Результаты исследования

Было выбрано и обследовано 2 биотипа:

1. смешанный лес;
2. сосняк.

В ходе исследования были выявлены 7 видов растений из низ были найдены 3 вида мха.

Среди растений, найденных под снегом, выделяют 2 большие группы: вечнозеленые и зимнезеленые растения.

Больше всего зеленых растений было обнаружено во 2 биотопе (сосняк).

Наименьшее количество растений в 1 биотипе (смешанный лес).  В их числе нет зимнезеленых растений.

Многолетние травянистые растения: земляника обыкновенная, ожика волосистая. По литературным данным у этих растений надземная часть на зиму отмирает. Но наши исследования показали присутствие этих растений под снегом в зеленом состоянии. Мы предполагаем, что это связано с теплой зимой 2010-2011 года. Более достоверную картину можно получить, проводя многолетние исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Было выбрано 2 сильно отличающихся биотопов: смешанный лес и сосняк. Выявлен видовой состав растений данных биотопов: древесный ярус и травянистые растения под снегом. Определено проективное покрытие каждого вида растений. Максимальное проективное покрытие имеет мох Дикранум — 50% (биотоп № 2). Минимальное проективное покрытие (0,1%) имеют: вероника лекарственная, земляника обыкновеннаят в биотипе №2, мох кукушкин лён в  биотипе №1. Также были найдены многолетние растения: земляника обыкновенная и ожига волосистая.

Мхи не боятся сильных морозов, потому что им совершенно не опасно высыхание. Они поглощают воду из атмосферы через листья и стебли. Настоящих, хорошо развитых корней у мхов нет, и растения впитывают влагу всей своей надземной частью, словно губка. [1] Если долго нет дождя, мох полностью теряет влагу, высыхает до воздушно-сухого состояния. Однако он при этом не погибает, а переходит в состояние покоя. Объясняется это явление свойствами протопласта — живого содержимого клеток мхов. Протопласт мхов не погибает даже после сильного высыхания. Им не опасна потеря влаги ни летом, ни зимой. Мхи переносят зиму в любых условиях, — как под защитой снегового покрова, так и без него.

Зимнезелеными называют листопадные растения, листья которых появляются весной (как у всех листопадных растений), и отмирают все вместе, но не осенью, как у всех «нормальных» растений, а весной. То есть живут листья один год, но период листопада приходится у них на весну. [5] Таким образом растение продлевает себе длительность фотосинтетического периода — от ранней весны, когда снег только стаял и до момента поздней осени, когда слой снега станет существенным. Известно, что листопадные растения должны иметь большой запас питательных веществ на время разворачивания новых листьев. Эти вещества откладываются предыдущим «летним» поколением в корнях и стеблях и у обычных листопадных растений очень много времени уходит на развитие из этих веществ новых побегов. В природе уже давно светло и тепло, а растения еще не начали фотосинтезировать. Это недостаток. Зимнезеленые растения начинают фотосинтезировать и вырабатывать энергию как только сходит снег, т.е. появляется свет — за счет перезимовавших «старых» листьев. И только после того, как появятся новые листья, старые, перезимовавшие, отомрут.

Обычные в наших лесах зимнезеленые растения — копытень европейский, осока волосистая, щитовник игольчатый, зеленчук желтый, кислица обыкновенная.

В лесах средней полосы вечнозеленых и зимнезеленых растений больше всего в ельниках. Основная причина — световой режим в нижних ярусах леса. Из всех наших типов леса — ельник темный, причем во все сезоны года. Поэтому для растений нижнего яруса очень важно как можно дольше продлить возможность фотосинтеза. Кроме того, почвы еловых лесов часто не очень благоприятны для растений — они не очень богаты, обычно переувлажнены и обладают высокой кислотностью. В таких условиях растения развиваются медленно, весной листья распускаются поздно, прошлогодние в это время очень важны.

Велико число зимнезеленых растений в лиственных лесах (но меньше, чем в ельнике). Здесь причина другая. В лиственных, особенно широколиственных лесах после распускания листвы в кронах под их пологом становится настолько темно, что многие растения не могут нормально развиваться. Многие травянистые растения приспособились к очень быстрому развитию в этот короткий период между сходом снега и распусканием листвы на деревьях. Приспособились по-разному: одни — эфемероиды — запасают питательные вещества в клубнях и луковицах и цветут сразу после схода снега, другие — зимуют зелеными, чтобы фотосинтезировать и дать новые побеги за счет перезимовавших листьев.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Куданова, З.М. Определитель высших растений. – Москва: Просвещение, 2006.
2. Лазарева, Н.С.  Зелёные растения под снегом / Н.С. Лазарева, А.С. Боголюбов – М.: Экосистема, 2001. – 47 с.
3. Маевский, П.Ф. Флора средней полосы Европейской части России. Москва, 2007.
4. Неронов, В.В. Полевая практика по геоботанике в средней полосе европейской России. – Москва: Центр охраны дикой природы, 2004.
5. Ступачкина, О.Г. Лесная типология. –Москва: Экосистема, 1999.
6. Татаева, Л.П. Определитель папоротников, хвощей, плаунов. Москва, 1997.

Приложение 1

ХАРАКТЕРИСТИКА БИОТОПОВ

Биотоп №1 (смешанный лес)

Приложение 2

ХАРАКТЕРИСТИКА БИОТОПОВ

Биотоп №2 (сосняк)

Приложение 3

Список растений