Исследовательская работа "Изучение видового разнообразия первоцветов в Ортаковском широколиственном лесу"

Муниципальное казённое образовательное учреждение дополнительного образования детей  «Куровской Дом художественного творчества детей»

Изучение видового разнообразия первоцветов в Ортаковском  широколиственном лесу

Автор работы: Кудряшова Ирина,

                                                                                               6  класс.

Научный руководитель:

Антонова Лидия Игоревна,

педагог дополнительного образования детей

                  руководитель клуба «Живая планета»

п. Куровской

2011 г.

Содержание

1.  Введение                                                                               3

2.  Литературный обзор                                                            4

3.  Характеристика места  исследования                                5

4.  Материалы и методы                                                           5

5. Результаты исследований                                                    5

6.  Выводы                                                                                 9

7.  Литература                                                                           10

8.  Приложения                                                                          11          

Ранней весной появляются первые цветы - подснежники. Это символы весны, символы пробуждения природы.

Актуальность. Печально обернулась для подснежников любовь людей к цветам: многие первоцветы стали редкими, многие занесены в список охраняемых. Нежные символы весны, пробуждающейся жизни сейчас находятся на грани вымирания. Поэтому в настоящее время особенно остро встает проблема охраны  и изучения их биологического разнообразия,  с целью выявления редких и находящихся под угрозой исчезновения таксонов  раннецветущих растений.

В  нашей исследовательской работе речь пойдёт только о  первоцветах, которые произрастают в Ортаковском широколиственном лесу, находящемся в непосредственной близости от деревни Куровской (Калужская область, Дзержинский район).

 Цель: выявить  биологическое разнообразие первоцветов  на территории Ортаковского широколиственного леса.

Задачи:

 -  определить видовой состав травянистых первоцветов широколиственного леса;

 -  собрать растительный материал для гербария;

 -  определить типы запасающих  подземных органов раннецветущих растений;

 -  выявить редкие для нашей местности виды первоцветов;

  -  выявить первоцветы, занесённые в Красную книгу Калужской области.

Литературный обзор

Сразу после исчезновения снежного покрова под еще прозрачным пологом леса зеленеет пышный цветущий ковер из подснежников и других весенних растений; затем появляется в подлеске зеленая дымка, которая постепенно перекидывается на верхний полог леса. Развитие леса идет снизу вверх, от нижних ярусов к верхним, и когда полностью развернут свои листья высокие кроны лип или дубов, сразу поблекнут в нем яркие весенние краски. Развитие растений в условиях широколиственного леса тесно связано с наступлением в нем затенения.

Первоцветы - это растения, распускающиеся самыми первыми. Они могут быть как кустарниками (лещина), так и деревьями (ольха, осина, дуб, клён,  берёза), но в нашем случае речь пойдёт о травянистых первоцветах. Все травянистые первоцветы делят на две группы:  

Первая группа - эфемероиды. Эфемероиды — это группа многолетних травянистых растений, для которых характерна осенне-зимне-весенняя вегетация. Отличаются эти растения необычайной «торопливостью» - появляются на свет тотчас же после схода снега и быстро развиваются, несмотря на весеннюю прохладу. Через неделю-другую после появления на свет они уже цветут, а еще через две-три недели у них появляются плоды с семенами. Сами растения при этом (в начале лета) желтеют и полегают на землю, надземная их часть засыхает.

 К эфемероидам нашего леса относятся: Ветреница лютиковая (Anemone ranunculoiodes L.), Чистяк весенний (Ficaria verna Nuds.), Хохлатки (Corydalis.), Гусиный лук желтый (Gagea lutea (L.) Ker-Gawl.), Петров Крест чешуйчатый (Lathraea squamaria L.).

Вторая группа - раннецветущие растения с эфемероидным типом развития генеративного побега. Это цветущие ранней весной растения, у которых будут отмирать цветоносные побеги, а вегетативный побег будет жить все лето и осень. К ним будут относиться следующие виды: Лютик кашубский (Ranunculus cassubicus L.), Копытень европейский (Asarum europaeum L.), Зеленчук желтый (Galeobdolon luteum Huds.), Сочевичник весенний (Orobus vernus L.), Медуница неясная (Pulmonaria obscura Dumort.), Пролесник многолетний (Mercurialis perennis L.), Селезеночник очереднолистный (Chrysosplenium alternifolium L.), Ландыш майский  (Convallaria majaqlis), Фиалка удивительная (Viola mirabilis L.), Купена многоцветковая (Poligonatum multiflorum)

 Описание участков исследований.

Данный лес расположен вблизи деревни Куровское и с южной стороны находится в непосредственной близости (500 м) от берега реки Угра   (Приложение I). Сама деревня Куровское находится на вершине холма (его склон под углом порядка 30-45 градусов). Лес берёт своё начало с низины и поднимается вверх по холму, поэтому  рельеф в нём неровный, много оврагов и ручьев, в результате чего этот лес не имеет большой рекреационной нагрузки. Этот лес местные жители называют Ортаковский.

Материалы и методы.

Исследования проводились в период массового цветения первоцветов  с 20 апреля по 15 мая  в течение двух лет (2010 и 2011 годы).

Для определения обилия того или иного растения нами была произведена закладка учётных площадок по 1 кв.м.  На каждой площадке определяли проективное покрытие всех  травянистых растений. При определении проективного покрытия учитывают отношение проекции надземных частей растений к общей площади, на которой оно определяется. Проективное покрытие выражается в процентах и определяется для каждого вида в отдельности на глаз  (10%, 30%, 60% и т.д.) или для большей точности с помощью оборудования - сеточки Раменского.

Итак, в 2010 году нами на протяжении   1 км было заложено около 36 пробных площадок. В 2011 году было заложено ещё девять пробных площадок, находящихся в 500 метрах от Святого источника, на вершине холма  и  с южной стороны склона.

Для более детального определения видов хохлаток и других растений нами был собран гербарный материал.

Результаты исследований.

Наше исследование начинается с низины. Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что такие растения, как Гусиный лук, Ветреница лютиковая, Чистяк весенний, Селезёночник очереднолистный и Лютик кашубский предпочитают влажные участки. Калужница болотная встретилась нам один раз в виде небольшой куртины, в непосредственной близости от  ручейка.  А такие растения, как Хохлатки и Медуница неясная, предпочитают участки без избыточного увлажнения, здесь их количество в среднем больше на  6%. (Приложение II)

Необходимо также отметить, что в непосредственной близости от тропинки практически не встречаются Хохлатки, Гусиный лук и Ветреница лютиковая. Вероятно, это связано с антропогенным фактором, а именно с тем, что многие, придя в лес весной, стремятся унести с собой букет  первоцветов.

На пробных площадках, заложенных на северном склоне широколиственного леса, где почва менее влажная и нет застоя воды, мы практически не встретим таких растений, как Селезёночник очереднолистный и Чистяк весенний. Очень редко встречались такие первоцветы, как Гусиный лук жёлтый, Ветреница лютиковая. На некоторых пробных площадках было замечено растение - Сочевичник весенний. Необходимо отметить, что на одной из пробных площадей, в непосредственной близости от куста Лещины, мы обнаружили удивительное растение – Петров крест чешуйчатый.

Анализируя результаты, полученные с южной стороны склона, приходим к выводу, что  именно здесь наблюдается наибольшее биологическое разнообразие первоцветов. На южной части склона мы встретили Фиалку душистую, Купену многоцветковую, Звездчатку ланцетолистную, Лук угловатый, а  Петров Крест чешуйчатый здесь  встречается примерно в три раза чаще, чем на северном склоне и растет он большими скоплениями. (Приложение III)

На вершине холма №1 нами также были заложены пробные площадки. Обработав полученные данные, можно сделать следующие выводы: во-первых,  видовой состав растительности резко сократился. Во-вторых, видовой состав первоцветов представлен в основном Хохлатками (19%), Медуницей  неясной (14,3%) и Ветреницей лютиковой (27,3%),  хотя в незначительном количестве можно встретить Пролесник многолетний (2,0%) и Сочевичник весенний (4,0%). В - третьих, широко распространена на всех участках как сопутствующая трава Осока волосистая, а Хвощ зимующий сменился на папоротник.

Кроме   того,    нами   были   заложены   учётные   площадки   на    вершине   холма,  в 500  метров  от   Святого   источника, где  встречался   Ландыш  майский.   Популяция этого растения  небольшая, её размер составил 3х3 метра.  Необходимо отметить, что через этот участок пролегает тропинка.  На самой тропинке можно было увидеть только вегетирующие растения, в то время как по бокам были цветущие экземпляры. Необходимо отметить, что на этих пробных площадках  видовое разнообразие первоцветов значительно меньше и представлено в основном: Ландышем майским, Луком угловатым, Лютиком кашубским, встречается также Ветренница лютиковая, Звездчатка ланцетолистная, Пролесник многолетний и очень редко Сочевичник весенний. (Приложение IV)

Проводя анализ по всем пробным площадкам,  становится очевидным, что разные виды первоцветов предпочитают различное количество влаги, а это сказывается на разнообразии видового состава как первоцветов, так и сопутствующей им травянистой растительности.

Самыми редкими  видами первоцветов  были: Ландыш майский, Петров крест чешуйчатый, Фиалка удивительная и Калужница болотная.

Раннее цветение растений (сразу после таяния снега) обеспечивается запасом питательных веществ в подземных органах. При сборе гербарного материала мы смогли определить типы запасающих подземных органов наиболее распространённых первоцветов. У большинства растений запасающий подземный орган — это корневище (Чина весенняя, Лютик кашубский, Ветреница лютиковая, Медуница неясная и т.д.).  У всех видов Хохлаток – клубень, а у  Гусиного лука желтого и лука угловатого – луковица.

Именно определение типа запасающего подземного органа помогло нам определить видовой состав Хохлаток, произрастающих на территории широколиственного леса (Приложение V). Таким образом, можно сделать вывод, что на территории Ортаковского широколиственного леса встречаются следующие виды Хохлаток: Хохлатка Галлера, Хохлатка средняя, Хохлатка полая и Хохлатка Маршала – три последних вида занесены в Красную книгу Калужской области. (Красная книга Калужской области.2006 г)

Первоначально эта работа задумывалась, как сезонная (весенняя) экологическая тропа для детей начальной школы.  Но побывав однажды с группой на этом участке, мы поняли, что для первоцветов  и леса будет лучше, если мы проведём заочную экскурсию, на которой расскажем о первоцветах.

Для того чтобы показать и доказать, что первоцветы - очень нежные растения, нами был проведён наглядный эксперимент. Для которого использовали растения,  сорванные ребятами, несмотря на все предупреждения.

Рассмотрев первоцветы, вырванные с корневищем или клубнем (Ветреница лютиковая (вырвано с корневищем 7 растений из 10), Чистяк весенний (5 растений из 10), и Хохлатка (одно- два растения из 10), мы предположили, что такие растения погибнут не только сами, но и могут повлечь за собой гибель популяции из-за повреждения корневой системы, а также  из-за невозможности распространения семенами.

Лепестки у растений из семейства Лютиковых (Ветреница лютиковая,  Калужница болотная, Чистяк весенний)  очень нежные и при малейшем вмешательстве извне опадают, что делает сорванные цветы уже не привлекательными. Нужно помнить и о том, что большинство представителей этого семейства ядовиты.  

Через 10 - 20 минут все сорванные растения завяли (потеряли тургор), так как стебли и листья у этих растений требовательны к влаге.

В Японии детям с ранних лет внушают: сорвать, выбросить или растоптать цветок может только плохой, жестокий человек. 

Выводы:

-  Всего на обследованной территории нами встречены и изучены первоцветы, относящиеся к 9 семействам, 15 видам растений.

-  В Ортаковском лесу редкими оказались следующие виды первоцветов: Калужница       болотная,  Фиалка удивительная, Ландыш майский, Петров крест чешуйчатый и Хохлатка Маршала.

- В Красную Книгу Калужской области занесены следующие виды первоцветов, встречающиеся в нашем лесу: Хохлатка полая.  3 категория. Редкий вид;   Хохлатка    Маршалла. 3 категория. Редкий вид;  Хохлатка промежуточная. 2 категория. Очень редкий вид.

Литература

1.        Большая книга леса: Сборник / Сост. А.Н. Стрижёв. – М.: «ОЛМА-ПРЕСС»,                            1999. – 731 с.: ил.

2.        Всё о цветах лесов, полей и рек. Атлас-определитель. –СПб: ООО «СЗКЭО», 2008.-224 с., ил.

3.        Дмитриев Ю.Д. Занимательная биология: Большая книга леса: 6-8 кл./ Под ред. Н.М. Пожарицкой. – М.: Дрофа, 1996. – 240 с. – (Хочу всё знать).

4.        Жизнь растений. Том 5 (1).- М.: Просвещение, 1980.-429 с.

5.        Жизнь растений. Том 5 (2).-М.: Просвещение, 1981.- 510 с.

6.        Зубарев А.Е. Методические рекомендации по проведению весенней экскурсии в природу: Пособие для читателей, методистов, руководителей детских экологических объединений, учащихся и студентов. – Калуга: Институт усовершенствования учителей, 1999.-40 с., ил.

7.        Книга природы: Рассказы/ Авторы Ю.Д. Дмитриев, Н. Пожарицкая, А. Владимиров, В. Порудоминский – М.: Дат. Лит., 1990. – 399с.: ил.

8.        Кортиков В.Н., Кортиков А.В. Справочник лекарственных растений. – Ростов н/Д: «Издательский Дом «Проф-Пресс», 2002. – 800 с., ил. (Домоводство).

9.    Красная книга Калужской области.- Калуга: Золотая Аллея, 2006.-  С.406.

10.    Определитель сосудистых растений центра Европейской России /И.А. Губанов, К.В. Киселёва, В.С. Новиков, В.Н. Тихомиров. – М.: Аргус, 1995. – 560 с.

11.    Петров В.В. 'Мир лесных растений' - Москва: 'Наука', 1978 - с.168        

12.  Ремезова Г.Л., Эратова М.Е. Войди в зелёный мир: Кн. Для чтения учащихся.- М.: Просвещение, АО «Учебная литература», 1996.-192 с., ил.         

13.        Седира П. Магические растения.-  Спб., 1912.

Интернет - источники:

1. Весна и осень в жизни растений http://www.aroma-azbuka.ru

2. Лесная библиотека. Лютик кашубский http://dendrology.ru/

3. Лекарственные растения > Гусиный лук (желтый)

http://florets.ru/lekarstvennye-rasteniya/gusinyi-luk-djeltyi-.html

4.  Первоцветы и раннецветущие растения. Биологический смысл ранневесеннего цветения растений.  http://revolution.allbest.ru/biology/00115520_0.html

5. Широколиственные леса.  http://ru.wikipedia.org/wiki/

Приложение I

Участок исследования                

 - Святой источник  Алексея Куровского

          - исследуемые участки

Приложение II

Проективное покрытие первоцветов в низине на участках

с избыточным увлажнением          и                                         без него

Приложение III

Сравнение по проективному покрытию первоцветов на северном и южном склонах

Приложение IV

Сравнение по проективному покрытию на вершинах холмов

Приложение V

Видовой состав Хохлаток

Хохлатка Галлера, или плотная (Corydalis Halleri)

Хохлатка полая (Corydalis cava (L.))

Хохлатка Маршалла (Corydalis marschalliana (Рall.)

Хохлатка средняя (Corydalis intermedia)

Кудряшова Ирина Геннадьевна

Изучение видового разнообразия первоцветов в Ортаковском  широколиственном лесу

В настоящее время особенно остро встает проблема охраны  и изучения их биологического разнообразия,  с целью выявления редких и находящихся под угрозой исчезновений таксонов  раннецветущих растений. В  нашей исследовательской работе речь пойдёт о травянистых первоцветах, которые произрастают в широколиственном лесу, находящемся в непосредственной близости от деревни Куровской (Калужская область, Дзержинский район) на территории биосферного резервата и охранной зоны Национального парка Угра.

Цель: выявить  биологическое разнообразие первоцветов  на территории широколиственного леса.

Задачи:  определить видовой состав травянистых первоцветов широколиственного леса;    определить типы запасающих  подземных органов раннецветущих растений;  выявить редкие для нашей местности виды первоцветов; выявить первоцветы, занесённые в Красную книгу Калужской области.

Проводя анализ по всем пробным площадкам,  становится очевидным, что разные виды первоцветов предпочитают различное количество влаги, а это сказывается на разнообразии видового состава как первоцветов, так и сопутствующей им травянистой растительности.

При сборе гербарного материала мы смогли определить: 1) типы запасающих подземных органов. У большинства первоцветов запасающий подземный орган — это корневище (Чина весенняя, Лютик кашубский, Ветреница лютиковая, Медуница неясная и т.д.).  У всех видов Хохлаток – клубень,  у  Гусиного лука желтого и лука угловатого – луковица; 2) видовой состав Хохлаток: Хохлатка Галлера, Хохлатка средняя, Хохлатка полая (промежуточная) и Хохлатка Маршала. 

Выводы:

-  Всего на обследованной территории нами встречены и изучены первоцветы, относящиеся к 9 семействам, 15 видам растений.

- В Ортаковском лесу редкими оказались следующие виды первоцветов: Калужница       болотная,  Фиалка удивительная, Ландыш майский, Петров крест чешуйчатый и Хохлатка Маршала.

- В Красную Книгу Калужской области занесены следующие виды первоцветов, встречающиеся в нашем лесу: Хохлатка полая.  3 категория. Редкий вид;   Хохлатка    Маршалла. 3 категория. Редкий вид;  Хохлатка промежуточная. 2 категория. Очень редкий вид.

деревня Куровская

река Угра