Городская экологическая конференция «Югра - территория экологического неравнодушия»

Фитоценотическа характеристика растительного покрова пришкольного участка

Автор:

Левен Наталья, 10 Б класс

МОУ «СОШ № 5»

Научные руководители:

Козачок Наталья Петровна,

учитель высшей категории по биологии МОУ «СОШ № 5»

Нефтеюганск 2011

Содержание

ВВЕДЕНИЕ        

Теоретическая часть        

Ярусы        

Вертикальное строение лесного сообщества (фитоценоза)        

Горизонтальное строение лесного сообщества (фитоценоза)        

Ценотические группы        

Обилие        

Возобновление древостоя        

Практическая часть.        

Состояние разных видов деревьев на участке.        

Схема горизонтального строения фитоценоза.        

Описание        

Вывод        

Список литературы        

Введение

При ботанических исследованиях объектом изучения является фитоценоз. В отечественной ботанической литературе наиболее широко используется определение, данное В Н. Сукачёвым: «Под фитоценозом (растительным сообществом) надлежит понимать всякую совокупность растений на данном участке территории, находящуюся в состоянии взаимозависимости и характеризующуюся как определённым составом и строением, так и определённым взаимоотношением со средой...»

Таким образом, фитоценоз — не случайное собрание видов растений, а закономерная совокупность видов, приспособившихся в результате длительного отбора к совместному существованию в определённых условиях внешней среды.

Часто вместо термина «фитоценоз» употребляется термин «растительное сообщество». Однако, как считает А.Г. Воронов, термин «фитоценоз» целесообразно сохранить для обозначения конкретных участком растительности, а «растительное сообщество» использовать как термин, не имеющий определённого объёма, как безгранное понятие для обозначения любого таксона в классификации растительного покрова.

Иногда в качества синонима термина «фитоценоз» некоторые исследователи используют термин «участок ассоциации».

Каждый фитоценоз характеризуется определённым набором признаков, из которых наиболее важное значение для разграничения одних фитоценозов от других имеют следующие:

• видовой (флористический) состав;
• количественные и качественные отношения между растениями, которые определяются разной степенью участия (обилием) различных видов и неодинаковой их значимостью в фитоценозе;
• структура — вертикальное и горизонтальное расчленение фитоценоза;
• характер местообитания — среда обитания фитоценоза.

Совокупность всех фитоценозов определённой территории называют растительностью, или растительным покровом данной территории.

Актуальность: Исследуя растительный покров, можно определить количественный и качественный состав фитоценоза и оценить экологическую обстановку на пришкольной территории.

Цель: составить фитоценотическую характеристику растительного сообщества, находящегося на пришкольной территории и заполнить стандартный бланк ботанического описания.

Задачи:

1. Теоретически описать виды растений, обитающих в данном фитоценозе.
2. Изучить состояние разных видов деревьев на участке.
3. Изучить вертикальное и горизонтальное строение фитоценоза.
4. Изучить ценотические группы фитоценозов.
5. Описать обилие видов и проективное покрытие.
6. Составить стандартный бланк ботанического описания

Гипотеза: 

Если состояние растительности на пришкольном участке оценивается как хорошее, то экологическая обстановка благоприятная.

Методы исследования:

• Синтез и анализ данных
• Обобщение
• Описание
• Исследование

ПЛАН РАБОТЫ

1. Изучение теории вопроса.
2. Составление описательных характеристик видов растений, обитающих в фитоценозе.
3. Изучение состояния разных видов деревьев на участке.
4. Изучение горизонтального строения фитоценоза. Составление схемы.
5. Выявление микрофитоценозов, синузий и эпифитных синузий.
6. Изучение вертикального строения фитоценоза и названий ассоциаций растений.
7. Определение сомкнутости крон растений и класса бонитета.
8. Изучение проективного покрытия и истинного покрытия (задернования).
9. Описание обилия видов растений по шкале О. Друде.
10. Описание древостоя и подроста.
11. Описание травяно-кустарничкового яруса и лишайниково-мохового.
12. Составление и заполнение стандартного бланка ботанического описания.
13. Составление списка видов растений, улучшающих экологическую обстановку на пришкольной территории.

Теоретическая часть

Ярусы

Ярусы — самые крупные структурные части вертикального строения фитоценоза.

При выделении и описании ярусов следует усвоить ряд основных положений:

Ярусное (вертикальное) расчленение фитоценоза определяется тем, что каждый фитоценоз сформирован растениями разной высоты и относящимися к различным биоморфам (жизненным формам) — деревья, кустарнички, травы, мхи и др.

1. Отсчёт ярусов ведётся сверху, т.е. наиболее высокие растения относятся к первому ярусу.
2. В один ярус следует включать все надземные части входящих в него растений, т.е. ярусы в фитоценозе располагаются не отдельными слоями или этажами один под другим, а как бы вложены один в другой.
3. Ярусы должны хорошо отграничиваться друг от друга, а входящие в них растения формировать достаточно сомкнутые образования. Если этого нет, то следует говорить о ярусной невыраженности. Например, в лесном сообществе единично растущие кустарники или небольшие разбросанные куртинки мхов не образуют соответственно ни яруса подлеска, ни яруса мохового покрова.
4. Каждый ярус занимает определённую экологическую нишу. В одном и том же ярусе находятся растения, близкие по экологии.
5. Благодаря ярусности в фитоценозе уживается большое количество видов растений, которые наиболее полно используют среду обитания.

Вертикальное строение лесного сообщества (фитоценоза)

Обычно в лесу 4 яруса: 1 — древесный, II — кустарниковый, III — травяно- кустарничковый и IV — лишайниково-моховый. Однако, могут встречаться лесные сообщества трёх, двухъярусные и даже одноярусные. Например, одноярусный густой еловый молодняк, не имеющий под пологом своих крон ни подроста, ни кустарника, ни трав, ни мхов.

Растения разных ярусов различаются и по своему отношению к условиям внешней среды — экотопу (свету, влаге, теплу, питанию) и приспособленностью к определённым условиям фитосреды — биотопу. Благодаря ярусности сообщество более полно и динамично использует среду своего местопроизрастания (экологическую нишу), создаёт здесь наибольшую фитомассу в результате увеличения числа слагающих его видов, характеризующихся различной потребностью к условиям местопроизрастания.

Каждый из ярусов в зависимости от предельной высоты входящих в него видов подразделяется на подъярусы. В еловом древостое модно выделить два подъяруса: верхний — из деревьев первой величины (ель, берёза, осина и др.) и нижний, на 4-5 м ниже — из деревьев второй и третьей величины (рябина, черёмуха, ольха, ива). Ко второму подъярусу могут относиться и деревья первой величины, например поколение ели в заболоченном сосняке, которая в этих условиях никогда не сможет достигнуть высоты верхнего полога из сосны.

Некоторые лесоводы нижние подъярусы древостоя относят к самостоятельным ярусам, что биоморфологически неверно.

Кустарниковый ярус хорошо выраженных подъярусов обычно не имеет

В травяно-кустарничковом ярусе можно выделить до трёх подъярусов: первый — из высокотравья, высотой более 50 см, второй — из низкотравья, высотой 10-50 см и третий — из мелкотравья, высотой до 10 см.

Мохово-лишайниковый покров обычно представлен только одним ярусом без подъярусов

Горизонтальное строение лесного сообщества (фитоценоза)

Горизонтальное строение лесного сообщества характеризуется многообразием. Неравномерность сложения лесного сообщества часто выражается мозаичным чередованием в нём мелких участков, отличающихся по строению растительного покрова и особенностям среды Мозаичные сообщества называют также комплексными, так как они слагаются из комплекса вариантов строения и состава.

Мозаичность лесных сообществ выражена не столь чётко, как ярусность Наиболее отчётливо она выражена в хвойно-широколиственных и смешанных лесах с групповым расположением деревьев разных видов, особенно различающихся своими эколого- биологическими свойствами и степенью сомкнутости крон. Каждая такая группа деревьев одного вида или нескольких представляет собой особое микросообщество — микрофитоценоз. Каждый ярус его слагается из одной ил нескольких микрогруппировок (пятен) Они называются ещё внутриярусными социентами или синузиями. Например, древесный ярус микрофитоценоза смешанного леса может состоять из синузии ели, синузии берёзы и смешанной синузии из ели с берёзой. В травяно-кустарничковом ярусе этого микрофитоценоза — из синузии черники, синузии брусники, синузии мелких папоротничков. В моховом покрове из синузии зелёных мхов, синузии сфагновых мхов.

Таким образом, микрофитоценозы по своему объёму всегда шире синузий, каждый из их ярусов может быть представлен одной или несколькими синузиями.

Кроме ярусных и внутриярусных синузий встречаются ещё эпифитные синузии, сложенные из мхов, лишайников и водорослей, растущих на пнях, стволах и ветвях деревьев.

Моховые синузии чаще приурочены к лиственным высоковозрастным деревьям, лишайниковые — к тем и другим, но чаще на ослабленных деревьях и пнях.

Фитоценоз (растительное сообщество) — всякая конкретная группировка растений, относительно однородная на всём протяжении занимаемого им пространства по внешним признакам, флористическому составу, строению, условиям существования и характеризующаяся относительно одинаковыми взаимоотношениями между растениями и средой

Сомкнутость крон — площадь горизонтальных проекций крон деревьев на поверхность почвы. Она определяется глазомерно или графически путём нанесения горизонтальных проекций крон на миллиметровую бумагу и выражается а % от общей поверхности учитываемой площади. Сомкнутость 50 % означает, что поверхность почвы лишь на половину покрыта проекциями крон деревьев.

Описание кустарникового яруса включает определение видового состава кустарников, их проективное покрытие и обилие общее и по видам, высоту (минимальную, максимальную, преобладающую), распределение кустарников по площади (равномерно, куртинами, группами), общее состояние, жизненность по четырёхбалльной шкале: 1 — вид вполне нормально развивается и проходит весь цикл развития, 2 — вид нормально развивается и плодоносит, но не достиг обычных размеров, 3 — вид в данных условиях не вполне нормально развивается, он встречается лишь в вегетативном состоянии, 4 — вид только вегетативно и очень слабо развивается, явно сильно подавлен неблагоприятными для него условиями.

Проективное покрытие — площадь горизонтальных проекций отдельных видов растении пли всего яруса на поверхность почвы. Оно выражается в % от общей поверхности учитываемой площади. Например, проективное покрытие равное 70 % означает, что поверхность почвы на 70 % покрыта проекциями растений, а 30 % её остаётся непокрытой (видна при взгляде сверху).

Обилие видов растений означает, как много экземпляров данного вида встречается в сообществе (на участке).

При описании кустарникового и травяно-кустарничкового ярусов обилие даётся по шестибалльной шкале Друде (по имени ботаника О. Друде). Этот способ глазомерной оценки выражается цифрами или словесными обозначениями. Балл 6 означает, что растения описываемого вида почти смыкаются надземными частями, образуя сплошной фон (сплошь); 5 — растения описываемого вида встречаются очень обильно (очень много, проективное покрытие 70-90 %); 4 — растения встречаются обильно (много, проективное покрытие 50-60 %); 3 — растения встречаются разбросано, но довольно обильно (довольного много, проективное покрытие 20-40 %); 2 — растения встречаются редко (в небольшом количестве, проективное покрытие до 10 %); 1 — растения встречаются очень редко (в очень малом количестве, проективное покрытие менее 1 %); и Eg — единичные экземпляры (растения единичны, 1-2 экз.).

Согласно А.А. Уранову, ступеням обилия по Друде соответствуют следующие средние наименьшие расстояния между особями: 6 — сплошной фон; 5 — не более 20 см, 4 — 20- 40 см; 3 — 40-100 см; 2 — 100-150 см; 1 — более 150 см.

Закончив описание травяно-кустарничкового яруса переходят к лишайниково- моховому. Прежде всего определяют общее покрытие и какая часть (%) почвы покрывается мхами и лишайниками (каждым видом), отмечается их мощность (см), плотность и рыхлость, распределение мхов и лишайников по площади (пятнами, латками и их размеры).

Далее описывается внеярусная растительность. К ней относятся в основном мхи и лишайники, растущие на пнях, стволах деревьев и ветвях; отмечается высота поднятия их по стволам, характер распределения и т.д.

Ценотические группы

Разные виды в фитоценозе играют неодинаковую роль, или, иначе, имеют различную ценогпческую значимость. На этом основано подразделение видов растений на определённые группы, название которых и число различно у разных авторов.

При простейшей классификации выделяют три основные группы:

эдификаторы — виды, которые могут устойчиво доминировать и оказывать существенное влияние на формирование фитосреды сообщества, т.е. это строители данного фитоценоза;

доминанты — господствующие виды, но характеризующиеся слабой средообразующей способностью в фитоценозе;

ассектаторы — виды, не способные доминировать, хотя в совокупности их роль в формировании фитосреды в некоторых фитоценозах может быть ощутимой.

Обилие

Для оценки ценотической роли вида в фитоценозе большое значение имеет определение его обилия, т.е. количества на пробной площади. Обилие определяется различными показателями. Наиболее доступны глазомерные методы учёта, выражающиеся в условных баллах; реже используются числовые методы.

При описании древостоев для оценки роли каждой древесной породы в лесном фитоценозе определяют состав древостоя. Под составом древостоя принято понимать степень участия породы в древостое данного фитоценоза. Состав древостоя определяется методом относительного учёта, т.е. когда оценивается соотношение между численностью разных пород; для древостоя оно выражается в виде формулы по 10-балльной шкале. Общее число стволов на пробной площади принимают за 10 единиц (что соответствует 100 %), участие каждой породы в смешанных насаждениях оценивается в долях от 10. Древесные породы обозначаются в формуле первыми буквами своего наименования (Е — ель, С — сосна, Лп — липа, Д — дуб, Ол — ольха и т.д.). Коэффициенты, стоящие перед названием древесных пород, показывают относительное участие их в древостое.

Примеры: формула 6Е4Б означает, что древостой насаждения на 60 % образован елью и на 40 % — берёзой; формула 10Е означает, что насаждение чистое, состоит из одной древесной породы — ели. Если участие какой-либо породы в насаждении меньше единицы (т.е. меньше 10 %), то в формуле состава древостоя присутствие этой породы отмечается знаком «плюс». Так, например, формула 10Е+Б означает, что в древостое кроме ели имеется незначительная примесь берёзы. Пересчёт стволов занимает немного времени, особенно когда во избежание ошибок каждое сосчитанное дерево нумеруется мелом.

Возобновление древостоя

Общее проективное покрытие

Это площадь, занятая проекциями надземных частей растений, выраженная в процентах.

При определении проективного покрытия наблюдатель смотрит сверху вниз и учитывает отношение проекции! надземных частей всех растений к общей площади, на которой определяется проективное покрытие. Для более точного определения используется сеточка Раменского, разделённая на 10 квадратных клеток обычно со стороной 1 см.

Истинное покрытие (задернованностъ)

Это покрытие поверхности почвы основаниями стеблей растений. Оно всегда меньше общего проективного покрытия и при одинаковом последнем может варьировать.

Для обозначения неравномерного размещения растений чаще всего используются следующие значки: gr (gregaria) — растение встречается редкими (облачными) скоплениями, среди которых наблюдается примесь особей других видов.

Данные обозначения помещаются в бланке в особой графе — «Характер размещения» или присоединяются к значку обилия по Друде, например sp gr, copi cum и т.д.

В последней графе бланка — «Общие замечания для всего фитоценоза» желательно сделать заключение об изучаемом фитоценозе, отметить его специфику, основные особенности видового состава и структуры. Так, для производных лесных ценозов важно указать, насколько велика степень нарушенности и в чём она проявляется, имеется ли тенденция к восстановлению коренных пород. При описании луговых фитоценозов следует отметить кормовые достоинства травостоя и влияние хозяйственно деятельности человека. Заканчивая характеристику болотных сообществ, обязательно надо подчеркнуть, к какому типу болота относится данный фитоценоз.

При совместном обитании теневыносливых и светолюбивых пород важное значение приобретают различия в скорости роста. В смешанном посеве сосны и ели быстрее растущая сосна скоро обгоняет ель и занимает в молодом растительном сообществе господствующее положение. Позже подрастающая ель создаёт среду, исключающую возобновление сосны из-за недостатка света, и сама становится господствующей.

Однако следует отметить, что помимо ограничивающего влияния растительных индивидуумов друг на друга, проявляется и положительная роль от их совместного существования.

Кустарники, травы и мхи, обитающие под покровом деревьев, находятся в ещё более критических условиях существования, но и они приспособились к такой крайне неблагоприятной жизни, конкурируя в силу возможности с деревьями за свет, влагу и питательные вещества. Здесь они растут, плодоносят и размножаются.

Таким образом, формирование сообществ происходит в результате размножения растений в условиях сложных взаимодействий между растениями и средой, между отдельными особями, видами и группами растений.

Поэтому сообщества представляют собой отнюдь не случайный набор особей и видов, а во всех деталях обуславливаемый закономерный подбор их и объединение в растительные группировки. В них определённые виды растений определённым образом размещены и находятся в определённых количественных соотношениях, в соответствии с данным этапом развития сообщества. Другими словами, в результате указанных взаимовлияний, каждое растительной сообщество получает определённое строение (структуру), как в своей надземной, так и подземной (почвенной) части.

Практическая часть.

Состояние разных видов деревьев на участке.

Схема горизонтального строения фитоценоза.

I участок

III участок

IV участок

Описание

 сентябрь 2010г.

Величина пробной площади: 376 м2

Название ассоциации: берёза бородавчатая + осина обыкновенная - шиповник коричный - мятлик обыкновенный + мышиный горошек

Общий характер рельефа: выровненный участок с хорошо выраженным микро и нонорельефом

Почва: средне подзолистая

Условия увлажнения: увлажнение достаточное, дренаж хороший

Окружение: жилой квартал

Влияние человека: поломка ветвей

Мёртвая подстилка: состоит из листьев, мощностью 5см., равномерно покрывает всю площадь

Ярусы.

Древостой

Степень сомкнутости крон: 90%

Формула состава древостоя: 1280 201Б 11И

Подлесок (кустарниковый ярус)

Степень сомкнутости: 90%

Характер распределения подлеска: подлесок расположен в одном месте и занимает небольшую территорию.

Травяно-кустарниковый покров

Степень проективного покрытия: 85%

Список видов:

Итого видов: 12

Моково-лишайникопып покров.

Общее покрытие: 45%

Общие замечания для всего фитоценоза: 

хорошо представлен древесный ярус но видового разнообразия нет. Травяно-кустарниковый ярус развит удовлетворительно, светолюбивые травы развиты слабо, так как местность теневая. Эпифит лишайниковой синузии не представлен.

Вывод

1. Древостой сложен из берёзы и осины. В незначительном количестве к берёзе и осине примешивается ива. 201Б128011И
2. Распределение деревьев по площади равномерное. Сомкнутость крон составляет 65% - 90%
3. Средняя высота берёзы составляет 6 - 7 м.
4. Средняя высота осины составляет 6 м.
5. Средний диаметр 22 - 25 см.
6. Класс бонитета IV - V
7. Подлесок представлен отдельными экземплярами шиповника и рябины
8. Травяно-кустарниковый ярус хорошо развит, его проективное покрытие 85%. Основной фон яруса, создаёт мятлик обыкновенный (обилие 4 - 5), 70% проективного покрытия, мышиный горошек (3 - 4, 40%) с примесями ежи сборной (1-2, 10%) и одуванчика лекарственного (1 -2, 10%)

9. Моховой покров развит на пониженных латках, не сплошной (общее проективное покрытие (50 - 60%). Господствует плеурозий гиребеза (30%) и птилист гребенчатый (15%). Лишайниковые эпифитные синузии не представлены, что свидетельствует об ухудшении экологической обстановки
10. Общее количество видов 20.

Общее заключение: общее состояние насаждений удовлетворительное.

Для улучшения экологической обстановки рекомендуется высадить высадить саженцы тополя, обладающего большой поглощающей способностью.

Список литературы

1. Тарасов А.И. Эколого-ботанические экскурсии в природу. — X,- Мансийск, 1995 г
2. Алёхин В . В Методика полевого изучения растительности и флоры. — М, 1983 г 3.        Воронов А.Г. Геоботаника. М., 1973 г.

4        Рабогнов Т А. Фитоценология. — М : Изд-во Московского Университета, 1978г.

5. Цыганов Д.И. Фито индексация экологических режимов.— М., 1983г.
6. Андронов Н.М., Богданов П. Я. Определитель древесных растений, Изд-во ЛГУ, 1974
7. Гуленкова М.А. Летняя полевая практика по ботанике.—М., 1984г.
8. Епанченко А.В. Ботанические экскурсии в природу. Шадринск, 1983г.
9. Зорина Т.Г. Школьникам о лесе. — Изд-во «Лесная промышленность», 1967 г.

Нехлюдова А С. Полевая практика по природоведению. — М.: Просвещение, 1986 г. 1 1.        Огнев С И. Жизнь леса. — М.: Наука, 1964 г.