Исследовательская работа "Состояние популяции подбела обыкновенного на территории «МГЗ им. П.Г. Смидовича»"

Межрегиональный конкурс исследовательских работ, посвященных 75-летию ФБУ

«МГЗ им. П.Г. Смидовича»

                     Исследовательская работа

Состояние популяции подбела обыкновенного на территории

«МГЗ им. П.Г. Смидовича»

Авторы работы:                                                                                                            

Дудников Роман Сергеевич,

ученик 11«А» МОУ «СОШ №22»

Киреев Кирилл Викторович

ученик 11«А» МОУ «СОШ №22»

Руководитель работы

Назимкина Ольга Юрьевна, учитель биологии МОУ «СОШ №22»

Научные консультанты:                            

Лёвин Василий Кузьмич, преподаватель кафедры «Ботаники и физиологии растений» биологического факультета МГУ им. Н.П. Огарева

Хапугин Анатолий Александрович, сотрудник «МГЗ им. П.Г. Смидовича»

Саранск 2011

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть
2. Объект и методы исследования
3. Результаты исследования

1. Условия произрастания подбела обыкновенного
2. Плотность популяции подбела обыкновенного
3. Морфологические особенности подбела обыкновенного
4. Способы размножения

4. Выводы
5. Заключение

    Список использованной литературы

Введение

Республика Мордовия находится в зоне интенсивного хозяйственного освоения, поэтому её растительный покров испытывает значительное воздействие деятельности человека. Многие виды и их локальные популяции сокращают численность, а некоторые вероятно исчезли совсем. К таким растениям относится подбел обыкновенный, у которому дан статус исчезающего вида. Причиной сокращения стала осушение болот, вырубка окружающих их лесов, ухудшение гидрологического режима сфагновых болот и озёр. До двадцатого века подбел обыкновенный не являлся редким видом. Популяции значительно сократились после периода активной разработки болот на террасовых комплексах Мокши, Алатыря и Суры в 30 – 50-е гг. двадцатого века. В настоящее время встречается единичными экземплярами или небольшими скоплениями – клонами. Наиболее многочисленная популяция подбела обыкновенного произрастает на территории «МГЗ им. П.Г. Смидовича». Данное растение является биоиндикатором верховых и переходных болот.

Цель работы: исследовать состояние популяции подбела обыкновенного на территории «МГЗ им. П.Г. Смидовича».

Для выполнения данной цели, мы поставили перед собой следующие задачи:

1.  Выяснить в каких кварталах встречается растение подбел обыкновенный.

2.  Описать условия произрастания подбела обыкновенного в «МГЗ им. П.Г. Смидовича».

3. Изучить и описать морфофизиологические особенности подбела обыкновенного.

4. Выяснить способы размножения подбела обыкновенного.

          Объект исследования: пушицо-сфагновое переходное болото «МГЗ   им. П.Г. Смидовича».

Предмет исследования: популяция подбела обыкновенного.

1. Теоретическая часть.

1. Характеристика переходного и верхового болота.

   Верховые болота.

   Верховые болота получили свое название олиготрофные от греческого олиго - “незначительный”. Это бедные болота. Растительность получает совсем незначительные количества питательных веществ, которые поступают за счет атмосферного питания в виде дождя или снега.

 Главными растениями олиготрофных болот можно считать сфагновые мхи. Обычно около 10 видов. Кроме того, здесь много кустарников: багульник, вереск, кассандра, вороника, карликовая береза, подбел обыкновенный. Из трав можно отметить: пушицу, шейхцерию, пухонос, очеретник, круглолистную росянку.

 Из олиготрофных растений образуется бедный торф - верховой. Но под слоем верхового может находиться и более богатый переходной, а еще ниже - низинный. Есть и другие сочетания: прямо на низинном торфе - верховой.

 Свое название “Верховые” они получили потому, что они часто встречаются на водоразделах (наверху).

 Торф, образуемый на верховых болотах, объединяет 11 видов. Их главная общность состоит в бедности минеральными веществами (солями), высокой кислотности и слабой степени разложения.

 На первой стадии развития болота - чисто атмосферный вид питания (бедный). Слой низинного торфа под слоем сфагновых мхов и болотной растительности. Процессы испарения не значительны по сравнению с поступающими через атмосферу водными массами, а, следовательно, происходит процесс заболачивания местности. Деревья, в данном случае, представлены березой.

 На второй стадии - слои переходного торфа, граничащего с низинным (внизу) и верховым (вверху). Имеет место, и болотная растительность в процессе жизнедеятельности, которой образуется верховой торф. Хорошо заметна и тенденция к увеличению объема. Слой сфагновых мхов покрывает площадь болота. Процессы испарения малы по сравнению с процессами увлажнения.

 Рассматривая третью стадию, сформировавшееся олиготрофное болото, характеризуемое атмосферным типом питания, болотным слоем верхового торфа и покрытое слоем сфагновых мхов. Болотная растительность практически отсутствует из-за бедности этих мест питательными веществами. Деревья представлены, в данном случае, сосной. Процессы испарения аналогичны первой и второй стадиям.

 Переходные болота.

 Переходные болота имеют и свое второе название - мезотрофные (греческое мезо - “середина”). Эти болота совмещают в себя черты предыдущих двух типов, то есть низинных и верховых. В процессе питания мезотрофных болот участвуют и осадки (дождь, снег) и грунтовые воды. Но последние поступают обедненными. Иногда можно встретить переходные болота только с грунтовым типом питания. На мезотрофных болота можно встретить евтрофные, олиготрофные и типично мезотрофные растения. Они образуют переходный торф, ниже которого начинается низинный.

 Эта классификация построена на критерии торфяности вод болота.

 Если мы рассмотрим первую стадию развития болота, то мы увидим хорошо сформированный слой сапропеля, тонкую прослойку низинного торфа, образованную в процессе жизнедеятельности болотных растений. Грунтовое питание осуществляется постепенно. Деревья, в данном случае, представлены березой.

2 Объект и методы исследования

Объектом исследования стало пушицо-сфагновое переходное болото «МГЗ   им. П.Г. Смидовича».

 Методы исследования:

1) Теоретические: анализ литературы, обобщение и систематизация результатов исследования;

2) Эмпирические: экспериментальные, фотографирование, математические.

Оборудование: цифровой фотоаппарат Sony, карандаш, блокнот, линейка, микроскоп МБС1, предметные покровные стёкла.

3. Результаты исследования.

3.1 Первым этапом исследования было выяснение места произрастания подбела обыкновенного. Используя литературные данные, выясняли, что подбел обыкновенный встречается в  «МГЗ   им. П.Г. Смидовича» в 321 и 383 кварталах. Были предприняты два полевых выезда в заповедник: в июне и в сентябре 2011 года

Вывод: подбел обыкновенный произрастает в 383 квартале

3.2 Вторым этапом было выяснение условий произрастания  подбела обыкновенного. Данное растение произрастает на переходном пушицо-сфагновом болоте.

Биотоп встречается в растительном сообществе следующих видов растений: багульник болотный, черника, брусника, пушица влагалищная, сфагновые мхи, сосна обыкновенная, берёза белая, голубика, крушина ломкая. По окраине болота произрастает вереск обыкновенный.

Вывод: подбел обыкновенный на сфагново-пушицовом болоте произрастает отдельными клонами в окружении следующих растений: богульник болотный, черника, брусника, пушица влагалищная.

3.3 На третьем этапе мы изучили морфологические особенности подбела обыкновенного. Выяснили, что данное растение произрастает в виде отдельных клонов, в совокупности составляющее популяцию подбела обыкновенного. Было произведено измерение на одном побеге. Данные занесены в таблицу 1.

Таблица 1

Таким образом, среднее значение длины листовой пластинки составляет 1,7 см, а ширина листовой пластинки составляет 0,6см.

На пушицо-сфагновом болоте подбел обыкновенный произрастает клонами. Нами было обнаружено 5 клонов растений.

Таблица 2. Первый клон

Таблица 3. Второй клон

Таблица 4. Третий клон

Таблица 5. Четвёртый клон

Таблица 6. Пятый клон

Вывод: Средняя высота 5 клонов варьирует от 17 до 25,1 см.

Возможно на высоту растений влияет условия произрастания (влажность, состав почвы). Клоны произрастающие в более увлажнённых местах болота имеют высоту 22 – 25,1 см.

3.4 Четвёртым этапом стало изучение способов размножения подбела обыкновенного.

По литературным данным подбел обыкновенный размножается с помощью семян и вегетативно. В ходе полевых исследований нами не было обнаружено плодоносящих растений, но были обнаружены растения с заложенными цветочными почками (рис.2). На базе биологического факультета МГУ им. Н.П.Огарёва мы рассмотрели под микроскопом МБИ6, цветочную почку подбела обыкновенного

          1
 

Рис.1. Строение цветочной почки подбела обыкновенного:1-цветочная почка

В ходе исследования было обнаружено, что цветочная почка (рис.1) не жизнеспособная, поражена микроскопическим грибом. Подбел обыкновенный размножается вегетативным путём. Имеет ползучий стебель, с отходящими от него придаточными корнями (рис.3).

Рис.2. Почка подбела обыкновенного

                          Рис.3 Придаточные корни подбела обыкновенного

Вывод: Подбел обыкновенный размножается в основном вегетативным путем.

4. Выводы.

Проанализировав данные исследования, можно сделать следующие выводы:

1. Популяция подбела обыкновенного на территории «МГЗ  им. П.Г. Смидовича» произрастает в 383 квартале.
2. Подбел обыкновенный на сфагново-пушицовом болоте произрастает отдельными клонами, число которых равно пяти. Растение произрастает в окружении багульника болотного, черники, брусники, пушицы влагалищной, березы белой, сосны обыкновенной и сфагновых мхов. На окраине данного болота произрастает вереск обыкновенный.

   3.  Средняя высота 5 клонов варьирует от 17 до 25,1 см.

Возможно на высоту растений влияет условия произрастания (влажность, состав почвы). Клоны, произрастающие в более увлажнённых местах болота, имеют высоту 22 – 25,1 см.

4. Подбел обыкновенный размножается в основном вегетативным путем.

5. Рекомендации.

1. Подбел обыкновенный имеет категорию 1 - исчезающего вида. Поэтому необходимо проводить ежегодный мониторинг состояния популяции подбела обыкновенного.  
2. Сравнить популяции подбела обыкновенного, произрастающего в 321 и 383 кварталах «МГЗ им. П.Г. Смидовича».
3. Проводить познавательно-разъяснительную природоохранную деятельность среди населения по защите исчезающих видов растений, в частности, подбела обыкновенного.

Заключение.

Верховые болотные системы являются крайне уязвимыми экологическими системами, так как изменение гидрологического режима, добыча торфа и использование гусеничной техники способно приводить к непоправимым изменениям биогеоценоза. Поэтому в заповеднике поддерживается самый строгий режим охраны – запрет любого вида деятельности, и нахождение на территории посторонних лиц.

Список использованной литературы:

1. Красная книга Республики Мордовия. В 2 т. Т. 1: Редкие виды растений, лишайников и грибов / сост. Т.Б. Силаева. – Саранск: Мордов. кн. изд-во, 2003. – 168 стр.
2. Силаева Т.Б. Сосудистые растения Республики Мордовия. – Саранск, изд-во Мордовского университета, 2010. – 186 стр.
3. Заповедники европейской части РСФСР. 2 ч., по общей ред. Соколова В.В., Сыроечковского Е.Е. – Москва «Мысль», 1989. – 75-90 стр.
4. Кирюхин И.В. Экология и биология редких растений Республики Мордовия: дис. … канд. биол. наук / И.В. Кирюхин. – Саранск, 2004.
5. Кирюхин И.В. Хрологические особенности редких и исчезающих сосудистых растений Мордовии / И.В. Кирюхин, Т.Б. Силаева // Актуальные вопросы ботаники и физиологии растений: материалы Междунар. науч. конф; посвящ. 100-летию проф. В.Н. Ржавитина, Саранск, 22 – 25 апр. 2004 г. – Саранск.
6. Кухальская Н.П. Растительный покров пойму реки Мокша в пределах Мордовской АССР: автореф. дис… канд. биол. наук/ Н.П. Кухальская. –М., 1970 г.
7. Терёшкина Л.В. Изменение и пополнение базы данных по флоре высших сосудистых растений Мордовского заповедника / Л.В. Терёшкина // Тр. Мордов. заповедника. -2006. –Вып. 7. – С. 180-185.