Выявление антропогенной нагрузки на парк им. А.П. Гайдара г. Арзамаса

Муницинальное образовательное учреждение

cредняя общеобразовательная школа №16

с углубленным изучением отдельных предметов

Выявление антропогенной нагрузки

          на парк им. А.П. Гайдара г. Арзамаса

Выполнил:

ученик 10«А» класса

Лакеев Дмитрий.

Руководители:

Самсонова Марина Александровна, учитель биологии;

Любомирова Елена Сергеевна,

инструктор МЭЦ.

Арзамас, 2009г.

Содержание

Введение_________________________________________________________3

Глава 1. Обзор литературы__________________________________________5

Глава 2. Материал и  методы исследования________________________________7

Глава 3. Обсуждение результатов и выводы____________________________10

Заключение__________________________________________________________14

Список литературы____________________________________________________15

Приложение _________________________________________________________16

Введение

         В настоящее время с развитием городов люди все больше отдаляются от естественной природы, и поэтому горожане с большим удовольствием отправляются в пригородные леса отдохнуть, погулять по лесу, либо принимают меры по обогащению города растительными насаждениями (аллеями, парками). Безобидное, казалось бы, нахождение людей в лесу проявляет себя рекреационными нагрузками на лесную экосистему, вызывая ее постепенное разрушение: уплотнение почвы препятствует произрастанию семян и возобновлению растительности, угнетает жизнедеятельность почвенных организмов, сокращает численность животных. Малоустойчивые лесные виды сменяются антропогенно устойчивыми и синантропными видами – происходит сукцессия экосистемы с тенденцией к обеднению  природного сообщества. Поэтому для сохранения разнообразия природных экосистем в условиях антропогенного давления необходимо принимать неотложные меры. Под лесным мониторингом следует понимать систему наблюдений за изменением состояния лесного покрова в связи с загрязнением атмосферы и почвы.

Леса разнообразны по составу, структуре и условиям местообитания. Они могут расти на богатых и бедных почвах, хорошо и слабо дренированных участках. Одни лесные массивы выдерживают сильное заболачивание, другие – сухие почвы. Лесная растительность – отражение и продукт среды. Вместе с тем древесная растительность оказывает большое влияние  на окружающую среду: умеряет температурные колебания воздуха, воздействует на интенсивность освещения, на силу и направление ветра, оказывает большое влияние на влажность почвенного покрова. Степень воздействия леса на почву и элементы климата зависит от размера площади, занимаемой лесом, от густоты стояния деревьев, биологических и экологических особенностей лесообразующих пород.

        В зависимости от состава лесообразующих пород   леса могут быть чистыми, т.е. однородными (еловые, сосновые, березовые, осиновые), или смешанными (елово-березовые, березово-осиновые, сосново-березовые). Смешанные леса, по сравнению с чистыми характеризуются большим флористическим богатством и более сложной структурой. Посаженные или посеянные человеком леса – это искусственные насаждения.

Цель работы: выявить антропогенную нагрузку на отдельные участки   парка имени Гайдара г.Арзамаса, имеющего в своем составе элементы лесного фитоценоза. 

Задачи:

1. Изучить литературу по теме исследования.
2. Провести исследование   растительности на некоторых  участках парка, имеющих естественную природу и сохранивших признаки лесного фитоценоза.
3. Составить сводные таблицы: жизненной устойчивости и эстетической оценки деревьев,   особенностей  растительности по ярусам.
4. Сделать вывод по антропогенному воздействию на  изучаемую экосистему.
5. Определить   виды деятельности, недопустимые в лесных зонах  вообще и в зоне с элементами лесного фитоценоза парка им. А.П.Гайдара.

Гипотеза: если антропогенная нагрузка на экосистему парка будет увеличиваться, то количество участков с  4 стадией деградации будет возрастать и приведет к потере уникального  и ценного для города островка  природы.

Глава 1. Обзор литературы

Леса разнообразны по составу, структуре и условиям местообитания. Они могут расти на богатых и бедных почвах, хорошо и слабо дренированных участках. Одни лесные массивы выдерживают сильное заболачивание, другие – сухие почвы. Лесная растительность – отражение и продукт среды [4].     Вместе с тем древесная растительность оказывает большое влияние на окружающую среду: умеряет температурные колебания воздуха, воздействует на интенсивность освещения, на силу и направление ветра, оказывает большое влияние на влажность почвенного покрова. Испарение под пологом леса понижено по сравнению с открытыми участками, в связи с чем, наблюдается относительно высокая влажность верхних почвенных горизонтов. Лес – мощный испаритель воды и нередко  значительно понижает уровень почвенно-грунтовых вод. Степень воздействия леса на почву и элементы климата зависит от размера площади, занимаемой лесом, от густоты строения деревьев, биологических и экологических особенностей лесообразующих пород  [6].

В зависимости от состава лесообразующих пород,  леса могут быть чистыми, т.е. однопородными (еловые, сосновые, березовые, осиновые), или смешанными (елово-березовые, березово-осиновые, сосново-березовые) [1].   Смешанные леса, по сравнению с чистыми, характеризуются большим флористическим богатством и более сложной структурой. Коренные (первичные) леса соответствуют ненарушенным природным условиям местообитания (еловые, сосновые). Производные (вторичные) леса развиваются на месте первичных в результате вырубок, пожаров (мелколиственные леса). Посаженные или посеянные человеком леса – это искусственные насаждения.

Под лесным мониторингом следует понимать систему наблюдений за изменением состояния лесного покрова в связи с загрязнением атмосферы и почвы, рубками, мелиорацией рекреационным лесопользованием и другими формами антропогенного воздействия [3].  При организации и ведении лесного мониторинга нельзя обойтись без наблюдений за состоянием леса в естественных условиях. Лес – образование динамичное. Он постоянно меняется в процессе «саморазвития», в результате изменения условий среды, в ходе эволюции биологических систем. В связи с этим при изучении леса следует отделять антропогенные изменения от естественных, только тогда можно получить достоверную информацию о том, как лесной покров и отдельные биогеоценозы реагируют на антропогенные воздействия. При организации лесного мониторинга нужно предусмотреть проведение наблюдений и в лесах, не подвергающих или почти не затронутых деятельностью человека.

Лесной мониторинг может осуществляться разными методами, но его  основой должны быть материалы лесоустройства, которые дают разностороннюю информацию о состоянии леса и динамике лесного фонда. Но лесоустройство отвечает далеко не на все вопросы, поэтому необходима закладка пробных площадей и проведение многолетних  наблюдений на одних и тех же участках леса.

Таким образом, лесоустройство и систематические наблюдения на постоянных пробных площадях – это начальные опорные точки системы лесного мониторинга. Наблюдения на пробных площадках позволят проследить характер лесовозобновительного процесса, взаимоотношения основных лесообразующих пород при их совместном произрастании, динамику нижних ярусов растительности, которая может служить прекрасным индикатором состояния среды.

Все вышесказанное еще раз подтверждает актуальность выбранной темы и предполагает начало мониторинга некоторых участков парка г. Арзамаса с элементами лесного фитоценоза с целью сохранения этих зон, санирующих воздух в центральной части города и выполняющих эстетическую и познавательную функции.

Глава 2. Материал и  методы исследования

Объектом исследования является растительность некоторых участков парка им. А.П.Гайдара г.Арзамаса.

Парк был открыт 14 июня 1959 года. Границами парка являются улицы Калинина, Жуковского, Парковая и проспект Ленина. Площадь его составляет 33,86 га (без дендрария – 11 га).

Когда-то тут был «животный выпас» - пастбище на бывших землях известного в русской истории боярина Федора Ртищева, который подарил Арзамасу большой клин своих угодий, простиравшийся едва ли не до Протопоповки. Потом, в правом углу выгона, возникло кладбище. В 1912 году,  в столетнюю годовщину Бородинской битвы, арзамасцы установили на холме, который был насыпан и обсажен березками, большой чугунный крест с распятием. Однако,  по чиновничьей воле стали уничтожать кладбище, началось забвение славных имен. За границей кладбища – она и теперь еще видна в своей северо-западной части по глубокому рву и высокой насыпи – где-то во второй половине прошлого века начала подниматься березовая роща. Ее никто не сажал, березы сами, самосевом выросли. Бугры, глубокие ямы без всякого плана и смысла напоминают о том, что здесь выбирали красную глину для кирпичных заводов. Дружно, густо встали березки на заброшенной копани. Растительность парка, в отличии от дендрария, имеет естественное происхождение, и поэтому сохранила признаки лесного фитоценоза . К роще, к нынешнему парку, примыкает дендрарий – уникальное собрание различных пород деревьев и кустарников. В настоящее время парк является природной охранной зоной.

Изучаемым свойством (предметом исследования) – антропогенная нагрузка на лесные участки парка.

Выбор и закладка площадок проводится в наиболее посещаемой части лесной части  парка, для того, чтобы определить наибольшее влияние антропогенных факторов.

Нами выбраны 3 площадки (№1, 2, 3). Общая площадь каждой площадки 25 м2.

Основной этап работы заключался в оценке площадок по следующим характеристикам:

1. Метод оценки стадии рекреационной деградации лесных экосистем (методика Т.А.Суслова).

Таблица 1.

2. Характеристика ярусов деревьев (Приложение, табл.1).
3. Оценка жизненной устойчивости деревьев (Приложение, табл.2).
4. Эстетическая оценка (Приложение, табл.3).
5. Шкала оценки встречаемости того или иного вида (Приложение, табл.4).
6. Фенофазы растений (Приложение, табл.5).
7. Оценка жизненного состояния подроста и подлеска (Приложение, табл.6).
8. Оценка естественного восстановления леса в зависимости от возраста (Приложение, табл.7).

На каждой пробной площадке был описан видовой состав растений древесного, кустарникового, травяного ярусов.

Состояние выбранных площадок оценивалось по всем характеристикам, приводимым в методике.

Глава 3. Обсуждение результатов и выводы

         Для проведения нашего исследования мы выбрали центральный парк города Арзамаса: парк Гайдара. На обширной территории парка мы выбрали 3 участка:

1 – рядом с проезжей дорогой (ул.Парковая), ограниченный двумя лесными тропами;

2 – ближе к центру парка, ограниченный одной пешеходной дорогой;

3 – в центре  парка.

        Время исследования: 25 – 27 июня 2009г.

Привязка:   центр  города. Со всех сторон проходят дороги центральных улиц города: Парковая, Калинина,  Жуковского, пр. Ленина.

Тип растительности: смешанный лес.

Ярусность: присутствуют все ярусы. Деревья 1 яруса имеют высоту 25м.

Сомкнутость крон: на двух участках отсутствует. На третьем участке кроны частично сомкнуты.

Сводная таблица жизненной устойчивости и эстетической оценки деревьев

Из сводной таблицы: «Жизненная устойчивость и эстетическая оценка деревьев» мы видим, что 72% деревьев со средней степенью нарушения, 18% - III степень, что означает значительные нарушенные насаждения или критическое состояние, и лишь 10% насаждений имеют слабые нарушения.

Кустарниковый ярус

        Густота кустарникового яруса и подроста самая высокая на участке №3 и можно предположить, что довольно большая степень обилия подроста (>25%) приведет без антропогенной нагрузки к зарастанию участка.

Травяной ярус

        Проективное покрытие участков травостоем в среднем по участкам составляет:

        - участок № 1 со степенью обилия 3,4 – 14%;

        - участок № 2 со степенью обилия 2,3 – 15%;

        - участок № 3 со степенью обилия 3,4 – 18%.

        Полная сохранность не наблюдается ни на одном из участков. Слабо вытоптанные виды (рядом с дорожкой) прослеживаются на участке №3. На участках № 1,2 господство сорных и луговых видов (подорожник малый, одуванчик лекарственный, хвощ луговой, клевер луговой, осот полевой). Включения не лесных видов составляют около 85%.

Мохово – лишайниковый покров

Мохово-лишайниковый покров на участке №3 практически полностью истреблен, соответствует стадии деградации №2 (таблица 1, стр.8). Распределение и плотность покрытия слабая, составляет 8%.

Мощность роста: 3 см.

Подстилка:

Степень покрытия составляет 100%

Толщина: на первом участке: 2см; на втором участке: 3см; на третьем участке: 5см.

Компоненты: листья деревьев, отмершие растения.

Включения не растительного происхождения (мусор):

На 1 участке: 40%

На 2 участке: 21%

На 3 участке: 5%.

Таким образом, каждый  исследуемый участок был   оценен нами  по всем вышеизложенным параметрам,  на каждом ярусе   растительности.   Общее состояние участка оценивалось  в сравнительном плане по материалам   таблицы «Стадии рекреационной деградации лесных экосистем».

При оценке жизненного состояния подроста и деревьев были использованы параметры измерения деревьев по высоте, ширине; проводился визуальный осмотр профиля кроны.

Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы на основании методических таблиц Суслова:  

-  участок номер 1 находится в 4 стадии деградации, которая имеет следующие характеристики: низкая полнота древостоя, единично встречается подрост и подлесок, господство сорных и луговых видов (подорожник малый, герань луговая, цикорий обыкновенный, клевер луговой, василек луговой и другие), отсутствие мохово-лишайникового покрова;

-  участок номер 2  находится в 3 стадии деградации, которая имеет следующие характеристики: значительно нарушенные насаждения, единично встречается подрост и подлесок, преобладание занесенных видов, отсутствие мохово-лишайникового покрова;

- участок номер 3 находится во 2 стадии деградации, которая имеет следующие характеристики: практически полная сохранность древостоя, заметные повреждения подроста и подлеска, редко встречающийся мохово-лишайниковый покров.

Можно предположить, что это связано с тем, что первый участок, расположенный  около проезжей дороги,  более подвержен антропогенному влиянию человека; второй участок находится в центральной части, но рядом с пешеходной дорогой, слабо угнетен человеком, а третий, в глубине парка,   практически не посещается  человеком и находится в максимальной   сохранности.

 Заключение

        По полученным нами  данным, среднее антропогенное влияние на    экосистему  парка достаточно велико, и чтобы сохранить биоразнообразие изученного массива,   нужно прилагать некоторые усилия. К примеру нужно соблюдать ряд правил, запрещающих некоторые виды деятельности в лесном массиве  (Приложение, табл.№10).

     Лесной кодекс РФ рассматривает виды пользования и ограничения использования лесов.Статья 40,41 предусматривает возможность использования лесных массивов для научно-исследовательской , образовательной деятельности и ведения рекреационной деятельности в целях организации отдыха, туризма. Правила использования лесов и парковых зон устанавливается уполномоченным органом исполнительной власти.

        Мы надеемся, что люди будут беречь лесную экосистему, находящуюся в центре города, как важный элемент живой природы.

Список литературы

1. Болотова Н.Л. /Зональность лесных массивов/ СПб 2001г.
2. Коробейникова Л.А. /Комплексная экологическая практика школьников и студентов/  СПб 2002г.
3. Левашов А.Н. /Комплексный мониторинг природных экосистем/ СПб 2004г.
4. Погребняк П.С. /Общее лесоводство/ М. Колос, 1988г.
5. Таскаева Н.Я. /Летняя практика по ботанической географии/ М. МГУ, 1982г.
6. Чижова В.П. /Лесные природные комплексы/ М. Просвещение, 2005г.

Приложение

Таблица №1.

1 ярус – древесная растительность

        1.1. Видовое разнообразие деревьев.

        1.2. Жизненная форма (возраст, высота деревьев).

        1.3. Численность деревьев.

        1.4. Молодняк, прирост.

        1.5. Состояние кроны ствола.

2 ярус – кустарники/подлесок от 5 до 1м.

        2.1. Видовое разнообразие

        2.2. Жизненные формы.

        2.3. Численность.

        2.4. Нарушенность.

3 ярус – кустарнички/ниже 1м.

4 ярус – травянистый.

        4.1.Полное видовое разнообразие (нехарактерные виды, доминирующие виды).

        4.2. Встречаемость растений.

4.3. Степень нарушенности.

5 ярус – подстилка (мхи, папоротники).

Таблица №2.

Методика оценки жизненной устойчивости деревьев

Первый класс устойчивости (I)деревья совершенно здоровые, с признаками хорошего роста и развития.

        Второй класс устойчивости (II): деревья с несколько замедленным приростом в высоте, с единичными сухими сучьями в кроне и незначительными (по 10 – 15 см) наружными повреждениями ствола, без образования гнилей.

Третий класс устойчивости (III): деревья явно ослабленные, с изреженной кроной, укороченными побегами, бледной окраской хвои у хвойных, с наличием дупел и стволовых гнилей, морозобойных трещин площадью свыше 150 см2,прекратившимся или слабым приростом по высоте, со значительным количеством сухих сучьев (до 1/3 высоты) или суховершинностью.

Четвертый класс устойчивости (IV): деревья усыхающие, с наличием сильно распространившихся стволовых гнилей, плодовых тел на стволах, в кроне до 2/3 сухих ветвей, с большими дуплами и сухими вершинами.

Пятый класс устойчивости (V): деревья усохшие или со слабыми признаками жизнеспособности, полностью пораженные стволовыми гнилями и стволовыми вредителями.

Таблица №3.

Методика эстетической оценки

Эстетическая оценка проводится при наружных обследованиях по трехбалльной системе:

1 – дерево имеет высокие декоративные качества; проведения санитарных мероприятий не требуется;

2 – дерево средней декоративности, требуются небольшие работы по лечению ран, обрезке сухих ветвей и сучьев с последующей заделкой и декорированием мест повреждения;

3 – дерево имеет низкие декоративные качества, с засохшими поломанными стволами и отводится в рубку (класс жизненной устойчивости обычно).

Таблица №4. 

Шкала оценки встречаемости того или иного вида:

1-обильно;

2-часто;

3-рассеянно;

4-единично.

Таблица №5. 

Фенофазы растений:

1. Начало цветения;
2. Массовое цветение (более 50% цветов расцвело);
3. Начало отцветания;
4. Массовое отцветания (более 50% цветов отцвело);
5. Полное отцветание (все цветы отцвели);
6. Начало созревания плодов;
7. Массовое созревание (более 50% процентов плодов созрело);
8. Начало изменения окраски листьев;
9. Массовое изменение окраски листьев (более 50% листьев потеряло зеленую окраску).

Таблица №6.

Оценка жизненного состояния подроста и подлеска

Подрост I категории: высота кроны растений – больше ширины; профиль кроны ровный; годичный прирост по высоте – больше 10 см: хорошая жизненность.

Подрост II категории: высота кроны растений примерно равна ширине, профиль ее – зазубренный из-за ненормального укорочения отдельных мутовок; годичный прирост по высоте – 5 – 10 см: удовлетворительная жизненность.

Подрост III категории: ширина кроны явно превышает ее высоту; профиль кроны глубоко зазубренный, она высоко закреплена, по форме зонтиковидная; годичный прирост по высоте – менее 5 см: подрост нежизнеспособный.

Таблица №7.

Оценка естественного возобновления леса в зависимости от возраста

Таблица №8.
 Проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса в лесу

Таблица №9.
Обилие травяно-кустарничкового яруса растений в лесу

Таблица №10.

Практические советы к видам деятельности, недопустимым в парках

1. Вырубка живых и относительно здоровых деревьев и кустарников, особенно интродуцентов; мемориальные деревья сохраняются до их естественного отмирания;
2. Изменение гидрологического режима без проведения изыскательных работ. Не допускается спуск воды из водоемов; заполнение давно спущенных прудов; опасно проведение мелиоративных работ;
3. посадка деревьев и кустарников вне плана реконструкции (особенно это касается полян);
4. прокладка дорог и коммуникаций на территории парка;
5. строительство новых зданий любого типа;
6. устройство стоянок для транспорта;
7. выкашивание травы под густым пологом;
8. нарушение надпочвенного покрова;
9. устройство детских и спортивных площадок и сооружений внутри старого парка;
10. установка киосков и кафе;
11. пастьба и прогон скота через парк;
12. отвод небольшого парка для использования его большим количеством людей, например пионерским лагерем;
13. расположение вблизи парков предприятий, загрязняющих воздух, воду и почву;
14. повреждение деревьев, кустарников и участков ценного надпочвенного покрова при проведении реставрационных работ;
15. сжигание срубленных остатков на территории мемориальных парков.