Мониторинг фенологических явлений на экологической тропе

   МОНИТОРИНГ ФЕНОЛОГИЧЕСКИХ  ЯВЛЕНИЙ  НА  ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ТРОПЕ

Автор: Рылова Анна Владимировна, МБОУ «Сайгатинская СОШ», 8 класс.

Руководитель: Божко Н. В., МБОУ «Сайгатинская СОШ», учитель биологии.

     Фенология – это наука о сезонных изменениях в природе. В природе нам постоянно приходится наблюдать сезонную периодичность явлений. Меняются времена года, меняется вместе с ними и природа. Сезонные изменения в природе учитываются с помощью фенологических наблюдений. Результаты наблюдений регистрируются в календарях природы, которые являются, по сути, фенологическими справочниками для данной местности. С их помощью любой человек (ребенок, школьник) может познакомиться с сезонными изменениями в окружающей его природе, научиться наблюдать за гармонией и целесообразностью этих изменений. Занимаясь фенологией, дети учатся слышать и чувствовать окружающую природу как среду своего обитания, у них появляется прекрасная возможность поближе познакомиться с растениями и обитающими рядом животными – птицами, насекомыми. Фенологические наблюдения помогут им узнать свою малую родину, ответить на многие вопросы, совершить открытия. Так,  в последнее время много говорится об изменении климата в глобальном масштабе. Много сторонников, как у теории «глобального потепления», так и у версии «глобального оледенения». В любом случае, климатические изменения вызовут фенологические изменения в природе. Проверим эту гипотезу в ходе фенологического  исследования в нашей местности – Сургутском районе.

Цель исследования: сопоставить сроки сезонных изменений в природе за 2011-2013 годы на экологической тропе в окрестностях д. Сайгатина.

Задачи:

1. Изучить теоретические основы фенологических наблюдений и историю развития фенологии как науки.
2. Дать физико-географическую характеристику района исследования.
3.  Разработать программу фенологических наблюдений на экологической тропе.
4. Проводить наблюдения по программе в течение года и фиксировать результаты наблюдений.
5. Провести сопоставительный анализ сроков сезонных изменений за 2011-2013 годы.
6. Провести оценку урожайности грибов и ягод в 2011-2013 годах

Объект исследования: сезонные изменения в природе.

Предмет исследования: сроки сезонных изменений в разные годы.

Новизна исследования. Автором разработана программа фенологических наблюдений на экологической тропе в окрестностях д. Сайгатина, проведен сопоставительный анализ сроков фенологических явлений за последние 3 года.

Практическая значимость. Программа фенологических наблюдений пригодна для использования на уроках природоведения, географии, биологии. Результаты наблюдений внесены в методическую «копилку» экологической тропы и использовались другими исследователями.

Методы исследования: наблюдение и регистрация результатов, ведение дневников наблюдений и оформление календарей природы, специальные методы метеорологических и гидрологических наблюдений, наблюдений за растениями и животными; исторический метод, мониторинг, сопоставительный анализ.

1. Теоретические основы фенологических наблюдений.

     Неотъемлемым свойством географической оболочки Земли являются закономерно чередующиеся ежегодные сезонные изменения, воспринимаемые как смены времен года. Во влажных тропических лесах эти изменения слабы. В большей же частим тропиков и субтропиков они реализуются в виде чередования дождливых и сухих сезонов. В умеренных климатических поясах сезонные изменения принимают форму смены холодной зимы и теплого лета. В Арктике и Антарктиде полярный день сменяется полярной ночью. Сезонная ритмика захватывает все компоненты ландшафта: атмо-, гидро- и литосферу. Наибольшего разнообразия сезонные изменения достигают в мире растений и животных, вся жизнедеятельность которых определяется приспособлениями к сезонной ритмике абиотических и биотических компонентов.

     Сезонные изменения проявляются в виде закономерно чередующихся сезонных явлений природы. Каждой территории свойственны свои сезонные явления и свои календарные сроки их наступления. По годам эти сроки непостоянны. Общеизвестны понятия «ранняя» и «поздняя» весна, «ранняя» и «поздняя» осень. Ежегодные колебания сроков наступления сезонных явлений природы нередко значительны.

     Система знаний о сезонных явлениях природы, о сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки, называется фенологией.[2]

1. История развития фенологии как науки.

         В 1853 г. термин фенология  (греч. Phainiomena – явления и …логия) был предложен бельгийским ботаником Ш. Морраном. Имеются свидетельства, что древнейшие народы земли – китайцы и египтяне – в своей земледельческой практике умели следить за сезонным развитием природы. Сезонные явления нашли отражение в ряде трудов античных авторов (например, у греческого философа Феофраста (372- 287 г. до н.э.) и римского писателя Плиния Младшего (62 – 114 г. н.э.). В средние века в летописях и хрониках иногда велись записи о сроках наступления важнейших сезонных явлений (например, в монастыре Кракова за 1490 – 1527 г., во дворце японского микадо с 812 г.).  В кратком определении фенология – наука о сезонном развитии живой природы, обусловленном сменой времен года. Слово "фенология" в буквальном переводе с греческого – наука о явлениях. И хотя этот термин не целиком отражает существо предмета, стало быть, и не точен, он уже свыше 130 лет употребляется в научном обиходе.

     И если фенология как наука определилась сравнительно недавно, то наблюдения людей над явлением живой природы восходят к эпохе собирательства и начала земледельческой практики. Исстари человек вникал в ход развития фаз окружающих растений – от весеннего отрастания до отмирания, замечал периодические явления из жизни птиц, дикого и одомашненного скота. Эти наблюдения были столь значительны, что они даже запечатлены в древних названиях месяцев: у славян май – травень (обильно отрастают травы), сентябрь – зарев (ревут олени, начало гона) и др.

     И как многие другие науки, фенология берет начало в фольклоре – в исконной устной мудрости. Письменные источники фенологических наблюдений хорошо прослеживаются на материалах русских летописей, исторических хроник и описаний иноземцев, посетивших Московию в средние века. Правда, в этих материалах чаще всего встретятся описания редких, ненормальных явлений природы: сверхранний сход снега и безвременное вскрытие рек, последствия жестокой летней засухи, поздние грозы, чрезмерные холода и многое другое, что поражало авторов той далекой поры.

     Проблески осмысленного подхода к наблюдениям уже видны в распоряжении Петра I А. Д. Меншикову, отданного им в 1721 году: "Когда деревья станут раскидываться, тогда велите присылать нам листочки оных понедельно наклеивши на бумагу, с подписанием чисел, дабы узнать, где ранее началась весна". Это было за 27 лет до того, как в Упсальском саду швед Карл Линней приступил к наблюдению одновременно за развитием растений и ходом погоды. Сопоставляя данные этих наблюдений, Линней вскрыл зависимость прохождения растительных фаз от характера погоды.

     Карл Линней создал в Швеции фенологическую сеть из добровольных корреспондентов, которые в разных местах страны отмечали сроки распускания почек, цветения, созревания плодов и опадения листьев. Свои взгляды на периодические явления ученый изложил в знаменитом труде "Философия ботаники". Линнея по праву называют отцом фенологии, хотя некоторые исследователи и предлагали этот титул присвоить французскому физику Р. Реомюру, который еще в 1735 году отметил зависимость сезонных явлений природы от температурного режима.

     Родоначальником отечественной фенологии достойно признан энциклопедически образованный агроном XVIII века, великолепный труженик науки Андрей Тимофеевич Болотов. За свою 95-летнюю жизнь Болотов написал огромное число произведений, посвященных главным образом земледелию и плодоводству. Если собрать все его сочинения, то получится настоящая библиотека – 300 томов. Живя подолгу в тульской деревне, Болотов пристально вглядывался в самые потаенные приметы, складывающие облик сезонов. Свои наблюдения Андрей Тимофеевич изложил в трех толстых рукописях. Первый труд – "Письма о красотах натуры" посвящен ранней весне: от первой тали до оживления трав. Тут рассказывается и о прилете грачей, и об иве, которая своими "пупышками" напоминает о приходе весны, и об "уравнении годовых времян" – мартовском равноденствии, и, конечно, о разверзании листовых почек. "Тамо видел я духовитую черную смородину, укрытую уже со всем множеством развернувшихся листочков",- читаем на страницах этого труда.

     Второй фенологический труд Болотова – "Кунст-камора натуры, или собрание записок, относящихся до красоты и приятностей натуры" (написан в 1789 г.) включает описания снеготаяния, когда "большие дороги в селениях покрываются уже навозом, делаются тяжкими", а также половодья и разрушения санного пути.

      Интересно наблюдение над рыбами: "Рыба в воде уже чувствует приближение весны – поднимается из своих крепей, разгуливает подо льдом, ватажится". Любознатель натуры осматривает пашню, луга, дубравы, о которых пишет: "Лист сухой на дубах шумит, упадает на снег и вместе с ним сносится стекающею водою". В более поздней записи читаем: "Трава лезет уже везде из земли, как щетина, и с каждым днем представляет очам уже переменные виды".

     Третий труд – "Живописатель натуры, или опыты сочинениям, относящимся до красоты натуры и увеселения себя оными" (1794-1798 гг.). Болотов признается, что это больше написано для собственного удовольствия. Здесь и наблюдения над февральскими оттепелями, и описание снегопада, и зарисовка морозного утра. К августу относятся "пиэсы": "К мальвам", "К бархатцам", "Прогулка осенняя", "Ко времени созревания плодов". Октябрь запечатлен в "Чувствованиях при больших и долговременных ненастьях в глубокое осеннее время". А. Т. Болотов везде подчеркивает связь вегетации растений с сезонными изменениями погоды. Он впервые установил аспектность в растительном покрове.

     Из современников Болотова, наблюдавших фенологические явления, в первую очередь назовем директора петербургского Аптекарского огорода И. П. Фалька и академика П. С. Палласа. Уже в 60-е годы XVIII века они наладили регулярное изучение сезонной ритмики.

     В Западной Европе еще во времена Линнея фенология вышла за пределы Швеции. В 1767 году в Германии ею, например, занимается Готфрид Рейгер, а двадцать лет спустя в Бельгии Мангеймское метеорологическое общество издает первую инструкцию по ведению фенологических наблюдений (правда, без указания фаз растений, которые следует наблюдать).

     Первый призыв к широкому развертыванию фенологии в России раздался в 1838 году со страниц "Журнала садоводства". "Пусть любители садоводства по разным местам пространной России, богатой разнообразными климатами, примут на себя легкий труд,- наблюдать развитие произрастания растений, всем полосам общих…" – говорилось в этом призыве. Общество, издававшее журнал, собиралось составить календарь природы для садоводов. В том же году "Журнал садоводства" опубликовал результаты девятилетних наблюдений М. В. Толстого, проведенных им в окрестностях Москвы и в Дмитровском уезде. Накопленные сведения М. В. Толстой представил в виде ботанического календаря.

     Тогда же по просьбе бельгийского фенолога А. Кетле сбором данных о сезонном развитии московской флоры занялся преподаватель Земледельческой школы ботаник Н. И. Анненков. Наблюдая над 400 растений, Анненков отмечал сроки облиствения, появления первых бутонов и цветов, отцветание, плодоношение, пожелтение и опадение листьев и вторичное цветение. Добытые им сведения печатались в бельгийских ботанических бюллетенях, поэтому с ними хорошо была знакома мировая фенологическая общественность. С Анненкова отечественная фенология становится на прочную основу. Период романтизма и созерцательности оставался позади.

     В 1848 году А. Кетле издает подробную инструкцию по сбору фенологических сведений. Ее достоинство – в постановке вопроса о необходимости однородных способов накопления исходного материала. Данные становятся сравнимыми лишь при единой методике наблюдений. Через два года эта инструкция увидела свет и в России.

     Русские ученые все настоятельнее требуют широкого развертывания фенологии. Академик П. И. Кеппен, сам много лет наблюдавший за сезонным развитием растений в Крыму, в 1845 году обратился с воззванием в Академию наук о постановке сети регулярных фенологических наблюдений. Такая сеть была создана под руководством Русского географического общества. Особенно заметно потрудились по сбору феносведений А. Д. Денгинк в Кишиневе, Ф. Гердер и К. Линсер – в Петербурге, В. Поггенполь – в Умани. Но массовой сети корреспондентов так и не было, хотя к началу 80-х годов в Германии уже насчитывалось около 600 наблюдателей, в Англии и Австрии – по 300. Немецкий фенолог Е. Ине тогда же предложил составлять биоклиматические карты с нанесением линий одновременного наступления в разных пунктах одних и тех же фаз развития растений. На основе русских материалов такие карты составил последователь Ине В. И. Ковалевский.

     Большой вклад в развитие фенологии внес известный русский погодовед А. И. Воейков. В своих трудах он настойчиво проводил мысль о взаимной связи метеорологических и фенологических наблюдений. Ход погоды в году непременно отразится на сроках наступления фенологических фаз, этих обязательных ступенях роста и развития растений,- таков главный вывод Воейкова-фенолога. В дальнейшем его вывод станет краеугольным камнем в учении о решающем влиянии температурного режима на состояние дикой и культурной флоры.

     Исключительная заслуга в становлении отечественной фенологии принадлежит Дмитрию Никифоровичу Кайгородову, чье имя по праву присвоено фенологической сети нашей страны. Еще в 1871 году, будучи артиллеристом, Кайгородов предпринял обширную программу фенологических наблюдений. Увлечение перешло в каждодневную потребность, и молодой поручик снимает мундир и садится за полевые записи. Под его пером даже самые обыкновенные картинки природы приобретают особую живость и значимость. Кайгородов пишет очерки, статьи, книги из жизни зеленого и пернатого царств, создает непреходящие рассказы о русском лесе, дает в руки ботаникам, грибникам, натуралистам великолепные наставления, которые воспитывают несколько поколений естествоиспытателей. Дар Кайгородова-популяризатора столь велик, что его труды до сих пор читаются с увлечением и эстетическим наслаждением.

     Самая важная научная заслуга Д. Н. Кайгородова – создание добровольной фенологической сети в России. Со всех уголков обширного государства стекались к ученому сведения о годовом ходе сезонных явлений. Он лично поставил на ноги 600 наблюдателей природы, научив их профессиональному мастерству натуралиста. Дмитрий Никифорович добивался, чтобы фенология, как неотъемлемая часть всех естественных наук, была предметом изучения в школе. Выход в природу он считал непременным занятием учеников. Это его положение затем было блестяще развито зачинателем юннатского движения Б. В. Всесвятским.

     Среди добровольных корреспондентов Географического общества особо выделялся житель села Захарьина под Подольском Н. Е. Сироткин. Свыше 50 лет на одном и том же месте он вместе с учениками сельской школы наблюдал сезонную жизнь 70 объектов природы: луговые и полевые злаки, деревянистую и кустарниковую растительность, животный мир Подмосковья. Добытые Сироткиным сведения впоследствии были положены в основу календаря природы Московской губернии, который с уточнениями и дополнениями используется специалистами до сих пор. Умер Н. Е. Сироткин 22 мая 1920 года, оставив после себя обширные метеорологические и фенологические записи.

     Обработал их, прокомментировал и издал видный деятель отечественной фенологии 20-х и 30-х годов И. А. Здановский. Этим ученым были написаны руководства для климатологов и фенологов, он систематизировал обширный естественнонаучный материал, касающийся сезонной жизни Подмосковья, установил фенологические пределы времен года.

     Фенология как обширная биологическая дисциплина внедряется во все смежные науки – ботанику, агрометеорологию, экологию и географию. С 1924 года, когда на Московской конференции по краеведению Д. О. Святский выдвинул минимальную программу фенологических наблюдений в пределах всей страны, руководство фенологией вплоть до 30-х годов осуществляло Общество любителей мироведения. Это Общество издавало журнал "Мироведение", в нем охотно помещали свои материалы фенологи. Особый интерес представляют публикации Н. П. Смирнова. С 30-х годов руководство фенологией сперва переходит в ведение Центрального бюро краеведения, затем снова передается в Географическое общество, где находится и по настоящее время.

     Ведущими фенологами за это время было составлено несколько программ наблюдений. Получили известность принципы графического построения хода развития растительного сообщества или отдельного вида (фенологические спектры В. Н. Сукачева и А. П. Шенникова), биоклиматического картирования (фенологические карты Н. П. Смирнова и В. А. Батманова), расчета суммы эффективных температур, необходимой для начала того или иного порога развития растений (работы А. А. Шиголева). Фенологические прогнозы, предсказывающие обеспеченность теплом в предстоящем сезоне, помогают полеводам в выборе нужных по скороспелости сортов высеваемых растений. Садоводы и полеводы используют это прогнозирование для защиты сада и гряд от губительного действия заморозков.

     Накопленные к концу 19 века материалы наблюдений позволили приступить в установлению ряда фенологических закономерностей. Наметилось два основных направления: географическое и биологическое. Фенологи – географы составили серии фенологических карт, дающих представление о продвижении важнейших природных явлений по различным территориям, и приступили к разработке учения о фенологических временах года. Фенологи - биологи искали закономерности, связывающие сроки наступления сезонных явлений в жизни растений и животных с ходом метеорологических и иных факторов. [6]

2. Основные понятия фенологии.

     В фенологии, сезонная динамика природы учитывается с помощью фенологических наблюдений, т. е. записей дат (число, месяц, год) наступления сезонных явлений природы, в определенных географических пунктах. При характеристике сезонной динамики используются широко распространенные, четко проявляющиеся, легко и точно наблюдаемые сезонные явления, не требующие для своей регистрации специальной аппаратуры.

     Примерами сезонных явлений, используемых при изучении сезонной динамики природных процессов, служат:

     в атмосфере – первые и последние весенние заморозки; первый и последний снегопады; первый морозный день – лед 6на лужах в тени не оттаял; появление первых и последних типичных кучевых облаков; первая и последняя грозы;

     в гидросфере – озера и пруды: замерзание осенью и вскрытие весной, т.е. появление первых закраин, первой полыньи; первое очищение водоема ото льда; реки: первая подвижка льда весной; начало и конец сплошного ледохода; ледостав; возможность перехода или переезда по льду, на лошадях, машинах через реку, озеро или болото; разрушение зимних путей через водоемы;

     на поверхности почвы – установление и разрушение снежного покрова, отдельно – на открытых местах, в лесу, в оврагах; заморозки перед установлением снежного покрова и после схода снега; весеннее просыхание почвы до мягкопластичного состояния;

     в биосфере – многообразие проявление жизнедеятельности отдельных видов организмов и их сообществ. [7]  

3. Сезонные явления в мире растений.

     Цикл сезонного развития растений состоит из закономерно сменяющих друг друга различных этапов. Каждый такой этап называется фенологической фазой развития (фенофазой). При фенологических наблюдениях используется относительно простая система фенофаз, наблюдаемых у наиболее заметных представителей местной растительности: начало весеннего  сокодвижения, всходы однолетних видов, начало распускания почек, начало распускания листьев, начало и конец цветения, начало созревания плодов, начало рассеивания плодов и семян, появление осенней окраски листьев, начало осеннего листопада, полное осеннее расцвечивание листьев, конец листопада.

4. Сезонные наблюдения в мире животных.

     Сезонные явления в мире животных очень разнообразны и специфичны для каждого класса. Как правило, они не менее доступны для наблюдений, чем в мире растений, а первую очередь в силу подвижности и скрытности образа жизни животных. Относительно легки наблюдения над видами, встречающимся в массе, называемыми «фоновыми»: птицы во время перелетов, рыбы при массовом их отлове, лягушки, насекомые (пчелы, комары), фоновые виды бабочек, жуков и т. п. Для таких видов сроки наступления отдельных явлений могут быть установлены достаточно точно.

     Основные сезонные явления у млекопитающих – весенняя и осеняя линьки, спаривание, появление молодняка, начало и конец сезонных перекочевок, у некоторых видов – залегание в спячку и пробуждение, у лосей, косуль, оленей – смена рогов. Лишь немногие их этих явлений имеют массовый характер. К ним относятся весеннее пробуждение и залегание в спячку осенью сусликов, бурундуков. На севере отмечаются сезонные миграции леммингов.

     Одни из самых разнообразных и хорошо заметных – сезонные явления у птиц. Весенний и осенний пролет – отмечаются первые и последние стаи гусей, уток, журавлей, пролетающих на север т обратно. Прилет гнездящихся птиц – записывать следует появление первых птиц, а затем их валовый прилет на свои гнездовья. Первая весенняя песня или крик (жаворонок, кукушка, соловей и др.).  Начало токования у тетеревов, глухарей, вальдшнепов (тяга).

     Для земноводных и пресмыкающихся характерна зимняя спячка. Момент перехода в спячку, ввиду скрытного образа жизни не заметен. Хорошо отмечаются первое появление ожившего животного, начало квакания и икрометания у лягушек и жаб.

     Большинство видов беспозвоночных ведет скрытный образ жизни, а определение многих их групп доступно только специалистами. Вот почему для фенонаблюдений используются лишь широко распространенные общеизвестные виды. Для характеристики сезонной динамики природы используются три группы сезонных явлений жизни насекомых и других беспозвоночных.

1. Индикационные явления, свидетельствующие о наступлении определенных этапов годичного круга природы: первое появление мух на пригреве, ярких весенних бабочек (крапивницы, траурницы), кобылок, крупных жуков (например, майского хруща), вылет крупных стрекоз, начало стрекотания кузнечиков, вылет осенних бабочек, начало лета паутины осенью. Индикаторами оттаивания и прогрева почвы служит появление дождевых червей. Это явление отмечается по кучкам экскрементов на дорожках и других местах, лишенных травяного покрова.  
2. Развивающиеся в массовом количестве паразиты человека и домашних животных: первые укусы, массовое нападение на человека и домашних животных нападений комаров, мошки, слепней и т.п.
3. Появляющиеся в массовом количестве вредители сельскохозяйственных культур и лесов: бабочки-белянки, непарный шелкопряд, клопы-солдатики, саранча.

     Все сезонные явления динамичны. Они возникают, достигают максимума своего проявления, а затем исчезают. Одни сезонные явления наступают постепенно: разрушение снежного покрова, сезонное нарастание и убывание водоносности рек, оттаивание почвы, осеннее отмирание листвы у листопадных деревьев, сезонные линьки животных; другие начинаются или заканчиваются скачкообразно: первое появление кучевых облаков и проталин, первая подвижка льда на реках, конец ледохода, начало и конец цветения, облиствения, прилет перелетных птиц на гнездовья, первая и последняя осенние пролетные стаи гусей, журавлей, первый укус комара и т.д.

     Даты наступления скачкообразно проявляющихся сезонных явлений могут быть без труда отмечены с точностью до одних суток. Более сложно установление фенодат постепенно наступающих явлений. Для полного описания их динамики требуются длительные систематические наблюдения. Часто для таких явлений установлены условные границы. Например, датой разрушения снежного покрова условно считается день, когда на специально выделенном наблюдательном участке от снега  

     Сезонные явления в конкретные годы наступают раньше или позже своих средних многолетних сроков. Отклонения сроков от средних многолетних называются феноаномалиями. В случае запаздывания феноаномалия (ф/а) считается положительной, а в случае опережения – отрицательной. [5]

1. Геоботаническое описание территории в окр. д. Сайгатина.

Длина экологической тропы – 780 м.

Название ассоциации  -  сосняк - брусничник

Географическое положение - Сургутский р-н, 200 м на юго-запад (SW) от д.Сайгатина

Общий характер рельефа - равнинный

Почва (название) - серые лесные песчаные

Условия увлажнения - влажно

Окружение: север – лыжная база, юг – лес, запад – река, пойменный луг; восток – лес.

Мертвая подстилка: состав – остатки хвои, мхов, лишайников, шишек; мощность – 3-10 см; степень покрытия – 60%; распределение – равномерное.

Ярусы:

Древостой:

Степень сомкнутости крон  - 50-70%

Формула состава древостоя (общее количество-10) 8С2К+Е

Возобновление (всходы и подрост): 14.

Степень сомкнутости (в %) - 40-60%.

Характеристика травянисто-кустарничкового покрова:

Степень проективного покрытия (в %) - 50-60%

Задернованность (как истинное покрытие) – 80 %

Аспект - серо-зеленый.

Список видов:

Характеристика мохово-лишайникового покрова:

Общее покрытие (в %) -  70%

3. Программа фенологических наблюдений на экологической тропе

     Программа фенологических наблюдений на экологической тропе (далее Программа) включает проведение исследований в природе по 3 основным направлениям: гидрометеорологические явления, явления в мире растений, явления в мире животных.  Наблюдения за сезонным изменениям в природе, или фенологические наблюдения, проводятся круглый год. Результаты наблюдений вносятся в таблицу первичных данных. Маршрут наблюдения проложен по экологической тропе, на которой представлены различные природные сообщества: хвойный лес (сосняк, ельник), пойменный луг, река (малая река Б. Кучеминская). (Прил. 1) По своему положению, рельефу и составу растительности маршрут является типичным для данной местности.

    При проведении фенологических наблюдений определяется дата наступления того или иного явления. Весной, когда оживление природы идет в очень сжатые сроки, наблюдение проводится практически ежедневно. Летом и осенью, с их более медленными темпами развития, наблюдения проводятся раз в 2-3 дня.

     При проведении фенологических наблюдений заполнялись календари погоды, велись дневники наблюдений, фотографировались фенологические явления и природные объекты в разное время года.

3.1. Наблюдение за гидрометеорологическими явлениями (Прил. 2).

   Фенологические наблюдения над абиотическими сезонными явлениями – установлением и сходом снежного покрова, замерзанием и оттаиванием водоемов и т.п. – ведутся по методике, принятой в руководствах для метеорологических и гидрологических наблюдений в природе. [5]

Весна-лето.

Снежный покров,  первые проталины. Отмечается дата, когда впервые на южных склонах холмов и пригорков, на открытых участках, в лесу у стволов деревьев среди снежного покрова, стали хорошо заметны пятна обнаженной земли.

Разрушение снежного покрова:

  а) на ровном открытом месте;

Отмечается дата, когда на постоянном, специально для этого выбранном ровном открытом участке более половины поверхности почвы очистилась от снега.

  б) в лесу.

Отмечается день разрушения снежного покрова на сравнительно ровном участке сплошного леса, удаленном от опушки или большой поляны на 50-100м.

Начало ледохода. Отмечается день, когда впервые замечено, что измельченный лед сплавляется сплошным потоком.  Явление это хорошо отмечается главным образом на крупных реках.  

Река очистилась ото льда. Отмечается день, когда видимая поверхность реки практически полностью освободилась ото льда. Очень редкие одиночные льдины на фарватере реки, а также льдины, застрявшие на мели у берегов, во внимание не принимаются.

Осень-зима

Лужи, мелкие водоемы первый раз покрылись льдом. Явление легко определяется в утренние часы после достаточно сильного ночного заморозка.

Первый раз выпавший снег покрыл землю. Имеется в виду снег, пролежавший хотя бы несколько часов, а не снег с дождем, не образующий снежного покрова.

Снегопад, после которого образовался устойчивый снежный покров. Отметить этот день можно лишь в результате систематического наблюдения за предзимними  снегопадами.  День снегопада, после которого снег сохранялся в течение длительного времени, обычно до весны, и следует считать датой образования устойчивого снежного покрова.

На реке образовались ледяные забереги. Отмечается день замерзания  тонким льдом тихих заводей или прибрежных участков реки со стоячей водой.

Пошла шуга. Отмечается день появления на поверхности реки белесоватого кашицеобразного льда. Явление хорошо наблюдается обычно на крупных реках.

На реке образование сплошного ледяного покрова. Отмечается день, когда движение льда в результате отмерзания льдин полностью прекратилось. На мелких речках с тихим течением – день исчезновения последних участков открытой воды. Обычно незамерзающие участки реки (полыньи или в местах выхода грунтовых и теплых вод) в расчет не принимаются.

     Сопоставительный анализ сроков гидрометеорологических явлений 2011-2013 гг. показал зависимость их от температурных показателей зимнего и весеннего периода. Так, после более теплой зимы 2012 года разрушение снежного покрова, ледоход начались раньше и проходили интенсивнее.

3.2.  Фенологические явления в мире растений (Стрельникова О. Г.) (Прил. 3).

     Сезонные явления в растительном мире – наиболее наглядные индикаторы сезонной динамики ландшафта. Наблюдения над растениями наиболее доступны и обширны. Объектами наблюдения над высшими сосудистыми растениями служат широкоареальные виды, типичные и фоновые местные виды, характерные для данной зоны; редкие и исчезающие виды; виды, представляющие практический интерес.

     Программа весенних наблюдений за растениями охватывает главным образом явления цветения и облиствения.  Даты начала и массового цветения определялись одинаково для всех видов цветковых растений, произрастающих в обычных для них местообитаниях. Начало цветения у травянистых растений (мать-и-мачеха, одуванчик) отмечались датой, когда, когда на участке обычного произрастания данного вида встречались несколько (2-3) первых зацветших растений. У деревьев, кустарников и кустарничков (черемуха, рябина, шиповник, багульник) началом цветения считался день, когда на отдельных соцветиях появлялись первые цветки с раскрывшимися венчиками. У сережкоцветных (береза, осина) и хвойных – появление легкого облачка пыльцы при легком встряхивании веток. Массовое цветение отмечалось датой, когда на участке наблюдения зацветало большинство растений (более 50%) данного вида. Обилие цветения определялось на глаз по стандартной шкале. Начало облиствения отмечалось датой появления листа из-под почечных чешуй. Массовое облиствение отмечалось датой, когда у нескольких растений на растущих побегах появлялись первые листочки.

     Начало созревания плодов отмечалось датой, когда у нескольких (2-3) растений данного вида встречено хотя бы по одному зрелому плоду. У растений с сочными плодами (малина, брусника, черника) созревающие плоды становились сочными, мягкими, приобретали свойственную зрелому плоду окраску. Сухой плод считался зрелым, когда он подсох и приобрел свойственную окраску. Созревание плодов-летучек (осина, ива) определялось по появлению в воздухе «пуха». Массовое созревание плодов отмечалось датой, когда у большинства растений данного вида большая часть плодов созрела. Плодоношение отмечалось, когда созревшие семена отделялись от материнского растения.

     Начало осеннего расцвечивания (пожелтения) листвы отмечалось датой, когда в кроне нескольких деревьев были замечены первые по-осеннему окрашенные листья. Массовое расцвечивание листвы отмечалось датой, когда у большинства деревьев стали преобладать по-осеннему окрашенные листья. Массовый листопад отмечался датой, когда впервые обратило на себя внимание резкое падение листвы у большинства деревьев. Окончание листопада отмечалось датой, когда практически все деревья освободились от листвы. [2]

     Сопоставительный анализ сроков фенологических явлений в мире растений 2011-2013 гг. показал зависимость их от температурных показателей зимнего и весеннего периода. Так, после более теплой зимы 2012 года раньше наступил вегетационный период некоторых травянистых растений (клевер, майник двулистный, белокрыльник), олиствение и цветение березы, осины, шиповника.

3.3. Явления в мире животных. (Прил. 4). 

     Сезонные наблюдения над животными, главным образом, в силу подвижности и скрытности их образа жизни, менее доступны, чем над растениями. Объектом служат массовые, легко определимые и заметные виды. В наших наблюдениях мы, в основном, отмечали изменения в жизни насекомых и птиц (весеннее появление, массовое появление). Частным порядком отмечались аномальные явления (зимняя миграция куропатки, зимовка перелетных птиц).

      Сопоставительный анализ сроков фенологических явлений в мире животных 2011-2013 гг. показал зависимость их от температурных показателей зимнего и весеннего периода. Так, после более теплой зимы 2012 года раньше запела большая синица, раньше открылись муравейники и появились другие насекомые. Однако, не все фенологические явления напрямую зависят от температурного режима. Так, весенний пролет птиц на север происходит примерно в одно и то же время, некоторые насекомые (слепни) не появились даже после теплой весны. Нами отмечена фенаномалия в мире животных: массовая миграция белой куропатки в декабре 2013 года, причиной которой является, очевидно, аномально теплая осень с последующими морозами.

3.4. Оценка плодоношения ягодников и урожая грибов. (Щиголев А. А., Шиманюк А. П.).

   Оценка плодоношения ягодников производилась до начала массового созревания ягод по стандартной шкале. [4]

Шкала глазомерной оценки плодоношения ягодников

Сравнительная оценка плодоношения ягодников

Оценка урожая шляпочных эпигейных грибов производилась по окончании грибного сезона.

 Шкала глазомерной оценки урожая грибов

Сравнительная оценка урожая грибов

     Таким образом, в результате сопоставления урожайности ягодников и грибов в разные годы установлено, что наиболее урожайным для ягод и грибов был 2012 год. 2011 год был менее урожайным. В 2013 году урожайность грибов и ягод была невысокой, чему причиной, вполне возможно, были погодные условия – холодная продолжительная зима, прохладное лето.

Выводы:

1. Фенология как наука определилась благодаря трудам К. Линнея, Р. Реомюра, А. Т. Болотова, И. П. Фалька, П. С. Палласа, Н. И. Анненкова, А. Кетле, Д. Н. Кайгородова и других ученых.
2. Физико-географическая характеристика района исследования включала в себя описание географического положения Сургутского района, рельефа, климата, почвы, гидрографии, растительного и животного мира.
3. В рамках разработанной программы фенологических наблюдений на экологической тропе обработаны и проанализированы результаты наблюдения в течение трех лет – 2011-2013 гг., продолжаются наблюдения в 2014 г., фиксируются результаты наблюдений в полевых дневниках, календарях природы, сводных таблицах; производится оценка урожайности грибов и ягод.
4. Проведение сопоставительного анализа сроков сезонных изменений за 2011-2013 годы показало наличие небольших расхождений в сроках фенологических явлений – разрушение снежного покрова, начало и конец ледохода, даты перехода температуры через 0 и др. – в зависимости от зимних и весенних температурных показателей. Аналогичные сдвиги сроков отмечены и в растительном мире (более раннее наступление вегетационного периода, олиствение, цветение) и в животном (более раннее весеннее пение птиц, появление насекомых).
5. Оценка урожайности грибов и ягод по стандартной методике показала, что наименее урожайным был 2013 год, наиболее урожайным – 2012 год.

Список литературы

1. Балбышев И. Н. Времена года. Календарь природы. – Л., Лениздат, 1964.
2. Стрельникова О. Г. Фенологические наблюдения в природе. – Тюмень, ТОГИРРО, 1998.
3. Стрижев А. Календарь русской природы. – М., Наука, 1972.
4. Щиголев А. А., Шиманюк А. П. Изучение сезонных явлений. – М. , Учпедгиз, 1982.
5. Яновский С. А. Программа организации и ведения фенологических наблюдений. – М., Экосистема, 1996.
6. biofile.ru/bio/3719.html
7. valleyflora.ru/160.html