Первоцветы широколиственного леса

МБОУ «Гимназия № 10»

Исследовательская работа:

«Первоцветы

широколиственного леса»

Автор:  экологическое объединение «Ноосфера» 

Докладчик: Гавриляк Дмитрий, учащийся 7б класса,

 Научный руководитель: Степанова И. Е.,  учитель

биологии

Луховицы, Московская область  

апрель 2018г.

 Содержание:

 Введение. Актуальность проблемы. Цели и задачи………..       3стр.

I. Широколиственный лес как экосистема.

I.1. Общая характеристика широколиственного леса………       4стр.

I.2. «Торопливые» дубравные эфемероиды…………………        6стр.

II. Практические исследования на местности

 II.1. Методика работы………………………………………..         7стр.     

 II. 2. Географическое положение. Рельеф……………………     7стр.   

 II.3.  Характеристика урочища в долине р. Ока……………       8стр.   

II. 4. Флористический состав и лекарственные свойства              первоцветов леса……………………………………………….      9 стр.

III. Природоохранные мероприятия в школе, направленные на защиту первоцветов.

III.1. Природоохранная акция   «Берегите первоцветы»….....     13 стр.

III.2. Организация рейдов «Зеленого патруля»………………     14 стр.

III.3. Экологические беседы, классные часы, праздники……     14 стр.

III.4. Фотоконкурс «Эко-объектив»……………………………    14 стр.

IV. Литература…………………………………………………..     16стр.

V. Приложение…………………………………………………     17 стр.

               Введение. Актуальность проблемы.   Цели и задачи.

            На нашей планете произрастает сегодня  более 300 тыс. видов растений, из них 240 тыс.  – цветковых. Конечно, угроза  исчезновения нависла  и над древними  реликтовыми плаунами, и над голосеменными растениями, которых сохранилось всего 750 видов. Кажется, что господствующим покрытосеменным деревьям, кустарникам и травам опасаться нечего – они широко расселились по планете, их количество поражает. Но каждый год на страницах Красной книги появляются новые виды, и прежде всего это красивые, ярко  цветущие растения…Мы выбрали для исследования первоцветы широколиственного леса, или эфемерные растения.

                Причин для такого исследования несколько:

            1-ая причина: биоценоз широколиственного леса в нашем крае  сохранился только один – это проектируемый памятник природы между пос. Фруктовая и селом Алпатьево, на правом крутом берегу реки Ока. Этот замечательный лес много лет изучается экологическим объединением «Ноосфера», мы активно его защищаем, рассказывая о  красивейшем уголке природы  всем жителям края. В 2016 году в конкурсе «Премия губернатора Московской области «Наше Подмосковье» проект «Сохраним уникальный лес» был замечен и вошел в число победителей (3-ья премия). Наш руководитель, Степанова И.Е.,  выступила в защиту именно этого проектируемого памятника природы (в номинации «Гражданская инициатива»).  В проекте  подчеркивается необходимость придания этому лесу статуса ООПТ федерального значения, сохранения всех растений и животных, его населяющих.

           2-ая причина: наиболее уязвимыми и беззащитными являются травянистые растения, особенно цветущие в апреле – мае. Лес в это время очень светлый, притягивает массы отдыхающих, и их взглядам открываются поляны красивых нежных цветов. Руки тянутся их сорвать…

Цель работы: привлечь внимание всех жителей нашего края к проблеме сохранения первоцветов - раннецветущих растений леса.

Задачи:

1.    Изучить  флористический состав первоцветов леса, их лекарственные  свойства.              

2. Выявить влияние антропогенного фактора на структуру и видовой состав раннецветущих растений широколиственного леса.

3. Организовать и провести среди учеников школы природоохранные мероприятия, направленные на защиту первоцветов.

                          I. Широколиственный лес как экосистема.

                   I.1. Общая характеристика широколиственного леса.

              Во все века и времена жизнь русского человека была безраздельно связана с лесом. Лес кормил, одевал, давал кров, служил основным источником тепла и бытового благосостояния для многих поколения наших предков. Также лес всегда являлся главным целителем для человека и животных. В наш век так называемого «прогресса» многое отошло в прошлое, но значение леса как источника здоровья, да и всей жизни на планете, осталось. Многие секреты древних знахарей уже утеряны, но и то немногое, что дошло до нас, помогает исцелить самые тяжкие недуги, стоит только обратиться к лесу – нашей зеленой аптеке.

            Широколиственный лес характеризуется прежде всего большим разнообразием видов растений, что объясняется благоприятными природными условиями. Почвы обычно дерново-подзолистые, богатые питательными веществами и достаточно увлажненные. В дубравах ярко выражена ярусность. Верхний ярус образуют высокие светолюбивые растения: дуб, ясень, липа. Более  низкие – клен, вяз, груша, ясень, яблоня – образуют второй древесный ярус. Еще ниже располагается подлесок, образованный кустарниками: лещиной, бересклетом, калиной, крушиной, жимолостью. Разные виды кустарников различаются по высоте. Например, кусты орешника – лещины достигают высоты 3 м, а бересклета – чуть выше человеческого роста.                    

          В дубраве хорошо развит травянистый покров. Многие растения имеют широкие листовые пластинки и крупные яркие соцветия, поэтому их называют дубравным широкотравьем. Некоторые лесные виды настолько приспособились к затенению, что не могут расти на открытых местах. Здесь господствуют среди трав сныть обыкновенная, осока, зеленчук, пролеска. В дубравах встречаются мхи, но, в отличие от хвойных лесов, здесь они не образуют сплошного ковра. Летние травы теневыносливы, а в окраске цветов преобладает белый цвет, наиболее заметный для опылителей.

              Богатство и разнообразие растительного покрова, ярусность, большое количество пищи определяют обитание многочисленных видов животных. Одна группа – это растительноядные насекомые, пауки, другие членистоногие, птицы, мышевидные грызуны, копытные (лоси, косули, олени). Вторую группу животных составляют плотоядные, хищники, и паразиты: клещи, наездники, мухи-тахины, насекомоядные птицы (кукушки, дятлы, синицы, славки), лисицы, волки, куницы, ласки.

      Вследствие многоярусности животные распределяются по различным «этажам» и занимают разные экологические ниши. Пищевые цепи обычно состоят здесь из 4–5 звеньев. В лесу число видов животных значительно больше, чем растений. Однако высокая продуктивность (до 10 т на 1 га ежегодно) продуцентов значительно перекрывает биомассу всех животных (около 10 кг на 1 га), поэтому используется лишь 10–20 % ежегодного прироста растений. Это соотношение поддерживается автоматически. Саморегуляция позволяет сохранять видовой состав и численность. Но иногда насекомые-вредители леса размножаются в огромных количествах, уничтожая всю листву (непарный шелкопряд, листовертки). Немалая часть биомассы ежегодно минерализуется. Это растительный опад и остатки животных, которыми питаются редуценты. К ним относятся личинки мух-падальщиков, черви, жуки, бактерии, грибы.  Таким образом, в биоценозе леса прослеживается круговорот веществ и энергии.

                   I.2. «Торопливые» дубравные эфемероиды.

              Особую группу среди травянистых растений составляют раннецветущие весенние эфемеры. Эти растения представляют для нас наибольший интерес. Среди них чистяк весенний, ветреницы, хохлатки различных видов и гусиный лук. Это обычно небольшие по размерам травы, однако развиваются они очень быстро. Эфемероиды спешат появиться на свет сразу же после схода снежного покрова. Некоторые особо резвые росточки пробиваются даже через снег. Через неделю, максимум две, их бутоны уже распускаются. Еще через несколько недель происходит созревание плодов и семян. После этого растения полегают на землю, желтеют, после чего та их часть, которая находится над землей, отмирает. Причем этот процесс происходит в самом начале летнего периода, когда, как может показаться, условия для роста и развития максимально благоприятные. Секрет прост. У эфемероидов свой ритм жизни, отличающийся от графика развития других растений. Они цветут пышным цветом только весной, а лето для них – пора увядания. Наиболее способствующий их развитию период – ранняя весна. В это время года в лесу наблюдается максимальное количество света, поскольку кустарники и деревья еще не обрели свой густой зеленый покров. Кроме того, в данный период почва оптимально насыщена влагой. Что касается высокой летней температуры, то эфемероиды в ней совсем не нуждаются. Все эти растения - многолетние. Они не погибают после того, как их надземная часть засыхает. Живые подземные корни представлены клубнями, луковицами или корневищами. Эти органы выступают вместилищами питательных веществ, в основном крахмала. Вот почему стебли, листья и цветки появляются так рано и растут так стремительно. Эфемероиды являются широко распространенными в широколиственных дубравах растениями, но их разнообразие невелико -  около десяти видов.  Цветки эфемеров образуют пестрый ковер, привлекая яркими красками насекомых-опылителей: шмелей, ос, пчел. Еще через 2–3 недели у них уже развиваются плоды с семенами, а сами растения полегают, желтеют и засыхают. К концу весны надземная часть у большинства отмирает, а подземные части сохраняются до следующей весны. 

                      II. Практические исследования на местности

                       II.1. Методика работы.

        Команда экологов  «Ноосфера» из  МБОУ «Гимназия № 10»  приступила к исследованию широколиственного леса весной 2012 г. Ежегодно в апреле - мае велись наблюдения за  цветением эфемеров: хохлатки, ветреницы, медуницы и др. растений. В июне  проводились комплексные  описания  участка  леса по плану, который представлен в приложении № 1.

          II. 2. Географическое положение. Рельеф.                                          

 Широколиственный лес протянулся по правому крутому берегу р. Ока от пос. Фруктовая до с. Алпатьево, вдоль 1 и 2 надпойменных террас. Долина р. Ока относится к Мещерской низменности, но террасы по правому берегу в районе п. Фруктовая – это восточные отроги Заокского эрозионного плато. Ему характерен холмисто-увалистый рельеф, глубокие овраги. Заокское плато является, в свою очередь, северными отрогами Среднерусской возвышенности. Рельеф плато сформировался в доледниковое время, современный рельеф унаследовал его почти полностью. Здесь и возникли богатые широколиственные леса на хорошо дренированных почвах. Сегодня плато сильно расчленено овражно-балочной сетью. Один из таких оврагов и был выбран для комплексного изучения.

  II.3.  Характеристика урочища в долине р. Ока

          Овраг расположен в долине реки, он врезается в правый коренной берег. По его дну стекают грунтовые воды, образуя в устье шумные ручьи. И днище, и склоны оврага покрыты растительностью. По происхождению это широколиственный лес, но местами он сильно изменен.

     Для исследования был выбран обрывистый склон оврага  юго-восточной экспозиции с серыми лесными почвами.

Адрес объекта: долина реки Ока, правый берег, начало широколиственного леса у поселка Фруктовая (малый курган).

Перепад высот: 21 м (140 м - высота верхней части склона оврага;                 высота днища оврага – 119 м)

Мезорельеф: овраг с крутыми, временами обрывистыми склонами.

Коренная порода: покровные суглинки.

Особенности увлажнения: в нижней части – избыточное, в средней и верхней – достаточное.

Растительность: широколиственный  лес.

Почвенный покров: дубравное  широкотравье

Характер границ урочища: глубокий овраг с обрывистыми  склонами, врезанный в правый коренной берег реки Ока, сильно наклонен к реке.

Точки комплексных описаний:

№ 1 – обрывистый склон днища оврага с кленово – вязовым снытево – папоротниковым лесом на серых грунтово – глеевых лесных почвах.

№ 2 – нижняя часть склона оврага с кленово – ясеневым разнотравным лесом.

№ 3 – верхняя часть склона оврага разреженным липово – кленовым лесом и луговым разнотравьем на серых лесных почвах.

Заключение:  ПК широколистного леса внутри точки 3 сильно изменен. Образовались широкие поляны, покрытые луговой растительностью, древостой разрежен.  Подрост дубов отсутствует везде. Антропогенная нагрузка на данный участок леса возрастает, т.к. очень много проложено тропинок.  Данный природный комплекс остается уникальным  и по своей красоте, и по разнообразию видов растений и животных, поэтому нуждается в особой охране.

II. 4. Флористический состав и лекарственные свойства   первоцветов           леса.

Весна - время цветения. Для городского жителя это время наступает гораздо позднее, чем для жителей лесов: зацветают яблони в парках, затем черемуха и сирень. Но это уже май месяц, время, когда почти на всех деревьях полностью развернулись листья. В лесу и по берегам рек цветы начинают цвести еще в апреле, когда в укромных, скрытых от солнца местах еще лежит посеревший снег.

           Цветут ранние весенние цветы недолго, в лучшем случае две недели, и лишь некоторые доживают до полного лета. Потому их и называют: ранневесенние эфемеры. Они издалека и хорошо заметны в голом еще лесу, на фоне серой прошлогодней листвы, при отсутствии даже намека на листья. Более того, многие из ранневесенних эфемеров обладают целебными свойствами, причем, не только для людей, но и для животных, истосковавшихся за долгую зиму по витаминам.

             Мы будем приводить целебные свойства трав именно из книги «Энциклопедия лекарственных растений», автор – Татьяна Ильина.

        1. Хохлатка Галлера (Corydalis halleri). Хохлатка зацветает в апреле и цветет недолго, но всегда образует целые заросли, особенно, по берегам лесных ручьев, обращенных к солнцу. Клубни некоторых хохлаток содержат алкалоиды (до 5%), в траве и семенах также есть алкалоиды. В медицине наибольший интерес имеет алкалоид  бульбокапнин. Он применяется в клинике нервных заболеваний при дрожательном параличе и других заболеваниях с повышением мышечного тонуса и гиперкинезами. Коридин обладает успокаивающим действием на центральную нервную систему. Коритуберин, корикавин и корикавамин оказывают возбуждающее действие, повышают рефлекторную возбудимость; коридалин, корибульбин и изокорибульбин снижают кровяное давление, угнетают сердечную деятельность и расширяют периферические сосуды.

         2. Гусиный лук, гусятник (Gagea rubicunda), съедобное весеннее растение, которое еще называют желтым подснежником. Растет только на богатой почве, иногда его можно встретить не только в апреле, но и до середины мая.

   Отвар луковиц гусиного лука желтого и других видов гусиного лука принимают при водянке, желтухе, астме. Отвар луковиц в молоке дают в небольших дозах детям при "младенческой" ("родимчике"). Измельченные луковицы употребляют как наружное ранозаживляющее средство.

          3. Ветреница дубравная (Anemone nemorosa) из семейства лютиковых образует сплошные  заросли  площадью в сотни квадратных метров.  Содержит анемонал, сапонины, витамин С, таннины, смолы и др. Оказывает отхаркивающее, бактерицидное, потогонное, противогрибковое, седативное и болеутоляющее действие. Растение ядовито!

        4. Ветреница лютичная (Anemone ranunculoides). Цветет в конце апреля - начале мая, предпочитает широколиственные леса и дубравы.

Содержит анемонол, анемоновую камфару, которая при распаде выделяет анемонин - болеутоляющее и антиспазматическое вещество, действующее также на сердце. Настой листьев применяют при болях в желудке, коклюше, подагре, водянке, параличе, а также как средство, усиливающее деятельность почек и легких.  Растение сильно ядовито!

       5. Медуница лекарственная (Pulmonaria officinalis), легочная трава, медунка - растение семейства Бурачниковые, известно всем любителям природы: если оторвать цветок и попробовать его белую трубочку, то сразу почувствуешь  капельку очень  сладкого  сиропа. Иногда медуницу используют для витаминных салатов и   травяных супов. Цветет медуница долго, почти весь май. Встречается в лиственных и широколиственных лесах.

 Растение содержит слизистые вещества, дубильные вещества с большим количеством полифенолов, следы алкалоидов, каротин, витамин С, рутин и большой комплекс микроэлементов (особенно марганца).

 Настой травы принимают при кашле, болезнях дыхательных органов, охриплости  голоса, при поносах и других болезнях желудка и кишечника, при воспалении почек, камнях в мочевом пузыре, женских болезнях, золотухе, при различных кровотечениях и геморрое.  Измельченные листья прикладывают к гнойным ранам для заживления или обмывают раны крепким настоем травы.

       6.  Калужница болотная (Caltha palustris),  из семейства лютиковых, как и ранее описанные анемоны. Растет  по берегам рек и озер, но встречается и на заболоченных лугах и по окраинам болот.

   Растение содержит алкалоиды анемонин, берберин, холин и красящее вещество каротин. Растение ядовито!  Настой травы в небольших дозах применяют при коклюше, катаре бронхов, болезненных менструациях. Наружно настой свежей травы применяют в качестве противовоспалительного и обезболивающего средства.

     7. Первоцвет (Primula varis), который у нас называли баранчиками, а еще кудельками. Стебли баранчика съедобны, имеют сладковато-пряный вкус. Цветет он обычно в первой декаде мая, растет и по лугам, и на светлых полянах в лесах.  Корни содержат от 5 до 10% сапонина, глюкозиды примверин и примулаверин, витамин С, каротин и эфирное масло. Листья содержат сапонины (2%), витамин С (5,9% на сухое вещество), каротин (до 3 мг%). В цветках имеются сапонины, флавоноиды, витамин С. Настой корней, листьев и цветков применяют как отхаркивающее средство при бронхите, воспалении легких и коклюше, а также в качестве мочегонного и потогонного средства.   Настой листьев или свежие листья в виде салата используют при авитаминозах -- недостатке в организме витаминов С и А.

     8. Сочевичник весенний (Lathyrus vernus), который в народе называют "чина весенняя". Растет сочевичник в светлых лиственных лесах, там, где есть береза и осина. Часто образует большие заросли. Растение ядовито!  Химический состав изучен слабо. Известно, что трава содержит алкалоиды, флавоноиды, аскорбиновую кислоту, каротин, горькие вещества.  В народной медицине подмечено сердечно-сосудистое, обезболивающее и ранозаживляющее действие сочевичника. Настой травы принимают при болях в области cepдца. Настоем полощут горло и рот при воспалительных процессах, обмывают гнойные раны и язвы. Примочки и измельченные листья прикладывают к ранам и лечат "ногтоеды" пальцев. 

         9.Фиалка удивительная (Viola mirabilis). Простенькое маленькое растение полно удивительных неожиданностей. Цветок имеет лиловый венчик, приятный запах и издали манит насекомых. Они прилетают, пьют сладкий нектар из шпорца нижнего лепестка, как будто опыляют цветок. Но здесь скрыт интересный фокус: яркие цветки фиалки почти никогда не образуют семян, они бесплодны. А после отцветания ярких цветков появляются цветки второго типа. Они лишены яркого венчика и вообще как бы неразвиты. Они не нуждаются в насекомых для опыления (или ветра), так как самоопыляются и образуют нормальные семена. Пыльники в этих цветках – уродцах тесно прижаты к рыльцу и пыльца из них непосредственно попадает на него. Действительно «удивительная» фиалка приманивает насекомых, но не нуждается в их услугах.  Отвар травы фиалки принимают при воспалительных заболеваниях горла, бронхов. Также им лечат заболевания почек и мочевого пузыря, так как фиалка ощищает организм от шлаков…

          К сожалению, под влиянием деятельности человека травянистая  растительность средней полосы Европейской части России  претерпела значительные изменения. В начале 20 века из-за промышленного освоения лесов большая часть растительного покрова была уничтожена, и популяции растений оказались раздробленными. Данные изменения коснулись и нашего Луховицкого района.  В связи с этим большинство растений, особенно раннецветущих, стали редкими. Но первоцветы страдают не только от изменения среды обитания, но и от физического уничтожения - сбора населением в качестве лекарственных и декоративных растений.

III. Природоохранные мероприятия в школе, направленные на защиту первоцветов.

III.1. Природоохранная акция   «Берегите первоцветы»

       Мы планируем провести в школе с 17 апреля по 19 мая  акцию «Берегите первоцветы», направленную на воспитание у школьников  бережного отношения к дикорастущим растениям. В акции принимут участие учащиеся 1-10 классов нашей школы.

       Цель акции:  включение учащихся МБОУ «Гимназия №10» в природоохранную деятельность по защите редких и исчезающих растений, по восстановлению  численности первоцветов, находящихся под угрозой исчезновения.

 Задачи акции:

1. Привлечь внимание учащихся и родителей к сохранению первоцветов.
2. Вовлекать учащихся  в активную экологическую деятельность по изучению и сохранению первоцветов  края.
3. Формировать привычки соблюдать экологические предписания и запреты, желание решать экологические проблемы  своей местности, убеждение в своей ответственности за состояние окружающей среды.
4. Создать информационные бланки о «первоцветах».

       Нами  составлен план агитационных мероприятий для всех классов школы, разработаны  классные часы, беседы, викторины, праздники и экоигры. Также мы планируем  организовать изготовление и  распространение листовок, бумажных цветов,  провести  конкурс  стенгазет и рисунков «Оставьте цветы весне!».

Начальные классы мастерят из бумаги и бросового материала поделки,                                                                                                       

 учащиеся  5-7 классов - готовят листовки, плакаты, призывающие охранять первоцветы и пропагандирующие бережное отношение к ним.

III.2. Организация рейдов «Зеленого патруля»

         Для сохранения первоцветов леса мы предлагаем провести рейды «Зеленого патруля» в апреле – мае. В каждом классе создать такую инициативную  группу учащихся, которые имеют возможность выходить в лес в выходные дни с целью предупреждения сбора дикорастущих растений (в ходе проведения разъяснительных бесед среди населения).

III.3. Экологические беседы, классные часы, праздники.

          Мы предлагаем провести по классам беседы, викторины, экоигры, праздники на тему «Первые вестники весны - первоцветы». Также планируем подготовить выступление агитбригады «Защитники первоцветов».

III.4. Фотоконкурс «Эко-объектив»

Мы планируем организовать фотоконкурс с таким девизом:

«Лучше иметь фото на память, чем увядший букет первоцветов в вазе»

Заключение.

Мы обращаемся ко всем с таким призывом:

Граждане! Не собирайте, не продавайте и не покупайте первоцветы, чтобы избежать неприятностей, а любуйтесь ими издали, тем более, что первоцветы в букетах долго не живут и быстро вянут. Проявите сознательность и любовь к природе! Редкий и удивительный дар природы, первые вестники весны – ПЕРВОЦВЕТЫ - нуждаются в нашей защите!

       Литература:

           1. Алексеев С., Груздева Н, Гущина Э.:

               Экологический практикум школьника

                   Самара,  Учебная литература,  2005г.

          2 . Атлас – определитель:  Все обо всем

                   М, АСТ. Астрель, 2003г.

          3. Банников А., Вакулин  А., Рустамов А.:

                Основы экологии и охрана окружающей среды

                  М, Колос, 1996г.

           4. Губанов И., Новиков В., Тихомиров В.:

                 Определитель высших растений средней полосы

                       европейской части СССР

                    М., Просвещение, 1981г.

          5. Ильина Т.А.

                Большая иллюстрированная энциклопедия

                лекарственных растений

                   М.:ООО «Издательство «Эксмо, 2015г.

           6.  Тахтаджян А.,  Цветковые растения  т.5, часть 1, 2

                    М., Просвещение, 1981г.

                                                                                                     Приложение 1.

1. План описания точки на местности

Адрес точки  

Высота точки № 1: абсолютная - … м, относительная - …м                                                                                                                                        Экспозиция склона    -  ...  Крутизна склона-  …градусов                                                                                                                        Рельеф:

Тип леса (ассоциация):