Изучение влияния покоса на биоразнообразие травянистых растений пришкольного участка

Управление по образованию  науке

администрации города Сочи Краснодарского края

Муниципальное  общеобразовательное бюджетное учреждение

средняя общеобразовательная школа №86 г.Сочи

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение дополнительного образования

эколого-биологический центр г.Сочи им.С.Ю.Соколова

Автор:    ТАКМАЗЯН ЛАНА ВЯЧЕСЛАВОВНА, 7- Б класс

Тема:  ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОКОСА НА БИОРАЗНООБРАЗИЕ ТРАВЯНИСТЫХ РАСТЕНИЙ  ПРИШКОЛЬНОГО УЧАСТКА МОУ СОШ №86 г.СОЧИ.

Научный руководитель: Новоселова Ирина Анатольевна,

учитель биологии МОУ СОШ №86

Сочи 2018

Содержание.

Введение……………………………………………………………………………3

Часть I………………………………………………………………………………5

Часть II……………………………………………………………………………...9

Заключение………………………………………………………………………..13

Список литературы………………………………………………………………………...15

Введение

Современная Земля населена более чем 1, 5 миллионами живых существ. В результате эволюции многие виды вымирали и уступали место новым. Однако,  даже в периоды природного застоя не происходило сокращения биоразнообразия, многообразие биологических видов увеличивалось.  Живые организмы заселили всю планету. Они живут в воде, воздухе, на земле. Их можно встретить в пустыне и на Северном и Южном поясах. Природа обеспечивает всем необходимым, чтобы продолжить жизнь на Земле. С помощью живых организмов проходит азотный и углеродный круговорот, который, в свою очередь, поддерживает возобновление и переработку природных ресурсов. Благоприятная для жизни среда, которую создаёт атмосфера Земли, также регулируется живыми организмами.

Самое ценное и важное, что существует на Земле – это биологическое разнообразие. Знаем ли мы об этом или нет, но вся наша жизнь зависит от богатства Земли именно биологического, так как животные и растительность дают нам её. Благодаря растениям, мы получаем достаточное количество кислорода, а материалы на их основе дают нам не только еду, но и древесину, бумагу, ткани. В наш техногенный век необходимо огромное количество энергии, получаемой путём сжигания топлива, которое вырабатывается из нефти, образованной в результате разложения останков множества организмов, растений. Жизнь человека без биологического разнообразия невозможна. [2] 

В последние годы все чаще говорят о сокращении биоразнообразия.  Главную роль в уничтожении большого количества видов живых организмов играет человек с его современным потребительским подходом к жизни.  В первую очередь это вырубка лесов, сокращение площадей  степей и болот, выжигание лесов, бесконтрольный отлов рыбы, применение пестицидов, увеличение размеров городов, гибель коралловых рифов и т.д.  Поэтому исследования в области сохранения биоразнообразия являются актуальными и жизненно важными.

На территории МОУ СОШ №86  имеется большой пришкольный участок с разнообразными природными комплексами. Ежегодно на участке проводится покос травы в период с мая по октябрь. Как сказывается скашивание травы на жизнь природных комплексов, какие изменения происходят с численностью и разнообразием организмов, населяющих школьный участок? Приводит ли кошение  травы к сокращению биологического разнообразия?  Эти вопросы стали основой данного исследования.

Цель: изучение влияния покоса травы на  биоразнообразие   травянистых растений пришкольного участка МОУ СОШ №86 г.Сочи.

Задачи:

1.Исследовать пришкольный участок,  разделить его на природные мини-комплексы.

2.Определить видовой состав растений  каждом мини-комплексе.

3. Определить виды – доминанты и виды – эдификаторы (такие виды, без которых биоценоз разрушится).

4.  Определить, какие виды растений быстрее всего восстанавливаются после покоса.

5. Определить видовую плотность – число видов на единицу площади или объема, и нумерическое видовое богатство – число видов на определенное число особей.

Часть I

Природа устроена таким образом, что всё в ней находится во взаимодействии. Ни один вид живых организмов не может жить и развиваться в закрытой среде. Все живые организмы обитают на Земле не изолированно друг от друга, а образуя сообщества - экосистемы. В них все взаимосвязано между собой, как живые организмы, так и факторы неживой природы. Виды экосистем бывают разные, но все они представляют собой совокупность живых организмов, которые взаимодействуют между собой и с окружающей средой путем обмена веществами, энергией и информацией. Именно поэтому, экосистема остается стабильной и устойчивой на протяжении длительного периода времени.

Экосистемы  бывают:

1.Природные или естественные (например, природные зоны: тайга, джунгли, степи).

2. Искусственные экосистемы. Созданы руками человека, и существовать могут только при его участии: агроэкосистемы (поля, сады), техноэкосистемы, городские экосистемы.

 Естественные экосистемы имеют следующие признаки:

1. в  любой экосистеме обязательные элементы – это живые организмы и  факторы неживой природы (влажность, температура, свет и т.д.).

2. все живые существа связаны пищевыми связями и имеют свою функцию: производители  (растения) создают органическое вещество, потребители (животные) используют это вещество, разрушители (бактерии и грибы) разлагают вещество на неорганические компоненты.

3.взаимодействие видов в экосистемах обеспечивает устойчивость и саморегуляцию.

Весь окружающий мир представлен различными экосистемами, в основе которых лежит живое вещество с определенной структурой. Взаимосвязи в экосистеме осуществляются на уровне трофических (пищевых) связей. Компоненты пищевой цепи:

1. Продуценты.  Это все растения, которые способны к процессу фотосинтеза. Они продуцируют органические вещества. К этой же группе относятся и хемотрофы, которые образуют органические соединения. Но только для этого используют не солнечную энергию, а энергию химических соединений.
2. Консументы первого порядка,  растительноядные животные.
3. Консументы второго порядка, хищники.
4. Редуценты - бактерии, грибы, превращают остатки растений и животных в неорганические соединения, пригодные для использования живыми организмами.

Поддерживают свою жизнедеятельность они благодаря наличию солнечной энергии, которую организмы способны не только улавливать, но и преобразовывать, использовать, а потом отдавать в окружающую среду. Энергия передается от одного трофического уровня другому, во время передачи происходит превращение одного вида энергии в другой.

Если рассмотреть любую экосистему, то в ней обязательно можно видеть, что различные категории, например продуценты, консументы и редуценты, всегда представлены целым набором видов. Природой предусмотрено, если вдруг что-то случится с одним из видов, то от этого экосистема не погибнет, его всегда с успехом может заменить другой. Этим и объясняется устойчивость природных экосистем. Большое разнообразие видов в экосистеме, разнообразие цепей питания обеспечивают устойчивость всех процессов, которые осуществляются внутри сообщества. Кроме этого, в любой системе действуют свои законы, которым подчиняются все живые организмы.

Исходя из этого, можно выделить несколько структур внутри биогеоценоза.  Видовая структура. Показывает соотношение видов растений и животных. В каждой системе этот показатель разный, он зависит от многих факторов: географического положения, климата, возраста экосистемы. Вид, по численности превосходящий все остальные, называется средообразователем или доминантным. Существуют виды - эдификаторы (такие, без которых биоценоз разрушится). Видовую структуру  характеризует так же видовая плотность – число видов на единицу площади или объема, и нумерическое видовое богатство – число видов на определенное число особей.  Трофическая структура. Разнообразие видов, разветвленные цепи питания в экосистеме являются показателем устойчивости. В любом биогеоценозе организмы связаны между собой прежде всего пищевыми связями. Они начинаются с растительного организма, а заканчиваются хищником.  Пространственная структура. Иногда большое число различных видов уживается на одной небольшой территории. Это происходит  благодаря  ярусности.  В лесу самый первый ярус занимают светолюбивые деревья, здесь  вьют гнезда некоторые виды птиц. Следующий уровень - деревья пониже, которые являются местом жительства  некоторых видов животных. Далее ярус кустарников, затем трав, мхов.

Человек играет главную роль в сохранении и поддержании биоразнообразия экосистем. Однако, история человечества свидетельствует, что человек является более разрушителем, чем хранителем экосистем. Вмешиваясь в вековые экосистемы и нарушая законы существования организмов, человек привел к тому, что уже все экологи мира кричат в один голос, что наступил мировой экологический кризис. Большинство ученых уверены, что природные катаклизмы, которые в последнее время стали происходить все чаще, являются ответом природы на бездумное вмешательство человека в ее законы. Пора остановиться и задуматься, что любые виды экосистем формировались веками, задолго до появления человека, и прекрасно существовали без него. А вот человечество сможет прожить без природы? [2]

Исчезновение биологических видов является нормальным процессом развития жизни на Земле. В процессе эволюции неоднократно происходило массовое вымирание видов. Примером может служить пермское вымирание, приведшее к исчезновению всех трилобитов. Начиная с XVII века основным фактором ускорения вымирания стала хозяйственная деятельность человека, за этот период исчезло 120 видов амфибий, 94 вида птиц, 63 вида млекопитающих. В общем плане причинами снижения разнообразия служат: растущее потребление ресурсов, пренебрежительное отношение к видам и экосистемам, недостаточно продуманная государственная политика в области эксплуатации природных ресурсов, непонимание значимости биологического разнообразия и рост численности населения Земли [1].

Причинами исчезновения отдельных видов обычно являются нарушение местообитания и чрезмерная добыча. В связи с разрушением экосистем уже погибли многие сотни видов растений и животных. По данным Всемирного союза охраны природы, с 1600 года исчезло 844 вида растений и животных [1]. От чрезмерной добычи страдают промысловые животные, особенно те, которые высоко ценятся на международном рынке. С целью сохранения биоразнообразия и сохранения лесных массивов в 1992г.  была принята «Конвенция по биологическому разнообразию», которую подписала 181 страна, чьи правительства приняли на себя обязательства по сохранению его в своих странах, обязались действовать совместно с другими государствами и делиться выгодами по использованию генетических ресурсов.

ЧАСТЬ II.

Территория пришкольного участка представляет собой экосистему, в которой  сочетаются культурные садовые растения ( древесные косточковые и семечковые деревья) и дикорастущие травянистые растения. Вся территория условно была разделена на три участка. Основным критерием  деления явилось различное освещение участков в течение дня.

Первый участок находится на открытом пространстве. Освещается в течение всего дня, сухой. Второй участок освещается в обеденные часы,  окружен  древесными  растениями. Третий участок находится на открытом месте, сухой. (Приложение1)

На каждом участке был произведены подсчет и определение растений до покоса и  после; определены виды эдификаторы и доминантные; виды, которые быстрее всего восстанавливаются после покоса; видовая плотность и нумерическое видовове богатство. Определение видов осуществлялось в основном по  изданию «Атлас лекарственной флоры Сочинского Причерноморья» (авторы Солодько А.С. и Кирий П.В.) [4].

Результаты исследования:

1 участок.

Площадь – 3 кв.м

Видовая плотность – 3,33 на 1 кв.м.

Нумерическое видовое богатство – 0,09

(Приложение 2)

Таблица 1

2 участок.

Площадь – 3 кв.м

Видовая плотность – 1,33 на 1 кв.м.

Нумерическое видовое богатство – 11,75 (Приложение 3)

Таблица 2

3 участок.

Площадь – 3 кв.м

Видовая плотность – 2  на 1 кв.м.

Нумерическое видовое богатство – 0,049 (Приложение 4)

Таблица 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Исследование показало, что участки школьной территории не отличаются богатством видового разнообразия. Большая часть участков занята пыреем ползучим. подорожником ланцетолистным и пазником укореняющимся.

Регулярный покос травы приводит к тому, что прорастающие из семян  в весеннее время травянистые растения не успевают занять устойчивое положение в данной мини-экосистеме и погибают. Основная масса растений, хорошо сохраняющихся после покосов, это злаковые культуры, представленные  пятью основными видами: пырей ползучий, метлица обыкновенная, ячмень сизый, двукисточник тростниковый, вейник наземный. На втором  месте по сохраняемости находится подорожник двух видов – ланцетолистный и подорожник средний, а так же пазник укореняющийся. Причиной хорошей сохраняемости этих видов является наличие корневища и приземистой розетки листьев, которая не уничтожается при покосе.

Среди растений, которые обильно растут на пришкольном участке, некоторые  виды  подорожников являются охраняемыми, а пазник укореняющий на северо-западе России считается уязвимым видом.

Несмотря на малое видовое разнообразие нельзя говорить о неустойчивости экосистемы пришкольной территории, так как ежегодно на скошенных участках восстанавливается основная масса скошенных растений, а наличие корневищ способствует их распространению (например, после покоса появилось 80 экземпляров пазника укореняющегося против 28 исходных экземпляров). Таким образом, биоразнообразие сохраняется.

Среди всех видов, представленных на участках,  только пазник имеет ярко-желтые цветки, привлекательные для насекомых-опылителей. Привлечение опылителей на территорию школьного сада является важным фактором его существования, так как в саду произрастают фруктовые растения – груши, яблони, сливы. Кроме  того, в последние годы во всем мире очень остро стоит вопрос сохранения пчел, как основных насекомых-опылителей. Поэтому следующим этапом работы  (в сезоне весна-осень) будет  определение видов насекомых, которые  обитают на пришкольном участке и исчезают с выбранной площадки после покоса. Весной 2018г.  для привлечения насекомых мы посадили на небольшом участке  циннии с большими, яркими цветками и бальзамины. В будущем году планируем расширить ассортимент цветов.

Список литературы.

1. Биоразнообразие. https://ru.wikipedia.org/wiki/Биоразнообразие
2. Виды экосистем. Общая характеристика экосистем.  http://monateka.com/article/169443/
3. Сокращение биоразнообразия. http://fb.ru/article/325392/sokraschenie-bioraznoobraziya-prichinyi-i-posledstviya-biologicheskoe-raznoobrazie
4. Солодько А.С. и Кирий П.В. Атлас лекарственной флоры Сочинского Причерноморья. М.Сочи: 2010