II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА ДЕРЕВЬЕВ КАК «КЛИМАТИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ» РЕГИОНА

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Семыкин И.Д. 1

---

1Муниципальное бюджетное образовательное учреждение "Лицей № 10" г. Белгорода, 1 класс "Б"

Кисличенко Н.Я. 1Семыкина Е.Н. 1

---

1МБОУ

Работа в формате PDF

3.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Издавна человека интересовали тайные послания, которые преодолевали время и сохраняли ценную информацию для следующих поколений. Наскальные надписи, иероглифы на обнаруженных археологами предметах быта, меловые отложения на ландшафтной карте Белгородчины… Изучением этих посланий занимаются ученые разных отраслей знания. Среди них – археологи, биологи, геологи и др.

Внимание к рисункам на свежих спилах деревьев в г. Белгороде и прилегающей местности привело к предположению о том, что это тоже своеобразные «зашифрованные послания», «климатический паспорт», который многое может рассказать человеку об условиях произрастания дерева, в частности, о климате нашего региона.

Актуальность темы заключается в том, что она дает нам знания о процессах, которые происходят в окружающей среде.

Обращение к специальным источникам позволило установить, что наука, которая по годичным кольцам деревьев изучает климат прошлого и его изменения, называется дендроклиматология.

Известно, что годичные кольца деревьев сохраняют информацию о возрасте дерева, о направлениях света (север, юг, запад, восток). Интересно, а можно ли по годичным кольцам узнать об условиях произрастания деревьев: о количестве осадков, температурном режиме в интересующий нас период? Этот вопрос стал поводом для проведения данного исследования.

В книгах С.Ю. Афонькина «Деревья» [1]¹, Ю.К. Школьника «Растения» [7], в «Большой иллюстрированной энциклопедии школьника» [2], «Большой энциклопедии знаний» [3], «Детской энциклопедии: от А до Я» [4], «Самой большой детской энциклопедии» [6], источниках, которые стали ориентиром при проведении нашего исследования, содержатся сведения о том, что на рост дерева влияют как температура воздуха, так и количество осадков. Временем наиболее интенсивного роста дерева являются весна и начало лета, а с приближением осени рост замедляется. Зимой дерево пребывает в состоянии покоя. Так, например, С.Ю. Афонькин указывает: «Толщина колец свидетельствует о погоде. В холодные годы кольца получаются тоньше, в теплые сезоны – толще. В ботанике существует отдельное направление – дендрохронология (от греч. dendron – «дерево» и chronos – «время»), занимающаяся закономерностями образования годичных колец деревьев. Изучая их, например, у деревьев-долгожителей, можно узнать о климате, который был на нашей планете несколько тысяч лет назад» [1, 29].

Идее о том, что годичные кольца деревьев являются источником информации о погоде, около 500 лет. Она принадлежит итальянцу Леонардо да Винчи и относится к началу 16 века [5, 104]. Позже ее развивали ученые разных стран (США, Австрия, Дания). В России у истоков исследований такого рода стоят ученые 19 века А.Н. Бекетов и Ф.Н. Шведов, которые впервые указали на связь между приростом годичных колец и метеорологическими факторами – температурой воздуха и осадками.

На кафедре лесоведения Сибирского федерального университета (г. Красноярск) студенты под руководством доктора биологических наук, академика РАН Е.А. Ваганова, доктора исторических наук, академика РАН В.И. Молодина осваивают дисциплину «Естественно-научные методы в археологии», обращаясь к методам дендрохронологии, дендроархеологии, дендроклиматологии при изучении вопросов, связанных с задачами археологии.

Гипотеза: годичные кольца деревьев являются своеобразным «климатическим паспортом» региона, который хранит информацию о погоде в данной местности.

Цель исследования: получить информацию о погоде в г. Белгороде и прилегающей местности на основе изучения свежих спилов деревьев.

Задачи исследования:

1. установить возможность получения информации о погоде путём изучения свежих спилов деревьев;

2. рассмотреть зависимость роста дерева от температуры воздуха и количества осадков, которые выпадали весной и летом;

3. получить обобщённые данные о погоде на основе изучения ширины годичных колец деревьев.

Объектом исследования стали 4 образца свежих поперечных спилов деревьев: тополя, двух сосен и клёна.

Материалыработыограничены периодом с начала весны до окончания лета (март – август) и охватывают 2009 – 2015 годы. Датировка годичных колец осуществлялась от внешней части спила (со стороны коры) к центру в связи с тем, что прирост годичных колец, как известно, происходит с наружной части дерева. Измерение ширины годичных колец осуществлялось при помощи линейки (в мм). Данные о количестве осадков приводятся в соответствии с традиционными показателями (в мм).

Исследование было проведено в 3 этапа:

1 этап –сбор данных, формулировка гипотезы;

2 этап –анализ полученной информации, её сравнение с данными специалистов, составление диаграмм осадков и температуры воздуха;

3 этап – обобщение результатов, формулировка выводов.

Совместно с научными руководителями нами был составлен план работы:

1. Изучить литературу по теме исследования.

2. Провести изучение свежих спилов деревьев, найденных в г. Белгороде и прилегающей местности.

3. Получить предварительные данные о температуре воздуха и количестве осадков в г. Белгороде и прилегающей местности на основе изучения ширины годичных колец деревьев.

4. Получить и проанализировать данные о температуре воздуха и количестве осадков за исследуемый период на основе информации сайта «Гисметео.ру»: https://www.gismeteo.ru/ [8].

5. Посетить Белгородский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с целью получения данных о погоде в г. Белгороде и прилегающей местности [10].

6. Составить диаграммы на основе полученных данных.

7. Соотнести данные о ширине годичных колец деревьев (исследуемые образцы) и сведения о погоде.

8. Сделать выводы.

Для решения поставленных задач применялись следующие методы:

1. метод сбора, анализа и обработки информации;

2. метод сопоставления данных;

3. метод систематизации материала.

Структура работы. Исследовательская работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка источников и литературы, насчитывающего 10 наименований.

Глава 1

Первый этап исследования – сбор данных и формулировка гипотезы

Начальный этап работы заключался в сборе данных о ширине годичных колец деревьев и формулировке гипотезы. Образцами, подвергшимися детальному изучению (в т.ч. при помощи лупы и увеличительных возможностей компьютера), стали свежие спилы тополя, двух сосен и клена, обнаруженные в г. Белгороде и в г. Шебекино.

В специальной литературе [см.: 1; 6] была найдена информация о том, что на рост дерева в центральной полосе России влияют как температура воздуха, так и количество осадков, которые выпадают весной и летом. Эта «информация» «записывается» на годичных кольцах деревьев.

Образцом № 1, с которого началось исследование, стал спил тополя (обнаружен напротив бабушкиного дома на ул. Свободы в г. Шебекино). При помощи щётки мы очистили поверхность спила от опилок – годичные кольца стали просматриваться лучше.

Затем полили его водой – рисунок стал более чётким. После этого мы сфотографировали спил, чтобы увеличить рисунок на компьютере и рассмотреть семь внешних годичных колец. Наблюдения дали основание для первоначальной формулировки гипотезы: наиболее влажными с 2009 по 2015 год можно считать весну и лето 2014 года, а наиболее засушливыми – весну и лето 2010 года.

Для подтверждения исходной гипотезы (а она могла и не подтвердиться) и получения достоверных результатов потребовалось изучение еще нескольких образцов свежих спилов деревьев. Образцы№2 и №3 (спилы двух сосен) были обнаружены в г. Белгороде в районе ЗМК. На них было видно, что годичные кольца деревьев имеют разную ширину. Изучение увеличенных на компьютере фотографий стало еще одним подтверждением выдвинутой гипотезы.

Этот вывод подтвердился и при изучении образца №4 (спила клёна), который был обнаружен на ул. Губкина в г. Белгороде. При помощи наждачной бумаги мы отшлифовали и отполировали спилы, затем измерили ширину годичных колец линейкой и занесли эти данные в таблицу.

Данные о ширине годичных колец деревьев стали ориентиром для дальнейшего проведения исследования, в основе которого – соотнесение ширины годичных колец деревьев и количества осадков, а также температуры воздуха, выявление оснований для подтверждения гипотезы.

Глава 2.

Второй этап исследования – анализ информации, её сравнение с данными специалистов, составление диаграмм осадков и температуры воздуха

в г. Белгороде (весна – лето 2009-2015 г.)

В специальной литературе мы нашли материал о том, что на рост дерева влияют как температура воздуха, так и количество осадков. Мы выяснили, что временем наиболее интенсивного роста дерева является вторая половина весны и первая половина лета. С приближением осени рост замедляется.

В ходе изучения «Дневника погоды для школьников», который размещен на сайте «Гисметео.ру»: https://www.gismeteo.ru/ [7], были получены сведения о погоде в г. Белгороде за исследуемый период.

На основании этих данных вначале на листе бумаги в клетку нами была составлена графическая «Диаграмма осадков» (№ 1).

Далее вместе с научными руководителями на основе данных сайта «Гисметео.ру»: https://www.gismeteo.ru/ [7] была определена среднесуточная температура воздуха для каждого месяца за исследуемый период. На основании этих данных составлена «Диаграмма температуры воздуха» (№ 2).

Также мы посетили Белгородский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и побеседовали с начальником отдела Светланой Юрьевной Куролесиной.

Она предоставила нам данные об осадках в г. Белгороде с марта по август 2009-2015 г. [8].

На основании этих данных была составлена «Диаграмма осадков» (№3).

Полученные сведения мы сравнили с шириной годичных колец исследуемых образцов деревьев и заметили, что наша гипотеза о «климатическом паспорте» региона, «зашифрованных посланиях», которыми являются годичные кольца деревьев, подтверждается.

Глава 3.

Третий этап исследования – обобщение результатов,

формулировка выводов

Когда мы попытались сравнить образцы спилов разных пород деревьев (тополя, двух сосен и клена) между собой, стало понятно, что ширина годичных колец у разных пород деревьев в один и тот же год разная. При этом гипотеза о том, что информация о самом влажном периоде сохраняется в условном «климатическом паспорте» региона на наиболее широких годичных кольцах, а о самом засушливом – на наиболее узких годичных кольцах, подтвердилась.

Полученные данные свидетельствуют о том, что в г. Белгороде и прилегающей местности наиболее влажными можно считать весну – начало лета 2014 года. Они благоприятно сказались на росте деревьев. Это мы видим на широких годичных кольцах.

Наиболее засушливыми были весна – начало лета 2010 года. Эту информацию сохранили узкие годичные кольца.

А тепла в нашей местности для благоприятного роста деревьев весной и летом достаточно.

Заключение

Данные, полученные на основе изучения свежих спилов деревьев, произраставших в г. Белгороде и прилегающей местности, дают основание говорить о том, что годичные кольца являются своеобразным «климатическим паспортом» региона (хотя в некоторых климатических зонах у отдельных пород деревьев годичные кольца могут вообще отсутствовать).

Последовательность работы, направленной на реализацию поставленных цели и задач, ее результаты отражены в следующей таблице:

Таким образом, выдвинутая гипотеза подтвердилась: годичные кольца деревьев являются своеобразным «климатическим паспортом» региона, «календарём погоды», записанным самой природой. Мы установили, что ширина годичных колец деревьев – это подсказка человеку о том, влажными или засушливыми были весна и лето. Поэтому человеку, желающему изучать климатические условия родного края, «зашифрованные послания», сохранившиеся на годичных кольцах деревьев, могут рассказать о многом. Но для этого вовсе не нужно пилить деревья. Мы изучали природные процессы по найденным спилам, которые появляются в городе в результате мероприятий по оздоровлению окружающей среды.

Список источников и литературы

1.  

   1. Афонькин С.Ю. Деревья. – СПб.: Изд-во «Балтийская книжная компания», 2012.

   2. Большая иллюстрированная энциклопедия школьника / пер. с англ. В. Гибадулина и др. – М.: Махаон, 2015. – С. 108-109.

   3. Большая энциклопедия знаний / пер. с нем. Л.С. Беловой, Е.В. Черныш. – М.: Эксмо, 2015. – С. 62-63.

   4. Паркер С., Стил Ф., Уокер Д. Детская энциклопедия: от А до Я / пер. с англ. Н.Г. Деркач и др. – М.: РОСМЭН, 2014. – С. 50-51.

   5. Уоллэйс Р. Мир Леонардо. 1452-1519 / пер. с англ. М. Карасевой. – М.: ТЕРРА, 1997.

   6. Феданова Ю. Самая большая детская энциклопедия. – Ростов н/Д: Владис, 2016. – С. 168-169.

   7. Школьник Ю.К. Растения. Полная энциклопедия. – М.: Эксмо, 2014. – С. 6-7.

   8. Сайт «Гисметео.ру». URL: https://www.gismeteo.ru/

   9. Сайт «Здоровый лес». URL: info@zles.ru

   10. Данные Белгородского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

1^ Здесь и далее цифра в скобках указывает на порядковый номер работы в списке использованной литературы. При наличии в скобках двух цифр вторая обозначает страницу.

16