ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ ГОДИЧНЫХ КОЛЕЦ ДЕРЕВЬЕВ

I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ ГОДИЧНЫХ КОЛЕЦ ДЕРЕВЬЕВ

Духанова С.Л. 1
1МБОУ "СОШ №11"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьника
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Страницы

1.1. Актуальностьтемы

4

1.2. Цель и задачи исследования

4

1.3. Литературный обзор

5

1.3.1. Годичные кольца древесных растений

5

1.3.2. Дендроиндикация, дендрохронология, дендроклиматология

5

1.4. Характеристика района исследования

6

1.5. Методика исследования

6

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

 

2.1 Результаты исследования

7

3. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

3.1.Выводы

9

3.2.Рекомендации

9

4. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

10

5. ПРИЛОЖЕНИЯ

11

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Актуальность темы

Дата рождения человека фиксируется в свидетельстве о рождении. А как определить возраст ныне живущих растений, если нигде в источниках не зафиксирована дата посадки? Есть множество методик определения возраста дерева, но самым дешевым и простым способом является метод определения возраста по годичным кольцам древесины. Прирост годичных колец зависит от разнообразных факторов среды, и он относится к признакам, по которым можно определить солнечную активность, влажность почвы, ее плодородие, засоле­ние, температуру, влажность воздуха и др. По толщине колец можно про­следить все серьезные экологические изменения в течение жизни организма. Поэтому прирост годичных колец - четкий индикационный признак состояния среды в предыдущие годы.

У нас в городе спилили много старых, больных, растущих около домов деревьев. И мы решили проверить данные положения на практике.

Объект исследования: деревья юго-западной части города Старый Оскол.

Предмет исследования: прирост годичных колец древесины.

Цель работы: определить возраст деревьев и их экологическое состояние по годичным кольцам.

Задачи:

  1. Изучить способы определения возраста и экологического состояния дерева по годичным кольцам.

  2. Определить влияние климатических условий на годичный прирост древесины.

  3. Проанализировать экологическое состояние спиленных деревьев.

Гипотеза: предположим, что по годичным кольцам спиленных деревьев можно определить возраст дерева и влияние условий среды на его экологическое состояние.

Литературный обзор

Снаружи от древесины, образованной в первый год жизни побег, располагаются приросты этой ткани всех последующих лет. Их называют годовыми приростами, или годовыми (годичными) кольцами. Самая внутренняя часть годового прироста содержит большое число водопроводящих сосудов. А в наружной части наибольший объем механических волокон. В связи с этим в годовом приросте различают раннюю, или весеннюю, древесину и расположенную снаружи от неё позднюю, или летнюю.[1] Ширина годичных колец зависит от древесной породы, возраста дерева и лесорастительных условий (плодородие почвы, её влажность, степень освещенности). Ширина годовых колец при прочих равных условиях изменяется с возрастом дерева. В первые десятилетия жизни дерева ширина их постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается. [2]

По числу годичных колец на распиле, сделанном на высоте шейки корня, можно определить возраст растения. Иногда возникают так называемые ложные кольца: при удвоении годичных колец в результате отмирания листвы из-за весенних заморозков или при объедании её гусеницами и последующем распускании спящих почек. [3] Наряду с удвоением колец древесины иногда происходит и их выпадение. Чаще всего это бывает у угнетенных растений в естественных насаждениях, а также при ослаблении питания растения в результате сильной обрезки или истощения почвы. У растений тропиков, где нет больших сезонных колебаний климатических условий, границы между годовыми приростами обычно не выражены. [1]

По годичным кольцам на основании ряда закономерностей их сложения можно реконструировать климаты прошлого и прогнозировать их в будущем. Такое направление называется дендроклиматология. Предметом её изучения является взаимосвязь между колебаниями климата и приростом древесных растений, их репродуктивной способностью и состоянием. [2] По характеру отложения годичных колец можно безошибоч­но «прочесть» всю жизнь дерева. На срезе древесного пня вид­ны узкие и широкие кольца. Узкие образовались в годы, когда условия для дерева были плохими (угнетение под пологом стар­шего поколения, засуха, болезнь, нападение насекомых и др.), а широкие кольца — в хорошие годы, когда дерево получало больше света после удаления соседних деревьев или когда вы­падало достаточно осадков. [4] По годичным кольцам можно устанавливать время произрастания того или иного дерева, например археологических находок. Такое направление называется дендрохронология. Дендроклиматология и дендрохронология являются составляющими дендроиндикации – использование древесных растений для оценки состояния и изменений окружающей среды под воздействием экологических факторов.

Характеристика района исследования

Юго-западные микрорайоны расположены в низинной юго-западной части города на Среднерусской возвышенности на высоте 145 км над уровнем моря, в долине рек Оскол и Осколец. Мезорельеф: холмистая равнина; микрорельеф: правый берег реки Осколец, на глубине 20-25 метров залегают подземные воды. Почвы: песчаный чернозем, серые и темно-серые лесостепные на лессовидных суглинках. Гумус – 5%. Климат умеренно-континентальный. Преобладают ветра западного направления.

На расстоянии 5 км к юго-западу находятся обогатительная фабрика ОАО СГОК, цементный завод, на западе на расстоянии 3 км расположено ОАО ОЗММ, на расстоянии 5 км – ОАО СГОК, 10-12 км – ОАО ЛебГОК и завод ГБЖ. На территории микрорайонов проходят две основные автотранспортные магистрали – проспект Губкина, проспект Комсомольский.

Методика исследования

Исследования проводились по методике, описанной в практикуме Александровой В.П., Болговой И.В., Нифантьевой Е.А. «Ресурсосбережение и экологическая безопасность человека». [3]

Оборудование и материалы: карта юго-западных микрорайонов города Старый Оскол, фотоаппарат, линейка, спилы древесины нижней части дерева.

Ход исследования:

  1. Зарегистрировать на карте местоположение спиленных деревьев.

  2. Сфотографировать пни.

  3. Подсчитать количество годичных колец, определить возраст дерева, установить морфометрические характеристики годичных колец (толщина, форма, изменчивость по сторонам горизонта, повреждения).

  4. По установленным особенностям морфометрических показателей годичных колец восстановить хронологию изменения климатических и экологических условий в изучаемый период.

  5. Построить графики роста дерева в толщину по годам в зависимости и экологических условий. График строят сле­дующим образом. По горизонтали размещают хронологическую шкалу - последовательный ряд лет, составляющих возраст дерева. По вертикали откладывают ширину годичных колец в мм. Полу­ченная кривая отражает изменения годичного прироста по конкрет­ным годам и выявляет аномалии этого процесса, обусловленные экологическими факторами.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Результаты исследований

Ход исследования:

  1. На карте юго-западных микрорайонов отметили спиленные деревья. За период ноябрь 2014г. – март 2015 г. было обследовано 20 деревьев: 7 деревьев – около 11 школы, 13 деревьев – на микрорайоне Весенний. (Приложение I)

  2. Сфотографировали изучаемые пни. (Приложение II)

  3. Подсчитали количество годичных колец. Деревья, произраставшие около школы, имеют возраст 43 года. Т.к. мы не нашли в источниках год посадки деревьев, то предположили, что их высадили в год основания школы – 1971. На спилах деревьях, растущих в микрорайоне Весенний, где расположен и наш дом, обнаружили 37 годичных колец. Посмотрели технический паспорт на квартиру, выяснили, что наш дом построен в 1976 году, т.е. деревья были посажены год спустя.

  4. Отметили морфометрические показатели: у деревьев разных пород разный цвет древесины, разная толщина колец: от 3 мм до 11 мм, у некоторых спилов годичные кольца идут ровным кругом, у других круг волнообразный. Но, у всех деревьев очень хорошо видны более узкие кольца с северной стороны. Одно дерево у школы имело повреждения и сердцевины, и древесины.

  5. Обнаружили, что 21 и 39 годичные кольца у школьных деревьев, 15 и 33 годичные кольца у деревьев микрорайона более узкие. Они образовались в 1992 году и 2010 году. Предположили, что в 1992 году были отклонения в климате. Возможно, лето более жаркое и сухое. А 2010 год помним – 3 месяца совершенно не было дождей, и температура достигала в тени 37-38 градусов.

  6. Построили график роста в толщину одного дерева, на котором ярко выражены годичные кольца, по годам в зависимости и экологических условий. График строили сле­дующим образом. По горизонтали размещали хронологическую шкалу - последовательный ряд лет, составляющих возраст дерева. По вертикали откладывали ширину годичных колец в мм. Полу­ченная кривая отражает изменения годичного прироста по конкрет­ным годам и выявляет аномалии этого процесса, обусловленные экологическими факторами.

Рис. 1 Изменение ширины годичных колец по годам

Кроме резкого уменьшения ширины годичных колец в 1992 и 2010 годах, произошло сужение колец в 1981 и 1982 годах.

Мы нашли в сети Интернет статью В.Н. Разуваева «Погода и климат в России в XX веке» в Аналитическом ежегоднике «Россия в окружающем мире: 2001», в которой говорится: «Лето 1992 г. было жарким и сухим во многих районах России, что сказалось на развитии сельскохозяйственных культур, вызвало обмеление рек, затруднившее судоходство, привело к усилению лесных пожаров. На 14 июля на территории России было зарегистрировано 13 тыс. лесных пожаров, уничтожено огнем 777 тыс. га лесного фонда» [5] Т.е. подтвердилось наше предположение о жарком и сухом лете. В этой же статье говорится, что 1981 год был жарким, а «для летнего сезона 1982 года были характерны необычайные холода и сильные ветры». [5] И мы также наблюдаем по графику уменьшение ширины годового прироста.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Выводы

Мы подтвердили нашу гипотезу о том, что можно определить возраст дерева и влияние условий среды по годичным кольцам.

Сделали выводы:

  1. Исходя из количества годовых колец у деревьев, в школьном парке деревьям 43 года, в микрорайоне Весенний – 37 лет.

  2. По ширине годового прироста можно определить, какая погода была в данном году: в 1981, 1992, 2010 годах лето было жарким и сухим.

Рекомендации

Родители учащихся нашей школы нашли спиленным деревьям применение (Приложение III). Они создали замечательный уголок отдыха у школы.

Данные нашей работы можно использовать на уроках окружающего мира и биологии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Лотова Л.И., Ботаника: Морфология и анатомия высших растений: Учебник. – М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. – 512с.

  2. Энциклопедия лесного хозяйства: в 2-х томах. – Т.1. – М.: ВНИИЛМ, 2006. – 424 с.

  3. Александрова В.П., Болгова И.В., Нифантьева Е.А. Ресурсосбережение и экологическая безопасность человека: практикум с основами экологического проектирования. 9 класс. – М.: ВАКО, 2015. – 144с.

  4. http://project.1september.ru/works/594538

  5. http://www.rus-stat.ru/stat/3932001-6.pdf

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ I

Схема юго-западных микрорайонов

Масштаб 1см:100м

Обозначения:

- спиленные деревья

ПРИЛОЖЕНИЕ II

Спиленные деревья

ПРИЛОЖЕНИЕ III

Уголок отдыха

15

Просмотров работы: 3086