XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Влияние факторов окружающей среды на видовое разнообразие в биогеоценозе
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность. Разнообразие окружающего нас растительного мира обеспечивает экологическое равновесие в окружающем растительном мире.
Наиболее сезонно меняющейся частью фитоценоза являются травянистые растения (3). Основная часть наблюдаемых факторов окружающей среды, влияющих на развитие и формирование фитоценозов – это температура воздуха, влажность, количество выпадающих осадков, освещенность (затененность) участка в течение светового дня, а также влияние человеческой деятельности (антропогенный фактор) (5). Обычно оцениваются уровни нарушений растительного покрова, экологической нормы и устойчивости фитосистемы. Под мониторингом растительного покрова, или ботаническим мониторингом понимаетсяспециальное длительное слежение за его состоянием (флорой и растительностью) на постоянных пробных площадях и ключевых участках. Ботанический мониторинг– это один из главных методов изучения динамики растительного покрова под воздействием естественных и антропогенных факторов.
Пятигорск относится к эколого-курортному особо-охраняемому региону. В связи с этим в рамках летнего задания по предмету «Окружающий мир» нами было проведено ботаническое мониторирование нескольких площадках на окраине г.Пятигорска и собраны растения с этих площадок и оформлен гербарий.
Цель исследования: изучить влияние факторов окружающей среды на видовое разнообразие в биогеоценозе (на примере природного фитоценоза).
Задачи исследования:
- мониторинг видового разнообразия в отдельных фитоценозах;
- провести анализ видового разнообразия природного фитоценоза;
- собрать растения с наблюдаемых площадок и оформить гербарий.
Объекты исследования: отдельные фитоценозы; отдельные виды растений и растительные сообщества.
Степень изученности данного вопроса. Мониторинг и выбор критерия оценки экологического состояния растительного покрова проводится экологами вблизи промышленных предприятий, в национальных парках, заказниках и заповедниках (2, 5,6). Основная задача мониторинга — контроль состояния растительности в зоне влияния источника воздействия (предприятия или экологического фактора) и анализ изменения основных характеристик растительного сообщества.
Оценка экологического состояния растительности предполагает использование различных показателей. Анализ характеристик индикаторных показателей позволяет оценить степень угрозы деградации и вычленить роль разных факторов в техногенной трансформации растительности. Пробные площадки на топологическом профиле закладываются с учетом ландшафтного разнообразия и градиента фактора воздействия. Они охватывают участки с различной степенью поражения экосистем и ненарушенные (1, 2, 4).
Пространственное размещение и количество пробных площадок для наблюдений за растительным покровом совпадает с количеством пробных площадок для экологического мониторинга почвенного покрова. Количество проб с площадок зависит от видового состава, биопродуктивности растительных сообществ и в каждом конкретном случае решения по этому поводу принимаются исполнителем на месте согласно методике работ (6, 7).
Характеристика личного вклада автора работы в решение избранной проблемы:
- выбор площадки для наблюдения;
- подсчет количества видов растений на площадке 1 м2;;
- подготовка и высушивание растений для гербария;
- оформление гербария.
Основная часть.
Наблюдения проводились 10 июня 2020 года, первая половина дня, погода солнечная, отсутствие осадков. Местоположение ботанических участков – южная окраина г.Пятигорска. Для наблюдения выбраны участки с различным растительным покровов 1 м2 и проведен подсчет количества растений на выбранном участке. Затем был проведен забор растений с корневой системой, которые были засушены, проведено определение видов и оформлен гербарий (Приложения 1 А, 1 Б, 1 В).
Таблица 1. Характеристика видового разнообразия растительного покрова на различных видах участков
|
Критерии |
Тип участка |
|||
|
Газон самосев (южная сторона) |
Газон самосев (северная сторона) |
Искусственный газон ( северная сторона) |
Луг (окраина поля) |
|
|
Кол-во видов |
6 |
8 |
3 |
17 |
|
Основные семейства |
Злаковые (мятлик) |
Злаковые (мятлик) |
Злаковые (овсяница луговая), астровые (маргаритки) |
Злаковые (тимофеевка), бобовые ( донник, клевер, люцерна), капустные (пастушья сумка),крестоцветные, астровые |
Примечание: определение растений проводилось при подготовке растений к засушиванию по определителю (1).
Таким образом, на солнечных и засушливых участках южной экспозиции количество видов было меньше, чем на северных более увлажненных участках. При этом на искусственном газоне и газоне самосев (не подсевались растения в течение 5 лет) было растений значительно меньше, чем на естественном лугу (табл.1).
Следует отметить, что при всем многообразии лугового фитоценоза, наибольшее количество видов растений относились к семейству бобовых (табл.2). Растения семейства бобовых в Ставропольском крае наиболее часто представлены в природных луговых фитоценозах, самосев растений, незначительное влияние деятельности человека способствует формированию видового разнообразие именно этого семейства растений.
Растения семейства бобовых обладают высокой пищевой ценностью для сельско-хозяйственных животных из-за более высокого количества белка в них.
Таблица 2 . Виды растений преобладающего семейства бобовых ((Fabaceae) (1).
|
№ п/п |
Вид растения |
Характеристика |
|
1. |
Клевер гибридный или розовый |
Клевер гибридный многолетнее растение с трубчатыми восходящими ветвистыми стеблями высотой от 30 до 80см |
|
2. |
Клевер ползучий или белый |
Стебель ползучий, стелящийся, укореняющийся в узлах |
|
3. |
Люцерна хмелевидная |
Однолетнее или двулетнее растение. Стебли многочисленные, тонкие, распростёртые по земле или приподнимающиеся, 10—50 см высотой, |
|
4. |
Горошек мышиный или вика мышиная |
Растение широкой экологии, произрастает на лугах Как сорное растение встречается на полях и по обочинам дорог. |
|
5. |
Донник лекарственный |
Развивает прямостоячий ветвистый стебель высотой 1—1,5 м |
|
6. |
Вязель пестрый |
Многолетнее растение, цветки мотылькового типа, собраны в зонтики. |
|
7. |
Эспарцет песчаный |
Многолетнее травянистое растение, стебли зелёные, прямые или восходящие, достигающие 30—60 см в высоту (редко до 80 см), |
Примечание: примеры растений семейства (Приложение 1В).
Заключение
Таким образом, биологическое мониторирование следует рассматривать только как метод изучения динамики растительного покрова и не более. Мониторинг растительного покрова должен проводиться в разные сезоны и желательно в течение нескольких лет (3-5 лет) для того, чтобы оценить изменения, происходящие в фитоценозе.
Нами был опробован метод пробных площадок по оценке экологического равновесия в фитоценозах и дана оценка влияния на видовое разнообразие влажность, освещенности и хозяйственной деятельности человека.
Выводы:
Если биоразнообразие растительного покрова снижается, то экосистема фитоценоза деградирует.
Факторы, влияющие на биоразнообразие: -снижение количество осадков (засушливое лето 2020 года в Ставропольском крае); -влияние хозяйственной деятельности человека (количество покосов на наблюдаемых площадках).
Список использованных источников литературы
Ботаническая иллюстрация. Википедия// https://ru.wikipedia.org/wiki
Доклад о состоянии окружающей среды и природопользовании в Ставропольском крае в 2019 году / Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Ставропольского края. – Ставрополь, 2020. – 140с. – Режим доступа: http://www.mpr26.ru/deyatelnost/otchety-doklady/o-sostoyanii-okruzhayushchey-sredy-i-prirodopolzovanii-v-stavropolskom-krae/
Плешаков А.А. Окружающий мир 3 класс. Учебник в 2-х частях. Москва: просвещение, 2019. С.160.
Природные ресурсы, охрана окружающей среды и экологическая безопасность на Северном Кавказе//материалы науч. конф. Института математики и естественных наук «Естественные науки – основа настоящего и фундамент будущего» в рамках V науч.-практ. конф. СКФУ «Университетская наука – региону» (апр. 2017 г.). – Ставрополь : Агрус, 2017. – 116 с.
Проблемы экологической безопасности и сохранение природно-ресурсного потенциала : сб. материалов VIII науч.-практ. конференции с международным участием. – Ставрополь, 2012. – 151 с. – (СРОО «Экологический Конгресс Ставрополья»).
Проблемы экологической безопасности и сохранения природно-ресурсного потенциала: сб. материалов IХ науч.-практ. конф. с междунар. участием. – Ставрополь, 2014. – 158 с. – (СРОО «Экологический Конгресс Ставрополья»).
Современные методы и международный опыт сохранения генофонда дикорастущих растений (на примере диких плодовых). - Алматы, 2011. –С.46.
Приложения 1А. Пример оформления гербария собранных растений
Растение Пастушья сумка, семейство капустные
Приложение 1 Б. Пример оформления гербария собранных растений
Растение – Овсюг обыкновенный, семейство злаковые
Приложения 1В. Пример оформления гербария собранных растений
Видовое разнообразие семейства бобовых
11