XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке. Летняя площадка 2022
Мониторинг количественного и качественного состояния первоцветов в районе с. Устье
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Особенности первоцветов.
Первоцветами называют растения ранневесенней флоры, цветущие сразу после схода снегового покрова. В средней полосе России эти растения цветут уже в апреле до середины мая. [3]
В чем биологический смысл столь раннего цветения этой группы растений? Первая и главная причина - солнечный свет. Всем известно, что именно на свету в зеленых органах растений происходят процессы фотосинтеза. Таким образом, достаточное количество солнечного света является необходимым условием нормального развития растений.
Ещё одна причина раннего цветения - это наличие влаги. Земля после схода снега насыщена влагой, которая также необходима для нормального развития растений. [1] Выбирая работу по первоцветам, я брала во внимание то, что они, очень истребляемые людьми растения, и их численность резко сокращается с каждым годом. Эти растения привлекают нас своей красотой и необыкновенным ароматом цветов. Они являются первыми вестниками весны после долгой зимы. [2]
Цель: Провести оценку состояния первоцветов на исследуемых участках.
Задачи:
Дать оценку первоцвета по следующим показателям:
*Обилие (частота особей на единицу площади)
*Частота (отношение числа особей одного вида к общей численности особей, выраженное в процентах)
*Доминантные виды с наибольшей продуктивностью.
Охарактеризовать (состояние листьев, цветков, выявить разного рода аномалии).
Методика исследования.
Определение растений вели всеми возможными способами: с помощью научного определителя, атласа, определительных таблиц, более опытных учащихся, преподавателя. Определять абсолютно все виды травянистых растений на площадке нет смысла, т. к. в весенний период это очень сложно, а для целей данного задания и не нужно. Нам было важно определить основные виды раннецветущих растений, которые и являются объектом данного исследования. [6] Встречаемые во время описания виды цветущих растений мы фиксировали различными способами с помощью фотографий (или отбирать для гербария). Фотографирование является более «природосберегающим» способом, но имеет важный недостаток – если вид растения не известен, определить его впоследствии фотографии может быть затруднительно. При описании цветущих растений для каждого вида мы измеряли четыре характеристики: проективное покрытие (обилие, численность, частота, доминантные виды первоцветов с наибольшей продуктивностью). Проективное покрытие является одним из важнейших показателей обилия травянистых растений. Проективное покрытие выражается в процентах – каждую долю от общей поверхности напочвенного покрова занимает данный вид (определяется для каждого вида в отдельности). При этом сумма значений проективного покрытия всех видов может быть и больше 100, в случае, если листья растений «перекрываются» (образуют несколько «пологов»). Если часть почвы остаётся незакрытой растениями, суммарное проектированное покрытие будет меньше ста процентов. Эта ситуация более характерна для раннего сезона. Точность определения проективного покрытия должна быть, меняя 5%. Второй показатель, который определяли всех цветущих растений - их жизненность: Это относительный показатель, характеризующий степень угнетённости растения. Он оценивается по трёхбалльной шкале - в норме, сильно или слабо угнетённое. Дальше делали обработку данных описаний и оформляли работу. Процедура определения цветущих растений, особенно ранневесенних, относительно проста, поскольку, во первых первоцветов не так уж много и все они выделены из общего ряда растений при наличии цветов всегда проще, чем при их отсутствии.
Для определения растений используется два варианта пособий: во-первых, это атласы, т.е. иллюстрированные цветные пособия с определительными таблицами или без них. Определение с помощью атласов ведётся по явным, хорошо заметным внешним признакам растений, таким как внешний облик, цвет и форма цветов и листьев. [5]
Определив все неизвестные растения, приступаем к обработке результатов и сведению данных, полученных в разных биотопах, в единую таблицу.
Список видов растений - первоцветов делаем общим для всех изученных биотопов. [7]
Напротив видовых названий в соответствующих биотопах проставляем значения проективного покрытия (в % цифрой). Остальные полученные в поле данные используем для анализа полученных результатов.
Основная часть
Географическое положение [7]
Урочище Липяг расположено на северо-востоке от центра с. Устье (в 350 метрах). Оно непосредственно граничит с селом по огородам на северо-востоке. На востоке граница урочищ переходит в контакт с хозяйством «Юность». Так же на востоке урочище Липяг окаймлено заросшей балкой. На юге и частично на юго-западной стороне урочище окружают совхозные поля. Так же на северо-западе к урочищу примыкает мини - маслоцех.
Исследование проводили на четырёх площадках 1м×1м: на северо-востоке урочища в пяти метрах от границы с. Устье, в центре урочища и на юго-востоке в 17 метрах от границы с полями ООО «Дон», на юго-западе в районе границы с маслоцехом. [Прил. 1,2] Нашу работу мы вели в течение трёх лет с 2019 по 2021 гг. Результаты были занесены в таблицу, построены диаграммы и сделаны выводы.
Общая характеристика растительности.
Растительность урочища Липяг представлено четырьмя основными ярусами:
1 ярус - деревья до 30 метров (дуб, ясень, клен, осина;
2 ярус – 10 метров (яблоня, груша, липа);
3ярус – кустарники (лещина, шиповник, терн, боярышник);
4 ярус – разнотравье (первоцветы, ромашка, душица, колокольчик и др.)
Характеристика первоцветов.
Мать-и-мачеха (Farfaraetussilaginisfolia)
Многолетнее травянистое растение высотой до 25 см. Корневище ползучее, ветвистое, с пучком придаточных нитевидных корней. Цветет ранней весной на освободившихся от снега участках до появления листьев. Цветки золотисто-желтые. Плод - слегка изогнутая семянка с хохолком. Растет мать-и-мачеха почти на всей территории европейской части СССР, на Кавказе, в Сибири и Средней Азии. Предпочитает сырые берега рек, овраги, глинистые склоны, холмы, канавы и обочины дорог. Размножается семенами и вегетативно. Семена способны прорастать через несколько часов после попадания в землю.
Для лекарственных целей заготавливают соцветия и листья. Собирают их в июне-июле, когда они сравнительно невелики и с верхней стороны почти голые. В медицинской практике препараты мать-и-мачеха в сочетании с другими противовоспалительными и противокашлевыми растениями используют для лечения заболеваний рта, горла, гортани и бронхов. В народной медицине мать-и-мачеху применяют при заболеваниях почек, легких, верхних дыхательных путей. Ранней весной полезно употреблять сок из свежих листьев растения. Собирают их вдали от мест выпаса животных и выгула собак.
Копытень(Asarum)
Копытень - травянистый многолетник с разветвленным корневищем, густо пронизывающим верхние слои почвы. Листья зимующие, тёмно - ЗЕЛЁНЫЕ, БЛЕСТЯЩИЕ. Форма их почковидная, напоминающая отпечаток копыта. Всё растение покрыто короткими волосками. Цветки одиночные, расположены на конце побегов у основания листьев и лежат на земле. Цветет в мае, созревают в июне.
Медуница лекарственная(Pulmonaria) [Прил. 3]
Многолетние растение высотой до 30 см. Стебель прямостоячий, шероховатый, с мелкими сидячими шерстистыми листьями. Цветки расположены на концах стеблей и собраны в завитки. До распускания они розовые, позже-сине-фиолетовые. Цветет в апреле-мае. Плод- четыре орешка. Созревает в мае-июне. Медуница распространена почти по всей средней полосе европейской части России, в Закавказье и Сибири. Растет в тенистых лесах, кустарниках и оврагах. В народной медицине медуницу применяют при различных заболеваниях, так как растение содержит широкий спектр биологически активных веществ, которые оказывают положительное действие на больной, утомленный организм.
В народной медицине Германии, Франции, Болгарии, Польши и др. странах применяют различных заболеваниях верхних дыхательных путей, лёгких и туберкулёзе, так как соединения кремния, содержащиеся в растении, стимулируют иммунитет и повышают защитные свойства организма. Медуница эффективна при лечении ослабленных детей, страдающих хроническими заболеваниями легких.
Фиалка трехцветная, или анютины глазкиViola tricolor L
Однолетние или двулетние растение высотой до 15 см. Стебли полые, прямостоящие, покрыты короткими волосками, оканчиваются одиночными цветками. Цветки одиночные, на длинных цветоносах, фиолетово-синие, с разными оттенками. Плод- продолговато-яйцевидная коробочка. Семена мелкие, обратнояйцевидные, гладкие. Цветёт с апреля до поздней осени. Плоды созревают в июне. Распространена фиалка в европейской части СССР, Западной и Восточной Сибири и Средней Азии. Растет на сухих лугах, опушках, полянах, в садах, на огородах и как сорное растение на пашнях. Лекарственным сырьём служит трава. Срезанную траву рыхло укладывают в корзины или мешки. Сушат в тени, раскладывая тонким слоем и часто перемешивая. Хранят в деревянной или стеклянной таре 1,5 года. В стоматологической практике фиалку используют для лечения воспалительных процессов полости рта, при пародонтозе и зубной боли.
ЛандышмайскийConvallaria majalis L.
На Руси ландыш - тоже популярное лекарственное средство. Его употребляли против водянки, заболеваний сердца, эпилепсии, коликов в животе и др. В настоящее время препараты ландыша применяют при острой и хронической недостаточности кровообращения, сердечной недостаточности. Действуют они как успокаивающие при нервозах сердца и как мочегонные средства. Все части ландыша ядовиты для человека, но он ядовит не для всех животных. Для птиц его употребление в пищу смертельно, но некоторые дикие животные (лиса, пятнистый олень) едят ягоды ландыша без всякого вреда для себя. Растет ландыш в светлых лесах, главным образом смешанного типа. На полянах, опушках образуют сплошные очень густые заросли.
Лук гусиныйGagea lutea [Прил. 5]
Лук гусиный – многолетние луковичное растение с подземной луковицей, покрытой сухими полупрозрачными чешуями. Листья в прикорневой розетке появляются из луковицы ранней весной. Листья темно-зеленые, дудчатые, внутри имеют специфический запах и острый жгучий вкус. Цветки мелкие, белые. Цветет в июне – августе, плоды созревают в августе – сентябре. В настоящее время научная медицина применяет препараты репчатого лука при заболеваниях желудочно–кишечного тракта, для повышения аппетита.
Первоцвет весенний Primula veris [Прил. 3]
Первоцвет весенний – небольшое многолетнее травянистое растение с коротким вертикальным корневищем, от которого отрастает пучок шнуровидных придаточных корней. Листья продолговато-яйцевидные, с крылатым черешком. Цветет первоцвет в мае. Плоды – буроватые коробочки с многочисленными семенами. Растет в светлых лесах на опушках и полянах, на лугах.
Пролеска (подснежник) Galanthus [Прил. 4]
Подснежник - многолетние луковичное растение с одной яйцевидной луковицей длинной около 3 см. Ранней весной на поверхности земли появляются два линейных тёмно-зелёных листа с цветоносом между ними. Листья при полном развитии достигают 15-20 см., цветонос с цветком – чуть длиннее. Листья блестящие, на верхушке зауженные, со второй половины цветения складчатые, Цветок один; вначале он заключен в прозрачный пленчатый прицветный лист, а затем проникает на тоненькой цветоножке. Околоцветник правильный, простой, состоит из шести долей, расположенных в два круга. Цветки душистые. Плоды - трёхгнёздные коробочки.
Мониторинг первоцветов.
1. Географическое положение урочища Липяг. Граничит с населенным пунктом.
2. Типы растительности - дубравы, первоцветы.
3. Рельеф местности- расположено на Средне – Русской возвышенности на правом берегу р. Дон.
4. Тип почвы-Черноземы и дёрновые.
5. Условия увлажнения-осадки и таяние снег.
6. Наличие деревьев - дуб, клен, осина, дикая яблоня и груша.
7. Наличие кустарников - лещина, терн, боярышник, шиповник и др.
|
№п/п |
Растение |
Общее кол-во |
Хорош. |
Удов. |
Неуд. |
|
1 |
Пролеска |
77 |
63 |
9 |
- |
|
Хохлатка |
79 |
65 |
14 |
- |
|
|
Гусиный лук |
54 |
54 |
54 |
- |
|
|
Копытень |
1 |
1 |
- |
- |
|
|
Чистяк |
31 |
31 |
- |
- |
|
|
2 |
Медуница |
5 |
5 |
- |
- |
|
Чистяк |
9 |
7 |
2 |
- |
|
|
Хохлатка |
37 |
27 |
8 |
2 |
|
|
Пролеска |
29 |
21 |
8 |
2 |
|
|
Копытень |
17 |
17 |
- |
- |
|
|
Фиалка |
71 |
71 |
- |
- |
|
|
3 |
Хохлатка |
58 |
47 |
12 |
3 |
|
Пролеска |
82 |
82 |
- |
- |
|
|
Копытень |
7 |
7 |
- |
- |
|
|
Гусиный лук |
14 |
14 |
- |
- |
|
|
4 |
Пролеска |
37 |
37 |
- |
- |
|
Хохлатка |
151 |
143 |
8 |
- |
Вывод
В процессе своей работы я сравнила 2019 и 2021 годы. Хохлатка доминировала над пролеской, но в 2020 году все изменилось - количество хохлатки увеличилось. Отсюда следует, что численность пролески и хохлатки имеет циклический характер.
Рассматривая круговые диаграммы за 3 года наблюдений, мы пришли к выводу, что процент пролески стабилен 23% и так же динамика наблюдается у хохлатки 30%. Эта же закономерность соблюдается в численности фиалки 19%, гусиного лука 15%, медуница 2%, копытень 3%, чистяк 8%. Динамика и соотношение процентов изучаемых первоцветов стабильна на протяжении 3 лет с 2018-2020 года. Состояние растений, в основном хорошее. [Прил. 6]
Цели и задачи на будущее.
1. В своей работе на будущее планируем провести повторную оценку состояния первоцветов по следующему плану:
а) Обилие (число особей на единицу площади).
б) Частота (отношение числа особей одного вида к общей численности особей, выраженная в процентах).
в) Доминантные виды первоцветов с наибольшей продуктивностью.
2. Провести акцию первоцвет.
3. Выпустить листовки «Берегите первоцветы» и развесить в наиболее посещаемых местах.
4. Сделать повторный фотоанализ предыдущих мест съёмки первоцветов.
5. Написать проект и оформить, сделать сообщение.
Литература
«Сказания о лекарственных растениях» М.А. Кузнецова, А.С. Резникова.
«Растения - друзья здоровья» Л.В. Пастушенков.
Н.А. Аксенова. « Начало цветения некоторых травянистых растений» М.1972.
В.А. Тавровский. «Сезонное развитие природы» М. 1976.
Н.П. Харитонов и др. «Морфологическое описание растения. Флористический дневник» (методическое пособие). МГДПиШ, 1991.
В.С. Новиков, И.А. Гурбанов «Атлас определитель высших растений» М. Просвещение 1985.
Л.Л. Семаго «Воронежский заповедник» М., «Советская Россия» 1981.
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Гусиный лук (фото № 6)
Приложение 6
Динамика хохлатки за период с 2019-2021г.
Динамика пролески за период с 2019-2021г.
По горизонтали года.
По вертикали численность первоцветов.
Динамика гусиного лука за период с 2019-2021.
Динамика копытня за период с 2019-2021 г.
Динамика медуницы за период с 2019-2021.
Динамика фиалки за период с 2019-2021г.
Динамика чистяка в период с 2019-2021.
Динамика купены лекарственной.
Динамика звездчатки с 2019-2021.
Динамика лютика едкого с 2019-2021.
Динамика ветреницы лютиковой с 2019-2021 г.
Динамика роста первоцветов за 2019год.
Динамика роста первоцветов за 2020 год.
Динамика роста первоцветов за 2021 год.
Динамика роста первоцветов за период с 2019-2021 год.