XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
РАЗНООБРАЗИЕ ФЛОРЫ И НАСЕКОМЫХ ОКРЕСТНОСТЕЙ С. ЧЕКМАГУШ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Сохранение ландшафтного, биологического разнообразия и биологической продуктивности поддерживает стабильное существование биосферы со всей целостностью ценных природных комплексов и природных ресурсов. Пренебрежительное отношение к природным богатствам, которое в настоящее время ярко наблюдается из-за сильного роста населения, бездумного и чрезмерного потребления ресурсов, а также глобального потепления и загрязнения, приближает нарушение устойчивости биосферы. В том случае, если разрушительные действия человечества не урегулируются, а уничтожение естественных ландшафтов будет продолжаться, произойдет нарушение целостности биосферы и вместе с тем не смогут поддерживаться важнейшие характеристики среды, что непосредственно скажется на жизни человечества.
В связи с этим борьба за экологическую среду стала одной из важнейших задач мирового сообщества.
Территория Башкортостана находится в зоне схождения двух тектонических структур – Русской платформы и Уральской складчатой системы, в связи с этим республика богата полезными ископаемыми и имеет разнообразные геологические комплексы.
Актуальность: многие геологические образования, находящиеся на дневной поверхности, и места разработок полезных ископаемых представляют огромный научный интерес не только с точки зрения геологии, но также как объект ботанических исследований. Как известно, флористический компонент находится в прямой зависимости от свойств субстрата, а одним из главенствующих факторов почвообразования являются породы. Можно проследить связь между редкими сосудистыми растениями и уникальными геологическими объектами.
Объект: флора и насекомые с. Чекмагуш
Предмет: флористический и энтомологический анализ с. Чекмагуш.
Цель работы – исследовать флористический и энтомологический состав окрестностей с. Чекмагуш.
Задачи:
Определить видовой состав флоры с. Чекмагуш Республики Башкортостан.
Провести анализ состава флоры с помощью построения флористических спектров по ключевым характеристикам.
Определить численность и видовой состав насекомых с. Чекмагуш Республики Башкортостан.
Разработать прогноз возникновения вспышек развития разных видов растений и насекомых в с. Чекмагуш Республики Башкортостан.
1.Обзор литературы
1.1. Физико-географическая характеристика района исследования
1.1.1. Общие сведения
Чекмагушевский район расположен на северо-западе Республики Башкортостан.
По территории района протекают реки Базы, Чермасан, Куваш, в недрах выявлены и разведаны запасы нефти, кирпичной глины, строительного камня, известняка.
Район пересекают автомобильные дороги Кушнаренково-Бакалы и Дюртюли-Буздяк.
Год образования - 1930 год.
Площадь территории - 1686 кв.км.
Количество населённых пунктов - 78.
Количество сельских советов – 13.
Население - 27 467 человека (данные на 01.01 2021 г.)
Районный центр – село Чекмагуш, основан в 1675 году
Национальный состав (в процентном соотношении, данные Всероссийской переписи населения 2010 года):
Татары – 62,8%
Башкиры – 30,7%
Чуваши – 3,1%
Русские – 2,1%
Район находится на северо-западе Башкортостана в 111 км от Уфы. Расположен в пределах Прибельской увалисто-волнистой равнины. Климат умеренно континентальный, тёплый, незначительно засушливый. На территории района берёт начало река База, левый приток реки Белой. Распространены типичные, выщелоченные и оподзоленные чернозёмы, тёмно-серые и серые лесные почвы. Леса из дуба, берёзы, липы занимают 19,9 % площади района. Полезные ископаемые представлены месторождениями нефти, кирпичной глины, строительного камня, песка, известняка, агрономических руд.
Чекмагушевский район - граничит с Бакалинским, Благоварским, Буздякским, Дюртюлинским, Илишевским, Кушнаренковским и Шаранским районами. Его географическое расположение - северо-запад Республики Башкортостан. Если пройтись по границе Чекмагушевского района, то придётся прошагать 250 километров пути. А если пересечь его с востока на запад, нам придётся преодолеть 59, а с севера на юг - 44 км расстояния. Район пересекают важные автодороги направлением Кушнаренково - Бакалы, Дюртюли - Буздяк. А в целом район имеет разветвлённую сеть автомобильных дорог общей протяжённостью более 510 км. В 1956-1960 годах трест «Нефтепроводмонтаж», в числе других объектов, ввёл в действие нефтепровод Калтасы-Чекмагуш-Уфа, который проходит и по Чекмагушевской земле.
В недрах разведаны и выявлены запасы нефти, кирпичной глины, строительного камня, известняка. Особую прелесть и очарование пейзажу придают реки Базы, Куваш, Чермасан. Несмотря на отсутствие обширных лесных массивов, в лесах обитают лоси, косули, кабаны, волки, рыси, барсуки, енотовидные собаки, лесные куницы, лиса, заяц. А из крупных птиц - журавль, глухарь, тетерев, куропатка, рябчик, дикая утка.
Район занимает, в целом, 1686 квадратных километров земли. В состав района входят 13 сельских поселений, объединяющих 78 сельских населённых пунктов. Районным центром является село Чекмагуш, где проживают более 10 тысяч человек. Численность постоянного населения района составляет более 30 тысяч человек. В дружбе и согласии здесь живут татары, русские, башкиры, чуваши, марийцы и другие народы.
Район имеет богатое историческое прошлое. Территория современного Чекмагушевского района входила в Старокалмашевскую, Резяповскую, Имянлекулевскую волости Белебеевского уезда Уфимской губернии. Территория района в XVI-XVIII веках входила в состав 5 башкирских волостей - Дуванейской, Кыр-Иланской, Елдятской, Канлинской и Шемшадинской.
Дата образования Чекмагушевского района считается с момента издания Постановления Президиума ВЦИК «Об административном делении БАССР» от 20 июля 1930 года. Постановлением Президиума ЦИК БАССР «О мероприятиях по проведению нового административного районирования Башкирской АССР» от 17 июля 1930 г., а затем Президиум ЦИК и СНК БАССР приняли Постановление «О ликвидации в Башкирской АССР административного деления на кантоны и районные системы управления». Главной целью упразднения существовавших до этого административных образований являлось максимальное приближение к селу общественных организаций.
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Методы сбора, оценки и определения флоры
Исследования флоры проводились маршрутным методом с мая по август 2022 года. Во время следования по ним производилось составление флористических описаний. Маршруты прокладывались таким образом, чтобы охватить наибольшее разнообразие местообитаний, в пределах каждого из них находился отрезок маршрута максимальной протяженности. Во время движения по маршруту в полевой дневник записывались знакомые виды растений, неизвестные – собирались в гербарий или фотографировали для дальнейшего определения [1].
Наземные растения собираются в сухую погоду. Растения, длительное время находившиеся под дождем, высыхают медленно и довольно часто при сушке буреют. Для гербария надо брать растения со всеми надземными и подземными частями, с хорошо развитыми листьями, распустившимися цветками, а иногда и с вполне сформировавшимися плодами. Наличие плодов необходимо для определения растений семейств крестоцветных, зонтичных, осоковых, многих видов сложноцветных и др., т.к. признаки их плодов являются диагностическими.
Собранные растения должны быть определены. Для определения растений существуют специальные справочные пособия – определители, флоры, атласы.
В ходе работы методом высушивания был смонтирован гербарий 75 видов растений, собранных в результате маршрутных исследований различных маршрутов окрестностей села Чекмагуш. Идентификация видов производилась по определителям различных групп растений.
Для количественной оценки вида в фитоценозе определялось его обилие, т.е. его количества на пробной площади, оценивалось по 5-бальной шкале обилия покрытия Браун-Бланке (табл.1).
ШКАЛА БРАУН-БЛАНКЕ — система балльных оценок для совместного определения проективного покрытия и обилия видов.
Часть — вид очень редок с незначительным покрытием; + — встречается редко, покрытие мало;
1 — число особей велико, но покрытие незначительно или особи разрежены, но покрытие большое;
2 — число особей велико, покрытие от 5 до 25%;
3 — при любом числе особей покрытие от 25 до 50%;
4 — при любом числе особей покрытие от 50 до 75%;
5 — при любом числе особей покрытие больше 75%.
Анализ систематического состава проводился по зарегистрированным в геоботанических описаниях видам и встречам видов на маршруте.
2.2. Методы изучения, определения и количественной оценки насекомых
Материал был собран методами ручного сбора, ловли сачком и с помощью световой ловушки.
2.2.1. Метод ручного сбора
В соответствии с поставленной задачей, я изучила способы идентификации животных в природе, научилась пользоваться определителями по различным группам животных, изучила методы маршрутных исследований фаунистического состава территории практики и апробировал их, провела анализ полученных в результате исследований данных.
Ловля сачком влет: для отлова отдельных летающих, более или менее крупных насекомых, например, бабочек, стрекоз. Движение сачка должно быть резким, направлено навстречу движению насекомого. Сразу же после того, как экземпляр оказался в мешке сачка, мешок следует обернуть вокруг обода сачка. Сачок опускается в траву, и им делают около десяти интенсивных движений вправо-влево.
Систематические коллекции изготавливаются в специальных коробках с мягкой прокладкой на дне (пенопласт). Собранных и умерщвленных насекомых по приходу с экскурсии сейчас же накалывают и расправляют. Для накалывания используют энтомологические булавки.
Многих мелких или имеющих мягкие покровы насекомых наклеивают на кусочки из плотной белой бумаги, насаженных на обычную булавку. Для наклеивают насекомых обычно применяют бесцветный лак для ногтей.
Метод ручного сбора является самым распространенным методом в энтомологической практике. Для осуществления данного метода не требуется специальное оборудование, что делает его более доступным для использования.
Выбранный участок в первую очередь осматривают с поверхности для обнаружения и отлова крупных и подвижных видов. Собранных бабочек помещают в морилку с этилуксусным эфиром (рис. 2.1).
Рис. 2.1 – Пример морилки.
2.2.2. Метод ловли сачком
Ловля сачком. Когда сачком ловят летящих насекомых, не следует замахиваться сверху вниз или накрывать сачком насекомых на земле. Желательно рассчитывать взмах так, чтобы сачок двигался на насекомое сбоку или снизу (рис. 2.2).
Рис 2.2 – Правильная форма сачка.
Как только насекомые попадут в сачок, его нужно повернуть на 90 - 180 градусов, чтобы выход сачка закрылся нависающим куполом. Сидя неподвижно на земле и на стволах деревьев, приходится их сначала отпугивать, чтобы поймать на взлете, чтобы сетка не повредила крылья насекомых, а также чтобы не повредить сачок стеблями или ветками растений.
Пойманных насекомых извлекают из сачка следующим образом: перехватывают рукой мешок сачка около входного отверстия, так, чтобы не сдавить находящееся там насекомое (рис. 2.3).
Рис 2.3 – Последовательность действий при ловле сачком.
Другой рукой поднимают дно сачка вверх, при этом насекомое перемещается в верхнюю треть сачка. Руку, закрывающую входное отверстие сачка, не отрывая, подтягивают до уровня чуть ниже насекомого [31].
3.РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Исследование видового и численного состава, характеристик флоры окрестностей с. Чекмагуш
Для оценки численности и видового состава флоры окрестностей с. Чекмагуш Республики Башкортостан были проведены исследования по нескольким маршрутам. Чекмагушевский район располагается на северо-западе нашей республики (рис.3.1).
Рис. 3.1 Чекмагушевский район на административной карте республики Башкортостан
Мы составили план местности, где были обозначены наши маршруты исследования (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Маршруты исследования
Спектр систематического состава флоры является одной из главных характеристик флоры. Особое внимание уделяется первым десяти семействам, которые называются ведущими. Степень их участия отражает комплекс почвенно-климатических факторов, историю, современное состояние флоры под влиянием человека [5].
В результате маршрутных исследований и проведенных геоботанических описаний на нескольких площадках был выявлен видовой состав окрестностей села Чекмагуш, нами были определены виды сосудистых растений, относящихся к 69 роду и 16 семействам. Были определены ведущие семейства:
Семейство Сложноцветные - Asteraceae – Achillea nobilis L. – Тысячелистник благородный Arctium tomentosum Mill. – Лопух паутинистый, Artemisia absinthium L. – Полынь горькая, Artemisia annua L. – Полынь однолетняя, Artemisia campestris – Полынь полевая, Carduus acanthoides L. – Чертополох колючий, Centaurea scabiosa L. – Василек шероховатый, Cichorium intybus L. – Цикорий обыкновенный, Cirsium arvense (L.) Scop. – Бодяк полевой, Inula hirta L. – Девясил шершавый, Inula salicina L. – Девясил иволистный, Taraxacum officinale L. – Одуванчик лекарственный, Tragopogon orientalis L. – Козлобородник луговой, Tussilago farfara L. – Мать-и-мачеха обыкновенная
Семейство Бобовые – Fabaceae: Клевер горный – Trifoliummontanum, Клевер луговой – Trifoliumpratence, Горошек мышиный – Viciacracca, Люцерна серповидная – Medicadofalcata, Клевер средний – Trifoliummedium, Карагана кустарниковая – Caraganafrutex, Донник белый – Melilotusalbus, Хлопунец – Astragaluscicer, Люцерна посевная – Medicadosativa, Люпин многолистный – Lupinuspolyphyllus.
Семейство Розовые – Rosaceae: Рябина обыкновенная – Sorbusaucuparia, Шиповник гололистый – Rosaglabrifolia, Черемуха обыкновенная – Padusracemosa, Кровохлебка лекарственная – Sanguisorbaofficinalis, Лапчатка неблестящая – Potentillaimpolita, Костяника каменистая - Rubussaxatilis, Репешок обыкновенный - Agrimoniaeupatória, Земляника зеленая – Fragariaviridis, Роза колючейшая – Rosaspinnossime.
Семейство Злаки – Poacea: Ячмень гривастый – Horoleumjulatum, Житняк гребневидный – Agropyron pectinatum, Ежа сборная – Dactylisglomerata, Ячмень обыкновенный – horoleumvulgare, Пырей ползучий – Elytrigiarepens.
Таким образом, в результате исследований было выявлено, что ведущими семействами являются Сложноцветные, Розовые, Злаковые, Бобовые, Яснотковые, Подорожниковые, Колокольчиковые, Гвоздичные, (рис.3.3).Данные ведущие семейства насчитывают 57 видов и составляют 75% общего количества видов флоры. Наиболее крупными и заметно лидирующими семействами являются – Сложноцветные (14 видов; 20,2%), Розовые (10 видов; 14,5%), Злаковые (9 видов; 12,5%), Бобовые (8 видов; 11,5%). Спектр систематического состава представлен на диаграмме 3.3.
Рис. 3.3 Диаграмма распределения ведущих семейств флоры окрестностей с. Чекмагуш.
Данные ведущие семейства являются характерными для естественной флоры умеренной зоны, к которой относится Башкортостан.
Одним из важнейших подходов является анализ жизненных форм растений, слагающих флору. Флоры анализируют с точки зрения участия в них растений различных жизненных форм с использованием одной или нескольких классификаций жизненных форм. Количественные данные биоморфологического анализа отражают разнообразие экологических условий, в которых сформировалась изучаемая флора.
Изучение распределения видового разнообразия по ярусам показало, что наиболее широко видовое разнообразие в рассматриваемой флоре окрестностей села Чекмагуш представлены травами, на втором месте деревья и только потом кустарники (рис.3.4).
Рис.3.4 Диаграмма распределения видового разнообразия растений по ярусам.
В структуре флоры по составу широтных элементов среди окрестностей села Чекмагуш нами были выявлены следующие географические элементы, которые представлены в таблице 1 (рис 3.5):
Таблица 1
Спектр широтных элементов во флоре Чекмагушевского района
|
Наименование |
Число видов |
|
|
абсолютное |
в % |
|
|
Лесостепной |
11 |
16 |
|
Степной |
8 |
11 |
|
Лугово-лесной |
22 |
32 |
|
Луговой |
17 |
25 |
|
Лесной |
11 |
16 |
|
Всего |
69 |
100 |
Рис. 3.5. Спектр широтных элементов флоры окрестностей с. Чекмагуш
Необходимо отметить, что из широтных элементов значительную часть составляет лугово-лесная группа – 22 вида, что составляет 32 % от общего видового состава, второе место занимает луговая группа 17 видов (25%). Третью позицию разделяют лесостепная и лесная группы по 11 видов (16%). Такой спектр распределения в целом соответствует лесостепной зоне Предуралья.
Нами было отмечено, что окрестности села Чекмагуш сильно подвержены влиянию человека: выпас скота, выгул домашней птицы.
Рис. 3.6. Антропогенное воздействие, отмеченное в окрестностях изучаемой территории.
На территории лесной, луговой и лугово-степной зоне под косвенным или прямым влиянием деятельности человека происходит деградация природных компонентов и комплексов, т.е. антропогенная трансформация.
Рис. 3.7. Воздействие человека в луговой и лесных группах.
Сверхдопустимый антропогенный пресс наблюдаются повсеместно. Для предупреждения изменений требуется частая оценка экологического состояния окрестностей. Чтобы предотвратить необратимые негативные изменения местной флоры учитываются факторы антропогенного воздействия для разработки практических рекомендаций [1-8].
3.2. Исследование численности и видового состава насекомых окрестностей с. Чекмагуш
В ходе исследования были выявлены отряды и семейства насекомых. Нами были выявлены ведущие отряды и семейства, а именно:
Отряд Жесткокрылые или жуки – Coleoptera:
Семейство Пластинчатоусые – Scarabaeidae; Семейство Листоеды – Chrysomelidae.
Отряд Полужесткокрылые или клопы –Hemiptera: Семейство Щитники – Pentatomidae.
Отряд Перепончатокрылые –Hymenoptera: Семейство Пчелиные – Apidae.
Отряд Двухкрылые–Diptera: Семейство Слепни –Tabanidae.
Отряд Чешуекрылые или бабочки – Lepidoptera: Семейство Нимфалиды – Nimphalidae; Семейство Бражники – Sphingidae; Семейство Медведицы – Arctiidae.
Отряд Сетчатокрылые – Neuroptera: Семейство Муравьиные львы – Myrmeleontidae.
Отряд Прямокрылые – Orthoptera: Семейство Настоящие кузнечики – Tettigoniidae (приложение 2).
Нами было отмечено, что наибольшее разнообразие представлено среди отряда Бабочки и Жуки (рис. 3.8) [9,10].
Рис. 3.8. Диаграмма распределения ведущих отрядов насекомых
Изучение абсолютной численности показало, что преобладает отряд Прямокрылые, Клопы и Двукрылые. Наибольшее видовое разнообразие выявлено на полянах и опушках, в лесах. Возможны вспышки очагов развития отряда Двукрылых (комары, мухи, слепней) из-за неубранного мусора и выпаса скота (рис. 3.9).
Рис. 3.7 Абсолютная численность насекомых, отловленных за период наблюдений.
Таким образом, нами были освоены методы маршрутных исследований и учета флористического и энтомологического состава на территории окрестностей села Чекмагуш. Проведен анализ полученных в результате исследований данных; смонтирована коллекция насекомых, гербарий растений.
Выводы
Изучение видового состава флоры окрестностей села Чекмагуш выявил 69 видов высших растений, (87 родов и 16 семейств). Доминирующими семействами являются Сложноцветные (14 видов;), Злаковые (9 видов), Розовые (9 видов). Спектр широтных элементов флоры окрестностей с. Чекмагуш показал преобладание лугово-лесных и степных видов. Анализ биоморфологического спектра флоры показал, что основная жизненная форма – травянистые растения.
Окрестности села сильно подвержены влиянию человека, отмечается выпас скота, выгул домашней птицы, в лесу много троп, следы отдыха человека, что может привести к изменению ландшафта в будущем.
Изучение насекомых выявило видовое разнообразие среди отрядов Бабочки, Жуки, по абсолютной численности преобладает отряд Прямокрылые, Клопы и Двукрылые. Наибольшее видовое разнообразие выявлено на полянах и опушках, в лесах. Возможны вспышки очагов развития отряда Двукрылых (комары, мухи, слепней) из-за неубранного мусора и выпаса скота.
Практические рекомендации
Для обеспечения защиты естественного облика природы рекомендуется установка предупреждающих знаков, мусорных контейнеров, специальных мест для отдыха, контроль за выгулом скота и домашней птицы, ведение учета численности растений и животных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Алехин В.В., Сырейщиков Д.П. Методика полевых ботанических исследований. – Вологда: изд-во «Северный Печатник». – 1926. – 144 с.
Башкирская энциклопедия : [ 7 т.] / [гл . ред. М.А. Ильгамов]. – Уфа : Башк. энцикл., 2005 – (ГУП РБ Уфим. полигр. комб.). –
т. 3: З – К. – 2007. – 671 с.
Башкортостан: Краткая энциклопедия. [Гл. ред. Р. З. Шакуров ]. – Уфа: Научное издательство «Башкирская энциклопедия», 1996. – 672 с.
Баянов М. Г., Кучеров Е. В.. Животный мир Башкортостана– [2-е изд., перераб. и доп.]. – Уфа : Башк. изд-во «Китап», 1995. – 311 с.
Гареев А.М. Справочник по климату Республики Башкортостан. Ч.1: методические указания / Башкирский государственный университет; сост. А.М. Гареев; Р.Г. Галимова. – Уфа: РИЦ БашГУ, 2010. – 93 с.
Методики ловли насекомых // [Образовательный сайт]. URL: https://www.booksite.ru/fulltext/natural/metodiki/text.pdf .
Определитель высших растений Башкирской АССР : Сем. Brassicaceae – Asteraceae / АН СССР, Урал. отд-ние, Башк. науч. центр, Ин-т биологии; [Ю. Е. Алексеев и др.]; Отв. ред. Е. В. Кучеров, А. А. Мулдашев. – М. : Наука, 1989. – 374 с.
Определитель высших растений Башкирской АССР : Сем. Onocleacea –Fumariaceae / [АН СССР, Урал. отд-ние, Башк. науч. центр, Ин-т биологии; Ю. Е. Алексеев и др.]; Отв. ред. Е. В. Кучеров, А. А. Мулдашев. – М. : Наука, 1988. – 315 с.
Плавильщиков Н. Н. Определитель насекомых: Краткий определитель наиболее распространенных насекомых европейской части России / Плавильщиков Н. Н. — М.: Топикал,1994. — 544 с., ил.
Хабибуллин В.Ф., Муравицкий О.С. Атлас-определитель кокцинеллид (божьих коровок) (Coleoptera: Coccinellidae) и жуков-листоедов (Coleoptera: Chrysomelidae) Башкортостана: учебное пособие. Уфа: РИЦ БашГУ, 131 с.