II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭТАПОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА МОНИТОРИНГОВОЙ ПЛОЩАДКЕ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Васильева Л.С. 1

---

1

Сыроватская И.П. 1

---

1

Работа в формате PDF

261.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

 Введение.

У каждого народа есть уникальные природные уголки, которые он с большой гордостью показывает всем тем, кто посещает их родные места. Так, предметом гордости народа саха, безусловно, являются аласы – исключительные творения Природы, поражающие человека своей неповторимой естественной красотой, своеобразной животной фауной и растительным покровом. Это единая природная система с её живописными озёрами и величавой восточносибирской тайгой, которая окружает их плотным зелёным кольцом. Почтительное отношение к аласам сохранилось с глубокой древности. Неслучайно, люди, бывая на территории аласов, никогда не произносят вслух его подлинное название, а ограничиваются употреблением лишь уважительного «Эбэ», что означает по- русски: Матушка.

В последнее время растительность аласа претерпевает значительное изменения в сторону деградации. Алас утрачивает свое назначение как уникальная экосистема и кормовая база. При правильном подходе к охране и использовании аласа может наблюдаться самовосстановление растительности.

Мониторинг растительности – система наблюдений и экспериментов, ориентированных на оценку состояния растительных сообществ, находящихся под антропогенным воздействием. Растительность можно использовать как индикатор изменения среды обитания. Даже небольшое изменение приводит к появлению или исчезновения тех или иных видов растительности.

Цель работы:

Изучение процесса восстановления растительности на мониторинговой площадке.

Задачи исследования:

• Проводить ежегодные наблюдения на мониторинговой площадке.

• Выявить изменения проективного покрытия, вертикальной структуры и видового состава растительности

• Сделать анализ проделанной работы.

Новизна работы:

Впервые в нашей школе проводится работа по изучению восстановления растительности в населенном пункте, расположенном на аласе Мюрю.

Объект исследования: Растительность на мониторинговой площадке

Гипотеза исследования: Растительность - индикатором изменения среды обитания.

Глава 1. Аласы – уникальные формы рельефа.

Аласы – это уникальные ландшафты, образованные в результате вытаивания многолетней мерзлоты. В географическом аспекте под термином алас мы понимаем замкнутую или полузамкнутую безлесную, остепненно-луговую термокарстовую котловину, образовавшуюся среди тайги. Типичные аласы встречаются в Центральной Якутии и развиты на плоских плакорах, сложенных лессовидными суглинками, которые вмещают крупные массы подземных льдов (Босиков, 1991).

Аласно - озерная котловина Мюрю расположена на Центрально- Якутской равнине в северной части Лена – Амгинского междуречья и удалена от реки Лена на 75 км. Имеет вытянутую форму с запада на восток с длиной 17 км и шириной 8км. Периметр аласа – 21,6 км, наибольшая длина (с востока на запад) – 13,2 км, ширина 6,75 км.

Название «Мюрю» алас получил от названия озера, которое расположено в нём. В переводе с тюркского языка «Мюрю»- это бескрайняя полноводная река. Это говорит о том, что в далёкие времена наше озеро представляло необыкновенное чудо, которое удивляло и восхищало путников. Недаром первооткрыватель Семён Ремезов в первой карте Сибири в 1698 году включил из всех озёр Сибири Байкал и Мюрю. А первые сведения о нашем аласе появились в работах Фердинанда Врангеля и Александра Миддендорфа ещё в XIX веке (Саввинов и др., 2008).

Здесь размещаются административный центр Усть-Алданского улуса, где в настоящее время проживает более 12 тысяч человек.

1.  

   1. Климат.

Климат данной территории резко-континентальный. Характеризуется низкими годовыми и зимними температурами, большими сезонными и суточными их амплитудами и малым количеством выпадающих осадков. Средняя температура января: -42ºС, июля: +17º…+18ºС.

На территории района в год выпадает около 262 мм атмосферных осадков. Наибольшее количество осадков выпадает в летнее время (июль, август, сентябрь). Это связано с наибольшим развитием циклонов в эти месяцы. За летний период выпадает около 70-75% годового количества осадков. (Гаврилова, 1973)

В зимний период котловинный эффект оборачивается снижением температуры воздуха. Но с другой стороны. Хорошая продуваемость местности мешает длительному застою переохлажденных воздушных масс.

В целом агроклиматические условия существенно ограничивают здесь развитие земледелия в силу малой продолжительности безморозного периода, поздней даты последних заморозков и ранних первых заморозков, недостаточного количества выпадающих атмосферных осадков, особенно в период активной вегетации растительности.

1.  

   1. Многолетняя мерзлота

На аласной котловине, в зависимости от состава и влажности грунтов, глубина протаивания изменятся в широких пределах. На опушке леса глубина протаивания достигает 0,8-1,5 м; на поясе избыточного увлажнения – 1,0-1,2 м; на поясе нормального увлажнения -1,35-1.70 м. на поясе сухих остепненных лугов – 2,40-3,25 м. Причем в зависимости от погодных условий отдельных лет глубина сезонного протаивания существенно изменятся. (Босиков, 1991).

1.3.Почвы.

На аласе Мюрю представлены все главные представители почвенного царства, формирующиеся на открытом пространстве в условиях засушливого климата Лено-Алданского междуречья. Благодаря котловинному характеру местности, почвенно-растительный покров в нем имеет строго концентрическое пространственное распределение.

Тесная сопряженность растительного и почвенного покровов по лику аласной котловины, обусловленная своеобразным перераспределением гидротермических факторов и мощности сезоннопротаивающего слоя, позволяет выделить следующие экологические почвенно-растительные пояса:

- первый (верхний) – интенсивно прогреваемый, глубоко протаивающий, недостаточно увлажненный, с аласными остепненными почвами и остепненной (иногда полуостепненной) растительностью;

- второй (средний) – оптимально нагреваемый и протаивающий, нормально увлаженный, с аласными дерново-луговыми почвами и аласной настоящей луговой растительностью;

- третий (нижний) – недостаточно нагреваемый и протаивающий, избыточно увлажненный, аласными заболоченными дерново-луговыми почвами и болотной растительностью.

- четвертый (приозерный) – плохо прогреваемый и неглубоко протаивающий, постоянно избыточно увлажненный с аласными болотными почвами и болотной растительностью. (Саввинов, 1989, 2008)

1.4.Растительность.

Господствующим типом растительности на Лено-Амгинском междуречье является светлохвойная тайга. Общая лесистость района составляет 60-70%. Основными лесообразующими породами являются лиственница Каяндера, сосна обыкновенная, береза плосколистная и ель сибирская. Лиственничные леса занимают не менее 80% лесной площади, около 10% принадлежит основным лесам, далее идут березняки и ельники.

Леса у поселков обычно сбитые, без мохового покрова, мертво –покровные лиственничники, лиственничники с березой, местами с осиной. Возле пос. Чаран наблюдается разнотравный березняк со сравнительно богатой растительностью. На островах и участках, которые расположены между озерами, где имеются более влажные и менее засоленные места, встречаются небольшие заросли из ивы Гмелина.

Тайга прерывается безлесными пространствами в виде пойменных лугов в долинах рек, сухих ложбин, занятых ерниками и аласных понижений, покрытых луговой и степной растительностью. На безлесных пространствах Лено-Амгинского междуречья различают три типа ландшафтов: пойменный, мелкодолинный и аласный. В формировании растительного покрова здесь на отдельных поясах широко участвуют болотные, луговые и остепненные сообщества.

Исследователи (Шелудякова, 1959; Гоголева и др., 1987) на поясах аласов выделают следующие пояса растительности:

-прибрежно-водного луга на сильно увлажненных почвах;

-влажных лугов на избыточно увлажненных почвах;

-настоящих лугов на недостаточно увлажненных почвах;

-остепненных лугов на недостаточно увлажненных почвах.

На аласе Мюрю встречаются все четыре пояса, практически все растительные сообщества, которые были выделены для аласов Центральной Якутии

Глава 2. Исследование восстановления растительности

2.1. Методика исследования.

При изучении аласной растительности использовали общепринятые геоботанические методы.

На мониторинговой площадке ежегодно выполнялись полные геоботанические описания растительности по общепринятой методике.

Растительное сообщество (фитоценоз) – это закономерное совокупность видов растений, приспособившихся в результате длительного отбора к совместному существованию в определенных условиях внешней среды.

Каждый фитоценоз характеризуется определенным набором признаков. Основными признаками являются видовой состав, обилие, проективное покрытие, характер местообитания, биологическая продуктивность, структура фитоценоза. Раздел ботаники, которая изучает основные признаки растений, их зависимость от места произрастания, называется геоботаника.

Видовой состав – главный признак растительности. В описание нужно включить все виды, встречающихся на исследуемом участке. Список делается по группам: злаки, осоки, бобовые и разнотравья. Растения, видовую принадлежность трудно установить, следует включать в описание под порядковым номером.

В описание включается:

• Дата описания

• Описание местообитания

• Проективное покрытие вида

• Средняя высота вида в сантиметрах.

• Список видов.

Проективное покрытие – это площадь, занятая растениями. Наблюдатель смотрит сверху вниз и составляет проекцию надземных частей растений к общей площади. На практике используются специальные шкалы, в которых баллами обозначены определенные интервалы значений.

Наблюдения проводят путем глазомерной съемки на наблюдаемой территории. Для этой цели мы пользовались шкалой, предложенной Б.М. Миркиным (1985):

Если определенный вид покрывает почву:

более 50% - 5 баллов

26-50% - 4 б.

16-25% - 3 б.

6-15% - 2 б.

до 5% - 1 б.

единично встречаемые виды отмечаются (+)

Высота – расстояние растения от основания до его верхушки.

2.2 Этапы восстановления растительности аласа после дигрессии.

Наблюдения за растительностью были начаты в 2010 году.

В 2011 г. в нашем многоквартирном доме был проведен капитальный ремонт. В результате этого участок около дома, который был огорожен штакетником, был полностью разрушен, вытоптан. Наблюдения за растительностью огороженного участка были проведены в течение 5 лет: 1 год – до нарушения (контроль), 4 года – после нарушения (процесс восстановления). В таблице 1 и рис. 1 и 2 приведены результаты мониторинга растительности.

Таблица 1

Растительность мониторинговой площадки

До нарушения растительности (до ремонта) на данном участке произрастало 21 видов растений. Проективное покрытие было-60%, средняя высота – 30%. Основу травостоя составляли злаки. Доминантами были пырей ползучий, ячмень короткоостистый, мятлик луговой, осока твердоватая, осока ползучая. Много видов разнотравья, среди которых луговые растения: герань луговая, кровохлебка, мышиный горошек, колокольчик скученный и другие.

В первый год после нарушения проективное покрытие проективное покрытие составила 10%, количество видов уменьшилось до 5, средняя высота -5см. Основными видами стали марь белая, дескурайния струйчатая, соссюрея горькая, которые занимали лишь 5%, т.е. 1балл по шкале Браун - Бланке.

Во второй году наблюдения проективное покрытие составило 20%, количество видов -8 средняя высота травостоя -8см., доминирующими видами стали осока твердоватая.

На третьем году наблюдения проективное покрытие составило – 50%, количество видов – 12, средняя высота травостоя – 10 см. Основным видом остается осока твердоватая.

На четвертом и пятом годах наблюдения на мониторинговой площадке наблюдается постепенное восстановление видов. Так, проективное покрытие видов увеличилось до 65%, количество видов -12, высота достигло 10-15 см., основными видами стали пырей ползучий, ячмень короткоостистый.

Рис. 1. Диаграмма изменения проективного покрытия и высоты травостоя на мониторинговой площадке по годам.

Рис. 2. Диаграмма изменения количества видов на мониторинговой площадке.

Таблица 2.

Флористический состав растительности на мониторинговой площадке.

На мониторинговой площадке наиболее широко представлены семейства: астровых (6 видов), мятликовых (3 вида), осоковых (2 вида). Эти семейства 47,8% от всего видового и 33,17% от всего родового состава флоры.

2010 г. Преобладает семейство Астровые (Сложноцветные) - ASTERACEAE Dumort.

2012г. Преобладает семейство Маревые-CHENOPODIACEAE Vent и Астровые (Сложноцветные) - ASTERACEAE Dumort.

2013г. Преобладает семейство Астровые (Сложноцветные) - ASTERACEAE Dumort.

2014г. Преобладает семейство Мятликовые (Злаковые) - POACEAE Barnhart.

2015г. Преобладает семейство Мятликовые (Злаковые) - POACEAE Barnhart.

2016г. Преобладает семейство Мятликовые (Злаковые) - POACEAE Barnhart.

Таблица3.

Ведущие семейства во флоре обследованного участка.

Заключение.

В результате пятилетних наблюдений было выявлено:

• После ограждения наблюдаемой местности происходит постепенное увеличение разнообразия, проективного покрытия и высоты видов. Преобладают виды сем. мятликовых.

• В начальном этапе восстановления на нарушенном участке появляются виды сорного разнотравья: марь белая, дескурайния струйчатая, полынь якутская, лебеда раскидистая, липучка (сем.астровых, бурачниковых, маревые), которые в последующие годы постепенно исчезают.

• Выявлено, что из изученных показателей быстрее восстанавливается проективное покрытие, которое к 5 году наблюдения достигло тех же показателей, что и до нарушения (60 %).

• Вертикальная структура (высота травостоя), которая зависит от видового состава, на 5 год наблюдений составляет 15 см, что в 2 раза ниже травостоя, которое было до нарушения. Это связано с тем, что в сообществе меньше, чем до нарушения обилие злаков (ячмень коротокоостистый, мятлик луговой), а также еще не появились виды высокого лугового разнотравья такие как кровохлебка аптечная, колокольчик скученный, крестовник Якоба и другие.

• Более устойчивыми видами к антропогенному влиянию являются пырей ползучий, осока твердоватая.

• На мониторинговой площадке преобладают виды – ксеромезофиты и мезоксерофиты, которые показывают засушливость территории. Наличие гигрофитов свидетельствует о некоторых особенностях увлажнения почвы.

Таким образом, наблюдения показали, что при временной изоляции участка от нарушения (вытаптывания, стравливания, проездов транспорта и других) растительность частично восстанавливается. За 5 лет полностью восстановилось проективное покрытие, примерно наполовину вертикальная структура (высота) и видовой состав. Для полного восстановления необходим более длительный срок.

Использованная литература.

1. Босиков Н.П. Эволюция аласов Центральной Якутии – Якутск: ИМЗ СО АН СССР, 1991г

2. Гаврилова М.К. Климат Центральной Якутии. Якутск, 1973г.

3. Гоголева П.А., Кононов К.Е., Миркин Б.М., Миронова С.И. Синтаксономия и симфитосоциология растительности аласов Центральной Якутии. - Иркутск: Изд-во Иркут.ун-та, 1987г.

4. Миркин Б.М. Теоретические основы современной фитоценологии. - М.: Наука, 1985г.

5. Определитель высших растений Якутии. Новосибирск, 1974г.

6. Саввинов Д.Д., Босиков Н.П., Гоголева П.А. и др. Алас Мюрю. Якутск, 2010 г.

7. Саввинов Д.Д. Почвы Якутии. Якутск, 1989 г.

8. Шелудякова В.А. Луга и пастбища Центральной и Юго – Западной Якутии. Якутск, 1959г.