II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ВИДОВОЙ СОСТАВ ФЛОРЫ ЛАНДШАФТОВ ОКРЕСТНОСТЕЙ ОЗЕРА ШАНТРОПАЙ ЕТКУЛЬСКОГО РАЙОНА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Тесленко М.Д. 1

---

1

Ларионова О.А. 1

---

1

Работа в формате PDF

2.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

 Введение

Воздействие человека на природные ландшафты приводит к негативным последствиям. Сведения об изменениях почв и ландшафтов под влиянием техногенной нагрузки и урбанизации Челябинской области содержат труды А.П. Козаченко (1999), Сеньковой Л.А. (2008) [6]. Также территория Челябинской области отличается высокой степенью воздействия на растения. История ботанического изучения Урала насчитывает уже более двух с половиной столетий. Однако данные исследования не включают всю территорию Урала [7, 9]. Следовательно, возникает необходимость заполнить пробел в знаниях о флоре Челябинской области. Флора любого региона – это постоянно изменяющаяся система, поэтому выполненные флористические исследования отражают ее состояние только в данный момент времени. Актуальность флористических исследований особенно остро ощущается в настоящее время в связи с вышесказанным.

Цель работы. Выявить изменения в составе флоры ландшафтов окрестностей озера Шантропай при антропогенном воздействии.

Задачи исследований:

1.Получить современные данные по видовому составу флоры лесостепных типов агроландшафтов окрестностей озера Шантропай.

2. Провести сравнительную характеристику флоры нарушенной и естественной почвы.

3. Определить распределение корневой системы в почвах – солоди типичной и нарушенной.

Научная новизна. Установлен и изучен видовой состав флоры, включающий 26 вида,16 семейства.

Теоретическая и практическая значимость работы. Собран гербарий видов растений естественного и антропогенного ландшафтов в объёме 40 листов; Гербарные образцы представлены в качестве экспозиций в Музее Естествознания школы № 48 Копейского городского округа.

Основная часть

1.1 Объекты и методика исследований

Объектами исследований являются растения ландшафтов и агроландшафтов Западносибирской провинций Южного Урала на примере Еткульского района Челябинской области. Также объектами исследования являются растительные сообщества поймы озера Большой Шантропай. Для определения видового состава были изучены в полевых и лабораторных условиях видовой и количественный состав растений, проведен учет корневой системы растений по общепринятым методикам (Качинский, 1965; Агрофизические методы исследований, 1966; Аринушкина, 1970 [4, 5, 6]. Отбор растений на характерных элементах рельефа, их повторность составляла 2-3 в зависимости от изученности, сложности ландшафтов.

В работе использованы принятые классификации природных и сельскохозяйственных ландшафтов (Агроэкологическая оценка земель …, 2005) [8, 9].

Для научных и практических целей по управлению процессами в составе флоры в условиях высокой антропогенной нагрузки одновременно с исследованиями растений создавалась их материальная модель сбора компонентов агроландшафтов (растений, почв, горных и почвообразующих пород).

1.2 Краткий обзор флористических исследований и оценки почв техногенной территории Челябинской области

На территории Челябинской области, расположенной на границе Европы и Азии, обладающей разнообразными природными условиями, сформирован растительный покров, в составе которого представлены различные географические и ценотические элементы. Кроме того, область обладает относительно высоким флористическим своеобразием, связанным с особенностями исторического формирования флоры региона. Флористическое изучение региона продолжается более 200 лет. На современном уровне изученности в составе флоры установлено произрастание 1680 видов растений, относящихся к 573 родам и 126 семействам [7, 8].

В настоящее время в области постоянно идёт процесс намеренной и спонтанной интродукции, результатом которой является пополнение флоры иноземными видами растений. Челябинская область имеет более чем столетнюю историю развития любительского садоводства и озеленения, которая практически не нашла отражения в литературе. Особый интерес представляет изучение состава, истории введения в культуру и поведения иноземных древесных видов.

На исследуемой нами территории окрестностей озера Шантропай Еткульского района Челябинской области возможны новые флористические находки, а распространение некоторых видов в области со временем будет уточняться.

Растения произрастают на почвах, которые также подвержены изменениям. Первый планомерный мониторинг по комплексной оценке пахотных почв и солонцов наиболее техногенной территории Южного Урала был проведен в 80-е и 90-е годы XX века. Эти исследования показали, что, несмотря на спад промышленного производства, отходы которого изменяли свойства почв, сокращение несбалансированного применения удобрений, состояние земельного фонда характеризуется как критическое, и вопросы рационального использования почв сельскохозяйственного назначения с учетом предполагаемого потепления климата не сняты [6].

Разработка модели адаптивно-ландшафтных систем земледелия только для южной части лесостепной зоны Уральского региона позволила улучшить экологическое состояние агроландшафтов.

1.3 Природные условия Челябинской области

Климатические условия. Более трех четвертей территории Челябинской области находится в лесостепном и степном Зауралье, около одной четверти – в горно-лесной хребтовой полосе Урала. Территория области отличается большим разнообразием природных условий, обусловливающим сложность и неоднородность растительного покрова и значительное богатство флор. Территория Челябинской области составляет 87.9 тыс. км2. Ее протяженность с севера на юг – около 490 км (от 51º57´ с. ш. до 56º22´ с. ш.), с запада на восток – около 400 км (от 57º05´ в. д. до 63º25´ в. д.). Челябинская область на западе граничит с Республикой Башкортостан, на севере – со Свердловской областью, на юге – с Оренбургской областью, на востоке – с Курганской областью России и Кустанайской областью Казахстана. Общая протяженность границ области – 2750 км [1, 3].

Южная лесостепная зона Челябинской области представляет собой холмистую равнину, включает Еткульский район [1]. В Еткульском районе множество водных объектов. Озеро, расположенное в восточной части Еткульского района, в 2 км к юго-западу от села Копытово, называется Большой Шантропай. Это гидрологический памятник природы. На юго-западном берегу озера расположено село Белоусово Озеро овальной формы, несколько вытянуто с севера на юг: длина 3 км, средняя ширина 1,8 км. Западный берег высокий, высотой 30-35 метров, к северу и югу берега понижаются. В озере растет камыш, тростник, осока. На западном и восточном берегах озера произрастают березовые, березово-осиновые и сосново-березовые леса. Средний возраст пород - 50-80 лет. В северной части на площади 2,6 га имеются посадки лесных культур сосны в возрасте 25-30 лет. Озеро является бессточным. На долю атмосферных осадков приходится 70-80% поступающей в озеро воды. [2].

Климат характеризуется умеренно теплым вегетационным периодом. Сумма эффективных температур выше десятиградусного уровня составляет в среднем 2200-2300 С. Этот период продолжается 120-130 дней – с 9-10 мая до 15-12 сентября [1].

Описание почвенных условий. Распределение почв на территории Южного Урала подчиняется закономерностям горизонтальной с черноземами лесостепной и степной зон и вертикальной с горными почвами зональности. На пониженных участках рельефа развиваются почвы интразональные [8, 9].

Природные и сельскохозяйственные ландшафты. Природные зоны Челябинской области содержат характерные для них равнинные зональные и интразональные антропогенные и реже слабоизмененные лесостепные и степные агроландшафты. По характеру последействий антропогенного вмешательства выделяется деградированный агроландшафт, частично потерявший свои первоначальные функции. Почвами зональных типов агроландшафта являются черноземы. Солонцы, солончаки, солоди, аллювиальные, болотные почвы и боровые пески – почвы интразонального типа. Почвенный покров территории Южной лесостепи Челябинской области определяется развитием дернового, солонцового и подзолистого процессов почвообразования. Преобладают черноземы выщелоченные [1, 3, 6].

2. Результаты исследований

2.1 Основные показатели флоры и ее анализ

Наблюдения и учет были проведены нами на учетной площади 10х10 м в окрестностях озера Шантропай Еткульского района Челябинской области. Отбор образцов растений с целью определения видового состава – с площади 0.25 х 0.25 м. Количественно-весовой метод учета растительности с 1м² [ 4, 5].

Исследуемая территория отличается ярко выраженным измененным характером ландшафтов и почв. Зона рекреации (база отдыха) резко дифференцирована на природный и антропогенный ландшафты. Следовательно, отбор растительных образцов и монолитов почв проводился на разнокачественных участках территории. При заложении разрезов почв были отобраны солодь лесная (типичная) и солодь нарушенная (антропогенная). Расстояние между разрезами почв составило 25 метров [8].

Результаты видового разнообразия представлены в таблице 1 и 2.

Таблица 1- Список видов травянистой и кустарниково-древесной растительности в окрестностях озера Шантропай Челябинской области (2016 г.)

Из таблицы 1 видно, что основные жизненные формы представлены как травянистой растительностью, так и кустарниково-древесной. Полученные данные свидетельствую о большои видовом разнообразии на исследуемой территории. Травянистая растительность включает 13 семейств, древесно-кустарниковая - представлена тремя семействами. Индикаторным растением солоди нарушенной является лапчатка гусиная. Также из видов, которые были нами выявлены и определены, к растительным сообществам поймы озера Большой Шантропай относятся следующие виды: осока, ситник, камыш, рогоз. Собранные растения позволили классифицировать виды и представить материал в виде коллекции гербария водно-болотной и прибрежно-водной, растительности.

2.2 Сравнительная характеристика солоди типичной и солоди нарушенной на территории озера Шантропай

Почвы интразональных типов агроландшафта, распространяясь локально среди зональных, создают комплексы, влияющие на показатели флоры. Поэтому нужна характеристика состояния данных почв.

Результаты учета произрастающих растений на естественной почве (солодь лесная, типичная) и нарушенной почвы представлены в таблице 2.

Таблица 2- Список и количество травянистой растительности окрестностях озера Шантропай Челябинской области (2016 г.)

Сравнительная характеристика показала, что на 1 м² на солоди типичной (лесной) произрастает на 12 растений больше, чем на солоди нарушенной. Также в первом варианте на 1 м² встречается больше видов травянистых растений. Для более подробной характеристики в лабораторных условиях выполнен количественно-весовой учет растений (таблица 3).

Таблица 3 – Результаты количественно-весового анализа растений двух типов почв, 2016г.

В результате анализа определено, что масса растений и их корней в два раза меньше во втором варианте, т. е на нарушенной почве. Также определено, что во флоре нарушенных ландшафтов преобладают луговые виды растений.

В почве существенно изменяется распределение корневой системы по горизонтам (табл. 4).

Таблица 4 – Влияние типа почв на распределение корневой системы

Экологические особенности расположения в агроландшафтах солодей типичных и нарушенных, заключаются в отрицательных физических свойствах. Также солоди слабогумусированы. В нарушенной почве (вариант 2) распределение корневой системы изменяется не в пользу дернового процесса. В солоди нарушенной корней меньше, чем на солоди лесной (типичной) в 4 раза.

3. Заключение

3.1 Выводы

1.В результате анализа территории окрестностях озера Шантропай Челябинской области определен видовой состав флоры, включающий 23 вида травянистой растительности, 13 семейств травянистой растительности 3 семейства – древесно-кустарниковой растительности.

2. Сравнительная характеристика флоры нарушенной и естественной почвы показала, что на 1 м² на солоди типичной произрастает на 12 растений больше, чем на солоди нарушенной; масса растений солоди типичной на 808, 4 г/ м² больше в сравнении с массой растений солоди нарушенной.

3. Распределение корневой системы по горизонтам солоди типичной и нарушенной существенно отличается. В солоди нарушенной корней меньше, чем на солоди лесной (типичной) в 4 раза.

3.2 Рекомендации

Необходимо проводить диагностику и мониторинг почв и растений. Учитывать почво- и водоохранное, снегозадерживающее значение лесов, произрастающих на почве – солоди лесной, или солоди типичной.

Список литературы

1. Агроклиматические ресурсы Челябинской области. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 151 с.

2. Андреева М.А. Озёра Среднего и Южного Урала. Челябинск: ЮУКИ, 1973. 270 с.

3. Атлас Челябинской области / Под ред. H.A. Сысоевой. Хабаровск: Роскартография, 2000. 32 с.

4. Ванин А.И. Определитель деревьев и кустарников. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1956. 236 с.

5. Новиков В.С., Губанов И.А. Школьный атлас-определитель высших растений. – М.: Просвещение, 1985.

6. Сенькова Л.А. Состояние почв Южного Урала и проблемы их использования // Аграрный вестник Урала. 2008. № 4. С. 61-62.

7. Щербакова A.A. История ботаники в России до 60-х гг XIX в. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1979. Ч. 1. 365 с.

8. Филоненко-Алексеева А.Л., Нехлюдова А.С., Севастьянов В.И. Полевая практика по природоведению: Экскурсии в природу.– М.: Владос, 2000.

9.Энциклопедия лесного хозяйства. Тома I и II. – М.: МПР, Федеральное агентство лесного хозяйства. 2006. – 424 (т.10, 415 с (т.2)

Приложение 1

Фотоотчет наблюдений и исследований

Рисунок 1– отбор почвенных и растительных образцов антропогенных ландшафтов окрестностей озера Шантропай

Рисунок 2 – отбор растительных образцов

Рисунок 3 – лабораторные исследования – количественно-весовой метод учета растений

Рисунок 4 – Солодь нарушенная (антропогенная)

15