VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологический мониторинг почвы в районах поселка Харп

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Антропова Д.В. 1

---

1МОУ Школа п. Харп

Старкова Т.А. 1

---

1МОУ Школа п.Харп

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

"Экологический мониторинг почвы в районах поселка Харп»

Введение

Арктика – это северная полярная область Земли, в состав которой входят Северный ледовитый океан и его моря, северные части Тихого и Атлантического океанов, Канадский Арктический архипелаг, Гренландия, остров Шпицбергена, Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Северная Земля, Новосибирские острова и остров Врангеля, а так же северные побережья материков Евразия и Северная Америка. В Арктике изменения климата ощущаются гораздо сильнее, чем в среднем по России или в мире в целом. За последние десятилетия на арктическом побережье России потеплело на 2-3 градуса по Цельсию. Можно предположить, что процесс потепления климата влияет не только на флору и фауну региона, но и на процессы почвообразования. Было решено начать исследование почв в поселке Харп, с точки зрения зависимости состава почв и их структур от микроклимата, под воздействием которого они формируются¹. В работе Сакович Анны, выполненной в 2018 году, дано описание почв биоценоза лесотундры и сравнительная характеристика по изменению кислотности и характеру увлажнения (глубина залегания грунтовых вод) в сравнении с полученными ранее данными. Тундровые гумусо-глееватые почвы формируются главным образом под злаково-разнотравной растительностью. Под дерниной образуется маломощный (меньше 5 см) горизонт «А» коричнево-бурого цвета с сероватым оттенком, с большим количеством корней. Ниже выделяется темно-бурый горизонт с бледными сизоватыми пятнами, который на глубине 20 – 30 см переходит в бурый горизонт «В» без следов оглеения. От 40 – 50 см начинается мерзлотный горизонт со щебнем и глыбами. По механическому составу почвы преимущественно щебнистые. Они содержат 4 – 7% гумуса в горизонте «А» с постепенным уменьшением книзу до 2% в надмерзлотном слое. Была использована методика индикации. На пробных площадках исследуемого биоценоза зафиксированы умеренные ацидофиллы: черника, брусника, багульник, что указывает на закисленность почвы, где рН = 5. На обилие влажности и малую глубину залегания грунтовых вод (от 20 до 50 см.) указывают такие растения-гигрофилы, как мох сфагнум, голубика и багульник².

Возникает вопрос, а все ли почвы, существующие в окрестностях поселка Харп, соответствуют такой характеристике? Как влияет местоположение и микроклимат на состав почвы? Мы решили проверить это экспериментальным путем. Актуальность работы заключается в том, что в поселке все чаще проводятся работы по его озеленению, какие растения лучше приживутся на наших почвах? Все ли почвы одинаковы? Думаем, что это необходимо изучить. Кроме того, под воздействием окружающей среды, изменения климата может изменяться и толщина плодородного слоя.

Гипотеза:

Если условия среды вокруг поселка неоднородны, то и почвы должны быть неодинаковы.

Цель работы:

Осуществить первоначальный мониторинг почв на выбранных площадках с различными условиями микроклимата

Задачи:

Определить механический состав почвы на участках с различными условиями среды

Выяснить физические свойства почвы на выбранных площадках

Исследовать влагоёмкость и влагопроницаемость почв различных образцов.

Осуществить сравнительный анализ полученных результатов

Объект исследования

Почва на выбранных участках

Предмет исследования

Механический состав, физические свойства, влагоемкость и влагопроницаемость почв

Методики

Экологический мониторинг почвы Т.Я. Ашихмина³

Описание результатов

Для исследования были заложены три пробные площадки площадью 1 м²: первая площадка располагалась на обочине дороги, вторая – на опушке, третья – в глубине леса. Расстояние между площадками около одного километра. Все исследования проводились с образцами почв, взятых с этих участков.

Определение механического состава почвы

«По механическому составу почва бывает: Глинистая. (Во влажном состоянии пластична, при скатывании получается шнур небольшой длины). Суглинистая. (Во влажном состоянии имеет слабую пластичность, при скатывании получается очень непрочный шнур). Супесчаная. (Во влажном состоянии в шнур не скатывается, при растирании ощущаются песчаные частицы). Песчаная. (Состоит из песчаных зёрен, сыпучая). Щебенчатая.(Наряду с глинистыми или песчаными частицами содержит обломки горных пород)»¹.

Для исследования отбиралась порция увлажнённой почвы объемом около 1 дм³ тщательно перемешивалась, затем из этого количества почвы бралась горсть (сколько уместится) и растиралась на ладони. В зависимости от результата, определялся механический состав почвы в образце (рис. 1,2,3).

Было установлено, что в первом образце почва щебенистая, при скатывании она рассыпалась, была сыпучая и наряду с глинистыми или песчаными частицами содержала обломки горных пород (рис.1). Во втором образце почва была суглинистая, так как влажном состоянии имела слабую пластичность, при скатывании получался очень непрочный шнур (рис. 2). В третьем случае, почва оказалась глинистая, во влажном состоянии пластична, при скатывании получался шнур небольшой длины (рис.3). Исследование почвы на площадках с различными условиями среды, показало, что образцы отличаются по механическому составу, полученные результаты заносились в таблицу (табл.1).

Определение физических свойств почвы

Измерение температуры. Для определения физических свойств почвы использовали: мерный шнур, лопату, линейку, ртутный термометр. Измерение температуры почвы выполняли следующим образом. Термометр-щуп углубляли в почву вертикально и выдерживали на заданной глубине в течение 5 мин. Показания фиксировали, не вынимая термометр из почвы (рис. 4,5,6).

Оказалось, что температура почвы на экспериментальных площадках разная. На площадке № 1 температура почвы наиболее низкая, а на площадке № 3 – самая высокая. Разница в температурах небольшая в полградуса, но и расстояние между площадками тоже не очень большое. Площадка №3 находилась в глубине леса, этим и объясняется тот факт, что почва там теплее.

Определение степени увлажнения. «По степени влажности, почвы разделяют на четыре группы. Сырые (при сжимании в руке вытекает вода); влажные (на руке остаётся мокрый след; свежие (холодит руку, почва мажется); сухие (не мажется, на ощупь кажется тёплой)»¹ . Определение степени увлажнения почвы осуществляли методом тактильной чувствительности. Субъективные ощущения сравнивались с описанием, приведенным в методике Т.Я. Ашихминой. Оказалось, что на первой площадке почва сухая, так как она не мазалась, на ощупь бала сухая и тёплая, на второй площадке свежая – холодила руку, мазалась, на третьей площадке – сырая, при сжимании в руке, из нее вытекала влага (табл.1). Измерение величины верхнего почвенного слоя. Лопатой откапывали ямку с вертикальной стороной и измеряли высоту черного слоя с помощью линейки (рис. 7,8,9). Было установлено, что на первой площадке величина почвенного слоя наименьшая, а на третьей.

площадке – наибольшая. Причем на первой площадке, определение величины гумусового слоя вызвало затруднение, поскольку весь срез оказался песчаного цвета (рис. 9а)

Таблица 1. Результаты исследования механического состава почвы, толщины почвенного слоя, температуры и степени влажности (24.09.2019г).

Результаты исследования интерпретировали таким образом: возле дороги почва более сухая, так как для того чтобы сделать дорогу необходимо сухое основание, иначе дорогу размоет дождём. На опушке почва более влажная, так как в ней находятся корни растений и там накапливается влага от дождя. В глубине леса на каждом 1 м² находится минимум 2 растения, почва очень влажная.

Определение влагоёмкости и влагопроницаемости различных видов почв.

Для исследования использовалось такое оборудование: стаканы химические (200мл – 3 шт.), воронки ( 3 шт.), часы с секундной стрелкой, вода в мерном цилиндре ( 250 мл). Работу выполняли в следующем порядке:

Пронумеровали стаканы и воронки.

Положили в каждую воронку небольшой кусок ваты

Воронку поставили в стакан с тем же номером, что и у воронки.

Поочерёдно отмеряли по 3 см³ почвы из экспериментальных образцов и помещали в воронку (рис.10):

№ 1 – первая площадка, № 2 – вторая площадка, № 3 – третья площадка.

В каждую воронку с почвой наливали по 20 мл воды и замечали время, в течение которого вода просочилась в стакан (рис. 11).

Вычисляли массу воды, просочившейся сквозь почву и массу оставшейся в почве воды (рис. 12)

Результаты заносили в таблицу (табл. 2).

Таблица 2. Результаты исследования влагоёмкости и влагопроницаемости различных видов почв (26.09.2019г).

Обнаружилось, что самой высокой влагоёмкостью (рис.13) и наибольшей влагопроницаемостью обладает образец почвы №3, следовательно, на площадке №3 почвы наиболее пригодны для использования при осуществлении озеленения поселка (рис.14).

В ходе исследования, было установлено, что почвы поселка в различных районах поселка Харп неодинаковы. Определение механического состава почв на участках с различными условиями среды показало их неоднородность: на обочине дороги почвы песчаные, на опушке почвы суглинистые, в глубине леса – глинистые. Физические свойства почвы на исследованных площадках отличаются неоднородностью. Исследование влагоёмкости и влагопроницаемости почв различных образцов показало, что наиболее пригодны для использования при осуществлении озеленения поселка почвы. Для практического подтверждения полученных результатов, необходимо произвести посадки различных пород деревьев в различных районах поселка. Поскольку микроклимат местоположения экспериментальных площадок оказывает влияние на формирование почв, то несомненно, последующие исследования покажут, насколько значительные изменения климата происходят в регионе в целом и сказываются ли они на структуре почв.

Выводы:

Установлено, что почвы в различных районах поселка Харп неодинаковы

Определение механического состава почв на участках с различными условиями среды показало их неоднородность: на обочине дороги почвы песчаные, на опушке почвы суглинистые, в глубине леса - глинистые

Физические свойства почвы на исследованных площадках отличаются неоднородностью

Исследование влагоёмкости и влагопроницаемости почв различных образцов показало, что наиболее пригодны для использования при осуществлении озеленения поселка почвы образец №3

Для практического подтверждения полученных результатов, необходимо произвести посадки различных пород деревьев в различных районах поселка

Литература

Климатическая шкатулка пособие для школьников по теме «Изменение климата». Москва. Программа развития ООН в России. 2014г

Сборник лучших докладов школьников по экологии. XIIРоссийская научная конференция школьников «Открытие». Ярославль, 2018. Стр. 7-8. Сакович А. «Оценка состояния биоценоза лесотундры через 18 лет после пожара»

Т.Я. Ашихмина. «Школьный экологический мониторинг» – М.; АГАР, 2000.; стр.81

Материалы VIIМеждународного конкурса научно-исследовательских и прикладных разработок Биотоп.стр.16-17. Доценко О. «Школьный мониторинг окружающей среды п. Харп». Научно-методический центр-Школа нового поколения. М. 2016