Исследовательская работа по экологии Бриофлора

МБОУ «Лестранхозовская средняя общеобразовательная школа»

Ботаника и экология растений

Бриофлора и экологическая структура соснового бора в

окрестностях о. Тагарский.

Работу выполнила: Санникова

Елена Андреевна

ученица 9класса

Руководитель: Сигова Наталья

Алексеевна

учитель биологии

с. Бирикчуль, 2015 г.

Использованная литература

1) Зоркина Т.М. Фитоцинология. - Абакан, 2003 - 45с.

2) Зуева Г.А. Систематика низших растений. - Елабуга, 2001. - 85с.

3) Миркин Б.М ., Соломещ А.И., Наумова Л.Г., Современная наука о растениях. - М , 2001. - 264 с..

4) Куминова А.В., Зверева Г.А., Маскаев Ю.М.,
Растительный покров Хакасии. - Новосибирск, 1979, - 152 с.

5) John Sibthorp. Флора Греции.1806

Введение.

Известно, что растения в природе распределяются в соответствии с их экологическими потребностями, локализуются в подходящих для них местообитаниях. При этом в пределах одного местообитания обычно поселяются особи не одного вида, а всех тех видов растений местной флоры, для которых условия местообитания оказываются более или менее благоприятными и которые могут произрастать совместно. В связи с тем, что большинство видов бывает представлено в местообитании значительным числом особей, растения располагаются близко друг к другу и тем самым оказывают влияние друг на друга. В результате в каждом местообитании формируется особая группировка взаимосвязанных растений, которую называют растительным сообществом, или фитоценозом. Итак, по данным авторов Прокопьева (1997),Работнова (1995) и др., под фитоценозом понимают всякую конкретную группировку растений в пределах одного местообитания, характеризующуюся определенным видовым составом, строением, структурой и определенной системой взаимоотношений друг с другом и со средой.

Бриофлора - это флора мхов (John Sibthorp. Флора Греции.1806).

Изучая закономерности размещения типов растительных сообществ в связи с изменениями одного или нескольких факторов внешней среды составляют экологический ряд. Конкретный профиль для изменяющихся форм рельефа представляет собой пример экологического ряда по увлажнению, так как основным фактором, влияющим на изменения состава и структуры фитоценозов, здесь является режим увлажнения ( Фитоценология, Зоркина, 2003).

На современном этапе существования человеческого общества и все возрастающего антропогенного прессинга на живую и неживую природу, когда биосфера все явственнее деградирует, одной из самых важных проблем является охрана природных экосистем на основе глубокого изучения всех их компонентов. Как показали исследования последних лет, в условиях исчезновения видов и даже групп видов и целых растительных сообществ, все более актуальным является изучение флоры как основы растительного покрова, в том числе и флоры мохообразных, с целью разработки практических рекомендаций по охране биоразнообразия и рациональному использованию растительного мира.

Цель: выявление состава и экологической структуры бриофлоры соснового бора окрестностей города Минусинска.

Задачи: 1)провести анализ литературы для определения основных понятий по теме исследования.

2)выявить и опробировать методы для определения видового состава и экологической структуры бриофлоры.

3)провести сбор бриофлоры в разных условиях освещенности и увлажнения.

4)составить список и провести систематический и экологический анализ видов.

Актуальность: биологическое разнообразие-главный природный и генетический ресурс планеты, обеспечивающий возможность ее устойчивого развитии. Сохранения биологического разнообразия в целом редких видов в частности объявлено одним из основных направлений государственной политики России в области экологии( экологическая доктрина РФ, 2002). Важной составляющей биологического разнообразия являются мохообразные. В отличии от сосудистых растений региональные бриофлоры изучены недостаточно.

К сожалению, изучение мхов и лишайников в нашей местности недостаточное, причинами являются отсутствие общедоступных руководств и определителей по этим растениям.

Практическая значимость:

Материалы исследований бриофлоры соснового бора окрестностей города Минусинска могут использоваться для мониторинга ,сохранения биоразнообразия и охраны мхов.

Физико -географическая характеристика:

Климат

Красноярского края резко континентальный, характерны сильные колебания температур воздуха в течение года. В связи с большой протяжённостью края в меридиональном направлении климат очень неоднороден.

Гидрография

Красноярский край относится к благополучным по обеспеченности водными ресурсами регионам. С юга на север протекает одна из крупнейших рек мира - Енисей.

Почвы

Преобладают мерзлотно-таёжные и горно-таёжные, а также подзолистые тайги и горно-тундровые почвы.

Растительность

Площадь лесного фонда Красноярского края составляет 168,1 млн га. Леса покрывают 71,02 % территории края. Запасы промышленной древесины оцениваются в 14,4 млрд. м³, что составляет 18 % общероссийских запасов древесины. Более половины лесов края приходится на лиственницу, около 17 % на ель и пихту, 12 % на сосну обыкновенную и более 9 % - на сибирский кедр. Леса края на 88 % состоят из хвойных пород. В крае сконцентрировано 10 % российских запасов древесины.

Животный мир

Промысловое значение имеют: соболь, белка, песец, лисица, горностай, а также дикий северный олень. Популяция дикого северного оленя оценивается в 600 тысяч голов. Всего в крае обитает 342 вида птиц и 89 видов млекопитающих. В реках края водится около 30 видов промысловых рыб: осётр, стерлядь, таймен, хариус, сиг, другие. В северных районах края обитает около 60 видов рыб. Беспозвоночные являются самой многочисленной в видовом отношении частью животного мира. В крае обитает несколько тысяч видов насекомых, паукообразных и других беспозвоночных животных, в том числе редких. В Красную книгу Красноярского края в редакции 2012 года внесены 1 моллюск, 18 видов насекомых, в том числе 1 моллюск и 4 вида насекомых, занесенных в Красную книгу Российской Федерации.

Литературный обзор.

Мхи и лишайники широко распространены в нашей флоре, т.е. в зоне от северной тундры до южных степей. Не менее важное значение мхов и лишайников и в научном отношении, и не только в смысле морфологического и биологического их изучения ,как очень своеобразных отделов низших растений, но и для геоботаники при исследовании растительных сообществ, где мхи и лишайники играют очень значительную роль, которую наши русские геоботаники стали серьезно учитывать лишь в самое последнее время (определитель растений ,Еленкина, 1980).

Флора- исторически сложившаяся совокупность систематических единиц на определенной территории.

Проективное покрытие. Представление о количественных соотношениях видов в фитоценозе дает также определение покрытия.

Покрытие - это площадь, занимаемая в сообществе надземными органами отдельных видов или целых ярусов. Различают истинное проективное покрытие. Истинное покрытие соответствует площади, занятой на почве основаниями побегов растений данного вида (группы видов).

Проективное покрытие - это проекция надземных органов

отдельных видов растений на поверхность почвы (или площадь). Практически обычно определяют проективное покрытие, так как оно дает представление об использовании света органами разных растений.

Обилие - количество особей того или иного вида растения в пределах данного растительного сообщества. (Зоркина Т.М. Фитоцинология).

Экологический фактор - любой элемент среды, способный оказывать влияние на организм. К числу внешних факторов относятся свет, температура, влажность, соленость воды и т.д.

Методика и Материалы сбора:

В полевых условиях лучшие результаты дает глазомерное установление относительного обилия видов с помощью условных шкал. Часто используется, например, шкала обилия датского ботаника Друде, имеющая в настоящее время много модификаций. Обычно при геоботанических исследованиях пользуются двумя новыми методами: метод участков и метод экологических рядов. Метод участков достаточно разнообразный и может применяться главным образом в двух вариантах: в основу кладутся или естественные участки фитоценозов и ассоциаций, или пробные (искусственные) участки. Метод пробных площадок является точным, так как при ограниченных размерах участков внимание сосредоточено на небольшой площади и здесь не может быть пропусков растений, как на больших участках. При исследовании методом пробных площадок начинающий привыкает со всем вниманием относиться к изучаемым объектам, учится распознавать растения по вегетативным органам, узнает уже известные виды pacтeний в цветущем виде и прочее. Размер пробной площадки при геоботанических исследованиях лесных массивов - обычно от 200-400 до 1000 м . Для травянистого покрова луговых и степных сообществ рекомендуемый размер пробной площадки - 1000 м² . Правило площадки закладываются в форме квадрата 10 м х 10 м. На степных склонах, закладывая площадки в 100 кв. м., берут их с неодинаковыми сторонами (20 х 5 м; 40 х 2,5 м или 50 х 2 м). Площадки в 100 м дают хорошие характеристики для различных ассоциаций, но все же велики для того, чтобы совершенно точно учесть все признаки. Поэтому необходимо в качестве дополнения к этому основному размеру брать еще площадки малых размеров - в 100 м²или 50 м² в лесах, по 1 м² или 0,5 м² в травянистых сообществах. Они могут быть расположены внутри квадрата или вне его .Количество площадок берется в зависимости от целей исследования; одна площадка в 100 кв. м. И ряд дополнительных по 1 кв. м. могут дать вполне удовлетворительные результаты. Закладывание площадок проводится или во всех ассоциациях, фитоценозах, или же в наиболее важных и наиболее распространенных и имеет цель - дать характеристику фитоценозу или ассоциации. ( Зоркина Т.М. Фитоцинология) .

Результаты исследования:

Исследование проводилось в мае 2014 года на острове Тагарский в сосновом бору, который расположен на юге Красноярского края в окрестностях города Минусинска (приложение, рис №1). Географические координаты исследуемой территории следующие:

53°39″ северной широты

91°35″восточной долготы.

Методика исследования:

1.Заложение площадки:

Начали работу с выбора места для проведения описаний и заложения пробной площадки. (фото 1,2,3) Для проведения описаний выбрали однородный, средний во всех отношениях участок леса. С помощью рулетки и цветной ленты отмерили квадрат размером 10 х 10 метров.(приложение, рис №2).

2.Исследование площадки:

При помощи сетки Раункиера исследовали площадки размером 1 м² на северном, южном склонах, в овраге и низине. Определяли общее проективное покрытие, обилие видов, сомкнутость крон (фото 4) (приложение таблицы 4, 5, 6, 7). Для определения обилия видов каждой площадки, собирали в отдельный пакет виды мхов и этикетировали.

3.Определение видов:

Для определения видов использовали текстовые описания видов ecosystema.ru (« Природа России» - «Мхи»), систематику низших растений Зуевой Г. А., растительный покров Хакасии Куминовой А.В.

4.Результаты работы оформили в виде таблиц и диаграмм.

В результате исследования получены следующие результаты:

Был проведён систематический анализ.

Систематический анализ:

Таблица №1:

Южный склон

Северный склон

Низина

Овраг

сомкнутость

крон

16%

36%

48%

8%

температура воздуха

13⁰С

11^оС

12^оС

13^оС

Виды мхов

Плевроциум ,кукушкин лен.

Плевроциум,птилиум.

Атрихум волнистый,плевроциум. Птилиум, кукушкин лен.

Плевроциум, птилиум.

Из таблицы №1 видно, что видовое разнообразие мхов наблюдается в низине, это можно объяснить наиболее благоприятными условиями

произрастания т.к. в низине сомкнутость крон составляет 48%, что создает условия для сохранения влаги.

На основе таблицы была построена диаграмма:

Диаграмма №1

Диаграмма №1 отражает зависимость видов мхов от сомкнутости крон и от температуры воздуха. Наибольшее видовое разнообразие мхов наблюдается в низине.

Анализ общего проективного покрытия:

Таблица №2: Проективное покрытие

Проективное покрытие

1 площадка

2 площадка

3 площадка

Южный склон

100%

20%

50%

170%

Северный склон

27%

35%

32%

94%

Низина

90%

80%

40%

210%

Овраг

45%

55%

50%

150%

Из таблицы №2 видно, что наибольшее проективное покрытие наблюдается в низине, второе место занимает южный склон, далее следует овраг и на последнем месте северный склон.

На основе таблицы №2 была построена диаграмма:

Диаграмма №2

Из диаграммы №2 следует, что наибольшее проективное покрытие преобладает в низине. А наименьшее- на северном склоне.

Анализ устойчивости видов растений

к рекреационному воздействию (вытаптыванию):

Таблица №3:

Группа

Вид

1.Мало- устойчивые

Плевроций,птилиум.

2.Средне- устойчивые

Политриховые (кукушкин лен) , атрихум.

Из таблицы №3 видно, что в сосновом бору встречаются такие мало - устойчивые виды, как плевроций, птилиум и средне - устойчивые, такие как кукушкин лен, атрихум.

На основе таблицы №3 была построена диаграмма

Диаграмма №3:

Из диаграммы №3 видно, что количество мало-устойчивых и средне- устойчивых видов одинаково.

Заключение:

Общее проективное покрытие наиболее выражено на понижении между эоловыми грядами, далее следует южный склон, овраг ,на последнем месте северный. Наиболее обильное проективное покрытие пониженного участка объясняется тем, что условия увлажнения здесь наиболее выражены, а мхи- это влаголюбивые растения. Действие второго экологического фактора- света ,наиболее преобладает на южном склоне, где отмечается практически 90% общего проективного покрытия. Эти противоречия можно объяснить изменением климата, которое связано с весенним понижением температуры. На северном склоне проективное покрытие - частичное, что связано с антропогенными факторами, наблюдается вытаптывание. Таким образом, мхи предпочитают расти на пониженных участках и наибольшее видовое разнообразие отмечается на понижении между эоловыми грядами.

Выводы:

1)провели анализ литературы для определения основных понятий по теме исследования.

2)выявили и опробировали методы для определения видового состава и экологической структуры бриофлоры.

3)провели сбор бриофлоры в разных условиях освещенности и увлажнения.

4)составили список и провели систематический и экологический анализ видов.

Приложение

Таблица №4

Северный склон

1 площадка

2 площадка

3 площадка

Общее п.п.

вид

Общее п.п.

вид

Общее п.п.

Вид

27%

1.Плевроциум- 18%.

35%

1.Плевроциум-25%.

32%

1.Плевроциум- 20%.

2.Птилиум- 9%.

2.Птилиум- 10%.

2.Птилиум- 12%.

Таблица №5

Южный склон

1 площадка

2 площадка

3 площадка

Общее п.п

вид

Общее п.п

вид

Общее п.п

вид

100%

1.Плевроциум - 70%.

20%

1.Плевроциум-15%.

50%

1.Плевроциум- 30%.

2.Кукушкин лен- 30%.

2.Кукушкин лен - 5%.

2.Кукушкин лен- 20%.

Таблица №6

Овраг

1 площадка

2 площадка

3 площадка

Общее п.п.

вид

Общее п.п.

вид

Общее п.п.

вид

45%

1.Плевроциум- 30%.

55%

1.Плевроциум-41%.

50%

1.Плевроциум- 30%.

2.Птилиум- 15%.

2.Птилиум- 14%.

2.Птилиум- 20%.

Таблица №7

Низина

1 площадка

2 площадка

3 площадка

Общее п.п.

вид

Общее п.п.

вид

Общее п.п.

вид

90%

1.Плевроциум-55%

80%

1.Плевроциум- 60%.

40%

1.Плевроциум- 28%.

2.Птилиум - 35%

2.Кукушкин лен.

2.Атрихум- 12%

Фото 1

Фото 2

Фото 3

Фото 4