Исследовательская работа по экологии на тему Орешник (6 класс)

Отдел образования

администрации Вятскополянского района

Муниципальное казённое образовательное учреждение

Дополнительного образования детей

Дом детского творчества

Вятскополянского района Кировской области

XV Конкурс исследовательских работ

Секция: экология

Исследовательская работа:

«Тайны орешника»

(«Изучение зарослей орешника обыкновенного (лещины)

в окрестностях деревни Средняя Тойма»)

Кузовников Андрей, 6 класс

Кузнецов Руслан, 6 класс

МКОУ ООШ дер. Средняя Тойма

Руководитель: Альчикова Светлана Леонидовна

II категория, учитель биологии и химии

МКОУ ООШ дер. Средняя Тойма

Сосновка,

2014 г.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1.Литературный обзор…………………………………………………………….4

2.Материалы и методика………………………………………………………….6

3.Краткая физико-географическая характеристика района исследования……7

4.Результаты исследований:

4.1 Составление плана проведения исследования……………………………..9

4.2 Биометрические показатели орешника на территории дер. Средняя Тойма………………………………………………………… ………………… 10

4.3 Проект………………………………………………………………………...11

5.Выводы…………………………………………………………………………12

Библиографический список …………………………………………………….13

Приложения ..……………………………………………………………………14

Введение

В Кировской области официально зарегистрировано более 170 природных объектов, объявленных памятниками природы, среди них «Средентойменский орешник». Однако современное состояние этого памятника далеко не безупречно.

В старину на Руси говорили: «Рядом с лесом жить - голодному не быть. Лес - богаче царя.». Так и было ещё 30-40 лет назад, урожай лещины собирали вёдрами. Не смотря на статус биологического (ботанического) памятника природы областного значения при отсутствии достаточного финансирования в «Среднетойменском орешнике» практически не проводятся мероприятия по вырубке больных деревьев, расчистке территории от мусора и валежника. Кроме эстетического, научного, краеведческого значения, орешник на территории Среднетойменского поселения выполняет экологическую роль- это чистый воздух, отдых и возможность общения с природой. Мы любим отдыхать на природе, но таких мест становится все меньше и наша обязанность сохранять и поддерживать их. «Среднетойменский орешник» является охраняемой территорией, поэтому проблема его состояния наиболее актуальна. Объектом исследования были выбраны заросли орешника обыкновенного, предметом исследования - биометричские показатели орешника обыкновенного на территории Средентойменского поселения.

Целью данного исследования является определение состояния зарослей орешника обыкновенного на территории Среднетойменского поселения. Для реализации цели были поставлены следующие задачи:

• изучить литературу по данному вопросу;

• составить план изучения состояния зарослей «Средентойменского орешника»;

• провести биометрические исследования орешника обыкновенного;

• привлечь внимание жителей к экологическому состоянию фитоценоза;

• разработать проект с целью привлечения внимания местных жителей к памятнику природы областного значения. Для того, чтобы выявить состояние зарослей орешника была выдвинута гипотеза: фитоценоз орешника находится в неудовлетворительном состоянии.

1. Литературный обзор

Орешник лесной или лещина обыкновенная Corylus avellana L. - кустарник семейства березовых. У него длинные стройные стволы высотой 6-8 м, покрытые коричневой гладкой корой. Листья очередные, с овальными или округлыми пластинками и хорошо выраженным жилкованием.

Орешник начинает цвести в начале апреля. При наступлении тепла сережки(мужские соцветия) орешника очень быстро трогаются в рост. За сутки они вырастают в длину на три сантиметра! Чем суше воздух, тем быстрее удлиняется стержень сережки. При дождливой погоде они растут медленно, как бы пережидая ненастье. Каждая сережка дает около 4 миллионов пыльцевых зерен. Женские цветки орешника увидеть нелегко. В старину люди никак не могли понять, как же образуются орехи. Ведь плоды других деревьев и кустарников обычно формируются на месте более или менее заметных цветков. Значит, думали люди, цветки у орешника появляются, но очень редко. На поиски таинственных цветков орешника отправлялись в Иванову ночь. Верили, что того, кто увидит эти цветки, ждет большое счастье на всю жизнь. На самом же деле ничего таинственного здесь нет. Женские цветки орешника почти целиком спрятаны внутри особых почек. Во время цветения из этих почек выглядывают лишь малиновые усики - рыльца пестиков. Чем мохнатее пучки рылец, тем больше будет сформировано орехов в соплодиях[3]. Мужские и женские цветки одной особи распускаются в разное время (Приложение 4). Опыляется орешник ветром. Несмотря на то, что орешник цветет очень рано, плоды его созревают лишь через четыре месяца, в конце августа - начале сентября. Плоды скученны по 2-5 штук и окружены листовидной зеленой обверткой - плюской, образовавшейся из разросшихся прицветников. Орехи светло-коричневой окраски, имеют овальную или шаровидную форму. Лещины может давать от 40 до 500 кг/га. Урожайные годы чередуются с малоурожайными, а в отдельные годы плодов не бывает совсем. Сеянцы начинают плодоносить с 5-10 лет.

В природе лещина размножается преимущественно вегетативным путем: корневыми отпрысками, отводками, пневой порослью и т.п. Общая продолжительность жизни куста -60-80 лет. Лещина обыкновенная широко распространена в лесной и степной зонах Европы, а также на Кавказе. Ареал этого растения совпадает с географическим распространением дуба черешчатого, спутником которого выступает лещина. В Европейской России она в основном свойственна зоне хвойно-широколиственных лесов. На севере лещина доходит до Петербурга и Вятки. Обитает на осветленных участках, так как не переносит сильного затенения. Быстро разрастается на вырубках и гарях. Произрастает лещина на разных почвах. Но предпочитает известковые, богатые перегноем, умеренно влажные суглинки и супеси. За счет обильного опада листьев сама лещина улучшает почвенное плодородие. Лещина - морозо- и жароустойчивое растение. Однако в суровые морозные зимы может подмерзать. Лещина переносит некоторую сухость почвы и, совершенно не выносит застоя вод и заболачивания [4].
Лещина имеет разностороннее использование. Ядра орехов лещины обыкновенной содержат свыше 60 процентов жира и около 16 процентов белка, а также крахмал, витамины А и В, Е. Ореховое масло используется в кондитерской, пищевой, лакокрасочной, парфюмерной промышленности, из него готовят краски для живописи. Жмых идет на производство халвы. Кора лещины содержит более 8 % танинов и пригодна для дубления кож. Пыльцу пчеловоды заготавливают впрок для зимней подкормки пчёл. Древесина лещины используется для плетения корзин и других изделий. Опилки лещины употребляются для осветления уксуса и очищения вин. Все части растения используются в лечебных целях при ревматизме, малокровии, неврозах, варикозе, кишечных и кожных заболеваниях, как общеукрепляющее средство[2].

2. Материалы и методика

Для исследования состояния зарослей орешника была выбрана территория окрестностей деревни Средняя Тойма, площадью около 10 га(Приложение 3).

Измерения проводились в октябре 2013 года. Проанализировав литературу по данной теме [7] и оценив свои возможности и недостаточный навык выполнения исследовательских работ было решено для начала использовать более простую методику исследования. Планируется продолжить свои наблюдения за экологическим состоянием фитоценоза в течение 2 лет.

Площадь зарослей делится на квадраты размером 10×10м. В 10 произвольно выбранных квадратах проводятся измерения высот, диаметров стволов, годичный прирост 10 растений, подсчитывается количество особей подроста. Территория измеряется шагами. Высота растений определяется с помощью размеченной рейки. Наиболее высокие экземпляры определяются на глаз и с помощью пропорции по фигуре человека. Диаметр ствола измеряется штангенциркулем. Годичный прирост - линейкой. На всей площади квадрата проводится сплошной подсчёт подроста - растений высотой 30-70 см. В каждом квадрате измеряется высота одного сухого растения, делается спил ствола для определения возраста. Данные исследований заносятся в таблицу.

Таблица1

Биометрические показатели орешника обыкновенного.

Признаки

Растения орешника

Средний

показатель

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Высота ствола (м)

Диаметр ствола (мм)

Годичный прирост (см)

Количество подроста (шт)

Возраст (лет)

Таким образом, для выявления состояния зарослей орешника была изучена методика и составлен план исследования.

3. Краткая физико-географическая характеристика

района исследования

Исследуемые объекты расположены на территории деревни Средняя Тойма Вятскополянского района Кировской области. Кировская область находится на северо-востоке Русской равнины, в центрально-восточной части Европейской России и занимает площадь 120400 км² [8]. Располагается на 570 км с севера на юг и на 440 км с запада на восток. Область обладает всхолмленным рельефом с общим наклоном поверхности с северо-востока на юго-запад. Кировская область разделена на 39 районов (Приложение 1).

Вятскополянский район является самым маленьким районом (907,71 кв.км.) и граничит на юге и западе с Татарстаном и на востоке с Удмуртией. И лишь сравнительно небольшая северо-западная часть связывает Вятскополянский район через соседний Малмыжский район с остальной частью Кировской области. Вятскополянский район является самым южным в области и относится к южному геоботаническому району (Приложение 2). По размеру лесной площади район занимает одно из последних мест в области.

Среднетойменское сельское поселение находится на юге Кировской области и граничит: с севера - со Слудским сельским поселением, с востока - с г.Вятские Поляны, с запада - с республикой Татарстан, с юга - со Старопинигерским сельским поселением. Сельское поселение включает в себя три деревни: Верхнюю, Среднюю и Нижнюю Тоймы. С севера от поселения в юго-восточном направлении протекает река Тойменка, которая впадает в реку Ошторма (приток Вятки). За рекой простирается холмистая территория, заросшая смешанным широколиственным лесом, можжевеловыми зарослями. С юга и запада расположены сосновые лесопосадки.

Орешник расположен по склонам оврагов левого берега реки Тойменка неширокой полосой протяжённостью около 5 км напротив деревень Верхняя, Средняя и Нижняя Тойма. Заросли объявлены биологическим (ботаническим) памятником природы областного значения решением Кировского областного исполкома в 1962 году [5]. Памятник природы представляет собой зональный тип растительности подзоны хвойно-широколиственных лесов с редкими видами растений и животных. Здесь встречаются лазурник трёхлопастной, колокольчики болонский и рапунцевидный, козлобородник сомнительный, степная вишня и лесостепной вид жука - бегун осторожный [6]. Охраняемая площадь - 168,75 га. Ранее на территории памятника природы был хвойно-широколиственный лес, но после вырубки на дрова в годы Великой Отечественной войны на его месте вырос смешанный лиственный лес. Из-за отсутствия ухода за орешником в последнее время он загущается осиной и дубом. По этим причинам орехов стало мало. В прежние времена урожайность была высокой, на сбор орехов выходили всей деревней. Собирать урожай до наступления полной спелости запрещалось, за этим строго следили, специальные охранники на лошадях. В суровые зимы орешник подмерзает, последний раз это было в 1978-1979 годах. В 1990-х годах большой урон кустарникам нанёс непарный шелкопряд. Весной 2006 года заросли несколько раз горели по вине людей. Но орешник постоянно восстанавливается [1]. Основной враг лещины - это жук долгоносик, он откладывает яйца в молодые зелёные орехи. Съев всё содержимое скорлупки личинка выбирается наружу, через небольшое отверстие. Все эти причины очень серьёзно влияют на стабильность развития фитоценоза орешника обыкновенного на территории Среднетойменского поселения.

Таким образом, уникальные заросли лещины обыкновенной требуют охраны и особой заботы местных властей и жителей поселения.

4. Результаты исследования

4.1 Составление плана проведения исследования

Для проведения исследования было решено составить план поэтапной работы:

1.Выбрать район, в котором будут проводиться исследования и отметить его на карте.

2. Разбить выбранную территорию на равные квадраты, размером 10×10м.

3.В каждом квадрате произвольно выбрать 10 отдельно стоящих растений орешника.

4.У каждого растения измерить высоту, диаметр ствола, годичный прирост.

5. Результаты исследований занести в таблицу 1(см. материалы и методику).

6.Подсчитать среднее арифметическое каждого показателя.

7.Подсчитать количество подроста (молодых растений, высотой 30-70 см) в каждом квадрате.

8.В каждом квадрате измерить высоту одного сухого растения, определить возраст по спилу его ствола.

9.Вычислить средний показатель биометрических данных в 10 квадратах.

10.Сделать вывод о состоянии зарослей орешника на территории Средней Тоймы

Таким образом, данный план поможет проведению поэтапной исследовательской работы.

4.2 Биометрические показатели орешника обыкновенного

на территории деревни Средняя Тойма

Фитоценоз орешника на территории деревни Средняя Тойма состоит из одного вида - Орешника (лещины) обыкновенного (Corylus avellana L.). Для исследования была выбрана территория зарослей, простирающихся по левому склону Винного лога, площадью около 10 гектар.

В результате исследования биометрических показателей орешника в окрестностях деревни Средняя Тойма (Приложение3) получены следующие результаты: высота растений колеблется в пределах от 1 до 8 м, средний показатель составляет 4,45 м, наиболее высокие формы отмечены в нижней части склона и под пологом леса, где растениям не хватает солнечного света. Показатель годичного прироста зависит от возраста орешника, у молодых растений он составляет от 30 до 60 см, а у более зрелых от 5 до 20 см, средний показатель равен 31,68 см. Значит, в молодом возрасте лещина растёт более интенсивно, чем в зрелом. Диаметр ствола колеблется в пределах от 10 до 65 мм, средний показатель равен 34,09 мм. Возраст растений, определённый по спилу сухого ствола составляет 14-18 лет. Средний возраст сухостоя 15,5 лет (Приложения 5, 6). Мёртвые стволы орешника необходимо выпиливать. На верхней части склона обнаружено больше сухих растений, что объясняется недостатком влаги в последние несколько засушливых летних периодов. Подроста на исследуемой территории встречается мало, чаще всего на верхней части склона, молодые растения не способны выжить в загущенных зарослях лещины. Но не смотря на это кусты орешника не выглядят угнетёнными, они прекрасно разрастаются, за счёт пневой поросли и корневых отпрысков. Основная проблема зарослей орешника - загущенность и зарастание другими древесными породами: клёном, осиной, дубом, липой.

Таким образом, исследуя фитоценоз орешника обыкновенного на территории Средней Тоймы были собраны все необходимые данные и выявлены определённые закономерности. Главный вывод исследования - орешнику необходимо внимание и помощь людей!

4.3 Проект

Настенный календарь: «Памятник природы «Заросли орешника

у деревни Средняя Тойма»

После проведения исследований и анализа состояния зарослей орешника на территории деревни Средняя Тойма был сделан вывод: фитоценоз находятся в плачевном состоянии, и как памятник природы областного значения, содержащий на своей территории редкие растения и животные, нуждается в серьёзной охране и особом внимании со стороны властей сельского поселения, района и простых жителей деревни. Поэтому было решено создать календарь с иллюстрациями орешника, чтобы напомнить односельчанам о его особенном статусе.

Цель проекта - привлечь внимание окружающих к фитоценозу орешника обыкновенного, который является достоянием и гордостью нашей малой родины и всей Кировской области. Для создания настенного календаря был проанализирован материал исследовательской работы, выбраны интересные фотографии. Настенный календарь был подарен всем общественным организациям Среднетойменского сельского поселения, а также предложен всем желающим во время презентации исследовательской работы в школе (Приложение 7).

Таким образом, результаты данной работы представлены в форме настенного календаря, с целью привлечения внимания всех неравнодушных людей к проблемам уникального памятника природы - «Зарослей орешника у деревни Средняя Тойма».

4. Выводы

Работа над темой: «Изучение зарослей орешника обыкновенного(лещины)

в окрестностях деревни Средняя Тойма» велась с сентября 2013 по январь 2014 года. Во время исследования было изучено много литературы о орешнике и методах исследования фитоценозов. Выяснено, что популяции орешника способствуют повышению биоразнообразия лесных экосистем и имеют важное экологическое значение. Орешник играет видоохранную роль и поэтому нуждается в особой заботе людей. Гипотеза о неудовлетворительном состоянии зарослей орешника подтвердилась. Фитоценоз лещины обыкновенной на территории Среднетойменского поселения нуждается в охране! Для восстановления прежнего состояния зарослей необходимо возобновить мероприятия по вырубке больных деревьев, расчистке территории от мусора и валежника.

Выполняя исследовательскую работу мы научились правильно организовывать свою деятельность, грамотно оформлять документацию, чётко формулировать мысли, отвечать на заданные вопросы (Приложение 8). Во время работы реализованы следующие задачи:

- Изучена литература по теме.

-Разработан план исследования состояния зарослей орешника, произрастающего на территории Средентойменского поселения.

- Выявлена хорошая репродуктивная способность зарослей орешника за счёт корневых отпрысков и пневой поросли. Недостаточное количество подроста на исследованных территориях свидетельствует о малой урожайности лещины и засушливых летних сезонах в последние годы. Заросли орешника на территории Среднетойменского поселения находятся в плачевном состоянии из-за ряда причин. Главные проблемы орешника - это загущенность зарослей, весенние палы сухой травы, вредители и болезни, вымерзание в суровые зимы. Но не смотря на это орешник живёт и умеет быстро восстанавливаться. Пожалуй это главная тайна лещины, которую ещё предстоит разгадать исследователям.

- Результаты исследования доведены до учащихся школы и населения Средней Тоймы.

- Создан настенный календарь в защиту орешника.

Практическое значение работы в том, что на территории поселении учащимися школы впервые проведены исследования памятника природы. Кабинет биологии пополнился краеведческим материалом. Жители деревни Средняя Тойма получили интересные сведения о орешнике. Кроме того, полученные результаты и материалы могут послужить основой для создания новых исследований по выявлению биологического разнообразия организмов на территории зарослей «Средентойменского орешника», а также создания природоохранных проектов.

Библиографический список

1. Альчикова Н.В. Памятник природы «Заросли орешника (лещины) у д. Средняя Тойма»// Экскурсии по памятникам природы г. Кирова и области: В 2 ч. Ч. 2: - Киров: ОАО «Кировская областная типография», 2007.- С 50-51.

2. Ильина Т.А. Иллюстрированная энциклопедия "Лекарственные травы России" -М.: Эксмо, 2006. -192 с.

3. Материалы из ru.wikipedia.org/wiki «Википедия - свободная энциклопедия»

4. Материалы из 1000listnik.ru/lekarstvennie-travi/11/198-leshhina-ili-oreshnik.html

5. Паспорт на государственный памятник природы областного местного значения. Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской федерации, 1990.- 7 с.

6. Соловьёв А.Н. Сокровища вятской природы.- Киров: Волго-Вятское книжное издательство, Кировское отделение, 1986. - 159 с., ил.

7. Экология родного края/ Под ред.Т.Я Ашихминой. - Киров.: Вятка, 1996. -720 с. + вкладка.

8. Энциклопедия земли Вятской. В 10 т. Т 7. Природа./ Отв. За выпуск. В.А. Ситников. - Киров.: Областная писательская организация администрации Кировской области,1997. -608 с.