Лесозащитные полосы как среда обитания живых организмов - контрольная работа

Содержание

Введение

1. Влияние лесополос на физические параметры среды

2. Пространственная структура лесополос

3. Видовая структура лесополос

4. Трофическая структура лесополос

Заключение

Список литературы

Приложение 1

Приложение 2

Введение

Благополучие человека зависит от биологического разнообразия планеты. Разные виды нашей деятельности приводят к прямому или косвенному уничтожению разнообразных видов биосферы. На сегодняшний день основным фактором, ставящим под угрозу исчезновения животных, является разрушение и деградация мест обитания.

До заселения нашего района переселенцами широкая цветущая степь и частые березовые колки давали приют огромному количеству разнообразных видов организмов.

Но люди стали постепенно отвоевывать места под поля и пастбища. Частично вырубались леса на топливо и для хозяйственных нужд. Степь отступала, а вместе с ней исчезали и виды заселявшие ее.

Так, например, исчезла из наших мест самая крупная степная птица- дрофа. Последний удар нанесло по степи освоение целинных и залежных земель, а так же интенсивное развитие животноводства. Сейчас в округе Еремеевки более 90% земли занимают поля, 0,7% - пастбища. Только около 5% занято лесами. Степь исчезла как таковая.

Лесозащитные полосы стали спасением для многих видов животных и некоторых растений.

Они создавались главным образом для борьбы с ветровой эрозией почв, которую породил все тот же человек.

Лесополосы – как искусственные биогеоценозы изучены еще недостаточно.

Почему лесополосы смогли стать островками жизни? Кто нашел в них себе дом?

Насколько разнообразно население лесополос? Что ожидает их в будущем?

Эти вопросы задали мы себе. Эти вопросы должны задавать себе все, кто ищет пути сохранения биологического разнообразия на Земле, а значит пути сохранения жизни.

Цель работы:

Выявить роль лесозащитных полос как дополнительного места обитания живых организмов.

Задачи:

- рассмотреть влияние лесополос на физические показатели среды: температуру, влажность, силу ветра, освещенность.

- рассмотреть пространственную структуру лесополос;

- изучить трофическую структуру лесополос (трофические уровни, цепи и сети питания);

- изучить видовой состав лесополос;

- сравнить видовое разнообразие различных типов лесополос (березовой, тополиной, сосновой);

Место и время проведения работы:

Работа велась в с. Еремеевка в течении 2-х лет (2004-2006 г.г.)

Объект исследования:

Лесозащитные полосы (березовая, сосновая, тополиная)

Методы исследования:

1. Замер физических показателей среды (температура, влажность, силы ветра, освещенности) в лесах защитных полосах и на открытом пространстве.

2. Наблюдение.

3. Фотографирование.

4. Сбор коллекции насекомых.

5. Составление гербария.

6. Работа с определителями растений, насекомых, позвоночных.

7. Изучение характеристик видов, обитающих в лесополосах по научно-популярной литературе.

8. Опрос работников лесничества, охотников.

9. Создание таблиц-модулей биоценозов лесозащитных полос.

1. Влияние лесополос на физические параметры среды

Лесозащитные полосы – это искусственные экосистемы, т.е. экосистемы созданные человеком. Экосистемы – это любое сообщество живых существ вместе с его физической средой обитания, функционирующая как единое целое.

Растения образующие лесополосы зависят от температурных условий, влажности, освещенности и других факторов среды. Однако и сами они, образуя непрерывный растительный покров, влияют на окружающую среду и формируют в ней местообитания для других растений, животных, грибов, микроорганизмов. Такие растения называют доминантными («господствующими», «преобладающими»). Это чаще всего функциональное доминирование. Эти виды ведут себя как хозяева: определяют структуру и облик биогеоценоза, внутренний климат, видовой состав, обилие и размещение животных, грибов и микроорганизмов.

Так как объектами нашего исследования являются березовая, сосновая и тополиная лесополосы, то соответственно доминантными видами в них являются: береза, сосна и тополь.

Исследуемые лесополосы пятирядные и расстояние между деревьями 1,5 м. Кроме главных пород в их состав входят сопутствующие: яблоня сибирская, смородина золотистая, образующие подлесок.

Мы провели исследования выясняющие влияние этих растений на влажность воздуха, тепловой режим приземного слоя, освещение приземного слоя, движение воздуха.

Влажность воздуха измеряли с помощью гигрометра. Замеры проводили в лесополосе, в 10, 20 и 30 м. от нее.

Таблица 1 - Изменение влажности воздуха в лесополосе и прилегающей к ней территории

Из таблицы №1 следует, что по сравнению с открытой местностью в сосновой полосе влажность увеличивается на 22%, в березовой на 18%, в тополиной на 15%

Известно, что влияние растительности на влажность воздуха распространяется на расстояние, равное 20 – кратной высоте дерева. Один из лучших увлажнителей воздуха – тополь, что не соответствует нашим данным. Но это легко объясняется плохим состоянием этих лесополос (рис. 1).

Рис. 1 - Изменение влажности воздуха в лесополосах и прилегающей к ним территории

Скорость (силу) ветра измеряли с помощью самодельного ветрячка. Замеряли число оборотов в минуту на разном удалении от лесополос и в лесополосе (по направлению господствующих юго-восточных ветров).

Таблица 2 - Изменение силы ветра в лесозащитных полосах и прилегающих территориях

Из таблицы №2 следует, что сила ветра заметно ослабевает в сосновой лесополосе – на 56%, в березовой – на 45%, тополиной – на 25%.

Измерение температуры воздуха производили с помощью воздушного термометра на высоте около 1 метра от поверхности почвы. Замеры делали в течении недели ежедневно в одно и то же время. Сравнили среднюю температуру на открытом участке и в лесополосах (рис. 2).

Таблица 3 - Средняя температура в исследуемых лесополосах и на открытом пространстве

Рис. 2 - Изменение средних температур в лесополосах

Из таблицы №3 следует, что прохладнее всего в сосновой лесополосе, т.к. там температура уменьшается на 5-6°C, в березовой на 4-5°C, тополиной на 3-4°C.

Изменение освещенности в лесополосах проводили опираясь только на свои органы чувств, т.к. отсутствовал люксметр. Самая темная лесополоса – сосновая, более светлая – березовая, светлее всех – тополиная.

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что самое большое воздействие на все исследуемые физические параметры среды оказывает сосновая лесополоса: там самая большая влажность, ниже температура, темнее, чем в других лесополосах, а так же эта лесополоса лучше других гасит силу ветра.

Менее всего влияет на микроклимат тополиная лесополоса. Она более продуваема, светлая, влажность воздуха ниже, а температура выше, чем в других лесополосах. Это связано в первую очередь с состояние этих лесополос. Тополя в наших условия имеют небольшую продолжительность жизни – около 40 лет. Т.к. лесозащитные полосы посажены более 30 лет назад, то большинство тополей находится в угнетенном состоянии или уже погибли. Почти у всех деревьев наблюдается суковершинность. Поэтому тополиные лесополосы сильно разрежены и уже не справляются в полную меру с теми функциями, которые они выполняли первоначально.

Березовая лесополоса занимает по всем показателям промежуточное положение.

2 . Пространственная структура лесополос

Всякий биоценоз имеет свою собственную структуру. Она определяется расположением особей различных видов по отношению друг к другу как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Это пространственная структура.

Распределение по вертикали соответствует ярусности. У растений ярусность, вызвана конкуренцией за свет и воду, а у животных за пищу.

В лесополосах ярусность ярко выражена, но число ярусов не большое. Первый ярус образует виды доминанты: береза, сосна, тополь. Высота этих растений 5-7 метров. Второй ярус – кустарники и подрост. Основной кустарник исследуемых лесополос гибрид крыжовника и смородины (смородина золотистая). Высота его 1-1,5 м. Подрост березы встречается в березовой и тополиной защитке. Кроме того в березовой лесополосе встречается шиповник, вишня степная, жестер, подрост яблони-китайки. Многие защитки имеют подлесок из яблонь-китаек, высота которых может достигать 2-2,5 м.

Третий ярус представлен травами и грибами. Обычно травы не высокие около 50 см.

Четвертый ярус образует листовая подстилка. В лесополосах она хорошо выражена. Наибольшую толщину она имеет в сосновой лесополосе, наименьшую - в тополиной.

Можно выделить еще один ярус – мохово-лишайниковый. Правда в лесополосе он чаще всего расположен не на почве, а на стволах деревьев.

Подземная ярустность представляет собой как бы зеркальное отражение надземной: корни березы, сосны, тополя проникают глубже всех, корни низких трав располагаются у поверхности почвы прямо в подстилке. Наибольшая масса корней находится в верхних слоях почвы.

По горизонтали сообщество также расчленяется на отдельные элементы – микрогруппировки, расположение которых отражает неоднородность условий среды.

В лесополосах хорошо просматриваются ее горизонтальные составляющие: травянистая растительность, древеснеющая травянистая растительность, кустарники, деревья. На опушке лесополос наблюдается так называемый опушечный эффект – наибольшее разнообразие видов как растений, так и животных. Здесь можно встретить землянику, кровохлебку, тысячелистник, чебрец, мышиный горошек, ветреницу, сон-траву. Ближе к кустарникам растет число злаковых растений (пырей ползучий, костер безостый, мятлик луговой, плевел и др.), а так же осоки(резуны) – любят опушку леса и грибы.

Хорошо известна «мозаичность» растительного покрова (например, светолюбивые травы в «окнах», теневыносливые травы – под деревьями; пятна мхов или белого грунта). Пространственная структура сообщества является показателем имеющегося в данном местообитании разнообразия экологических нишь, богатства и полноты использования сообществом ресурсов среды, а так же показателем относительной устойчивости сообщества и степени антропогенного влияния на него.

Наиболее ярко горизонтальная структура и «мозаичность» выражены в березовых и сосновых лесополосах. Надо заметить, что в глубине сосновой лесополосы практически нет травянистой растительности.

3. Видовая структура лесозащитных полос

Одним из важнейших показателей структуры экосистемы является число видов – видовой состав входящих в него организмов и количественное соотношение видовых популяций. В сообществе, как правило, имеется сравнительно мало видов, представленных большим числом особей, и сравнительно много видов, встречающихся редко.

Видовое разнообразие – признак экологического разнообразия: чем больше видов, тем больше экологических ниш, т.е. выше богатство среды. Видовое разнообразие связано также с устойчивостью сообщества, его долголетием.

Исследовав лесозащитные полосы мы определили их видовой состав, который представили в виде таблицы. (см. Приложение 1).

Из таблицы №4 следует, что самое большое разнообразие видов в березовой – 137 видов и сосновой лесополосе - 118 .

Самая бедная по числу видов тополиная лесополоса – 104 вида.

Видовое разнообразие зависит не только от типа лесополос, но и от их возраста. Исследуемые лесополосы посажены около 35-40 лет назад. Охотники и лесники утверждают, что в молодых лесополосах жизнь была разнообразнее и интенсивнее. Если сравнивать видовое разнообразие лесополос и естественных лесов, то летом в лесах жизнь богаче, а зимой в лесополосах, т.к. «кочующие» птицы в больших количествах прилетают туда полакомиться ягодами.

4. Трофическая структура лесополос

Как и естественная экосистема лесозащитная полоса состоит из организмов трех основных трофических групп: продуцентов, консументов и редуцентов. (см. Приложение 2)

Продуценты (от лат. Producentis – «производящий», «создающий») образуют органическое вещество из неорганического. Все продуценты автотрофы. В лесополосе редуцентами являются все зеленые растения: деревья, растения, травы.

Консументы (потребители) – организмы питающиеся живым оргпническим веществом. Среди них различают травоядных (фитофаги), хищников (зоофаги), паразитов, организмы – симбиотрофы или детритом (детритофаги).

Редуценты – организмы разрушающие органическое вещество и возращающие минеральные элементы в круговорот. Основными редуцентами являются грибы. Редуценты в биоценозах замыкают круговорот веществ. В лесозащитных полосах роль редуцентов выполняют грибы, микроорганизмы, личинки мух, дождевые черви, жуки, микро фаги и другие. Грибы влесозащитных полосах довольно разнообразны (см.таб.). чаще всего в березовой лесополосе встречаются: свинушка тонкая и толстая, различные виды сыроежек, подберезовик, мухомор, белые грибы, сухие грузди. В сосновой – маховики и маслята. В тополиной – рядовка тополевая. Из этого видно, что определенные грибы встречаются преимущественно в соседстве с определенными растениями. Объясняется это тем, что грибы не только разлагают органические вещества, но еще и могут образовывать микоризу с древесными растениями – особое симбиотическое образования. Грибница грибов оплетает мелкие корешки деревьев, иногда даже проникают в корни, не повреждая его клеток. Грибы получают от дерева симбиота готовые органические вещества, а взамен во много раз увеличивают всасывающую поверхность корня, помогая «соседу» всасывать влагу и минеральные вещества. В дружбе с грибами живет подавляющее большинство наземных растений. Без этих помощников деревья хуже растут, медленнее развиваются, чаще болеют. Грибы без своих зеленых партнеров не способны плодоносить. К зависимым от лесной флоры грибам относятся все трубчатые грибы, а также сыроежки, млечники, мухоморы и др.

Грибы могут служить пищей другим организмам, являясь одним из звеньев детритных цепей питания. Чаще всего их поедают личинки насекомых, моллюски, птицы, некоторые звери, а также человек. есть в лесозащитных полосах и грибы-паразиты, которые живут за счет живых деревьев, это гриб трутовик. Трутовики могут разрушать и мертвую древесину, играя в этом случае важную положительную роль – роль могильщиков.

Поскольку многие виды всеядны и питаются как растениями, так и животными, их невозможно отнести к какому-либо одному трофическому уровню. Например, большой пестрый дятел – всеяден, куропатки в течении жизни меняют животную пищу на растительную и др.

Организмы разных трофических уровней связаны цепями питания. Цепи питания – это ряды, в которой каждый предыдущий вид служит пищей последующему. Цепи питания всегда начинаются с растений или их остатков, прошедших через кишечники животных – детрит.

Различают цепи выедания (начинаются с живых растений) и цепи разложения (начинаются с мертвого растительного опада или помета животных). Цепи питания сложно переплетены, образуя сети. Пользуясь своими наблюдениями, а также научно-популярной литературой мы вычертили основные цепи питания.

Заключение

Изучив влияние лесополос на микроклимат, а также видовое разнообразие этих искусственных экосистем, можно с уверенностью сказать, что лесополосы являются хорошей средой обитания для большого числа организмов и поэтому велико их экологическое значение для сохранения биологического разнообразия.

Практические рекомендации: одно из самых современных направлений в сельскохозяйственной практике, обеспечивающее стабильные высокие урожаи – это поддержание биологического разнообразия на полях и в их окружении.

Высокое биологическое разнообразие может поддерживаться за счет специального планирования ландшафта: чередование полей, лесозащитных полос, лугов, перелесков, водоемов и т.д. Только таким биологическим путем можно без ущерба для природы и самого человека регулировать численность вредителей культурных растений, а значит обеспечивать себя экологически чистым продуктом. Поэтому хочется закончить свою работу народной мудрость: «Много леса – не губи, мало леса – береги, нет леса – посади».

Литература

1. Второв П.П., Дроздов Н.Н., «Определитель птиц и фауны СССР» М, «Просвещение» 1980 г.

2. Ердаков Л.Н., Чубыкина Л.Н. «Экология» Новосибирск 1196 г. стр. 95-100

3. Козлов М.А., Олигер И.М. «Школьный атлас – определитель беспозвоночных» М. «Просвещение» 1991 г.

4. Корнелио М.П. «Школьный атлас – определитель - бабочек» М. «Просвещение», 1986 г.

5. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. «Экология» М «Дрофа» 1997 г. стр. 112-113

6. Мальчевский А.С., Пукинский Ю.Б. «Птицы Ленинградской области и сопредельных территорий» Ленинград. Издательство Ленинградского университета. 1983 г.

7. Мамедов Н.М., Суравегина И.Т. «Экология» Москва «Школа-Пресс», 1996 г. стр. 84-86.

8. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. «Экология России» М. «Устойчивый мир», стр. 80-83

9. Нейштадт М.И. «Определитель растений» М. «Государственное учебно-педагогическое издательство Министерства Просвещения РСФСР» М-1963 г.

10. Новиков В.С., Губанов И.А. «Школьный атлас – определитель высших растений».

11. Олигер И.М.,«Краткий определитель позвоночных животных» М. «Просвещение», 1971 г.

12. Федоров Ф.В. «Грибы» М «Росагропром-издат» 1990 г.

13. Чащин В.П. «Природоведение и охрана природы на территории Омской области», Омск -1996 (в 2-х частях) стр. 116 (I ч.), стр. 30-35 (II ч.)

14. Чернова Н.М., Галушин З.М. «Основы экологии» М «Дрофа» 2001 г., стр. 115-147.

Приложение 1

Видовой состав лесополос

Приложение 2