Проектная работа по биологии "Изучение видового разнообразия дендрофлоры г. Новохоперска" 9 класс

Муниципальное казенное образовательное учреждение

 «Новохоперская ООШ» 

 

Проектная работа по биологии  

Изучение видового разнообразия

дендрофлоры г. Новохоперска 

 





                                                               Выполнили: обучающиеся 9 класса

                                                               Копытин Виктор,

                                                               Митьковская Ксения                                                          

                                                               Руководитель: учитель биологии

                                                               Сираева Ирина Салаватовна

   

Новохоперск 2012г



Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

Глава I. Теоретические основы исследования

1.1. Физико-географическая характеристика г. Новохоперска………..4

1.2. История исследования проблемы………………………………….. 9

Глава II. Материалы и методы исследования………………………………..13

Глава III. Результаты исследования и их обсуждение

3.1. Систематическая структура………………………………………….18

 Выводы.................................................................................................................23

Список литературы……………………………………………………………25

Приложение……………………………………………………………………..28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Введение

Исследования флоры являются одним из основных компонентов реализации глобальной проблемы современности – изучения и сохранения биоразнообразия. Решение этой проблемы базируется на необходимости получении научно основанных данных о современном состоянии растительного покрова в связи с антропогенным воздействием на фитобиоту.

Город Новохоперск расположен в зоне лесостепи, где смешанные и широколиственные леса сочетаются с остепненными лугами и луговыми степями [4]. Состав дикорастущих древесных растений города своеобразен вследствие хозяйственной деятельности человека на протяжении многих веков естественный растительный покров территории сильно изменился. Кроме того, в последнее время возросла интродукция на территорию Новохоперска различных экзотов. Это связано с увеличившимся интересом к ландшафтному строительству и коллекционированию растений, обладающих высокими декоративными качествами. 

Исследования, проводившиеся нами в г. Новохоперске с 2011г. по сей день направлены, главным образом, на инвентаризацию и оценку разнообразия древесно-кустарниковых растений. 

Изучение древесно-кустарниковой флоры города Новохоперска как часть обозначенной проблемы представляется весьма актуальным с практической и теоретической точки зрения.

Целью работы является инвентаризация видового разнообразия древесно-кустарниковой флоры г. Новохоперска.

Для достижения цели было поставлено ряд задач:

1) Изучить теоретические основы исследуемой проблемы. 

2) Выявить видовой состав древесно-кустарниковых растений г. Новохоперска.

3) Провести анализ видового состава дендрофлоры г. Новохоперска.





 Глава I. Теоретические основы исследования

1.1. Физико-географическая характеристика г. Новохоперска

 Город Новохоперск расположен на северо-востоке Воронежской области. Географическая широта: 51 °06', географическая долгота: 41° 38'. Город находится на юго-восточной окраине Окско-Донской равнины, на правом берегу реки Хопер, в 200 км от г. Воронежа . Большая часть восточной границы района граничит с Волгоградской областью. Несмотря на значительную удаленность от областного центра, город занимает выгодное транспортное географическое положение [2]. По его территории проходит железнодорожная магистраль Харьков-Лиски-Пенза, автодороги муниципального значения, соединяя г. Новохоперск с населенными пунктами своего (Варварино, Елань-Колено, Красное, Русаново и др.) и соседних районов (Борисоглебск, Грибановка, Таловая, Павловск и др.), а также с областным центром. 

На территории города протекают 2 реки: Хопер, Савала. С востока город омывает река Хопер. Он с его правыми притоками Ворона и Савала начинается несколькими родниками на западных склонах Керенско-Чембарской возвышенности около деревни Ивановка Пензенской области [5]. Протекает Хопер по территории Пензенской, Саратовской, Воронежской, Волгоградской областей, впадая в р. Дон у станицы Усть-Хоперской. Протяженность Хопра составляет 939км. 

Восток и северо-восток города граничит с Хоперским заповедником, остальная часть окрестностей города соседствует с агроценозами.

Климат города резко континентальный – с холодной зимой и жарким летом, засушливый с недостаточным количеством осадков. Климат г. Новохоперска определяется географической широтой, рельефом местности и удаленностью от Атлантического океана. На территории города господствующими являются континентальные воздушные массы умеренных широт[3]. Вследствие равнинности сюда со стороны Атлантического океана свободно проникают морские воздушные массы умеренных широт. Зимой они приносят с собой пасмурную погоду, значительное потепление, снегопады. Летом и весной воздушные массы, приходящие с запада, вызывают некоторое похолодание, резкую смену ветров, большую облачность и выпадение осадков. 

Температура воздуха – один из основных климатических факторов. Годовая амплитуда температуры воздуха составляет 59,6-77 °С. Абсолютный минимум температуры: -36°С, абсолютный максимум: +45°С[8].

Количество осадков, выпадающих за год, значительно колеблется. В одни годы количество осадков достигает 600-800 мм, в другие 300-400мм. Снежный покров появляется 10-15 ноября и отходит 20-30 марта. Средняя высота его 20-30 м, максимум 60-70см. 

Важной климатической характеристикой является ветер. В течение года преобладают северо-западного и юго-западного направления со средней скоростью около 4м в секунду. Т.к. Восточная равнина открыта к Северному Ледовитому океану, то на ее территорию вторгаются арктические воздушные массы. 

Территория расположения района города по характеру рельефа представляет собой плоскую равнину, слабо расчлененную системой речных долин рек Хопер и Савала с их широкими левобережными надпойменными террасами, постепенно сменяющимися плоскими и невысокими водоразделами с углублением оврагов и балок между ними. Абсолютные отметки над уровнем моря колеблются от 90 до 150м.

Большая часть г. Новохоперска лежит в пределах подзоны обыкновенного чернозема. По своим признакам черноземы являются наиболее богатыми почвами, имеют темно-серый и черный цвет, сложение плотное или слегка рыхлое, структура слабо зернистая. 

1.2. История исследования проблемы

Растительный покров нашей планеты – необходимое условие существования на ней человечества. Вот почему человек приступил к разведению растений с первых же шагов своей оседлой хозяйственной деятельности и развития земледелия.

Дендрология – раздел ботаники, изучающий древесные растения (деревья, кустарники и кустарнички), которые являются главной составной частью лесных биогеоценозов [7]. 

В Центральном Черноземье в эпоху Петра I (конец 17-начало 19 вв.) стали создаваться сады и парки, в которых разводились местные и иноземные, плодовые, ягодные, орехоплодные и декоративные виды деревьев и кустарников. Такие сады и парки были созданы в то время в Воронеже, Павловке, а также Липецке, около Белгорода, под Курском и в других местах.

 Рост капитализма в России в 19 веке, особенно после отмены крепостного права, обусловил более быстрое развитие и таких отраслей хозяйства, как садоводство и лесоводство. В то время было заложено много садов и парков в имениях князей, графов, помещиков, а также на землях государственных учреждений. 

В 19-начале 20 веков развернулась массовая интродукция древесных и кустарниковых пород в Центральном Черноземье. В частности, в 40-е гг. 19 века в Воронеже был учрежден древесный питомник. Во второй половине 19 века возникли садоводство Карлсона в Воронеже, а также целый ряд помещичьих парков и купеческих дач. 

Однако в дореволюционный период работы по интродукции деревьев и кустарников в Воронежской и других областях Центрального Черноземья носили преимущественно любительский, случайный и разрозненный характер. Только после Октябрьской революции работы по интродукции, акклиматизации и селекции растений в нашей стране получили государственную поддержку, приобрели широкий размах и плановое начало. 

В XX в. области создано много крупных государственных плодовых, лесных и декоративных питомников, заложено значительное количество садов, парков, скверов; проведены большие работы по устройству бульваров, озеленению улиц, дворов, зданий. Широкий размах приняли работы по устройству живых изгородей вдоль дорог, посадка полезащитных полос.

Основу зеленых насаждений, как правило, составляют местные породы. Однако, в большом количестве используются и интродуценты, или экзоты.

В Воронежской области произрастает свыше 850 видов деревьев и кустарников. Сейчас число видов в дендрофлоре области увеличивается за счет преимущественно интродуцентов. Источником формирования интродуцированной дендрофлоры Воронежской области являлись главным образом Северная Америка, Восточная и Центральная Азия, Средиземноморье, Крым и Кавказ, Западная и Восточная Европа, Сибирь и Урал.



Глава II. Материалы и методы исследования

Для изучения растительности используется комплекс методов.

Целью рекогносцировочного исследования является предварительное исследование территории. Оно начинается с разбивки сети маршрутов с учетом природных особенностей, в первую очередь рельефа. Общим правилом является прокладывание маршрутов поперек элементов рельефа.

Геоботаническое исследование растительного покрова основывается на описании пробных площадей. Под пробной площадью понимается специально выделенный участок данного фитоценоза, предназначенный для его описания, т.е. выявления его характерных черт.

При геоботаническом изучении определяются следующие основные характеристики фитоценоза.

Обилие – число особей каждого вида на единице площади. Учет обилия необходим для выявления особенностей строения и экологии сообщества, оценки доли участия вида в его сложении и жизни, а также для классификации растительного сообщества[6].

Покрытие кронами – сомкнутость крон – отношение площади проекции крон всех деревьев без учета просветов к общей площади. Встречаемость видов – это процент пробных площадок, на которых зарегистрирован данный вид, от общего числа площадок, заложенных в фитоценозе. Была предложена 5-балльная шкала учета встречаемости: часто, довольно часто, рассеянно, редко, очень редко. Эти понятия можно также обозначать цифрами.

Для уточнения видового состава и сохранения растений их необходимо гербаризировать. Гербарий (от лат. herba - трава) – коллекция специально собранных и засушенных (обычно в бумаге под прессом) [6]. Гербарий имеет важное значение не только для изучения систематики растений, но и для ознакомления с флорой того или иного региона и проведения научных исследований. Засушенные и снабженные этикеткой растения являются документом, который нельзя заменить ни рисунком, самым точным описанием.

Сбор растений лучше всего производить в ясную сухую погоду. Наиболее удобным временем для этого считается 10-11 часов. Растения, собираемые для коллекции, должны быть сухими, без следов росы или дождя. 

Растения с воздушными стеблями и листьями, поднимающимися над водой, растущие обычно на небольших глубинах, выкапываются при помощи

различных орудий – ножей, лопат, копалок, грабель или вырываются руками.

Выкопав растение, нужно отряхнуть или отмыть грунт. Свежесобранные растения укладываются на листы бумаги и гербарную папку, по возможности

равномерно. Небольшие растения можно располагать по несколько экземпляров на одном листе. Крупные растения необходимо резать на части и размещать на нескольких листах. Если растение высокое, но не очень ветвистое, его стебель следует перегнуть несколько раз под тем или иным углом, чтобы все растение уместилось на одном листе. Стебли следует перегибать под углом, а не сгибать их дугой, чтобы не создать ложного впечатления о таком характере их роста. Не рекомендуется брать обломанные, поеденные или поврежденные, угнетенные и больные растения.

На гербарных листах растения размещают так, чтобы было видно расположение листьев на стебле, почек, бутонов, цветков и плодов, а также была видна нижняя сторона листа. 



















































III. Результаты исследования и их обсуждение

3.1. Систематическая структура

Основой для анализа дендрофлоры г. Новохоперска является составленный нами конспект этой группы растений. Флористический анализ изучаемой группы растений имеет целью выявить ее структуру и биологические особенности генофонда, перспективы его использования и степень важности его сохранения[8].

В ходе исследования на территории г. Новохоперска зарегистрировано 50 видов деревьев и кустарников, относящихся 39 родам и 16 семействам (табл. 1). 

Таблица 1. Спектр ведущих семейств дендрофлоры г. Новохоперска.



№

Семейство

Количество

родов

Количество

видов

%

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.



Розоцветные

Ивовые

Крыжовниковые

Сосновые

Жимолостные

Кленовые

Кипарисовые

Лоховые

Буковые

Маслиновые

14

3

1

2

3

2

2

2

1

2

17

5

4

3

3

3

2

2

2

2



40

14

9

7

7

7

4,5

4,5

4,5

4,5





Итого:

32

43

100



Систематический анализ древесно-кустарниковой флоры показал, что основу дендрофлоры г. Новохоперска составляют покрытосеменные растения – 94 %. Доля голосемянных невелика – 6 %.

Ведущее положение в спектре занимает семейство Розоцветные, насчитывающее 17 видов, что составляет 40 % изучаемой дендрофлоры. Второе место занимает семейство Ивовые (14 %), более чем в 3 раза уступающее ведущему семейству. Эти два семейства являются лидирующими, что характерно для умеренных районов Восточной Европы. Такое соотношение объясняется исторически сложившейся интродукцией за счет обогащения древесно-кустарниковой флоры декоративными и плодово-ягодными культурами. Семейство Розоцветные одно из крупных семейств цветковых растений. Оно распространено почти во всех областях земного шара, где могут расти цветковые растения, но основная их часть сконцентрирована в умеренной зоне северного полушария. Они встречаются в самых разнообразных растительных сообществах и, хотя не играют доминирующей роли, являются тем не менее одним из важнейших для нас семейств растений. Данное семейство, занимающее ведущее место, имеет наибольшее число видов плодово-ягодных, лекарственных и витаминосодержащих культур.

Представители семейства Ивовые являются аборигенными видами, широко культивируются, так как обладают высокими декоративными качествами и выделяются жизненностью в культуре. Они морозо- и ветроустойчивы, светолюбивы. Велика роль в сложении дендрофлоры семейства Сосновые, отличающегося небольшим количеством родов, но большим количеством видов. Виды данного семейства являются весьма декоративными и обладают высокими качествами древесины, поэтому часто используются как в озеленении, так и в лесном хозяйстве.

Преобладающими жизненными формами являются деревья, они составляют 54 % от общего числа видов. Это такие широко распространенные представители как  Тополь пирамидальный, Ива козья, Дуб черешчатый, Сосна обыкновенная, Яблоня домашняя, Вишня садовая и другие. Кустарники представлены 42 %, например, Малина, Алыча растопыренная, Смородина черная, смородина золотистая, Шиповник собачий. Лианами являются 2 % - Виноград культурный, Виноград дикорастущий.

Для выяснения особенностей распространения растений на территории г. Новохоперска была составлена таблица 2 (Приложение 1). Заложено 20 пробных площадок. Выбор мест был основан на зонировании города. В него вошли следующие зоны: центральная зона – центр города; селитебная – несколько микрорайонов; промышленная зона; транспортная зона; «зеленая зона» - городской и школьные парки; пригородная зона.

По характеру встречаемости все древесные растения были разделены на 5 групп:

1 – вид не встречается на данной территории (-) 

2 – редкий вид имеет от 2 до 5 местонахождений (е)

3 – довольно редкий вид – встречаемый в 10 и более местах (р)

4 – нередкий вид, характерный для многих сообществ и местообитаний (у)

5 – обычный вид, имеет широкую экологическую амплитуду, практически повсеместно встречается (ч).

Анализируя таблицу, следует отметить неравномерность распределения видов деревьев и кустарников на всей территории города.

Центральная зона представлена редкими и единичными видами сем. Сосновые, Кипарисовые, которые представляют особый интерес в озеленении городов. Декоративность в течение всего года делает их одной из важнейших групп для создания разнообразных декоративных оформлений и зеленых насаждений. По обочинам дорог доминируют виды семейства Ивовые: это и быстрорастущий Тополь пирамидальный, и с плакучей кроной Ива козья.

Селитебная зона практически состоит из представителей ведущего семейства Розоцветные, содержащего наибольшее число видов плодово-ягодных деревьев. Розоцветные - это источник самых разнообразных продуктов питания, вкусных, полезных, в том числе это прекрасные декоративные растения. Многочисленные сорта различаются по вкусовым, питательным и другим качествам плодов.

Зеленая зона (парк Победы и школьные парки) включает в себя большое разнообразие деревьев и кустарников. Здесь широко распространены виды семейства Кипарисовые. Вечнозеленый хвойный кустарник Можжевельник обыкновенный и невысокие деревья Туя западная. В озеленении парковых зон используются виды рода Роза из семейства Розоцветные. Семейство Липовые представлен одним видом Липа мелколистная. Это дерево имеет красивую крону, эффектно окрашенные ароматные цветки, благодаря этому, семейство Липовые широко применяют в парковых посадках. 

Транспортную зону составляют деревья первой величины семейств Ильмовые, Кленовые, Ивовые. Представители данных семейств широко распространены в естественных местообитаниях. Они отличаются декоративными качествами и высоким виталитетом в условиях городской среды.

3.2. Географическая структура

Виды растений или животных, образующих в совокупности соответственно флору или фауну какого-либо региона, различны по особенностям их географического распространения. Анализ сходства и различий ареалов разных видов позволяет установить типы их распространения, выделить так называемые географические элементы (геоэлементы) флоры или фауны (например, таксоны тропического, бореального распространения). Каждая флора или фауна характеризуется сочетанием видов, относящихся к разным геоэлементам [1].

Таблица 3. Геоструктура дендрофлоры г. Новохоперска



Группа и тип геоэлемента

Количество видов

Доля в процентах,%

Европейско-азиатская группа





Евразиатский

7

18

Европейско-западноазиатский

9

23

Европейско-юго-западноазиатский

1

2,5

Европейско-кавказский

1

2,5

Юго-восточноевропейско-азиатская группа

1

2,5

Европейская группа





Европейский

8

20

Азиатская группа

2

5

Североамериканская группа

7

18

Культурная группа

3

7,5



Основу г. Новохоперска составляют виды европейско-западноазиатского геоэлемента (23 %). Эти виды широко распространены преимущественно в умеренно теплой зоне Европы и Западной Азии. Среди представителей этой группы можно назвать Rosa canina, Prunus spinosa, Prunus domestica, Padus rasemosa, Quercus robur, Tilia cordata.

Среди геоэлементов европейской группы, на которую приходится 20 %, следует отметить европейские виды, занимающие второе место (Salix caprea, Salix fragilis, Acer platanoides, Juniperus communis, Sorbus aucuparia). 

Значительное участие в образовании флоры города принимают евразиатские виды (18 %). Представителями этой группы являются Rubus idaeus, Populus tremula, Picea obovata, Pinus sylvestris, Berberis vulgaris.

К европейско-западноазиатскому геоэлементу примыкают европейско-юго-западноазиатский (2,5 %) и европейско-кавказский (2,5 %). Среди таких видов следует отметить Fraxinus excelsior, Sorbus melanocarpa.

Третье место вместе с евразиатскими видами разделили выходцы из Северной Америки (18 %). Появление этих видов обусловлено интродукцией. Picea pungens Engelm, Acer negundo, Ribes aureum, Thuja occidentalis - представители группы. 

Азиатские по происхождению виды составляют 5 % и занимают четвертое место. К ним относят, Armeniaca vulgaris, Rosa rugosa.

Виды, известные только в культуре, имеют большое хозяйственное значение. Они используются в качестве источников продуктов питания (Аlus domestica, Prunus domestica, Gerasus vulgaris).

Таким образом, в г. Новохоперске могут произрастать многие виды различного происхождения. Это помогает решать задачи в озеленении, лесоразведении, агломелиорации.

Изучение особенностей дендрофлоры г. Новохоперска, анализ литературных источников позволили выделить наиболее перспективные для озеленения города виды древесно-кустарниковых растений, которые можно рекомендовать к более широкому распространению: Salix caprea, Juniperus communis, Acer saccharum, Acer platanoides, Lonicera caprifolium. Picea pungens, а также интродуцированного вида Larix deciduas Mill.



Выводы



В ходе исследований на территории г. Новохоперска зарегистрировано 50 видов деревьев и кустарников, относящихся к 39 родам и 16 семействам.

Анализ спектра ведущих семейств показал, что доминирующими семействами являются Розоцветные (40 %) и Ивовые (14 %), что типично для дендрофлоры городов.

Преобладающими жизненными формами являются деревья (54 % от общего числа видов), кустарники составляют 42 %, лианы – 4 %.

Дальнейшее уточнение списка дендрофлоры Новохоперска.


Список литературы



 1. Абдурахманов, Г.М. Биогеография / Г.М.Абдурахманов, Д,А. Криволуцкий, Е.Г. Мяло, Г.Н. Огуреева // Серия: Высшее образование. – М.: Академия, 2003. – C. 173. 

2. Анчуков, Г.А. Из истории земли Новохоперской / Г.А. Анчуков, В.Т. Петров – Воронеж: Центрально-Черноземное книжное издательство, 2005. – С. 16.

3. Воронцов, А.И. Труды Хоперского государственного заповедника / А.И. Воронцов. – М.: Изд-во Московского лесотехнического института, 1961. – С. 48-51.

4. Дроздов, Б.В. Дендрология / Б.В. Дроздов. – М.:Мысль, 1960. – С. 74с.

5. Дмитриева, В.А. Гидрологическая изученность Воронежской области / В.А. Дмитриева // Каталог водотоков. – Воронеж: Изд-во полиграфический центр ВГУ, 2008. – С. 225.

6. Завидовская, Т.С. Полевая практика по ботанике / Т.С. Завидовская – Борисоглебск, 2010. – С. 7-18.

7. Тахтаджян, А.Л. Флористические области Земли / А.Л. Тахтаджян – Л.: Наука, 1978 – С. 248.

8. Цвелев, Н.Н. Флора Хоперского государственного заповедника / Н.Н. Цвелев – Л.: Наука, 1988 – С. 125.



1