Исследовательская работа «Определение устойчивости растений к засолению почвы и воздуха. Фундаментальные исследования Изучение динамики роста деревьев по годовым кольцам

Дата: 01.03.2024

Сидоренкова Ольга

Исследование проводили с использованием методического пособия А. С. Боголюбова, Н.С. Лазарева «Изучение динамики роста деревьев по годовым кольцам».

В основе работы простейшая методика подготовки спила ствола дерева с последующим подсчетом и измерением ширины годичных колец (годовых приростов) с целью составления графика динамики роста дерева по годам и его анализа в связи с изменениями внешних факторов. Целью работы является также проведение сравнительного анализа динамики роста различных деревьев с попыткой выявления общих закономерностей их развития.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МКОУ «Аннинская СОШ с УИОП»

Изучение динамики роста деревьев по годовым кольцам

Ученица 10 «В» класса

Сидоренкова Ольга

Научный руководитель:

Учитель географии

Безуглова Надежда Николаевна

Анна

2013

Введение_____________________________________________________________________3

Глава 1. Обзор источников информации по теме исследования_____________________5

1.1. Годичные кольца – что это такое______________________________________5

1.2. Как образуются годичные кольца _____________________________________ 5

1.3. Ширина годичных колец_____________________________________________6

1.4. Определение возраста дерева по годовым кольцам______________________6

Глава 2. Методика проведенных исследований____________________________________8

2.1. Краткое описание практикума_________________________________________8

2.2. Методика изучения динамики роста дерева по годичным кольцам_________8

Глава 3. Результаты и их обсуждение____________________________________________10

Выводы по работе_____________________________________________________________15

Список использованных источников информации________________________________16

Введение:

Члены научного общества учащихся «Юный путешественник» в текущем году продолжили работу по изучению природы родного поселка Анна.

Наш поселок «утопает» в зелени: деревья, кустарники, цветы. Большая часть деревьев, растущих в поселке, - это зеленые насаждения «зрелого» возраста. Несколько лет назад в поселке и в его черте погибло много деревьев, особенно берез. Попробуем определить возраст деревьев и выяснить причину гибели растений.

Цель: изучить динамику роста деревьев по годовым кольцам на примере березы бородавчатой.

Задачи:

изучить информацию по данной теме в литературных источниках и Интернете.
познакомиться с методикой выполнения работы;
подсчитать количество и измерить ширину годичных колец (годовых приростов);
составить график динамики роста дерева по годам;
проанализировать динамику роста деревьев в связи с изменениями внешних факторов;
провести сравнительный анализ динамики роста различных деревьев с попыткой выявления общих закономерностей их развития.

Объект исследования: береза.

Предмет исследования: годовые кольца на спиле дерева.

Гипотеза: динамику роста деревьев определяют изменения внешних факторов.

Актуальность работы:

Являясь органической частью планировочной структуры города, зеленые насаждения активно участвуют в создании ландшафтов жилых районов. Крупные зеленые массивы, расположенные между отдельными районами застройки, объединяют их, придают городу целостность и законченность. Богатство красок и форм растений, изменение окраски лиственного покрова деревьев и кустарников по сезонам года оживляют городские ландшафты.

Зеленые насаждения выполняют в поселении разнообразные функции: снижают запыленность и загазованность воздуха; защищают от ветра; обладают фитонцидными свойствами; влияют на температурный режим; оказывают влияние на влажность воздуха; борются с шумом и др.

Рис.1. Посадка деревьев.

В связи со значимой ролью зеленых насаждений повседневной жизни человека, озеленению поселений уделяется большое внимание со стороны как муниципальных властей, так простых аннинцев. Посадка саженцев деревьев и кустарников в скверах и на улицах Анны – регулярное мероприятие в весенний период. В процессах озеленения принимают участие взрослые жители поселка и школьники. Санитарные вырубки, обрезка деревьев, обработка раствором извести способствуют сохранению зеленых насаждений в нашем поселке.

Но наблюдения показывают, что деревья, высаженные в одно время, погибают через какой-то период, гибель растений продолжается и во «взрослом возрасте». Зеленым насаждениям не просто выжить в черте крупного населенного пункта. Поэтому выяснение причин болезни и гибели деревьев, сохранение насаждений - важная экологическая задача, стоящая перед жителями нашего поселка.

Глава 1. Обзор источников информации по теме исследования.

1.1. Годичные кольца – что это такое?

На широких просторах Сибири и в Украине, на Аляске и на склонах Аппенинских гор - везде, где распространил свое влияние умеренный климат, деревья обладают замечательным свойством, известным любому из нас с детства: каждый год, будь то злая засуха или сильнейшие ливни, на стволе деревьев нарастает новый слой древесины. Эти слои прироста известны под названием годичных колец, ибо за год обычно образуется одно такое кольцо.

Годичные кольца, годовые слои у растений - это зоны прироста древесины, вызванные сезонной периодичностью деятельности камбия в результате смены тёплого и холодного времён года. Они хорошо различимы на поперечных разрезах ствола, ветвей и корней древесных растений в виде не совсем правильных (не строго концентрических) колец.

В середине ствола многих деревьев хорошо видна сердцевина. Она состоит из рыхлых тканей, образованных впервые годы жизни дерева. Сердцевина пронизывает ствол дерева до самой вершины, каждую его ветку. Вокруг сердцевины концентрическими кольцами расположены годичные, или годовые, слои древесины. Каждый год дерево, словно рубашку надевает новый слой древесины, а за счет этого ствол и ветки становятся толще. Между древесиной и корой расположен тонкий слой живых клеток, называемый камбием. Большая часть клеток идет на строительство нового годичного слоя древесины и совсем незначительная часть - на образование коры.

Такие видимые годичные кольца образуются только в тех зонах Земли, где есть чёткая смена сезонов. В районах без четкой смены сезонов, например на экваторе, годичные кольца на деревьях также образуются, но они практически не видны - древесина имеет равномерную окраску.

1.2. Как образуются годичные кольца?

Рассматривая поперечный спил древесины, можно увидеть, что она состоит из поочередных светлых и темных концентрических колец. Каждая пара колец (светлое и темное) образуется в течение года, благодаря деятельности камбия, и называется годичное кольцо.

Помимо того, элементы древесины, откладываемые весною и летом, сильно разнятся по своему строению: так, весною откладываются крупные клетки с тонкими стенками, образующие по преимуществу сосудистую систему и отличающиеся более светлым цветом, летом же и в начале осени откладываются толстостенные мелкие клетки, образующие механическую ткань более темного цвета. При этом к центру ствола обращена более старая древесина, а к периферии - более свежая, позднее образовавшаяся.

Совокупность одного светлого и одного темного концентрических колец и представляет собой одно годичное кольцо, соответствующее одному периоду роста (году), а общее число годичных колец дерева соответствует числу лет его жизни. Иногда, при сильном угнетении роста, годичные кольца в данном году не образуются. В других случаях, чаще всего при повторном облиствении дерева, и течение одного и того же вегетационного периода образуются двойные годичные кольца.

1.3. Ширина годичных колец.

Ширина годичных колец крайне изменчива. Температура, количество выпавших осадков, число солнечных дней, режим окрестных водоемов, нападение насекомых-вредителей - все эти причины либо способствуют росту дерева, либо приостанавливают его. На толщину ежегодного прироста влияют еще и внутренние биологические силы, например, возраст растения, периодичность, с которой оно плодоносит, сила плодоношения в нынешний год, а также интенсивность питания и обмена веществ.

На различные породы деревьев благотворное влияние может оказывать самое различное природное окружение. Жаркое солнечное лето способно оживить одно растение и приблизить гибель другого. В таком случае и кольца роста обоих деревьев разовьются по-разному. Другое дело - условия неблагоприятные. Настанет ли чрезмерное увлажнение, повеют ли устойчивые иссушающие ветры, нападут ли на лес насекомые или вдруг оскудеет почва - все это не замедлит сказаться на каждом растении. На десятки и сотни километров зеленые обитатели леса ответят на эти явления одинаково: их кольца прироста, образовавшиеся в этот год, будут тонкими, болезненными.

Среди различных сил, способствующих росту дерева, главнейшую роль играют свет, тепло и влажность. Изменения климата - долгие дожди или затяжной зной, морозы, зимние заносы или бесснежные зимы - обычно наблюдаются на огромных территориях. Поскольку погодные условия связаны с активностью Солнца и состоянием атмосферы, единообразное действие их проявляется на большой площади, оказывая влияние на развитие всего живого.

В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, а в одном и том же дереве - от положения в стволе, ширина годовых слоев даст сильные колебания. Наиболее узкие годовые слои (до 1 мм) свойственны самшиту, а наиболее широкие (более 1 см) - тополям.

В молодом возрасте дерево образует обычно более широкие годовые слои, чем впоследствии. При благоприятных условиях произрастания образуются более широкие годовые слои. Если погода благоприятствует, то вырастает широкое годичное кольцо, а в суровое холодное лето образуются настолько узкие кольца, что их порой едва можно различить невооруженным глазом. У одних деревьев годичные кольца хорошо различимы, а у других они едва заметны. Даже один и тот же ствол дерева в различных участках имеет различную ширину годичных колец.

У деревьев, растущих по отдельности, на вершине годичные кольца уже, чем у основания. А у деревьев в лесу наоборот - годичные кольца на вершине более широкие, чем у основания ствола. Есть однако, особенности , характерные для всех видов деревьев, или для большинства деревьев одного вида. Например, ширина колец с освещённой стороны дерева больше, чем с теневой, поэтому по пням, оставшимся от одиноко стоящих деревьев, можно определить, где север и юг. У видов, начинающих расти под пологом леса (в наших лесах это, например, ель, дуб), как правило, можно наблюдать закономерное изменение ширины колец в первые годы их жизни: пока молодое деревце живёт в тени, кольца узкие, когда света начинает доставаться больше – они становятся шире. Естественное выпадение и вырубка соседних деревьев также влияют на ширину колец - при образовании «окна» рядом с растущим деревом, оно начинает активно расти, прибавляя в росте, как в высоту, так и в толщину.

1.4. Определение возраста дерева по годовым кольцам.

Природа сделала деревья своими летописцами. Каждый год своей жизни дерево заносит в свой «дневник», в котором страницами служат годовые кольца. Каждое такое кольцо - это файл памяти, в котором хранятся данные о климатических условиях прошлого - температуре, осадках, влажности и составе почвы, солнечной активности и даже химическом составе земной атмосферы.

Одно годичное кольцо, соответствующее одному периоду роста (году), а общее число годичных колец дерева соответствует числу лет его жизни.

По количеству годичных колец на спиле дерева в нижней части ствола можно приблизительно судить о возрасте дерева. Точный возраст определить сложно, так как иногда образуются ложные годичные кольца, что связано с приостановлением деления клеток камбия в случае отмирания листьев в весенние заморозки либо при объедании листьев вредителями. Также по количеству годичных колец можно сделать вывод о темпах роста дерева и условиях его жизни в зависимости от того, на каком уровне спил был сделан.

Глава 2. Методика проведенных исследований.

2.1. Краткое описание практикума.

Выполнение работы осуществлялось 14 мая 2012 года. В работе использовались образцы спилов березы. Санитарная вырубка деревьев производилась во дворе дома №113 по улице Коммунальной и по улице Паркой, на территории дендропарка поселка. Именно с этих участков были взяты образцы спилов.

Работали двумя группами. В роли инструкторов выступили члены научного общества учащихся «Юный путешественник». Для исследования использовали образец спила дерева, линейку, карандаш.

2.2. Методика изучения динамики роста дерева по годичным кольцам.

Исследовательская работа была выполнена с использованием методического пособия «Изучение динамики роста дерева по годичным кольцам». Авторы: А.С.Боголюбов, Н.С.Лазарева («Экосистема», 2001).

План выполнения работы:

1 . Подготовка спила . В лесу надо найти поваленное или стоящее сухое дерево, у которого можно определить год отмирания. Если на дереве сохранилась хвоя или сухие листья, то оно погибло недавно и годом его гибели можно считать текущий год. Если хвои и листьев нет, но сохранились самые мелкие веточки, то оно погибло в прошлом году. Более старые деревья лучше не использовать, так как точно определить год гибели дерева невозможно и все дальнейшие старания будут сведены на «нет» отсутствием «точки отсчета».

Спил ствола делают как можно ближе к основанию дерева, так как желательно как можно точнее знать год рождения дерева. Однако в любом случае при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в полметра соответствует примерно 5-7 годам, около метра -10-12.

2. Подсчет ширина колец. Проводят эту работу вдвоем: один проводит измерения, другой ведет записи под диктовку. Организуют измерения в следующем порядке. Вначале тонким карандашом намечают линию, по которой будут проводиться измерения. Линия должна проходить точно от центра спила до его внешнего края (по радиусу). Для измерения следует выбрать сектор ствола с наименьшим количеством аномалий - трещин, неконцентрических уплотнений, остатков сучков, старых затекших ран и т.п. Линия подсчетов должна проходить по максимально "среднему" сектору древесины.

Затем к внешнему краю последнего (наружного) кольца прикладывают линейку с хорошо различимыми миллиметровыми делениями (например, металлическую). Ноль линейки должен совпадать с внешним краем последнего кольца.

Рис. 4. Подсчет ширина колец.

Для фиксации измерений заполнить таблицу:

Таблица №1.

Динамика роста дерева.

Год

Метка

Прирост

В графе "год" заранее указывают все годы, начиная с года гибели дерева – «вглубь времени», вплоть до года рождения дерева, который точно устанавливают после окончания измерений.

В графу "метка" записывают данные о положении границы очередного годичного кольца на линейке (в миллиметрах). Такой подсчет производят последовательно от самого последнего (внешнего), до самого первого кольца (в центре спила).

После завершения расчета положения колец по линии радиуса (после заполнения графы "метка") приступают к расчету годичных приростов. Делают это с помощью калькулятора, вычитая из значения каждого более старого кольца значение расположения более молодого.

3. Построение графика. На основании полученных данных о приросте строится график динамики роста дерева по годам. По оси абсцисс откладываются годы - слева направо от года рождения дерева до последнего года его жизни. По оси ординат откладываются абсолютные значения прироста - в миллиметрах.

4. Интерпретация данных. Проанализировать динамику роста деревьев в связи с изменениями внешних факторов. Провести сравнительный анализ динамики роста различных деревьев с попыткой выявления общих закономерностей их развития. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Глава 3. Результаты и их обсуждение.

Площадка 1. Улица Коммунальная, дом №113.

Первая группа исследовала образец спила березы с улицы Коммунальной. Произвели подсчет ширины годовых колец. По результатам подсчетов заполнили таблицу:

Таблица №2.

Динамика роста дерева. Площадка 1. Улица Коммунальная, дом №113.

Год	Метка	Прирост	Год	Метка	Прирост	Год	Метка	Прирост
2012			1995	23,4		1978	69,4
2011			1994	24,6		1977	73, 1
2010			1993	26,1		1976	78,3
2009			1992	28,5		1975	83,2
2008			1991	31,1		1974	85,2
2007			1990	34,0		1973	86,0
2006			1989	36,5		1972	86,7
2005			1988	39,0		1971	89,2
2004			1987	42,8		1970	93,5
2003	10,7		1986	44,2		1969	97,0
2002	12,1		1985	46,2		1968	101,1
2001	14,1		1984	49,8		1967	104,4
2000	15,7		1983	53,2		1966	106,9
1999	16,4		1982	56,3		1965	109,1
1998	17,8		1981	58,2		1964	113,3
1997	19,8		1980	62,4		1963	115,1
1996	21,1		1979	65,2		1962	118,6
1961	123,2

Рис. 5. Динамика роста березы. Улица Коммунальная.

Анализируя полученный график, отмечаем годы с минимальными приростами: 1973, 1974, 2009, 2010, 2011 года. Выделим периоды замедленного роста березы: 1973-1974 г.г. (2 года); 2009-2010-2011 (3 года).

Попытаемся выяснить причины замедленного роста березы. Всякие неблагоприятные обстоятельства, как, например, угнетение, засухи, заморозки, повреждения насекомыми, болезни и прочее, уменьшают ширину годичных колец.

Рис. 6. Метеостанция поселка Анна.

Данные, полученные с муниципальной метеостанции, позволили определить неблагоприятные факторы, повлиявшие на рост березы. Лето 1972 года считается одним из самых засушливых в Черноземье за последние сто лет. Сухая весна, отсутствие осадков более 60 дней привели к засухе.

По методике расчет годичных приростов производится путем вычитания из значения каждого более старого кольца значение расположения более молодого. Поэтому прирост с 1972 по 1973 год (1 год) записан в графе «Год» - 1973 и равен 0,7.

Достаточно жаркое лето отмечалось и в 1973 году. Поэтому прирост с 1973 по 1974 год равен 0,8.

Среди различных факторов, способствующих росту дерева, главнейшую роль играют свет, тепло и влажность. А так же в молодом возрасте дерево образует обычно более широкие годовые слои, чем впоследствии. Это легко прослеживается по таблице и графику. С 1962 по 1972 год прирост изменялся от 2,5 до 4,6. Самые высокие показатели прироста приходятся на этот временной отрезок. Позднее прирост заметно уменьшается. Соседние деревья подросли в высоту и условия освещения кроны ухудшились.

Низкий прирост отмечается с 2009 по 2011 год. Жаль, что данными муниципальной метеостанции, в связи с закрытием, воспользоваться невозможно. Будем использовать результаты наблюдения за погодой, полученные членами НОУ «Юный путешественник».

Рис. 7. Снятие показаний приборов.

Аномальная жара отмечалась в Воронежской области в конце лета 2009 года и летом 2010 года. Осень 2009 года была сухой, суровое бесснежное начало зимы «выдавило» из почвы остатки влаги, а выпавший в середине зимы снег не пропитал промерзшую почву и сошел с весенним паводком. Зима 2010 выдалась очень морозная, особенно февраль. Такие неблагоприятные условия привели к гибели многих деревьев, в том числе и на исследуемом участке.

По нашим подсчетам год посадки дерева - 1962. Учтем одно важное условие. Пользуясь методикой, при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в полметра соответствует примерно 5-7 годам, около метра - 10-12. Образец спила был взят на высоте не более 40 см от поверхности земли. Возраст дерева – 50 лет (по нашим расчетам). Соответственно: 50 лет+5 лет=55 лет или 1962 год – 5 лет =1957 год (год посадки)

Члены НОУ «Юный путешественник» побеседовали с жителями дома №113 по улице Коммунальная и выяснили, что дом построен в 1959 году и весной этого же года посажена аллея из берез и тополей.

Следует обратить внимание на погрешность, связанную с тем, что за один год могут образоваться два слоя или образования слоев не происходит. Последнее обычно является следствием недостаточного питания дерева. Чаще встречается удвоение годового слоя, которое происходит, например, если молодая листва объедается насекомыми или побивается весенними заморозками и взамен нее из запасных почек развиваются новые листья.

Площадка 2. Улица Парковая. Дендропарк поселка Анна.

Вторая группа исследовала образец спила березы с улицы Парковой. Произвели подсчет ширины годовых колец. По результатам подсчетов заполнили таблицу:

Таблица №3.

Динамика роста дерева. Площадка 2. Улица Парковая. Дендропарк поселка Анна.

Год	Метка	Прирост	Год	Метка	Прирост	Год	Метка	Прирост
2012			1979	49,6		1946	141,6
2011			1978	52,5		1945	145,9
2010			1977	55,0		1944	149,4
2009			1976	57,5		1943	152,4
2008			1975	60,8		1942	155,6
2007			1974	61,7		1941	159,4
2006			1973	62,3		1940	162,6
2005			1972	65,2		1939	166,2
2004			1971	67,7		1938	170,4
2003			1970	70,4		1937	174,4
2002			1969	73,5		1936	178,3
2001	10,7		1968	77,0		1935	181,8
2000	11,9		1967	79,9		1934	185,2
1999	13,4		1966	82,9		1933	188,9
1998	14,7		1965	86,3		1932	192,3
1997	16,7		1964	89,1		1931	196,4
1996	18,3		1963	90,9		1930	200,0
1995	19,0		1962	93,3		1929	204,0
1994	19,9		1961	96,1		1928	207,7
1993	21,8		1960	99,1		1927	211,6
1992	23,2		1959	101,8		1926	215,7
1991	24,9		1958	104,2		1925	219,8
1990	27,1		1957	107,1		1924	223,6
1989	29,6		1956	110,6		1923	227,8
1988	31,5		1955	114,2		1922	232,6
1987	33,2		1954	117,2		1921	237,8
1986	35,2		1953	120,3		1920	242,8
1985	37,4		1952	123,1		1919	247,6
1984	39,9		1951	125,6		1918	252,0
1983	41,8		1950	128,3		1917	256,8
1982	43,5		1949	131,4		1916	262,0
1981	45,5		1948	134,2		1915	267,7
1980	47,7		1947	137,4		1914	273,4

На основании данных таблицы построили график:

Рис. 8. Динамика роста березы. Улица Парковая.

Анализируя полученный график, отмечаем годы с минимальными приростами: 1973, 1974, 1994, 1995, 2009, 2010, 2011 года. Выделим периоды замедленного роста березы: 1973-1974 (2 года), 1994-1995 (2 года), 2009-2010-2011 (3 года). Причин, влияющих на снижение прироста березы, достаточно много. Мы смогли исследовать влияние только климатических условий на снижение или увеличение прироста. Неблагоприятные климатические условия: сильная засуха летом 1972-1973 г.г.; морозная зима 1994 года; жаркое лето 2009 года; засуха 2010 года; засушливая осень 2009 года; холодная вторая половина зимы 2010 годы.

Незначительное снижение прироста отмечается с 1957 года. Причина – снижение освещенности кроны дерева за счет значительной высоты соседних деревьев.

Годовые кольца данного образца отличаются разной шириной годовых слоев. По ширине колец можно определить стороны горизонта. Такие кольца образуются в результате неравномерного освещения, плотной посадки соседних деревьев.

Максимальный прирост отмечается вплоть до 1946 года. Это связано с молодым возрастом дерева. Начиная с 1957 год по 1987 год, показатели прироста практически не изменяются, потому что дерево гармонично развивается и внешние условия не изменяются.

По нашим подсчетам дерево посажено в 1914 году, ему 92 года. Пользуясь методикой, при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в полметра соответствует примерно 5-7 годам, около метра - 10-12.

Образец спила был взят на высоте не более 40 см от поверхности земли. Возраст дерева – 92 года (по нашим расчетам). Соответственно: 92 года+5 лет=97 лет или 1914 год – 5 лет =1909 год (год посадки)

По данным Первомайского лесничества и поселковой администрации, данный выдел парка засажен березой бородавчатой в 1909 году.

Вспомним историю парка. Парк выделялся по своей планировке. Свободная ландшафтная композиция складывалась из луговых площадок и групп деревьев, так называемых «выделов», их всего 50. В каждую группу входила преимущественно одна порода, а соседние группы не повторяли одна другую. Березовая роща соседствовала с группой лиственниц, дубы с елями и так далее. Поэтому угнетение берез другими видами деревьев не наблюдалось.

Вывод: динамика роста деревьев зависит от изменения внешних факторов.

Выводы по работе:

Для написания работы познакомились с информацией по данной теме в литературных источниках и Интернете;
познакомились с методикой выполнения работы « Изучение динамики роста дерева по годичным кольцам»;
подсчитали количество и измерили ширину годичных колец (годовых приростов) образцов спилов двух площадок;
составили графики прироста деревьев по годам на двух площадках;
проанализировали динамику роста деревьев с изменением внешних факторов;
определили физические факторы среды произрастания древесных растений, которые оказывают влияние на рост и формирование годичных колец деревьев, существенно изменяя их строение. К ним относят: температурное воздействие (это могут быть низовые пожары, приводящие к локальным нагревам ствола дерева, что вызывает гибель камбиальных клеток и клеток формирующегося кольца текущего года); прямое механическое воздействие. Часто возникает в результате оползней, камнепадов. Приводит к гибели камбиальных клеток и деформации или гибели клеток формирующегося годичного кольца; радиационное воздействие (при высоких дозах возникают анатомические нарушения структуры годичных колец); географическое место произрастания дерева (существуют значительные отличия в меридиональном распределении интенсивности солнечной радиации, что обуславливает различие в распределении тепла и влаги); почвы (механическое строение и химический состав почвы определяют её влагоёмкость и, как следствие, количество доступной воды для древесных растений); температура и осадки (динамика которых во время вегетационного периода наиболее сильно влияет на формирование годичных колец) и др.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:
МКОУ «Аннинская СОШ с УИОП» Изучение динамики роста деревьев по годовым кольцам Автор: Ученица 10 «В» класса Сидоренкова Ольга Научный руководитель: Учитель географии Безуглова Надежда Николаевна Анна 2013
Цель: изучить динамику роста деревьев по годовым кольцам на примере березы бородавчатой. Задачи: изучить информацию по данной теме в литературных источниках и Интернете; познакомиться с методикой выполнения работы; подсчитать количество и измерить ширину годичных колец (годовых приростов); составить график динамики роста дерева по годам; проанализировать динамику роста деревьев в связи с изменениями внешних факторов; провести сравнительный анализ динамики роста различных деревьев с попыткой выявления общих закономерностей их развития; п роанализировать полученные результаты и сделать выводы.
Гипотеза: динамику роста деревьев определяют внешние факторы. Объект исследования: береза. Предмет исследования: годовые кольца на спиле дерева.
Актуальность работы:
Обзор источников информации по теме исследования. Годичные кольца, годовые слои у растений - это зоны прироста древесины, вызванные сезонной периодичностью деятельности камбия в результате смены тёплого и холодного времён года. Годичные к ольца – что это такое? Как образуются годичные кольца? Ширина годичных колец. Определение возраста дерева по годовым кольцам.
Методика проведенных исследований. Краткое описание практикума. Площадка 1. Улица Коммунальная дом №113 Площадка 2. Улица Парковая.
Методика изучения динамики роста дерева по годичным кольцам. Исследовательская работа была выполнена с использованием методического пособия «Изучение динамики роста дерева по годичным кольцам». Авторы: А.С.Боголюбов, Н.С.Лазарева («Экосистема», 2001).
План выполнения работы: 1 . Подготовка спила. В лесу или на улице надо найти поваленное или стоящее сухое дерево, у которого можно определить год отмирания.
2. Подсчет ширины колец. Вначале тонким карандашом намечают линию, по которой будут проводиться измерения. Линия должна проходить точно от центра спила до его внешнего края (по радиусу). Линия подсчетов должна проходить по максимально "среднему" сектору древесины.
Затем к внешнему краю последнего (наружного) кольца прикладывают линейку с хорошо различимыми миллиметровыми делениями (например, металлическую). Ноль линейки должен совпадать с внешним краем последнего кольца.
Год Метка Прирост Для фиксации измерений заполнить таблицу: Динамика роста дерева. В графе "год" заранее указывают все годы, начиная с года гибели дерева – «вглубь времени», вплоть до года рождения дерева, который точно устанавливают после окончания измерений. В графу "метка" записывают данные о положении границы очередного годичного кольца на линейке (в миллиметрах). Такой подсчет производят последовательно от самого последнего (внешнего), до самого первого кольца (в центре спила). После завершения расчета положения колец по линии радиуса (после заполнения графы "метка") приступают к расчету годичных приростов. Делают это с помощью калькулятора, вычитая из значения каждого более старого кольца значение расположения более молодого.
3 . Построение графика. На основании полученных данных о приросте строится график динамики роста дерева по годам. По оси абсцисс откладываются годы - слева направо от года рождения дерева до последнего года его жизни. По оси ординат откладываются абсолютные значения прироста - в миллиметрах. 4. Интерпретация данных. Проанализировать динамику роста деревьев в связи с изменениями внешних факторов. Провести сравнительный анализ динамики роста различных деревьев с попыткой выявления общих закономерностей их развития. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы. Годы жизни дерева Прирост. мм
Результаты и их обсуждение. Площадка 1. Улица Коммунальная, дом №113. Динамика роста дерева.
График динамики роста березы
Дневник погоды в Анне за Май 2012 г Наблюдение за погодой на территории школы
Анализ графика: 1. Годы с минимальными приростами: 1973, 1974, 2009, 2010, 2011 года. 2. П ериоды замедленного роста березы: 1973-1974 г.г. (2 года); 2009-2010-2011 (3 года). Факторы, повлиявшие на минимальный прирост и замедление роста березы: 1. Лето 1972 года считается одним из самых засушливых в Черноземье за последние сто лет. Сухая весна, отсутствие осадков более 60 дней привели к засухе. 2. Достаточно жаркое лето отмечалось и в 1973 году. 3. Низкий прирост отмечается с 2009 по 2011 год. Аномальная жара отмечалась в Воронежской области в конце лета 2009 года и летом 2010 года. Осень 2009 года была сухой, суровое бесснежное начало зимы «выдавило» из почвы остатки влаги, а выпавший в середине зимы снег не пропитал промерзшую почву и сошел с весенним паводком. Зима 2010 выдалась очень морозная, особенно февраль.
3. Высокие показатели прироста 1962 по 1972 год. Факторы, повлиявшие на максимальный прирост и ускорение роста березы: 1 . В молодом возрасте дерево образует обычно более широкие годовые слои, чем впоследствии. 2. До 1972 показатели прироста были высокими еще по одной причине. Не было сильного угнетения березы со стороны соседних деревьев. Потому что высота деревьев в этот период была незначительная.
По нашим подсчетам год посадки дерева - 1962. Пользуясь методикой, при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в полметра соответствует примерно 5-7 годам, около метра - 10-12. Образец спила был взят на высоте не более 40 см от поверхности земли. Возраст дерева – 50 лет (по нашим расчетам). Соответственно: 50 лет+5 лет=55 лет или 1962 год – 5 лет =1957 год (год посадки) Внимание! Погрешность. Члены НОУ «Юный путешественник» побеседовали с жителями дома №113 по улице Коммунальная и выяснили, что дом построен в 1959 году и весной этого же года посажена аллея из берез и тополей.
Площадка 2. Улица Парковая. Дендропарк поселка Анна. Динамика роста дерева.
График динамики роста березы
Анализ графика: 1. Годы с минимальными приростами: 1973, 1974, 1994, 1995, 2009, 2010, 2011 года. 2. П ериоды замедленного роста березы: 1973-1974 г.г. (2 года); 1994-1995 (2 года) ; 2009-2010-2011 (3 года). Факторы, повлиявшие на минимальный прирост и замедление роста березы: 1. Неблагоприятные климатические условия: сильная засуха летом 1972-1973 г.г.; морозная зима 1994 года; жаркое лето 2009 года; засуха 2010 года; засушливая осень 2009 года; холодная вторая половина зимы 2010 года. 2. Незначительное снижение прироста отмечается с 1957 года. Причина – снижение освещенности кроны дерева за счет значительной высоты соседних деревьев. 3. Годовые кольца данного образца отличаются разной шириной годовых слоев. Такие кольца образуются в результате неравномерного освещения, плотной посадки соседних деревьев.
Факторы, повлиявшие на максимальный прирост и ускорение роста березы: 1 . В молодом возрасте дерево образует обычно более широкие годовые слои, чем впоследствии. 3. Максимальный прирост отмечается вплоть до 1946 года. 2. Начиная с 1957 год по 1987 год показатели прироста практически не изменяются, потому что дерево гармонично развивается и внешние условия не изменяются.
По нашим подсчетам год посадки дерева – 1914, возраст дерева - 92 года. Пользуясь методикой, при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в полметра соответствует примерно 5-7 годам, около метра - 10-12. Образец спила был взят на высоте не более 40 см от поверхности земли. Возраст дерева – 92 года (по нашим расчетам). Соответственно: 92 года +5 лет=97 лет или 1914 год – 5 лет =1909 год (год посадки) По данным Первомайского лесничества и поселковой администрации, данный выдел парка засажен березой бородавчатой в 1909 году.
Выводы по работе: Для написания работы познакомились с информацией по данной теме в литературных источниках и Интернете; познакомились с методикой выполнения работы «Изучение динамики роста дерева по годичным кольцам»; подсчитали количество и измерили ширину годичных колец (годовых приростов) образцов спилов двух площадок; составили графики прироста деревьев по годам на двух площадках; проанализировали динамику роста деревьев с изменением внешних факторов; определили физические факторы среды произрастания древесных растений, которые оказывают влияние на рост и формирование годичных колец деревьев, существенно изменяя их строение; данная методика позволяет определить возраст по годичным кольцам, но с погрешностями в измерениях, в связи с влияниями внешних и внутренних факторов на дерево.

МОУ ДОД «Центр дополнительного образования детей
Георгиевского района»
Детское объединение «Исследователи природы»

Определение устойчивости растений
к засолению почвы и воздуха

Введение

Цель: изучить устойчивость некоторых растений произрастающих на территории села Новозаведенного к засолению почвы и воздуха.
Задачи:
Оценить чувствительность растений к засолению почвы и воздуха;
Определить влияние хлоридного и карбонатного засоления;
Выделить виды, обладающие относительной устойчивостью к неблагоприятному воздействию солей.

Практическая значимость исследовательской работы заключается в том, что она может быть использована службой жилищно - коммунального хозяйства при проведении озеленительных мероприятий, на уроках экологии при изучении антропогенного влияния на почву, а также при проведении занятий элективного курса «Физиология растений».

Влияние засоления на растительные организмы.
Растения, приспособленные к существованию в условиях избыточного засоления, называют галофитами (от греч. «galos» соль, «phyton» растение). Это солеустойчивые растения, произрастающие на различных почвах по берегам соленых озер и морей, и особенно на засоленных почвах в степных и пустынных областях. Все галофиты можно разделить на три группы:
1) Настоящие галофиты (эвгалофиты) наиболее солеустойчивые растения, накапливающие в вакуолях значительные концентрации солей.
2) Солевыделяющие галофиты (криногалофиты), поглощая соли, они не накапливают их внутри тканей, а выводят из клеток с помощью секреторных желёзок (гидатод), расположенных на листьях.
3) Соленепроницаемые галофиты (гликогалофиты) приспосабливаются к произрастанию на засоленных почвах благодаря накоплению в тканях органических веществ. Высокое осмотическое давление в их клетках поддерживается за счет продуктов фотосинтеза, а не минеральными солями. Клетки этих растений малопроницаемы для солей. (Сергеева, 1971) Засоление приводит к созданию в почве низкого водного потенциала, поэтому поступление воды в растение сильно затруднено. Важнейшей стороной вредного влияния солей является также нарушение процессов обмена. Работами физиолога Б. П. Строганова показано, что под влиянием солей в растениях нарушается азотный обмен, что приводит к интенсивному распаду белков, в результате происходит накопление промежуточных продуктов обмена веществ, токсически действующих на растение, таких как аммиак и другие, резко ядовитые продукты. Под влиянием солей происходят нарушения ультраструктуры клеток, в частности изменения в структуре хлоропластов. (Строгонов, 1967)
Снижение продуктивности растений в условиях хлоридного засоления определяется угнетением их роста, который является интегральной характеристикой реакции растений на изменение окружающей среды. Степень угнетения растений и снижения биомассы находится в прямой коррелятивной зависимости от концентрации соли в субстрате и продолжительности засоления. Неясен вопрос о косвенном влиянии солей на рост растений. (Уоринг, Филлипс, 1984) Некоторые авторы утверждают, что главной причиной замедления роста растений в условиях засоления следует считать не прямое влияние избытка солей в их тканях, а ослабление способности корней поставлять в побеги необходимые для их роста продукты метаболизма, т. е. замедление поступления питательных элементов из субстрата, угнетение их метаболизации в корнях и транспорта в побеги. (Удовенко,1977)
Определенный интерес представляет вопрос о различиях в уровне солеустойчивости разных органов растений. Отрицательное действие высокой концентрации солей сказывается раньше всего на корневой системе растений. При этом в корнях страдают наружные клетки, непосредственно соприкасающиеся с раствором соли. Характерной особенностью корневых систем на почвогрунтах с глубинным засолением является их поверхностное распространение. Внезапное увеличение концентраций NaCl в среде приводит к скачкообразному увеличению ионной проницаемости корневой системы. Корни растений при избытке солей теряют тургор, отмирают и, ослизняясь, приобретают темную окраску. Исследования показали, что корни более чувствительны к засолению, чем надземные органы. Однако известны и факты положительного влияния засоления субстрата на накопление массы корней при замедленном росте побегов. В стебле наиболее подвержены действию солей клетки проводящей системы, по которым раствор солей поднимается к надземным органам. При натриево- хлоридном засолении побеги короткие, быстро заканчивают свой рост. Листья также в значительной мере чувствительны к засолению. Общей реакцией для многих сельскохозяйственных культур является отмирание нижних листьев, подсыхание кончиков листьев, изменение окраски листьев от темно-зеленой к светло-зеленой с желтым оттенком явный признак солевого повреждения. (Генкель,1982)
С увеличением концентрации соли наблюдается тенденция к снижению суккулентности растений, что свидетельствует о подавлении способности к осморегуляции. С увеличением концентрации хлорида натрия растения теряют способность сохранять оводненность органов и это отрицательно сказывается на их солеустойчивости. Но в то же время разные виды растений обладают различной способностью регулировать содержание воды в своих тканях. Так С3 растения регулирует содержание воды в своих органах хуже, чем С4. (Горышина, 1979)
В результате обобщения данных о влиянии засоления среды выделены следующие факторы угнетения растении при засолении:
1) Затрудненно водоснабжения целого растения и, следовательно, отрицательные изменения в работе механизмов осморегуляции;
2) Дисбаланс минерального состава среды, в результате которого происходят нарушения минерального питания растений;
3) Стресс на сильное засоление;
4)Токсикация. (Прокофьев, 1978)
В сельскохозяйственном производстве основным методом борьбы с засолением является мелиорация засоленных почв, создание надежного дренажа и промывка почв после сбора урожая. На солонцах (почвы, содержащие много натрия) мелиорацию осуществляют с помощью гипсования, которое приводит к вытеснению натрия из почвенного поглощающего комплекса и замещению его кальцием. Внесение в почву микроэлементов улучшает ионный обмен растений в условиях засоления. Солеустойчивость растений увеличивается после применения предпосевного закаливания семян. Для семян хлопчатника, пшеницы, сахарной свеклы достаточна обработка в течение часа 3%-ным раствором NaCl с последующим промыванием водой (1,5 ч). При такой «закалке» снижается проницаемость протоплазмы для солей, повышается порог её коагуляции солями, меняется характер обмена веществ - растения, выросшие из таких семян, характеризуются более низкой интенсивностью обмена, но являются более устойчивыми к хлоридному засолению. Для закалки к сульфатному засолению семена в течение суток вымачивают в 0,2%-ном растворе сульфата магния. (Володько,1983)

Физико-географическая характеристика места исследования
Георгиевский район расположен на юге Ставропольского края. Село Новозаведенное находится на востоке Георгиевского района, на левом берегу реки Кумы, на высоте 245 метров над уровнем моря. Географическое местонахождение – 44о с. ш. и 43о в. д., это южнее умеренного пояса. Климат села – умеренно-континентальный. Лето - жаркое, средняя температура июля +26 0С, максимальная температура июля +420С. Зимы - малоснежные, средняя температура января -40С, минимальная температура января -320С. Село расположено в зоне недостаточного увлажнения, в год выпадает 400-500мм осадков. (Савельева, 2003)
Преобладают восточные, северо-восточные, западные ветры. С климатом связаны такие явления природы как туманы. Ежегодно, в последние пять лет, выпадает град Рельеф села – холмистая равнина, к северу от села начинаются Прикумские высоты до 260 м, к юго – востоку Терско – Кумская низменность. Природная зона – степь. Село находится в переходной зоне – от чернозёмных до каштановых почв, в долине реки Кумы почвы аллювиальные. (Вишнякова, 2000)

3 . Место, материал, методика исследования
При выполнении работы была использована методика, предложенная Федоровой А. И.(Практикум по экологии..,2001). Данная работа выполнялась в трех вариантах.
Объекты исследования: шелковица черная (Morus nigra), вяз мелколистный (Ulmus laevis), груша обыкновенная (Pyrus communis), черешня (Cerasus avium), вишня садовая (Cerasus vulgaris), абрикос обыкновенный(Armeniaca vulgaris), сирень обыкновенная (Syringa vulgaris), снежная ягода (Symphoricarpos albus), спирея иволистная (Spiraea salicifolia), бирючина обыкновенная (Ligustrum vulgaris), чубушник душистый (Philadelphus coronarius).
Оборудование, реактивы, материалы: цилиндры на 100мл; штативы к пробиркам; мерные пробирки; весы; разновесы; острая бритва; соли Na2CO3, NaCl; вода; веточки разных растений с 3-4 одинаковыми небольшими листьями.
Вариант 1. Влияние опудривания растений солями на их устойчивость (иллюстрирует влияние на растения ветровых отложений).
Ход работы: Ветки разных древесных растений взвешивали и уравнивали (путем подрезания) до одинаковой массы, выдерживали в воде 15 мин до их насыщения влагой, вынимали, обсушивали фильтровальной бумагой, обрабатывали смачивателем (1% раствор зеленого мыла). Роль смачивателя в естественной обстановке выполняют растворы некоторых солей, образующих гель, гуминовые и фульвокислоты, содержащиеся в эоловых переносах, а главное - выделения самих растений. После этого срез ветки быстро обновляли бритвой и ставили в сосуд большую пробирку со строго дозированным количеством водопроводной отстоянной воды. Отверстие сосуда плотно закрывали листочком станиоля, пробирки надписывали. Соли (NaCI, Na2C03) растирали в ступке до мелкодисперсного состояния. Кусочки ваты рыхло накручивали на палочку, затягивали ниткой и использовали как кисточку, которой опудривали равномерно листья, черешки, подопытных растений солями. Контроль - растения без опудривания. Ветки выставляли на рассеянный свет на 1 неделю, избегая сильного их нагревания. Затем учитывали такие признаки, как потеря тургора, появление инфильтрационных просвечивающих пятен, появление некрозов (отмершей ткани), подсыхание краев листа, их скручивание и др. Одновременно измеряли поглощение воды из пробирок, используя мерную пробирку.
Вариант 2. Влияние солевых осадков на листья растений (имитирует влияние солевых осадков на лист или выпавшей росы на солевой покров листа, т.е. действие на лист раствора солей).
Ход работы: Ветки разных видов древесных растений с одинаковым числом листьев выравнивали путем взвешивания, как в предыдущем опыте, выдерживали путем полного погружения в 5%-ных растворах солей (NaCI, Na2C03) в течение 15 минут. Контрольные ветви выдерживали в воде. Для опыта использовали не менее четырех веток каждого вида. После этого срезы быстро обновляли бритвой и ветви ставили в воду (одинаковое количество во всех опытах и контрольных вариантах). Испарение воды из пробирок предотвращали изолированием фольгой. Через 1 неделю производили оценку состояния растений и измер
·яли поглощение воды.
Вариант 3. Поглощение растениями растворов из засоленных почв (опыт имитирует состояние растений и поглощение ими растворов из засоленных почв, которое вызвано близко лежащими к поверхности засоленными грунтовыми водами).
Ход работы: Приготавливали 5 % растворы солей (NaCI, Na2C03). Наливали равное количество этих растворов в большие пробирки. Контроль - вода. Ветви растений взвешивали и уравнивали путем подрезания. Сосуды изолировали от испарения воды фольгой. Через 1 неделю производили оценку состояния растений и измеряли поглощение воды.

Результаты исследования
Влияние опудривания растений солями на их устойчивость. В данном варианте мы наблюдали влияние на растения ветровых отложений, которые содержат различные соли и переносятся ветром. Эффект засоления оценивали по визуальным наблюдениям за внешним видом растений, сравнивали их с контрольными растениями. Результаты наблюдений представлены в таблице 1. Таблица 1
Повреждение листьев растений при опудривании солями.
Название
растений
Характер повреждения листьев

Na2CO3
NaCl

Вяз мелколистный
Появление темных пятен по краям листовой пластинки
Листья пожелтели, появились коричневые пятна

Шелковица
Потеря тургора, листовая пластинка полностью побурела
Потеря тургора, листья свернулись и засохли

Груша обыкновенная
Листовая пластинка потемнела
Темные и бурые пятна

Черешня
Пожелтение вдоль центральной жилки
Часть листовой пластинки стала коричневой

Вишня
Цвет листьев не изменился
Между жилками появились темные полосы

Абрикос
Потеря тургора, усыхание нижних листьев и опадание
Потеря тургора, появление пятен, усыхание листьев

Сирень
Листья становятся грязно-бурыми.
Потеря тургора, листья становятся уродливыми, засыхают и опадают.

Снежно -ягодник белый
Листья желто-бурого цвета
Появляются пятна бурого цвета, которые превращаются в «дыры»

Бирючина
Небольшое потемнение листьев
Потемнение жилок листа

Спирея
Появление темных пятен на листья и стеблях, усыхание нижних листьев.
Появление некротических пятен

Чубушник
Потеря тургора, побурение и засыхание нижних листьев
Листья теряют тургор, поникают, засыхают

Потеря тургора у растений наблюдается на второй день после опудривания NaCl и Na2CO3. Признаки токсичности проявляются на листьях на 3-5 день при опудривании Na2CO3, и на 2-3 день NaCl. На листовых пластинках появляются некротические пятна, наблюдается сворачивание и усыхание листьев, потемнение в области жилок, выпадение некротических пятен и образование «дыр». Изменения листовых пластинок в большей степени наблюдается у чубушника, шелковицы, вяза, сирени. У вишни и бирючины листовые пластинки претерпели меньше изменений. Сравнивая степень повреждения листьев при действии NaCl и Na2CO3 можно сказать, что хлоридное засоление оказывает более сильное влияние на листья растений, чем карбонатное. Процесс поглощения воды растениями нарушается при опудривании солями. Результаты наблюдений представлены на рисунке 1.

Рис.1 Поглощение воды растениями при их опудривании солями

Из представленных на рисунке данных видно, что при опудривании солями процесс поглощения воды у большинства опытных растений нарушается. Высокая интенсивность поглощения воды при хлоридном засолении сохраняется у груши, у шелковицы процесс поглощения не происходит совсем. Превышение контрольных показателей на 13 % наблюдается у груши при карбонатном засолении, у шелковицы и черешни они ниже контрольных и составляют соответственно 12% и 13%.
Сравнивая полученные данные по изменению внешнего вида листьев и поглощению воды, были определены наиболее устойчивые к засолению воздуха растения – это вишня, груша, черешня и бирючина, менее устойчивы шелковица, абрикос, вяз, чубушник, сирень.
Влияние солевых растворов на листья растений. В этом варианте изучалось влияние солевых осадков на лист или выпавшей росы на покров листа, т.е. действие на лист раствора солей. Результаты наблюдений за изменениями внешнего вида растений представлены в таблице 2.
Таблица 2
Повреждение листьев растворами солей
Название растения
Характер повреждения листьев

Na2CO3
NaCl

Вяз мелколистный
Листья теряют тургор, поникают.
Скручивание и усыхание листьев

Шелковица
По краям листьев появляется узкая полоса, а между жилками - пятна желтовато-зеленого цвета.
Обесцвечивание листьев

Груша обыкновенная
Листья приобретают темную окраску
Появление сквозных пятен

Черешня
Появление темных полос вдоль жилок листьев
Небольшое количество мелких, темных пятен

Вишня
Появление темно-коричневых каймы по краю листа
Появление точек по краям листа, побурение верхних листьев

Абрикос
Появление желтых и белых пятен, засыхание листа
Потеря тургора, осветление и усыхание листьев

сирень
Листья грязно- фиолетового цвета
Вдоль жилок темные полосы

Снежно -ягодник белый
Коричневые пятна на листьях
Некротичные пятна выпадают, оставляя “дыры” на листьях

Бирючина
Появление бурых пятен
Появление темных полос вдоль жилок

Спирея
Желтая кайма по краю листьев
Потемнение листьев

Чубушник
Потеря тургора, засыхание
Быстрое усыхание, скручивание и опадание листьев

Изменение окраски листьев, и потеря тургора у большинства растений происходит на следующий день после обработки побегов растворами солей. По краю листьев появляются светло-зеленые пятна. Некроз впервые же дни быстро разрастается. Цвет листьев становится бурым, края загибаются, происходит опускание кончиков побегов вниз, верхняя часть побега быстро засыхает. На 5-7-й день наблюдается опадание листьев. По степени поражения листовой пластинки относительную устойчивость к раствору карбоната натрия проявляют черешня, вишня, спирея не устойчивы чубушник, шелковица, вяз. К хлориду натрия устойчивы вишня и бирючина. В этом варианте, как и в первом, действие хлорида натрия на опытные растения проявляется в большей степени, что заметно по морфологическим изменениям на листовых пластинках.
Результаты поглощения воды растениями после их обработки растворами солей представлены на рисунке 2.

Рис.2 Поглощение воды растениями при действии на листья 5% растворов солей
Проведенные измерения показали, что интенсивность поглощения воды у большинства растений выше при обработке их раствором NaCl. Следовательно, в условиях карбонатного засоления у растений более явно выражено снижение процесса поглощения воды. В большей степени поглощение воды снизилось у чубушника и спиреи, у черешни, снежной ягоды, груши поглощение воды снизилось в меньшей степени.
Сопоставляя полученные данные можно сказать, что наиболее устойчивы к влиянию солевых растворов растения черешни, снежная ягода, груша.
Поглощение растениями растворов солей из засоленных почв
Данный опыт имитирует состояние растений и поглощение ими растворов из засоленных почв, которое вызвано близко лежащими к поверхности засоленными грунтовыми водами. Результаты повреждения листьев при поглощении растворов NaCl и Na2CO3 представлены в таблице 3.
Таблица 3
Повреждение листьев при поглощении растворов
NaCl и Na2CO3 5%концентрации
Название растения
Характер повреждения листьев

5% NaCl
5% Na2CO3

Вяз мелколистный
Потеря тургора, листья пожелтели
Потеря тургора, появление темных пятен

Шелковица
Потеря тургора, усыхание листьев
Потеря тургора, сворачивание и усыхание листьев

Груша обыкновенная
Потеря тургора
Потеря тургора, появление белых полосок в нижних частях листьев

Черешня
Потеря тургора
вдоль центральной жилки

Вишня
Потеря тургора
Потеря тургора побурение листьев вдоль центральной жилки

Абрикос
Потеря тургора, потемнение жилок, сворачивание края листа
Потеря тургора, выпадение некротических пятен

сирень
Потеря тургора, побурение листьев
Потеря тургора, появление больших черных пятен

Снежно -ягодник белый
Потеря тургора, побурение листьев
Потеря тургора, побурение листьев, появление больших черных пятен

Бирючина
Потеря тургора, появился белый солевой налет
Потеря тургора, появление солевых пятен, выпадение некротических пятен

Спирея
Потеря тургора, частичное побурение листьев

Чубушник
Потеря тургора, некротических пятен мало
Потеря тургора, появление солевых пятен

При поглощении растениями растворов NaCl и Na2CO3 5% концентрации потеря тургора происходит на следующий день после закладки опыта у всех растений кроме спиреи. Изменения на листьях в 5%растворе хлористого натрия появляются на 3-5 день, в растворе карбоната натрия на следующий день. Более сильное действие карбоната натрия можно объяснить тем, что сода распадается, образуя сильную щелочь (гидроксид натрия). (Алешин, 1985) Черешки и жилки листьев опытных растений приобретают коричневый цвет. В меньшей степени изменения листьев наблюдается у спиреи, вишни, черешни, груши у остальных растений заметны более значительные повреждения у бирючины на листьях появился белый солевой налет.
Поглощение растениями растворов солей вызывает не только изменение листовых пластинок, но и нарушает процесс поглощения воды в растениях. Результаты поглощения воды растениями в данном опыте представлены на рисунке 3.

Рис. 3 Поглощение воды растениями из растворов солей 5% концентрации
При поглощении растворов растения в большей степени теряют способность поглощать воду, и это отрицательно сказывается на солеустойчивости. Из представленных на рисунке данных видно, что в большей степени на поглощение воды растениями влияет 5% раствор Na2CO3 , в то же время разные виды растений обладают различной способностью к поглощению воды в условиях засоления. Вяз, вишня, снежная ягода, поглощают больше воды, следовательно, они более солеустойчивы.
Таким образом, фактор засоления отрицательно сказывается на жизнедеятельности растений. Засоление приводит к изменению анатомо-морфологической структуры листьев, снижению поглощения воды. Солеустойчивость растений связана с их способностью накапливать в клетках и тканях минеральные соли или подвижные органические соединения

Выводы

После анализа результатов полученных в ходе исследования можно сделать выводы:
Чувствительность разных растений к засолению неодинакова, она не совпадает при оценке разных показателей, при засолении воздуха наиболее чувствительны листовые пластинки, при засолении почвы в большей степени нарушается поглощение воды;
При засолении воздуха в большей степени проявляется действие хлоридного засоления, при засолении почвы карбонатного;
Среди опытных растений можно выделить виды, обладающие относительной устойчивостью к засолению почвы спирея, вишня, снежная ягода, вяз;
Относительной устойчивостью к засолению воздуха обладают вишня, груша, черешня, бирючина, сирень, абрикос, снежная ягода.

Литература
Алешин Е.П. Физиология растений.- М.: Агропромиздат,1985
Володько И.К. Микроэлементы и устойчивость растений к неблагоприятным условиям.- Минск: Наука и техника, 1983
Вишнякова В.Ф. Экология Ставропольского края. – Ставрополь, 2000.
Горышина Т.К. Экология растений. уч. Пособие для ВУЗов,- М.: В. школа, 1979
Генкель П.А. Физиология жаро - и засухоустойчивость растений.- М.:, Наука,1982
Прокофьев А.А. Проблемы засухоустойчивости растений.- М.: Наука, 1978
Савельева В.В. География Ставропольского края. – Ставрополь, 2003.
Сергеева К.А. Физиологические и биохимические основы зимостойкости древесных растений.- М.: Наука, 1971
Строгонов Б. П. Физиология сельскохозяйственных растений. т. 3, - М.; 1967
10. Уоринг Ф., Филлипс И. Рост растений и дифференцировка. - М.: Мир, 1984
11. Удовенко Г. В., Солеустойчивость культурных растений. - Л.; 1977
12. Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. – М.: Владос, 2001.

Изучение динамики роста деревьев по годичным кольцам

К категории методических пособий можно также отнести книги, написанные и изданные нашими друзьями и коллегами, и продающиеся в нашем некоммерческом Интернет-магазине :

	Организация исследовательской и проектной деятельности в школе (пособие для учителя) Организация образовательного процесса в массовой школе на основе проектной и исследовательской деятельности , которая коренным образом изменяет функцию учителя, наталкивается на неподготовленность педагогических кадров к претворению инновационной идеи. Снова учитель один на один оставлен с серьёзными проблемами, возникающими при освоении инноваций. Представляемое пособие для учителя призвано объяснить введение в школьный образовательный процесс таких инновационных технологий как исследовательская и проектная деятельность .
	Основы гидроботанических исследований: методическое пособие-определитель Учебно-методическое пособие посвящено теоретическим и практическим вопросам, связанным с организацией гидроботанических исследований учащихся. Даны рекомендации к организации (подготовке и проведению) гидроботанических исследований и конкретные методики , относящиеся к определённым направлениям гидроботанических исследований. Методики, разработанные ведущими учёными в области гидроботаники, адаптированы для восприятия и понимания и предполагают свободное овладение ими самостоятельно или под руководством педагогов. Приводятся ключи для определения растений водной флоры в полевых условиях, справочные материалы по некоторым наиболее важным направлениям гидроботаники.
	От наблюдения до выступления. Пособие для педагога В пособии рассказывается, как вы можете оказаться на природе, найти там интересные для вас объекты исследования, понаблюдать за ними, измерить, сравнить, сфотографировать, оформить собранный материал в виде доклада, исследовательской работы и выступить на конференции. Пособие может быть полезно юным натуралистам, которым интересно знакомиться с природой и раскрывать ее тайны, учителям, работающим со школьниками по подготовке к конференциям. Пособие поможет заинтересовать и организовать ребят, сформировать у них множество полезных и нужных УУД (универсальных учебных действий) по ФГОС.
	Данное пособие может пригодиться руководителям детских туристских кружков, а также будет интересно широкому кругу любителей самодеятельного туризма, так как содержит сведения по подготовке и проведению не очень сложных путешествий (от походов выходного дня до многодневных пеших или байдарочных). В книге, кроме специальных туристских сведений, описаны также способы приготовления походной еды, первая помощь, игры в свободное время и многое другое, что может пригодиться в туристском походе. В данном пособии содержится много полезных советов, основанных на многолетнем опыте автора, поэтому желательно его внимательно изучить до похода и обязательно взять с собой.

Другие методические материалы по организации проектной деятельности
и исследовательской работы школьников в природе

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа им. Новикова Р.А.

с. Ковылино Чернянского района Белгородской области»
Исследовательская работа

«Изучение динамики роста дерева по годичным кольцам»

Выполнила:

Сбитнева Светлана,

ученица 10 класса

Руководитель:

Гревцева В.А,

учитель биологии
Содержание.

1. Введение.

2. Подготовка спила.

3. Подсчет годичных колец.

4. Построение графика.

Цель работы: подготовить спилы стволов деревьев с последующим

подсчетом и измерением ширины годичных колец (годовых

приростов).

Годичные кольца, видимые на поперечном спиле ствола дерева, растущего в умеренной климатической зоне, появляются в результате того, что в течение одного вегетационного сезона прирост дерева в толщину осуществляется неодинаково. В начале лета рост ствола в толщину идет за счет крупных рыхлых клеток, которые в последующем имеют светлый оттенок. В конце вегетационного сезона – осенью – образующиеся клетки древесины мельче, а оболочки у них толще, чем весной и летом. Цвет этих клеток темнее, чем тех, которые образовались в начале лета. Таким образом, годичное кольцо имеет светлую и темную составляющую, и в результате этого на спиле дерева мы можем видеть границы годичных колец.

Такие видимые годичные кольца образуются только в тех зонах Земли, где есть четкая смена сезонов. В районах без четкой смены сезонов, например на экваторе, годичные кольца на деревьях также образуются, но они практически не видны – древесина имеет темную окраску.

По количеству годичных колец на спиле ствола можно довольно точно определить возраст дерева. Кроме того, ширина одного годичного кольца, то есть годового прироста дерева, колеблется из года в год. Она зависит от состояния дерева в данный вегетационный сезон, что, в свою очередь, зависит от климатических особенностей года, здоровья дерева и многих других факторов.

Каждый год у дерева вырастает наружный слой древесины в виде кольца, поэтому его и называют годичным. Сосчитав число колец, мы точно узнаем возраст дерева. Но не у всех деревьев бывают годичные кольца, и не всегда они именно годичные.

Каждое годичное кольцо состоит из двух частей: светлой и рыхлой (это внутренняя часть кольца) и более темной и плотной (наружная часть). Эти две части одного и того же кольца образовались в разное время: светлая и более рыхлая – весной и летом; темная-осенью. Зимой в нашем климате дерево не растет. В тропическом климате, где нет зимы, дерево растет все время, и у большинства тропических деревьев нет заметных годичных слоев.

Между древесиной и корой дерева расположена особая ткань, состоящая из живых клеток, способных к делению и росту. Эту ткань называют камбием. Она образует вокруг древесины очень узкое кольцо, которое можно увидеть лишь с помощью лупы. При делении клеток камбия образуются как древесинные клетки, так и клетки коры. Но клетки, которые вырабатывают камбий, различны. В одном случае создаются клетки, из которых состоит проводящая ткань, т. е. такая, по которой движутся различные соки дерева и питательные вещества; в другом-ткани механические, придающие крепость стволу.

Возникновение клеток проводящей и механической ткани совсем не случайно.

Весной, когда прекращаются морозы и оттаивает земля, дерево начинает жить: открывается движение соков, распускаются листья, проходит цветение, появляются новые побеги. В это время дерево нуждается в ускоренной передаче из корней к ветвям воды и питательных веществ. Поэтому камбий вырабатывает много клеток для построения проводящей ткани, состоящей из широкопросветных сосудов, в которых может поместиться большое количество необходимых соков. Они-то и создают внутреннюю, весеннюю часть годичного кольца. К осени образуются узкопросветные сосуды, которые придают прочность стволу, Клетки механической ткани имеют утолщенные стенки, полости у них значительно меньше. Эти клетки создают наружную уплотненную, осеннюю часть годичного кольца. На следующий год вновь образуются сперва клетки проводящей ткани, а затем механической.

Таким образом, границей между древесиной двух смежных лет является линия соприкосновения клеток, образовавшихся осенью предыдущего года, с клетками, отложенными весной последуюшего года. На срезе дерева она видна невооруженным глазом. А еще лучше граница между соседними годичными слоями древесины заметна под микроскопом.

У хвойных древесных пород – сосны, ели, пихты, кедра и лиственницы – поздняя (осенняя) древесина окрашена в более темный цвет, чем весенняя, и поэтому годичные кольца у них всегда хорошо видны. У лиственных пород, например у дуба и ясеня, годичные кольца также хорошо видны, потому что в весенней части древесины у этих растений сосредоточено большое количество крупных сосудов. У других же, например осины, березы, липы, ивы, сосуды мелкие и годичные кольца трудноразличимы. Для того чтобы граница между кольцами выступала резче, такую древесину нужно окрасить (например, химическим карандашом).

Как изменяется с возрастом ствол дерева.

Ученые, изучая ход прироста дерева, исследуют не только толщину ствола, но и его высоту в разные периоды жизни, а также внешний вид, форму и объем.

Ежегодно прирастающая древесина, как чехлом, одевает ствол дерева, и наружные части его являются самыми молодыми, а внутренние, расположенные ближе к сердцевине, -- старыми.

Если бы мы распилили ствол дерева вдоль, то увидели бы целый ряд конусов, закрывающих один другого. Каждый из этих конусов отражает форму ствола дерева в разные периоды его жизни. Иначе говоря, на продольном разрезе ствола видно, как ежегодно меняется высота, толщина и форма ствола дерева. Поэтому на таком продольном разрезе можно увидеть и измерить изменения дерева в толщину и высоту.

Распилить вдоль целый древесный ствол, да еще по самой его сердцевине, -- дело довольно трудное. Обычно поступают проще. Поперек ствола срубленного дерева через каждые один или два метра выпиливают кружки. Нижний кружок выпиливают у самого корня - он будет самым большим. Например, у срубленной сосны на нижнем кружке 120 годичных колец, а на следующем, который выпилили на высоте 2 м, колец меньше, на следующем – еще меньше и, наконец, на последнем, четырнадцатом кружке, находящемся на расстоянии 0,5 м от вершины, колец совсем мало – всего 12.

Что это значит? Если на нижнем кружке 120 годичных колец, т. е. дереву сейчас сто двадцать лет, а на последнем кружке – 12 годичных колец, то за последние 12 лет дерево выросло всего на 0,5 м, так как от последнего кружка до вершины было всего 0,5 м. Высота же дерева в 108 лет (120-12) была той, на которой выпилили последний кружок. На следующем от вершины кружке можно насчитать уже 26 колец. Это значит, что дерево в возрасте 94 лет (120-26) имело высоту, с которой взят кружок с 26 годичными кольцами. И так далее.

Следовательно, мы всегда можем узнать возраст дерева на высоте выпиленного нами кружка.

Еще один пример. Спилили дерево. На самом нижнем кружке (или на пне) насчитали 62 кольца. Значит, дерево имело 62 года.

Подготовка спила.
В лесу найдем поваленное или стоящее сухое дерево, у которого можно определить год отмирания. Если на дереве сохранилась хвоя, то оно погибло недавно и годом его гибели можно считать текущий год. Если хвои нет, но сохранились самые мелкие веточки, то оно погибло в прошлом году. Если мелких веточек и хвои нет, но кора хорошо сохранилась, то около двух лет назад. Более старые деревья лучше не использовать, так как точно определить год гибели дерева невозможно все дальнейшие старания будут сведены на нет отсутствием «ТОЧКИ ОТСЧЕТА» ХРОНОЛОГИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ.

Идеальным вариантом для приготовления спила можно считать свежеупавшие ветровальные деревья. Они погибают «не своей смертью» , т.е. не от болезней и вредителей, а под влиянием внешних сил.

Спил ствола делаем как можно ближе к основанию дерева, так как желательно как можно точнее знать год рождения дерева. Однако, в любом случае при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет – пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в пол метра соответствует примерно 5 – 7 годам, около метра – 10-12.

Спил делаем механической пилой.

Для изготовления учебного спила (т.е. не одноразового исследования, а для хранения и последующего многократного изучения школьниками) заготовляем диск, т.е распиливаем спил дважды, делая два параллельных спила на расстоянии примерно 10 см друг от друга.
Подсчет ширины колец.
Самая ответственная процедура при выполнении данного задания – подсчет ширины годичных колец.

Вначале тонким карандашом намечаем линию, по которой будут проводиться измерения. Линия должна проходить точно от центра спила до его внешнего края (по радиусу). Для измерения следует выбрать сектор ствола с наименьшим количеством аномалий – трещин, неконцентрических уплотнений, остатков сучков, старых затекших ран и т.п. Линия подсчетов должна проходить по максимально «среднему» сектору древесины.

Затем к внешнему краю последнего (наружнего) кольца прикладываем линейку с хорошо различимыми миллиметровыми делениями. Ноль линейки должен совпадать с внешним краем последнего кольца.

Вывод: ширина годичных колец с освещенной стороны дерева больше, чем с теневой, поэтому по пням, оставшимся от одиноко стоящих деревьев, можно определить, где север и юг. Пока молодое деревце живет в тени, кольца узкие, когда света начинает доставаться больше – они становятся шире. Следует отметить годы с минимальными и максимальными приростами, периоды замедленного и ускоренного роста дерева. Ширина годичных колец зависит еще от климатических и погодных условий произрастания.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам: