С.А. БОЛДЫРЕВА,
Т.К. МИРОНЕНКО,
И.В. КОРСУН,
Е.М. ДМИТРИЕВА,
шк. No 1137, г. Москва

Продолжение. См. No 43/2000

Школа в «Лосином острове»

Практические работы для учащихся зимнего и летнего практикумов

Структура летнего экологического лагеря

Для выполнения практических заданий полевого практикума отряды разбиваются на группы.
Ежегодно в апреле–мае формируется штаб по подготовке работы экологических отрядов, составляется план работы с обязательным указанием сроков выполнения и ответственных. Далее предлагается пример такого плана.

План экологической практики (1998)

1 июня – открытие ЛЭП, экологическая викторина.
2 июня – автобусная экскурсия в биосферный Приокско-Террасный заповедник.
3 июня – экологическая акция в Лосиноостровском лесничестве: уборка территории около Большого пруда.
4 июня – проработка экологической тропы в Лосиноостровском лесничестве. Забор воды и почвы (обработка материала).
6 июня – конференция, посвященная Всемирному Дню защиты окружающей природы.
6–7 июня – выезд в детский экологический центр Мытищинского лесничества Национального парка «Лосиный остров»: ботаническая тропа, зоологическая тропа.
8 июня – практические работы «Мы изучаем «Лосиный остров».
9–10 июня – обработка и оформление исследовательского материала.
10 июня – велопоход «Лосиноостровская кругосветка» – 46 км по Национальному парку «Лосиный остров».
11 июня – подведение итогов ЛЭП.

Практическая работа № 1

Изучение состава и структуры растений лесного сообщества как компонента экосистемы

Цели: научиться закладывать пробную площадку для изучения сообщества; научиться составлять план и физико-географическое описание площадки; изучить видовой состав лесного сообщества, научиться определять тип лесного сообщества, оценивать состояние древесных растений, изучить пространственную структуру лесного сообщества.

Оборудование: компас, веревка длиной 4 м, 4 колышка, блокнот, ручка, карандаш, ластик, карта «Лосиного острова».

Инструктивная карточка

При подготовке к работе необходимо определить среднюю длину шага. Для этого с помощью рулетки отмерьте расстояние 10 м на земле. Подсчитайте, какое число шагов средней длины умещается в этом расстоянии. Подсчет шагов сделайте 3–4 раза и определите среднее арифметическое число шагов в 10 м.

1. Закладка пробной площадки для изучения лесного сообщества.

Изучение лесного сообщества необходимо проводить на площадке размером 10х10 м. Для установки границ площадки вбейте колышек №1. По компасу сориентируйтесь строго на север от колышка №1 и отсчитайте шагами расстояние, примерно равное 10 м. Вбейте колышек №2. От него таким же образом отсчитайте 10 м на запад, поставьте колышек №3. Точку №4 найдите, двигаясь от точки 3 в южном направлении. Пробная площадка должна быть квадратной, с четкими границами. Площадку ограничьте с помощью веревки длиной 40 м.

2. Составление плана пробной площадки.

Осмотрите выбранную площадку. Обратите внимание на особенности рельефа и растительный покров. Начертите план вашей площадки, отметив особенности рельефа и деревья с кустарниками в соответствии с масштабом.

3. Составление физико-географического описания пробной площадки.

Для составления описания пробной площадки заполните бланк, выданный вам перед работой. При характеристике положения площадки укажите общий характер рельефа территории – равнина, плато, низменность. Определите другие формы рельефа. По карте выясните положение рек, речек или ручьев в окрестностях. Определите принадлежность пробной площадки к бассейну крупной реки или озера. Также отметьте наличие мелких неровностей, кочек, промоин, бугров. Попытайтесь установить их происхождение: природное или антропогенное.
Равнина – ровный участок поверхности высотой 200–500 м над уровнем моря. Низменность – то же, что равнина, но высотой не более 200 м над уровнем моря. Плато – ровное или волнистое пространство, возвышающееся над окружающей местностью, с хорошо выраженными склонами или обрывами.

4. Определение видового состава древесных растений.

Сообщество смешанного леса представляет собой естественную группировку растений, животных, бактерий, грибов, лишайников, живущих во взаимодействии друг с другом. Разные виды растений оказывают неодинаковое влияние на условия жизни в сообществе. По силе влияния различают следующие группы видов растений:

а) виды-строители – преобладающие виды с наиболее мощным средообразующим воздействием;
б) постоянные спутники – виды, присутствующие в сообществе, но не господствующие в нем;
в) господствующие виды – виды, преобладающие в различных ярусах леса.

В смешанном лесу видами-строителями могут быть сосна и дуб. Им сопутствует липа. Среди кустарников господствующим видом часто является орешник, среди травянистых растений – сныть обыкновенная, копытень европейский.
Описание видового состава растений начинайте с любого угла площадки, не сходя с места. Перепишите все растения, которые находятся в поле зрения. Далее медленно идите вдоль одной стороны площадки, останавливаясь и отмечая вновь появляющиеся виды растений. Дойдя до второго угла, задержитесь, затем продолжайте обход по остальным сторонам площадки до начального пункта. Дополняйте список видами, которые становятся заметными при внимательном анализе травостоя. В заключение полезно пройти площадку еще раз по диагонали.
На пробной площадке проведите исследования видового состава древесных растений, при этом:

– определите виды деревьев и кустарников;
– подсчитайте количество особей каждого вида;
– определите жизненную форму растений;
– определите обилие растений в сообществе.

Результаты исследования занесите в таблицу.

5. Определение типа лесного сообщества.

При всем разнообразии лесов их можно разделить на определенные группы растительных сообществ. Такие растительные группировки называют типами лесов. С помощью описания типов лесных сообществ определите тип сообщества на вашей площадке.

6. Оценка состояния древесных растений лесного сообщества.

Внимательно осмотрите древесные растения на пробной площадке. Определите санитарное состояние древесных растений: здоровое, ослабленное, сухостойное, поваленное на землю, пень. Ослабленное дерево может иметь сухую макушку, разреженную крону с желтыми листьями, морозобойную трещину или трутовики на стволе.

Данные занесите в таблицу.

7. Изучение ярусности лесного сообщества.

Лесное сообщество, как компонент экосистемы, имеет видовую и пространственную структуру. Деревья в лесу формируют верхний ярус, второй ярус состоит из молодых особей деревьев верхнего яруса и взрослых деревьев других, меньших по размеру видов. Третий ярус – кустарники, четвертый – травы и кустарнички, пятый – мхи и лишайники.
Выделите ярусы насаждений на вашей площадке. Какие породы деревьев, кустарников, трав формируют основные ярусы леса на площадке. Наблюдения занесите в бланк, выданный перед выполнением работы.

Вопросы и задания

1. Какой тип лесного сообщества вы изучали?
2. С какими видами растений вы встретились?
3. Какие из них обладают средообразующим воздействием?
4. Выделите преобладающие виды растений в отдельных ярусах сообщества.
5. Опишите пространственную структуру изучаемого сообщества.
6. Каково состояние древесных растений в сообществе?
7. Каких деревьев больше – здоровых или ослабленных?

(Примечание. Все необходимые таблицы и описания даются на установочных лекциях.)

Практическая работа № 2

Исследование травянистых растений как части лесного сообщества

Цель: научиться определять виды травянистых растений, лекарственные и редкие виды растений, тип лесного сообщества по видовому составу травянистых растений

Оборудование: компас, веревка 40 м, 4 колышка, блокнот, ручка, карандаш, ластик, определитель травянистых растений.

При подготовке к работе необходимо определить среднюю длину шага.

1. Исследование видового разнообразия травянистых растений.

Для зеленых растений характерен происходящий в них процесс фотосинтеза, при котором происходит накопление солнечной энергии в виде энергии органических веществ. При этом выделяется кислород. Зеленые растения являются пищей для животных и человека, формируют условия жизни для других обитателей планеты. В лесном сообществе травянистые растения – источник питания и среда обитания многих живых организмов.
Заложите пробную площадку размером 10х10 м. Проведите на ней исследования видового состава травянистых растений с помощью определителя. Опишите травянистый покров, заполнив таблицу.

2. Исследование лекарственных и редких растений.

На исследуемом участке найдите представителей лекарственных и редких растений. Сделайте рисунки или фотографии.

3. Определение типа лесного сообщества по видовому составу травянистых растений.

Внимательно изучите описания видового состава травянистых растений некоторых типов лесных сообществ. По описанию травянистого покрова, сделанному в п. 1, определите тип лесного сообщества, где вы проводите исследования. Какие растения характерны для данного сообщества? Найдите нехарактерных представителей сообщества.

4. Определение освещенности почвы по плотности травянистого покрова.

В лесу видовой состав и количество травянистых растений определяются степенью освещенности почвы. Почва, получающая меньше 16% общего излучения, остается обнаженной. При освещенности в 16–20% появляются мхи; при 22–26% – ягодные кустарнички (черника); если почва получает свыше 30% солнечного излучения, на ней растут и другие растения.
На пробной площадке определите степень освещенности почвы по количеству травянистых растений.

Вопросы

1. Какое значение имеют зеленые растения для лесного сообщества?
2. Как человек использует растения?
3. Как влияет освещенность почвы на количественный и качественный состав зеленых растений в сообществе?
4. Какие виды травянистых растений характерны для данного лесного сообщества?

Практическая работа №3

Изучение влияния деятельности человека на лесное сообщество

Цель: научиться различать мхи и лишайники; определить степень чистоты воздуха по видовому составу лишайников; определить степень чистоты воздуха по видовому составу эпифитных мхов.

Оборудование: 12 колышков, веревка, компас, карандаш, блокнот, ластик, сетка-квадрат.

1. Определение степени чистоты воздуха по видовому составу лишайников.

В последнее время во многих странах для определения степени загрязнения среды используют лишайники и эпифитные мхи.

Для выполнения этого задания необходимо различать формы лишайников по внешнему виду. Тело лишайника, или слоевище, может быть различной формы. Выделяют три основных группы:

1) накипные;
2) листоватые;
3) кустистые.

Используя приложение к работе, проведите исследование лишайников в лесу на двух-трех пробных площадках. Для этого обойдите исследуемые площадки, обратите внимание на стволы деревьев, ветви, камни, стены построек.
Какие лишайники вы обнаружили: кустистые, листоватые или накипные? Используя шкалу для определения степени загрязнения воздуха, определите уровень загрязнения воздуха на исследуемой территории.
Полученные данные занесите в таблицу.

Зарисуйте (сфотографируйте) обнаруженные виды лишайников. Опишите их и постарайтесь определить вид, используя приложение к работе. Обозначьте на плане местонахождение каждого собранного вами вида лишайников. Сделайте выводы о состоянии воздушной среды.

2. Описание эпифитных мхов.

Одним из показателей чистоты воздуха являются эпифитные мхи, которые поселяются на стволах других растений.
Заложите две-три пробные площадки размером 10х10 м в различных участках леса. В каждом исследуемом квадрате сделайте описание эпифитных мхов на стволах 10 деревьев, обследуя их от основания до высоты 130 см. Укажите виды мхов, наличие спорогонов. Сделайте рисунки или фотографии. Определите площадь покрытия ствола каждого дерева мхами, используя сетку-квадрат размером 20х20 см. Накладывая сетку на ствол дерева, посчитайте число квадратных сантиметров, (число квадратов), занятых мхами. Полученные данные занесите в таблицу.

3. Определение степени перерождения леса в районе практики под воздействием человека.

Выполняя предыдущие задания, вы определяли видовой состав растений, лишайников, определяли различные типы лесных сообществ, изучали на пробных площадях ярусность, описывали древостой, подлесок и другие ярусы смешанного леса.
Теперь, используя полученные в ходе ваших исследований результаты, дайте оценку состояния леса в районе проведения практики.
Установлено, что нагрузка на почву (вытаптывание) приводит к постепенному исчезновению травянистого покрова, прекращению возобновления леса, его гибели.
Ученые выделяют пять стадий перерождения леса, вызванного деятельностью человека.

Стадия 1. Деятельность человека не внесла в лесное сообщество сколько-нибудь значительных изменений.

Стадия 2. С появлением человека возникла редкая сеть тропинок, среди травянистых растений появились светолюбивые виды, начала разрушаться подстилка.

Стадия 3. Сеть тропинок гуще, светолюбивые виды преобладают в травянистом покрове, появляются луговые травы, мощность подстилки уменьшается. На участках, где нет тропинок, возобновление леса удовлетворительное.

Стадия 4. Множество тропинок. В травяном покрове количество лесных видов незначительно. Молодого подроста практически нет, подстилка встречается лишь у стволов деревьев; в местах поверхности стока вод образуются борозды размыва.

Стадия 5. Полное отсутствие подстилки и подроста. На плотной вытоптанной земле под редкими деревьями отдельные экземпляры сорных и однолетних трав. На наклонных участках хорошо различимы формы линейной эрозии: борозды, овраги. На легких почвах смывается верхний слой – перегной.

4. Оценка состояния древостоя смешанного леса с использованием простейшей шкалы.

О наличии вредных для живых организмов примесей в атмосфере можно судить по состоянию древесной растительности. Оценка ее состояния производится по пятибалльной шкале на основании обследования всех деревьев на пробной площадке. Шкала оценки по внешним признакам составлена в соответствии с требованием санитарных правил в лесах России.

А. На пробной площадке определите виды деревьев.
Б. Определите коэффициент состояния лесного древостоя по формуле:

где К – коэффициент состояния лесного древостоя в целом; К₁, К₂, К₃ – коэффициенты состояний отдельных видов деревьев; N – общее число учтенных деревьев.

Коэффициенты состояния лесного древостоя отдельных видов деревьев определяются как среднее арифметическое средних баллов состояния различных видов деревьев на площадке.

При среднем балле от 2 до 2,5 состояние оценивается как угрожающее, восстановление возможно только при снижении уровня загрязнения атмосферы и применения комплекса мероприятий по оздоровлению данных лесных насаждений. При среднем балле, превышающем 2,5, состояние оценивается как критическое, соответствующее началу распада лесных насаждений.

Вопросы и задания

1. Определите степень чистоты воздуха по видовому составу лишайников.
2. Сделайте заключение о чистоте воздуха по результатам исследования эпифитных мхов.
3. Сделайте вывод о степени перерождения леса под воздействием человека.
4. Какова оценка состояния древостоя смешанного леса?
5. Предложите свои мероприятия по снижению антропогенной нагрузки на лесное сообщество.

(Примечания. Все приложения, необходимые для работы, получены на установочных лекциях.)

Практическая работа №4

Изучение грибов трутовиков как компонентов лесной экосистемы

Цель: изучение видового многообразия трутовиков; изучение роли трутовиков в экосистеме; изучение строения тела и спор трутовика.

Оборудование: блокнот, ручка, ластик, карандаш, ключ для определения трутовых грибов, таблицы.

Инструктивная карточка

Грибы питаются готовыми органическими веществами и превращают их в неорганические. Примером являются паразитические грибы трутовики.
Грибы трутовики размножаются спорами, которые созревают в плодовых телах. Споры разносятся потоком воздуха и, попав на поврежденный участок коры дерева, прорастают. В дальнейшем на таком дереве появляются плодовые тела. Трутовики поражают в первую очередь поврежденные и ослабленные деревья, попадая в их тела через дупла, порезы, морозобойные трещины.
Развиваясь на мертвой древесине, грибы-трутовики способствуют ее утилизации. Они участвуют в разложении органических веществ, превращая их в минеральные.
Заложите две-три пробные площадки в различных участках леса. Осмотрите внимательно сухостойные, поваленные, ослабленные деревья и пни. Найдите трутовые грибы. Определите вид дерева, на котором они встречаются. Определите характер прикрепления плодового дерева к субстату. Опишите плодовое тело. Данные занесите в таблицу.

Вопросы

1. На какой древесине развиваются трутовики?
2. Какую роль играют трутовики в экосистеме?
3. Какова роль человека в распространении трутовых грибов?
4. Как происходит размножение трутовых грибов?
5. Какие меры следует принимать для профилактики заражения деревьев трутовыми грибами?
6. Как различаются трутовики по способу питания?

Фото М.Кабанова

Продолжение следует