Т.Н. ПАХОМОВА,
учитель биологии и экологии шк. № 1,
пос. Московский, Моск. обл.,
В.И. ПАХОМОВ,
учитель биологии и экологии,
зам. директора по экспериментальной работе школы № 1018 ЗАО
г. Москва

Продолжение. См. № 16, 17/2004

Эколого-краеведческая работа с учащимися в природе

Экскурсия «Почему гибнет дубрава?»

Первая остановка – в березовой роще. Беседа о значении березы в жизни человека: о красоте березового леса, о пользе для здоровья (береза – растение фитонцидное).

Говорим о народных приметах, связанных с распусканием листвы («зеленением»): если ольха распустит лист раньше березы – лето будет сырое и холодное.

Отмечаем особенности биогеоценоза березовой рощи – отсутствие подлеска, слабое развитие кустарникового яруса. Каковы причины этого?

Обратите внимание на травянистый ярус. В чем его особенность? Он очень плотный, в основе травостоя – злаки, обеспечивающие развитие плотного слоя почвы – дернины, в таких условиях прорастание семян кустарников затруднено. Кустарники, как правило, теневыносливы и более требовательны к плодородию почвы, чем березы.

Рассматриваем других представителей травянистого покрова, кроме злаков, и обсуждаем их биологические особенности, позволяющие выжить в жестких условиях конкуренции. Например, у звездчатки жестколистной постоянно отмирает нижняя часть стебля, корневая система развита слабо, и всасывание влаги идет через всю поверхность растения. Растет звездчатка плотными куртинками, как мох, что тоже способствует удержанию влаги на листьях.

Живучка ползучая образует очень много наземных побегов – усов, и с их помощью быстро распространяется. Зимует она в зеленом состоянии, поэтому может обеспечивать себя питанием сразу после таяния снега. Живучка выдерживает сильные морозы даже при тонком слое лесной подстилки и неглубоком снежном покрове.

Следующая остановка – опушка леса, дубрава. Дуб – главная ландшафтообразующая порода в этом сообществе.

Дуб черешчатый достигает 50 м в высоту. У дуба все мощное: корневая система, ствол, крона. Главный стержневой корень высасывает влагу из глубоких слоев почвы, широко расходящиеся боковые корни усиливают его устойчивость. Крона в сомкнутых насаждениях цилиндрическая или яйцевидная. Дуб плохо переносит затенение сверху, но хорошо растет при боковом затенении, поэтому лесоводы говорят, что дуб любит расти в «шубе», но с открытой «головой». Дуб сравнительно теплолюбив, и зимой при температуре воздуха ниже –30 °С его кора трескается, образуется рана, которая потом затягивается в рубец, так называемое ребро (смотрим на дереве). К влажности воздуха дуб не требователен. Хорошо растет на глубоких, свежих, богатых минеральными веществами почвах. Цветет в мае, одновременно с распусканием листьев. Средний за много лет срок распускания листьев в Подмосковье – 11 мая. Живет дуб 500–600, иногда до 1000 лет. В Александровском саду рядом с Кремлем растет дуб-долгожитель, которому более 800 лет.
Дубравы – это коренные леса средней полосы России, в отличие от березовых лесов – замещающих, вторичных и недолговечных, дубравы более устойчивы.
В Московской области проходит северная граница широколиственных лесов. Какие особенности не позволяют дубу распространиться севернее? (Теплолюбивость.) Но в последние годы дубы и дубравы как природные сообщества в Подмосковье приходят в угнетенное состояние. Попробуем разобраться, почему.
Далее на коротких остановках на маршруте знакомимся с типичными травянистыми растениями дубравы – медуницей неясной, вороньим глазом, лютиком кашубским, зеленчуком желтым, ландышем майским, фиалкой удивительной, копытнем европейским.

Копытень – многолетнее зимнезеленое растение с ползучим корневищем. Растение имеет перечный запах, ядовито. Листовая пластинка округлая, с выемкой, кожистая, сверху блестящая, по очертанию напоминает след копыта, – отсюда и название. Цветет в апреле–мае. Цветки копытня лежат на земле под листьями и опыляются мелкими ползающими насекомыми. Семена этого растения снабжены мясистыми придатками, которыми питаются муравьи. Муравьи собирают семена копытня, растаскивают их и так способствуют расселению растения.
Определяем и обсуждаем черты приспособленности у травянистых растений дубравы:

– широкая листовая пластинка (поэтому этот тип леса называют дубравой широкотравной);
– приспособления у цветков, препятствующие самоопылению и способствующие опылению насекомыми (обсуждаются также преимущества перекрестного опыления);
– приспособления для распространения плодов насекомыми;
– сильное развитие подземных органов и побегов;
– эфемероидность (обсуждается значение этого явления).

Следующая остановка – у пня спиленного дуба. (Ряд обсуждаемых здесь фактов можно сначала поручить отметить самим учащимся – в качестве самостоятельной работы – а потом обсудить вместе).

Поросли, которая появляется, если дерево было спилено живым, на пне нет. Значит, дуб засох и был спилен уже мертвым, при санитарной рубке. Количество годичных колец на пне – около 40. Значит, дерево было угнетено и погибло задолго до старости.

На спиле удобно рассмотреть внутреннее строение стебля. Наружный слой древесины – заболонь. Его доля в общей массе древесины невелика, но роль огромна – по заболони вверх от корня поднимается основная масса воды с растворенными солями. За один жаркий день по сосудам дуба проходит вверх около 100 л почвенного раствора. Сосуды дуба можно рассмотреть невооруженным глазом.

Дубовый подрост вокруг почти полностью отсутствует. В чем причина? Желуди совершенно не выносят высыхания, мороза, легко загнивают, плохо сохраняются в малоснежные зимы. Зато проросшие дубки живучи: у основания засохшего стволика появляется новый побег. Какая же главная причина в том, что дуб плохо возобновляется в нашей местности?

Обратим внимание на характер лесной подстилки. Подстилка – связующее звено между живыми зелеными растениями и минеральными почвопродуктами, она утепляет, защищает, сохраняет влагу, препятствует прорастанию семян березы и ели. Это своеобразная копилка питательных веществ. Корневая система некоторых лесных трав почти целиком находится в лесной подстилке. В дубраве листовой опад разлагается медленно, т.к. в листьях дуба содержится много дубильных веществ.

Вокруг много мышиных норок. Может, главная причина отсутствия подроста дуба – в мышах, которые поедают желуди? А почему размножились мыши? Видимо сократилась численность хищников. Почему хищников стало меньше? Хищники – животные осторожные, а в этом месте на лес ложится большая рекреационная нагрузка, его часто посещают люди.

К тому же, может быть, молодые дубки засыхают при вытаптывании? Это тоже вероятная причина.

Следующая остановка – около погибшего, но еще не спиленного дуба. В ближайшем окружении – березы и ели, видна кузница дятла и множество разбросанных шишек.

Как вы думаете, это живое дерево или мертвое? Почему мертвое, как вы узнали? Ведь листьев еще нет и на живых деревьях, и личиночные ходы могут быть на них тоже. Если ученики затрудняются, то задаю наводящий вопрос: какие живые ткани есть в стволе? (Камбий и сердцевина.) В сердцевину мы заглянуть не сможем, а вот что можно сказать о камбии? Кора отходит от стебля пластом, значит связующий слой камбия разрушен.

Оцените диаметр дуба – это дерево тоже не дожило до своего преклонного возраста. Что послужило причиной его гибели? Посмотрите на него и вокруг...

На стволе под отстающей корой видны ходы, проточенные насекомыми. Может быть, дуб погубили вредители?

Здесь уместно поговорить о вредителях дуба:

– личинки некоторых двукрылых насекомых, поселяясь на листьях, вызывают появление галлов – разрастаний тканей;
– бывает, что гусеницы дубовой листовертки, съедают листву с черешками, и хотя листва к середине лета вырастает вновь, дерево слабеет;
– личинки жука желудевого долгоносика и гусеницы бабочки желудевой плодожорки повреждают и цветки, и незрелые плоды дуба, не давая возможности созреть семенам;
– личинки дубового пилильщика и бабочки пахучего древоточца поражают древесину и сердцевину.

Нет такой части дуба, которая не повреждалась бы каким-либо вредителем!

(От редакции. В зависимости от задач экскурсии, этот вопрос можно рассматривать и по-другому: дуб, один организм-продуцент, обеспечивает пищей множество самых различных видов животных-консументов, известно, что чем большее число видов входит в состав сообщества, тем оно устойчивее.)

А может быть, дуб погубили морозы? На коре видны характерные рубцы – ребра.

А какие микроклиматические условия в этом месте? Здесь меньше света и более высокая влажность, чем на других участках. На отходящей коре мертвого дуба виден рыжеватый налет водоросли трентеполии – важнейший признак повышенного содержания влаги в воздухе. Дуб рос в месте понижения рельефа, здесь возможен застой влаги.

А какие деревья окружают погибший дуб? (Береза и ель.) Возраст ели можно посчитать по мутовкам. Дуб старше, но ель и береза выше, они затеняли его.

Воспроизводим последовательность этапов, повлиявших на гибель дуба.

1. Заселение пониженного участка елью и березой.
2. Микроклимат становится более влажным, ощущается недостаток света. Застаивается поверхностная вода, недостаточный дренаж.
3. Дуб ослабевает, становится уязвим для морозов и вредителей.

Итак, заселение дубрав еловым подростом ведет к угнетению дуба в конкурентной борьбе и смене дубового леса ельником. Природные условия в Московской области, особенно на севере, не оптимальны для дуба и это важный фактор, влияющий на жизненное состояние дубрав как типа растительности.

На последнем этапе экскурсии можно организовать экологическую игру для учащихся среднего звена.

Школьники разбиваются на 4 группы. Каждая группа «отвечает» за один из четырех комплексов экологических факторов: условия неживой природы, растения, животные, грибы и бактерии. Консультанты (по одному наиболее подготовленному представителю от группы) задают вопросы: как изменятся те или иные условия при проявлении какого-либо антропогенного воздействия (загрязнение среды тем или иным веществом, вытаптывание, вырубка и т.д.)? Задача группы – описать и объяснить характер возможных изменений. Группы также могут задавать вопросы друг другу – ведь в природе «все влияет на все», и изменения одних условий неизменно вызывают изменения других.

Школьная экологическая практика

Практика служит логическим завершением теоретических курсов биологии и экологии. В 6-м классе можно взять тему «Растения и окружающая среда», в 7-м удобно работать по изучению растительных сообществ, в 8-м классе – по теме «Животные и окружающая среда». Длительность практики – 2 недели, с 8-го класса можно продлить ее до 3-х. В группе – 15 человек и 2 учителя (географии и биологии). В старших классах в проведении практики принимают участие еще и учителя физики и химии. Теоретические занятия сочетаются с экскурсиями в природу. Раз в неделю, когда необходимо исследовать новый, удаленный от населенных пунктов участок местности, проводится мини-экспедиция. Как правило, ее маршрут не знаком ни учащимся, ни руководителю. Здесь все – «первооткрыватели».

Изучение природы окрестностей убеждает нас в необходимости ее охраны. Только за последние годы ребята сделали находки научной значимости: на правобережье реки Сетунь нашли группу растений редкого в Подмосковье и занесенного в Красную книгу Московской области вида семейства орхидных – пальчатокоренника кровавого; в Мешковском овраге – растения подлесника европейского (тоже в Красной книге Московской области); в районе деревни Саларьево близ Киевского шоссе – куколь обыкновенный, растение семейства гвоздичных, находящееся в области под угрозой исчезновения.

По результатам комплексного изучения правобережья реки Сетунь при консультациях с сотрудниками Ботанического сада МГУ был создан проект заказника этого участка. Были организованы пересадки редких растений в Ботанический сад МГУ и на другой берег Мешковского оврага – это уже реальная природоохранная деятельность по спасению редких видов. Какова же была радость юных экологов, когда на следующий год они увидели пересаженные растения здоровыми и невредимыми!

На экологической практике дети включаются в исследовательскую работу по городским и российским программам. Ученики 6-х классов – в программу российского центра охраны заповедников «Зеленые острова Москвы», учащиеся 7-х и 8-х классов выполняли задания по проекту «Экология городских рек», старшеклассники работали по проекту «Усынови заказник». Учащиеся, прошедшие школу экологической практики, – постоянные участники и призеры городских конференций: Экспедиционных экологических отрядов МГСЮН, 3-го тура Городской экологической олимпиады, Городского экологического фестиваля, конференций «Мы и биосфера», «Человек, общество, природа» в МГДТДиЮ, конкурса «Созвездие» в Звездном городке. Ученики школы №1018 представляли Москву с исследовательскими проектами по изучению экосистем бассейна реки Сетунь на российских турах олимпиады по экологии. Более 20 из этих проектов были опубликованы в сборниках конференций, в книге «Исследовательские работы школьников г. Москвы в области охраны окружающей среды».

Экологический этап туристического слета

Учителя физкультуры нашей школы организуют туристические слеты: весной – для 7–8-х классов, осенью – для 9–11-х классов. Здесь отрабатываются навыки самообеспечения ребят в походах, прививается культура поведения в природе. Проводятся соревнования по этапам: «Топография и ориентирование», «Медицина», «Полоса препятствий», а также «Экологический этап». На этом этапе участникам предлагаются билеты с 2 вопросами, первый из которых посвящен возможным опасностям в походе и оказанию первой помощи, а второй – знанию правил поведения в природе, умению экологически обосновать свои действия.

Вот примеры вопросов.

– Назвать и показать растения, которые могут помочь при отравлении.
– Назвать и показать ядовитые растения нашей местности.
– Назвать и показать пищевые растения нашей местности (за исключением ягодных культур).
– Назвать и показать растения с антисептическими свойствами, которые можно использовать для предотвращения инфицирования ран.
– Назвать и показать витаминные растения нашей местности и растения, оказывающие на организм преимущественно общеукрепляющее действие. Обосновать необходимость их применения.
– Назвать и показать растения с кровоостанавливающими свойствами и продемонстрировать способы их использования.
– Назвать и показать растения, используемые для снятия боли, продемонстрировать способы их применения.
– Рассказать о первой помощи при укусах насекомых и клещей.
– Рассказать о правилах разведения костров.
– Рассказать о правилах поведения во время грозы.
– Перечислить правила поведения туриста в природе и обосновать необходимость их соблюдения.
– Объяснить влияние вытаптывания на природное сообщество, привести примеры.
– Объяснить причины недопустимости оставления мусора в лесу.
– Назвать не менее 5 охраняемых растений нашей местности.
– Обосновать необходимость их охраны.
– Обнаружить на участке следы жизнедеятельности животных (погрызы, подолбы, порои) и составить пищевую цепь, включив в нее организмы, следы которых обнаружены.
– Рассказать, как по окружающим организмам (и каким) можно судить о степени загрязнения воздуха.

Продолжение следует