Еловый лес как экосистема

Природные богатства земли истощаются и резко изменяются в результате хозяйственной деятельности человека. Основываясь на сознательном отношении человека к природным богатствам, необходимо установить особый режим охраны отдельных участков территории.

Природа живет по своим законам, и мы должны соблюдать, если хотим сохранить окружающую среду. Согласно об охране окружающей среды, в России природно-заповедный фонд образуется системой государственных природных заповедников, включая биосферные заказники, национальные парки, памятники природы разного назначения. Наиболее строгим режимом характеризуется заповедники, являющиеся эталоном естественной природной среды, типичными или редкими ландшафтами, местами сохранения генетического фонда растений и животных, площадями изьятой из хозяйственной деятельности.

У отрогов Заганского хребта в долине реки Хилок расположилось небольшое село Шибертуй. На правом берегу Шибертуйки в окрестности села растет лес с голубыми елями, являющийся уникальным природным комплексом .

Ель голубая любит благоприятный влажный прибайкальский климат и рядом авторов отмечена на южном побережье Байкала в Слюдянском районе в Иркутской области. Но по биологии ель голубая может ререносить и значительную сухость воздуха. Сохранение голубой ели, даже при поверхностном осмотре было обнаружено два вида травянистых растений, занесенных в Красную книгу Бурятии. Это гнездоцветка клобучковая из семейства орхидных и красноднев малый из семейства лилейных, оба вида сокращают численность, так как очень декоративны и собирают на букеты, вытаптывает скот, засыпаются бытовыми отбросами с подворий сельчан. Охрана редких видов растений, сохранение их генофонда невозможно без сохранения их естественных местообитаний, поэтому ельник необходимо объявить памятником природы республиканского значения .

В сочетании с выше перечисленными природными комплексами на территориисела Шибертуй выделяются родовые « обо», это сопки Улзыта, Улан-Хадаи минеральные источники ( аршаны) наиболее известным является Заганский минеральный источник,относящийся к трещинно-пластовым выходам подземных вод. Многие проблемы окружающей среды связаны с экологически неграмотным поведением людей. Каждый человек должен вести себя по отношению к природе, так, чтобы не нарушались природные связи.

Актуальность темы заключается в том, что с каждым годом влияние на естественные экосистемы (еловый лес) проявляется все сильнее. И важно, чтобы каждый человек понимал проблемы окружающей среды, старался сделать ее пригодной для своего проживания, нанести ей как можно меньше вреда.

Сроки проведения исследований: исследования проводились с июля 1998 года по август 2002 года. За этот период составлена карта елового леса, списки видов животных, растений. Проведено обследование территории леса и берега реки, проложена учебная тропа «Хасуури»

. Методика исследований: принимались адаптированная методика изучения природных экосистем. Основная роль в школьном экологическом мониторинге принадлежит визуальным методам.

Экосистемный анализ елового леса.

Лес представляет собой одну из важнейших составных частей растительного покрова Земли. Знаменитый русский фитофизиолог Климент Аркадьевич Тимирязев назвал лес фактором космического значения. Это означает, что существование леса представляет собой явление первостепенной важности, от которого зависит жизнь на земле .

Роль леса в балансе природы по сравнению с другими типами растительности очень велико, поскольку лес представляет собой сложную экосистему, населенную тысячами разнообразных живых существ. Но главными первичными продуцентами органического вещества являются деревья. Среди других растений они отличаются крупными, иногда уникальными размерами и длительным сроком жизни.

Сохраняя лес, мы обеспечиваем возможность существования для себя и будущих поколений. Нужно бережно относиться не только к лесу в целом, но и к растениям, произрастающим под его пологом. Десятки видов лесных растений уже исчезли и находятся под угрозой полного уничтожения. Они включены в «Красные книги» различного ранга.

Лес – это фитоценоз или растительное сообщество, потому что живой единый механизм, где деревья и все другие растения связаны между собой, влияют друг на друга. Лес – это целостная структура, а не случайный набор видов. Растения конкурируют между собой за свет, воду, питательные вещества. Особенно острая конкуренция бывает в густом еловом лесу .

Растительность

Основной лесообразующей породой ельников является ель сибирская. Ель – очень красивое, изящное стройное дерево. Форма дерева в виде правильного конуса. Нижние ветви (лапы) стелятся по земле, далее вверх ветви становятся короче.

Редкие и исчезающие виды растений Шибертуйского ельника:

Ель сибирская голубая

Семейство сосновых.

Статус. Под угрозой вымирания. Категория 1.

Дерево до 30 м высотой, узкопирамидальной кроной, серой трещиноватой корой, необычной декоративности хвоей, колючей, голубой. Окраска хвои создана наличием сизого воскового налета. Частых насаждений практически нет. Встречается обычно небольшими группами и одиночными экземплярами. Тенелюбива. Для голубой ели наиболее благоприятен влажный прибайкальский климат, но она хорошо переносит значительную сухость воздуха.

Гнездоцветка клубочковая.

Семейство орхидные. Статус – редкий, сокращающийся по численности. Категория 2. Небольшое декоративное растение с тонкими стеблем, одиночным шаровидным клубнем и двумя супротивными, сближенными при основании эллиптическими листьями. Цветки сидячие, мелкие, фиолетово-розовые. Предпочитает тенистые и полутенистые местообитания. Цветение в июле-августе. Размножение семенное.

Красноднев малый.

Семейство лилейные. Вид с сокращающейся численностью. Категория 2. Декоративен. Многолетнее травянистое растение с вертикальным, усаженным густым пучком шнуровидных корней корневищем. Листья прикорневые, линейные, длинные. Стебли высокие, несут 1-4 крупных желтых воронковидных цветков. Встречаются часто небольшими группами растений и одиночными особям. Численность сокращается. Размножается вегетативно и семенами. Цветет в конце июня – в июле. Продолжительность цветения 1-3 дня.

Кроме перечисленных деревьев в еловом лесу растут сосна, лиственница, береза, боярышник, черемуха, а также кустарники – смородина. На всей территории ельника растут много травянистых растении: одуванчик, клевер луговой, клевер ползучий, землянка.

Мы собрали , определили и изготовили гербарий травянистых растений : белозор болотный, астра, очисток пурпурный, осока лесная, ломотогориум, горец птичий. В еловом лесу представлены жизненные формы растений: деревья, кустарники, травы. В растительном сообществе леса можно выделить ярусы, что создает условия для проживания здесь самых разных животных.

Кроме того , существование на участке разнообразных видов растений тоже способствует разнообразию животного мира. Растительность елового леса – это местообитание , и пища для животных. А чем разнообразнее экосистема, тем она устойчивее.

Животный мир.

Поскольку территория ельника не очень большая, оседлых животных здесь мало. Исключение составляют птицы, насекомые, некоторые почвенные животные. Прилетают разные птицы, зимой из другого леса прибегают зайцы, белки. Наибольшее количество видов характерно для группы насекомых, они в целом преобладают на участке. Разнообразие птиц довольно большое, но количество особей каждого вида, как правило, не очень велико. Например, хищники (птицы) над еловым лесом появляются редко.

Почему на территории преобладают насекомые? Вероятно, это связано с большим количеством разных растений. Из насекомых особый интерес вызывают муравьи. На опушке леса расположены несколько муравейников, мы это место условно назвали «Муравьиный город». Одна семья за лето уничтожает свыше тысяча насекомых. Но не только в этом заключается роль муравьев. Они распространяют семена лесных растений: фиалки, одуванчики и т. д. Обогащая лес травами , муравьи способствуют развитию насекомых опылителей. Травяной покров улучшает почвы леса, что увеличивает количество грибов и ягод в лесу. Муравьями питаются дятлы, глухари, синицы и другие обитатели леса. Зная, какую пользу , приносят муравьи , мы проводили исследования и наблюдали за муравьями: определяли заселенность леса рыжими муравьями, как они относятся к поднесенной к ним палочке, присутствие муравьиной кислоты, как утаскивают муравьи добычу, знают ли муравьи друг друга и т. д/

Важную роль в поддержании равновесия в экосистеме играют птицы. Хорошо представлено семейство дятловых – лесных санитаров, поедающих вредителей коры и древесины. В лесу обитают такие виды дятлов, как большой пестрый дятел, желто- седой дятел, трех палый дятел, вертемейка. Самым распространенным является большой пестрый дятел. В нем все необычно: черное оперенье, какой-то дикий взгляд почти бесцветных глаз, привычка выглядывать из-за ствола дерева, огромный светлый клюв, которым дятел орудует как «плотник». У нас старики рассказывают ,что черный дятел где- то далеко в глубине леса отыскивает особую траву – бухэ убпэн (крепкую траву)и летит , зажав ее в клюве. И если суметь напугать дятла так, чтобы он выронил эту траву и подобрать ее, то станешь, крепким. Все наши дятлы принадлежат к числу полезных птиц , ведущих оседлый образ жизни. Летом дятлы обитают в смешанных лесах, поедая насекомых и вскармливая птенцов, зимой перемещаются в хвойные леса, чтобы кормиться семенами хвойных деревьев. Также в еловом лесу обычно такие оседлые птицы, как сорока – голубая и обыкновенная, ворон , ворона обыкновенная.

Если сравнить животный мир елового леса и глухой тайги, то можно видеть , что он отличается количеством особей, видом их разнообразия, соотношением систематических групп. В нем не хватает многих видов: хищных птиц и млекопитающих, травоядных, особенно копытных. Это по видимому , объясняется фактором беспокойства и что для обитания крупных животных нужны большие территории. Животный мир в меньшей степени , чем растительный, регулируется человеком, но все же достаточно зависит от него.

Характеристика экосистемы елового леса.

Экосистема – это совокупность сообщества живых организмов с живыми компонентами среды. Они тесно связаны с компонентами неживой природы: почвой ( ее химическим составом , количеством питательных веществ , ее структурой и т. д. ), влагой и состоянием атмосферного воздуха. Каждая экосистема характеризуется составом структурой , определенным соотношением энергии, химических веществ и организмов. Основным источником энергии в еловом лесу является солнечная энергия. Она усваивается растениями и идет на нагревание почвы, на испарение влаги. На участке есть дополнительные источники энергии – энергия органического топлива ( дров), расположенных недалеко от жилых домов. При сохранении топлива выделяется не очень большое количество углекислого газа, которое вполне может быть растениями участка. Избыток тепловой энергии рассеивается в атмосфере. Солнечная энергия участка усваивает продуценты растения. Большая часть органического вещества поедается насекомыми и другими организмами, часть ежегодно отмирает и перегнивает.

Еловый лес – это естественная экосистема. Основным консументом в ней является человек и растительноядные организмы (насекомые, грызуны). Они становятся пищевыми конкурентами человека и обычно считаются «вредителями». Они тоже нужны в экосистеме.

Пищевая сеть участка построена по правилам пищевых цепей естественных экосистем. Конечно, она не отражает все типы взаимоотношений животных участка, их связей с растениями, но показывает, какими живыми организмами представлены продуценты, консументы. Наиболее разнообразной группой в лесной экосистеме оказались консументы, пауки , многие птицы, земноводные, рептилии.

Консументы 3-го порядка встречаются редко. Отмершие части растений, трупы павших животных , отходы жизнедеятельности организмов служат пищей для многочисленных редуцентов.

Редуценты – бактерии, грибы, дождевые черви, слизни, улитки. Они живут в толще почвы и на ее поверхности, на стволах деревьев, среди опавших листьев.

Методика исследований.

Организуя исследование в еловом лесу разделили его на несколько этапов: а) подготовительный б) исследовательский этап.

Подготовительный этап. На этом этапе нам нужно было определить , что необходимо знать об исследуемой экологической проблеме, установить источники информации и продумать , как они могут быть использованы. На этапе мы обязательно изучили законы и постановления, которые имеют отношения к исследуемой проблеме (например, «Байкальская декларация» ).

В самом начале мы выяснили местные экологические проблемы (загрязнение воздуха и почвы отходами, загрязнение подземных вод и т. д. ) , чтобы лучше понятьпроблему мы провели опрос общественного мнения. При этом выяснили определенный круг вопросов: 1. Что знают жители села о данной экологической проблеме.

2. Почему по их мнению, эта проблема существует.

3. Кто несет ответственность за создавшуюся ситуацию.

4. Что необходимо сделать для изменения существующего положения.

Исследовательский этап. На этом этапе мы проводим изучение состояния природной среды по программе школьного экологического мониторинга. В настоящее время под мониторингом понимается непрерывное слежение за естественными и антропогенными процессами и за теми изменениями которые возникают под их влиянием в окружающей среде. А важнейшими условиями мониторинга являются быстрота получения информации о состоянии окружающей среды, возможность определения ранних стадий изменения природы и расшифровка полученной информации для познания процессов вызванных человеком.

Основная роль в школьном экологическом мониторинге принадлежит визуальным методам.

Исследования, результаты и их обсуждение

1. Изучение состояния атмосферы с помощью растений – индикаторов

Под влиянием ухудшения состава воздуха у растений отмечается различные изменения:

- необычная окраска листьев

- некрозы

- опадение листвы

- изменение формы роста

- ветвление

- Наблюдая которые можно определить избыточное присутствие в атмосфере какого- либо газа. Могут меняться плотность популяции и ареал вида

Воздействующий газ Растение Внешние признаки повреждения растений

Диоксид серы Сосна обыкновенная По бурение кончиков игл хвоинок

Ель сибирская Хвоя буреет и опадает

Папоротник Красноватый некраз по краям

Орляк обыкновенный Массовая гибель

Лишайники

На учебной тропе «Хасуурие» не наблюдается признаков повреждений растений под влиянием химических веществ. Только на последней станции автодороги»Улан-Удэ-Бичура» наблюдается очень сильная запыленность растений.

Изучение степени запыленности воздуха

Собрали листья растений на каждой станции и приложили их к клеящейся прозрачной пленкой. Затем сняли пленку и той же стороной , где отпечатался контур листа вместе со слоем пыли прикрепили на белую бумагу и подписали место сбора.

Сравнили степени запыленности листьев растений различных мест обитаний.

Вывод: Самые запыленные растения на последней станции, около оживленной станции

Определение уровня возобновления елового леса

В зависимости от рельефа, почвы увлажнения, совместно с основой древесной породы растут определенные растения, по их названиям и называют тип леса ельник – брусник, ельник – черник, ельник – кисличник, ельник - смородник.

1. Отношение муравья к поднесенной к нему палочке.

В теплый летний день на муравейнике и его окрестностях идет кипучая работа. Целые вереницы муравьев, придерживаясь определенных дорог, движутся от муравейника и по направлению к нему.

Нередко можно видеть вереницу муравьев поднимающихся на ель для того, чтобы подоить тлей , водящихся на коре ( ). В этом случае можно заметить, что у муравьев спускающихся с дерева, брюшко в котором кроме желудка располагается и особый мешок, являющийся расширением кишечника – так называемый зоб, сильно раздуто пищею, так что можно видеть даже светлые соединительные перепоночки между сегментами брюшка. Если приблизить к такому муравью палец или маленькую палочку, то он поднимает с древесной коры передние ноги, поднимает голову и грудь как можно выше, и раскрывают угрожающие свои острые верхние челюсти. Одновременно брюшко его изгибается, таким образом, книзу, что его задний конец оказывается направленным вперед. Это возможно благодаря стеблевидному утончению первых сегментов брюшка. Если приблизить палочку или соломинку к насекомому, то оно вонзает в этот предмет свои челюсти.

2. Присутствие муравьиной кислоты.

Взяли кусочек синей лакмусовой бумаги, применяемой химиками для открытия кислот, и приблизили к муравью. Как только мы поднесли ее достаточно близко к концу брюшка муравья, она станет красной. Это объясняется и тем, что муравей выбрасывает целый заряд муравьиной кислоты из своего брюшка, для того чтобы искупать или оглушить нападающего противника. Если вместо бумажки приблизить палец, он получает кисловатый запах.

Чтобы еще лучше убедиться в присутствии муравьиной кислоты, мы положили чистый носовой платок в муравейник, на поверхности которого много муравьев. Через несколько минут подняли платок, стряхнули муравьев и понюхали его – он будет пахнуть резко муравьиной кислотой т. к. , получил, может за это время несколько сот зарядов, выстеленных из ядовитых желез муравьев; точно так же если и руку поддержать некоторое время над муравейником, она получит такой же резкий запах.

Влияние человека на экосистему елового леса.

Экосистема елового леса существует самостоятельно. Это участок , полностью заросших деревьями , кустарниками, сорными и лесными растениями. В лесу человек влияет на все компоненты экосистемы и на процессы, которые в ней происходят.

На территории елового леса отмечены такие типы осадков: дождь, снег, роса, туман, град и иней. Была взята проба на содержание пыли и других примесей. На первый взгляд снег казался совершенно чистым. Однако, когда он растаял и воду отфильтровали. Оказалось, что в нем присутствовали пыль, органические вещества, которые остались на фильтре, хотя и в меньшем количестве.

У опушки леса сбрасываются огромное количество разного мусора. Все загрязняющие среду вещества вместе с водой проникают в почву, затем попадают в грунтовые воды и дальше – в реку. Река может сама очищаться при помощи живых организмов.

Еловый лес – особый тип естественных экосистем. Ее существование, особенности строения зависят от человека, она формируется с учетом природных закономерностей ( пищевая сеть взаимосвязи растений и животных , круговороты вещества, энергии , воды).

Чем разнообразней видовой состав растений, животных, тем устойчивее данная экосистема и тем меньше влияние человека.

Экосистема елового леса- естественная экосистема живет по природным законам. Жители села должны стремиться действовать в рамках их законов. Бережное отношение к природе , понимание существенных в ней взаимосвязей поможет сделать экосистему устойчивее. Жителям села выгодно знать законы природы и соблюдать их и не выгодно загрязнять окружающую среду.

Рекомендации :

На основе исследований елового леса и их результатов были составлены рекомендации для жителей села. Все они основываются на существующих в природе взаимосвязей. Если жители села будут их выполнять, они сделают окружающую среду более безопасной для них самих.

1. Не беспокойте животных елового леса, ваших союзников в борьбе с вредителями леса. Шум отпугивает птиц, их гнездо становится доступным для ворон.

2. Не бросайте мусор на опушке леса. Вы превращаете ее в свалку, а растения могут накопить для здоровья вещества.

3. Берегите речные растения и животных – фильтраторов грязной и индикаторов чистой воды.

4. Сохраните жаб и лягушек: они помогают бороться с вредителями леса. Берегите дождевых червей: они перерабатывают растительные остатки, рыхлят почву, улучшают ее качество.

5. Оставляйте в лесу естественную растительность: они станут домом для птиц, хищных птиц , хищных насекомых и опылителей.

6. Берегите хищных насекомых, они отпугивают естественных врагов леса.

Сохраните разнообразие растительности леса, участков богатых видами.