Мбоу дод центр дополнительного образования детей Елецкого района Липецкой области

Елецкого района Липецкой области

8 класс МБОУ СОШ с. Воронец,

объединение «Радуга»

МБОУ ДОД ЦДОД Елецкого района

Липецкой области

Руководитель: Крючкова Светлана Михайловна,

педагог дополнительного образования

МБОУ ДОД ЦДОД Елецкого района,

учитель биологии МБОУ СОШ с. Воронец

Елецкого района Липецкой области
2011 год

Оглавление

Стр.

Аннотация 3

Введение 4

1. Описание методики исследования 5

2. Биологические особенности адониса весеннего 9

3. Практическое использование адониса весеннего 10

4. Характеристика района исследования 11

5. Результаты исследований 12

5. 1. Изучение ареала популяции адониса весеннего в урочище Воронец 12

5.2. Изучение обилия, численности и плотности популяции адониса весеннего в урочище Воронец 13

5.3. Морфологические измерения адониса весеннего 14

5.4. Возрастной спектр популяции 15

5.5. Жизненность популяции 16

Вывод 17

Информационные источники 18

Приложение 19

Аннотация

Объём данной работы составляет 19 страниц. Из них 18 страниц текстового материала, содержащего таблицы и 1 страница приложений, содержащая фотографии. Для написания работы использовано 12 информационных источников.

- провести маршрутное геоботаническое исследование в окрестностях села Воронец;

- провести анализ полученных данных и сделать выводы;

- разработать рекомендации по сохранению редкого для наших мест первоцвета – адониса весеннего.

Для определения состояния популяции адониса весеннего в урочище Воронец мы провели геоботанические исследования по следующим показателям: обилие, численность и плотность; фенологическое состояние растений; морфологические измерения; возрастной спектр популяции; жизненность популяции.

Полученные результаты дают представление о том, что деятельность человека с каждым днем всё больше и больше разрушает природные связи, приводя к разрушению и гибели природных сообществ и отдельных их компонентов, которыми являются растения.

1. Вести разъяснительную работу среди местных жителей о недопустимости весенних палов на территориях, где растут редкие растения, недопустимости использования урочища Воронец в качестве пастбища, т. к. здесь кроме адониса встречаются и другие редкие растения.

2. Проводить мониторинг за состоянием популяции адониса весеннего и других растений.

3. С целью расселения растений и расширения ареала собирать семена адониса и сеять на разных участках урочища Воронец, наблюдая за их развитием.

Проблема сохранения биологического разнообразия является одной из самых актуальных. В «Конвенции о биологическом разнообразии», принятой в 1922 году на Конференции ООН в Рио-де-Жанейро, отмечается: «Биологическое разнообразие представляет собой большую ценность по экологическим, генетическим, социальным, экономическим, научным, образовательным, культурным, рекреационным и эстетическим причинам. Биологические ресурсы кормят и одевают нас, обеспечивают жильем, лекарствами и духовной пищей». Биологическое разнообразие является необходимым условием поддержания устойчивости биосферы как среды жизни человечества.

В настоящее многие растения стали редкими, находящимися на грани исчезновения. Так, в Красную книгу Липецкой области (по данным 2003 г.) вошли 277 видов сосудистых споровых и цветковых растений [1], среди них и адонис весенний.

Актуальность данного исследования состоит в необходимости подробного изучения редких видов растений и состояния их популяций для разработки методов их охраны с целью сохранения биоразнообразия.

Цель работы: изучить состояние популяции адониса весеннего в урочище Воронец.

Задачи:

• 
  найти информацию по данной теме, изучить её, познакомится с методикой выполнения работы;
  
• 
  провести маршрутное геоботаническое исследование в окрестностях села Воронец;
  
• 
  провести анализ полученных данных и сделать выводы;
  
• 
  разработать рекомендации по сохранению редкого для наших мест первоцвета – адониса весеннего.
  

Динамика некоторых редких растений на охраняемых природных территориях Елецкого района Липецкой области рассматривалась в исследовательской работе учеников МОУ СОШ с. Талица Елецкого района Коротеевой У. и Можаровой Я. в 2009 году [2]. Ими было отмечено, что адонис весенний имеет статус редкого растения, встречается в отдельных местах Елецкого района: Корытин суходол (количество 8-135 растений на 100 кв.м.), балка Крутая (27 растений на 100 кв.м.), балка по ручью Чечера (36 растений на 100 кв.м.).

Согласно полевым запискам учителя биологии МОУ СОШ с. Воронец Крючковой С. М. 1988 года, адонис весенний встречался по склонам южной (20-50 растений на 100 кв.м.) и юго-западной экспозиции (5-20 растений на 100 кв.м.) урочища Воронец.

Других исследований состояния популяции адониса весеннего в урочище Воронец не проводилось.

В урочище Воронец нами было обнаружено одно локальное место обитания адониса весеннего на юго-западном склоне, где популяция не образует единого сплошного покрытия, а состоит из 8 участков (микропопуляций).

Для определения состояния популяции адониса весеннего в урочище Воронец мы провели геоботанические исследования по следующим показателям: обилие, численность и плотность; фенологическое состояние растений; морфологические измерения; возрастной спектр популяции; жизненность популяции.

Для оценки обилия растений использовали шкалу Друде [3] (таблица 1). Этот способ глазомерной оценки выражается цифрами или словесными обозначениями.

На каждом участке было подсчитано количество растений адониса весеннего (точнее куртинок, растущих от одного корневища, т.к. адонис размножается вегетативно), количество побегов в куртине, в том числе генеративных, измерена длина плодоносящих побегов. Все данные записывались в полевые дневники и использовались в последующем для анализа состояния популяции.

На участке отметили примыкающие друг к другу учетные делянки площадью 100 кв. метров и определили плотность популяции.

Фенологическое состояние растений на момент исследования определяли по следующим критериям:

-  растения только вегетируют, еще не начали цвести и без бутонов, либо с небольшими бутонами;

)  растения начали зацветать и имеют близкие к зацветанию бутоны;

о  растения в полном цвету и лишь часть из них может быть в бутонах или уже отцвела

(  растения заканчивают цветение;

+  растения уже отцвели, но семена еще не созрели и не осыпаются;

х  семена созрели и осыпаются;

=  вегетация растений после высыпания семян.

Возрастная структура популяции связана с соотношением особей различных возрастов в популяции. В ней выделяют следующие возрасты, или возрастные группы организмов [4]:

• 
  латентный период – состояние семени;
  
• 
  прегенеративный период включает состояния проростка, молодого растения;
  
• 
  генеративный период – размножающиеся, производящие семена растения (обычно подразделяется на три подпериода – молодых, зрелых и старых генеративных особей);
  
• 
  постгенеративный период включает состояния сенильного (старовозрастного, не размножающегося) растения и фазу отмирания.
  

Знание возрастной структуры популяции позволяет исследователю сделать выводы о её благополучии или неблагополучии. Например, если в популяции отсутствуют генеративные (то есть способные дать потомство) особи и при этом много старовозрастных (сенильных) особей, то можно сделать неблагоприятный прогноз. У такой популяции может не быть будущего.

Одним из достоверных показателей оценки состояния особей в популяции считается определение их жизненного состояния.

В геоботанических исследованиях под жизненностью обычно понимают степень развитости, или подавленности особей в фитоценозе.

Для определения жизненности травянистых растений использовали трехбалльную шкалу, предложенную А.Г. Вороновым [6]:

I - жизненность хорошая (полная) - растение в фитоценозе нормально цветет и плодоносит (есть особи всех возрастных групп), взрослые особи достигают нормальных для данного вида размеров.

II - жизненность удовлетворительная (угнетено) - растение угнетено, что выражается в меньших размерах взрослых особей, семенное размножение при этом невозможно.

III - жизненность неудовлетворительная (сильно угнетено) - растение угнетено так сильно, что наблюдается резкое отклонение в морфологическом облике взрослых растений (ветвлении, форме листьев и т. д.): семенное размножение отсутствует (нет цветущих и плодоносящих побегов).

Средний бал жизненности адониса весеннего в популяции мы рассчитали по формуле:

СЖ = (а 1 + b 2 + c 3) / N,

где а – количество растений с 1 баллом жизненности,

b - количество растений с 2 баллами жизненности,

c - количество растений с 3 баллами жизненности,

N – количество всех растений (а + b + c).

Жизненность особей отражает устойчивость к неблагоприятным воздействиям; необходимое условие устойчивости – способность к регенерации, от чего зависят перспективы дальнейшего развития популяции.

Полученные в ходе исследования результаты сравнивались с данными полевых записок учителя биологии Крючковой С.М., выполненных в 1988 году.

Адонис весенний – многолетнее травянистое растение, вид рода Адонис семейства Лютиковые. Народные названия растения: горицвет (за ярко-жёлтые цветки), заячий мак, заячья трава, мохнатик, стародубка, чёрная трава, черногорка [3].

Широко распространён в степных и лесостепных областях — Самарской, Саратовской, Волгоградской. Также встречается в Белгородской, Брянской, Нижегородской, Орловской, Тульской, Рязанской, Воронежской областях, Мордовской и Чувашской республиках [3].

Растёт по сухим открытым степным склонам, по кустарникам, опушкам, балкам, на известняке [3], склонам речных долин, балок оврагов, светлые сухие леса [7].

В Липецкой области часто встречается в Сосненском ботанико-географическом районе, нередко – в Соснеско-Донском и Олымо-Донском районах, нечасто – в Доно-Воронежском районе, единично – в Воронежском ботанико-географическом районе, изредка – в Усманско-Матырском районе [7].

Высота цветущих растений 10-15 см, плодоносящих 40-60 см [8]. Корневище вертикальное, короткое, тёмно-бурого цвета. Стебли округлые, голые, прямостоячие. Прикорневые и нижние стебельные листья в виде чешуй буроватого цвета, прочие стебельные листья сидячие, многораздельные, доли их узко-линейные, цельнокрайние. Цветки одиночные, крупные (до 5,5 см), светло-жёлтые на верхушке стебля и ветвей. Цветёт в апреле — мае. Формула цветка: * Ч5 Л5 ТП [3].

Созревают семена в июле. Плод сборный из сухих, многочисленных семянок-многоорешек. При семенном размножении залогом успеха является посев свежесобранными семенами. Зацветают растения на третий год после посева [8].

3. Практическое использование адониса весеннего

Адонис весенний используют в медицине. Лекарственным сырьём является вся надземная часть, собранная во время цветения и плодоношения растения.

Применяют как средство, регулирующее сердечную деятельность, а также как мочегонное средство. Адонис эффективен при судорогах наркоманов, вызванных кокаином. Предварительное введение настоя или настойки адониса предотвращает смертельные исходы. Эти препараты предупреждают также наступление судорог [3].

Применяют как успокаивающее средство при истерии, а также при туберкулезе легких, при воспалении верхних дыхательных путей, кашле, при острых воспалительных процессах в мочевом пузыре. Растение повышает сопротивляемость организма при инфекционных заболеваниях, гриппе, скарлатине, при нарушении сердечного ритма, недостаточности кровообращения, расстройстве центральной нервной системы [9].

Помощь при отравлении препаратами адониса: промывание желудка водой, покой, постельный режим, вдыхание кислорода, соляное слабительное. Рвотные противопоказаны [3].

Адонис весенний выращивается и как декоративное растение. Медонос [3].

При сборе горицвета следует оставлять часть растений для размножения. Поэтому адонис надо срезать выборочно, оставляя на каждом квадратном метре по 1-3 стебля [9].

В природе адонис весенний встречается все реже, т. к. исчезли места его обитания – степи, на склонах балок и оврагов он страдает от вытаптывания человеком и домашними животными, а красота цветков и лекарственные свойства адониса стали причинами неумеренного сбора [1].

Исследование состояния популяции адониса весеннего проводилось в урочище Воронец, расположенном в окрестности с. Воронец Елецкого района на площади до 100 га [10].

Климат района умеренно-континентальный с продолжительным теплым летом и относительно холодной зимой. Средняя температура января – 10,1º, июля + 19,7º.

Направление ветра неодинаково для различных сезонов года. Зимой преобладают южные ветры, летом – северные и юго-западные. Средняя годовая скорость ветра – 3,5 м/сек., в теплый период – от 3,0-4,0 м/сек.

В соответствии с физико-географическим районированием Елецкий район приурочен к лесостепной провинции Среднерусской возвышенности, придонскому известняково-карстовому району.

Характерная особенность рельефа – его сильная изрезанность речными долинами разных порядков, разветвленной сетью балок и оврагов с многочисленными отвершками. Балки и овраги, протяженные, глубокие, с крутыми, а на некоторых участках обрывистыми склонами с обнажениями коренных известняковых пород [11].

Урочище Воронец байрачного типа, где отчетливо чередуются лесные и степные сообщества. Склоны р. Воронец до 50° крутизною покрыты нагорными березняками, дубравами. На степных участках растет шиверекия подольская, лапчатка донская, кизильник алаунский и другие охраняемые виды растений. Отмечен ряд насекомых опылителей из списка Красных книг. Флора урочища насчитывает до 500 видов с 32 редкими и реликтовыми [10].

Данная территория относится к особо охраняемым природным территориям: памятник природы регионального значения «Низовье реки Воронец».

Дата образования: 1993 г.

Тематический профиль: Ландшафтный

Статус: Действующий регионального значения

Общая площадь: 102 га

Экосистема: Смешанные леса, лесостепь

Объект охраны: Фрагменты петрофильных степей и нагорных дубрав; редкие и реликтовые виды растений

Геология: Известняки.

Флора: Фрагменты нагорных дубрав, луговых и петрофитных степей [12].

16 мая 2011 года членами эколого-биологического кружка МОУ СОШ с. Воронец было проведено маршрутное геоботаническое исследование в окрестностях села Воронец Елецкого района с целью обнаружения и оценки обилия растений-первоцветов.

На склоне урочища Воронец юго-западной экспозиции нами было обнаружено одно локальное местообитание адониса весеннего. В других местах урочища данный вид не был обнаружен.

По данным полевых записок учителя биологии Крючковой С.М. 1988 года ареал адониса весеннего в урочище Воронец был значительно шире, он встречался не только на юго-западном склоне, но и на южном, где в настоящее время не растет (карта-схема урочища Воронец, приложение).

К сокращению ареала привело действие антропогенного фактора. Не смотря на то, что данная территория относится к особо охраняемым природным территориям (памятник природы регионального значения), здесь на протяжении ряда лет проводился выпас крупно-рогатого скота местным сельскохозяйственным предприятием. Кроме того, здесь неоднократно были весенние палы. Вытаптывание животными растительности, сжигание травы привело к тому, что на южном склоне адонис весенний исчез и нами обнаружен не был. Кроме того, мы заметили, что здесь происходит и смена растительности: появились рудеральные растения (репейник, крапива, полынь, циклахена).

На юго-западном склоне урочища Воронец адонис весенний сохранился, практически не изменив своей численности, так как здесь крутой и каменистый из-за выхода на поверхность известняка склон. Скот в этом месте не пасут, и, видимо поэтому, весной не поджигали сухую прошлогоднюю траву.

5.2. Изучение обилия, численности и плотности популяции адониса весеннего в урочище Воронец

Глазомерная оценка обилия популяции в данном сообществе по Друде [3]: Sparsae (Sp.) (обозначение по-русски – изредка (изр.)) – растения встречаются изредка, рассеяно, в небольшом количестве.

Ареал адониса весеннего в Урочище Воронец состоит из 8 участков, которые можно считать микропопуляциями.

Измерив расстояние между микропопуляциями шагомерным способом, построили карту-схему локального местообитания вида с указанием расстояния между участками (карта-схема размещения популяции адонисе весеннего в локальном месте обитания, приложение).

Подсчитывать численность растений адониса весеннего сложно, так как он размножается вегетативно корневищами и разрастается куртинами. Мы подсчитали количество куртин на каждом участке (таблица 1).

Таблица 1. Численность популяции адониса весеннего в урочище Воронец

№ участка (микропопуляции)	1	2	3	4	5	6	7	8
Численность растений (куртин)	1	3	7	5	12	10	8	3

На карте-схеме отметили примыкающие друг к другу учетные делянки площадью 100 кв.метров и определили плотность популяции. Результаты отражены в таблице 2.

Мы сравнили полученные в ходе исследования результаты с данными 1988 года (полевые записки Крючковой С.М.). Плотность популяции на юго-западном склоне практически не изменилась: 10-15 растений на 100 кв. метров в 1988 году и 10 – в 2011 году.

Фенологическое состояние большинства растений на момент исследования – растения уже отцвели, но семена еще не созрели и не осыпаются, некоторые растения заканчивали цветение

При изучении популяции по морфометрическим показателям с 8 участков вычислили средние размеры растений, число побегов в куртине, число генеративных побегов в куртине (таблица 3).

Таблица 3. Морфологические измерения адониса весеннего

№ участка	1	2	3	4	5	6	7	8
Средняя длина генеративных побегов, см	17	19	19	22	19	19	17	17
Число побегов в куртине	4	8-12	15-20	12-15	15-25	10-20	15-20	6-10
Число генеративных побегов в куртине	1	2-5	5-8	5-8	5-10	3-8	5-10	2-4

5.4. Возрастной спектр популяции

Возрастной спектр популяции определяли, подсчитывая долю (%) молодых не цветоносных побегов в куртинах и генеративных побегов (отцветающих и плодоносящих) [9].

В популяции адониса весеннего, пользуясь данными в таблице 3, мы определили две группы возрастных состояний. Используя данные морфологических измерений (таблица 3), определили возрастной спектр популяции (таблица 4).

Таблица 4. Возрастной спектр популяции адониса весеннего

Возрастная группа	Доля побегов на участке, %								Среднее значение
	1	2	3	4	5	6	7	8
Латентный период	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Прегенеративный период	75	65	63	52	62	70	57	62	63
Генеративный период	25	35	37	48	38	30	43	38	37
Постгенератиный период	-	-	-	-	-	-	-	-	-

В данной популяции мы не обнаружили проростки и сенильные особи, следовательно, популяция является нормальной неполночленной.

На основании изучения возрастного спектра популяции установили, что функция размножения адониса весеннего лежит в основном на вегетативном способе размножения, но присутствует и семенной способ.

Исследование жизненности растений популяции по трехбалльной шкале глазомерной оценки А.Г. Воронова [10] на всех участках ареала показало следующие результаты (таблица 5).

Глазомерное определение жизненности растений популяции адониса весеннего в урочище Воронец показало, что около 40 % растений имеет I бал жизненности, а 60 % - II бал жизненности.

Средний бал жизненности адониса весеннего в популяции – 1,76, близко к 2, т.е. он удовлетворительно растет, но взрослые особи меньших размеров и плоды после цветения часто не обнаруживаются.

Для данной популяции характерно вегетативное размножение корневищами, а семенами размножается, видимо, незначительно. Слабое семенное воспроизведение свидетельствует о неустойчивости популяции, что подтверждается и возрастной структурой популяции.

Из данных результатов исследования следует, что популяция адониса весеннего в урочище Воронец уязвима, её состояние можно определить как тревожное, требуется осуществлять меры по охране этого редкого первоцвета.

Следует продолжить работу, так как полученные сведения не достаточны для более конкретных выводов о состоянии популяций. Результаты исследования могут использоваться при длительном мониторинге состояния адониса весеннего, ведь популяции желательно изучать в динамике: зная ее изменение в течение нескольких лет, можно более уверенно говорить о тех или иных тенденциях.

И всё же полученные результаты дают представление о том, что деятельность человека с каждым днем всё больше и больше разрушает природные связи, приводя к разрушению и гибели природных сообществв и отдельных их компонентов, которыми являются растения.

1. Вести разъяснительную работу среди местных жителей о недопустимости весенних палов на территориях, где растут редкие растения, недопустимости использования урочища Воронец в качестве пастбища, т. к. здесь кроме адониса встречаются и другие редкие растения.

2. Проводить мониторинг за состоянием популяции адониса весеннего и других растений.

3. С целью расселения растений и расширения ареала собирать семена адониса и сеять на разных участках урочища Воронец, наблюдая за их развитием.

1. 
   По страницам Красной книги Липецкой области / Н.А. Ржевуская, Ю.Э. Шубина, И.А. Кострикин и др.; под ред. В.М. Константинова. – Липецк: ООО «Неоновый город», 2007.
   
2. 
   Из опыта организации исследовательских экологических экспедиций со школьниками / Сост. Н.С. Лаврентьева. – Липецк, 2010.
   
3. 
   Адонис весенний. Обилие видов //Википедия – https://ru.wikipedia.org
   
4. 
   Структура популяции // Мир животных. – https://www.zooeco.com
   
5. 
   Возрастная структура популяции // Экологический портал. – https://ecology-portal.ru
   
6. 
   Определение жизненности растений // Образование для устойчивого развития.. – https://eko.perm.ru
   
7. 
   Флора Липецкой области / К.И. Александрова, М.В. Казакова, В.С. Новиков, Н.А. Ржевуская, В.Н. Тихомиров. – М.: Аргус, 1996.
   
8. 
   https://biologtext.ru – Охрана биоразнообразия.
   
9. 
   Адонис весенний // Лекарственные растения и их применение при различных заболеваниях – https://mplants.org.ua.
   
10. 
    Ландшафтная оптимизация и мониторинг системы особо охраняемых природных территорий Липецкой области / В. Двуреченский, Н. Пешкова, А. Григорьевская, А. Бережной // Природа Липецкой области и её охрана. Выпуск 9. – Липецк, 1999.
    
11. 
    https://www.elets-adm.ru – сайт администрации г. Елец
    
12. 
    Региональные ООПТ // Особо охраняемые природные территории Российской Федерации - https://www.zapoved.ru
    

Фото 1: урочище Воронец (Крючкова С.М.,24 апреля 2011 г.)

Фото 2: отцветающие и начинающие плодоносить побеги адониса весеннего