Путешествуй, удивляйся, изучай!



Весь огромный мир вокруг меня, надо мной и подо мной полон неизвестных тайн.

Я буду их открывать всю жизнь, потому что это самое увлекательное занятие в мире…

В. Бианки

Путешествие… — одно из самых замечательных слов на земле!

С самого начала человеческой цивилизации люди путешествовали с одного континента на другой, обживая новые места планеты, осваивая природные богатства Любопытные и смелые люди сделали мир таким, какой он есть сейчас.

Путешествие — это возможность оторваться от городской суеты куда-то далеко, где растут необычные цветы, деревья, которых вы не видели прежде, это возможность почувствовать и узнать, каким мир был в прошлом и каким он является на сегодняшний день, это, прежде всего, новые открытия, которые заставляют нас пережить такие приятные ощущения, как желание познать что-то новое, неизведанное!

Тема нашей исследовательской работы «Путешествуй, удивляйся, изучай!». Цель — изучить растительность и состав почв на трех опытных участках, расположенных в разных климатических поясах (тайга, тундра и тропический лес).

Гипотеза исследования: я предположила, что растения растут и развиваются в почве при определенных условиях: составе почвы и климате. И, изучив их, можно выяснить, какое влияние оказывает состав почвы на рост и многообразие растительности исследуемых опытных участках.

Актуальность выбранной темы определяется в том, чтобы открывать для себя интересное рядом, в том, что нас окружает много неизвестного и увлекательного, стоит лишь оглядеться вокруг!

Любое исследование начинается со сбора сведений об объекте. Для начала нам предстояло выбрать районы исследования на доступных для нас территориях. Самое главное условие — в этом районе не должно быть вмешательства человеческой деятельности, пожаров. Также немаловажным было условие, чтобы участки исследований были расположены в отличающихся друг от друга климатических поясах:

1. Опытный участок тундры. Ямало-Ненецкий автономный округ, г. Тарко-Сале, ~ 80 км на северо-восток.
2. Опытный участок тайги. Иркутская область, Братский район, с. Тэмь, ~ 1 км на север.
3. Опытный участок тропиков. ЮВА, Социалистическая республика Вьетнам, провинции Биньтхуан, национальный парк Донг Най, ~ 100 км к северо-востоку от г. Хошимин.

Растительные сообщества наших исследуемых участков на первый взгляд полярно отличаются друг от друга, рассмотрим их более подробно — это одна из главных целей нашего исследования (Рис. 1).

Рис. 1

1. Тайга. На данном участке были изучены 15 видов растений, которые мы распределили следующим образом: I ярус (верхний древесный): сосна обыкновенная, II ярус (нижний древесный): осина обыкновенная, ель сибирская, III ярус (кустарники): шиповник, IV ярус (травы): клевер красный, клевер белый, пырей ползучий, донник, горошек мышиный, ромашка аптечная, тмин обыкновенный, подорожник, тысячелистник обыкновенный, скирда сибирская, V ярус: мох гипнум кипарисовый.

Доминирующие деревья нашего участка — это сосна обыкновенная и ель сибирская. Наш участок леса — сосновый лес, светлохвойная тайга. Развит подлесок (нижний древесный ярус), в котором преобладают осина обыкновенная, нет сильного затенения, так как кроны сосен рыхлые, ажурные, они пропускают много света.

Вечнозеленые породы имеют хорошую приспособленность к суровым условиям. Мощная корневая система деревьев предотвращает вымерзание. Их иглы выдерживают зимние морозы, покрыты воском и меньше испаряют влаги. Ветви — упругие и гибкие, противостоят тяжести снега, кора мощная, защищающая от воздействия низких температур.

2. Тундра. 10 растений, которые были нами изучены на опытном участке, мы разделили на ярусы: I ярус (кустарники): голубика, II ярус (кустарнички): брусника, клюква, вороника, III ярус (травы): пушица, осока, хвощ, морошка, IV ярус (мхи и лишайники): мох дикранум метловидный, лишайник ягель.

Кустарники и кустарнички низкорослые, стелющиеся, примыкают к земной поверхности, а корневые системы разрастаются в основном в горизонтальном направлении и почти не идут в глубину.

Огромную роль в покрове играют мхи и лишайники, которые образовали сплошной ковер. Они прекрасно переносят суровые условия тундры, могут зимовать под защитой даже тонкого снегового покрова, а иногда и вовсе без него. Почти все травянистые растения тундры многолетние. Все растения тундры приспособились к уменьшению испарения воды в летнее время, Холодная почва летом затрудняет поглощение влаги корнями. Наземные же части находятся в теплом приземном слое воздуха. Здесь возникают условия для активного испарения. В связи с чем наблюдаем следующие приспособления для экономного расходования воды — это мелкие листья или свернутые в трубку, уменьшающие испаряющую поверхность.

3. Влажный тропический лес. На этом участке мы встретили и изучили 24 растения!

I ярус (верхний древесный): эвкалипт, манго, II ярус (нижний древесный): калоцедрус, папайя, баухиния блейка, кофейное дерево, пальма кокосовая, фикус бенедикта, фикус бенгальский, индийский миндаль, альбиция, III ярус (кустарники):аукуба, кодиеум пёстрый, бугенвиллия, тёрнера ильмолистная, раувольфия, IV ярус (травы): копытень, акалифа индийская, целозия, плющ, папоротник, звездчатка, пырей, альстромерия. Такие необычные растения! Сначала просто разбегаются глаза, все растения кажутся перепутанными, переплетенными, и очень трудно разобраться в них. Мы попали в сказку!

I древесный ярус (очень высокие деревья) — манго и эвкалипт, высотой больше 40 м. В связи с тем, что только незначительная часть деревьев достигает такой высоты, данный ярус носит не сплошной характер, он не сомкнут, ветвиться начинают на высоте 25–30 м, ветки растут не горизонтально, а тянутся вверх. II ярус можно разделит на два яруса: деревья высотой больше 20 м, кроны которых сливаются друг с другом и образуют сплошной свод (купол) и ярус, образованный отдельно растущими породами небольшой высоты 8–15м. Корневая система поверхностная. Из — за бедной почвы, не содержащей питательных веществ, некоторые деревья развили маленькие корешки из больших корней. Эти корни растут из ствола намного выше уровня земли, обеспечивая необходимую поддержку для дерева при захвате питательных веществ.

У деревьев нашего участка кора гладкая и светлая, нередко зеленого цвета. С гладкой коры дождевая вода стекает полностью, что предотвращает появление гнили. Светлая кора отражает солнечные лучи, предотвращая нагревание. Цветы очень яркие и обладают сильным ароматом, иногда располагаются прямо на стволах — это все приспособлено для того, чтобы насекомые-опылители легче их обнаруживали. В море листвы разыскать цветы трудно.

Листья невероятно разнообразны: одни — грубые, похожие на тарелки, другие — раскидистые лапы, третьи — острозубчатые. Но все имеют общий признак — все темно-зеленого цвета, крупные, плотные, блестящие, кожистые, с «капельными», оттянутыми вниз концами. Они должны противостоять силе ураганов, выдерживать натиск ливней и не мешать воде как можно быстрее стекать вниз. Смена листьев происходит постепенно и продолжается круглый год, поэтому она не замечается.

Для определения видов растений на наших исследуемых участках было принято решение собрать гербарий. Мы придерживались основных правил сбора гербария: растения выбирали здоровые, чистые, без повреждений. Помещали их в гербарную папку, состоящую из плотных листов бумаги, располагали так, чтобы растения выглядели более естественно и помещали под пресс.

Высушенные готовые растения мы разместили на листах формата А4, добавили фотографии их в природе и название вида. Для сохранности хрупкого материала заламинировали и сшили в альбом (Рис. 2).

Рис. 2

Следующий этап исследований — изучение почв. Почва — это верхний плодородный слой земли, сложная динамическая система, в которой постоянно меняется состав и свойства, под действием факторов почвообразования.

На наших участках мы произвели разрез и установили контуры горизонтов, определив типы почв — тундрово-глеевую, подзолистую и желтозем, для наглядности профиля мы поместили их в стеклянные емкости, расположив по горизонтам (Рис. 3).

Рис. 3

Почва — сложное тело, состоящее из нескольких частей: твердой, жидкой, газообразной и живой.

1. Твердая часть почвы состоит из песка, глины, минеральных и органических веществ.
2. Жидкая часть почвы — это почвенный раствор, вода, поступающая из грунтовых вод и атмосферных осадков, с растворенными в ней веществами.
3. Газообразная часть почвы — это почвенный воздух, проникающий из атмосферы.
4. Живая часть почвы — это живые организмы, заселяющие почву и участвующие в почвообразовании: бактерии, микроскопические грибы, простейшие, насекомые, черви.

Из отмерших останков животных и растений в почву попадают органические вещества. Это происходит благодаря микроорганизмам — сапрофитам. Они играют важнейшую роль в процессах разложения.

Более двух лет мы осуществляли исследования, шаг за шагом двигаясь к намеченной цели. Но все же мы нашли подтверждение как теоретическим знаниям, так практическим при проведении наших исследований. Наши результаты:

1. Определили опытные участки для исследования, предварительно спланировав путешествие к их местоположению. Критериями отбора были такие факторы, как: расположение в разных климатических поясах, транспортная доступность, нетронутая растительность, достаточно ровный рельеф, богатое разнообразие видов растений.
2. Исследовали растительность опытных участков: провели классификацию растений по ярусам, изучили их внешние характеристики, приспособление к внешней среде обитания, идентифицировали виды растений.
3. Был собран гербарий в количестве 49 видов растений: 14 древесных, 7 кустарниковых, 3 кустарничковых, 22 травянистых и 3 вида мхов, который оформили в альбом.
4. Почва — уникальное природное тело, которое возникло в результате длительных и сложных процессов. Сотни миллионов лет происходили процессы почвообразования: горные породы под влиянием воды и больших перепадов температур разрушались, образуя рыхлый слой из песка, глины и мелких камешков. Мы убедились, что каждый тип почв формируется строго в определенных климатических условиях и определенном соотношении тепла и влаги и в то же время каждому типу почвы соответствует определенный вид растительности. Удивительная взаимосвязь!

Цель нашей работы успешно достигнута — изучена растительность и состав почв.

Практическая значимость наших исследований заключается в том, что результаты мы оформили в презентацию и провели урок биологии в классе для повышения школьниками образовательного уровня и расширения знаний по данной теме.

Мы почти не задумываемся над тем, почему вокруг нас такое многообразие растений, откуда они взялись. Некоторые из них приспособились жить даже без земли. И ведь это стало возможным благодаря наличию у них большого количества различных приемов и приспособлений, необходимых для каждого дня, а то и для каждого часа их жизни.

Мы хотим удивляться природе как морю, лесу, горам, так и самому маленькому непритязательному растению. Приглядитесь, ведь неповторимое, гармоничное и идеальное зачастую есть именно в нем, маленьком и незаметном. Давайте знакомиться с ними, изучать, а порой и учиться у них, ведь они владеют таким кладезем информации, что нам и не снилось!

Литература:

1. Большая советская энциклопедия. Том 20 / А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1975. — 444 с.
2. Энциклопедический словарь юного земледельца. — М.: Педагогика, 1983. — 221, 233 с.
3. Какие растения растут в тундре. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://natworld.info/rasteniya/rasteniya-tundry/ (дата обращения: 08.06.18).
4. Климат и почвы. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://ours-nature.ru/lib/b/book/3840169362/19/ (дата обращения: 22.06.18).
5. Методология исследований лесных экосистем. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://molochnoe.ru/resources/files/sveden/education/dokum-oop/mag/MU/35.04.01/Metod_up-NIR_250100_2013.pdf/ (дата обращения: 17.05.18).
6. Полевые исследования по геоботанике: методика проведения. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/polevye-issledovaniya-po-geobotanike-metodika-provedeniya/viewer/ (дата обращения: 05.05.18).