close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Пионерные растения

код для вставки
Пионерные растения
рекультивируемых земель
Киселевск
2016
0
Муниципальное бюджетное учреждение
дополнительного образования
«Центр детского творчества»
Пионерные растения рекультивируемых земель
Номинация: «Научно-исследовательская
работа»
Выполнила: Паникоровская Наталья,
учащаяся т/о «Светлячок» МБУ ДО ЦДТ
учащаяся 8 класса МБОУ «ООШ № 35»
Руководитель: Ромина Зоя Ивановна,
педагог дополнительного образования
Киселёвск, 2016
1
Содержание
1.Введение……………………………………………………………………………3
2.Методика исследования...........................................................................................4
3.Результаты исследования.........................................................................................5
3.1.Описание исследуемой площадки.......................................................................5
3.2.Флористический анализ исследуемой площадки
(май - август 2012г.) ...................................................................................................6
3.3. Флористический анализ исследуемой площадки
(май - август 2015г.) ...................................................................................................7
3.4.Характеристика почвенно-опытной площадки на
рекультивируемых землях..........................................................................................9
3.5.Показатели прорастания семян пионерных растений
в тепличных условиях и на экспериментальной площадке …………………….10
4.Выводы....................................................................................................................10
5.Заключение..............................................................................................................11
6.Список литературных источников ……………………………………………...13
7.Приложение.............................................................................................................14
2
Введение
Добыча полезных ископаемых неизбежно сопровождается нарушением
поверхности земли, превращением естественного ландшафта в индустриальную
пустыню, поэтому проблема восстановления рекультивируемых земель вокруг
города Киселевска имеет особую актуальность и заслуживает первоочередного
внимания. Развитая горнодобывающая промышленность с каждым годом
увеличивает площади нарушенных земель, уничтожая фитоценоз [3].
Мероприятия по восстановлению и формированию почвы выполняются
недостаточно, поэтому новизна исследования заключается в исследовании
влияния пионерных видов растительности на биологическое состояние
рекультивируемых земель.
Вид пионерный - вид, первым заселяющий
свободные от биоценозов участки природного или антропогенного
происхождения.
Особое значение приобретают исследования, направленные на изучение
функционирования фитоценозов в условиях антропогенного воздействия.
Определить закономерность распространения пионерных растений и
установить зависимость биологической продуктивности рекультивируемых
земель от заселения пионерными видами - это главная составляющая
исследования [5].
Цель исследования: Исследование влияния пионерных видов
растительности на биологическое
состояние рекультивируемых земель
угольного разреза шахты № 12.
Задачи:
- изучить литературные источники по теме исследования;
- установить тип рекультивации и темпы зарастания земель;
- изучить и классифицировать видовой состав пионерных растений;
- выявить влияние пионерных растений на восстановление рекультивируемых
земель и разработать информационный лист «Пионеры фитоциноза».
Объект изучения: рекультивируемые земли угольного разреза шахты №
12.
Предмет исследования: пионерные виды растительности на
рекультивируемых землях.
Гипотеза.
Если влияние пионерных видов растительности на
восстановление рекультивируемых земель угольного разреза шахты № 12 будет
эффективной, то восстановление биологической продуктивности
почвы
закономерно и подтвердиться результатами исследования.
Для превращения техногенного состояния земель в биологически
продуктивное, необходим комплекс горнотехнических, мелиоративных и
агротехнических работ. По данным отдела промышленности, транспорта и
экологии Администрации города Киселевска, работа на рекультивируемых
землях в районе Афонино осуществлялась в два этапа: горнотехническая и
биологическая:
3
- горнотехническая рекультивация заключается в создании и формировании
горизонтов рекультивируемых земель в соответствии с типом почв данного
района. Ответственность за горнотехническую рекультивацию осуществляет
экологический отдел разреза №12;
биологическая
рекультивация
представляет
собой
заселение
рекультивируемых земель древесно-кустарниковыми и пионерными видами
растительности, как искусственным, так и естественным путем.
Практическая значимость пионерных видов растительности:
- укрепление и сохранение почвы;
- обогащение почвы органическими веществами;
- аэрация почвы (обогащение кислородом);
- подготовка почвы для заселения другими видами растительности.
В работе использованы методы исследования:
* теоретические:
- изучение литературных источников, сравнение, классификация, анализ.
* эмпирические: наблюдения, эксперимент.
Исследования проведены в мае - августе 2012 и мае - августе 2015 года на
рекультивируемых землях района Афонино г. Киселевска. По данным Отдела
земельных ресурсов г. Киселёвска площадь рекультивируемых земель
составляет 10 – 12 гектаров, площадь исследуемой территории составляет 20 х
20м2.
2. Методика исследования
Для осуществления исследования по теме «Пионерные растения
рекультивируемых земель» были использованы специальные методики:
- методика исследования почв с изучением её характеристик, определением
типа почв на исследуемой площадке в разное время (май - август 2012года; май
- август 2015года) и почвообразующих факторов. Для описания характеристик
почвенно – опытной площадки делали почвенный разрез, на котором выделили
почвенные горизонты, а затем дали их описание в виде таблицы
«Характеристика почвенно-опытных площадок» [1].
- методика прямого учёта флоры (глазомерная), работа с определителем
«Определитель растений Кемеровской области» автор Красноборов И.М. [4].
Для проведения полевых работ и реализации данной методики
необходима практическая работа на исследуемом объекте. Исследуемый объект
обозначается на плане местности, где проводится прямой учет пионерных
видов растений.
- методика определения типа жизненных форм растительности по И.Г.
Серебрякову2
(деревья,
кустарники,
полукустарники,
кустарнички,
травянистые: однолетние, двулетние, многолетние). Проводится учет
растительности, выделяются растения - доминанты и определяются
экологические группы [5].
Обработка материалов исследования: на основании исследований
составляется флористический анализ исследуемой площадки и формулируются
4
выводы и обобщения, рекомендации и предложения. Составляется карта –
схема местности с обозначением исследуемого объекта.
3. Результаты исследований
Преобразование нарушенных земель в результате производственной
деятельности человека достигается рекультивацией земель. На таких землях
поселяются микроорганизмы, пионерные растения (лишайники, мхи, травы), а
также идёт планомерная высадка древостоя и кустарниковых. Именно они
являются исходными видами растительности, которые формируют почвенный
покров.
3.1. Описание исследуемой площадки
Исследуемая площадка расположена на юго – западе района Афонино
(широта – 57о08´; долгота - 86 о30´) рядом с технологической дорогой, ведущей
к шахте № 12. Площадка площадью 400 кв.м, является исходным материалом
исследования, где формирование зрелой почвы зависит от активности
заселения
растениями.
Произрастание
растительности
зависит
от
климатических факторов (температуры, влажности, тепла, освещённости),
геологических
(искусственно
воссозданный
почвенный
состав)
и
биологических (семенное размножение пионерных видов растений) [3].
Вблизи расположены жилые дома и сосновый бор, посадка которого
осуществлялась в 60 – х годах, и который оказывает влияние на заселение
пионерными видами растений рекультивируемых земель (Приложения 3, 4).
Характеристика географических параметров
экспериментальной площадки
Таблица №1
№
п/п
1.
2.
Параметры
Площадь ключевой площадки
Географическое положение
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Макрорельеф
Тип питания почв
Расстояние от населённого пункта
Вид источника загрязнения
Расстояние от технологической дороги
Расстояние от водоёма
Вид водоёма
Экспериментальная
площадка
2
20х20м
Юго - запад
р-на Афонино
Возвышенность
Верховой
800м
р/з шахты №12
100м
400м
Запруда
Вывод. Анализируя данные таблицы, определили, что экспериментальная
площадка находится на возвышенности и тип питания почвы верховой, что
мешает более быстрому заселению территории пионерными растениями.
В зависимости от заселения пионерными видами растительности
меняется биологическая продуктивность рекультивируемых земель, поэтому
определили с помощью «Определителя растений Кемеровской области» виды
5
растений на исследуемой площадке. Использовалась методика прямого учёта
(глазомерная).
3.2.Флористический анализ исследуемой площадки
(май - август 2012 года)
Исследуемая площадка относится к I этапу восстановления и
формирования фитоценоза на рекультивируемых землях, возраст которой два
года. При проведении полевых работ выполнили флористический анализ
пионерных видов растительности, данные которого отражены в таблице.
Таблица № 2
Экологическ Жизненные
ая группа
формы
ксерофиты
однолетние
Семейство
Вид
бурачниковые
липучка
растопыренная
мятлик сибирский
ежа сборная
лопух войлочный
овсяница луговая
облепиха
крушиновидная
злаковые
злаковые
сложноцветные
злаковые
лоховые
-
многолетние
многолетние
двулетние
многолетние
древеснокустарниковы
е
многолетние
многолетние
многолетние
-
многолетние
злаковые
мезофиты
-
лютиковые
вьюнковые
сложноцветные
лютик ползучий
вьюнок полевой
одуванчик
обыкновенный
пырей ползучий
Сроки
цветения
июнь-июль
июнь -июль
Июнь -июль
июль- август
июнь -июль
май -июнь
июль
май- август
июнь-август
июнь -июль
Вывод.
Анализируя результаты данной таблицы,
определили
экологические группы растительности [1]:
- по отношению к влажности: ксерофиты - 5 видов, мезофиты – 5 видов;
- по жизненным формам растительность представлена:
1.древесно – кустарниковыми – 1 вид (искусственное заселение),
2.травянистыми – 9 видов:
- однолетние – 1 вид;
- двулетние – 1 вид;
- многолетние - 7 видов.
Обнаружены 10 видов растений из 6 семейств, где в основном преобладают
злаковые и сложноцветные, неприхотливые к почвенному плодородию.
Древесно-кустарниковые виды растений на экспериментальной площадке
представлены одним видом (облепиха крушиновидная - искусственное
заселение), которая малотребовательна к почвенному плодородию и является
идеальным вариантом для рекультивируемых земель. Восстановление и
формирование фитоценоза идёт медленно, наблюдается угнетение роста
растительности в естественных условиях. Почва рекультивируемых земель
находится на начальном этапе биологического восстановления.
6
3.3. Флористический анализ исследуемой площадки
(май - август 2015 года)
Площадка относится к I этапу восстановления и формирования фитоценоза
на рекультивируемых землях, возраст которой - пять лет. При проведении
полевых работ выполнили флористический анализ пионерных видов растений,
данные которого отражены в таблице.
Таблица № 3
Экологическ
ая группа
ксерофиты
-
Жизненная
форма
многолетние
многолетние
многолетние
многолетние
многолетние
древесные
мезофиты
Семейство
Вид
злаковые
норичниковые
злаковые
злаковые
злаковые
сосновые
овсяница луговая
вероника колосистая
костёр полевой
ежа сборная
мятлик сибирский
сосна обыкновенная
двулетние
древеснокустарниковы
е
многолетние
сложноцветные
лоховые
лопух войлочный
облепиха
крушиновидная
сложноцветные
многолетние
многолетние
двулетнее
вьюнковые
лютиковые
подорожниковые
-
многолетнее
многолетние
древесные
однолетние
сложноцветные
крапивные
берёзовые
гречишные
-
однолетние
крестоцветные
-
многолетние
двулетнее
многолетние
бобовые
сложноцветные
сложноцветные
-
однолетние
многолетние
многолетние
маревые
злаковые
сложноцветные
одуванчик
обыкновенный
вьюнок полевой
лютик ползучий
подорожник
большой
Полынь горькая
крапива двудомная
берёза повислая
спорыш
обыкновенный
хориспора
сибирская
клевер луговой
ромашка непахучая
тысячелистник
азиатский
лебеда стреловидная
пырей ползучий
мать-и –мачеха
обыкновенная
-
Сроки
цветения
июнь-июль
июнь- август
июнь- июль
июнь -июль
июль
Июнь, семенасентябрь
июль- август
май- июнь
июнь
май- август
июль
июнь- август
август-сентябрь
июнь -июль
май- июнь
июль- август
июнь
июнь-август
июль-август
июнь- август
июль
июнь-июль
апрель-май
Вывод. Анализируя результаты данной таблицы,
определили
экологические группы растительности (по отношению к влажности),
которые выгодно отличаются видовым разнообразием пионерных растений
по сравнению с периодом с мая по август 2012 года: ксерофиты - 7 видов,
мезофиты – 16 видов.
По жизненным формам растительность представлена:
7
1.древесно – кустарниковыми – 3 вида (искусственное заселение);
2.травянистыми – 20 видов:
- однолетние – 3 вида;
- двулетние – 3 вида;
- многолетние - 14 видов.
Обнаружены 23 вида растений из 12 семейств, где преобладают
злаковые и сложноцветные.
Древесно – кустарниковые виды растений представлены искусственно
заселенными
видами растений (сосна обыкновенная, берёза повислая,
облепиха крушиновидная). Наблюдается количественный рост травянистых (в
два раза), что ведет к улучшению плодородного слоя земли на
рекультивируемых землях, т.е. можно провести зависимость биологической
продуктивности рекультивируемых земель от заселения пионерными
видами растительности.
Изучая и исследуя пионерные виды растений, выявили их
отличительные особенности, которые помогают наращивать потенциал
формирования и восстановления почвы на рекультивируемых землях:
- высокая жизнеспособность;
- большая семенная продуктивность;
- захват территории;
- быстрое развитие подземной корневой системы;
-низкорослые, стелющиеся, многолетние;
- обогащение почвы азотом (образование клубеньков на корнях бобовых
растений), из воздуха поглощают азот и переводят его в форму доступную для
растений, тем самым обеспечивают почву питанием);
- служат кормовой базой для животных.
Мониторинг заселения пионерными видами растений
рекультивируемых земель за 2012- 2015 г.г.
25
20
15
10
5
0
2012 год
2015 год
Устойчивое появление новых видов растений, есть
естественного процесса, необходимого для восстановления почвы.
результат
8
3.4.Характеристика почвенно – опытной площадки на
рекультивируемых землях
При определении характеристики почвы сделан почвенный разрез, на
котором выделены почвенные горизонты и дано описание. Определили
зависимость биологической продуктивности рекультивируемых земель от
заселения пионерными видами растительности за период май - август
2015года.
Таблица № 4
№
п
Сроки исследования почвы
Характеристика почв
1.
Механический состав
(май-август 2015г.)
суглинистый
2.
3.
4.
Окраска
Влажность
Структура
серая
увлажненная
комковатая
5.
6.
Плотность
Мощность
горизонта
Определение рН почвы
Источник загрязнения
7.
8.
(май-август 2012г.)
Песчаная (песок, шлак,
глина)
желтовато - серая
сухая
Бесструктурная (очень
мелкая)
рыхлая
почвенного формирование
рН 3,5
плотная
5 – 10 см
рН 5,5
р/з шахты №12
Вывод. Исследуя почвенно - опытную площадку и изучая её характеристики,
определили тип почвы и почвообразующие факторы. (Приложение 1)
Формирование горизонтов рекультивируемых земель представлено в виде
формулы:
А 0 + А1 + В + С = Пп, где:
А 0 – неразложившиеся остатки растений;
А1 – горизонт накопления гумуса (процесс очень медленный и длительный)
В – горизонт вымывания минеральных веществ;
С – почвообразующая порода;
Пп - почвенный профиль.
- Механический состав почвы
изменился, почва суглинистая,
предрасположена для произрастания растений (скатывается в колбаску с
тонким кончиком, ломается при изгибании) [1], (Приложение 2).
- Определили влажность в почве и наличие гумуса [1]. Для этого на
разогретую электроплитку поставили металлическую емкость грунта (200 гр.) и
прожаривали его. От почвы поднимается пар и на поверхности стекла
образуются капельки. Почва не сухая, увлажненная. При дальнейшем
прокаливании ощущается запах, который образуется от сгорания органической
части почвы - перегноя или гумуса, т.е. подтвердили наличие в почве гумуса и
влаги в 2015году (Приложение 2).
- Почва структурированная, влажная и в ней имеется воздух и гумус, что
является составляющей плодородия почв (Приложение 2).
9
- Мощность почвенного профиля определяет биологическую продуктивность
рекультивируемых земель, поэтому увеличение растительного сообщества
ведет к её восстановлению. Формирование почвенного профиля идет медленно,
но правильно.
- Определили рН почвы [1].
Пионерные растения получили название
индикаторных, так как по ним можно судить о характере и состоянии почвы,
на которой они произрастают. В исследуемых образцах почвы было выяснено,
что кислотность почвы в 2015 году (рН=5,5). Исследуемые почвы относятся к
слабокислым почвам. Данный показатель считается хорошим
для
произрастающих растений и почвенных организмов на рекультивируемых
землях. В 2012 году показатель (рН=3,5) и исследуемые почвы относятся к
сильнокислым (Приложение 2).
3.5. Показатели прорастания семян пионерных растений
в тепличных условиях и на экспериментальной площадке
На формирование почвы рекультивируемых земель влияют внешние
факторы (температура, влажность, ветер), которые не всегда способствуют
прорастанию
семязачатков.
В тепличных же условиях прорастание
закономерно - быстрее.
всхожесть в
теплице
всхожесть на
экспериментальной
площадке
Т0
5
Т0
10
Вид
Т30
8
Т30
23
одуванчик
обыкновенный
спорыш
5
11
14
25
обыкновенный
Примечание: (T0 – число суток до начала прорастания, T30 – число суток, в течение
которых всхожесть достигла 50%).
Вывод. Показатели прорастания семян пионерных растений в тепличных
условиях и на экспериментальной площадке, в корне отличаются друг от
друга. Всхожесть пионерных растений в теплице почти в 2- 3 раза выше, чем
на рекультивируемых землях. Почва экспериментальной площадки находится
на 1 этапе её формирования и для неё необходим комплекс агротехнических
мероприятий, чтобы довести её до хорошего состояния [5].
4. Выводы
Преобразование нарушенных земель в результате производственной
деятельности человека достигаются рекультивацией земель. На таких землях
поселяются микроорганизмы, пионерные растения, а также идёт планомерная
высадка древесно - кустарниковых (сосна обыкновенная, берёза бородавчатая,
рябина сибирская, облепиха крушиновидная, калина обыкновенная), вокруг
10
которых формируется почва. Обобщив имеющиеся данные, сделали
следующие выводы:
1. Территория экспериментальной площадки подверглась горнотехническим и
агротехническим работам, которая осуществлялась в два этапа:
- горнотехническая рекультивация;
- биологическая рекультивация.
Биологическая рекультивация представляет собой начальный этап по
восстановлению и формированию растительного сообщества, как пионерными
видами, так и древостоя.
2. Исследуя экспериментальную площадку, сравнили параметры и
характеристики почвы по годам исследования 2012год и 2015год (определили
механический состав почвы, тип почв, структуру, кислотность и мощность
почвенного горизонта), которые показали, что формирование подстилки,
обогащение верхних горизонтов почвы органическими и минеральными
веществами - процесс длительный, но закономерный [1], (Приложение 2).
3. Для подтверждения увеличения плодородного слоя на рекультивируемых
землях был изучен и классифицирован видовой состав растений:
- осуществлён сравнительный анализ флоры экспериментальной площадки по
годам исследования;
- определены экологические группы растений (по отношению к влажности);
- проведён анализ жизненных форм (по классификации И.Г. Серебрякова);
- определена принадлежность травянистых растений к семействам;
- определено влияние древесно - кустарниковых видов растительности на состав
и соотношение видов пионерных растений [4].
4. Осуществляя
исследовательскую деятельность, получили результаты,
которые дают возможность предположить, что, в зависимости от заселения
пионерными видами растительности меняется биологическая продуктивность
рекультивируемых земель, поэтому
разработали информационный лист
«Пионеры фитоциноза» и определили практическую значимость пионерных
видов растительности (Приложение 5).
5. Заключение
В городе Киселёвске уделяется большое внимание преобразованию
нарушенных земель и рекультивация земель становится делом особенно
важным в районе Афонино, так как посёлок находится в техногенном
окружении (шахта «Луговое», шахта «Поляны», шахта № 12, разрез
«Киселёвский»). Восстановление почвы будет происходить
в течение
длительного времени (около 20 – 35 лет).
Цель исследовательской работы по влиянию пионерных видов растений
на восстановление рекультивируемых земель достигнута и поставленные
задачи решены. Выдвинутая гипотеза по восстановлению биологической
продуктивности почвы пионерными видами растительности нашла свое
подтверждение.
Ценность проекта – выпуск информационного листа
11
«Пионеры фитоциноза», который можно применять на занятиях экологобиологической направленности.
От нас зависит, будут ли эти земли мертвыми или станут составной
частью природной среды района Афонино.
Для решения данной проблемы предлагаю:
- выйти с предложением в комитет по транспорту и промышленности
Администрации города Киселёвска о консервации или полном прекращении
вскрышных работ на территории города, в частности района Афонино;
- создавать парковые или зеленые санитарно-защитные зоны на территории
рекультивируемых земель ;
- организовать постоянно действующую рубрику экологического вестника в
средствах массовой информации (СМИ) с целью освещения экологических
проблем.
Данная исследовательская работа открывает новые горизонты для
дальнейшего изучения экологического состояния района.
12
Список литературных источников
1.Ашихмина, Т.Я. Школьный экологический мониторинг: Учебнометодическое пособие [ Текст] / Т.Я. Ашихмина. – М.: АГАР, 2000. – 387 с.
2.Шипулин, А.Я. Леса Кузбасса [Текст]/А.Я. Шипулин. – Кемерово:
Кемеровское книжное издательство, 1976. – 285 с.
3.Герасимова, Н. География Кузбасса [Текст]/Н. Герасимова. – Кемерово:
Кемеровское книжное издательство, 1974. – 76 с.
4. Красноборов, И.М. Определитель растений Кемеровской области [Текст]/
И.М. Красноборов. – Кемерово, 2001. – 486 с.
5. Областная научно – практическая конференция: школьников «Экология
Кузбасса»: Сборник тезисов научно – исследовательских работ учащихся
[Текст]/Под редакцией Н.В. Скалон, О.А. Свиридовой, Н.Н. Галеевой, Н.А.
Коровиной. - Кемерово, 2005. – 85 с.
6. Поликарпов, Н. П. Климат и горные леса Южной Сибири [Текст] / Н. П.
Поликарпов, Н. М. Чебакова, Д. И. Назимова – Новосибирск : Наука, 1986. –
226 с.
7. Рылков, В. Ф. Рост и развитие подроста кедра в багульниковых типах
вырубок [Текст] / В.Ф. Рылков. – Чита : ЦНТИ, 1986, – 4 с.
8. Справочник по климату СССР. Вып. 23, Часть IV. Влажность воздуха,
атмосферные осадки – Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1996 – 328 с.
Интернет – ресурсы.
1.http://images.yandex.ru
2.http://warborn.ru/novye-metody issledovaniy--sovremennogo-goroda/
3.http://www.istroy.ru/docu/ecology/tehnica|_gorod_territoriya_nereshennyih_yeko/43html
4.http://arch-land.com.ua/ru//uslugi_po_sozdaniysovremennogo-goroda/__i_.html
13
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
26
Размер файла
1 046 Кб
Теги
пионерные
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа