«Биологическая инвазия борщевика Сосновского как экологическая катастрофа современности»

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Бронницкая средняя общеобразовательная школа»

  8 (816) 749121

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ   РАБОТА

на тему:

«Биологическая инвазия борщевика Сосновского как экологическая катастрофа современности»

Номинация: «Экологическое краеведение»

Выполнила:

Абакова Ангелина,

ученица 11 класса

         Руководитель:

Васильева Любовь Геннадьевна, учитель

МАОУ «Бронницкая СОШ»

Великий Новгород

2015

Содержание:

1.     Введение………………………………………………………………..    3

2.     Основная часть.

2.1      Методика проведенных исследований………………………......  7

2.2.          Биология размножения борщевика Сосновского……….….......   7

2.3.          Биологические и экологические характеристики инвазивности..8

2.4.          Анализ состояния земель на территории Бронницкого сельского поселения………………………………………………………..     9

2.5.          Методы борьбы с борщевиком Сосновского…………………    10

3.       Заключительная часть……………………………………………………    12

4.       Выводы……………………………………………………………………    13

5.       Список использованной литературы………………………………… …  14

6.       Приложения……………………………………………………………….   15

1.     ВВЕДЕНИЕ.

          Борщевик Сосновского (Heracleum sosnowskyi) - крупное травянистое

     растение, вид рода Борщевик, семейства Зонтичные (Приложение 1)

     Впервые был описан в 1944 году и стал использоваться в Европе как сельскохозяйственная культура благодаря высокой урожайности, которая обеспечивала запас силоса для скота. Свое название получил в честь исследователя флоры Кавказа Д. И. Сосновского (1885 – 1952 г. г.). Производственное возделывание борщевика Сосновского началось после окончания второй мировой войны, когда возрождающемуся сельскому хозяйству срочно требовались корма. Такие качества борщевика Сосновского, как неприхотливость, холодоустойчивость, быстрый рост весной и формирование большой растительной массы, высокое содержание углеводов, протеина, витаминов, микроэлементов (по обеспеченности кобальтом его зеленая масса приближается к бобовым травам), определили интенсивное использование этого растения в кормопроизводстве.

     На Северо-Западе России борщевик  стал культивироваться с 1951 года. В конце 80-х г.г. его перестали выращивать и использовать как сельскохозяйственную культуру:

- во-первых, участились случаи ожогов людей соком этого, как оказалось, очень ядовитого растения;

- во-вторых, снизилось качество коровьего молока из-за кормления крупного рогатого скота силосом, приготовленным на основе борщевика Сосновского ( молоко было горьким).

    На некоторый период все забыли о нём, как о кормовой культуре. Но из-за способности борщевика к размножению самосевом он превратился в настоящее время в злостного и опасного засорителя полей и общественных территорий.

   Борщевик Сосновского сейчас снижает ценность земельных угодий, устойчив к неблагоприятным климатическим условиям, активно подавляет произрастание других видов растений, вытесняет естественную растительность, а также может образовывать насаждения различной плотности площадью от нескольких квадратных метров до нескольких гектаров.

Актуальность моей темы состоит в том, что в Новгородской области остро стоит проблема борьбы с борщевиком Сосновского. Зарастание земель сельскохозяйственного назначения данным растением ухудшает качественное состояние земель, приводит к снижению природно-хозяйственной значимости земель и является реальной угрозой здоровью населения. Реализация эффективных мероприятий борьбы с борщевиком является трудоемким и дорогостоящим процессом в результате чего, согласно независимым исследованиям, ежегодно борщевик занимает до 10 % новых территорий, на которых агротехнические мероприятия не проводятся.

Цель моей исследовательской работы: изучить биологические особенности борщевика Сосновского, проанализировать состояние территорий Бронницкого сельского поселения, выявить очаги его зарослей, подсчитать уровень ежегодного прироста засорённости им,  разработать серию профилактических мероприятий охраны пахотных земель, лесных насаждений и территорий населённых пунктов от  распространения борщевика, нацеленных  на сохранение экосистемы Новгородской области.

            Задачи исследования:

1.     Изучить  литературу по данной проблеме;

2.     Изучить биологию размножения борщевика Сосновского и

             проанализировать проблему его биологической инвазии в

              Новгородской области и нашем поселении;

3.     Разработать возможные профилактические мероприятия,

             способствующие снижению инвазии ;

4.     Сформулировать выводы по результатам исследования.

      Объекты исследования: землепользование на территории Бронницкого сельского поселения; растение борщевик Сосновского и экосистемы вокруг него. Время проведения исследования: сентябрь-октябрь 2015 г.

     Предмет исследования: причины возникновения зарослей борщевика, их влияние на экосистему и человека.

     Гипотеза: биологическую инвазию борщевика Сосновского как экологическую катастрофу экосистемы Новгородской области можно держать под контролем при соблюдении следующих условий:

ü Своевременное, быстрое обнаружение и уничтожение новых очагов;

ü Применение современных средств борьбы с засорителями;

ü Профилактическая работа с населением.

 Для решения задач, поставленных в моей исследовательской работе, я изучила следующие необходимые источники информации:

1.     Сайт Администрации Новгородской области.

В Новгородской области борщевик Сосновского (2014 г.)"заразил" 3 тысячи гектаров земли (30 квадратных километров), из которых 20-25 процентов приходится на участки сельскохозяйственного назначения, остальные 75 процентов - земли сельских поселений, обочины дорог, земли лесного фонда. Если учесть, что площадь Новгородской области составляет 54,5 тысячи квадратных километров, масштаб проблемы пока невелик. Однако стремительные темпы распространения борщевика позволяют считать это растение потенциальной угрозой для всех населенных пунктов региона. Благодаря крупным размерам соцветий-зонтиков, достигающих 80 см в диаметре, у борщевика образуется колоссальное "потомство". Зонтик всего лишь одного растения содержит до 15 000 семян, а таких хранилищ на сорняке может быть до 20 штук.
Через 5-7 лет до 40 %  природных  ландшафтов и около 20%  земель может быть поражено этим сорняком.

2. Определитель видов растений.

     Борщевик Сосновского - двудомное растение, не способное к   вегетативному размножению. Однако, как показали исследования, проведенные в Ленинградской области, новые растения борщевика Сосновского могут развиваться также от корней материнского растения за счет образования корневых побегов длиной до 35-45 см. Таким образом, растение становится многолетним.

   Корневая система стержневая, основная масса корней располагается в слое до 30 см, отдельные корни достигают глубины 2 метров. Радиус распространения корневой системы около 1,5 м.

3. Областная целевая программа "Предотвращение распространения борщевика Сосновского в Новгородской области на 2013-2014 годы" (утверждена постановлением Администрации области от 30.10.2012г. N 688)

Общий объем финансирования Программы на 2013-2014 годы составлял 500,0 тыс.рублей, в том числе за счет средств областного бюджета - 500,0 тыс.рублей.  

В результате реализации Программы предотвращено распространение борщевика Сосновского на площади 250 га, в том числе по годам: 2013 год - 100 га; 2014 год - 150 га. Это всего лишь 8,3 % от объёма заражённых агрессором  территорий.

2.     ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

2.1.          Методика произведённых исследований.

     Методика исследований выбиралась с учетом специфики и практики работ по борьбе с распространением борщевика Сосновского на территории Новгородской области.

     Первый вопрос работы изучался по законодательным документам сайта Администрации Новгородской области, специальным сборникам.

     Второй вопрос изучался по устроительным документам, законодательным актам и специальным книгам администрации Бронницкого поселения.

     Для изучения основного вопроса частично изучалась специальная документация, проводились дискуссии и консультации с заместителем Главы администрации Бронницкого сельского поселения Чеблаковой Еленой Михайловной.

2.2.          Биология размножения борщевика Сосновского.

   Четкое представление механизма размножения – залог успешной борьбы с инвазивными сорными растениями. Цветки, собранные в соцветия, могут опыляются как насекомыми, а также  и самооплодотворяться. Таким образом, одно изолированное растение может дать целую популяцию. Опавшие на землю семена морозоустойчивы и сохраняют всхожесть даже через 4-5 лет, а прорастают самой ранней весной, захватывая территории до всходов других растений.

   У борщевика есть опасная особенность – наличие на семенах выростов, или «крыльев», которые значительно повышают их летучесть и способствуют активному распространению. Потому ветер – главный помощник для захватывания борщевиками новых территорий. Вот почему так легко борщевик занял многие тысячи гектаров в разных регионах.

   Но большинство семян  борщевика, всё-таки, находятся в непосредственной близости от материнского растения. В отдельных случаях, когда высота растения более 2 м, 60-90% семян осыпаются на землю в радиусе 4 м. И таким образом тоже происходит захват новых территорий.

   Человеческая деятельность способствует распространению борщевика:  люди переносят семена на одежде, животные – на шкуре. Зимой семена разносятся ветром по замёрзшей или заснеженной почве.

   Высота стебля и огромные листья, необычные для травянистых растений, позволяют борщевику одолевать прочие виды и захватывать лучшие места в борьбе за солнечный свет. В местах, где много  борщевика, около 80% света поглощается им, в то время как другие растения заметно угнетены.

   А главное «зло» борщевика Сосновского в том, что в растениях  в период вегетации в листьях, стеблях, плодах  накапливаются активные вещества, попадание которых на кожу приводит к глубоким дерматитам, проходящим по типу ожогов. Попадание сока борщевика на кожу выражаются в волдырях, сменяющихся тёмными пятнами, которые сходят в течение 3–6 месяцев.

    2.3. Биологические и экологические характеристики инвазивности.

     Основные биологические и экологические характеристики гигантских борщевиков, которые обусловливают их инвазивность, можно сформулировать следующим образом:

• прорастание ранней весной до появления другой растительности;

• низкая смертность семян;

• быстрый рост, способность расти скученно и вытеснять другие растения;

• постоянное количество растений, которые цветут и обеспечивают семена;

• способность растений расти и давать в неподходящих условиях;

• раннее цветение, которое позволяет семенам полностью вызреть;

•способность к самоопылению, результатом которого являются полноценные семена;

• большая плодовитость, позволяющая одному растению инициировать биологическую инвазию;

• большое количество семян в семенном банке;

•очень высокий процент прорастающих семян, независимо от того, где эти семена вызрели;

•быстрое расселение семян с помощью воды и ветра.

Благодаря этим чертам, а также деятельности человека, приводящей к ускорению распространения семян, борщевик Сосновского способен к стремительной биологической инвазии.

2.4.          Анализ состояния земель на территории Бронницкого сельского поселения.

    Внедрение (инвазия) агрессивных чужеродных видов является в настоящее время значительной частью глобальных природных изменений и часто ведет к существенным потерям биологического разнообразия и экономической значимости экосистем поселения, подверженных биологическим инвазиям. Это внедрение наносит значительный экономический ущерб и даже представляет опасность для здоровья людей.

    Бронницкое сельское поселение расположено на северо-востоке от  областного центра   и занимает общую площадь 70 910  га . Общая площадь земель сельскохозяйственного назначения на территории Бронницкого СП – 21399га .

    Здесь борщевиком Сосновского поражены участки гражданского кладбища, Бронь-горы (исторический памятник федерального значения), сельскохозяйственные земли КХ Пиреева И.И., ЧП Полякова В.Н., СПК «Урожай», канавы вдоль дорог местного значения, заброшенные частные земельные участки (ул.Южная), песчаный карьер. Общая площадь заражения этой ядовитой культурой составляет 10 га. В 2013 г. эта площадь была 4 га. То есть, ежегодный прирост отвоёванных территорий составляет 2 га.

   На 1 кв.м земли произрастает примерно 3 растения борщевика. Если учесть, что на взрослом растении расположены примерно 20 зонтиков с семенами, а каждый зонтик даёт примерно по 15 тыс. семян, то ситуация выглядит катастрофично:

3        растения х 20 зонтиков х 15.000 семян =900.000 семян с 1 кв.м

10 га = 10.000 кв.м

10.000 кв.м х 900.000 семян = 9.000.000.000 семян в год дают поражённые земли

Часть семян, конечно, останется на старых территориях, а часть полетит завоёвывать новые сельхозугодия, дачные участки, лесные опушки.

   Новгородские аграрии подсчитали, что через 5-7 лет до 40 процентов природных ландшафтов и около 20 процентов земель может быть поражено этим сорняком.
   Властями Новгородчины был принят план мероприятий по предотвращению распространения и уничтожению борщевика Сосновского на территории области на 2013-2014 годы (Приложение  2 ). Но выделенных денег было явно недостаточно. Этот биологический монстр жив, продолжает интенсивно развиваться и захватывать новые, не свойственные для его произрастания, земельные наделы.

2.5.          Методы борьбы с борщевиком Сосновского.

1.     Химический (обработка гербицидами)

Это самый действенный способ борьбы с борщевиком. Обрабатывать растения необходимо ранней весной. Но выделенных по программе средств в объёме 500 тыс.руб. хватило только на 250 га земли по всей области. В Броннице тоже в 2013 г. обработаны основные очаги. Но, как я убедилась, в этом году борщевик есть и снова набирает силу.

2.     Механический (агротехнические мероприятия- глубокая вспашка)

     Проведение вспашки  необходимо проводить несколько раз за вегетационный период.  Глубина обработки на горизонте 5-10 см. Для полного уничтожения всех растений борщевика вспашки нужно проводить в течение нескольких лет (в зависимости от засоренности полей семенами) от 2-3 до 5-7 лет.

     Этот способ эффективный, но трудоёмкий. Поэтому дорогостоящий.

     Работа трактора при вспашке в этом стоит 150 руб. за сотку.

     1 га= 10 х 10 соток    10 га  борщевика=10х 100 сот.=1000 соток

     1000 сот.х 150 руб.=150.000 руб.

     Вспашку необходимо проводить несколько раз за сезон.

    150 тыс.руб.х3 раза=450 тыс.руб.

     Это равно всему бюджету области, предназначенному для борьбы с вредителем.

3.     Ручной (с помощью лопаты)

Трудоёмкий и неэффективный способ. У меня на выкапывание одного корня ушло 15 мин. Т.е., при моей выработке 4 корня/час за рабочий день я накопала бы :

4 корня х 8 час.=32 корня

При такой выработке для борьбы с борщевиком не хватило бы рабочих рук всего Бронницкого поселения. А на оплату такого труда средств будет потрачено больше, чем при механическом способе борьбы.

4.     Биологический (разведение природных вредителей).

Этот способ сейчас в стадии защиты. Учёные Санкт-Петербурга предложили заселять в борщевик специальных гусениц, которые обитая в стволе растения уничтожают его. Также учёные утверждают, что эти гусеницы живут и питаются только борщевиком и не опасны для культурных растений и человека. Вот это и предстоит ещё доказать учёным.

             3. Заключительная часть.

Гипотеза,  выдвинутая в начале работы, полностью подтверждается результатами исследования.

     А результатами моего исследования стали следующие факты:

     1) Проблема экологической катастрофы из-за биологической инвазии

         борщевика Сосновского есть, даже в нашем сельском поселении;

2) Инструментов для борьбы с борщевиком Сосновского достаточно,   

     чтобы растение не завоёвывало новые территории;

3) Подавляющая часть появления новых очагов произрастаний

    происходит по вине человека :  средств, выделяемых бюджетом

    региона явно недостаточно для ликвидации проблемы;

4)    Система профилактических мер ежегодно разрабатывается и находится под строгим контролем Администрации Бронницкого сельского поселения;

5)    Снижение количества новых очагов борщевика - заслуга людей, болеющих за будущее нашей области.

6)    Профилактическая работа с населением недостаточно разнообразна.

4.Выводы.

Как известно, что лучше  предупредить «заболевание», чем потом лечить его. Это высказывание напрямую относится  к главной задаче моего исследования. Легче и лучше эффективно работать над профилактикой засорения территорий борщевиком Сосновского, чем потом подсчитывать убытки.

    Действенными профилактическими мерами в являются:

1. Ежегодная ревизия земель для выявления новых очагов засорения и подсчёта значимости проблемы ( занимается главный специалист администрации Бронницкого сельского поселения, агроном по образованию, Чеблакова Елена Михайловна)

2. Своевременное и регулярное окашивание канав, пустырей, карьеров (на контроле Администрации Бронницкого поселения)

3. Уход за прилегающими к огородным участкам землями ( работа с населением)

Я же предлагаю ещё организовывать и пастбища на засорённых землях. Животные вытаптывают и выщипывают поросль, не давая ей развиваться. Это мой  личный вклад для предотвращения экологической катастрофы. Считаю этот метод эффективным и дешёвым способом .

Использованная литература:

1.     Богданов В. Л., Николаев Р. В., Шмелева И. В.

 БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ТЕРРИТОРИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫМ РАСТЕНИЕМ БОРЩЕВИКОМ СОСНОВСКОГО.

    Сборник статей "Фундаментальные науки и практика Том 1, №1" с                            материалами трудов 1-ой международной телеконференции "Проблемы и перспективы современной медицины, биологии и экологии".

       Москва,2010 .

2.     Официальный сайт Администрации Бронницкого сельского поселения

       bronnicaadm.ru

3.     Официальный сайт Администрации Новгородской области

      region.adm.nov.ru

4.     Областная целевая программа "Предотвращение распространения

     борщевика Сосновского в Новгородской области на 2013-2014 годы" 

     (Утвержена постановлением Администрации области от 30.10.2012

      N 688 )