Исследовательская работа "Изучение популяции рыжих лесных муравьёв и оценка состояния их гнездового комплекса"

x районные чтения членов научных обществ учащихся Исследовательская работа

Изучение популяции рыжих лесных муравьев и оценка состояния их гнездового комплекса

Автор: Крылова Полина, 8 класс, МКОУ «Медынская СОШ»,

Руководитель: Кулюкина М.Б., учитель биологии, МКОУ «Медынская СОШ»

Медынь 2014

Оглавление

1.Введение.__________________________________________      2-3

      А) краткая характеристика исследуемого объекта;________  2

      Б) цели и задачи исследования;_________________________ 3

      В) актуальность.______________________________________3

   2. Основная часть.______________________________________ 4-8

        А) методика исследования;_____________________________4

        Б) описание и итоги исследования;______________________ 4-6

        В) результаты исследования.___________________________ 6-8

  3. Выводы и заключение._________________________________ 9

  4. Литература.__________________________________________  10

   5. Приложение.________________________________________  11-21

…Дожди звенели.

В лесу терялись колеи

Когда в тени косматой ели

Закопошились муравьи

Они спешат своей тропою

И подбирают на пути

Былинку, высохшую хвою

И все, что в силах унести,

Торжественно, благоговейно

Тащили в кучу этот хлам

И вот воздвигли муравейник,

Как люди воздвигали храм…

Н. Старшинов

Введение

В 2013 году мы вместе с лесничими Медынского лесничества в еловом лесу, в 1 км на северо-западе от Медыни  (см. карту Приложение №4)  обнаружили большую популяцию рыжих лесных муравьев (Formica rufa)[2], муравейники, которых в виде высоких конусообразных куч, находились под елями на расстоянии нескольких метров, или десятков метров друг от друга. Мы долго и с удовольствием наблюдали за строением и жизнью муравейников.В лесном сообществе муравьи являются необходимыми «полезными» насекомыми, так как являются звеньями цепей питания, рыхлят почву, способствуют расселению некоторых видов растений. Подсчитано, что [4] муравьи среднего муравейника защищают от вредных насекомых 0,25 га лесов. Эти полезные насекомые успешно борются с вредителями леса: пилильщиками, пяденицами, шелкопрядами, листовертками, совками и другими, уничтожая не только взрослых особей, но и гусениц, куколок и даже кладки. Кроме того, муравьи участвуют в разрушении и гумификации древних остатков, значительно улучшают структуры почвы[3]. Поэтому мы решили исследовать состояние гнездового комплекса рыжих лесных муравьев данного участка леса. Гнезда рыжих лесных муравьев одного вида имеющих общую территорию и единое происхождение и располагающиеся относительно близко друг от друга  образуют комплекс гнезд. Расстояние между гнездами в комплексе может составлять от 10 до 50 м, но обычно 15-20 м. Комплексом муравьиных гнезд можно считать группу муравейников в количестве 5-10 построек разного возраста и размера. Отдельно расположенные муравейники даже крупных размеров рассматривать, в качестве комплексов нельзя.[5]. Организация мониторинга гнездового комплекса муравейников показалась нам ещё более актуальна и интересна. Так как сокращение их численности может происходить по причине качественного несоответствия среды обитания и экологических требований вида. Поэтому мы второй год наблюдаем динамику состояния обнаруженного нами гнездового комплекса.

Цель:

Изучение динамики состояния гнездового комплекса рыжих лесных муравьев на территории участка леса (выдела) №20 Медынского лесхоза  в течение нескольких лет.

Задачи:

1.     Маркировать,  картировать и фотографировать муравейники гнездового комплекса.

2.     Произвести замеры муравейников в начале лета и начале осени первого года изучения.

3.     Оценить  динамику состояния гнездового комплекса за лето первого года наблюдения

4.     Произвести повторные замеры после зимовки.

5.     Оценить динамику состояния гнездового комплекса муравьёв за два года.

Актуальность.

Изучение динамики численности муравьиных комплексов – один из основных вопросов экологических исследований. Численность муравьиных комплексов это важнейшая характеристика вида в конкретном сообществе и на ее основе можно анализировать целый ряд других экологических показателей, по которым в свою очередь можно судить об улучшении или ухудшении состояния экосистемы[1]. Очевидно, что, являясь компонентом биоценозов, рыжие лесные муравьи служат своего рода индикаторами окружающей среды[5].

Основная часть

Методика исследования

Маркировка, картирование, измерение муравейников гнездового комплекса. (В.В. Хохлов. Мониторинг популяции рыжих лесных  муравьев.  2005г.) [5]

1.Изучение участка и его таксационное описание.

2.Измерение площади участка занятого муравейниками.

3.Нанесение на карту места с расположением гнездового комплекса.

4.Измерение размера муравейников (H-высота купола,D-диаметр подножья) летом 2013 года. Оценка состояния гнезд. (О)

5.Переселение муравейника. Защита муравьиных гнёзд.

6. Повторные измерения муравейников осенью 2013 года,  летом 2014 года фотографирование. Оценка состояния гнёзд.

7.Оформление результатов исследования в виде таблиц и диаграмм.

8.Вывод о динамике состоянии гнездового комплекса рыжих лесных муравьев в течение двух лет наблюдений.

Описание и итоги исследования.

1.Исследование проходило на территории РКУ КО «Медынское лесничество» Медынское участковое лесничество квартал №48 выдел №20.   (Приложение №I), который находится в 1 км на северо-западе от Медыни.

Таксационное описание: породный состав (ель-9, осина-1)возраст 50 лет, высота 20-26 м, диаметр ствола 20-36 см, отметка о повреждении - нет (см. Таксационное описание. Приложение № II.)

2. Границы участка, на котором проводилось исследование, определили так: на юге – опушка елового леса, на западе – широкий овраг, на востоке – другой биогеоценоз (смешанный лес), на севере – границу определили последним муравейником (на 50 метров севернее муравейники обнаружены не были, если дальше они и есть, то это другой комплекс).(7)                              Для определения площади участка: шагами измеряем длину и ширину.  Площадь участка примерно равна 3 000 м².

3. Измерим муравейники мерной вилкой (H,D.), пронумеровав муравейники. Таблички с номерами прилепляем к деревьям рядом с муравейником. Данные замеров заносим в таблицу. (см.Рис.2 Размеры, оценка состояния муравьиных гнёзд).

4. Нанесём на карту место исследования(Приложение №IV).Изобразим схему

Примечание: №3а-погибший (июнь) №6а-новый, появился осенью №10- переселённый (июнь)                                                                         Масштаб: в 1см - 5м

Рис.1 Схема расположения муравейников на участке.

 

5.Переселение.

 Переселение проводилось вместе с лесничими для стабилизации равновесия экосистемы. Часть муравейника вместе с муравьями и яйцами, взятая из купола муравейника перекладывали лопатой в пакет. Вместе с яйцами и муравьями туда попали крылатые особи и крупные куколки. Переселение проводилось 13.06.13г. в ясную солнечную погоду на высокий участок, похожий на прежнее место их обитания. Рядом не было никаких других видов муравьев. Переселение проводилось с соблюдением всех мер безопасности. Новую семью огородили и наблюдали за ней в течении недели. В муравейнике образовались новые ходы, яйца и куколки были спрятаны внутрь муравейника.

Защита муравьиных гнезд. Вокруг муравейников находящихся на краю участка и вокруг переселенного, поставили изгороди из сухостойных деревьев найденных рядом. Изгородь защитит от крупных животных, и от людей, потому что покажет, что муравейник находится под защитой.

6. Повторные замеры. Спустя 3 месяца, 19 сентября произведены повторные измерения муравейников деревянным метром  и фотографирование их. Данные сведены в общую таблицу (см. Рис.2). Фото даны в приложении №III.                                                                                                                                            7. В июне 2014 года произведены повторные замеры муравейников гнездового комплекса, фотографирование. Дана оценка динамики состояния гнёзд после зимы. Данные сведены в общую таблицу (см. Рис.2). Фото даны в приложении №III.                                                                                                                                           

Результаты исследования.

Результат исследования оформим в виде таблицы и диаграмм. Сделаем оценку состояния муравьиных гнезд.

Рис.2 Размеры, оценка состояния муравьиных гнезд.

№	H Июнь 2013	D Июнь 2013	O Июнь 2013	H Сентябрь 2013	D Сентябрь 2013	O Сен. 2013	H Июнь 2014	D Июнь 2014	O Июнь 2014
1	64 см	120 см	↑	70 см	133 см	↑	70 см	136 см	↑
2	30 см	70 см	↓	-	-	↓	30 см	80 см	↑
3	62 см	110см	↑	67 см	117 см	↑	84 см	140 см	↑
3а	12 см	26 см	×	-	-	↔	-	-	-
4	64 см	92 см	↑	73 см	102 см	↑	78 см	120 см	↑
5	70 см	100см	↑	78 см	103 см	↑	75 см	130 см	↑
6	62 см	62 см	↑	50 см	92 см	↑	66 см	90 см	↑
6а	-	-	-	36см	51 см	↑	32 см	60 см	↑
7	80 см	110см	↑	88 см	121 см	↑	130см	121 см	↑
8	38 см	60 см	↑	38 см	70 см	↑	50 см	90 см	↑
9	76 см	110см	↑	76 см	112 см	↑	76 см	150 см	↑
10	-	-	∆	16см	61 см	↑	-	-	↔

Условные обозначения: «↑» - растущий,  «-» -  не найден, «↓» - погибающий,

«×» - погибший,  «↔» - разрушенный, «∆» - переселенный.

Рис.3 Высота жилых муравейников

   

Рис.4 Состояние жилых муравейников

Результаты исследования показали:

-муравейник №2 , который мы посчитали осенью прошлого года погибающим, сохранился зимой и населён муравьями;

-муравейник №3а разрушен полностью, обнаружен только благодаря маркировке;

-на муравейник №6 летом 2013 года упало дерево, поэтому высота купола  к осени уменьшилась, но он стал больше диаметром и в 3-х метрах появился новый  муравейник №6а; Зиму эти муравейники пережили хорошо и к лету 2014 года муравейник №6 вырос в высоту , а №6а- увеличился в диаметре

-муравейники №1,3,4,5,7,8, 9 можно считать растущими (молодыми) причем за лето 2013 года  увеличивается D муравейника, может быть, это сезонные изменения; они также хорошо перезимовали и летом 2014 их мы считали растущими, так как увеличивались их размеры. Мы опять отметили, что некоторые муравейники (№5,9) росли в диаметре, а другие (№6,7)- в высоту;

-переселенный муравейник был жив только до зимы, однако высота его была маленькая, хотя он был широкий, проглядывался второй купол к северу, который формировался вокруг корня ели; однако зиму он не перезимовал;

-изгороди вокруг муравейников почти не повреждены, следов животных не видно, но антропогенная нагрузка на этот участок леса чувствуется: каждое посещение мы убирали бытовой мусор;

Выводы и заключение

1.     В течение лета большинство муравейников сохранилось (80%), хотя антропогенная нагрузка на участок леса с муравьиным комплексом велика.

2.     Весь муравьиный комплекс хорошо перезимовал, все сохранившиеся муравейники можно считать молодыми.

3.     В муравьином комплексе на участке елового леса кв.48, выдела 20 преобладают растущие муравейники.

4.     Если муравейник повреждается, то муравьи могут создать новый и переселиться в него.

5.     Переселённый муравейник жил несколько месяцев до зимы, значит переселение произведено правильно. Однако зиму он не пережил. По нашему мнению это произошло потому что он не успел стать крупным гнездом, не сформировалась структура муравейника.

6.     Влияние животных на этот мурвьиный комплекс летом незначительно. И зимой муравейники не были разрушены кабанами.

7.       Все вышеуказанное - показатель того, что динамика состояния изученного гнездового комплекса хорошая и  популяция рыжих лесных муравьев на этом участке леса не уменьшается. Очевидно, что, являясь компонентом биоценозов, рыжие лесные муравьи служат своего рода индикаторами окружающей среды[7].

Это исследование  заинтересовал не только меня, но и членов нашего летнего лагеря  и наших лесничих.  Поэтому мы уже выступали на заключительной конференции в день закрытия лагеря, проинформировали жителей Медыни через местную газету «Заря» и представили свою работу в Медынское лесничество.

Мы благодарим инженера Т.В. Колесникову и лесников РКУК «Медынское лесничество» Медынского участкового лесничества В.Л. Черепанова и Р.А. Фирсова за помощь в исследовании, а также всех членов лагеря «Школа поиска-2 ЭкПресс».

Литература

1.Акимушкин И.И. Невидимые нити природы.- М.: Мысль, 1985.-287с. 2.Жизнь животных. В 7-ми т. Под ред. М.С. Гилярова, Ф.Н. Правдина.- М.: Просвещение, 1984.- 463с.                                                                           3.Мариковский П. Юному энтомологу: Научно-популярная литература. М.: Детская литература, 1978.- 208с.                                                           4. Фройде М. Животные строят: Пер. с нем./ Предисл. А.А.Захарова.- М.: Мир,1986.- 216с.                                                                                    5.Хохлов В.В. Мониторинг популяции рыжих лесных муравьёв. // Материалы по дополнительному экологическому образованию учащихся (сборник статей). Вып.2 / Под ред. М.Н. Сионовой и Э.А. Поляковой. – Калуга: Изд-во КГПУ им. К.Э.Циолковского. 2005.-218с

Приложение I                                                           

Приложение II

Приложение III. Фотографии муравейников изучаемого  комплекса.2013г

Новый муравейник, мы его обозначили №6а.

Приложение IV. Карта северо-западной части г. Медыни и участка леса, с обозначением места исследования.

М.к.

Приложение №5. Июнь 2014 года.

Сентябрь 2014.