Исследовательский проект"Экология лесных растения"

Филиал  Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

« Мало-Шелемишевская средняя общеобразовательная школа »

«Шелемишевская основная общеобразовательная школа»

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

 ПО ТЕМЕ

«ЭКОЛОГИЯ ЛЕСНЫХ РАСТЕНИЙ»

Выполнил: Орлов Дмитрий

ученик 9 класса

Руководитель: учитель биологии Воробьева Светлана Юрьевна

2015год.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………3

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………….5

1.1. Изученность вопроса……………………………………………….5

1.2. Исторический очерк применения лекарственных растений…….7

2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ……………………………11

2.1. Географическое положение и рельеф……………………………11

2.2. Метеорологические условия…………………………………......11

2.3. Гидрография и почвы……………………………………………..12

2.4. Растительность…………………………………………………….12

3.  МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА РАБОТЫ………………………………...14

4. СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ СКОПИНСКОГО РАЙОНА………………………………………………17

4.1. Жизненные формы………………………………………………...23

4.2. Фитоцинотическая приуроченность…………………………......24

4.3. Фенологические спектры цветущей флоры…………………......25

5.РЕСУРСЫ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ СКОПИНСКОГО РАЙОНА…………………………………………………………………………..30

5.1. Запасы лекарственных растений…………………………………31

5.2. Распространение и экология некоторых лекарственных растений  Скопинского района…………… …………………………………………..31

6. ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ………………………………………..40

6.1. Лекарственные растения Скопинского района широко применяемые    в          народной медицине……………………………...................................42

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………...83

ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………….84

ВЕДЕНИЕ

 Актуальность работы.  Изучение лесных растений имеет большое значение в жизни человека. Прежде всего, растения восполняют кислород атмосферного воздуха. Многие из растений леса используются в медицине. Такие растения имеют различные назначения. Например:  болеутоляющие, витаминные, ранозаживляющие, успокаивающие. Есть растения, идущие в пищу в свежем или переработанном виде: березовый сок, фрукты и ягоды, кормовые растения. Эфиромасличные растения, которые используются в парфюмерии.  В наше время существует  множество факторов, влияющих на лес и на его экологию. Первым неблагоприятным фактором, является переруб древесины. Проблема в том, что при перерубе, забирают хорошие деревья, оставляя, больные, а это в свою очередь ведет к еще большему экологическому вреду. Второй фактор-это лесные пожары. Ежегодно сгорает большое количество гектаров леса. Также на экологию леса влияет небрежное отношение человека к природе (выбрасывается большое количество мусора, уничтожаются редкие виды растений). Всё это ведёт к истощению лесных ресурсов.

Целью этой работы является изучение лесных растений и их экологическое исследование.

Задачи, поставленные в данной работе:

1.      Изучение особенностей лесных растений.

2.      Исследование растительных сообществ.

3.      Флористические и геоботанические исследования лесных растительных сообществ.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные данные по ресурсам лесного сырья можно рекомендовать к промышленным заготовкам, медицине, а также могут быть применены в процессе школьного обучения естественнонаучным дисциплинам общеобразовательного курса, для приобретения навыков и умений по лесной экологии и бережному отношению к природе.

Научная новизна. Уточнена систематика лесных растений Рязанской области  Скопинского района, изучены природно-климатические особенности района.

Множество различных авторов затрагивали и затрагивают темы экологии лесных растений, так как они действительно являются очень важными в современном мире.

Сергеев Б.Ф. Жизнь лесных дебрей (рассказывает о жизни обитателей леса, о влиянии человека на природу, об изменениях, происходящих при освоении новых территорий).

Горышина Т.К. «Растение в городе» (книга знакомит читателя с составом и историей формирования городской флоры, с вопросами экологии городских растений).

Бергальи Роберто. «Биогеохимия наземных растений». Экофизический подход к биомониторингу и биовосстановлению(в книге собран уникальный материал по биомониторингу тяжелых металлов и биовосстановлению наземных экосистем на примере высших растений, мхов, лишайников и грибов).

Карпачевский Л.О. «Экологическое почвоведение» (книга посвящена анализу основных свойств почв и их экологической роли. Показано значение этих свойств в жизни растений, их связь с животными).

Место и сроки проведения исследования: Рязанская область, Скопинский район, с. Шелемишево, октябрь – ноябрь 2015 год.

Физико-географические условия: Село Шелемишево расположено в южной части Скопинского района Рязнской области. Географические координаты, Скопинский район: 53.739508, 39.848700

Площадь района — 1720 км². Район граничит на северо-западе с Михайловским, на севере — с Пронским, на северо-востоке — с Кораблинским, на востоке — с Ряжским, на юго-западе — с Милославским районами Рязанской области, и на западе — с Тульской областью. Районный центр – г. Скопин – находится в северо-восточной части района. Протяженность территории с севера на юг составляет 39 км, с запада на восток – 79 км.

Основные реки — Ранова, Вёрда, Питомша, Старый Келец, Мокрая Табола, Сухая Табола. Крупных озёр в районе нет.

Под пашней находится 69 % земли. Леса в районе практически отсутствуют (небольшие и немногочисленные островки лесов сохранились по балкам и оврагам в основном в восточной части района и занимают всего около 5% площади района).

Полезные ископаемые: гипс, песок строительный, глина, бурый уголь (добыча ведётся открытым карьерным способом в с. Петрушино).

Климат района умеренно-континентальный, с умеренно-теплым, часто сухим летом, умеренно-холодной зимой, короткой весной и облачной, часто дождливой осенью. Господствующими ветрами весной и зимой являются юго-западные ветры, летом – западные и северо-западные.

 Почвы. На территории района преимущественно преобладают выщелоченные глинистые и суглинистые черноземы. Значительную территорию занимают также темно-серые лесные и серые лесные почвы глинистого и суглинистого механического состава. Черноземы распространены в западной части района. Они хорошо гумусированы, насыщены основаниями, обеспечены элементами питания растений, обладают благоприятными водно-физическими свойствами. Почвенные и климатические условия благоприятны для сельскохозяйственного производства.

Леса. Скопинский район расположен в лесостепной зоне. Здесь мало лесов, большая часть территории распахана. Небольшие и немногочисленные островки лесов сохранились по балкам и оврагам, наиболее крупные из них расположены в восточной части района. Дубравы являются преобладающим коренным типом леса. В лесах района распространены «вторичные» породы: березняки и осинники. Также хорошо растут липа, ясень, клен, вяз. В подлеске лиственных лесов и дубрав растут орешник, рябина, шиповник, черемуха, калина и другие растения.

 

 

 

 

 

 

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалом  для работы послужил гербарий, собранный в период летней практике 2015года. Материал собирался маршрутным методом  в лесах Скопинского района. Обработка собственного материала проводилась в классе под руководством учителя биологии Воробьевой С.Ю.. Растения определялись по П. Ф. Маевскому. Экологическая оценка проводилась по жизненным формам: деревья, кустарники, многолетние, двулетние, однолетние травы; характеристика фенотипа по группам растений: ранневесенние, весенние, весенне-летние, летние, летне-осенние и т.д.

При хозяйственной оценке отдельных видов и выявлении редких и охраняемых растений мы опирались на работы более раннего изучения этих растений.

Определение растений  состояло из двух основных этапов:

а) определение площади заросли;

б) определение числа растений на единицу площади (1м×1м).

Для таких травянистых растений как зверобой, цмин, полынь и др. использовались пробные площадки размером 1м², причем площадки закладывали, когда на 1м² встречалось 3 экземпляра (побега) и более изучаемого вида: для определения плотности запаса сырья (см.приложение 1) кустарников (шиповника, боярышника и др.) - размером 10м².

Для большей достоверности выборки площадки на территории массива располагали по нескольким линиям - трансектам, пересекающими площадь участка через определенное, заранее заданное число М. Число трансект и заданное расстояние между площадками зависело от площади исследуемого массива лесных растений. На площадке собиралось сырье и сразу же взвешивалось. Результаты по каждой площадке записывались отдельно и затем суммировались. По изученным площадкам высчитывалось среднее арифметическое запаса сырья.

Общая продуктивность массива определяли, умножая запас сырья 1м² на площадь массива по нижней границе предела, который равен М-2, где М - средняя урожайность, а –2 - ошибка средней (Крылова, Шретер, 1971). Например, запас крапивы двудомной (Urtica dioica L.) на 1м² - 150г. Площадь заросли 1000м². Тогда, согласно методике, запас на этой площади равен: 150 - 2x0,65 = 150 – 1,3 = 148,7кг или 34,4кг воздушно-сухого сырья (при норме выхода 22%).

После этого проводили расчет эксплуатационных запасов с каждого участка. Плотность запаса сырья - средняя масса сырья на единицу площади. Выражается в единицах массы, отнесенной к единице площади (г/м², кг/га).

Эксплуатационный запас сырья всегда меньше, чем биологический (см.приложение 1) по объему, поскольку при заготовке допустимо отчуждать только часть популяции лекарственных растений, оставляя определенную долю для ее восстановления после сбора сырья. Плотность запаса сырья - средняя масса сырья на единицу площади. Выражается в единицах массы, отнесенной к единице площади (г/м², кг/га).

Биологический запас – количество сырья, которое можно заготовить на площади участка заготовки, без учета восстановления популяций лесных растений. Выражается в единицах массы (кг, т).

Эксплуатационный запас - количество сырья, которое можно заготовить на площади участка заготовки, не нарушая возможности возобновления растений и регенерации популяций.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Согласно геоботанической карте, район исследования находится в пределах разнотравно-дерновиных лесов. Естественная лесная растительность сохранилась лишь на участках непригодных для земледелия - по склонам оврагов и балок. Здесь развиты типчаково-ковыльно разнотравные группировки. Основной фонд составляют:

- ковыли: узколистный, перистый;

- типчак, тонконог;

- довольно богато разнотравье: таволга шестилепестковая, шалфей степной, различные виды астрагалов, клевера, льнянки, полынь австрийская.

Богатую флору имеют участки вдоль ручьев и прудов, глубокие понижения и ложбины, которые представлены рогозом узколистным, камышом, кипреем, осоками. Встречается ирис апровидный, горец перечный, лютики.

Флора  лесов  Рязанской  области включает три типа жизненных форм: деревья, кустарники и травы. Травы в свою очередь можно разделить на: однолетние, двулетние и многолетние.

Наибольшее число растений представлено травами. Среди трав большая часть - многолетники. В качестве примера можно назвать:  Leonwus quinqnilobatus L. (пустырник пятилопастной), Origanum vulgare L. (душица обыкновенная). К двулетникам относятся такие растения как: Verbascum thapsus L.,Melilotus officinalis L. (донник лекарственный). Однолетников среди  растений Рязанской области значительно меньше. К ним относятся: Bidens tripartite L. (череда трехраздельная), Polygonum aviculare L. (горец птичий), Capsella bursa-pastoris L. (пастушья сумка обыкновенная).

Среди древесных растений можно назвать наиболее типичные: Sorbus aucuparia L. (рябина обыкновенная), Padus racemosa (Lam.) Gilib. (черемуха обыкновенная), Ribes nigrum L. (смородина черная) и др.

   По фитоценотической приуроченности растения  Рязанской области можно разделить на 5 типов:

1.     лесные

2.     лугово-лесные

3.     сорные

4.     луговые

5.     прибрежные

СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ СОСТАВ  РАСТЕНИЙ РЯЗАНКОЙ ОБЛАСТИ

            Сем. Equisettfceae – Хвощевые

1. Equisetum arvense L. - хвощ полевой

Сем. Ranunculaceae - Лютиковые

2. .Ranunculus polyanthemus L.-лютик длиннолистый

3. Ficaria verna Hunds. - чистяк весенний

4. Adonis-vernalis L. - адонис весенний

Сем. Rosaceae - Розоцветные

5. Malus silvestris Mill - яблоня лесная

6. Crataegits sanquinea Pall. - боярышник кроваво-красный

7.Rubus caesius L. - ежевика

8.Rubus idaeus L. - малина

9.Potentilla erecta (L.) Racusch. – лапчатка прямостоячая

10.Fragariia viridis Ruch. - земляника зеленая

11.Padis racemosa (Lam.) L.K. Sneid. - черемуха обыкновенная

Сем. Fabaceae - Бобовые

13.Melilotus officinalis L. – донник лекарственный

14.Trifolium hybridum L. – клевер гибридный

15.Lathyrus sylvestris L. – чина лесная

Сем. Betulaceae – Березовые

16.Betula pendula Roth. – береза бородавчатая

17.Álnus glutinósa-ольха чёрная

Сем. Tiliaceae - Липовые

18.Tília cordáta- Липа сердцевидная

Сем. Urticaceae – Крапивные

19.Urtica dioica L. – крапива двудомная

Сем. Cupressaceae -Кипарисовые

             20.Juníperus  - Можжеве́льник

Сем. Tiliaceae – Липовые

20.Tilia cordata Mill. – липа сердцевидная

Сем. Euphorbiaceae – Молочайные

21.Euphorbia virgata W.et.K. – молочай прутьевидный

Сем. Aceraceae – Кленовые

22.Acer platanoides L. – клен остролистный

Сем. Hypericaceae – Зверобойные

23.Hypericum perforatum L. – зверобой продырявленный

Сем. Papaveraceae – Маковые

24.Chelidonium majus L. – чистотел большой

Сем. Cruciferae – Крестоцветные

25.Barbarea vulgaris R.Br. – сурепка обыкновенная

Сем. Solanaceae – Пасленовые

26.Hyoscyamus niger L. – белена черная

27. Solánum nígrum -паслен черный

Сем. Plantaginaceae – Подорожниковые

28.Plantago major L. – подорожник большой

Сем. Rubiaceae – Мареновые

29.Asperula odoraia L. – ясменник пахучий

30.Galium verum L. – подмаренник настоящий

Сем. Compositae – Сложноцветные

31.Bidens tripartita L. – череда трехраздельная

32.Arctium lappa L. – лопух паутинистый

33.Achillea millefolium L. – тысячелистник обыкновенный

34.Tanacetum vulgare L. – пижма обыкновенная

35.Artemisia vulgaris L. – полынь обыкновенная

36.Tussilago farfara L. – мать-и-мачеха

37.Centaurea cyanus L. – василек синий

Сем. Liliaceae – Лилейные

38.Convallaria majalis L. – ландыш майский

Сем. Cramineae – Злаковые

39.Elytrigia repens Nevski – пырей ползучий

ФЕНОЛОГИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ ЦВЕТУЩЕЙ ФЛОРЫ

По времени цветения растения Рязанской области были  разделены нами на 5 типов:

1)   ранневесенние (апрель - май)

2)   весенне-летние (май - август)

3)   летние (июль - август)

4)   летне-осенние (июнь - сентябрь)

5)   весенне-летне-осенние (апрель - сентябрь)

В флоре Рязанской области преобладают растения с весеннее-летним, летним типом цветения.

Далее можно выделить растения с весенне-летним типом цветения: Padus racemosa (Lam) Gilib (черемуха обыкновенная) и др.

Летне-осенние растения: Urtica dioica L (крапива двудомная).

Что касается ранневесенних и растений с весенне-летне-осенним типом цветения в Рязанской области, то они представлены в одинаковом процентном соотношении. Из ранневесенних: Convallaria majalis L (ландыш майский), Betula Roth (береза повислая). Tussilago farfara L (мать-и-мачеха). Растения, начинающие цвести в апреле и продолжающие свое цветение до осени: Artemisia vulgaris L (полынь обыкновенная). Leonurus quiquilobatus L. (пустырник пятилопастной), Chelidonium majus L (чистотел большой).

РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЭКОЛОГИЯ НЕКОТОРЫХ РАСТЕНИЙ

 РЯЗАНСКОЙ  ОБЛАСТИ

Мать-и-мачеха обыкновенная (Tussilago farfara L.)

Семейство сложноцветные (астровые) -Compositae (Asteraceae)

Ботаническая характеристика

Мать-и-мачеха многолетнее травянистое растение. Сразу после таяния снега на пригретых солнцем местах появляются стебельки, покрытые чешуевидными листочками. Каждый стебелек заканчивается корзинкой желтых цветков. После цветков появляются розетки прикорневых листьев Пластинка листа в очертании округлая или широкояйцевидная, по краю зубчатая плотная.

Поверхность листа темно-зеленая, голая, обратная сторона листа беловойлочная. Цветет в апреле. Корзинки одиночные 2-2,5см в поперечнике. После цветения поникающие. Цветки золотисто-желтые, краевые - язычковые. Длиной 8-10мм, почти вдвое длиннее трубчатых, расположены в несколько рядов. Трубчатые цветки снабжены хохолком из простых волосков. Семянки длиной 3,5-4мм с летучкой из волосков. Плодоносит в мае-июне.

Экология: Мать-и-мачеха растет как сорняк на склонах и насыпях, по берегам рек, ручьев, на песчаных и глинистых обнажениях.

Тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L).

Семейство сложноцветные (астровые)- Compositae (Asteraceae)

Ботаническая характеристика

Тысячелистник обыкновенный многолетнее травянистое растение с тонким ползучим корневищем. Стебли одиночные, прямостоячие, маловетвистые, опушенные, слегка бороздчатые, высотой до 70см. Стеблевые листья очередные, мелкие сидячие; прикорневые короткочерешковые, продолговатые. Цветочные корзинки мелкие, белые или розовые. Цветёт с июля до конца лета.

Экология: Тысячелистник обыкновенный растёт на низинных разнотравно-злаковых лугах, в зарослях кустарников, на степных склонах, вдоль дорог, по оврагам.

Особенно хорошо развивается на освещенных участках, на залежах иногда образует чистые заросли.

Крапива двудомная (Urtica dioica L).

Семейство крапивные-Urticaceae

Ботаническая характеристика

Крапива двудомная - многолетнее травянистое растение с мощным ползучим корневищем. Стебель прямой, четырехгранный высотой 0,6-1,5м листья зеленые, черешковые, яйцевидно-сердцевидные, по краям крупнозубчатые. Стебель и листья покрыты пушком и усеяны волосками, содержащими едкую жидкость. При прикосновении к ним появляются жгучая боль и воспаление кожи. Цветки двудомные, мелкие, желтовато-зеленые. Цветет с июня до поздней осени, плодоносит с июля. Плод – яйцевидный или эллиптический, желтовато-серый орешек.

Экология: Крапива двудомная растет как сорное растение на сухих и влажных местах у жилья, по обочинам дорог, на пустырях и в лесах.

ВЫВОД

В лесах Скопинского района есть большое разнообразие растений, травянистые, древесные и кустарниковые формы, которые являются неотъемлемой частью биоценоза, не смотря на их обилие, они хорошо изучены и систематизированы.

Мы в своей работе изучили лесные растения Скопинского района и прилегающие к селу территории леса. Описаны самые распространенные растения нашего района; из них наиболее часто встречаются в лесах, такие как тысячелистник, ромашка аптечная, одуванчик, чистотел большой.

В работе дан большой обзор морфологических характеристик растений, а так же описаны их биологические особенности. Также мы изучили их особенности и их сообщества. Выборочно мы исследовали некоторые виды растений более углубленно, чем все остальные.

В экспериментальной части было установлено время цветения лесных растений и их взаимоотношения друг с другом, установлены их ресурсы, позволяющие применить в промышленности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Данная работа позволила нам познакомиться с лесными растениями, изучить их разнообразие и эколого-ботаническое  состояние. На данном этапе работа не заканчивается, на 2016 год планируется изучение лекарственных растений произрастающих в лесах Рязанской области, их эколого-ботаническая характеристика и применение. Разработать план мероприятий, которые можно будет использовать во внеурочной деятельности в общеобразовательных учреждениях, для воспитания бережного отношения к природе.

В работе принимали участие учащиеся 9 класса, учитель биологии Воробьева Светлана Юрьевна.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Алмин, Е. П., Понамарев, А. А. Физиология растений. [Текст] /Е. П. Алмин, А. А. Понамарев - М.: Колос, 1979. - 263с.

Атлас лекарственных растений СССР [Текст] / Под ред. Н.В. Цицина. М., 1962.-340 с.

Березуцкий, М. А., Рябова, Т. П. Новые и редкие виды растения Саратовской области [Текст] // Ботанический журнал. – 1990, - №12. – т. 75. – с.12-18.

Борисова, Н. А. О роли выборочного подхода при определение запасов сырья лекарственных растений [Текст] // Растительные ресурсы. - 1978.- № 2. -с. 16-18.

Бровкина, В. Г., Державина, Т. Б. Экскурсии в природу [Текст] // Биология в школе. -1993. - №5 – с.6-9.

Денисова, Г. Л. Удивительный мир растений [Текст]: пособие для учащихся/ Г. Л. Денисова - М.: Просвещение, 1981. - 127с.

Жизнь растений. Цветковые растения [Текст] / Под. ред. Л. А. Тахтаджяна. - М.: Просвещение, 1981. – т.5. – 511с.

Ивченко, С. И. Занимательно о ботанике. [Текст] / С. И. Ивченко - Смоленск: Руссич, 2001. - 237с.

Ипатов, B.C., Кириллова, Л. А. Классификация отношений между растениями в сообществах. [Текст] // Ботанический журнал.–2000.– №7. – с.92-100.

Книга природы. [Текст] / Ю. Дмитриев, Н. Поксарецкая, А. Владимиров. - М.: Дет.лит., 1990. - 399 с.

Кузнецова, В. И. Уроки биологии 6-7- класс: Растения, бактерии, грибы. Лишайники. [Текст] / В. И. Кузнецова - М.: Просвещение, 1991. - 121-123с.

Лаптев, Ю. П. Рассказы о полезных растениях [Текст]: пособие для уч-ся/ Ю. П. Лаптев – М.: Просвещение, 1982. - 80 с.

Новиков, B.C., Губанов, И. А. Школьный атлас [Текст]: определитель высших растений: книга для учащихся. / В. С. Новиков, И. А. Губанов - М.: Просвещение, 1991. - 240с.

Пименов, М. Г., Пименова, М. Е. Определение сырьевой продуктивности полезных растений. Методы исследования ресурсов дикорастущих, полезных растений. [Текст]: Материалы I научной школы но ботаническому ресурсоведению. / М. Г. Пименов, М. Е. Пименова - Вильнюс, 1983. - с.111-133.

Серебояков, И. Г. Экологическая морфология растений. [Текст] / И. Г. Серебояков – М.: 1992. – 296с.

Стрижев, А. Н. Травы вокруг нас. [Текст] / А. Н. Стрижев – М.: Колос, 1983. - 224 с.

Тарски, С, Стефенс, М. Дикорастущие цветы. [Текст] / С. Тарски, М. Стефенс – М.: ACT - Пресс, 1997.-32 с.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСОВ

 http://ru.wikipedia.org/wiki/Рязанской области

http://www.botanik-learn.ru/znachenie-rasteniy-v-zhizni-cheloveka

http://www.skitalets.ru/books/2011/plants/

http://www.botatlas.binran.ru/

                                                      Таблица 1

Исследованные виды	Площадь	Биологический запас, кг
Душица обыкновенная	56600	1418,5
Зверобой продырявленный	58030	275,6
Крапива двудомная	26515	11128
Мать-и-мачеха	38800	8159
Тысячелистник обыкновенный	922150	171288
Череда трёхраздельная	1150	209