Исследовательская работа «Оценка рекреационных нагрузок на лесной биоценоз»

Исследовательская работа

На тему: «Оценка рекреационных нагрузок на лесной биоценоз»

Руководитель работы преподаватель экологических основ природопользования Шишкина Ольга Александровна

Содержание

Введение

Глава 1. Растительные сообщества Республики Мордовия

Глава 2. Рекреационные нагрузки на лесной биосинтез

2.1. Состояние лесного фонда г. Саранска

2.1. Определение структуры почвы

2.2. Изменение  видового состава растений лесного биосинтеза

2.3. Влияние разных факторов человеческой деятельности

на лесное  сообщество

Заключение

Введение

Около 4,6 млрд. лет назад, в результате уплотнения межзвёздного газопылевого облака в протосолнечной системе возникла Земля.

Первичная газовая оболочка, состоявшая  преимущественно из двуокиси и окиси углерода, вскоре исчезла. Примерно 3 млрд.  лет назад, произошло эволюционное событие огромного значения: появились организмы, способные существовать в условиях поступления в атмосферу свободного кислорода, который они же сами и выделяли в процессе фотосинтеза.

Именно эти организмы стали предшественниками растений, благодаря жизнедеятельности, которых возникла в достаточной мере насыщенная кислородом атмосфера, что сделало возможным  появления  и эволюцию животного мира, в том числе и человека.

Мир растений даёт нам гораздо больше, чем мир животных, хотя растительных видов насчитывается лишь около 250 тысяч, а вероятная численность видов животных колеблется от 5до10 млн. Растения в силу своей относительной неподвижности вынуждены более эффективно бороться за своё существование, спасаясь от растительноядных организмов, перегрева, переохлаждения, переувлажнения, засухи и т.д.

Растительность была ресурсом, имеющим практическое значение на первых этапах существования человеческого общества, практическом, экономическом, эстетическом и рекреационным значениях в более позднее время.

Из-за практического и экономического значений продолжается отрицательное воздействие на растительность и в современных условиях. Ярким доказательством является значение лесной растительности для получения продуктов питания, строительных материалов, средств для получения одежды и т.д, а экономическое – в получение государством денежных (валютных) средств при продаже изделий из древесины, сырьевых продуктов и др.

Человечество является свидетелем поразительного биологического явления  в истории Земли. Один единственный вид – человек разумный - уничтожает разнообразие жизни на планете быстрее, чем это происходило когда-либо в прошлом.

Учёные считают, что к середине века биосфера, лишится как минимум одной четвёртой ныне живущих видов. Это массовое вымирание является результатом одного из самых  беспримерных актов невнимания со стороны современного человечества. Ибо немного найдётся проблем, более глубоких по своим последствиям, чем эта.

Вероятно, что к середине столетия все известные запасы ископаемой нефти будут исчерпаны. Если за этот период виды животных и растений будут исчезать такими же темпами, что и сегодня, то нам трудно будет определить, какое из двух событий окажет больше влияние на судьбу наших детей и внуков.

Глава 1. Растительные сообщества Республики Мордовия

В пределах любой зоны естественный растительный покров не остаётся однородным даже на небольшом пространстве. Идя по какому – нибудь  лесному массиву в средней полосе европейской части страны мы нередко можем встретить различные типы леса: ельники-кисличники, сосняки-черничники, сложные боры с дубом и липой и т.д.

Разнообразие растительных сообществ в данном случае нельзя объяснить какими-либо причинами, связанные с климатом. Дело здесь совсем  в другом - в разнообразии почвенно-грунтовых условий, и, прежде всего поверхностных геологических отложений.

Есть ещё один фактор, который может служить причиной разнообразия естественного растительного покрова на небольшом пространстве - деятельность человека. В лесной зоне, например на месте вырубленных участков сосняка и ельника, часто появляются березняки, и это усиливает пестроту природной растительности, увеличивает количество типов леса.

Естественные растительные сообщества любой местности имеют длительную историю.

Они формировались на протяжении многих столетий и даже тысячелетий. В состав этих сообществ входят, только такие виды растений, которые приспособлены к местному климату, почвенно-грунтовым условиям и могут расти совместно друг с другом.

Богат и разнообразен растительный мир Республики Мордовия. Это связано с её географическим положением на стыке лесов и степей. В настоящее время на её территории произрастает более 1300 видов сосудистых растений, около 200 видов мхов, множество видов водорослей, лишайников и грибов.

Растения, которые мы видим под пологом елового леса, достаточно теневыносливы, они не только нормально растут в глубокой тени, но даже  цветут и плодоносят. Придите весной или в начале лета в еловый лес - вы увидите белые венчики кислицы, седмичника, майника и других обычных обитателей ельников.

Сосновый лес - совершенно иное растительное сообщество. Кроны сосен сравнительно рыхлы, ажурные, они пропускают много света. На почве в сосняках часто бывает сплошной моховой ковёр, на фоне его развиваются те же травы и кустарнички, что и в ельниках – черника, брусника, можжевельник.

Лиственничный лес – ещё более светлый, чем сосновый. В ясную погоду в таком лесу много солнца, почти как на открытом месте. Там встречаются: брусника, толокнянка, лилии, плауны и т.д.

Таковы в общих чертах наши хвойные леса - ельники, сосняки и лиственничники.

Рассмотрим теперь растительный состав широколиственных лесов. Почвы под широколиственными лесами - дерново-подзолистые, серые лесные, некоторые разновидности чернозёма. Лес характеризуется, прежде всего, большим разнообразием древесных пород. Здесь встречаются  дуб черешчатый, липа мелколистная, клён остролистный, ясень обыкновенный, вяз, берёза и др.

Дубравы испытывают на себе очень сильное влияние человека. После вырубки старого дубового леса дуб обычно сам собой не восстанавливается. Поросль от пней не появляется, а молодые дубки, выросшие под пологом взрослых  деревьев, заглушаются на открытом месте различными травами, порослью кустарников и гибнут. Через несколько десятилетий, здесь уже берёзовый или осиновый лес.

Достаточно богат в широколиственном лесу видовой состав кустарников: бересклет, орешник, жимолость, крушина и шиповник. Здесь обычно  хорошо развит травяной покров.

 Многие относительно широко распространённые на территории  Республики виды на уровне отдельных районов, а так же лесничеств, заказников, городов и их зелёных зон могут быть очень редкими и подлежать охране. Это справедливо по отношению к раннецветущим и другим декоративным растениям, в местах массового отдыха подвергающихся нещадному истреблению на букеты или вытаптыванию.

Медуница – красивый цветок, который охотно  срывают все, кто оказывается в лесу ранней весной. Некоторые любители слишком увлекаются и у них в руках, через несколько минут, оказывается целая охапка.

Ветреница лютиковая  высота всего растения невелика, не больше карандаша. Если наступить на его корневище, то мы увидим, что оно внутри белое и крахмальное, как клубень картофеля. Здесь хранятся запасы питательных веществ. Ветреница страдает от вытаптывания.

Лилия Саранка встречается изредка, небольшими группами. Лимитирующими факторами является вырубка лесов, выпас скота, рекреация, сбор в букеты и раскопка луковиц.

Тюльпан Биберштейна – известная единственная популяция находится на территории национального парка «Смольный». Исчезновению способствует сборка букетов и выпас скота.

Ирис безлистный встречается в окрестностях сел Атемар и Уда Лямбирского района, а также в урочище Ендова Ичалковского района сохраняются в относительно хорошем состоянии на протяжении почти 100 последних лет. В черте г. Саранска этот вид может быстро исчезнуть, известны лишь единичные находки на опушке дубравы в юго-западной части города.

Венерин башмачок настоящий очень чувствителен к обрыву побегов во время цветения.

Пыльцеголовник красный не выносит как резкого осветления, так и резкого затемнения, вытаптывания и сборы на букеты.

Гвоздика песчаная, её лимитирующими факторами являются вырубка лесов, затемнение другими видами, вытаптывание, грибковые болезни.

Прострел раскрытый  встречается в сухих сосняках вдоль Суры, Мокши, Алатыря и их притоков, удаленных от населенных пунктов, популяции довольно многочисленны. Деградация популяций происходит в результате сбора на букеты вблизи населенных пунктов и мест отдыха. На степных участках растения растение практически исчезло.

Кладония звездчатая (лишайник) в последнее время имеется явная тенденция к сокращению численности и встречаемости в сообществах. Особенно это заметно в местах массового отдыха людей. Например, в районе баз отдыха на озере Инерка, Большеберезниковского района, вблизи дома отдыха «Мокша» в Ковылкинском районе.

Уснея жестковолосистая (лишайник) – лимитирующим фактором является загрязнение воздушной среды. Соединениями серы, азота, хлора, тяжелыми металлами, а также пылью.

Саркосцифа ярко-красная (гриб). На  численность её популяции отрицательно влияют все виды лесопользования, нарушающие лесную подстилку.

 Без популяций упомянутых видов немыслимо стабильное существование лесных сообществ и,  следовательно, их сохранение. Поэтому очень важно не допустить снижения уровня биологического разнообразия, которое отразится  на устойчивости  природных и антропогенных систем и перейдёт границы самовосстановительных возможностей природы.

Глава 2. Рекреационные нагрузки на лесной биоценоз

2.1. Состояние лесного фонда г. Саранска

Трудно перечислить все формы и виды человеческой деятельности, которые отрицательно влияют на природную растительность. 

Они многочисленны и разнообразны. К их числу относятся строительство новых городов и посёлков, заводов и фабрик, разработка полезных ископаемых, создание водохранилищ, прокладка железных и шоссейных дорог, нефте- и газопроводов, линий электропередачи. Всё это требует большой площади, измеряемой только в нашей стране многими миллионами гектаров. Очень часто для подобных объектов отводится территория, покрытая естественной растительностью, которая, конечно, подвергается уничтожению. При этом могут погибнуть не только редкие виды растений, но и целые растительные сообщества. Неблагоприятно влияют на растительный мир также виды человеческой деятельности, как осушение болот и распашка целинных земель, загрязнение атмосферы, почвы и воды всевозможными промышленными выбросами и многое другое. В окрестностях городов, в местах массового отдыха непрерывно усиливается отрицательное физическое воздействие самого человека на растительность и среду её обитания. Пагубно действует, в частности, чрезмерное вытаптывание поверхности земли. Оно приводит к уничтожению надземных частей растений и губительному для корней уплотнению почвы. Огромный урон флоре наносит массовый сбор красивоцветущих растений для букетов. Он ведёт к быстрому уничтожению некоторых видов. Между тем среди них могут оказаться редкие представители флоры, особенно ценные в  научном отношении и часто представляющие хозяйственный интерес. Этим видам опасность полного уничтожения грозит в первую очередь. 

Состояние лесного пояса столицы республики – Саранска настораживает и заслуживает внимания. Нельзя сказать, что Саранск безлесный город. Но в некоторых районах наблюдается недостаточное количество парковых зон и скверов, а следовательно, увеличиваются рекреационные нагрузки на видовой состав растений лесных биоценозов.

Ежегодно студентами нашего техникума организуются экскурсии в Северо – Западный лесной массив города, активно посещаемый людьми, с целью проведения практических работ направленных на исследование и выявление:

-         влияния рекреационной нагрузки на структуру почвы.

-         изменения видового состава растений лесного биоценоза в результате внедрения сорных (придорожных) видов.

-         влияния некоторых видов деятельности человека на лесные сообщества.

Первоначально изучается сформировавшаяся тропиночная сеть. Ведь вытаптывание – это основной процесс нарушения природной среды, главными последствиями которого являются непосредственно механическое повреждение растений и изменение физических и химических свойств почвы. Затем рассматриваются нарушения сложившихся связей в сообществе, т. к. в непосредственной близости с тропой происходит внедрение сорных (придорожных) видов, которые нарушают исходный биоценоз. В дальнейшем все полученные материалы обрабатываются в стационарных условиях и обобщаются в виде таблиц.

2.2.Определение структуры почвы

Несколько групп студентов выбирают участки в лесу, и разбивают их на стандартные площадки размером 1*1м, так чтобы первая площадка располагалась на тропинке, вторая в метре от неё, третья и последующие ближе к дереву или другим препятствиям, которые обходят люди. На каждую группу выделяются рулетки, колышки, определитель растений, линейка, нож.

Для определения твёрдости почвы нож втыкается, сначала в центр тропинки, затем её край, на расстоянии 1 и 5м от тропы, до предела проникновения. Линейкой отмечают глубину проникновения ножа. Величина, равная отношению единицы к полученной глубине, будет характеризовать относительную твердость почвы. Все результаты фиксируются, и на их основании строится график зависимости оценки твердости почвы по мере удаления от тропы.

В дальнейшем подсчитывается количество видов растений на каждой площадки. Определяется доля лесных (исходных) и сорных (придорожных) видов (таблица №1).

Далее делаются выводы влияний разных факторов на лесное сообщество. И предлагаются меры для сохранения видового разнообразия данного биоценоза (таблица №2).

В результате проведенных работ направленных на изучение структуры почвы вырисовывается следующий график изменения её твердости в зависимости от степени рекреационной нагрузки (в Северо – Западном лесном массиве г. Саранска)

Он свидетельствует о том, что в ходе увеличения рекреационных нагрузок происходит увеличение плотности и твердости почвы. Линейная зависимость между этими величинами достаточно хорошо прослеживается при умеренных и средних нагрузках на почву. Однако сжатие почвы имеет определенный предел, поэтому дальнейшее увеличение нагрузок не сопровождается увеличением плотности или твердости почв и линии зависимости графика выходит на «плато».

Ежегодное  расширение тропиночной сети отрицательно воздействует на лесной биоценоз в целом, вызывая уплотнение почвы и изменение толщины подстилки.

Что бы снизить отрицательное воздействие рекреационных нагрузок мы предлагаем организовывать санкционированные тропинки. Однако они не должны представлять собой «асфальтные цепи», в которые заковывается лес. Они могут состоять, например, из смеси битого кирпича и песка. Что не будет приводить к существенным изменениям воздушного и водного режимов почвы.

2.3. Изменения видового состава растений лесного биосинтеза

В изучаемом нами лесном массиве исходный видовой состав представлен: медуницей, ветреницей, щитовником, осокой волосистой, снытью обыкновенной,  копытнем европейским, рябчиком русским, ландышем майским, бересклетом бородавчатым, кленом остролистным, березой повислой, дубом черешчатым, осиной и др.  В качестве сорных видов внедряющихся в лесной биоценоз в результате рекреационных нагрузок считались:  подорожник большой, мятлик обыкновенный, лапчатка гусиная, клевер луговой, манжетка обыкновенная, одуванчик лекарственный, пырей ползучий, тимофеевка луговая.

Для оценки изменения видового состава на площадках подсчитывалось общие число видов. Затем делилось отдельное количество лесных и сорных видов на общие число и умножалось на 100%.

Таблица №1

Из показателей в таблице видно, что чем дальше от тропы, тем выше разнообразие лесных представителей особенно красиво цветущих и часто собираемых на букеты. А число сорных видов снижается.

Это связано с особенностями строения придорожных и лесных растений. Например, подорожник большой, одуванчик лекарственный, клевер луговой относятся к светолюбивым формам, не привлекательным во время цветения. Высота цветоноса около 10 – 15см, под давлением ног листья не рвутся, а лишь плотнее прижимаются к грунту. В отличии от медуницы, рябчика русского, лилии Саранки, которые не выносят открытых солнечных пространств, очень изящны в период цветения, а их побеги высотой 40 – 90см могут  повреждаться от малейшего прикосновения.

Следовательно, чтобы сохранить видовое разнообразие лесных растений, нужно прежде всего сократить число несанкционированных тропинок. Так как это напрямую поможет исходным видам противостоять придорожным в конкурентной борьбе.

2.4.Влияние разных факторов человеческой деятельности на лесное сообщество

Исчезновение естественной лесной растительности может привести к гибели всего сообщества. И мы уже никогда не сможем познать законы управляющие жизнью растений, и многие другие тайны растительного мира, которые могут быть обращены на пользу человеку.

Результаты проведённых нами исследований обрабатывались и фиксировались в таблице №2. В ней мы указали виды человеческой деятельности, причиняющие вред лесному биоценозу. Здесь же предлагаются необходимые меры, которые на наш взгляд помогут сохранить целостность структуры лесного сообщества, не только для нынешнего, но и для будущего поколения человечества.

                                                                                                                         Таблица №2

Заключение

Охрана растительного мира – дело чрезвычайно важное. Опасность полного уничтожения нависла сейчас не только над некоторыми видами растений, но и над целыми растительными сообществами.

В нашей стране уделяется немалое внимание охране природы, в том числе растений. Действует целая система государственных мероприятий по охране и восстановлению некоторых редких и исчезающих видов. Например, организация заповедников, заказников, создание Красных книг. Применяются административные меры (штрафы, различные виды ответственностей) за порчу природных объектов. Однако этого недостаточно. Важно, чтобы каждый ясно представлял себе, к чему может привести варварское отношение к природе. Иначе говоря, необходима широкая разъяснительная работа. Её нужно вести по радио и телевидению, в газетах, в брошюрах и начно-популярных книгах.

Полезны, например, большие цветные плакаты с красочным изображением охраняемых растений. Их можно вывесить на рынках, где торгуют цветами, в школах и колледжах, в институтах и различных учреждениях.

Необходимо проводить экскурсии, так как, это масса открытий для пытливого ума, это настоящий праздник познания. Благодаря им решается одна из самых важных задач – прививание детям любви к природе, пробуждение у них интереса к нашим зелёным друзьям – растениям.

Если ребёнок способен почувствовать красоту цветущего луга, если его радует изящный колокольчик и кружевной папоротник,-это залог того, что такой ребёнок будет, бережно относится к растительному миру. Он лучше поймёт необходимость охраны  бесценных богатств флоры, он станет надёжным её защитником в будущем.