Образовательный проект "Биологическое разнообразие"

Содержание.

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

2.     Тематическое планирование………….…………………………............8

3.     Содержание разделов программы…………………….………………..11

Список литературы ……………………………………………………..

Глоссарий ………………………………..………...……………………

В основном итоговом документе, принятом главами государств и правительств « Группы восьми» 8 июля 2008года президент России  Д.Медведев  сказал: «Признавая исключительное значение сохранения и рационального использования биоразнообразия, мы подтверждаем готовность активизировать усилия для значительного снижения темпов утраты биоразнообразия.»

Нет ничего важней и значимей для подрастающего поколения, чем благополучие своего родного края (местности), где он родился, живет, учится.

Предметом изучения является  природа, доступная для непосредственного исследования старшеклассниками. Это тоже «свой край», но размеры охватываемой территории ограничиваются возможностями учащихся старших классов непосредственного ее изучения. Природные и социальные явления ближайшего окружения обладают большими возможностями для показа их значимости и воздействие на личность старшеклассника, чем ситуации глобального уровня.

Под биологическим разнообразием понимается разнообразие всех форм жизни - растений, животных, микроорганизмов, составляющих их генов, и экологических систем, в которые они включены как отдельные компоненты.

Сохранение биоразнообразия — разнообразия видов животных и растений, ландшафтов и экосистем — актуальнейшая задача современности. Сохранение биоразнообразия это — неотъемлемая составная часть концепции перехода человечества на принципы устойчивого развития. В рамках этой проблемы впервые признано, что охрана живого на Земле является задачей всего человечества и одновременно условием его выживания на планете. Из этого вытекает, что для сохранения жизни на планете, включая и биологический вид Homo sapiens, необходимо не только вести традиционную природоохранную работу, но и соответствующим образом перестраивать экономику и социальную систему в целях гармонизации взаимоотношений всех трех основных блоков планеты — природы, социума и экономики.

Важным направлением работы по сохранению биологического разнообразия – обучение и просвещение населения. Ученики нашей школы должны больше знать об окружающей их дикой живой природе, любить её и беречь. Неконтролируемый туризм представляет собой быстро растущую  угрозу. В случае дальнейшего развития ситуации может быть упущена последняя возможность увязать экономическое развитие с сохранением биоразнообразия.

Стержневой основой школьного экологического образования и экологической культуры должны быть биологические знания, дополняемые сведениями из других учебных дисциплин, постепенно формирующие у школьников систему знаний, адекватную современной научной картине мира, экосистемное мышление, мировоззрение и ценностные ориентации, помогающие понять необходимость опираться на экологические законы в поведении. В процессе развития экологической культуры в центре внимания неизменно находится молодой человек, его жизненные интересы и потребности, способности, нравственные нормы и ценности. Формирование экологической культуры в образовании как научная проблема, исследовалось учеными (В.А. Игнатова, С.А. Карпеев, Т.В.Коростелева, Т.В. Кузнецова, Е.Д. Макарова, Г.Й. Макеенков, О.В. Монгуш, Б.А. Никитина, Е.В. Никонорова, Е.В. Орлов, Т.П. Южакова, Ш.М. Юсупова, Е.В. Яковлева), однако противоречия между теоретическими знаниями о сущности экологической культуры и успешностью практики ее развития у учащихся общеобразовательной школы на различных возрастных этапах существенны.

Анализ рассматриваемой проблемы показывает, что формирование экологической культуры современного школьника во многом сдерживается недостаточностью образовательных программ в сфере современного биологического образования. В частности, не раскрыты уровни экологической культуры личности, не представлены технологии и целостная методика развития экологической культуры в биологическом образовании школьников, не разработаны подходы к системному построению биологического образования на региональном уровне

Это дает основания считать, что предлагаемый  курс развития экологической культуры в биологическом образовании школьников 10-11 классов актуален. Разрабатываемые учеными и педагогами-практиками программы слабо ориентированы на исследовательскую и практическую деятельность учащихся в окружающей среде. Инновационность данного проекта заключается в создании экологического практикума по изучению природы Горной Шории.

В последние годы началась реализация целой серии крупных природоохранных проектов, одним из самых успешных из которых был проект ГЭФ "Сохранение биоразнообразия в России". Одним из результатов этого проекта стала разработка и принятие "Национальной стратегии сохранения биоразнообразия в России" (2001). Алтае – Саянский регион входит в число 200 важнейших территорий мира, выделенных Всемирным фондом дикой природы (WWF), для сохранения биологического разнообразия нашей планеты. Организация Объединенных Наций и Глобальный экологический фонд создали специальную программу по развитию ключевых территорий региона, одной из который является территория Горная Шория. Важное направление работы по сохранению биологического разнообразия – обучение и просвещение школьников.

В свете данной проблемы  была разработана программа элективного курса «Жемчужина»Горной Шории». Программа рассчитана на 16 часов и предназначена для учащихся 10 – 11 классов. Предлагаемый элективный курс знакомит учащихся старших классов с проблемой сокращения биоразнообразия и возможными путями её решения, способствуя формировании у школьников экологического мышления и активной жизненной позиции по сохранению окружающей среды.

Цель программы: формирование экологической культуры путем развития экологических компетенций старшеклассников в ходе изучения местной экологической обстановки.

Задачи программы:

·        Обеспечить высокий уровень экологической компетенции старшеклассников на основе изучения экологического состояния окружающей среды своей местности;

·        Воспитать  у учащихся чувства личной ответственности, сопережевания, сопричастности с судьбой родного края, развивать в личности ответственное, заботливое, уважительное отношение к природе;

·        Развивать экологическое мышление, побуждать к активной природоохранной деятельности;

·        Формировать у старшеклассников навыки экологически оправданного поведения путем реализации рефлексивно – деятельностного подхода к образовательному процессу.

Занятия в рамках данной программы позволяют обеспечить при рассмотрении местных экологических проблем внедрение в образовательное пространство технологий развивающего обучения.

В основе программы лежит рефлексивно – деятельностный  подход. В представленной программе  этот способ обучения реализуется в познавательном, исследовательском (поисковом) и природоохранном разделах программы. Кроме того, практикум по изучению экологического состояния природных объектов своей местности способствует развитию у старшеклассников интереса к экологическим проблемам родного края.  Такой  подход, раскрывающий события и явления с позиции индивидуальных особенностей участников деятельности,  опирается на следующие дидактические принципы:

§  принцип научности;

§  принцип гуманистичности;

§  принцип реальной экологической деятельности;

§  Принцип краеведческого подхода способствует эффективности изучения отдельных компонентов природной среды и разнообразия экологических условий.

§   

Формы организации эколого-биологического практикума.

Одной из форм практических занятий является обобщающий полученные знания практикум по изучению биоразнообразия своей местности. Он способствует глубокому и осмысленному  ее изучению, формированию у  школьников практических и исследовательских умений, развитию творческого мышления, установлению связей между теоретическими знаниями и практической деятельностью старшеклассников, а также облегчает понимание ими фактического материала. Практикум по изучению биоразнообразия  развивает у старшеклассников  способность решать конкретные экологические проблем, способствует формированию умения анализировать и оценивать экологические ситуации, прогнозировать и принимать экологически грамотные решения. Основой проведения практикума является использование данных и результатов исследований, проведенных старшеклассниками для создания научно-исследовательских проектов, с которыми учащиеся выступают на экологических конференциях, выступают перед учащимися своей школы, т.е. служит одним из условий формирования их экологической культуры.

Темы экологических проектов старшеклассников  должны соответствовать актуальным проблемам своего родного края.

Задача учителя – пробудить познавательный интерес к теме исследования,показать их важность как для решения проблем своего поселка, так и для развития личности самих учащихся, совершенствования их способностей и навыков.

В ходе исследования учитель должен помочь учащимся:

Выбрать тему проекта

Сформулировать его цели и задачи

Выбрать природный объект исследования

Определить приемы и методы работы

Отобрать и подготовить необходимое оборудование

Составить алгоритм проведения  исследования

Обработать собранный  материал

Сформулировать выводы и рекомендации, оформить проект

Это обеспечивается последовательностью выполнения заданий практикума, который включает в себя следующие этапы:

1.     Подготовительный  - сбор информации по теме исследования, теоретическое изучение метода экологического мониторинга, подбор оборудования для исследования, знакомство с инструкциями по охране труда при проведении лабораторных, практических и полевых работ.

2.     Экспериментальный – собственно исследование

3.     Камеральный – обработка результатов исследования, составление таблиц, графиков, схем и т.д.

4.     Аналитический –формулирование выводов.

5.     Отчетный  – оформление проекта

6.     Информационный  – защита проекта на экологических конференциях, участие  в интернет – проектах и т.д.

7.     Практический  – природоохранная деятельность учащихся.

           Образовательные результаты:

         Внедрение элективного курса способствует формированию экологической культуры путем развития следующих компетенций:

-аналитических – анализ экологической ситуации;

-прогностических – выдвижение и формулировка цели и задач по деятельности по сохранению биоразнообразия;

- проективных – перевод цели и задач в конкретную деятельность

экологического содержания, выбор и планирование адекватных экологическим обстоятельствам видов деятельности;

- рефлексивных – решение конкретных экологических проблем улучшения окружающей среды, самостоятельный контроль и оценка своих действий и поступков по отношению к природе.

Формирование экологических компетенций при изучении элективного курса « Жемчужина Горной Шории»

Виды компетенций	Экологические компетенции
Учебно-познавательные	1.Знать понятия биоразнообразие, эндемичные виды, популяция, биогеоценоз, экосистема, состав экосистем, типы экосистем, продуктивность экосистем, факторы, лимитирующие продуктивность экосистем, способы 2.Уметь объяснять: Роль биоразнообразия в  сохранении биосферы; роль различных организмов в жизни человека; взаимосвязь организмов и окружающей среды; необходимость защиты окружающей среды сохранения биоразнообразия
Аналитические	Давать характеристику экологическому состоянию природных объектов своей местности
Прогностические	Прогнозировать развитие экологической обстановки по результатам своих исследований.
Проективные	1.     Пользоваться простейшими методиками по биоиндикации. 2.     Выявлять по внешнему признаку источники загрязнения. 3.     Систематизировать и обрабатывать материалы исследования.
Рефлексивные	1.

В результате изучения данного курса учащийся должен знать:

·        понятие «биоразнообразие», эндемичные виды, популяция, , биогеоценоз, экосистема. состав экосистем, типы экосистем, продуктивность экосистем, факторы, лимитирующие продуктивность экосистем, способы сохранения биоразнообразия

Уметь:

·        ;

Распознавать и описывать:

·        Особенности географического положения

·        Особенности природной зоны

·        Наиболее распространенные виды растений и животных своей местности;

·        редкие виды Горной Шории;

Выявлять и определять:

·        Изменчивость организмов

·        Приспособление организмов к среде обитания

·        Типы взаимодействия разных видов в экосистеме;

·        принадлежность биологических объектов к определенной систематической группе.

Анализировать и оценивать:

·        экологическую ситуацию своей местности

·        Воздействие факторов окружающей среды

·        Последствий деятельности человека в экосистемах

·        Влияние собственных поступков на живые организмы и экосистемы

Проводить самостоятельный поиск биологической информации:

·        Находить в текстах научной литературы отличительные признаки основных систематических групп;

·        В биологических словарях и справочниках значение биологических терминов

·        В различных источниках необходимую информацию о живых организмах (в том числе с использованием информационных технологий).

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни

                      Тематическое планирование

№ темы	№ п/п	тема	Количест-во часов	теоретичекие	Практические
I		Биологическое разнообразие. Основные понятия и термины. Определения и методы оценки.	1
	1.	Понятие биоразнообразия. Видовое, структурное и экосистемное разнообразие.		1
II		Особенности биоразнообразия Горной Шории.	7
	1.	Географическое положение и особенности природных условий местности			1
	2	Структура основных биогеоценозов Горной Шории.
	3	Черневая  тайга. Растительность. Пр\р « Изучение надземной ярусности растительности черневой тайги»			1
	4	Животный мир  тайги.
	5	Особенности высокогорных биогеоценозов. Пр\р « Лишайники»			1
	6	Беспозвоночные животные Горной Шории. Пр\р « Определение степени влияния антропогенной нагрузки			1
	7	Позвоночные животные Горной Шории. Пр\р « Оределение основных типов взаимоотношений в биогеоценозе»			1
III.		Антропогенное воздействие и сокращение биоразнообразия.	6	4	2
	1	Угрозы биологическому разнообразию.
	2	Сохранение биоразнообразия на уровне экосистем и территорий.
	3	Категории особо охраняемых природных территорий.		1
	4	Растения Красной книги Таштагольского района Пр.р  “Составление системного списка Редких растений Таштагольского района»			1
	5	Редкие и исчезающие животные Горной Шории. Составление системного списка Редких животных Таштагольского района»			1
	6	Развитие природного потенциала Таштагольского района.		1
IV.		Развитие взаимоотношений с общественностью и местным населением.	2
		Защита проектов
		Итого:	16

                         Содержание разделов  программы

1.      Биологическое разнообразие. Основные понятия и термины

Определения и методы оценки-1час.

Биологическое разнообразие как наиболее объективный фактор оценки состояния окружающей среды и устойчивости экосистем. Уровни биологического разнообразия: генетическое, видовое разнообразие экосистем.  Основные понятия и термины. Определения и методы оценки.

II.Особенности биоразнообразия Горной Шории - 7час.

Сохранение биоразнообразия живых систем на Земле- необходимое условие выживания человека и устойчивого развития цивилизации. Объекты сохранения биоразнообразия:организм, популяция, вид, сообщество организмов, экосистем, территориально- сопряженный комплекс экосистем, биосфера. Обзор основных систематических групп растений, произрастающих на территории Горной Шории. Использование растений  в традиционном природопользовании коренного населения Горной Шории.  Многообразие животного мира Горной Шории.  Эндемичные виды Горной Шории, пути их сохранения.

Национальная стратегия сохранения биоразнообразия России.

III.Антропогенное воздействие и сокращение биоразнообразия- 6час.

Природопользование и биоразнообразие. Угрозы биологическому разнообразию. Типы вымирания. Темпы потери видов. Причины вымирания, сокращения численности видов. Виды, подверженные вымиранию. Специальные меры по сохранению видов: заказники, национальные парки и памятники природы Горной Шории.  Способы сохранения видов: сохранение ареалов видов, сохранение редких и находящихся под угрозой исчезновения видов, занесенных в Красную книгу, охрана видов на особо охраняемых территориях.

IV. Развитие взаимоотношений с общественностью и местным населением.-2час.

Способы сохранения территориальных комплексов экосистем: планирование социально-  экономического развития административных территорий с учетом сохранения биоразнообразия;  планирование любых воздействий на биологические системы с учетом их масштабов и целостности, создание и развитие сети особо охраняемых и историко- культурных территорий с разным режимом охраны, обеспечивание их взаимосвязи посредством создания экологических коридоров

                  Список литературы для учащихся

1 Адольф, Т.А. Руководство к лабораторным занятиям по зоологии позвоночных  [Текст]  Т.А. Адольф. – Москва: « Просвещение», 1977. - 190 с.

2. Козлов, М.А. Школьный атлас – определитель беспозвоночных [Текст]: учебное издание/М.А. Козлов. –Москва: « Просвещение»,1991. - 207 с

3. Корнелио, М.П. Школьный атлас - определитель бабочек  [Текст]:книга для учащихся/ М.П. Корнелио. – Москва: « Просвещение»,1986. – 254 с.

4. . Куприянов, А.Н. Азбука экологического туризма [Текст] : научно – популярное издание / А. Н. Куприянов, Ю.А. Манаков, А.Ф. Салагаев.  – Кемерово: КРЭОО «Ирбис», 2007. – 40 с.

5.Куприянов, А.Н. Наш дом- Горная Шория [Текст] :учебное пособие/ А. Н. Куприянов, А.Н. Садовой, В.В. Поддубиков, М.В. Белозерова, Ю.А. Манаков, М.А. Мишов. Н.В Скалон. – Кемерово: КРЭОО «Ирбис», 2007. - 164 с.

6. Куприянов, А.Н. Путешествие с растениями  по Горной Шории [Текст] :……./ / А. Н. Куприянов, Ю.А. Манаков. – Кемерово: КРЭОО «Ирбис», 2008. - 112 с.

7. Луцкая, Л.А. Самостоятельные работы учащихся по зоологии [Текст] Л.А. Луцкая.- Москва: «Просвещение»,1987. – 110 с.

8. Скалон, Н.В. Животный мир Горной Шории [ Текст ]: учебное пособие для учащихся школ региональный компонент/ Н.В. Скалон. - Кемерово: СКИФ – ИПП « Кузбасс», 2007. - 104 с.

9.Скалон, Н.В. Практикум по изучению экологии городов Кузбасса [Текст ]: учебно-методическое пособие/ Н.В. Скалон, Л.А. Горшкова, Н.В.Демиденко, Е.П.Аверина - Кемерово: КРЭОО «Ирбис»,2006. - 120 с.

10. Храбрый, В.М. Школьный атлас – определитель птиц [Текст]: книга для учащихся/ В.М. Храбрый.- Москва: « Просвещение»,1988. – 223 с.

Список литературы для учителя

1.      Боголюбов А.С. Методы геоботанических исследований  [Текст] /А.С. Боголюбов// Биология в школе. -2001. - №3.- С. 57-60.

2.      Гиляров, А.М. Биоразнообразие, или Почему  столько видов организмов  [Текст] /А.М. Гиляров// Биология в школе. -1999.- №7. С. 5-13.

3.      Глазычев, С.Н.  Экология и образование [Текст] / С.Н. Глазычев// Биология в школе. -1999. - №3. – С.5-11.

4.      Ердаков, Л.Н. Экология [Текст] :учебное пособие / Л.Н. Ердаков . – Томск: ООО ИПФ « Агрос»,2007.- 244.

5.      Ермаков, Д.С. Учебный экологический проект [Текст] / Д.С. Ермаков//Биология в школе .-  2006. -№5. – С.7-10.

6.      Крыгин, А.Ю.  Лишайники – индикаторы чистоты атмосферы [Текст] / А. Ю. Крыгин // Биология в школе. – 1998. -№3. – С. 80-82.

7.      Лучникова, Е.М. Практикум по методике преподавания биологии [Текст] : учебное пособие для студентов пед. вузов/  Е.М. Лучникова, Н. В. Скалон, Н.С.Теплова- Кемерово: Кузбассвузиздат,2006. – 104 с.

8.      Неверова, О.А. Древесные растения и урбанизированная среда  [Текст] : научное издание/ О.А. Неверова, Е.Ю. Колмогорова. – Новосибирск: Изд-во « Наука»,2003. – 36-55.

9.      Онищенко, С.С.  Актуальные проблемы охраны природы [Текст] : учебное пособие/ С.С. Онищенко, Н. С. Теплова, Н.В. Скалон.  – Кемерово: Изд-во «Кузбассвузиздат»,2006. -225.

10.  Самкова, В.А. Мы изучаем лес. Задания для проектов [Текст]  /В.А. Самкова //Биология в школе.- 2005.- №3. - С.14-16.

11/ Самкова, В.А. Мы изучаем лес. Задания для проектов [Текст]  /В.А. Самкова //Биология в школе.- 2005.- №7.- С.14-16.

12. Самкова, В.А. Мы изучаем лес. Задания для проектов [Текст ] /В.А. Самкова //Биология в школе.- 2004.- №5. - С.10-12.

13. Суравегина, И.Т.  « Биоразнообразие». Новая тема в курсе биологии  [Текст] / И.Т Суравегина , Л.И. Шурхал. // Биология в школе – 1999. -№7. – С.31-36.

14. Суравегина, И.Т. Школьная экология. Задачи и функции [Текст] /И.Т. Суравегина // Биология в школе. – 1999. -№3. – С.18-24.

15. Тимофеев, А.Н. Биоэкологические исследования школьников [Текст] /А. Н. Тимофеев// Биология в школе. – 2007. -№5. –С.44-48.

16. Тимофеев, А.Н. Биоэкологические исследования школьников [Текст] /А. Н. Тимофеев// Биология в школе. – 2007. -№6. –С.65-68.

Глоссарий

АНТРОПОГЕННАЯ НАГРУЗКА (А.н.) — степень воздействия человека, его деятельности на природу.

АУТЭКОЛОГИЯ (А.) - раздел экологии, изучающий влияние факторов окружающей среды на отдельные организмы, популяции и виды (растений, животных, грибов, бактерий).

БИОГЕОЦЕНОЗ [от гр. bios - жизнь, ge - земля и koinos - общий] - "совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенные типы обмена веществом и энергией их между собой и с другими явлениями природы.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ (Б.и.) - организмы, которые реагируют на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ (Б.р.) - живые источники получения необходимых человеку материальных благ (пищи, сырья для промышленности, материала для селекции культурных растений, сельскохозяйственных животных и микроорганизмов, для рекреационного использования).

БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ, или малый К.в. - поступление веществ из почвы и атмосферы в живые организмы с соответствующим изменением их химической формы, возвращение их в почву и атмосферу в процессе жизнедеятельности организмов и с посмертными остатками и повторное поступление в живые организмы после процессов деструкции и минерализации с помощью микроорганизмов

БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ - вариабельность живых организмов из всех источников, включая среди прочего наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает в себя разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем (Конвенция о биологическом разнообразии).

БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ЖИВОТНОГО МИРА - разнообразие объектов животного мира в рамках одного вида, между видами и в экологических системах (закон "О животном мире").

БИОСФЕРА [от гр. bios - жизнь, sphaira - шар] - одна из оболочек (сфер) Земли, состав и энергетика которой в существенных своих чертах определены работой живого вещества.

БИОЦЕНОЗ [от гр. bios - жизнь, koinos - общий] - совокупность растений, грибов, животных и микроорганизмов, имеющая определенный состав и сложившийся характер взаимоотношений как между собой, так и со средой

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ (отрицательное антропогенное воздействие на окружающую среду) - любые потоки вещества, энергии и информации, непосредственно образующиеся в окружающей среде или планируемые в результате антропогенной деятельности и приводящие к отрицательным изменениям окружающей среды.

ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО - согласно В.И. Вернадскому, "совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженная в элементарном химическом составе, в весе, энергии".

ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО - согласно В.И. Вернадскому, "совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженная в элементарном химическом составе, в весе, энергии".

ЗАПОВЕДНИК - не измененные или малоизмененные человеком природные комплексы, которые навсегда исключаются из хозяйственного использования (в том числе посещения людьми) ради сохранения в нетронутом виде эталонов природы, охраны представителей животного и растительного мира, ландшафтов и изучения этого природного комплекса.
КРАСНАЯ КНИГА - список и описание редких и находящихся под угрозой исчезновения животных, растений и грибов. В ней приводится информация об основных причинах вымирания конкретных видов и о путях их спасения

МОНИТОРИНГ - система регулярных, длительных наблюдений в пространстве и во времени, дающая информацию о состоянии окружающей среды с целью оценки прошлого, настоящего и прогнозов на будущее параметров окружающей среды, имеющих значение для человека (программа ЮНЕСКО..., 1974 г.).

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА - внешняя среда, в которой функционирует организация, включая воздух, воду, землю, природные ресурсы, флору, фауну, человека и их взаимодействие.

ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ - участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим особой охраны (закон "Об особо охраняемых природных территориях

РАЗНООБРАЗИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЕ - число различимых типов биологических объектов или явлений и частота их встречаемости на фиксированном интервале пространства и времени, в общем случае отражающие сложность живого вещества, способность его к саморегуляции своих функций и возможность его разностороннего использования.

ЭКОСИСТЕМА - понятие, введенное А. Тенсли, обозначающее относительно устойчивую систему динамического равновесия, в которой организмы и неорганические факторы являются полноправными компонентами

Приложение №1

Приложение 2

Приложение 3

Рис. 1. Инструктивный рисунок по определению типов симметрии живых организмов: А, Б, В — примеры двусторонней симметрии, Г — луче­вая симметрия. А — папоротник-шитовник муж­кой; Б — жук-олень; В: 1 — вероника дубрав­ная, 2 — фиалка лесная, 3 — любка двулистная; Г: 1 — герань лесная, 2 — колокольчик крапиволистный, 3 — звездчатка ланцетовидная

Тема 4. МНОГООБРАЗИЕ ЛЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

. Удивительная гармония и правильность издавна привлекали внимание не только художников, но и ученых.

В коние XIX в. была издана книга немецкого естествоиспытателя Эрнеста Геккеля «Красота форм в природе». Она напоминала учебник по геометрии — частые математические термины; на многочисленных рисунках, выполненных автором, были изображены какие-то сложные правильные узоры: точные окружности, правильные треугольники, ромбы, квадраты. Геккель описал сотни живых организмов и сделал вывод: «Огромное боль­шинство тел природы после тщательного изучения, измерения размеров и описания форм позволяет заметить в себе определенные математические отношения. Эти отношения выражаются в симметрии между частями тела и могут быть сведены к геометрической форме».

Создавая каждое из своих творений, совершенствуя его на протяжении тысячелетий, природа «строила» его не только красиво, но и правильно  наделяла той единственно верной формой, которая соответствовала условиям окружающей организм среды. Изменяются условия обитания и природа ищет новое решение.

Задание 1. Живые организмы и симметрия

На рис.1, А изображен лист лесного папоротника-щитовника мужского. Он состоит из двух одинаковых половинок, являющихся как бы зеркальным отображением друг друга. В таких случаях говорят, что правая и левая половины листа симметричны. Если вдоль тела или какого-нибудь органа животного или растения можно провести воображаемую прямую, которая разделит их на две зеркально противоположные половины, такая симметрия называется двусторонней, или осевой. Она характерна для некоторых органов растений и для большинства животных (рис. 1, Б, В).

Абсолютно точного соответствия правилам симметрии в живой природе нет — всегда имеют место хотя бы небольшие отличия. Даже правая и левая половины вашего лица неодинаковы, что легко обнаружить, разрезав вертикально прямое и зеркальное фотоизображение по оси симметрии и составив новые портреты из двух правых и двух левых половинок. Получатся два совершенно новых изображения.

А теперь рассмотрите рисунок 1, Г. Из центра чашечки цветка через середину каждого лепестка можно провести не одну, а две, три и более осей симметрии. Это так называемая лучевая, или радиальная симметрия.

1. Чем, по-вашему, объясняется тот факт, что для большинства животных характерна двусторонняя симметрия, а. для растений — лучевая? Какие органы растений имеют двустороннюю, а какие — лучевую симметрию?

Как вы считаете, зависит ли тип симметрии от образа жизни и среды обитания?

2. Приходилось ли вам во время наблюдений в лесу встречать организмы, растения и животных, не имеющих признаков ни двусторонней, ни радиальной симметрии?

3. Сделайте рисунки, иллюстрирующие ваши наблюдения по теме «Живые организмы и симметрия».

Задание 2. Спираль в строении живых организмов

Спираль хорошо знакома вам из повседневной жизни: тугая пружинка в шариковой ручке, которой вы пишете, позволяет по мере необходимости убирать пишущий кончик стержня; в лампочке есть спираль нити накаливания, которая, раскаляясь под действием электрического тока, освещает помещения и улицы. И в утюге, и в электрической плитке нагревательные элементы тоже уложены в виде спирали. А приходилось ли вам подниматься по винтовой лестнице? Словом, примеров множество.

Встречается ли спираль в строении живых организмов?

Рассмотрите рис.2. На нем схематически показано листорасположение подорожника. 1_цифрами обозначен порядок появления листьев: 1 — первый, самый старый лист, 12 — самый молодой.

Есть и другие примеры (см.  рис. 3). Проведите небольшое исследование:

1.  В строении  каких растительных и животных организмов вы встречались со спиралью или спиральным расположением каких-либо органов?

2. Чем, по-вашему, можно объяснить, что принцип спирали достаточно широко распространен среди живых организмов?

Рис.3. Спираль в строении живых организмов: 1 — развертка цветка флокса; 2 — гриб коллибия длинноножковая; 3 — ловчая сеть паука-крестовика; 4 — раковина брюхоногого моллюска; 5 — побеги огуриа

У кого вы встречали его чаше — у растений или животных?

Задание 3. Разнообразие форм крон деревьев и кустарников

На уроках вы познакомились с различными жизненными формами растений: деревьями, кустарниками, кустарничками (брусника, черника), травами.

Деревья — растения с многолетним, одревесневшим разветвленным или неветвяшимся  главным стеблем — стволом, сохраняющимся в течение всей жизни растений, и кроной.

Кустарники — многолетние древесные растения, имеющие в отличие от деревьев мощные боковые побеги у самой поверхности почвы. Главный ствол хорошо заметен лишь у молодых растений. Затем он теряется среди новых стволиков. Так же, как и у деревьев, у кустарников есть крона.

Обращали ли вы внимание, что различные виды деревьев и кустарников имеют разную форму кроны?

№	Вид	Дерево (д) или кустарник (к)'	Форма кроны	Густота кроны	Условия обитания
1 2 3	Сосна обыкновенная Калина обыкновенная и т. д.	Д к	овальная широко­яйцевидная	III II	Сосновый бор Смешанный бор

По этой форме можно узнать дерево даже зимой, когда на нем нет листьев.

Крона может быть пирамидальной, овальной, округлой, плакучей, раскидистой, цилиндрической, яйцевидной и т.д. На рис. 4 изображены древесные породы, имеющие кроны различной формы.

У кустарниковых пород наиболее распространены овальная, округлая, шаровидная и раскидистая формы кроны.

Кроме того, различной может быть и густота кроны. Различают три степени густоты:

I — густая,II — средней  густо-ты, III — сквозистая. Густую крону имеют липа мелколистная, ель обыкновенная; крону средней густоты —клен остролистный, черемуха поздняя; сквозистую — береза пушистая, сосна обыкновенная.

1.  Изучите деревья и кустарники в районе практики. Заполните таблицу.

2. Сравните форму кроны двух деревьев одного вида, одно из которых растет в лесу, а другое — одиноко стоящее дерево неподалеку от леса.

Если вы отметили какие-либо различия, объясните, почему они возникли

                                                                                           Приложение 4.

Задание 4. Изучение надземной ярусности растительности черневой тайги

Различные виды растений в лесном сообществе имеют разную высоту, поэтому их надземные части расположены в пространстве в несколько слоев, «этажами», или, иначе, ярусами.

Ярус — элемент, т.е. составная часть вертикальной структуры растительного сообщества, проявляющийся в том случае, когда сообщество образовано резко отличающимися по высоте жизненными формами.

Распределение растений по надземным ярусам связано с количеством света, которое определяет температурный режим и режим влажности в растительном сообществе на различной высоте над поверхностью почвы. Более сложные по ярусности лесные сообщества отличаются, как правило, более высокой устойчивостью к неблагоприятным воздействиям среды, болезням и вредителям.

В черневой тайге выделяют один или несколько древесных ярусов, отличающихся по высоте главной лесообразующей породы; кустарниковый подлесок, включающий подрост основных лесообразующих пород; ярус однолетних и многолетних трав, мхов и лишайников. В зависимости от состава выделяют лесохвойные и лиственные. Среди хвойных лесов Горной Шории наиболее часто встречается темнохвойный лес, состоящий из пихты сибирской, ели сибирской, кедра (сосны сибирской). Более редко встречаются светлохвойные леса из сосны обыкновенной и лиственницы сибирской. Лиственные леса делятся на мелколиственные (осиновые и березовые) и широколиственные – липовые.

Пихтовый лес редко бывает однородным, рядом с пихтой первый древесный ярус образуют ель и кедр (А1). Второй древесные ярус (А2) образуют береза и осина. В подлеске (В) встречается рябина сибирская, калина, смородина красная.

         Травянистый покров (С) пихтового леса довольно однородный, здесь произрастают не более ста травянистых видов. Наиболее часто встречаются крапива двудомная, аконит северный, скерда сибирская. Под их пологом обитает кислица обыкновенная, вороний глаз, незабудка Крылова, многочисленные папоротники . Весной  на полянах пихтового леса зацветают эфемероиды – кандык, первоцвет Палласа, ветреница голубая.

В смешанных лесах ярусное распределение растительности хорошо выражено. Выделяются следующие ярусы: древостой, подлесок, травяной или травяно-кустарничковый ярус и ярус мхов и почвенных лишайников (см. рис.). Краткая характеристика их и условные обозначения приведены в табл.1.

В подьярус высоких трав С1, входят: борщевик рассеченный, купырь лесной, молочай широколистный, живокость высокая, бодяк инуловидный.

Подьярус С2 сложен травами более низкими: синюха голубая, лютик ползучий, молочай широколистный, ясколка даурская, мятлик сибирский, володушка золотистая.

Подьярус С3 — это наиболее низкие травы, такие, как лютик однолистный, кандык сибирский, медуница, фиалка удивительная.

В травянистом ярусе, наряду с цветковыми растениями, могут встречаться и папоротники, такие как щитовник мужской, кочедыжник женский, страусник обыкновенный, фегоптерис связывающий, орляк обыкновенный.

Ярус мхов и надпочвенных лишайников в смешанном лесу почти всегда есть, но он, как правило, не образует сплошного покрова на почве.

Сделайте описание ярусов растительности пробной площади, пользуясь приведенной характеристикой ярусов, рисунками, справочниками — определителями видов растений.

Полученные данные занесите в таблицы 2, 3, 4.

Надземная и подземная ярусность растительности в лесном сообществе: А — древесный ярус; В1-В2 — подлесок; Q— травяно-кустарничковый ярус; Д — ярус мхов и напочвенных лишайников

Таблица   1 Ярусы растительности смешанного леса

Названия яруса	Краткая характеристика	Условные обозначения
1. Древесный ярус, древостой	Совокупность деревьев; могут выделяться подъярусы: деревья первой величины образуют I подъярус другого яруса; деревья второй вели­ чины (более низкоствольные) образуют II       подъярус; и т.д.	А А, А2
2. Подлесок	Кустарники, реже древесные породы, не способ- ные образовать древостой в данных условиях; могут выделяться подъярусы	В В.Вз
3. Травяной или травяно-кустар- ничковый ярус	Кустарнички и травянистые растения; может подразделяться на подъярусы: подъярус высоких трав; более низкие травы; подъярус низких трав	С с с С3
4. Мохово-лишай- никовый ярус	Мхи и напочвенные лишайники; в смешанном лесу, как правило, не образуют сплошного напо­чвенного покрова	д

Таблица2

Описание древостоя

Ярус

Вид дерева

Число особей на 100 м2

Высота

Диаметр

Фено-фаза

Жиз­нен­ность

Приме­чание

наи­боль­шая

пре­облада­ющая

наи­боль­ший

пре­облада­ющий

Таблица3 Описание подлеска

Ярус	Название вида	Число особей на 100 м2	Высота		Фено-фаза	Жизнен­ность	Приме­чание
			наиболь­шая	преоблада­ющая

Таблица4 Описание травяного покрова

Ярус	Название вида	Обилие (по шкале Друде)	Высота	Фенофаза	Жизнен­ность	Приме­чание

Мохово-лишайниковый покров (общее покрытие, особенности)

Внеярусная растительность и другие особенности

Таблица5 Характеристика папоротников

Вид папоротника	Характерные особенности	Место обитания	Обилие
1. Кочедыжник женский	Многолетник с вертикальным разветвленным корневи- щем толщиной до 8 см. Старые корневища образуют коч­ку высотой до 15-20 см. Листья длиной 30-150 см, собра­ны по 3-12 у концов корневищ. Корневище начинает посте­пенно отмирать после 70 лет. В Подмосковье живые корне­вища имеют возраст 20-30 лет
2. Орляк обыкновен- ный	От длинного подземного корневища приблизительно через 1 м отходят одиночные листья на длинных череш- ках, черных в основании. Листья в поперечнике около 50-100 см. Корневища могут достигать возраста 50-60 лет. Существует предположение, что клон (т.е. отпрыски одной особи) орляка может жить на занимаемых им местообита­ниях сотни и даже тысячи лет
3. Страусник обыкновен- ный	Корневище толстое, прямое, с чешуйчатыми подземными побегами. Листовые пластинки длиной до 30-120 см, сни- зу опущенные; черешки в 2-5 раз короче пластинки, вни­зу с черными чешуйками. Спороносные листья развивают­ся внутри розетки, образованной бесплодными листьями, достигающими длины 20-50 см
4. Фегоптерис обыкновен- ный	Многолетник с ползучим горизонтальным корневищем, покрытым светло-коричневыми ланцетными чешуями. Надземные побеги с 1-3 листьями на длинных черешках. Пластинка листа в очертании стреловидно-дельтовидная, с острой оттянутой верхушкой, опушенная с обеих сторон волосками и с мелкими пленками
Щитовник мужской	Многолетник с корневищем длиной 20-30 см; у моло- дых растений оно вертикальное, у старых - полегаю­щее, покрытое основаниями черешков отмерших листьев. Придаточные корни, отходящие от нижней части корневи­ща, длиной 20-80 см. Листья длиной 50-140 см собраны по 3-11 штук на верхушке стебля в воронковидную розет­ку. В смешанных лесах могут достигать возраста 50 и даже 100 лет. Наибольшее расстояние переноса спор от особей не превышает 5 м

Характеризуя жизненность видов описываемого сообщества, используйте глазомерную трехбалльную шкалу.

Значение баллов (римские цифры) таково:

I  — растение нормально живет и плодоносит; взрослые особи достигают нормальных для вида размеров;

II — растение угнетено, что выражается в меньших размерах взрослых особей; семенное размножение, однако, возможно;

III   — растение угнетено так сильно,   резкие отклонения во внешнем облике: ветвлении, форме листьев и т.д.; семенное размножение отсутствует, нет цветущих и плодоносящих побегов.

Задание 5. Многообразие видов папоротников и особенности их экологии

Исследуйте ближайшие участки разных типов леса. Какие виды папоротников вы там обнаружили?

Зарисуйте или сфотографируйте растения разных видов. Укажите их обилие по шкале Друде. Каковы особенности их местообитания? С чем это связано?

Сравните численность видов цветковых растений и видов папоротников в изучаемом сообществе. Объясните причины различия видового многообразия этих двух видов растений. Заполните табл.5.

Приложение5.

Определение степени загрязнения воздуха по видовому составу лишайников и зеленых мхов.

Задание 1. Простейший тест на чистоту воздуха.

Этот тест вы можете проделать, если затрудняетесь в определении вида лишайников. При выполнении задания необходимо прежде всего различать формы лишайников по внешнему виду. Тело лишайника, или слоевише, может быть разной формы. Выделяют три основные группы: накипные, или корковые; листоватые и кустистые лишайники.

Накипные — имеют слоевище в виде тонкой гладкой, зернистой или бугорчатой  корочки. Очень плотно срастаются с корой, камнями или почвой, на которых поселяются. Отделить их без повреждения нельзя.

Листоватые похожи на мелкие чешуйки или пластинки. Они прикрепляются пучками грибных нитей и легко отделяются от той по­верхности, на которой произрастают.

Кустистые — имеют вид тонких нитей или более толстых ветвящихся кустиков, прикрепляющихся к поверхности, своими основаниями.

ПОМНИТЕ! Лишайники не имеют типичной зеленой окраски, как мхи или водоросли.

Обойдите исследуемый участок леса, обратите внимание на стволы и ветви деревьев, камни, стены построек. Какие лишайники вы обнаружили: кустистые, листоватые или накипные? Посетите ближайший населенный пункт, проделайте такую же работу. По приведенной ниже 3-балльной системе оцените степень загрязнения воздуха на различных участках леса и в населенном пункте.

Полученные данные занесите, в табл. 1.

Таблица 1

Простейшая шкала для определения степени загрязнения воздуха

	Степень загрязнения	Наличие лишайников
I	Слабое загрязнение	исчезают кустистые лишайники
II	Среднее загрязнение	исчезают листоватые и кустистые лишайники
III	Сильное загрязнение	исчезают кустистые, листовые и накипные лишайники, даже на камнях — «лишайниковая пустыня»

Таблица 2

Исследованные участки	Какие лишайники обнаружены	Степень загрязнения
1. 2. 3.

Задание 2. Составление карты загрязнения воздуха по видовому составу лишайников.

Ознакомившись с внешним видом некоторых наиболее распространенных у нас лишайников, можно приступить к составлению загрязнения воздуха в районе практики.

Порядок работы:

1. Заложите 2—3 пробные плошали по 100 м² в различных участках леса. Нанесите их на план местности.

2. В каждом исследуемом квадрате соберите и зарисуйте (сфотографируйте) образцы

Таблица 3

Степень загрязнения воздуха	Что происходит
0-я зона очень сильное загрязнение (вблизи источников загрязнения)	Лишайников нет, только водоросль Плеврококкус на деревьях и камнях — зеле­ный налет
1-я зона сильное загрязнение	Лишайник Леканора на основа­нии деревьев и камнях
2-я зона уменьшение загрязнения	Оранжевый листоватый лишай­ник Ксантория на камнях
3-я зона уменьшение загрязнения	Серый листоватый лишайник Пармелия на камнях; Леканора и Плеврококкус на деревьях
4-я зона относительно чистый воздух	Серые листоватые лишайники появляются на основаниях деревьев
5-я зона чистый воздух	Леканоры меньше, обычно по­являются кустистые лишайники, в том числе Эверния
6-я зона очень чистый воздух	Обычные кустистые лишайники, в том числе Уснея

лишайников. Опишите их и постарайтесь (воспользуйтесь табл.2.) Обозначьте на плане местонахождение каждого собранного вида лишайников.

3. Найдите на плане участки, где представлено наибольшее разнообразие лишайников -это самые чистые зоны. Соответственно, участки, где разных видов лишайников мало или они представлены всего одним видом, — самые загрязненные.

В тех местах, где лишайников нет совсем, — сильное загрязнение воздуха.

Совпадает ли ваша предварительная оценка уровня загрязнения воздуха, сделанная при выполнении задания 1, с более поздней, при выполнении картирования?

Сравните полученные данные с материалами уже имеющихся исследований, приведенных в табл.3.

Описание наиболее распространенных лишайников

Рад гипогимния — гипогимния вздутая — один из наиболее обыкновенных лишайников, растущих на коре и ветвях лиственных, чаше березе, и хвойных пород, особенно ели, ветви которых часто сплошь покрыты этим лишайником. Слоевише его в виде округлых или сильно вытянутых в одном направлении листовидных пепельно-серых розеток местами плотно срастается с субстратом. Нижняя сторона голая, морщинистая; черная или коричневато-черная, к краям светлеющая. Концы лопастей обыкновенно приподнимаются над слоевищем и слегка заворачиваются на верхнюю сторону.

Род графис — графис написанный — наиболее распространенный представитель рода. Он часто встречается на гладкой коре лиственных пород деревьев: ольхи, липы, особенно рябины и черемухи. Слоевище лишайника погружено в кору дерева, тонко-корковидное, серовато-беловатое, иногда слабо заметное и так плотно врастающее в субстрат, что о его существовании можно судить только по некоторому изменению окраски субстрата — бе­лесым пятнам на коре, да по плодовым телам. Причем для него очень характерны плодовые тела в виде неправильно ветвящихся извилистых черных штрихов. Они образуют на коре красивый узор, напоминающий восточные письмена. Отсюда и его название.

Род кладония — представители рода широко распространены и растут на пнях, у основания стволов, среди мхов, иногда на камнях. У лишайников этого рода имеется первичное и вторичное слоевища. Первичное слоевище у большинства из них выражено в виде мелких листоватых чешуек или корочек. На первичном слоевище возникает вторичное слоевище в виде вертикально стоящих выростов самой разнообразной формы.

Рол ксантория — ксантория постенная, или стенная золотянка — самый обычный лишайник, распространенный на коре лиственных пород, преимущественно осин и тополей. встречается на обработанной древесине (заборы, крыши, стены). Слоевище имеют вид почти правильных желто-оранжевых розеток свыше 3 см в диаметре, центр которых почти всегда усеян окрашенными плодовыми телами. Яркость окраски зависит от освещенности.  Рол уснея — виды уснеи прядями свешиваются с ветвей деревьев в виде длинных сероватых, серовато-зеленых или коричневатых кустиков, состоящих из тонких ветвящихся нитей, и по виду напоминают бороду. Длина нередко может достигать 1-2 м. Очень чувствительны к загрязнению воздуха, поэтому никогда не встречаются в лесах, окружающих большие города. Род фисция — представитель фисиия припудренная — часто встречается на коре осин. Имеет вид изящных округлых, правильной формы листовидных розеток, иногда до 12 см в диаметре. Окраска оливковая или темно-коричневая. Лишайник плотно прилегает к суб­страту; лопасти розеток довольно широкие или узкие разветвленные. Сверху фисция  по­крыта обильным сероватым налетом и кажется поэтому пепельно-серой, как бы припудренной. На верхней стороне слоевища образуются довольно большие, до 2—4 мм в диаметре, плодовые тела с черновато-коричневым диском. Нижняя сторона слоевища темная, почти черная, с густыми темно-серыми или черными грибными нитями. Рол эверния — эверния сливовая, или «дубовый мох» — один из обыкновеннейших и широко распространенных лишайников, растущих на коре и ветвях различных лиственных деревьев. В отличие от представителей рода Уснеи и других кустистых лишайников, слоевищные полости ее не округлые, а име­ют вид широких сплюснутых разветвленных надвое лент, мягких на ощупь. Сверху они беловато- или серовато-зеленые, снизу более светлые, с розоватым оттенком. Края лопастей обычно заворачиваются на нижнюю поверхность, Рол леканора — представители этого рода по внешним признакам довольно однообразны. Признаки, служащие для их различения, мелкие, часто малозаметные, поэтому определить вид довольно сложно. Имеют накипное сплошное слоевище; гладкое, иногда зернистое или бородавчатое. Плотно срастаются с субстратом — корой дерева, камня­ми и т.д. Плодовые тела сидячие, дисковидные. На коре разных лиственных пород очень часто встречается леканора коричневая. Слоевише у нее тонкое, серое, ограниченное черной линией подслоевища, с рыжевато-бурыми плодовыми телами. Все виды встречаются в основном в естественных, не тронутых человеком местообитаниях.

Приложение 6.

Экологические исследования животных организмов

Работа№ 1.

Определение степени влияния антропогенной нагрузки на состав почвообитающих животных

Цель работы: оценить современное экологическое состояние биогеоценоза при анализе качественного и количественного состава почвообитающих беспозвоночных животных.

Рекомендуемые места проведения работы: лесной биоценоз.

Материалы и оборудование:

а)      для полевых исследований: штыковая лопата, нож, веревка (2,5 м), кусок (1x1 м) клеенки или легкого брезента, флаконы с плотно закрывающимися пробками (30 шт.), бланки для этикеток (30—35 шт.), линейка, блокнот, карандаш, 4-процентный формалин (0,5 л);гербарная сетка;

б)      для камеральных исследований: бинокуляр, лупа, чашки Петри, определители поч­венных животных, препаровальные иглы, пинцеты, тетрадь, ручка.

Комментарий

Согласно классификации основателя Российской почвенной зоологии академика М.С.Гилярова, выделяют 4 группы почво­обитающих животных: 1) наннофауна — включает одноклеточных почвенных животных, представителей типа простейших (инфузорий, амеб, жгутиковых и др.); 2) микрофауна — включает в основном почвенных микроартропод (орибатид или панцирных клещей и первичнобескрылых насекомых — коллембол или ногохвосток); 3) мезофауна— включает крупных почвообитающих беспозвоночных животных (дождевых червей, почвообитающих насекомых и их личинок, мокриц, многоножек, моллюсков и др.); 4) макрофауна — включает позвоночных животных,

обитающих в почве (кротов, слепышей, мышевидных грызунов, сурков, сусликов, тушканчиков и др.).

Для предлагаемых исследований удобно использовать представителей мезофауны. Эти беспозвоночные животные имеют относительно крупные размеры и используют весь комплекс почвенных условий, чутко реагируют численностью и качественным составом на любые изменения, происходящие в среде их обитания. Доступные методы учета этой группы животных, а также относительная простота определения основных семейств делает ее привлекательной при выборе объектов для биоиндикационных исследований.

Ход работы

Полевые исследования

Выбрать участок леса, через который проходит дорожная колея или пешеходная тропа. В дневнике записать дату, место, климатические условия, рельеф местности и т.д.

Определить места закладки 20 учетных площадок, 10 из которых должны располагать­ся по сторонам от дороги (по 5 с каждой сто­роны) и 10 — на самой дороге (см. рис.1).

На определенных для учета местах от­метить площадь размером 50x50 см. По углам отмеченного квадрата вбить колышки и натянуть между ними по периметру квадрата

Рис. 1. Вариант распределения учетных площадок для исследования влияния антропогенной нагрузки на почвенную мезофауну: 1 — лесная грунтовая дорога или тропа; 2 — прилегающая к дороге лесная территория; 3 — учетная площадка площадью 50x50 см

Рис. 2. Первый способ измерения толщины лесной подстилки: 1 — лесная подстилка; 2 — почва; 3 — фиксиро­ванная пальцами спица; 4 — измерительная линейка

веревку, обозначив таким образом границы площади почвенной пробы. Рядом расстелить клеенку или брезент.

С обозначенной территории аккуратно срезать ножом высокую траву (если она есть) и разобрать ее на расстеленной рядом клеенке. Найденных при этом животных зафиксировать, поместив во флакон с 4-процентным раствором формалина. К флакону прикрепить этикетку с указанием номера пробы, места сбора, фамилии сборщика, даты и названия растений, с которых собраны животные. Если растения определить сразу не удается, из них собирают гербарий для последующей идентификации в стационаре.

Спицей, карандашом или прямой тон­кой веточкой измеряют толщину лесной подстилки (если она есть). Для этого в лесную подстилку аккуратно вставляют любой из указанных предметов до границы ее сопри­косновения с собственно почвой. После этого стержень обхватывают двумя пальцами в месте выхода из лесной подстилки и полностью вынимают из нее (см. рис. 2). Длина стержня от пальцев до его вершины и будет составлять толщину лесной подстилки.

Такие измерения надо проделать несколько раз, а затем высчитать среднеарифметическое.

Есть и второй способ измерения толщины лесной подстилки: от 4 сторон обозначенного квадрата надо отгрести подстилку, обнажив с каждой стороны почву, и, прислонив линейку к краю подстилки, измерить ее толщину (см. рис. 3).

После этого всю лесную подстилку с учетной площади переносят на клеенку и разбирают вручную. Всех найденных животных помещают в отдельный флакон с формалином и снабжают соответствующей этикеткой с указанием, кроме всего прочего, слоя подстилки.

Лопатой снимают верхний 10-сантиметровый слой почвы, помещают его на клеенку и тщательно, разламывая каждый почвенный комочек, перебирают вручную. Найденных животных помещают в отдельный флакон с формалином, снабжают этикеткой, в которой также указывают и номер слоя почвы (в данном случае 1-й).

Лопатой снимают следующие 10 см почвы и повторяют все операции п. 7 и т.д. до полуметровой глубины.

Закончив с первой пробой, переходят ко второй, повторяя все операции, рекомендованные в п. 3—8 и т. д.

Камеральные исследования

В лаборатории с помощью бинокуляра и определителя собранный фактический материал определяют до одного таксона (до семейства, рода или вида). Достоверные различия качественного состава почвенной мезобиоты  различных мест обитания прояв­ляются уже на уровне семейств. Если нет возможности ознакомиться с видовым составом мезофауны почв, целесообразно проводить анализ на таксонах более высокого ранга.

Рис. 3. Второй способ измерения толщины лесной подстилки: 1 — лесная подстилка; 2 — почва; 3 — измерительная линейка

Идентифицировав фактический материал, например до семейств, переходят к количественной обработке данных. Подсчитываютколичество всех собранных животных в каждой пробе послойно. Затем делают пересчет на площадь в 1 м2 для каждого слоя каждой пробы.

Составляют таблицы, показывающие результаты сравнительного анализа качественного и количественного состава почвенной мезобиоты исследуемых территорий (см. табл. 1). В таблице отмечают абсолютную численность (экз./м2) и процент численности (%), найденный от общего числа видов.

При сравнительном анализе таблицы делают выводы о качественном составе мезофауны и ее численности. Указывают причины такого распределения животных.

Таблица 1

Сравнительный состав фауны почвенной мезобиоты различных мест обитания

Биотопы Животные	Лесная дорога		Близлежащая территория
	абсолютная численность	% численности	абсолютная численность	% численности
Всего		100		100

Сравнивают мезофауну каждого слоя почвы в пробах. Делают выводы о вертикаль­ном распространении почвенных животных в зависимости от условий обитания.

Выявляют группу почвенных животных, наиболее чутко реагирующих на антропогенные воздействия подобного рода.

Определяют группы животных, наиболее устойчивых к таким нарушениям природной среды.

Делают общие выводы к работе.

                         .                                                             Приложение 7.

Определение основных типов взаимоотношений в биогеоценозе и построение цепей питания»

Работа №2 Определение основных типов взаимоотношений в биогеоценозе и построение цепей питания

Цель работы: познакомиться с видовым составом наземно-воздушной фауны исследуемой территории, научиться определять структуру биоценоза, используя показатели основных типов межвидовых и внутривидовых взаимоотношений организмов.

Рекомендуемые места проведения работы: наземные биоценозы (луг, лес, поле и т.д.). Определение фактического материала можно проводить в полевых условиях.

Материалы и оборудование:

а)      для полевых исследований: энтомологический сачок, бинокль, морилки (2—3шт.), ватные матрасики (5 шт.), эфир или хлороформ (100 мл), блокнот, ручка или карандаш, полевой определитель позвоночных животных;

б)      для камеральных исследований: бинокуляр, определитель беспозвоночных животных, пинцет, препарировальные иглы, энтомологические булавки, энтомологические коробки для коллекций, лист пенопласта или толстого картона (50x100 см).

Комментарий

В биогеоценозе выделяют несколько типов взаимодействий организмов: хищничество (один из видов — хищник, или зоофаг, — убивает жертву и питается ею), симбиоз (взаимовыгодное сожительство организмов), нейтрализм (виды не оказывают влияния друг на друга), конкуренция (виды или особи одного вида конкурируют из-за пищи, мест обитания и т. д.), паразитизм (один из видов — паразит — использует хозяина в качестве источника пищи, местообитания), комменсализм (один вид питается остатками пищи или продуктами выделения другого, не причиняя ему вреда), амешшизм (по давление одного организма другим без обратного отрицательного воздействия со стороны подавляемого) и т.д. Трофические взаимоотношения организмов в биоценозе характеризуются образованием цепей и сетей питания. Пищевые цепи — это ряд организмов, в которых каждое предыдущее звено служит пищей для последую­щего. Пищевые сети — объединение отдельных звеньев пищевых цепей, их переплетение и об­разование устойчивой структуры с взаимозаменяемыми компонентами.

Ход работы

Полевые исследования

Выбрать участок для исследования. Записать в дневнике исходные данные (дату, место проведения исследований, тип биоценоза, климатические условия и др.).

На данной территории провести учет фауны позвоночных животных, используя при этом метод наблюдения (учитывать не только видовой состав животных, их численность, но и объекты их питания) или учет на трансекте. Для учета на трансекте выбирают маршрут с фиксированной протяженностью: в лесу — 500—1000 м, на открытых пространствах— в 2—3 раза длиннее. Ширина учетной  ленты в лесу составляет не более 50 м, а на открытых ландшафтах— 100 м. Медленно  двигаясь по маршруту, отмечают каждое встреченное животное, наблюдая по возможности за пищевой активностью особей, а также записывая косвенные признаки присутствия животных — норы, погрызы растительности, остатки пищи животного и растительного происхождения, следы от передвижений, экскременты и другие следы жизнедеятельности.

Провести учет фауны беспозвоночных животных. Для этого необходимо использовать метод энтомологического кошения сачком. Исследователь становится так, чтобы его тень не падала перед ним и не вспугивала сидящих на траве насекомых. Затем, делая восьмеркообразные взмахи сачком, быстро проводит по верхней части травы, собирая спрятавшихся насекомых. В лесу необходимо обкашивать также ветки деревьев и кустарников или стряхивать насекомых в подставленный под них сачок. Одно учетное энтомологическое кошение составляет 25 взмахов. В одном биотопе проводят 3 учетных кошения,т.е. 25 взмахов в 3 повторностях. Собранный материал каждого учетного кошения помещают отдельно сначала в морилку. Затем, когда насекомые погибнут, их помещают на ватный матрасик, который снабжают этикеткой. За­маривать насекомых можно, используя морилку стандартной конструкции или помещая нижнюю часть сачка с насекомыми в полиэтиленовый пакет, где находится вата, смоченная эфиром или хлороформом.

Выявить пищевую специализацию беспозвоночных животных данной территории. Для этого используют метод наблюдения. Результаты занести в полевой дневник.

Записать видовые названия наиболее часто встречающихся растений данного биотопа. Если вид определить сразу не удается, рекомендуется собрать гербарий по общепринятой методике.

Камеральные исследования

В лаборатории ватные матрасики с собранными насекомыми очистить от сопутствующего мусора (листья, веточки, соцветия и т.д.) и равномерно разместить насекомых.

Определить насекомых до вида и затем отсортировать их по отрядам, семействам и родам, раскладывая на ватных слоях матрасика. Крупные таксоны разделить нитками, снабдить этикетками или наколоть на энтомологические булавки и поместить в коллекционные коробки.

Составить списки учтенных позвоночных и беспозвоночных животных с указанием количества экземпляров.

Используя имеющиеся знания, а также справочную литературу, охарактеризовать типы питания насекомых, разделив их на группы в связи со строением ротовых аппаратов.

Охарактеризовать типы и способы питания позвоночных животных. Составить списки.

Из собранных животных, используя результаты наблюдений в природе, составить сети и цепи питания для данного биоценоза. На лист пенопласта или в большую энтомологическую коллекционную коробку поместить засушенные растения, наколотых на энтомологические булавки насекомых, рисунки позвоночных животных и т.д., составив из них трофические цепи и сети. Пищевые связи показать стрелками.

Заполнить таблицу 2, используя данные, полученные при анализе структуры фауны и экологии исследуемого биоценоза.

Таблица 2 Основные типы взаимоотношений в биоценозе и их характеристика

Типы                 Количество взаимоотношений        примеров 1.	Примеры j
2.
3.             ,

8.  Сделать выводы. Вопросы

Дать понятие автотрофных, гетеротрофных и сапротрофных организмов. Привести примеры.

В чем заключается саморегуляция биоценоза?

Построить один из типов экологической пирамиды, используя данные о фауне исследованного биоценоза.

                                                                                                Приложение 8.

Влияние транспортных магистралей на фауну близлежащих территорий

Цель работы: установить элиминирующее влияние автомобильных дорог на фауну сухопутных животных; выявить группы животных, наиболее устойчивых к антропогенному воздействию.

Материалы и оборудование:

а) для полевых исследований — энтомологический сачок, ватные матрасики (20 шт.),морилки (3—5 шт.), эфир или хлороформ(100 мл), формалин (300 мл),   часы, полиэтиленовые пакеты (40—50шт.), полевой дневник, ручка или карандаш, полевые определители животных, флажки из красной материи, дорожные знаки (см.рисунок),

б)    для камеральных работ — определители животных, бинокуляр, тетради, ручки, линей­ки, пинцеты, препаровальные иглы.

Рекомендуемые места проведения работы. Шоссейные дороги за пределами поселка.

Собирая животных, группа учащихся распределяется следующим образом: в начале и в конце группы стоят по одному человеку с красными флажками, в начале зоны обследования устанавливают 2 дорожных знака — «Ограничение скорости движения до 30 км/ч» и «Осторожно! Дети», в конце знак «Конец зоны ограничения». Проведение этих исследований необходимо предварительно согласовать с государственной службой безопасности дорожного движения.

Подавляющая часть автомобильных дорог с интенсивным скоростным движением транспорта проходит по участкам, которые являются биотопами для различных, в том числе 'редких или охраняемых, видов животных и растений. Помимо прямого воздействия на ландшафт, дороги оказывают отрицательное опосредованное воздействие на близлежащие биоценозы. От столкновения с автомашинами на дорогах ежедневно погибает огромное количество позвоночных и беспозвоночных животных.

Ход работы

Полевые исследования

1.       Выбрать участок шоссейной дороги с интенсивным двусторонним движением транспорта. Желательно, чтобы учетная трансекта включала значительное разнообразие близлежащих биоценозов (дубравы, боры, луга, антропогенные ландшафты и т.д.). Протяженность трансекты  может составлять в среднем 5 км. В полевом дневнике записывают исходные данные. Подсчитывают количество автомобилей, проходящих по данному участку дороги за 10-минутный интервал времени. Определяют среднюю скорость движения транспорта.

2.      Исследуемый участок автотрассы разметить соответствующими дорожными знаками.

3.      Медленно продвигаясь по обочине дороги, собрать всех сбитых автомобилями беспозвоночных животных или их части. Видовые названия позвоночных, отмеченных на автодороге, заносят в полевой дневник с ука­занием частоты встречаемости каждого вида на трассе. Если определить вид затруднительно, животных помещают в полиэтиленовые пакеты, смачивая формалином.

4.      Методом наблюдения выяснить комплекс видов позвоночных и беспозвоночных животных, связанных с автотрассой трофическими отношениями. Составить трансформированные цепи и сети питания, указать количество видов, питающихся сбитыми на дороге животными.

5.      Методом наблюдения выяснить особенности поведения придорожных видов животных.

6.      Используя метод энтомологического кошения сачком, провести учет беспозвоночных животных в каждом из прилегающих к дороге биоценозов (по обе стороны от доро­ги). Учетное кошение проводить на удалении 200—250 м, 100—150 м от дороги и вплотную к обочине автотрассы. Собранный материал заморить с помощью эфира или хлороформа, разместить на отдельных ватных матрасиках, снабдив соответствующей этикеткой.

7.      В лесных биоценозах измерить толщину лесной подстилки на учетных площадях (50 х 50 см) и собрать ее в полиэтиленовые пакеты, снабдив каждый пакет полевой этикеткой. Учетные площадки размещают на разном удалении от автотрассы: по одной площадке на расстоянии 200 м, 150 м, 100 м, 50 м и вплотную к дороге до полного исчезновения лесной подстилки. Такие же площадки закладывают и по другую сторону дороги.

Камеральные исследования

1.       Используя определители животных, бинокуляр, чашки Петри, пинцеты и препаровальные иглы, разобрать насекомых на ватных матрасиках и установить их видовую принадлежность.

2.      Определить привезенные экземпляры позвоночных животных. Составить списки учтенных позвоночных и беспозвоночных животных с указанием количества экземпляров.

3.      Определить до вида животных, найденных в лесной подстилке. Подстилку разбирают мелкими порциями в чашках Петри или на листах белой бумаги. Найденных животных

или определяют живыми, а затем вместе с подстилкой увозят обратно в лес, либо фиксируют в спирте или 4-процентном формалине. Животных каждой учетной площадки помещают в отдельный флакон, который снабжают этикеткой.

4.      Определить до вида сбитых беспозвоночных животных.

5.      Составить таблицу, в которой указать список сбитых на дороге животных, их количество и распространение по биотопам (см. табл. 2).

6.       Составить таблицу результатов учетного кошения (см. табл. 3)

7.       Составить таблицу результатов исследования лесной подстилки (см. табл.4).

Таблица 2

Количество и биотопическая приуроченность сбитых животных

Биотопы	Хвойный лес		Луг		Смешанный лес
Виды  \. животных4^	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%
1.
2.
3.
Всего		100		100		100		100

8.      Сравнить фауну близлежащих к дороге территорий и видовой состав животных, сбитых на дороге. Сделать выводы.

9.       Сделать выводы об изменении качественного и количественного состава животных наземно-воздушной фауны и обитателей лесной подстилки.

10.Сделать выводы о трансформации цепей питания животных в придорожной зоне и об особенностях пищевого поведения некоторых представителей исследуемой фауны.

11.Сделать общий вывод об элиминирующей роли автодорог в природных экосистемах.

12.  Ответить на вопросы:

•  Назовите основные типы влияния автомагистралей на окружающую среду.

•  Случайна ли гибель животных на автотрассах?

•  Как можно уменьшить или предотвратить гибель животных на дорогах?

Численность и биотопическое распределение животных по результатам учетного кошения

Биотопы			Тайга						Луг
Расстояние	250-200		150-100		50-0		250-200		150-100		50-0
Численность	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%
Виды животных 1. 2. 3.
Всего		100		100		100		100		100		100

Результаты исследования лесной подстилки

Биотопы	Хвойный лес										Смешанный лес
Расстояние	200		150		100		50		10-0		200		150		100		50		10-0
Численность	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%
Виды животных 1. 2. 3.
Всего
Толщина подстилки