Тема: Определение деревьев и кустарников по зимующим почкам

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Самарской области средняя общеобразовательная школа "Центр образования" пос. Варламово муниципального района Сызранский Самарской области

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ

2017-2018 УЧЕБНЫЙ ГОД

Региональный этап

Предметная область: экология

Тема: Определение деревьев и кустарников по зимующим почкам

Выполнил: Кирилов Андрей Александрович

Класс: 9

Руководитель: Лычева Наталья Александровна

учитель биологии и географии

Работа допущена к защите:

«___» ____________ 2018 г.

Количество баллов:_____

Сызрань 2018 г.

Содержание

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

Обзор литературы………………………………………………………………..……..5

I часть.

Теоретическое  изучение методической, научно-популярной литературы по определению породы деревьев и кустарников в зимний период………..………….6

1.1  Анатомия дерева……………………………………………………………………6

1.2  Биологические особенности деревьев и кустарников…………………….……..8

1.3  Морфологическое описание особенностей почек распространенных пород деревьев и кустарников………………………………………………………..…...9

II часть

2.1 Практическое исследование зимнего состояния почек с целью определения породы дерева или кустарника……………………………………………………….16

Заключение……………………………………………………….………….………...19

Список использованной литературы..............................................................……….20

Приложение №1 «Гербарий известных древесно-кустарниковых пород Сызранского района в безлистном состоянии»

Введение

Охрана окружающей среды, экологическая норма, сбережение природных богатств для потомков – эти проблемы приобрели в настоящее время актуальность. Но чтобы успешно охранять наши растения, водоёмы, землю, воздух от оскудения, надо знать природу, глубоко понимать её законы и истинную ценность. В решении вопросов улучшения и охраны окружающей среды большую роль играют зеленые насаждения.

В свете современных задач экологии, когда перед человечеством так остро стоит вопрос о выявлении и сохранении генофонда природной флоры, необходимо тщательно изучить окружающий нас мир растений, выявить морфологические особенности, экологию, а также географическое распространение, чтобы рационально и научно обоснованно их использовать.

Одним из направлений является изучение древесно-кустарниковой флоры, как важнейшего объекта народного хозяйства.

Я живу в сельской местности лесостепной зоны Поволжья. Одним из природных достояний нашей местности является лес. Некогда Раменский лес занимал большую площадь, чем сейчас. Южная граница его еще в конце 17 века подходила вплотную к Сызрани. Как и в стародавние времена в наших местах преобладает лиственный лес, где основными породами являются дуб, липа, клен, тополь, береза, осина, ольха. Только заметно сократилась его общая площадь, сократился видовой состав древостоя, упростилась травяная растительность.

Весной и летом посещая лес, на экскурсиях и во время отдыха, узнать породу дерева легко по листьям и цветкам. Определить породу дерева или кустарника в зимний период, при отсутствии листвы более сложно. Растения в зимний период находятся в глубоком покое. Это необходимый этап в жизни растений, обусловленный глубокими изменениями (опаданием листьев, появлением защитных приспособлений на почках, накоплением в клетках питательных веществ).

Свойство впадать в глубокий покой возникло как ответная реакция на условия существования в средней полосе, где зимний и осенний период длится более 7 месяцев.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью, желанием разбираться в породах лиственных деревьев в разное время года.

Цель: Изучение многообразия древесно-кустарниковых пород родного края по почкам в зимнем состоянии.

Задачи:

1.   Изучить литературу по определению  деревьев и кустарников зимой.

2.   Определить породы, изучив особенности их морфологического состояния по внешним признакам почек в зимнем состоянии.

3.   Определить влияние экологических факторов  на состояние почек зимой.

4.   Собрать гербарий известных древесно-кустарниковых пород в зимнем         состоянии.

Методы исследования

В ходе исследования мною были использованы следующие методы и методики:

1.                 Изучение методической и научной литературы.  Научные тексты - главный источник исследовательской работы. Выбор литературы для чтения и изучения –- важная составляющая труда исследователя. Выбор и изучение литературы осуществляется поэтапно: первичное ознакомление и беглое прочтение источника. Глубокое чтение и анализ. Специальная литература для чтения и изучения отбирается: во-первых, по ключевым понятиям, составляющим тему исследования; во-вторых, по рекомендации научного руководителя; в-третьих, из имеющихся «под рукой» источников. Чтение научной литературы должно сопровождаться работой со словарями, учебниками, записями лекций. Это помогает адекватно понимать научную терминологию, актуализировать знания и полнее их использовать.

Метод наблюдения и описания, используемый для сбора и описания изучаемых факторов. Наблюдение - это целенаправленное и планомерное восприятие явлений, результаты которого фиксируются наблюдателем. В деятельности могут применяться различные виды обязательного наблюдения. В данной работе применяется непосредственное наблюдение, которое проводит сам исследователь,  следя за явлением, процессом и объектом.

2.                 Сравнительный метод, основанный на анализе сходства и различий изучаемых объектов.

3.                 Анализ.  Анализ -  метод исследования, характеризующийся выделением и изучением отдельных частей объектов исследования.

4.                 Систематизация.

Практическая значимость: данное исследование зимнего состояния почек деревьев и кустарников можно применить в последующих работах, например, при изучении видового состава деревьев и кустарников, их экологического состояния на различных территориях Сызранского района. Результаты исследования могут быть использованы учителями и учащимися начальных классов при изучении окружающего мира, на занятиях внеурочной деятельности  эколого-биологической направленности, а также учителями биологии.

Гипотеза: можно определить видовую принадлежность дерева или кустарника в зимний период при отсутствии листьев.

Обзор литературы

В  интернет-журнале «Живой лес» я прочитал  статью «Строение дерева. От клеток до корней» [4] и очень заинтересовался вопросом зимовки деревьев и тем, как определить вид дерева  в зимний период при отсутствии листвы. Оказалось, что  эта тема мало изучена, она  изучалась ещё в шестидесятых-семидесятых годах прошлого века. Поэтому мне стало интересно, а смогу ли я самостоятельно определить породу дерева зимой. Посетив библиотеку и изучив интернет пространство, я обнаружил научную литературу Валягина-Малютина Е.Т. «Деревья и кустарники зимой. Определитель древесных и кустарниковых пород по побегам и почкам в безлистном состоянии» [1].  Этого материала для меня оказалось  недостаточно, поэтому я продолжил поиск информации. Очень помог мне в поиске материала « Школьный атлас – определитель высших растений»: книга для учащихся [3] . Именно эту  литературу в основном я  использовал при   разработке проекта и создании гербария по данной теме.

I часть. Теоретическое изучение методической, научно-популярной литературы по определению породы деревьев и кустарников в зимний период.

1.1                     Анатомия дерева

Деревья – это древесные растения большого размера. Они обладают уникальными свойствами, позволяющими им являться доминирующим видом царства растений во многих странах мира. В основе ухода за деревьями (древоводства) лежит глубокое понимание процессов роста и развития деревьев. Только с учетом данного принципа можно профессионально осуществлять уход за деревьями.

Ветки – это небольшие ветви, которые служат опорой для листьев, цветов и плодов. Ветви поддерживают ветки, а ствол поддерживает всю крону. Ветви и ветки развиваются из двух типов почек:

-         терминальных или верхушечных почек на конце побега;

-         боковых или пазушных почек, которые образуются вдоль ветки.

Верхушечная почка является наиболее сильной на ветви или ветке и располагается на конце побега. Она контролирует развитие вторичных почек с помощью гормонов. Обычно вторичные почки не развиваются и остаются в спящем состоянии. Как правило, верхушечная почка является наиболее активной на каждой ветви или ветке и контролирует развитие пазушных почек на том же побеге, которые часто бывают спящими: их рост сдерживается апикальным доминированием терминальной почки.

Листья и почки образуются из немного утолщенной части ветки, которая называется узел. Междоузлие – это зона между узлами. На ветке видны листовые рубцы и рубцы верхушечной почки. Они помогают измерять ежегодное удлинение ветки и общий прирост. По своей структуре и функции каждая ветвь дерева сопоставима со всей кроной. Но в то же время ветви – это не просто отростки ствола.

Ежегодный прирост: 1 - 1 год; 2 - 2 года; 3 - 3 года

Наоборот, ветви характеризуются уникальной формой присоединения к нему, которая имеет крайне важное значение для практической деятельности в сфере ухода за деревьями, например, для обрезки.

Ветви прочно крепятся к древесине и коре, расположенной под ветвями, но над ними крепление более хрупкое. Годовой прирост слоев ткани в зоне соединения ветви и ствола хорошо заметен и формируется большую часть времени. Плечо или выпуклость вокруг основания ветви называется воротником. В точке разветвления ткани ветви и ствола расширяются на встречу друг другу. В результате, кора приподнимается, образовывая гребень ветви. Если кора в районе разветвления окружена древесиной, она называется включенной корой. Это еще больше ослабляет развилку ствола, поскольку нормальное присоединение ветви к стволу не формируется.

1.2            Биологические особенности деревьев и кустарников

Деревья – растения с многолетним одеревеневшим разветвленным или неветвящимся главным стеблем - стволом, сохраняющемся в течение всей жизни растения, и кроной. Трудно определить породу дерева без листьев, даже по кроне. Поэтому стоит обратить внимание на почки дерева или кустарника. Потому что именно почки являются зачатком будущего побега. Они обладают специфическими морфологическими особенностями, такими как месторасположение, способ прикрепления, взаимное расположение, наличие чешуй.

Кустарники - жизненная форма растений. Это многолетние деревянистые растения высотой 0,8- 6 метров, имеющие несколько или много стеблей. Чаще всего расположены на границе лесов и обычно образуют подлесок.

Каждое растущее дерево является живым даже тогда, когда оно «спит». Деревья, знакомые нам с лета по листьям, и зимой могут о многом рассказать. Опытный натуралист по видовому составу деревьев может узнать, какие в этом месте природные условия, какие травы могут расти летом, какие животные здесь могут встретиться, какое происхождение имеет данное насаждение. В зимние месяцы, как ни в какое другое время, хорошо видна структура древесных насаждений – в отличие от лета местность просматривается на большое расстояние, хорошо видны ярусы древостоя, пространственная мозаичность лесных массивов. От январских морозов, прежде всего, страдают почки, которые выглядят такими незащищенными на ветвях деревьев. Но если сами деревья "заснули" с большим содержанием влаги, то вода, замерзая, может разорвать ткани почек и ветвей, которые после этого просто отомрут.

Обращали ли вы внимание, что различные виды деревьев имеют различные формы почек? По этой форме можно узнать дерево зимой, когда на нем нет листьев.

1.3            Морфологическое описание особенностей почек распространенных пород деревьев и кустарников.

Наиболее распространенными видами древесной флоры Сызранского района можно признать следующие растения: дуб черешчатый; клен остролистный или платановидный; липа мелколистная; рябина обыкновенная; береза повислая; черемуха обыкновенная; тополь и т.д.

Деревья и кустарники определяют по почкам. Для этого существуют специальные определители.

Клен остролистный. Почечных чешуй больше; верхушечные почки более округлые, обычно яйцевидные, красноватые, коричневые, зеленовато-бурые или белые; листовые рубцы соседних почек смыкаются между собой, узкие, имеют форму скобки, с тремя листовыми следами

                 

Тополь белый. Ветки и почки покрыты белым пушком.  Почечные чешуи голые, могут быть клейкими и душистыми; с приходом весны из цветочных почек появляются висячие сережки.

   

Ясень обыкновенный. Почки черные, супротивные, верхушечные крупнее боковых.

  

Ольха черная. Почки очередные, мелкие, расположены на коротких черешках.

   

Липа мелколистная. Ветки зигзагообразные. Почки очередные, красноватые, с двумя чешуйками. Почечных чешуй две, из них одна заметно больше другой; все почки одинаковой формы, яйцевидные с закругленной верхушкой.

          

Вяз мелколистный. Почечных чешуй несколько, они располагаются двурядно; округлые цветочные почки крупнее листовых, которые бывают яйцевидными или коническими. Располагаются почки поочерёдно.

       

Боярышник гладкий. Колючки одиночные, прочные, являющиеся видоизмененными побегами; годичные побеги округлые в сечении почки крупнее; кора с чешуйчатыми пластинками.

        

Ива серая. Почки располагаются на побегах более или менее равномерно; на верхушках побегов не наблюдается скоплений почек; каждая почка покрыта лишь одной чешуей; дерево часто многоствольное или растет в виде кустарника.

    

Вишня кустарниковая. Почки длиной до 4-5 мм, яйцевидной формы; на верхушке обычно слегка притупленные; почечные чешуи одноцветные, обычно красновато-бурые; расположение очередное.

   

Яблоня домашняя. Боковые почки удлиненных годичных побегов прижаты к стеблям, параллельны им; почки и кора годичных побегов опушенные или голые; почки обычно красноватые, заостренные.

      

Черемуха обыкновенная. Почки обычно более длинные, острые на конце; почечные чешуи пестрые, без красного оттенка. Расположение очередное.

     

Слива обыкновенная. Почки не крупнее 2-3 мм, располагаются в узлах часто по 2-3.

    

Рябина обыкновенная. Почечные чешуи опушены длинными светлыми волосками.

     

Дуб черешчатый - крепенькие, толстенькие почки, сгрудились они кучками сразу по нескольку на кончиках веток. У верхушек побегов наблюдается скопление почек.

    

Береза повислая. Почки очередные, удлинённо-конической формы, заострённые, коричневато-бурые, у основания иногда зеленоватые. Обладают запахом, усиливающимся при растирании.

    

Сирень обыкновенная. Почки располагаются супротивно, голые, яйцевидные, острые, с вишнёвым оттенком или зеленоватые.

    

Калина обыкновенная. Почки калины плотно прижаты к стеблю, словно приросли к нему. Их верхушки закруглены, и они похожи на капельки воды.

         

Смородина черная. У смородины чаще всего встречаются смешанные почки, которые несут зачатки вегетативных и генеративных органов.   часто почки у смородины на побегах расположены группами. Одна из них занимает центральное положение, остальные - боковое. Расположение почек очередное

                

Вывод: исследуя почки дерева или кустарника, зная их специфические и  морфологические особенности можно определить породу дерева или кустарника в зимний период. Обратите внимание, что для точного определения видовой принадлежности дерева необходимо применять определитель растений. Определителем может служить специальная литература, энциклопедия либо интернет ресурс.

II часть. Практическое исследование зимнего состояния почек с целью определения породы дерева или кустарника.

Мною исследовалась, территория села Рамено и участок смешанного леса «Раменской лесной дачи».  Данная территория была выбрана по рекомендации работников Сызранского участкового лесничества. Которые так же помогли с определением границ «Раменской лесной дачи» и предоставили подробное ее описание в виде карты, что значительно облегчило проложение моего маршрута по зимнему лесу.

Сегодня «Раменская лесная дача» – комплексный памятник природы регионального значения, расположенный на территории Сызранского участкового лесничества, который занимает 5 513,6 га. Представляет он собой одну из лучших природных здравниц района, где прекрасный широколиственный и смешанный лес расположен на плоской возвышенности неогенового возраста с лесными темно-серыми почвами.

Материалы и оборудование: рулетка, лупа, линейка, блокнот, карандаш, определитель растений, карта.

Место проведения работы: лес.
Ход работы:

1.   Выбрал исследуемый участок.

2.   Срезал  несколько веток с деревьев и кустарников, длиной не более 15 см.

3.   Исследовал почки на ветках. Изучил расположение почек. Рассмотрел наличие чешуи, рубцы, которые остаются на ветках, когда опадают листья, следы сосудисто-волокнистых пучков на поверхности рубца, имеющие вид точек. Посмотрел, есть ли на ветке шипы, колючки, бородавки, волоски, желёзки. Обратил внимание на запах почек.

4.                 Определил  видовую принадлежность дерева по  срезанным веткам.

5.                 Создал гербарий древесно-кустарниковых пород в зимнем состоянии.

6.                 Отметил влияние экологических факторов на состояние почек зимой.

Для всех растений, включенных в гербарий, приводятся морфологические описания почек и иллюстрация к ним.

Заключение

В результате данной работы была изучена литература, которая содержит информацию о строении деревьев и кустарников, их видовой принадлежности в зимний период, особенностях строения и развития почек.

Проведенное комплексное изучение морфологических особенностей деревьев и кустарников в зимний период с помощью научной литературы показало, что, используя методы наблюдения и исследования можно определить видовую принадлежность дерева или кустарника по его почкам при отсутствии листьев. Почки на растениях зимой оказались в хорошем состоянии, без повреждений.

Таким образом, можно сделать вывод, что изложенная ранее гипотеза полностью подтвердилась. Мною было исследовано около 20 видов деревьев и кустарников, произрастающих на территории «Раменской лесной дачи».

Так как для изучения и определения видовой принадлежности деревьев и кустарников появилась необходимость собрать наглядный материал, итогом работы стало создание гербария, который можно применять как небольшой определитель обучающимися школы.

Я надеюсь, что данный гербарий будет полезен для младших школьников на уроках окружающего мира и на уроках биологии при изучении растений. Я постараюсь продолжить работу, потому, что смог охватить только небольшое количество растений.

Литература

1.  Валягина-Малютина Е.Т. Деревья и кустарники зимой. Определитель древесных и кустарниковых пород по побегам и почкам в безлистном состоянии. – М.: «Просвещение», 2007. – 112 с.

2.  Лучник А.Н. Энциклопедия растений умеренной зоны. – М.: «Институт исследований» 1997 г.- 364 с.

3. Новиков В.С., Губанов И.А. Школьный атлас – определитель высших растений: книга для учащихся. – М.: «Просвещение», 1985 г.- 239 с.

4. Строение дерева. От клеток до корней// Интернет журнал «Живой лес»

http://givoyles.ru/articles/nauka/stroenie-dereva-kletki-korni/