Определение устойчивости растений к засолению почвы и воздуха

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

по дисциплине «Экология»

Работа 1

Определение экологического состояния городского парка

Цель: Используя собственную наблюдательность оценить экологическое состояние городского парка по географическому положению парка, наличию источников загрязнения, состоянию фитоценоза древесных пород, анализу лишайников.

Инструменты: шнур 80 м, рулетка, мел, определитель древесных пород Приморского края.

Городской парк представляет собой массив древесно-кустарниковой растительности, благоустроенный дорожками, скамейками, оборудованный ночным освещением. Сейчас он находится в самом центре г. Владивостока – на перекрестье проспектов Партизанского и Океанского. А в конце 19 столетия, на заре формирования г.Владивостока это была окраина города и здесь находилось первое во Владивостоке кладбище. После установления Советской Власти и расширения города на север, кладбище ликвидировали, озеленили и превратили в парк культуры и отдыха. После 1992 г. из парка убрали развлекательные аттракционы и, поставив часовню, сделали зеленой зоной города. Деревья в парке очень крупные и старые, часть наиболее опасных для людей спилили, посадили новые, но они очень плохо растут. Собственного подроста парковые насаждения не образуют.

Тем не менее, в парке хорошо выражены несколько ярусовдревесных насаждений. В первом сосредоточены крупные экземпляры дуба монгольского, ясеня манчжурского, берез белой, желтой и даурской, ильма долинного. Редко встречаются орех манчжурский и бархат амурский. Во втором располагаются клены моно и ложнозибольдов, сирень амурская, граб сердцелистный, аралия амурская. Третий ярус образуют кустарники жимолость Маака, чубушник, вейгела ранняя, мелкопузырник. Четвертый ярус занят низкими теневыносливыми травянистыми растениями. Почти весь опад из парка вывозят во время весенних уборок. Моховый покров развит слабо – парк находится на склоне и почти не имеет площадей с избыточным увлажнением. В целом, парк насчитывает более 40 видов древесно-кустарниковых пород, что немало, учитывая очень маленькую площадь. На площадях, не занятых дорожками, сомкнутость крон высока – около 80%.

Лес восстанавливается благодаря собственному подросту. Его отсутствие в парке говорит о такой нарушенности фитоценоза, которая не приводит к самовосстановлению древостоя.

Ярусность – способ увеличить количество зеленых растений – фотосинтетиков на единице земной поверхности для лучшего улавливания солнечного света. Хорошо выраженные несколько ярусов – показатель высокой насыщенности видами ограниченной площади парка, что характерно для дальневосточных лесов в целом и их высоком биоразнообразии. Высокое же биоразнообразие приводит к увеличению устойчивости таких экосистем к внешним воздействиям.

Занятие 1

Подгруппа студентов (12-14 человек) разбивается на минигруппы по 4 человека, которые выполняют отдельные операции по описанию фитоценоза.

В парке закладывают две-три пробные площади размером 20x20 м, характеризующие данный фитоценоз. Пробные площади ограничивают колышками и шнурами. В характеристике пробных площадей описываются:

- географическое положение (дороги, улицы по сторонам света),

- дорожное покрытие и интенсивность движения в момент наблюдения (количество проехавших автомобилей за 5 мин, например)

- рельеф, уклон, экспозиция склона,

- степень покрытия травяным покровом, %

- сомкнутость древостоя (глазомерно), %

- наличие мертвого покрова, %

- повреждение деревьев вредителями и болезнями, %

- наличие на поверхности стволов лишайников,

- наличие деревьев младших возрастных групп,

- количество ярусов, образующих лесное насаждение,

- видовой состав древесных пород

- количество площади, занятое тропинками, дорожками, %

- наличие мусора, % территории, и т.д.

Затем производится подсчет всех деревьев и по видам на пробных площадях. При незнании видов – сфотографируйте крону, или сорвите листовую пластину (если достанете), обозначте как дерево 1, дерево 2 и т.д. По определителю найдите описание этого вида, или подойдите с вопросом к преподавателю. Число подсчитанных деревьев в учетной ведомости по видам записывается условными обозначениями: первые четыре дерева обозначаются точками ::, последующие - линиями - 8 деревьев, затем в виде квадрата-конверта - 10 деревьев. Пример приведен в табл. 1.

После окончания работ по описанию сообщества на 2-4 пробных площадках, для повышения точности измерений, данные по количеству деревьев исследуемой площади суммируют (суммируется общее количество деревьев на всех площадках, общее количество наиболее массовых видов, дуба, березы, ясеня, например, рассчитывается встречаемость, плотность насаждений.

Таблица 1 - Древесно-кустарниковая растительность

пробной площадки 1.

На 7-10 экземплярах одного и того же вида деревьев, дубе, например, на трех пробных площадках - в центре парка, около Партизанского проспекта и около Океанского проспекта на высоте человеческого роста (ок. 1.2-1.7 м) отмечают наличие лишайников разных морфологических групп – кустистые, листоватые, накипные (рис.1). Заполняют таблицу 2, где для каждого дерева отмечают наличие (+) или отсутствие (-) одной или нескольких форм лишайников:

Таблица 2 Наличие лишайников разных форм на деревьях (дуб монгольский) пробной площадки 1 (Покровский парк г. Владивостока, дата)

Если на пробной площади присутствуют все три формы лишайников – воздушная среда данной местности чистая. Если не хватает одной группы – воздух загрязнен в малой степени, при отсутствии двух групп лишайников – воздух имеет среднюю степень загрязнения, при отсутствии лишайников воздух грязный.

Рис. 1. Лишайники: 1 — накипные (лецидея скученная); 2 — листоватые (парме-лия козлиная); 3 — кустистые (кладония альпийская).

Сделайте вывод о чистоте воздуха на разных пробных площадях парка и если есть отличия – объясните почему?

Занятие 2

На следующем занятии студенты

1. Приводят свои записи в порядок. Для статистики и более точной оценки территории у каждой группы должно быть не менее 3-х пробных площадок.

2. Определяют плотность древесных растений. Для этого следует разделить площадь пробной площадки (20Х20 м = 400 м²) на количество деревьев.

3. Определяют формулу древостоя городского парка. Для этого суммируют деревья каждого вида на всех трех площадках и составляют общую таблицу, аналогично табл.1.

При составлении формулы древостоя учитывается доля участия различных древесных пород. Например, чистый сосняк обозначается знаком 10С. Если в древостое 80% приходится на долю сосны, а 20% на долю дуба, то формула древостоя пишется так 8С2Д. Сумма долей должна быть равна 10, независимо от густоты древостоя. Обозначение 3Д3ББ1БЧ – это формула древостоя нашей пробной площади: 3Д- 3 части дуб (30%), 3ББ – 3 части береза белая (30 %), 1БЧ – 1 часть береза черная (14 % округляем до 10%).

Не следует считать формулу древостоя для каждой пробной площади, это не целесообразно. Необходимо составить общую таблицу по всем пробным площадям и посчитать среднюю формулу древостоя. Она будет более точно отражать реальное положение дел, так как по статистическим канонам наиболее репрезентативна, т.е. более точна.

4. По таблицам наличия форм лишайников (табл. 2) сделайте выводы о чистоте воздуха и причинах такого положения дел.

5. По шкале нарушенности древостоя (таблице 3) определите, на какой стадии рекреационной деградации стоит экосистема городского парка. Сделайте выводы.

Таблица 3 - Характеристика стадий рекреационной деградации

лесных экосистем (по М.А. Кузнецовой и др., 1994)

6. Найдите определения для терминов, отмеченные жирным шрифтом во введении к данной работе, они помогут правильно сформулировать выводы.

7. Найдите в интернете сведения об источниках загрязнения, окружающих парк – автомобилях дизельных и бензиновых. Узнайте, какие загрязняющие вещества поступают от них в атмосферу.

8. Для написания введения в отчет найдите информацию о роли городских зеленых насаждений и о нормативе зеленых насаждений на каждого городского жителя. Как вы думаете, достаточно ли в г. Владивостоке парков и скверов?

9. Составьте отчет о работе, руководствуясь ответами на поставленные вопросы, сформулируйте общие выводы об экологическом состоянии городского парка.

Работа 2

Определение устойчивости растений к засолению почвы и воздуха

На территории нашей страны и сопредельных государств встречаются засоленные почвы, которые особенно характерны для засушливых районов. Наиболее широко распространены засоленные почвы в Казахстане, на юге Западной Сибири, Среднем и Нижнем Поволжье, на юге Украины, Северо-Восточном Предкавказье, среднеазиатских государствах. Это почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в токсичных количествах. Влияние таких солей на растения - мощный экологический фактор, сдерживающий их нормальный рост. В основном засоление почвы в той или иной степени вызывается следующими солями: NaСl, Nа₂SО₄, Nа₂СОз, МgС1₂, МgSО₄. В районах широкого распространения соленых озер и солончаков (озерные системы Аральского региона Туркмении, озера Тувы, Хакассии) большую роль в переносе солей играют ветровые процессы. При переносе солей ветром на поверхности суши может отлагаться (по подсчетам Ф. Кларка) от 2 до 20 т легкорастворимых солей на 1 км². Для степных экосистем и полупустынь Закавказья приводится цифра 47 т на км² в год (Ковда, 1973). Эти соли попадают на растения и воздействуют на них в виде солевой пыли, в виде растворов (с утренней росой), переносятся на огромные расстояния и выпадают в виде солевых осадков. Из почвенных растворов засоленных почв растения с трудом извлекают минеральные вещества и воду для своей жизнедеятельности. Соли также применяются (преимущественно NаСl) на улицах городов для борьбы с гололедом, их растворы проникают в почву и наносят большой вред растениям.

В данной работе приводятся три опыта, охватывающие все вышеприведенные случаи повреждения растений. При этом они могут ставиться как отдельно, так и вместе в зависимости от цели и продолжительности занятия (2 или 4 часа). В опытах могут использоваться соли тяжелых металлов, являющиеся сильными загрязнителями биосферы.