Исследовательская работа на тему "Лесные труженники"

Министерство образования и науки Республики Бурятия Управление образования «Заиграевский район» МБУ ДО «Заиграевский центр детско­юношеского творчества» Лесные труженики Автор: Маслов Михаил 3 класс                                                         Научный руководитель:  Грабовская Вера  Александровна педагог доп обр­я  МБУ ДО ЗЦДЮТ 1 Оглавление: 2018 1. Введение…………………………………………………………………………………3 ­ 4     1.1. Актуальность темы исследования…………………………………………………….3 2. Основная часть……………………………………………………………………….5 –8      Результаты исследований и их обсуждение…………………………………………7  3. Заключительная часть………………………………………………………………7 4. Вывод……………………………………………………………………………………..8 5. Список использованной литературы………………………………..........................9 6. Приложения……………………………………………………………….......................10­12 7. Рецензия………………………………………………………………………………….13 2 Введение:      Муравьи  – это самое многочисленное  по количеству особей  семейство  насекомых, которому   более   40   млн   лет.   Муравьи   ­   это  насекомые  подотряда   жалящих перепончатокрылых, ближайшие родственники ос и пчел, но жало и ядовитые железы, есть не   у   всех   видов. 38 видов из 8 родов и 2 подсемейств.            Фауна   муравьёв   Республики   Бурятия   включает        Актуальность выбранной темы исследования состоит в том, что в зеленой зоне села Новоильинск   с   каждым   годом   увеличивается   число   пораженных   насекомыми   и   их личинками деревьев. Рыжие лесные муравьи являются «санитарами» леса и могут помочь его   сохранению.   Муравьи     ­   многочисленная   группа  хищных  насекомых,   оказывающих существенное влияние на структуру почвы, численность беспозвоночных, вредителей леса.         Обоснование выбора темы исследования: Недостаточная изученность муравьев на локальном уровне, послужила основанием для выбора темы исследования. Рыжие лесные муравьи обеспечивают сохранность сосновых насаждений от вредных насекомых таких, как сосновая совка, сосновая пяденица, зимняя пяденица, малый еловый пилильщик, рыжий сосновый   пилильщик,   обыкновенный   сосновый   пилильщик,   ткач­пилильщик,   березовый пилильщик,  сосновый  шелкопряд. Активно уничтожают  рыжие  лесные  муравьи гусениц дубовой   зеленой   листовертки,   монашенки,   непарного   шелкопряда,   совки­лишайницы, лиственничной минирующей моли.          Гипотеза исследований состоит в том, что природоохранные мероприятия в рамках данной   исследовательской   работы   связано   с   повышением   биологической   устойчивости древостоев. В отличие от других насекомых, муравьи обладают многолетними гнездами.       Нам стала интересна вне гнездовая деятельность муравьев в лесу села Новоильинск.                  Целью   наших исследований  послужило изучение роли   рыжих лесных муравьев в лесной экосистеме села Новоильинск.  3 Мы определили задачи:          ­ закладка пробных площадок;       ­ изучение реакции муравьев на внешние факторы.                   Место   проведения   исследований   мы   выбрали   лесной   массив   рядом   с   селом   Новоильинск.           Объект   исследований  –   рыжий   лесной   муравей.   Он   относится  к   отряду перепончатокрылых, классу насекомых.            Предмет исследования: муравейники     Научная новизна и теоретическое значение состоит в следующем:      1. Впервые проведено исследование лесного биоценоза;      2.  Выявлены основные причины изменения численности муравейников;         3.   Данное   исследование   является   необходимым   для   части   лесного   массива   села Новоильинск и основанием улучшения экологического состояния обследуемого участка.      Для решения поставленных задач использован комплекс методов исследования:    1. Теоретический: Анализ и изучение специальной литературы;    2. Практический (исследовательский):         ­ Метод пробных площадок 100*100м2    Сроки исследования: 1 год (с 20 августа по 20 октября 2017 г) 4 Основная часть     Муравьии  (лат. Formicidae) — семейство насекомых из надсемейства муравьиных отряда перепончатокрылых. Являются общественными насекомыми, образующими 3 касты: самки, самцы и рабочие особи. Самки и самцы крылатые, рабочие особи — бескрылые. Усики коленчатые, у самок и рабочих особей 11­12­члениковые, у самцов 12—13­члениковые, у ряда   видов   4­6­   или   10­члениковые.   Основной   членик   усика   намного   длиннее   всех остальных. Задний отдел груди представляет собой первый сегмент брюшка.        Муравьи живут семьями в гнёздах, которые устраивают в почве, древесине, холмиках, под камнями, некоторые сооружают муравейники из мелких растительных частиц. Муравьи регулярно   обмениваются   пищей   —   кормят   друг   друга.   Сытый   кормит   голодного,   тот передает часть полученной пищи следующему. Пища, передаваемая изо рта в рот, содержит ферменты. Изменения содержания различных ферментов в пищевой цепи может ускорить или   замедлить   рост   и   развитие   молоди,   стимулировать   взрослых   муравьев   (имаго)   к переходу   в   ту   или   иную   профессиональную   (функциональную)   группу*.  Большинство муравьев охотятся на различных беспозвоночных, используя добываемую белковую пищу для выкармливания молоди. Многочисленная молодь требует огромных количеств пищи, что вынуждает фуражиров неустанно искать добычу.         Значение муравейника и муравьев в жизни человека          Каждый   муравейник   –   это   природная   биофабрика,   поставляющая   неутомимых защитников леса. Выяснено, что четырех гнезд рыжих лесных муравьев достаточно, чтобы защитить   1   гектар   хвойного   леса   от   вспышки   массового   появления   большинства хвоелистогрызущих вредителей. Дубравы средней полосы и южные леса не страдают от нашествия вредных насекомых, если их 1 Га контролируют труженики 6­ти муравейников. Муравьи   способны   питаться   семенами   восьмисот   видов   растений.   Семена   некоторых 5 растений имеют маслянистые придатки, которыми и питаются муравьи. Таким образом, муравьи играют довольно важную роль в расселении многих растений.            Муравьи деятельно истачивают и разрушают древесину пней и корней. Измельчают грунт и открывают в него доступ воздуха, а прокладывая ходы и удобряя землю своими отбросами втаскивая листья и другие растительные остатки, они; подобно дождевым        *Акимушкин И.И. Мир животных. Насекомые. ­ М.: Мысль. 1990, с.115­117 червям,   обогащают   верхний   слой   органическим   веществом.   Почвообразующее   влияние муравьиного гнезда отчетливо распространяются по горизонтали в радиусе около метра, а в глубину более чем полметра, создавая очаг почвенной жизни. Муравьи – важная часть природных сообществ, и значение их очень велико. Многие птицы используют их в пищу или принимают в муравейниках санитарные ванны, очищаясь от паразитов. Муравейники служат прибежищем для огромного количества беспозвоночных, которые могут питаться кормом муравьев или гниющим строительным материалом муравейника. С давних времен муравьи использовались в медицине для лечения многих болезней, из муравьев выделены некоторые антибиотики, а в Новой Гвинее муравьев – бульдогов используют для наложения хирургических   швов   –   муравьев   прикладывают   к   краям   раны,   и   они   зажимают   их челюстями. Затем тела муравьев отрывают и оставляют такой шов до полного заживления. Муравьиный   яд   –   уменьшает   воспаление   суставов,   снижает   боль   при   ревматоидном артрите. Убивает грибы и бактерии,  возбудителей  тифа, холеры,  туберкулеза. Мази от ревматизма,   препараты   против   цинги   –   использовали   муравьев­древоточцев, кровоостанавливающего действия.              Муравьи  — общественные насекомые, живут в сложных гнёздах, обычно, помимо крылатых самцов и самок, имеются одна или несколько бескрылых яйцекладущих самок, или цариц, и множество бескрылых рабочих особей (недоразвитых в половом отношении самок), нередко подразделяющихся морфологически и по поведению на ряд групп (так, у некоторых   видов   особенно   выделяются   крупноголовые   "солдаты").   Крылатые   самцы   и самки   развиваются  в   гнёздах,   в  тёплое  время   года  они  покидают   гнездо  для   брачного полёта,   самцы   после   спаривания   погибают,   самки   теряют   крылья   и   приступают   к образованию новых гнёзд.        Структура семьи 6 Семья муравьев — объединение сотен, тысяч, а иногда и миллионов индивидов, усилиями   которых   сооружается   гнездо,   выкармливается   многочисленное   потомство, охраняется муравейник и его кормовой участок от посягательств агрессивных соседей. Муравьиная   семья —   высокоорганизованное   сообщество,   состоящее  из   расплода   (яйца, личинки,  куколки),   взрослых   половых   особей   (самок  и  самцов)   и   рабочих   особей (бесплодных самок).                                                                        Муравьи образуют семьи, от нескольких десятков особей — до высокоорганизованных колоний,   состоящих   из   миллионов.   Крупные   семьи   состоят   из   бесплодных   бескрылых самок, формирующих касты рабочих солдат. Почти во всех семьях есть самцы и одна или несколько   репродуктивных   самок,   называемых   королевами.   В   муравьиных   семьях существуют разделение труда, связи между особями и самоорганизация.        Результаты исследований и их обсуждение       Материал и методы исследования       Исследования муравейников рыжих лесных муравьев проводили летом 2017 года в селе Новоильинск, Заиграевского района. Муравейники были сооружены из веточек, листьев и хвои. На первой пробной площадке муравейник имел ширину 120 см. максимальная высота 78 см. Погода была сухая, солнечная, почти безветренная. На второй пробной площадке мы увидели еще два муравейника, высотой 60 см, диаметр 90 см.                Сравнительный анализ наблюдений  показал, что на первой пробной площадке санитарно­гигиеническое   состояние   хорошее,   обследуемая   территория   чистая.   На исследуемом участке, расположенном в северной части поселка, произрастает хвойный лес, где основная лесообразующая порода: сосна обыкновенная, возраст сосны примерно 40 – 80 лет. На второй пробной площадке есть изменения: остатки от срубленных деревьев, есть выжженные участки леса и вокруг мусор.          Анализ визуального осмотра  обследуемых муравейников показал то, что в качестве строительного   материала   муравьи   используют     веточки,   стебли   трав,   кусочки   мха   и древесины, листья, смолу, хвою,   шишки, почки, семена, сережки.   На основании наших наблюдений можно сделать  вывод  о том, что состав строительного материала и форма муравейника   не   зависят   от   строительных   особенностей   данной   семьи,   а   являются, следствием субстрата, на котором возводится купол муравейника. Муравьи на открытых 7 местах   сооружают   плоские,   невысокие   гнезда,   а   под   пологом   леса,   при   значительном затенении, высокие купола.            Описание практического  опыта:  Этот   опыт  в   нашем   исследовании   был   самый интересный.   Мы   брали   ватный   диск,   обмазанный   сиропом,   и   положили   его   перед муравейником в 12 часов каждый день. Муравьи, в каждый последующий день, уже сами выходили   в   это   время.   Мы   предположили   о   наличии   у   муравья   биологических   часов. Наблюдая,   заметили,   что   на   том  месте,   где   был   оставлен   тампон,  стояло   два   часовых муравья.  Они  несли  службу   в  той  части   купола,  которая  примыкает  к  этому  сектору. Увидев   еду,   они   бежали   в   муравейник   и   звали   других   муравьев.   Мы   стали   помещать муравьев в банку, но и тут мирмики нас перехитрили. Они меняли пост через каждые 15 минут. Когда муравьи побежали звать других муравьев, на обед, мы убрали еду. После этого муравьи больше не выходили к нам. На основании опыта следует сделать  вывод о том, что у муравьев срабатывает условный рефлекс и биологические часы. В дальнейшем он переходит на близкие к гнезду индивидуальные поисковые участки, а заканчивается этот путь на куполе, где муравей несет службу в качестве наблюдателя.        Заключительная часть           Природоохранный аспект и значение муравьев в природе:                     Рыжие   (Formica   rufa   Linnaeus)   лесные   муравьи   ­   одно   из   важнейших   звеньев, обеспечивающих   продуктивность   леса.   Поэтому   при   переселении   лесных   муравьев, никогда  не разоряйте муравейники. Достаточное количество муравьев можно аккуратно собрать сверху муравейника не нанося вреда. В ходе проводимых исследований нами был сделан сравнительный анализ численности, суточной активности рыжих лесных муравьев.                Вывод:  Исследования   позволили   нам   сделать  вывод  о   том,   что   муравьи   – общественные насекомые с широким набором рефлексов. Проведенные опыты позволили нам увидеть взаимосвязь рыжего муравья с другими обитателями леса.        Практические рекомендации:        В ходе исследовательской работы была проделан учет муравейников. Оценена общая численность гнезд, выявлены гнезда, из которых взяли отводки для расселения. Расселение муравьев было проведено 13 августа 2017 года, а 10 сентября 2017 года был   проверен 8 результат. Расселение проведено на 2­х пробных площадках (в лесу и на лугу). На первой площадке (в лесу) нашли два подходящих пня, где можно было устроить искусственное гнездо муравьев. В результате нами было успешно расселено 2 муравейника на первой пробной площадке (в лесу).  Во время проверки результатов расселения через месяц, мы обнаружили,   что   на   первой   площадке     муравейники   начали   жить   полной   жизнью.   В сентябре 2017 года мы с одноклассниками, расселили еще два муравейника. Как показало дальнейшее   наблюдение   за   ними,   расселение   оказалось   удачным.   Чтобы   сохранить муравейники  мы провели ряд мероприятий, и в первую очередь  просветительскую работу. На базе МБОУ «Шпалозаводская сош», осуществляет свою деятельность экологическое объединение   «Ритмы   природы»   МБУ   ДО   Заиграевского   центра   детского   юношеского творчества,   которое   разработало   план   действий.   Провели   беседу   о   значении   леса   и муравьев   среди   учащихся   1­4   классов.   Оформили     стенд   «Сохраним   природу   родного края», провели экологическую акцию «Муравейник». Список использованной литературы 1. Акимушкин И.И. Причуды природы. ­ М.: Мысль. 1981, с.79 2. Акимушкин И.И. Мир животных. Насекомые. ­ М.: Мысль. 1990, с.115­117 3.   Бахем   И.,   Лампрехт   И.   Гнездо   лесных   муравьев   Formica   polyctena   как   модель экологической системы /Москва.2009. т.44, №1. с.114­123 4. Злотин А.З. Насекомые – друзья и враги человека. ­ М., 1987, с.65 9 Приложения Приложение № 1 Карта схема на примере первой пробной площадки обследуемого участка лесного биоценоза села Новоильинск                                                                 10м Муравейник № 1 10 м 10 10 м                         Условные обозначения                ­  ­ образец пробной площадки в сосновом лесу                ­   ­ муравейник высота 78 см, диаметр – 120 см Таблица: Оценка экологического состояния растительного сообщества первой пробной площадки (лес)  Приложение № 2 Таблица № 1  Показатель Состояние Характерные свойства и явления д о Г н е д ю л б а н я и  2017 Напряжённое    Общий вид  древостоя и  наземной  растительности  2017     Степень  исхоженности  (количество  Напряженное        В древостое присутствует сухостой, отмечается   повреждение   древостоя   и кустарников,   видны   следы   порубок, загрязнение   бытовыми   отходами   и мусором. Повреждения травяного яруса.  Свыше 10 штук (частично заросшие) 11 тропинок и дорог  на 500 м  маршрута) Приложение № 3 Таблица 2 Результаты промеров муравейников на примере двух опытных участков в зеленой зоне села Новоильинск H (см) d (см) № № опытного п/п 1 2 муравейника №1 №2 №3 78 60 61 2017 Г 120 90 92 Приложение № 4 Таблица № 3 Зоогеографический состав муравьев лесного биоценоза  села Новоильинск, Заиграевского района № Название рода Биолого­экологическая характеристика Численное обилие  (%) Характеристика рыжего лесного муравья,  занимающего доминирующее положение на обследуемом участке 12 1 Formica rufa  Linnaeus 60 Размеры: рабочие: 4—9 мм,                    матка: 10—11 мм  Тип муравейника: холмики.  Муравейники, в виде высоких  конусообразных куч. Зимовка: обязательна Питание: всеяден Влажность: обычная = 94% Температура: +25°С Подвижность: быстрые Лет: первая декада мая – июля                                  РЕЦЕНЗИЯ на исследовательскую работу участника Республиканской научно­практической конференции «Земля наш общий дом» Ф.И. участника: Маслов Михаил  Тема работы: Лесные труженики 13 Научно – исследовательская работа «Лесные труженики» Маслова Михаила посвящена изучению   воздействия   антропогенных  факторов   на  рыжих   лесных   муравьев   в  условиях опытных биоценозов. Тема актуальна, интересна и имеет практическую значимость, так как по   оценке   специалистов   Республиканского   центра   защиты   и   охраны   леса   Республики Бурятия,   в   последнее   время   вредные   насекомые   оказывают     негативное   влияние   на прилегающее лесное пространство села Новоильинск.         Отличительные   черты   содержания   работы:  Проводя   исследование   на   опытных биоценозах   села   Новоильинск,   автор   использовал   методику   А.А.   Захарова,   которая позволила выявить видовой состав муравьев и охарактеризовать анализ пищи. Проведенное исследование, Масловым Михаилом, подтверждает гипотезу о возможности использования муравьев как одного из биологических способов борьбы с вредными насекомыми. Оценка качества   оформления   работы:  Данная   работа   оформлена   правильно   и   соответствует содержанию   структурных   элементов   научно   –   исследовательских   работ   по   экологии, биологии   животных.   Выделены   основные   разделы,   отражено   описание   результатов исследований, как теоретического, так и практического значения.          3. Вывод:  На основании выше изложенного считаю, что работа Маслова Михаила, представляет   интерес   на   научно   ­   практических   конференциях   районного, Республиканского   и   Всероссийского   масштаба.   Доступность   изложения,   актуальность информации, делает данную исследовательскую работу научной, познавательной, имеющую практическую   значимость.   Необходимость   и   важность   подобных   исследований школьниками очевидна, прежде всего,   потому, что они действительно профессионально ориентированы,   учит   сравнивать   и   обобщать   собственные   наблюдения,   позволяет прогнозировать   экологическую   ситуацию,   подталкивает   учащихся   к   природоохранной деятельности своей местности.         Рецензент      Грабовская В.А. педагог доп образования МБУ ДО ЗЦДЮТ 14