Исследовательская работа "Востановление лесов на гарях"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА с. НОВОСЕРГЕЕВКА ФИЛИАЛ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА с. ШИРОКИЙ ЛОГ Восстановление хвойных пород на гарях.                                                                           Работу выполнила                                                                            Сергеева Мария                                                                           обучающаяся 8 класса                                                                           Руководитель: Короткова Г.О.                                                                           учитель географии  2017 год. Содержание. Введение. 1 Методика исследования 1.1 Методика изучения морфологического строения почвы…….. 1.2 Методика формирования искусственного насаждения……… 2 Результаты исследования 2.1 Создание проекта будущего леса….. 2.2 Выбор   размещения   культивируемых   пород   по   лесокультурной площади……………………………………. 2.3 Исследование и подготовка почвы для посадки саженцев……….. 2.4 Формирование искусственного насаждения……………. Заключение Список литературы Приложение Введение.                                                                                         Я самый настоящий                                                                                         Густой и добрый лес.                                                                                         В моей зелёной чаще                                                                                         Полным полно чудес. Богата лесами наша страна. Леса всегда играли большую роль в жизни человека и оказывали прямое и косвенное воздействие на многие стороны его хозяйственной деятельности. Лес даёт древесину для строительства, идёт на топливо,   служит   сырьём   для   химической   промышленности.   В   лесу произрастают грибы и ягоды, обитают птицы и звери. Это лучшее место для отдыха   человека.   Лес   выполняет   водоохранные,     водорегулирующие, климатозащитные   функции   в   природной   среде.   Поэтому   рациональное использование лесных  богатств,  защита  лесов от  пожаров,  восстановление­ одна из важнейших задач.            Пожары ежегодно уносят десятки и сотни гектаров отличного леса, уничтожают не только древостой, но и подлесок. Пожары в лесах возникают под воздействием двух факторов: антропогенного и природного. Необходимо вести   большую   разъяснительную   работу   среди   населения,   особенно   в пожароопасный период. Надо помнить, что после пожара природа долго не может восстановить свой биологический потенциал.           В урожайные годы на рядом расположенную с лесом безлесную площадь, в данном случае гарь, попадает огромное количество семян различных пород, исчисляемых   миллионами   штук.   Этого   опадающего   количества   семян, казалось бы, вполне достаточно для возобновления леса. Однако довольно часто возобновление нового леса происходит с большим трудом, и главная причина этому заключается в недостатке семян. Объясняется это тем, что деревья многих хвойных пород семяносят не ежегодно, а периодически, почти половину семян уничтожают птицы и звери, часть уносится ветром с данной территории. На открытых безлесных местах естественное возобновление идёт хуже,   чем   под   пологом   леса.   Всходы   не   могут   преодолеть   конкуренции травяного   покрова,   не   выносят   солнечного   накала   и   заморозков   и   в большинстве своём гибнут.     Восстановление леса методом лесных культур требует денежных средств и необходимых материальных ресурсов. Поэтому лесовосстановительные работы должны быть в центре внимания  работников лесного хозяйства и школьного лесничества.            В 2013 году территория леса близ оз. Маньчжурское выгорело. Пожар уничтожил десятки гектаров отличного леса, подлесок. Лишил мест обитания многих видов птиц, животных, насекомых.           Какое значение имеет лес, расположенный на берегу озера, для жителей нашего села, было выявлено в результате социального опроса  (Приложение 1 таблица 1).               Как видно из результатов опроса ­ это любимое место для отдыха, проведения   различных   мероприятий,   ставших   традиционными   для обучающихся, поэтому возникла необходимость восстановления территории.     Цель   нашего   исследования:   определение   лучшего   способа   восстановления хвойных пород на гарях. Задачи исследования:     1.Провести исследование и подготовку почвы для посадки саженцев и семян сосны обыкновенной.     2.Определить оптимальный способ восстановления леса на гарях.      3.Изучить фазы роста и развитие лесокультур. Объектом исследования: территория соснового леса на берегу  оз.  Манчжуркое. Предмет   исследования  –   оптимальный   способ   восстановления   лесного участка. Актуальность: провели предварительный   анализ   данных   о   санитарном   и   лесопатологическом  Специалисты   Белогорского   лесничества    состоянии  лесов  в 2015 году.  Основными  причинами  ослабления  и  гибели лесов   явились   пожары,   вредители   и   болезни   леса.   Отмечено,   что   очаги вредителей и болезней леса, по состоянию на 1 ноября 2015 года, действуют на площади более 57 тыс. га. Из них очаги насекомых – более 22 тыс. га, болезней леса – почти 35 тыс. га.  Поражает равнодушие со стороны людей по отношению к проблемам   леса. По данным   опроса, только 31% населения волнует   легальность   происхождения   древесины,   7%   знают   о   лесных вредителях,   и   только   22%     населения   осознают   всю   важность   леса   для человека  (Приложение 2) .  Поэтому к проблемам лесов нужно привлекать внимание населения и формировать у людей экологическую ответственность. Гипотеза:  Если на открытых безлесных местах естественное  возобновление идёт хуже, чем под пологом леса,  то  к этой проблеме нужно  привлечь внимание работников лесничества и членов школьного лесничества. Методы   работы:      изучение,   измерение,   обобщение,   сопоставление, анализ. При   оценке   состояния   выгоревшей   территории   леса   использовались общепринятые   в   лесозащитной   практике   методики     описания   жизненного состояния   деревьев   по   визуальным   критериям   В.А.   Алексеева,   методика оценки жизненного состояния леса по сосне Ю.А. Буйволова, М.В. Кравченко, методика флористического описания леса В. В. Алехина, возрастные периоды в развитии леса М. Е. Ткаченко. Теоретическая значимость: возможность применять знания о методах изучения   состояния   леса   на   уроках   биологии   и   на   занятиях   кружка «Школьное лесничество». Практическая     ценность   полученных   результатов  –   пропаганда лесосбережения среди обучающихся и населения.       Работа   выполнена   в   рамках   школьного   лесничества   филиала    CОШ   с. Широкий Лог  в период с 2014 по 2016 гг. На первом этапе изучалась научная, научно ­ популярная и специальная литература по проблеме исследования. Задачи второго этапа исследования заключалась в определении оптимального способа восстановления леса на гарях. 1. Методика исследования. 1.1. Методика изучения морфологического строения почвы. Для изучения морфологического строения почвы и определения характера почвообразовательного процесса были сделаны почвенные разрезы, составлено описание разреза и заполнен бланк описания.    1) Описание почвенных горизонтов.      Принята следующая классификация почвенных горизонтов: А – горизонт накопления органического вещества. Он может подразделяться на А   (слой дернины, лесной подстилки), А   (гумусовый, перегнойно­ аккумулятивный)и А  (подзолистый, вымывающийся), В – иллювиальный горизонт вымывания и С –   почвообразующая   материнская   порода.   По   признакам   этих   горизонтов характеризуются различные типы лесных почв.    2) Механический состав почвы.      По этому признаку почвы подзолистого типа (лесные) можно разделить на следующие виды: песок рыхлый с содержанием физической глины до 5% ; песок связный – 6­10 % глины ; супесь – до11­20 % глины ; суглинок лёгкий­ 21­30 % ; суглинок средний – 31­40% ; суглинок тяжёлый – 41­50 % глины и собственно глина.     Для определения механического состава почвы в полевых условиях образец почвы   (комочек)   увлажняют   до   тестообразного   состояния,   раскатывают ладонями в шнур и сворачивают в кольцо (Приложение 3).     В   зависимости   от   механического   состава   почвы   бывают   песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. По характеру почвообразовательных процессов   на   территории   лесной   зоны   выделяют   подзолистые   и   дерново­ подзолистые почвы.    1.2.  Методика     формирования  (выращивания)   искусственного   насаждения Выделяют два вида формирования искусственного насаждения:   (Приложение 4 таблица 3).     1)   Посев   семян   сосны   обыкновенной   строчно   –   луночным   способом     2)   Посадка   двухлетних   саженцев,   выращенных   в   школьном   питомнике   (Приложение 5 таблица 4). 2 Результаты исследования. 2.1 Создание проекта будущего леса Изучив научно – практическую литературу, мы разработали тип лесных культур будущего леса, исходя из зонально типологической основы. Наиболее ценной хвойной породой является сосна обыкновенная (Pinus silvestris). Это – дерево до 30­ 35 м высоты и до1,5 м толщины. Крона у молодых деревьев конусовидная, позже округлая или зонтиковидная, широкораскидистая. Это происходит   в   результате   замедленного   верхушечного   роста   и   разрастания боковых   побегов.   Обычно   к   40   ­50   годам   ствол   становится   гладким, вследствие отмирания боковых ветвей.       Боковые ветви расположены мутовками. Первая мутовка появляется на третьем году жизни. Для определения   возраста сосны подсчитывают число мутовок и прибавляют ещё два года. Рост прекращается к 100 ­125 годам. Продолжительность жизни 350 ­500 лет.   Хвоя сидит на побегах пучками по две иглы. Держится на ветках 3 ­ 4 года, после чего опадает.      Корневая система мощная и обычно имеет развитой стержневой корень и несколько   боковых,   уходящих   в   глубь   почвы.   В   более   влажных   местах развивает поверхностную корневую систему.    Цветёт в мае – первой половине июня. Мужские колоски появляются на 2 ­3 дня   раньше   женских.   Опыление   осуществляется   ветром.   Оплодотворение происходит через год после цветения, а семена созревают через 18 месяцев. Сбор шишек можно производить с начала до конца зимы. Семена прорастают через 15 ­ 20  дней после  посева.  Всхожесть сохраняется в течение 5 лет. Созревание семян у сосны начинается к 15 ­ 20 годам роста.     Сосна относится к светолюбивым породам. Растёт быстро. Максимальный прирост за год составляет 80 см. Сосна довольно засухоустойчива. К почвам она   нетребовательна.   Растёт   на   песках,   солодях,   болотных   почвах.   В смешанных   посадках   с   берёзой   угнетается   последней.   Во   время   ветра происходит   захлёстывание   сосны   берёзой.   На   корневую   систему   сосны угнетающе действуют выделения корней берёзы. 2.2 Выбор размещения культивируемых пород по лесокультурной площади. Нами был выбран вид размещения пород ­  сплошные лесные культуры.  Это   лесные   культуры   с   относительно   равномерным   размещением   пород, обеспечивающих в итоге их преобладающее участие в составе насаждения. Для выполнения этого этапа работы, была заложена пробная площадка в 0,5 га, выгоревшую  территорию  очистили  от валежника.  В  мае 2013  года  был заложен школьный питомник, в котором было посеяно пятьсот граммов семян сосны. Всё последующее время школьное лесничество занималось уходом за сеянцами, полив, прополка (Приложение 6). 2.3 Исследование и подготовка почвы для посадки саженцев. Успех   искусственного   лесовосстановления   в   значительной   мере предопределяется на этапе обработки почвы, являющейся фундаментом всех последующих циклов закладки и выращивания лесокультур. Полевым методом было дано описание почвенного горизонта (Приложение 7 таблица 6) – почва светло­серая лесная и  был определён механический состав почвы – суглинок средний (Приложение 8 таблица 7).          Обрабатывая почву под лесные культуры существенно изменяются её свойства.  Задача сводится к тому, чтобы саженцы, будучи высаженными, на лесокультурную площадь, получили в районе расположения своих корневых систем,   то   есть   в   верхних   слоях   почвы,   наиболее   благоприятные экологические   условия   нормального   функционирования   своих физиологических процессов. У школьного лесничества нет возможностей для сплошной механизированной обработки почвы, поэтому мы выбрали частичную обработку почвы вручную. Для этого почва обрабатывается путём создания площадок. 2.4Формирование ( выращивание ) искусственного насаждения Для восстановления леса мы выбрали два вида: 1)Семенной (строчно­ луночный способ ).Для этого исследования нами были сделали лунки диаметром 40 см, располагая их в рядах на расстоянии 1,5 м друг   от   друга.   Сначала   сняли   тонкий   слой   дёрна,   почву   перекопали   и разрыхлили лопатой. Семена заделали на глубину 2 см, поверхность лунок покрыли   тонким   слоем   перетёртых   сухих   листьев   и   произвели   полив   во избежание смыва семян. В течении с осени 2015 до весны 2016 проводились фенологические   наблюдения.   Результат   показал,   что   весной   2016   года   в каждой   лунке   было   по   2   всхода   в   среднем.   Среднее   сохранившееся количество всходов осенью 2015 года от 1 до 4­ х растений. Преобладало количество лунок с всходами  до 1 – го растения (36%), лунок, где растений было   больше   двух  – 10%  (Приложение  9  таблица  8).  Количество   лунок   с полным выпадом – 89, что составило – 35% (Приложение 9 таблица 8). 2) Второй способ посадки ­ посадка двухлетних саженцев. Для этого способа были заготовлены лунки для саженцев длиной 60 см, шириной 30 см. Почву перекопали   и   тщательно   разрыхлили.   В   лунку   сажали   по   3   сеянца:   одно растение в центре, два ­ по краям. Делали это с помощью меча «Колесова». Корневая   шейка  должна   при   этом  находиться  на  уровне   почвы,    и  слегка присыпана землёй. Корни сеянцев предварительно смочили земляной жижей, а при   посадке   тщательно   их   расправили,   не   допуская   загибов.   Почву   возле корней уплотнили ногой. Саженцы сосны обыкновенной были заготовлены в питомнике Белогорского лесничества     количестве     ­   1000   штук.   В   мае   2014   года   саженцы   были высажены на выгоревшей территории. Количество сохранившихся растений осенью 2014 года – 850 штук, приживаемость составила – 85%, осенью 2016 года – 830 штук, приживаемость – 95%. Средняя длина прироста составила в первый год – 2 см, во второй год 7 см (Приложение 10 таблица 9). 3)Определение густоты культур.           В   заключении   исследования   было   проведено   определение   густоты посадки.   Густота   посадки     и   тесно   связанная   с   ней   густота   стояния, являются   основными   факторами   в   развитии   насаждения,   которыми предопределяется   успешность   роста   и   реализация   целевого   назначения. Анализ густоты лесных культур может оказать большую помощь в решении практических задач воспроизводства лесных культур. Величина   средней   густоты   посадки,   среднего   расстояния   междурядий   и среднего шага посадки рассчитывались статистически.  Минимальная густота посадки сосны – 2 тыс. шт. \ га.  Создание  культур  по  нераскорчёванным  территориям  (гарям)  приводят  к неравномерным распределениям деревьев по лесокультурной площади. Так как при очень густой посадке большое количество деревьев идёт в отпад и погибает   во   время   критического   возраста,   нежели   в   культурах   редкой густоты посадки. Главным   в   решении   вопроса   о   густоте   культур   является   размещение растений,   ибо   размещение   растений   ­   основа   практического   выполнения проекта закультивирования лесокультурной площади. После посадки наступает трудный для растений период адаптации к новой среде произрастания, к новым почвенным условиям и микроклимату. Это выражается   не   только   гибелью   части   растений,   но   и   сказывается   на состоянии каждого растительного организма в виде временного торможения его ростовых процессов, что в частности, может быть легко зафиксировано замерами   текущих   приростов   по   диаметру   и   высоте.   Длительность   фазы приживания трёхлетняя (при посадке двухлетних сеянцев).   пересаженных растений станет ровным.     Окончание   фазы   приживания   считается,   когда   текущий   прирост   у Заключение  Проведённое   исследование   с   целью   нахождения   оптимального   способа восстановления лесных культур на гарях позволяет сделать следующие выводы: 1. Выгоревшая территория долгое время не могла восстановить свой биологический потенциал. 2. Количества семян, падающих из рядом расположенного леса, было недостаточно для восстановления, так как деревья хвойных пород плодоносят   не   ежегодно,   а   периодически,   почти   половину   семян уничтожают птицы и звери, часть уносится  ветром. 3. Всходы   не   могут   преодолеть   конкуренции   травяного   покрова,   не выносят солнечного накала и заморозков. 4. Исследование   морфологического   строения   почвы   показало,   что почва светло – серая лесная, по механическому составу лёссовидный суглинок – благоприятна для посадки сосны обыкновенной. 5. Для   восстановления   территории   необходимо   искусственное восстановление леса. 6. Из фенологических наблюдений был выбран метод восстановления леса – посадка двухлетних саженцев.                   Школьным   лесничеством   была   проведена   следующая   работа   по восстановлению леса на гарях: 1. Очистка территории от валежника. 2. Высажено 1000 саженцев сосны обыкновенной на 0,5 га выгоревшей территории.      вечера традиционного Количество респондентов 45 68 38 Приложение  Таблица1. Ответ Место для отдыха Много грибов и ягод Проведение выпускников школы Связь с прошлым, раньше рядом находилось наше село Проведение   экскурсий, школьников Просто красивое место, хочется чтобы его увидели наши внуки   Приложение 2 Приложение 3 Таблица 2. Определение механического состава почв полевым методом. Характер скатывания почвы в шнур. Содержание глины, %.   уроков   для   физической 32 15 31   составу Соответствует механическому почвы. Песок рыхлый Песок связный Супесь Суглинок лёгкий Суглинок средний Суглинок тяжёлый Глина 11 – 20 0­5 6 – 10 Не скатывается Не   скатывается,   на   руке остаётся пыль  Скатывается   с   трудом   при диаметре (d) шнура 5 мм Скатывается при d > 3мм 21 ­30 Скатывается при d 1,2 ­3 мм 31 – 40 Скатывается   при  d  0,8 41 – 50 ­1,2мм Скатывается   при  d  0,8 ­1,2мм   и   даёт   кольцо величиной   с   трёхкопеечную монету  Свыше 50 Приложение 4 Таблица 3. Таблица для проведения фенологических наблюдений. Время посев а Общее количеств о лунок Среднее количеств о   всходов в   лунке весной Вариант или название растени я       Среднее количество сохранившихся   всходов   в лунке осенью Одно растени е Два растени я Много растени й Количеств о   лунок   с полным выпадом растений Средняя высота растени й (в см) Приложение 5 Таблица 4. Таблица для проведения фенологических наблюдений. Количеств Вариант о или погибших названи растений е растени я Количество сохранившихс я   растений   в начале осени Количество посаженны х сеянцев Время посадк и  Приживаемост ь (в %) Средняя длина прирост а побегов (в см) Приложение 6 Приложение 7  Таблица 6.   Строение профиля (глазомерное). Горизонт А0 Лесная подстилка отсутствует. Горизонт   А1 ( 0­25 см ) Гумусовый слой серого цвета с обильными корнями трав,  структура средне­  и мелкокомковатая,  книзу листоватая, сложение рыхлое.Граница со следующим горизонтом постепенная, устанавливается с трудом. Горизонт   А2 ( 25­45 см ) Цвет   серый,   книзу   усиливается   бурый   оттенок, обильная   кремнезёмистая   присыпка.Структура неясно   выраженная,   листовато­пластинчатая,   в верхней   части   горизонта   местами   переходящая   в столь же плохо выраженную комковатую, а в нижней части мелкоореховатую.Сложение уплотнённое.Переход   к   нижерасположенному горизонту постепенный. в     Горизонт   В (45­136 см) Горизонт С Цвет коричнево­ бурый, книзу коричневый оттенок уменьшается. Очень хорошо выраженная ореховатая структура,   в   верхней   части   горизонта   мелкая,   а книзу   постепенно   становится   всё   более   крупной. Поверхность   структурных   отдельностей   тёмная, коричнево­   бурая   благодаря   глинистым   плёнкам, покрывающим   отдельности.   Внутренняя   часть отдельностей   имеет   более   светлый   бурый   цвет.   В верхней   части     распространена кремнезёмистая   присыпка,   которая   образует глубокие   языки   (   возможно,   по   ходам   давно отмерших   древесных   корней   ).   Переход   к нижерасположенному горизонту постепенный. Цвет   бурый,   ясная   призматическая   структура (лёссовидный суглинок ). горизонта Приложение 8            Таблица 7  Определение механического состава почв полевым методом. Характер скатывания почвы в шнур Содержание глины, %   физической   Соответствует механическому почвы Суглинок средний составу Скатывается при d1,2­3мм 31­40 Приложение 9 Таблица 8. Названи е растени я Общее количест во лунок  Таблица для проведения фенологических наблюдений. Количест Время посева во   лунок с   полным выпадом растений Среднее количество сохранившихся   всходов   в лунке осенью 2016 года 1 растен ие Среднее количест во всходов в лунке весной Много растени й 2 растен ия   Средня я высота растени й (в см) 2016 года 2 90 45 26 89 8 см Сосна обыкно ­ венная Сентяб рь   2015 г 250 Приложение 10 Таблица 9. Таблица для проведения фенологических наблюдений. Год Название растения Время посадки Количество посаженных саженцев 2014 Сосна обыкновен­ ная 2016 Весна 2014 1000 Количество сохранившихся   растений в начале осени 2014                                        850 2016                    830 Количеств о погибших растений     Приживаемость (в % ) 150 20 85 95 Средняя длина прироста побегов 2 см 7 см