Смена лесной сукцессии после урагана.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Ерахтурская средняя общеобразовательная школа муниципального образования – Шиловский муниципальный район

Рязанской области

«Смена лесной сукцессии после урагана»

Работу выполнил: Усанов Иван Александрович, ученик 10 класса, член объединения дополнительного образования школьного лесничества «Берендеи» МБОУ Ерахтурской сош Руководитель: Миловидова Людмила Анатольевна учитель географии и биологии, руководитель школьного лесничества "Берендеи» МБОУ Ерахтурской сош

Ерахтур 2023 г.

Содержание

Введение………………………………………………………. Стр.3-4

Методика работы……………………………………………. Стр. 4

Лес и его значение в жизни общества…………………….. Стр. 4-5

Смены сукцессий……………………………………………. Стр. 5

Общее описание картины ветровала…………………….. Стр.6-8

Перечень растений лесного массива ветровала………… Стр.8-10

Особенности флоры лесного массива ветровала……….. Стр.11

Изучение опытного участка………………………………… Стр.11-13

Выводы…………………………………………………………. Стр.13

Список используемой литературы…………………………. Стр. 13

Приложение…………………………………………………… Стр.14-23

Введение

Актуальность: Изучение вторичных сукцессий стало необходимо в последние годы. Территория Рязанской области является интенсивно используемой в хозяйственной деятельности, поэтому практически все природные экосистемы в той или иной степени подвержены отрицательному антропогенному и техногенному воздействиям. Темпы разрушения природных экосистем приводят к изменению структуры растительного покрова и его биоценотическому разнообразию. В связи с этим наш проект был направлен на изучение вторичных сукцессий, возникших на территории Рязанской области в результате природных и техногенных чрезвычайных ситуаций.

Объектами исследования явились вторичные сукцессии на территории Заказника «Рязанский» у села Ерахтур Шиловского района Рязанской области, возникшие в результате ветровала в августе 2000 года, и природных пожаров, в мае 2001года.

Цель работы:

• Выявить особенности изменения флоры на территориях вторичных сукцессий.

Задачи работы:

1. Изучить первичный состав растений на исследуемых территориях;

2. Провести ретроспективный анализ изменения динамики растительности;

3. По полученным данным разработать модель изучаемых вторичных сукцессий.

Гипотеза:

• В результате техногенного и антропогенного воздействия экосистемы происходит их частичное или полное разрушение.

• Установлено, что при рациональном природопользовании естественная экосистема может подлежать восстановлению.

Практическая значимость заключается в сборе и обработке теоретического материала по заданному вопросу и разработке практических рекомендаций по восстановлению утраченных растительных и животных фондов изучаемых территорий.

Материалы и методы исследования: изучение флоры ветровального массива в 4 км южнее села Ерахтур, проводилось маршрутным методом. Была изучена флора восстановленного лесного массива, спустя 22 года после урагана.

Практическая значимость: сведения о составе флоры важны в теоретическом и практическом аспектах. В теоретическом плане они позволяют установить структурные особенности флоры, выявить индивидуальные особенности, проследить историю становления и имеющиеся тенденции изменения лесной растительности.

Результаты исследования флоры лесного массива у села Ерахтур Шиловского района могут быть использованы для организации рационального, научно обоснованного использования всех растительных ресурсов, для охраны ландшафтов, биоценозов и отдельных таксонов растений.

Методика работы

При изучении флоры лесного массива ветровала мы пользовались несколькими методами:

Маршрутный – регистрируется видовая принадлежность того или иного растения на территории объекта путём обхода и осмотра его по определённым маршрутам. Для определения видовой принадлежности мы использовали атлас-определитель растений.

Маршрутно – стационарный – изучение количественного и качественного состава растительного покрова лесного массива путём обхода и осмотра территории по определённым маршрутам, а также проведение наблюдений на стационарных площадках.

Прохождение по маршруту, фиксирование отдельных растений на маршруте, изучение почвы, а так же составление первичных флористических списков.

Лес и его значение в жизни общества.

 

Лес является одним из замечательных творений природы. Это один из источников кислорода на Земле, гигантский естественный фильтр, очищающий атмосферу от углекислоты и вредных газов.

К примеру, на деревьях оседает пыль в 10 раз больше, чем на луговых травах, и в 30-60 раз больше, чем на оконном стекле. Лиственные деревья могут улавливать свыше 50% пыли, содержащейся в воздухе. Имеются данные, что один гектар елового леса ежегодно задерживает более 30 т пыли, соснового – 36 т, дубового - 56 тонн.

Леса выполняют почвозащитную и противоэрозийную роль.

Лес улучшает климат приземного слоя воздуха, смягчает резкие колебания температуры, накапливает и хранит влагу, увеличивает ее оборот в природе.

Лесу принадлежит и водоохранная роль, где девизом многих лесных конгрессов является: «Лес – это вода; вода – урожай; урожай – это жизнь».

Одним из главных продуктов леса является древесина. Без древесины не может обойтись ни одна отрасль хозяйства.

Только на постройку сто квартирного кирпичного дома, уходит эшелон древесины.

Таким образом, лес с одной стороны, является источником ценных сырьевых ресурсов, а с другой – специфическим территориальным образованием, сообществом организмов, играющим важную роль в поддержании экологического равновесия на различных территориях.

 

Смены сукцессий

Основные стадии вторичной сукцессии в умеренном климате:

первая стадия травянистой растительности длится около 10 лет; вторая стадия кустарников от 10 до 25 лет; третья стадия лиственных деревьев от 25 до 100 лет; четвертая стадия хвойных деревьев более 100 лет. [1]

В тех случаях, когда для завершения сериальных стадий требуется большой период, огромное влияние на ход сукцессии могут оказывать периодические изменения климата, бури, засухи, пожары, часто случайные изменения.

Так, например, пожар может не только прервать сукцессию, но и возвратить систему в начальное состояние.

Сухие листья и хвоя долго тлеют, нагнетая под землей очень высокую температуру, что сильно повреждает корневую систему сосны.

На пожарище, где сосняк сгорел полностью, на свободном от деревьев освещенном пространстве стали поселяться светолюбивые растения: иван-чай, чертополох, некоторые виды злаков (например, кострец береговой, вейник), береза. Главной особенностью растений-новоселов является наличие большого количества семян, способность к быстрому росту, обилие фитомассы, но при этом неустойчивость к конкуренции и требовательность к условиям. [2]

В первые 3 год после пожара восстановился только травянистый покров. А через 4 года на бывшем пожарище появились заросли малины, березы, душицы и шиповника.

Через 6 лет после пожара зарослевая стадия зарастания начинает протекать очень бурно. Но эта стадия переходная, не характерная для нормального развития растительного сообщества, ибо природа всегда стремится к возрождению устойчивого разнообразия. [3]

Исходное же сообщество - сосновый лес теперь, сможет появиться только, когда пожарище пройдет через несколько этапов восстановления, которые нельзя спрогнозировать точно, поскольку наблюдения ведутся чуть более столетия. Но понятно, что сначала место сгоревшего сосняка займет молодая береза, поскольку она производит огромное количество летучих семян, которые разносятся на большие расстояния. Возвращение же сосны может растянуться на сотни лет.

Общее описание картины ветровала

Массив лесного ветровала расположен на территории Рязанского Государственного заказника в Шиловском районе в 4 км к юго-западу от села Ерахтур по автодороге Ряжск - Касимов - Нижний Новгород.

С северо -восточной стороны к лесному массиву примыкает автодорога Ряжск - Касимов - Нижний Новгород. С южной стороны массив соснового леса Ерахтурского лесничества, с запада примыкают заброшенные полевые угодья бывшего колхоза имени Красной Армии. Площадь составляет 6 га.

Массив ветровала представлял собой средневозрастной 40-60 лет участок соснового леса.

Вот что рассказывают очевидцы случившегося: «Ураган 2000 года, прошедший 1 августа, поломал как спички стволы зрелых деревьев. Сильнейшая гроза, которую сопровождали обильные осадки (град и дождь) и сильнейший ветер бушевал около двух часов».

Особое внимание привлекло жителей резкое падение освещенности и атмосферного давления при приближении грозы. Очевидцами «смерча» были и мои родители: «Гроза разразилась в первой половине дня, около 10 часов и бушевала, примерно, до 12 часов этого дня. Последствия этого явления стали плачевными для жителей нашего села. Постройкам людей был нанесен серьезный ущерб. Были повреждены крыши домов, линии электропередач. Пострадали плодовые сады, уничтожен весь урожай овощей. Невозможно было без ужаса смотреть на лесной массив, расположенный недалеко от Ерахтура, который был уничтожен стихией. Красивейший лес превратился в бурелом. Завалы деревьев были труднопроходимы». [4]

Усугубил положение пожар в мае 2001года. Огонь тушили несколько дней. Пожарная техника не могла пройти вглубь из-за огромных завалов поломанных стволов. [5]

Прошло 22 года. На месте соснового леса - хвойный древостой сменился на лиственный, с преобладанием березово – осинового древостоя. Можно проследить смену сукцессий на примере данного массива.

Главный признак ее смерчевой природы – это отклонение поваленных стволов деревьев против часовой стрелки.
Ветровал протянулся двумя рукавами по 300 – 400 метров вдоль лесной дороги Нармушадь – Копаново.
Рукава при вышеуказанной ширине в глубину, соснового массива, протянулся на 1000 – 2000 метров. Стволы в основной массе сломаны на высоте 5 – 6 метров. [6]
В последующие, после урагана годы, на ветровале возник пожар – в результате возник характерный вид горелого метрового леса, напомнивший нам знакомый по старым фотографиям эпицентр Тунгуской катастрофы 1908 года.
Вторая полоса ветровала протянулась, по меньшей мере, на 6000 метров вдоль дороги Ерахтур – Борки. Здесь деревья в основном повалены с корнем, и много встречаются сломанные – как спички стволы.
Следует отметить, что лиственные пароды деревьев (береза) мало пострадали от сильного ветра (во время сильных ветров березы буквально стелятся по земле, но ломаются в последнюю очередь, пропуская вперед менее гибкие породы). [7]
Практически единственным методом описания ветровала является определение азимута поваленных ветром деревьев. Элементарным образом это можно реализовать при помощи магнитного компаса. При этом важно выдерживать направление, перпендикулярное по отношению общему направлению лесоповала.

Схема азимутальной съемки.

Таким образом можно не только определить направление (азимут) ветра, но и его пространственные характеристики. Результаты азимутальных измерений демонстрируют хорошо выраженное уменьшение азимута ветровала – отклонение стволов против часовой стрелки, левый поворот.

С Азимут лесоповала

Направление хода при азимутальной съёмке ветровала

«Копановская просека»

На основе данных азимутальных измерений и наблюдений на ветровале можно сделать ряд предположений о физической природе ветровала.

1. Большая ширина ветровала – до 6 км, строгая упорядоченность поваленных стволов – свидетельствует о шквальной природе ветровала.

2. Левый поворот – объясняется динамическими особенностями взаимодействия ветрового потока большой силы, и стены леса.
   Поток частично изменяет свое основное направление – азимут ветровала уменьшается.

3. Явно выделяется два типа ветровала – наветренный тип (Ерахтур) с преобладанием упавших с корнем деревьев.

И подветренный тип (Копановская просека) с преобладание сломанных деревьев.

Перечень растений лесного массива ветровала

В ходе работы был составлен перечень растений лесного массива.

Отдел Equisetophyta — Хвощеобразные Класс Equisetopsida — Хвощевидные Сем. Equisetaceae — Хвощевые Equisetum arvense L. — Хвощ полевой. E. sylvaticum L. — X. лесной. Отдел Polypodiophyta — Папоротникообразные Класс Polypodiopsida — Папоротниковидные Сем. Athyriaceae — Кочедыжниковые Cystopteris fragilis (L.) Bernh. — Пузырник ломкий. Сем. Aspidiaceae — Щитовниковые Dryopteris filix-mas (L.) Schott — Щитовник мужской. Сем. Hypolepidaceae — Гиполеписовые Pteridium aquilinum (L.) Kuhn — Орляк обыкновенный. Отдел Pinophyta (Gymnospermae) — Голосеменные Класс Pinopsida (Coniferae) — Хвойные Сем. Pinaceae — Сосновые Pinus sylvestris L. — Сосна обыкновенная. Pícea ábies – Ель европейская Сем. Cupressáceae - Кипарисовые Juníperus commúnis – Можжевельник обыкновенный Отдел Magnoliophyta (Angiospermae) — Покрытосеменные Класс Magnoliopsida (Dicotytedones) — Двудольные Сем. Aristolochiaceae — Кирказоновые Asarum europaeum L. — Копытень европейский. Сем. Ranunculaceae — Лютиковые Anemone ranunculoides (L.) Holub — Ветреничка лютиковая. Pulsatilla patens (L.) Mill. — Прострел раскрытый. Ranunculus polyanthemos L. — Лютик многоцветковый. R. repens L. — Лютик ползучий. Сем. Papaveraceae — Маковые Chelidonium majus. — Чистотел большой. Сем. Ulmaceae — Вязовые Ulmus glabra Huds. — Вяз шершавый Сем. Urticaceae — Крапивные Urtica dioica L. — Крапива двудомная. Сем. Fagaceae — Буковые Quercus robur L. — Дуб обыкновенный. Сем. Betulaceae — Березовые Вetula pendula Roth. — Береза повислая. Сем. Соrуlасеае — Лещиновые Corylus avellana L. — Лещина обыкновенная, или Орешник. Сем. Caryophyllaceae — Гвоздичные Melandrium album (Mill.) Garcke. — Дрема белая. Oberna behen (L.) Ikonn. — Оберна хлопушка. Saponaria officinalis L. — Мыльнянка лекарственная. S. viscosa (L.) Pers. — Смолевка клейкая. S. media (L.) Will. — 3вездчатка средняя или Мокрица. Сем. Chenopodiaceae — Маревые Chenopodium album L. — Марь белая. Сем. Hypericaceae - Зверобойные Hypericum perforatum L. — 3веробой продырявленный. Сем. Violaceae — Фиалковые Viola arvensis Мurr. — Фиалка полевая. Сем. Brassicaceae (Cruciferae) — Крестоцветные Berteroa incana (L.) DC. — Икотник серый. Capsella bursa-pastoris (L.) Medik. — Пастушья сумка обыкновенная. Сем. Salicaсeae — Ивовые P. tremula L. — Тополь дрожащий или Осина. Ericaceae (Vacciniaceae) — Вересковые Vaccinium vitis-idaea L. — Брусника. Rosa majalis Herrm. — Шиповник коричный или майский. Padus avium Mill. — Черемуха обыкновенная.

R. idaeus L. — Малина. Sorbus aucuparia L. — Рябина обыкновенная. Alchemilla vulgaris – Манжетка обыкновенная Сем. Fabaceae (Leguminosae) — Бобовые Vicia cracca L. — Горошек мышиный. Сем. Onagraceae — Кипрейные Chamerion angustifolium (L.) Holub. — Иван-чай узколистный, или обыкновенный, или Капорcкий чай. Сем. Асеrасеае — Кленовые Acer negundo L. — Клен американский или ясенелистный. Сем. Geraniaceae — Гераниевые Geranium sylvaticum — Герань лесная. Сем. Apiaceae (Umbelliferae) — Зонтичные Aegopodium podagraria L. — Сныть обыкновенная. Сем. Celastraceae — Бересклетовые Euonymus verrucosa Scop. — Бересклет бородавчатый. Сем. Rhamnaceae — Крушиновые Frangula alnus Mill. — Крушина ломкая. Сем. Caprifoliaceae — Жимолостные Sambucus racemosa L. — Бузина красная. Viburnum opulus L. — Калина обыкновенная. Сем. Rubiaceae — Мареновые G. mollugo L. — Подмаренник мягкий. V. chamaedrys L. — Вероника дубравная. Сем. Plantaginaceae — Подорожниковые Plantago lanceolata L. — Подорожник ланцетолистный. P. major L. — Подорожник большой. Сем. Lamiaceae (Labiatae) — Губоцветные Glechoma hederacea L. — Будра плющевидная. Сем. Campanulaceae — Колокольчиковые С. persicifolia L. — Колокольчик персиколистный. Сем. Asteraceae (Compositae) — Сложноцветные Achillea millefolium L. — Тысячелистник обыкновенный. Arctium tomentosum Mill. — Лопух Паутинистый. Bidens tripartila L. — Череда трехраздельная. Cichorium intybus L. — Цикорий обыкновенный. Cirsium arvense (L.) Scop. — Бодяк полевой. Tanacetum vulgare L. — Пижма обыкновенная или Дикая рябинка. Т. officinale Wigg. — Одуванчик лекарственный. Tussilago farfara L. — Мать-и-мачеха обыкновенная. Класс Liliatae (Monocotyledones) — Однодольные Liliaceae — Лилейные Convallaria majalis L. — Ландыш майский. Gagea – Гусииный лук Сем. Orchidaceae — Орхидные Orchis maculata L.. — Ятрышник пятнистый Сем. Poaceae (Gramineae) — Злаковые Bromus inermis (Leys.) Holub. — Кострец безостый. Dactylis glomerata L. — Ежа сборная. P. nemoralis L. — Мятлик дубравный. Setaria glauca (L.) Beauv. — Щетинник сизый. Сем. Tiliaceae — Липовые Tilia cordata Mill. — Липа мелколистная или сердцевидная. Сем. Rosaceae — Розовые F. vesca L. — 3емляника лесная. Geum urbanium L. — Гравилат городской. М. sylvestris Mill. — Яблоня дикая. Potentilla argentea L. — Лапчатка серебристая.

Особенности флоры лесного массива ветровала

Описание растительного покрова лесного массива ветровала проводилось на всй площади леса в 6 га.

Основу флоры составляют покрытосеменные растения. Голосеменные представлены 3 видами – сосной обыкновенной, елью европейской и можжевельником обыкновенным. Так же встречаются представители отделов хвощевидные – 2 видов и папоротникообразные – 3 вида.

В целом систематический спектр характерен для лесных флор. Первое место по числу видов занимает семейство сложноцветные, второе – розоцветные. Далее следуют бобовые, злаковые. Меньше видов в семействах губоцветные, гвоздичные, зонтичные.

Высокое положение семейств сложноцветные и розоцветных в спектре свидетельствует об осветленном характере ветровального массива леса, так как виды этих семейств в основном представители разнотравья полян и опушек. То же можно сказать и о злаковых и гвоздичных.

Одно семейство (Розовые) представлено 9 видами, одно семейство (Сложноцветные) представлено 8 видами, 1 семейство (Гвоздичные) представлено 5 видами, два семейства по 4 вида, 34 семейств содержит от 3 до 1 вид.

На первые десять семейств приходится 60,6% от всей изученной флоры, что характерно для флор средней полосы.

Таким образом, систематический спектр показывает достаточное разнообразие изучаемой флоры и характеризует ее как лесную флору средней полосы России.

Обнаружен нами ландыш майский - уязвимый вид, относящийся к категории сокращающихся, то есть к видам, численность которых сокращается, а ареал сужается в течение определенного времени. Основной причиной сужения ареала этих растений чаще всего служит хозяйственная деятельность человека: вырубка лесов, и т.д. Этот вид нуждается в повсеместной охране, их сбор в букеты запрещен. [8]

Преобладающий состав флоры лесного массива ветровала

Жизненные формы	Число видов
1. Древесные растения	11
1.1. Деревья	6
1.2. Кустарники	5
2. Травянистые растения	54
2.1. Многолетники	46
2.2. Малолетники	8
2.2.1. Однолетники	3
2.2.2. Двулетники	5
ИТОГО	65

Изучение опытного участка

Выбрали площадь100×100 м. Выровненный участок с супесчаными дерново-подзолистыми почвами. Верхний слой дерново-подзолистых почв богат гумусом. Дерновый горизонт обладает большой влагоемкостью, достаточно хорошо выраженной структурой, сильно пронизан корнями, имеет темно-серую окраску. [9]

Четко проявляется смена растительности с разнообразным видовом составом.

В журнале описал видовое и жизненное состояние древесной и кустарниковой растительности.

№	Порода	Местоположение	Количество	Состояние
1	Береза повислая — Вetula pendula Roth. .	На всем участке	Множественно	Хор.-70% Удов.-20% Неудов .-10%
2	Тополь дрожащий или Осина— P. tremula L.	На всем участке	Множественно	Хор.-80% Удов.-10% Неудов.-10 %
3	Сосна обыкновенная— Pinus sylvestris L..	На северо-востоке	15	Хор.-60% Удов.-30% Неудов .-10%
4	Дуб обыкновенный — Quercus robur L.	На юге	6	Хор.-50% Удов.-40% Неудов .- 10%
5	Липа мелколистная или сердцевидная — Tilia cordata Mill.	На северо-западе	12	Хор.-70% Удов.-20% Неудов.-10%
6	Рябина обыкновенная— Sorbus aucuparia L.	В центре	Множественно	Хор.-60% Удов.-40% Неудов.-0%
7	Бересклет бородавчатый — Euonymus verrucosa Scop.	В центре и юго-западе	Множественно	Хор.-50% Удов.-30% Неудов.-20%
8	Вяз шершавый — Ulmus glabra Huds.	На востоке	4	Хор.-50% Удов.-40% Неудов.- 10%
9	Можжевельник обыкновенный— Juníperus commúnis	На северо-западе	13	Хор.-40% Удов.-30% Неудов.- 30%
10	Бузина красная — Sambucus racemosa L	На всем участке	Множественно	Хор.-80% Удов.-10% Неудов.-10%
11	Черемуха обыкновенная . — Padus avium Mill L.	На юге	10	Хор.-50% Удов.-40% Неудов.-10%

Выводы

В ходе изучения исследуемой территории определили видовой состав растительности:

1. Видовой состав растений в процессе сукцессии изменяется, одни виды замещаются другими (пример: берёза –осина -сосна).

Определили жизненное состояние деревьев и кустарников. Рассмотрели смену сукцессий, определили тип почвы:

2. Биомасса органического вещества увеличивается по ходу сукцессии и происходит это вследствие накопления в биотопе разлагающейся в результате жизнедеятельности органики.

3.Видовое разнообразие имеет тенденцию увеличиваться по ходу сукцессии растёт биомасса .

4. Продуктивность сообщества на разных стадиях сукцессии различна, постепенно она возрастает до определённого максимума, ограниченного ёмкостью среды.

Ребята нашей школы ежегодно принимают участие в лесовосстановительных мероприятиях на территории Ерахтурского лесхоза. Территория ветровала очищается силами работников Ерахтурского лесничества от валежника и засаживается сеянцами сосны. Наше школьное лесничество «Берендеи» помогает взрослым высаживать лес. Вместе с ними принимаем участие в различных экологических акциях. Учимся бережному отношению к лесным богатствам, природе. [9]

Список используемой литературы.

Интернет ресурсы:

https://studfile.net/preview/7738417/page:5/

https://vuzlit.com/1267335/prodolzhitelnost_suktsessii

https://pandia.ru/text/78/151/19097.php

https://studfile.net/preview/14788690/page:7/

Приложение

Прил.1

Группа возраста	Возраст (лет) пород
	Хвойных	Лиственных
I (молодняки)	До 40	До 20
II (средневозрастные)	41-80	21-40
III(приспевающие)	81-120	41-60
IV (спелые и перестойные)	121 и более	61 и более

Прил.2

Прил.3

Прил. 4

Статья «Стихия разбушевалась»,

местная газета Шиловский вестник», август 2000 г.

Прил.5

Прил.6

Прил.7

Прил.8

П рил.9

Прил.10

Учащиеся школы, члены школьного лесничества «Берендеи»

20