Фенологические явления в живой и неживой природе

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Гимназия №1»

Тема: «Фенологические явления в живой и неживой природе».

Выполнили: Панова Дарья и Ульянова Елизавета,

 ученицы 7Б класса

МАОУ «Гимназия №1»

Руководитель: Вильгельм Лариса Геннадьевна,

 учитель географии

высшей квалификационной категории.

2014г.

Содержание

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

Глава I

Фенологические явления в живой и неживой природе…………………….5-7

Сроки наблюдений…………………………………………………………..9-11

Выводы…………………………………………………………………………12

Заключение……………………………………………………………………..13

Введение

Актуальность. Данная работа очень актуальна, так как имеет практическую направленность.

В 2011 году мы решили пронаблюдать за явлениями, происходящими в природе. Этой темой я занималась 3 года и собрала богатый материал.   Изучая географию Оренбургской области, нас всех заинтересовала тема «Фенологический календарь погоды». Ведь наш край уникален в сочетании компонентов природы. Наши наблюдения могут быть полезны фермерам Бугурусланского района Оренбургской области и использованы в качестве дополнительного материала на уроках географии Оренбургской области.

Цель работы:

1. Изучить вопросы фенологических наблюдений по имеющейся научной литературе.
2. Обработать результаты фенологических наблюдений в городе Бугуруслане за 2011– 2013 года, используя сведения с метеорологической станции и собственные наблюдения.

Объект исследования: природные процессы и явления в городе Бугуруслане за  период с 2011 – 2013 года.

Предмет исследования: организация метеорологических наблюдений и фенологических наблюдений в живой и неживой природе.

1. Длительность безморозного периода в воздухе и на почве за 2011 -2013 гг. достигает наибольшего значения в 2012 году, наименьшего в 2011 году.
2. Высота снежного покрова в городе Бугуруслане уменьшается с 2011 года.
3. Весенние и летние фенологические явления в живой и неживой природе в городе Бугуруслане за 2011 – 2013гг. наступили раньше средних многолетних показателей (по данным метеостанции), а осенние и зимние явления запоздали по сравнению со средними многолетними показателями.

Проблемный вопрос: Насколько верен календарь природы?

Вопросы направляющие: 1. Что такое фенология и фенологический календарь? 2.Как проводятся фенологические наблюдения? 3. Как составить календарь природы родного края? 4. Как использовать полученные результаты в своей повседневной жизни?

Практическая значимость:

Данная работа содержит программу организации фенологических наблюдений. Они могут быть применены для определения сроков посевов зерновых культур

Новизна работы.  Данная работа очень актуальна.

Существует относительно устойчивый спрос на синоптическую  и метеорологическую информацию. Во-первых, со стороны государственных структур. Результаты исследований традиционно выступают одним из аргументов для принятия управленческих решений различного уровня. Во-вторых, активно востребованы исследования, направленные на выявление изменений природы за последние годы. Есть интерес к фенологическим данным и со стороны СМИ. Данная работа отличается научной новизной, теоретической и практической значимостью. Она может быть успешно продолжена, став основой для научного исследования, внеся заметный вклад в теорию и методологию разрешения проблем обеспечения населения высокими урожаями различных культур. Проведение исследований фенологии в рамках определенного региона позволило дифференцировать особенности наступления времен года, проследить наиболее важные сроки посевов и сбора урожая,  сделать научно-обоснованные выводы о перспективах развития фенологической поддержки сельского хозяйства.

Глава I.Наука фенология.

Начало наблюдений над сезонными явлениями в связи с собирательством, охотой и примитивным сельское хозяйством восходит к глубокой древности. Становление современной научной Ф. относится к 18 в. Петр I, заботясь о выборе мест для паркового строительства в окрестностях Петербурга, в 1721 писал А. Д. Меншикову: «Когда деревья станут раскидываться, тогда велите присылать нам листочки оных понедельно наклеивши на бумагу, с надписанием чисел, дабы узнать, где ранее началась весна» (цит. по кн.: Бейдеман И. Н., Методика фенологических наблюдений при геоботанических исследованиях, 1954, с. 6). В 1734 франц. учёный Р. Реомюр приступил к изучению зависимости сезонного развития хлебов и насекомых от уровня температуры. В 1748 К. Линней начал вести фенологические наблюдения в Упсальском ботаническом саду и в 1750 организовал первую сеть наблюдательных пунктов. К середине 19 в. фенологическими наблюдениями были охвачены все крупные страны Зап. Европы и Россия. Большую роль в развитии Ф. в России сыграли А. И. Воейков и Д. Н. Кайгородов. В 20 в. фенологические наблюдения и исследования распространились на все страны Центральной Европы и США, а в дальнейшем и на др. страны (Индия и др.).

Методы и задачи фенологии. Традиционный метод фенологической информации – визуальные наблюдения, т. е. регистрация сроков наступления сезонных явлений. С целью достижения сопоставимости фенологических наблюдений, проводимых разными лицами, издаются программы фенологических наблюдений, методические указания к ним, атласы фенофаз растений и сезонных явлений мира животных.

Обработка наблюдений фенологических сетей даёт возможность устанавливать географо-фенологические закономерности, отражаемые на фенологических картах . Средняя многолетняя скорость продвижения сезонных явлений природы в широтном, долготном и вертикальном (в горах) направлениях различна в разных географических зонах, в разные сезоны и для разных групп явлений. В центральных районах Европейской части СССР весенне-летние сезонные явления мира растений движутся с Ю. на С. со средней скоростью около 40–50 км в сутки, птицы летят со скоростью около 50–60 км. в сутки. В долготном направлении скорость продвижения сезонных явлений определяется главным образом положением по отношению к Атлантическому океану; в зап. районах весна наступает раньше, чем на тех же широтах в глубине континента. (Но переход от зимы к лету в глубине континента совершается быстрее, чем на берегах океанов и, несмотря на позднюю весну, хлеба в долине Волги созревают раньше, чем во Франции.) В горах весенне-летние сезонные явления запаздывают с подъёмом на каждые 100 м в среднем на 3 сутки. В некоторые годы сезонные природные явления могут протекать со значительными отклонениями от средних многолетних сроков, что осложняет ведение сельского хозяйства и др. сезонных отраслей народного хозяйства.

Факторы и закономерности, определяющие сроки наступления сезонных явлений, изучает экологическая Ф. Эти факторы делятся на эндогенные и экзогенные. Первые обусловливаются наследственностью организмов. Так, подснежники цветут в начале весны, а астры и хризантемы – на спаде лета, грачи прилетают рано весной, а коростели – в начале лета. Экзогенные факторы определяются внешней средой. В каждой географической зоне решающее значение приобретают один-два фактора; в тропиках – режим влажности: в зонах умеренного пояса – тепловой режим, в Арктике – радиационный и тепловой режимы. Зависимость от факторов среды сезонных явлений разных групп неодинакова. Сроки весеннего пробуждения растений в основном определяются тепловым режимом, а осенний листопад – в равной степени тепловым и радиационным (длина светового дня) режимами. Одним из методов обработки ботанических фенологических наблюдений служат фенологические спектры . Сроки сезонных явлений у животных часто связаны с условиями их питания. Так, насекомоядные птицы прилетают тогда, когда весной появляется достаточное количество насекомых. Экологическая Ф. проводит моделирование фенологических процессов, т. е. находит выражения связи между сроками наступления сезонных явлений и комплексом эндо- и экзогенных факторов. Это моделирование составляет основу фенологического прогнозирования.

Организация фенологических наблюдений. Фенологические наблюдения для научных целей служат, во-первых, методом изучения биологических и географических объектов, во-вторых, методом установления фенологических закономерностей, использование которых призвано повышать эффективность прикладных фенологических служб.

Для выявления фенолого-географических закономерностей в большинстве стран созданы сети фенологических наблюдений. В СССР с 1924 работала такая сеть в системе краеведческих организаций; в 1939 передана Географическому обществу СССР. В 1965–75 она насчитывала около 3500 добровольных корреспондентов. Руководит сетью фенологический сектор Географического общества с помощью местных фенологических организаций (Москва, Вильнюс, Рига, Красноярск, Иркутск и др.). Итог многолетних фенологических наблюдений в одной точке подводится в Календаре природы, т. е. в справочной таблице или графике (см. рис.) со средними многолетними сроками наступления сезонных явлений местной природы. Календарь природы служит ориентиром в сроках наступления большого числа сезонных явлений. Фенологические наблюдения для научных целей организуют ботанические, зоологические и географические научные учреждения, в том числе институты АН СССР. Географические научные учреждения ведут комплексные наблюдения с целью познания структуры геокомплексов или экосистем. Комплексные фенологические наблюдения ведут также государственные заповедники в форме «летописей природы».

Значение фенологии для народного хозяйства. Фенологические закономерности лежат в основе составления региональных календарей сезонных работ и мероприятий по отраслям народного хозяйства (сельское, лесное, охотничье хозяйства и т.д.). Такие календари используются при организации мероприятий охраны природы, борьбы с вредителями и болезнями полезных растений, паразитами и трансмиссивными заболеваниями человека, домашнего скота, в пчеловодстве и шелководстве. Авиация нуждается в сведениях о сроках массового пролёта перелётных птиц, а дистанционное (с вертолётов, самолётов и орбитальных ракет) изучение поверхности Земли – в данных об оптимальных сезонах для проведения этого изучения. Результаты фенологических наблюдений используют при планировании размещения санаториев, домов отдыха, туристских маршрутов и походов. Фенологические карты, особенно крупномасштабные, необходимы для планирования сезонных производств. Фенологические наблюдения помогают выявить местные природные сигналы, или индикаторы, с помощью которых определяют сезонное состояние природы, а также прогнозируют характер текущего вегетационного периода. Они особенно важны при интродукции новых видов растений и животных, а также при освоении новых территорий.

Глава II. Практическое исследование фенологических явлений  в живой и неживой природе в городе Бугуруслане за период  2011- 2013гг.

        Помимо метеорологических наблюдений, я наблюдала за фенологическими явлениями в живой и неживой природе. Моя задача состояла в том, чтобы на основании собранных мной в течение 3 лет фенологических наблюдений составить средний календарь природы города Бугуруслана, т. е. вычислить самые ранние и поздние, а  также средние сроки наступления сезонных явлений природы, используя для этого данные фенологического дневника.

        Для вычисления средних многолетних сроков нужно даты наступления данного явления выразить в днях от начала одного и того же месяца, сложить полученные числа и сумму разделить на число лет наблюдений. Таким образом, я составила календарь природы  города Бугуруслана за 2011 – 2013 гг. (таблица 1)

Календарь природы города Бугуруслана за 2011 – 2013 гг.

Таблица 1

        Данные дневника и календаря погоды показывают, что одно и тоже феноявление из года в год может наступать в разные сроки. Например, первый дождь 2011году наблюдался 2 апреля, в 2012  году – 8 апреля, в 2013 году – 17 марта.

        Более того, по имеющимся у меня данным, я могу проследить самые ранние и самые поздние сроки наступления явлений. К примеру, самый поздний срок проявления первой капели был 30 марта 2011года, а самый ранний 14 февраля 2012 года; самый ранний срок цветения черемухи и яблони наблюдается в мае 2011 года,. А самый поздний в мае 2013года; самый ранний срок прилета журавлей приходится на апрель 2011года, а поздний- на апрель 2013года.

        Такие различия в сроках наступления феноявлений связаны с рядом причин: повышением или понижением температуры воздуха, Атмосферным давлением, прохождением циклонов и антициклонов и т.д..

        Анализируя мои средние данные о фенологических явлениях, я сравнила их со средними многолетними данными метеорологической станции города Бугуруслана Так, средний срок за 2011 – 2013гг., когда наблюдался первый дождь, было 5 апреля, что на 11 дней раньше среднего многолетнего срока. Цветение яблони произошло на 17 дней раньше среднего многолетнего показателя.

        Приведенные сравнения указывают на то, что за период с 2011года по 2013 год весенние явления наступили значительно раньше средних многолетних сроков. Это связано, в первую очередь, с более высокими показателями температуры воздуха весной за 2011 – 2013гг., по сравнению с теми же средними многолетними показателями в городе Бугуруслане.

Начало лета (дата цветения шиповника) в 2011 – 2013гг., также опередила по сравнению со средними многолетними данными, на 5 дней.

Осень и зима 2011-2013гг. чуть запоздали по сравнению со средними многолетними данными, что опять таки связано с повышением температур воздуха за наблюдаемые мной годы.

По данным календаря природы г. Бугуруслана определяются сроки наступления фенологических сезонов и их продолжительность. (таблица 2).

Средняя продолжительность фенологических сезонов в г. Бугуруслане (2011-2013гг.)

Таблица 2

Из таблицы видно, что самым продолжительным сезоном года была зима, а самым коротким – осень.

Фенологическая позиция года выполнена в виде круговой диаграммы, где в масштабе красочно  изображены составные части фенологического года по данным таблицы 2. Диаграмма дает наглядное представление о продолжительности фенологических сезонов и средних сроках их наступления.  (Рисунок 3).

Рисунок 3.

Фенологические сезоны (по наблюдениям в г. Бугуруслане за 2011-2013гг)

Помимо наблюдений за климатическими условиями, были проведены наблюдения за сезонными изменениями, заморозками в городе Бугуруслане. В результате были получены следующие данные. (Таблица 4).

Сроки наблюдения заморозков и продолжительности безморозного периода для города Бугуруслана (2011 – 2013гг.)

Таблица 4.

Анализируя таблицу, я пришла к выводу, что последние заморозки каждого наблюдаемого года приходятся на май – месяц, а первые на  - сентябрь. Причем, самые последние заморозки весной приходятся на 29 мая 2011 года, а самые первые заморозки осенью, также приходятся на 2011 (9 сентября), что объясняется более низкими температурами воздуха за май и сентябрь 2012г. и 2013 года.

Наименьшая продолжительность безморозного периода в воздухе и на почве (в днях), наблюдалась в 2011 году. Она составила в воздухе 102 дня, на почве 94, а наибольшая продолжительность безморозного периода в воздухе и на почве за наблюдаемые мной годы приходится на 2012 год: в воздухе 145 дней, на почве 126 дней.

Климатические условия г. Бугуруслана таковы, что значительную часть года земная поверхность здесь покрыта снегом. Доказано, что снежный покров играет значительную роль в природных процессах, протекающих как зимой, так и летом. Наблюдение за снежным покровом представляют научный и практический интерес.

Еще со времен А.И. Воейкого известно, что снежный покров плохой проводник тепла, поэтому в зимний период он служит решающим условием почвенного климата, температуры на поверхности почвы, глубины промерзания почвы, условий перезимовки растений, роющих животных, насекомых почвенной микрофлоры. Например, весной 2012 года в окрестностях города Бугуруслана наблюдалось массовое нашествие вредителя сельскохозяйственных растений финской совки. Оказывается, эта гусеница всегда присутствует в нашем районе. В обычные годы большая часть зимующих гусениц вымерзает. Многоснежная зима 2012-2013гг. оказалась очень благоприятной для жизни этого «нахлебника» наших огородов. Снег способствует увлажнению почвы, что особенно важно при наших засушливых вёснах. Кроме того, талая вода биологически более активна.

Зная о такой важной роли снежного покрова, в 2012 году в программу моих наблюдений было включено исследования снежного покрова.

Для наблюдения за высотой снежного покрова был выбран участок на территории своего дома. Участок располагался близ центрального входа, на поляне, окруженной с юга деревьями, с западной стороны невысокими деревьями. Площадка покрыта травянистой растительностью, относительно ровная (со слабым наклоном на юг).

Измерения проводились специальной снегомерной рейкой в последних числах месяца, по линии юг-север через один метр. Результаты наблюдений обрабатывались: вычислялась средняя высота, что позволяет сделать вывод в том, что наименьшая мощность снега наблюдается в ноябре, а наибольшая в феврале каждого года наблюдения. Причем, за период с 2012-2013 гг. снежный покров достиг наибольшей высоты по сравнению с 2011-2012гг.. Возможно, это объясняется интенсивностью выпадения осадков, в нашем случае, в виде снега, в 2012-2013гг. по сравнению с последующими годами.

В целом, на площадке, распределение снега более или мене равномерно, что связано с незначительной скоростью ветра, а, следовательно, с небольшим переносом снега.

Помимо того, что наблюдается изменение высоты снежного покрова в течение зимы, нужно было иметь в виду, его мощность зависит также от положения участка в рельефе, открытости к солнечным лучам, от растительного покрова (заселенности).

Кроме наблюдений за высотой снежного покрова отмечались даты выпадения первого снега, установление устойчивого снежного покрова. Первый снег в 2011 году наблюдался 27 сентября, а постоянный снежный покров установился 30 октября, что на 2 дня раньше среднего многолетнего срока. Самый же ранний снежный покров в Бугуруслане, по многолетним данным установлен 29 сентября, а самый поздний – 27 ноября.

В 2013году постоянный снежный покров установился позже среднего многолетнего срока, что возможно связано с повышением температуры воздуха в октябре-ноябре месяцах 2013 года по сравнению с температурой воздуха этого же периода 2012года.

В 2011году интенсивное разрушение снежного покрова началось 10 марта. Окончательное его разрушение на ровных открытых участках произошло 28 марта, а поскольку постоянный снежный покров установился 30 октября 2011года, то продолжительность его залегания составила 149 дней, что на 11 дней меньше средней многолетней продолжительности (160 дней).

В 2013 году интенсивное разрушение снежного покрова началось 30 марта, а окончательное его разрушение произошло 14 апреля. Таким образом, учитывая, что образование устойчивого снежного покрова в 2013 году произошло 8 октября, продолжительность его залегания составила 165 дней, что на 5 дней больше многолетней продолжительности.

Таким образом, полученные мною данные позволяют говорить о том, что в период с 2011-2013гг. шло увеличение продолжительности залегания снежного покрова в городе Бугуруслане.

Выводы

Подводя итоги, я пришла к выводам:

• самым длительным по продолжительности безморозного периода в воздухе и на почве был 2012 год, а коротким 2011г;

• высота снежного покрова за 2011-2012гг. достигла наибольших показателей;

• фенологические явления в живой и неживой природе за 2011-2013гг., так же оказались сдвинуты в сроках и по сравнению с многолетними. Так, весенние и летние явления чуть запоздали по сравнению со средними многолетними данными. Кроме того, сдвинулись сроки среднеё продолжительности сезонов городе Бугуруслане.

Заключение.

Подводя итоговую оценку проделанной работы, я еще раз убеждаюсь в том, насколько важно проводить фенологические наблюдения. Благодаря фенологическим наблюдениям реализуется мировоззрение; бережное отношение к природе, развиваются творческие способности.

В результате проделанной работы были реализованы цели.

Выводы:

Фенологические явления сдвинуты в живой и неживой природе, весенние и летние явления наступают раньше, а осеннее - зимние позже.

Данные материалы могут быть использованы на уроках географии.

Подводя итоги, можно отметить, что ценность данных фенологических наблюдений увеличивается  по мере увеличения ряда лет, и соответственно, становится более интересным сравнение результатов, появляются возможности фенологического прогнозирования и установления продолжительности фенологических сезонов.

Литература

1Артемова О.В., Корчагина. 250 вопросов и ответов: Науч.-поп. Издание для детей.-М.: ЗАО «Росмэн-пресс», 2006.- 256 с.

2Большая книга «Почему» пер. с итальянского О. А.Живаго, Москва «Росмэн», 2005 год. С.29-31.

3Герасимова Т.П.начальный курс географии: Учеб. Для 6 класса. Общеобразоват. Учреждений/ Т.П.Герасимова, Н.П.Неклювова.-3-е издание, стереотип. – М.: дрофа, 2004.- 176 с.: ил, карт.

4.Джуди Гален-с, Нэнси Пир. Книга ответов для почемучки: пер. с английского языка А. Мишутиной. – Харьков: Книжный Клуб «Клуб семейного досуга»; Белгород : ООО «Книжный Клуб «Клуб семейного досуга»», 2007. – 400 с.: ил. С.28-40.

5.Марченко Л.И.Осень: Метод. Рекомендации по комплексу развитию дошкольников в процессе общения с природой.- М.: дрофа, 1996.-200 с.: ил.

Приложение1