Проект раскрывает уловия влияющие на листопад
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 132 КБ |
ЮЖНО-УРАЛЬСКАЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНО-СОЦИАЛЬНАЯ ПРОГРАММА
ДЛЯ МОЛОДЕЖИ И ШКОЛЬНИКОВ «ШАГ В БУДУЩЕЕ-СОЗВЕЗДИЕ-НТТМ»
_______________________
ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОРОДСКОЙ КООРДИНАЦИОННЫЙ ЦЕНТР НТТМ
«ИНТЕЛЛЕКТУАЛЫ XXI ВЕКА»
Выявление нарушений сроков листопада под воздействием искусственного освещения у лиственницы, используемых в озеленении населенных пунктов.
Исследовательская (творческая) работа на Челябинский
Молодежный Интеллектуальный форум «Шаг в будущее-Созвездие – НТТМ»
(Секция 2.3 Биология и биотехнология)
Автор:
Абдуллин Вадим Михайлович,
г. Челябинск, гимназия №10, класс 6 б
Челябинск- 2012
Оглавление
Глава 4. Выявление сроков листопада под воздействием искусственного освещения у лиственниц, используемых в озеленении населенных пунктов…………………………….
Введение
На данное исследование нас натолкнуло наблюдение за неравномерным пожелтением листьев у лиственницы по проспекту имени Ленина в Челябинске в районе Алого Поля.
Лиственницы вблизи фонарей были зелёными, а которые дальше от фонарей уже начинали желтеть. Мы решили посмотреть литературу и материала в интернете о влиянии искусственного освещения на листопад. Оказалось, что в этом вопросе есть разночтения
Существует мнение, что у деревьев, растущих в городах близ уличных фонарей, осенний день оказывается удлиненным, в результате у них задерживается листопад, и они чаще подвергаются обморожению (Чернова, Былова, 1981), а на Конкурсе юношеских исследовательских работ им. В.И. Вернадского 2002-2003 г. была представлена работа Беленевой Анастасии из г.Новочебоксарска “Выявление нарушений сроков листопада под воздействием искусственного освещения у древесных пород, используемых в озеленении населенных пунктов.” Автор этой работы делает вывод что “наши исследования, по четырем из пяти рассматриваемых пород деревьев, используемых в озеленении г.Новочебоксарска не только не подтверждает, а скорее опровергают утверждение И.М.Черновой и А.М.Быловой (1981) о торможении физиологических процессов пожелтения и листопада в условиях искусственного освещения. У большей части освещенных деревьев эти процессы происходят даже на неделю раньше, чем в условиях естественного освещения, что совершенно несущественно”.
Мы решили разобраться с этим вопросом самостоятельно в процессе наблюдения за опадением хвои у лиственницы сибирской, которая широко используется в озеленении г.Челябинска.
Объект нашего исследования – листопад.
Предмет исследования – опадания хвои у лиственницы сибирской.
Гипотеза - искусственный свет влияет на окраску и опадание листьев.
Цель работы: Влияет ли освещение на сроки пожелтения и опадания хвои у лиственницы.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
в зависимости от расположения искусственных источников освещения.
Методы исследования. Изучение литературы, наблюдение, фотографирование объектов. Чтобы разрешить выдвинутую гипотезу, нами использовалась методика измерения параметров листопада (Бухвалов и др., 1995), адаптированная к нашим целям. Мы выбрали сквер на Алом Поле. В сквере выбрали аллею лиственниц, которая идёт вдоль проспекта Ленина и освещается фонарями. Мы сравнивали лиственницы в непосредственной близости от фонарей и контрольные деревья, расположенные дальше. С интервалом в неделю фиксировались фазы пожелтения и листопада (единично, ¼, ½, ¾, полностью).
Глава 1. Что такое листопад
Одно из важнейших осенних явлений — листопад знаменует окончание ассимиляционной деятельности у деревьев и кустарников. Само явление листопада состоит из нескольких фаз, диагностировать которые весьма затруднительно. Трудности связаны, прежде всего, с тем, что наблюдение приходится вести над всей кроной дерева, причем осенние явления у деревьев и кустарников протекают довольно медленно. Даже в пределах одного вида наблюдается значительная разновременность раскраски листьев и начала листопада: сказывается раса, возраст и условия обитания наблюдаемых экземпляров (характер почвы, близость грунтовых вод, экспозиция местности). В целом характер прохождения осенних фаз, в том числе и листопада у растений сопряжен как с режимом погоды осенью, так и с особенностями их развития весной и летом текущего года и даже с условиями перезимовки.
Подфазу отмечают днем, когда листья принимаются падать независимо от ветра. Если слегка потрясти ветки, в воздухе закружится несколько опавших листьев. Под деревьями виднеется свежий отпад. Листопад поначалу малозаметен, особенно в пору начала пожелтения крон. Вынужденный сброс листвы при засухе или из-за поражения болезнями и насекомыми считается явлением ненормальным и к началу естественного листопада отношения не имеет. У некоторых деревьев (например, у клена и дуба) листопад начинается лишь после значительной раскраски крон. Подфазу «начало листопада» легко отметить у осин, осокорей и у части ив.
Массовый листопад. Проходит под значительным влиянием снижающейся температуры воздуха и почвы. В теплую осень раскраска листвы бывает весьма яркой, да и начинается это явление раньше. Ненастной осенью отмирание листвы и ее опадение затягиваются, но в период возврата тепла кроны дружно желтеют и осыпаются. Массовый листопад отмечают датой, когда половина экземпляров наблюдаемой породы интенсивно сбрасывает листья. Кроны редеют, сквозят. Ясень, тополь, ольха и осина могут иногда буквально за день сронить листья. Поэтому следить за ними нужно чаще, особенно в ветреную погоду. После заморозков листопад тем более усиливается.
Окончание листопада. Подфазу регистрируют днем, в который наблюдаемые деревья или кустарники полностью обнажились от листвы. Те немногие листья, что задержались на вершинах крон, во внимание не принимаются. Признаки конца опадения хвои у сосен — освобождение от хвои внутренней части кроны, отчего она снова выглядит зеленой, хотя и более разреженной. У елей опадение хвои начинается в ноябре, и процесс этот растягивается на длительное время. Отпад хорошо заметен на поверхности снежного покрова. Сброс хвои в ветреные дни усиливается. Интересно, что при быстрой раскраске крон листопад протекает скорее, чем при медленном пожелтении листвы или ее внезапном побурении. Впрочем, в березняках бурая листва опадает поспешнее желтой, в осинниках быстрее оголяются карминово-красные кроны. В пору листопада у многих деревьев закладываются почки возобновления. Освободившись от листьев, растения вступают в длительный период относительного покоя.
Глава 2. Причины листопада
Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо прежде всего выяснить, представляет ли собой листопад биологическое явление, обусловленное жизнедеятельностью растения, или же он вызван падением температуры и наступлением осеннего ненастья. Проанализировав литературу, мы нашли о листопаде материала, изложенный ниже.
Листопад - это приспособление растений к переживанию неблагоприятного зимнего периода, когда корни не могут всасывать из почвы воду. Как только листья достигают предельных размеров, начинаются процессы старения, ведущие в конце концов к отмиранию листа.
Видимый признак старения листа- его пожелтение или покраснение, связанное с разрушением хлорофилла, накоплением каротиноидов и антоцианов. По мере старения листа снижается интенсивность фотосинтеза и дыхания, деградируют хлоропласты, накапливаются некоторые соли, из листа оттекают органические вещества. В процессе старения листа близ его основания у двудольных древесных растений формируется отделительный слой. По этому слою лист и отделяется от стебля. Под микроскопом на срезе легко разглядеть образование особого отделяющего (пробкового) слоя. Клетки этого слоя имеют гладкие стенки и легко обособляются друг от друга. К началу листопада связь между ними в каком-нибудь месте нарушается, и лист остается висеть на дереве лишь благодаря сосудистым пучкам, которые, подобно мельчайшим «водопроводным трубам», соединяют лист с остальным растением. Сосудистые пучки легко можно заметить простым глазом на листовых рубцах в виде трех, пяти или большего числа крупных точек. Они служат для проведения воды и минеральных солей от корня к листьям (восходящий ток) и питательных веществ — углеводов, выработанных листьями в процессе ассимиляции (нисходящий ток). Однако, наступает момент, когда нарушается и эта последняя связь между черешком листа и материнским растением.
У листопадных растений опадание листьев на зиму имеет приспособительное значение: сбрасывая листья, растения резко уменьшают испаряющую поверхность, защищаются от возможных поломок под тяжестью снега, засушливых сезонов.
Глава 3. Фотопериодизм
Реакция организма на сезонные изменения длины дня получило название фотопериодизма. Его проявление зависит не от интенсивности освещения, а от ритма чередования темного и светлого времени суток.Фотопериодическая реакция живых организмов имеет большое приспособительное значение, так как для подготовки к переживанию неблагоприятных условий или, наоборот, к наиболее интенсивной жизнедеятельности требуется довольно значительное время. Способность реагировать на изменение длины дня обеспечивает заблаговременные физиологические перестройки и пригнанность цикла к сезонным изменениям условий. Ритм дня и ночи выступает как сигнал предстоящих изменений климатических факторов, обладающих сильным непосредственным воздействием на живой организм (температуры, влажности и др.). В отличие от других экологических факторов ритм освещения влияет лишь на те особенности физиологии, морфологии и поведения организмов, которые являются сезонными приспособлениями в их жизненном цикле. Образно говоря, фотопериодизм – это реакция организма на будущность.
Различают два типа фотопериодической реакции: короткодневный и длиннодневный. Короткодневные виды живут и произрастают в основном в нижних широтах, а Длиннодневные – в умеренных и в верхних. Тип фотопериодизма – это экологическая, а не систематическая особенность вида. У длиннодневных растений и животных увеличивающийся весенний и раннелетний день стимулирует эти процессы и подготовку к размножению. Экспериментально доказано, что специально увеличенная длина дня с помощью искусственного освещения стимулирует эти процессы в неблагоприятные сезоны года и используется практически для увеличения продуктивности домашних животных и культурных растений (Детари, Карцаги, 1984). Укорачивающиеся дни второй половины лета и осени вызывают торможение роста и подготовку к зиме. Существует мнение, что у деревьев, растущих в городах близ уличных фонарей, осенний день оказывается удлиненным, в результате у них задерживается листопад, и они чаще подвергаются обморожению (Чернова, Былова, 1981)
Глава 4. Выявление сроков листопада под воздействием искусственного освещения у лиственниц, используемых в озеленении г.Челябинска.
Лиственница (Larix)- род хвойных деревьев семейства Сосновые (Pinaceae). Латинское название этого дерева Larix было введено в научную литературу в начале XVI в., но до сих пор его происхождение выяснено не до конца. Предполагают, что оно переводится с языка галлов как «смола», но, по мнению других специалистов, данное слово происходит от латинского laridum, lardum – жир, что также подчеркивает наличие у лиственницы большого количества смолы.
Лиственница представляет собой высокое стройное дерево; ее высота составляет 25-50, а иногда и 80 м. Корневая система растения сильно разветвленная, глубокая, с хорошо развитым стержневым корнем. Ее строение существенно зависит от особенностей почвы. В районах вечной мерзлоты корневая система поверхностная, а на заболоченных участках могут образовываться придаточные корни. У молодых деревьев крона имеет конусовидную форму, которая постепенно становится цилиндрической или ширококонической. Она образована удлиненными ростовыми побегами, на которых хвоя расположена одиночно и по спирали.
Это одно из немногих хвойных растений, сбрасывающих осенью свою мягкую, тонкую и плоскую листву. Однако, сеянцы лиственницы сохраняют свою хвою в течении всего года. Сбрасывание хвои, вероятно, является особым видом адаптации дерева к суровому климату, так как северная граница произрастания лиственницы выходит за пределы Северного полярного круга. При этом у лиственницы Гмелина и лиственницы сибирской хвоя опадает во второй половине октября, лиственница сибирская и лиственница американская сбрасывают свой золотой наряд лишь в ноябре. Зимой дерево можно узнать по узловатым ветвям, но весной на лиственнице снова появляются ярко-зеленные пучки молодых иголок, которые располагаются на укороченных побегах пучками по 20-40 штук.
Цветет лиственница ранней весной, одновременно с появлением хвои. Мужские шишки имеют овально-шаровидную форму. Они располагаются на безлистных укороченных побегах преимущественно с нижней стороны ветвей и обильно выделяют пыльцу, которая не имеет воздушных мешков и поэтому разносится недалеко. Продолговатые женские шишки красные, розовые или зеленые, опыляются ветром, а оплодотворяются через месяц.(4)
Для иссследования мы взяли лиственницы, растущие по правой стороне по проспекту Ленина от памятника Орлёнок до Свердловского проспекта.
Количество лиственниц - 40.
Количество фонарей - 6 штук.
Расстояние между фонарями - 27,4 метра.
Близко к фонарям растут по 2 лиственницы.
Расстояние от фонарей до ближних лиственниц - 2,1 метров до стебля.
До дальних лиственниц расстояние примерно – 13 метров.
Высота фонарей – 4,5 метра. Высота лиственниц – 20метров.
Наблюдения мы начали вести с первых жёлтых хвоинок.
Пожелтение хвои у лиственницы
Дата | Лиственницы, расположенные близко к фонарям | Лиственницы, расположенные далеко от фонарей |
17.09.2012 | зелёные | зелёные |
24.09.2012 | зелёные | жёлтой хвои – 5 % |
01.10. 2012 | жёлтой хвои – 5% | жёлтой хвои – 20 % |
08.10.2012 | жёлтой хвои – 10% | жёлтой хвои – 40 % |
15.10.2012 | жёлтой хвои – 20% | жёлтой хвои – 60% |
22.10.2012 | жёлтой хвои – 40% | жёлтой хвои – 70 % |
29.10.2012 | жёлтой хвои – 50% | жёлтой хвои – 90% |
Опадание хвои у лиственницы
Дата | Лиственницы, расположенные близко к фонарям | Лиственницы, расположенные далеко от фонарей |
01.10. 2012 | хвоя не опадает | начало листопада |
08.10.2012 | хвоя не опадает | начало листопада |
15.10.2012 | хвоя не опадает | начало листопада |
22.10.2012 | хвоя не опадает | массовый листопад |
29.10.2012 | начало листопада | массовый листопад |
Пожелтение хвои у лиственницы
Опадание хвои у лиственницы в октябре
Выводы:
Литература
Почему Уран и Нептун разного цвета
Хитрый коврик
Хитрость Дидоны
Мост Леонардо
Весенняя гроза