Поперечный срез. % хвоинок от общего количества

МОУ Сидоровская средняя общеобразовательная школа

Учебно-исследовательская работа

«Отчего гибнет сосна и как её спасти»

Выполнил: Таранов

Кирилл Викторович,

ученик 8-го класса

Руководитель: Горева

Галина Анатольевна,

учитель биологии

Сидоровское 2008

1.Введение……………………………………………………………………3

2.Биология сосны обыкновенной…………………………………………...5

3.Значение сосны…………………………………………………………….8

4.Методы исследования……………………………………………………..9

5.Результаты исследования………………………………………………...12

6.Обсужденние и анализ фактических и численных данных……………14

7.Выводы…………………………………………………………………….16

8.Заключение и перспективы работы……………………………………...17

9.Литература………………………………………………………………...18

Введение.

Цель работы : привлечь внимание общественности к факту гибели сосновых лесов.

Задачи работы :

1.изучить биологию сосны обыкновенной, определить её значение

2.визуально оценить состояние соснового леса у д. Веняеха

3.провести статистические исследование поражённых хвоинок сосны согласно методике

4.предложить методы предотвращения гибели сосны обыкновенной.

Проблематика.

Я родился и вырос в с. Сидоровское. От старожилов мне известно, что наши места славились богатыми грибными сосновыми лесами. Но где они сейчас? Я знаю, что сосновый лес у д. Веняеха является памятником природы Костромской области. И что же? Этот лес становится редким, многие сосны засыхают на корню, другие стоят наполовину порыжевшими. Осыпается хвоя…

При сжигании топлива в больших количествах в атмосферу выбрасывается огромное количество газов. Часть из них -- сернистые и азотистые газы -- под воздействием ультрафиолетовых лучей и по другим причинам превращается в кислоты. Подкисленная атмосферная влага в виде дождя, снега или тумана выпадает на землю. Ветер гонит подкисленные облака на далёкие расстояния, и кислотные дожди выпадают на поля и леса, очень далеко от источников загрязнения. Кислотные дожди, попадая в почву, на растения и в водоёмы , поражают почвообразующие организмы, сельскохозяйственные посевы, леса, обитателей суши и водоёмов.

Иногда на огороде можно увидеть поникшие, с бурыми пятнышками совсем побуревшие листья помидоров, огурцов или других растений. Это -- последствия кислотных осадков. Если после дождя ваша одежда или зонтик в мелких жжённых точках -- это действие кислотного дождя.

В европейских странах кислотными дождями повреждено более 50% хвойных лесов (в Германии-70%). В нашей стране площадь существенного поражения кислотными осадками составляет несколько десятков миллионов гектар.

В нашей школе ежегодно проводятся экологические исследования, в том числе и исследование состояния хвои сосны в лесу у д. Веняеха. Его ежегодно проводит 8 класс . Исследования проходят в конце мая, начиная с 2003 года. Таким образом у нас накопился материал за 5 лет. Я решил обобщить полученные результаты, выявить статистические закономерности этого явления, установить причины, и найти способы остановить этот процесс.

Таким образом:

место работы -- сосновый лес у д. Веняеха

сроки работы -- конец мая

продолжительность работы -- 6 лет ()

Сосновый лес у д. Веняеха – памятник природы Костромской области. 25.01.08 г.

Биология сосны обыкновенной .

Родовое название - от латинского pin - скала, гора, латинское sylvestris - лесной от sylva - лес.

У сосны древняя история. Она появилась на Земле 150 миллионов лет назад. За это время неоднократно менялся лик планеты: наступали и отступали ледники, появлялись на свет и исчезали многие виды растений и животных, а их современница - сосна - преодолела время, зацепилась корнями за землю и дожила до наших дней.

На берегах Балтийского моря встречается янтарь - изумительной красоты окаменевшая смола древнейших сосен.

Золотистые слитки окаменевшей смолы, отшлифованной морем, находят во многих местах, но именно страны Балтии считаются янтарным краем. В янтаре часто встречаются “законсервированные” в нем

Молодые сосенки на опушке леса. 25.01.08г.

насекомые, жившие в те далекие времена. Такой янтарь ценится особо.

Сосна обыкновенная - вечнозеленое стройное хвойное дерево, достигающее 40 м высоты, 1,5 м в диаметре, с мутовчато расположенными ветвями. Кора дерева красно-бурая, к вершине буро-желтая, трещиноватая, тонкошелушащаяся. Молодые ветви голые, зеленоватые, потом серо-бурые; почки 6-12 мм длиной, острые, красновато-бурые, яйцевидно-конические, смолистые, находятся на верхушке главного побега и боковых ветвей. Боковые почки собраны в мутовку, окружающую более крупную центральную почку.

Вся древесина сосны пронизана многочисленными крупными смоляными ходами, тянущимися в вертикальном направлении и сообщающимися между собой горизонтальными ходами, залегающими в сердцевинных лучах. Из естественных трещин коры и искусственных надрезов вытекает смола, заливающая нанесенные повреждения, в чем состоит ее биологическое значение. Вытекающая из раны смола называется живицей (от слов “заживлять”, “исцелять”).

Корневая система с глубоко идущим главным корнем.

Листья (хвоя) сизо-зеленые, расположены попарно, жесткие, полуцилиндрические, заостренные, длиной 5-7 см, шириной 2 мм, расположены на верхушках укороченных побегов.

Серо-желтые пыльниковые (мужские) шишки размером меньше горошины развиваются весной у основания молодых длинных побегов, в пазухах кроющих листьев, и быстро отмирают. На концах молодых побегов тех же деревьев появляются красноватые овальные женские шишечки, длиной 5-6 мм и шириной 4 мм, на коротких ножках, состоящие из кроющих чешуи, в пазухах которых сидят семенные чешуи с семяпочками. Женские шишки после оплодотворения разрастаются, достигают 2,5-7 см в длину и 2-3 см в ширину. В первый год они зеленые, на второй - одревесневают и буреют. Семена длиной 3- 4 мм, черноватые или сероватые, удлиненно-яйцевидные с крылом в 3 раза длиннее семени. Цветет в мае, опыляется ветром. Семенные шишки созревают на второй год.

Сосна - одна из самых распространенных пород деревьев лесной и лесостепной зон европейской части России, Сибири, Северного Казахстана, Украины, реже встречается на Дальнем Востоке. Растет на песчаных и супесчаных почвах и верховых торфяных болотах.

Описание растения. Это вечнозеленое хвойное дерево семейства сосновых, достигающее в высоту 40 м. Кора красно-бурая, на ветвях желтоватая, отслаивающаяся. Почки удлиненно-яйцевидные, заостренные, длиной 6-12 см, смолистые, окруженные треугольно-ланцетовидными чешуями с прозрачным пленочным краем. Хвоя располагается попарно, сизо-зеленая, несколько изогнутая, жесткая, длиной 4-7 см, сохраняется на побегах 2-3 года. Мужские шишки многочисленные, желтые, собранные у основания побегов текущего года, женские-красноватые, одиночные или сидячие по 2-3 на загнутых книзу коротких ножках. После оплодотворения шишки разрастаются, деревенеют, созревают в течение 18 мес. Семена удлиненно-яйцевидные, длиной 3-4 мм, с крылом, длина которого в 3 раза превышает длину семени.

Сосна характеризуется большой морфологической изменчивостью и образует большое число форм. Растет быстро, особенно в молодом

возрасте (до 30-40 лет). Прирост в высоту в благоприятных почвенно-климатических условиях достигает 70-80 см в год. Доживает сосна обыкновенная до 350-400 лет. Цветет в мае-июне, семена созревают на второй год. В медицине используют почки (укороченные верхушечные побеги), живицу и хвою сосны обыкновенной. Места обитания. Распространение. Сосна - одна из основных лесообразующих пород нашей страны. Сосновые леса занимают площадь около 120 млн. га. Растет на песчаных, супесчаных, подзолистых, дерновых, черноземовидных, глеевых и торфяно-болотных почвах. Встречается также на щебнистых почвах, на известняках, меловых и скальных обнажениях. Благодаря широкой экологической амплитуде распространена от лесотундры до степной зоны. Поднимается до высоты 1500 м над уровнем моря на Алтае и до 1800 м в Саянах. Светолюбива, морозоустойчива, засухоустойчива. В благоприятных условиях сосна - дерево первой величины, образует насаждения высшего класса бонитета; при избыточном увлажнении, на торфяно-глеевидных почвах, на очень сухих дюнных всхолмленных или на скальных обнаженных - это искривленное, сучковатое дерево, высота которого в 100-летнем возрасте не превышает 5 м. В горах иногда принимает етланиковую форму

Значение сосны обыкновенной.

1. Сосна имеет ценную древесину, применяемую в различных отраслях.

2. В больших масштабах ведется подсочка сосны.

3.Из добываемой из сосны живицы получают канифоль и скипидар.

4. Смолье и пни сосны используют для получения скипидара и дёгтя.

5. Из коры сосны получают дубильные вещества, из хвои – сосновое масло и витамин С.

6.Сосну широко применяют в степном и полезащитном лесоразведении, она является главной породой при создании лесных культур на песках.

7.Сосновые леса имеют большое водоохранное и водорегулирующее значение.

8.Сосновые боры выполняют важные санитарно-гигиенические функции, так как сосна выделяет фитонциды, защищающие воздух от болезнетворных микроорганизмов.

Методика исследования .

Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию сосны

Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обусловливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за «эталон биодиагностики». Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои. При хроническом загрязнении лесов диоксидом серы наблюдаются повреждения и преждевременное опадение хвои сосны. В зоне техногенного загрязнения отмечается снижение массы хвои на 30- 60% в сравнение с контрольными участками (18%).

Ключевые участки для мониторинга загрязнения атмосферы могут иметь большую площадь (например, 1 га) и выбираются в однородном по видовому составу массиве леса.

Определение состояние хвои сосны обыкновенной для оценки загрязнённости атмосферы

В незагрязнённых лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений и лишь малая часть хвоинок имеет светло - зелёные пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязнённой атмосфере появляются повреждения и снижается продолжительность жизни хвои сосны.

На рисунке показаны различные варианты состояния хвои сосны.

без пятен с чёрными и жёлтыми пятнами с усыханием

Методика индикации чистоты атмосферы по хвое сосны состоит в следующем. С нескольких боковых побегов в средней части кроны 5-10

деревьев сосны в 15-20-летнем возрасте отбирают 200-400 пар хвоинок второго и третьего года жизни.

Отбор хвои сосны обыкновенной. 28.05.2008.

Хвоя отбирается с деревьев 15-20-летнего возраста.

Производится обработка собранного материала. 28.05.08

Анализ хвои проводят в лаборатории. Вся хвоя делится на три части (неповреждённая хвоя, хвоя с пятнами, хвоя с признаками усыхания), и подсчитывается количество хвоинок в каждой группе. Данные заносятся в рабочую таблицу.

Результаты исследования.

Состояние хвои сосны обыкновенной .

left " width="718" style="width:538.2pt;border-collapse:collapse;margin-left:6.75pt; margin-right:6.75pt">

Степень повреждения хвои

общее число обследованных хвоинок

количество неповреждённых хвоинок

% неповреждённых хвоинок

количество хвоинок с пятнами

% хвоинок с пятнами

количество хвоинок с усыханием

% хвоинок с усыханием

общее количество повреждённых хвоинок

общий % повреждённых хвоинок

График изменения состояния хвои по годам 2

13

Обсуждение результатов .

Работа выполнялась строго по методике, изложенной выше. Группа ребят собирала хвоинки (пары) в количестве 400 штук, на высоте человеческого роста в новый полиэтиленовый пакет. В лаборатории (в кабинете) производили разбор материала на 3 категории:

Без повреждений

С пятнами

С усыханием

Затем производится подсчёт. Полученные данные заносим в таблицу. Далее выстраиваем графики и диаграммы по данным исследованиям.

Анализ результатов .

Количество неповреждённых хвоинок наименьшим было в 2003 году(96 из 400). В 2004 году эта цифра достигла максимального значения (307 из 400), затем опять начала снижаться. В 2007 году количество зелёных неповреждённых хвоинок опять возрастает (до 232 из 400). А в нынешнем, 2008 году, опять снижается (до 160 из 400).

Количество хвоинок с усыханием было высоким в 2003 году (136 из 400). В последующие годы их число снижалось. Но в 2006 году их число увеличилось более чем в 2 раза по сравнению с предыдущем годом (164, а в предыдущем 72). В 2007 году число хвоинок опять снижается (56 из 400). В 2008 году наблюдается небольшой рост этого показаиз 400).

Общий процент повреждённых хвоинок изменяется также волнообразно по годам.

В 2003 и 2006 годах количество повреждённых велико (76% и 63% соответственно).

В 2004 году процент повреждений минимальный (23%).

В 2005 и 2007 годах процент повреждений почти одинаков (41% и 42% соответственно).

А в нынешнем, 2008 году, этот показатель возрастает до 60%.

Выводы

Данные характерные повреждения хвои, по мнению автора методики, образуются из-за повышения кислотного характера осадков.

Очевидно, что в 2003 и 2006 годах характер осадков был особенно смещён в кислотную сторону (предположительно до pH=4).

Это могло быть вызвано двумя причинами.

Во-первых: топливо, используемое в те годы на Костромской ГРЭС, могло содержать высокий процент серы.

Во-вторых: вероятно в эти годы (2003 и 2006) газоочистительные фильтры предприятия ухудшили своё качество, либо совсем пришли в негодность.

А также возможно одновременное действие этих двух факторов.

Я считаю, что для спасения соснового леса необходимы следующие действия:

1.Использовать топливо с малым содержанием серы.

2.Следить за качеством газоочистительных фильтров.

3.Переодически распылять над сосновыми лесами вещества, создающие слабощелочную среду, чтобы нейтрализовать возможные кислотные осадки. Опыление можно производить содой Na 2CO 3. Более мягкое действие окажет гидрокарбонат натрия NaНCO 3. Но лучший вариант -- это опыление древесной золой, которая содержит поташ K 2CO 3, так как вещество это для леса очень близкое, нечужеродное (образуется в результате сжигания древесины), к тому же калий явлется питательным веществом, укрепляющим ствол и корневую систему.

Заключение и перспективы работы

1.Я изучил биологию и значение сосны обыкновенной.

2.Я оцениваю соснового леса у д. Веняеха на сегодняшний день как

удовлетворительное.

3.Я обобщил статистические данные исследования хвои сосны,

проведённые ребятами нашей школы.

4.Я сделал выводы о причинах гибели сосны.

5.Защищая работу в школе, я привлёк внимание общественности к

факту гибели сосны.

6.Я предложил меры по спасению соснового леса.

7.Данный материал можно использовать на уроках биологии, экологии,

химии в школе, а также для информирования общественности.

Литература

1. «Школьный экологический мониторинг»

2. Зверев:учебник для 7-9 кл. общеобразовательных школ.

4. «Растения от А до Я» М, 1992.

5. http://www. *****

Рецензия

Тема работы - одна из самых актуальных на сегодняшний день. Гибнут и сходят на нет сосновые леса в нашей местности. Причина гибели – кислотные осадки, образующиеся в результате сжигания больших количеств топлива на тепловых электростанциях. Кислотные осадки вызывают преждевременное усыхание хвои.

Определить, насколько процентов хвоя поражена – одна из основных задач исследовательской работы. Процент поражения составляет, согласно данным исследований, приблизительно 50 (±15%), что характерно для окружения мощных промышленных объектов.

Среди учебно-исследовательских работ школьников данной тематики я не встречала.

В работе обобщены данные исследований за 6 лет. Все статистические данные занесены в таблицу, по ним построены графики и диаграммы.

Результаты проанализированы, сделаны выводы о вероятных причинах гибели сосны, о возможных способах её спасения.

В работе использована научно-популярная литература по биологии и экологии, а также привлекались информационные ресурсы Интернета.

Данный материал можно использовать на уроках биологии, экологии и химии, для информирования общественности.

Учитель биологии: //

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Роль зеленых насаждений очень велика. Они снижают запыленность и загазованность воздуха, выполняют ветрозащитную функцию, обладают фитонцидным действием, борются с шумом, влияют на тепловой режим и влажность воздуха. На Земле примерно 350 миллионов лет назад появились первые деревья. Огромные территории были покрыты лесом, но затем значительная их часть была уничтожена людьми. Лес - сложное природное образование (биоценоз). В состав его входят не только живые организмы, но и их среда обитания - почвенно-грунтовый слой, атмосфера. Лес в наши дни испытывает на себе сильное влияние со стороны человека. Это влияние очень разнообразно. Тут сплошные рубки, пожары, массовый туризм, выпас скота, загрязнение атмосферы ядовитыми газами.… А как реагирует лес на это? Какие изменения в нём происходят? Насколько они опасны для существования леса? Вмешательство человека в жизнь леса нельзя остановить. Оно неизбежно и будет продолжаться, но всем надо стремиться к тому, чтобы причинять лесу наименьший вред. Что для этого нужно? Важную роль в жизни леса играет слой атмосферы, в котором развиваются лесные растения и другие живые организмы, без этого нельзя представить себе леса. Атмосфера служит источником углекислого газа, кислорода и пополняется кислородом, выделяемым растениями, и углекислым газом, образующимся в процессе дыхания. В него поступают вещества, жизненно важные для обитателей леса, и из него эти вещества вновь поглощаются растениями и животными. Эта система называется лесным биогеоценозом. Загрязнение атмосферы причиняет биогеоценозу большой вред. Главный враг леса - диоксид серы или иначе сернистый газ. Больше всего от него страдают сосновые леса. Сосновые насаждения - очистители воздуха от пыли, что зависит от хвои, её количества и поверхности. У хорошо развитого взрослого дерева сосны общая длина хвоинок превышает 200км. Этим определяется высокая фильтрующая способность дерева .

Тема нашей работы - «Сосна как индикатор загрязнения окружающей среды». Мы считаем эту тему актуальной на сегодняшний день, так как сохранение качества окружающей среды и здоровья населения находится в числе самых острых проблем современности.

Еще актуальность такой работы и в том, что зачастую достоверная информация недостаточна, требуется уточнение и поиск новых фактов. Цель исследования- определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязнённости атмосферы

Изучить литературу по теме исследования

Изучить состояние хвои сосны обыкновенной на разных участках города: вдоль федеральной трассы М5, лесопарковой зоны, около промышленной зоне, в районе озера Тургояк.

Проанализировать и обобщить результаты исследований

На основе полученных данных сделать вывод

Мы выдвинули гипотезу: сосну обыкновенную можно использовать в качестве биоиндикатора для оценки загрязнённости атмосферы.

Объектом исследования явились хвоинки сосны обыкновенной.

Предмет исследования - уровень загрязненности.

Исследовательская работа разделяется на две части: теоретическую и практическую. В теоретической части мы изучили характеристику голосемянных растений, в том числе сосны обыкновенной.

В практической части использовали опытно-экспериментальные методы исследования: эксперимент, наблюдение, теоретический анализ, по результатам которых нами были сделаны соответствующие выводы.

Глава 1. Теоретическое обоснование проблемы

Отдел Голосеменные насчитывает более 700 видов растений. Голосеменные имеют не только корни, стебель и листья, но и семена, образующиеся в особых органах - шишках. Семена голосеменных лежат на чешуях шишек открыто «голо» - отсюда и название этого отдела.

В состав отдела Голосеменных входят несколько классов, из которых ныне процветающим является класс хвойные (около 560 видов). Голосеменные растения в основном произрастают в северной части земного шара. Хвойные образуют огромные лесные массивы на Урале, в горах Кавказа, Средней Азии, в Сибири.

Голосеменные очень древние растения, останки которых находят в слоях девонского периода палеозойской эры. Расцвет хвойных приходится на юрский период. Это самая многочисленная и наиболее распространенная группа голосеменных растений. В настоящее время это преимущественно деревья (до 100м высоты), кустарники, древовидные лианы и даже эпифиты.

Ветвление моноподиальное. Листья у большинства хвойных растений жесткие игольчатые (хвоя). Располагаются хвоинки на стебле по спирали (одиночные) или собраны в пучки, чешуевидные - супротивно, не опадают в неблагоприятное время года. Снаружи листья покрыты толстой кутикулой - слоем особого вещества, выделяемого покровной тканью - кожицей. Устьица погружены в ткань листа, что снижает испарение воды, замена игл происходит постепенно в течение всей жизни растения. У хвойных растений мощно развита вторичная ксилема (древесина), состоящая на 90-95% из трахеид. Кора и сердцевина развиты слабо. Корни (главный и боковые) имеют обычное для деревьев строение с микоризой (симбиоз мицелия гриба и корней деревьев), придаточные корни встречаются редко. Отличительной чертой всех голосеменных является наличие семязачатков и образование семян. Семязачатки располагаются открыто, поэтому и называются голосеменные. Из семязачатка развиваются семена.

В цикле развития последовательно происходит смена двух поколений гаметофита и преобладающего спорофита. Хвойные вечнозеленые растения, за исключением лиственницы и метасеквойи. У многих хвойных в коре, древесине и листьях есть смоляные ходы, содержащие эфирное масло, смолы и бальзамы .

Хвойные формируют природные ландшафты - тайгу - на огромных пространствах континентов. Их значение в жизни природы и в хозяйственной деятельности человека велико. Являясь важнейшим компонентом биогеоценозов, они имеют огромное водоохранное и противоэрозийное значение. Хвойные растения дают основную массу строительной древесины и являются исходным материалом для многоотраслевой лесотехнической промышленности. Изхвойных получают вискозу, шелк, штапель, бальзамы и смолы, камфару, спирт и уксусную кислоту, дубильные экстракты и т.д., а также пищевые продукты и витамины. Семена кедра, сибирской сосны содержат до 79% масла, близкого к прованскому и миндальному. Для медицинской промышленности хвойные служат исходным сырьем для получения витаминов и медицинских препаратов. Хвоя, семена и молодые побеги некоторых хвойных - незаменимый зимний корм животных(особеннолосей), и птиц. Древесина тисовых используется для изготовления дорогих поделок и в мебельной промышленности, она почти не подвержена действию насекомых.

Сосна - это основная лесообразующая порода. По площади (114240,8 тыс. га.) она занимает второе место, уступая лишь лиственнице. Сосна обыкновенная и образуемые ее леса имеет огромный ареал с широким диапазоном произрастания. Род сосна(Pinus L.) насчитывает около 100 видов, произрастающих в странах умеренного пояса Северного полушария, а также в горах южных широт(Европа, Азия, Северная и Южная Америка).

Родовое название - от латинского pin - скала, гора, латинское selvestris - лесной от sylva - лес .

Этот род подразделяет на два подрода: двухвойные сосны с крылатыми семенами (Diploxylon) и пятихвойные, или кедровые, с бескрылыми семенами (Haploxylon). Подроддвухвойных включает сосны обыкновенную, эльдарскую, пицундскую и другие; подродпятихвойных - кедр сибирский, сосну корейскую, сосну веймутову.

Самый распространенный вид сосны, произрастающий в России - сосна обыкновенная (Pinussilvestria). Общими для этого вида чертами являются парное расположенные хвои на укороченных побегах, плоско-выпуклая форма хвоинок в поперечном разрезе, крепкие деревянистые шишки с характерно утолщенными концами чешуи, полуторагодичный период их созревания, своеобразное сочетание семени с крылом и другие. Эти признаки характерны для всех сосен, произрастающих в различных частях ее обширного ареала.

Сосна обыкновенная - вечнозеленое стройное хвойное дерево, достигающее 40м высоты, 1,5м в диаметре, с мутовчаторасположенными ветвями. Кора дерева красно-бурая, к вершине буро-желтая, трещиноватая, тонкошелушащаяся. Молодые ветви голые, зеленоватые, потом серо-бурые; почки 6-12мм длинной, острые, красновато-бурые, яйцевидно-коничные, смолистые, находятся, на верхушке главного побега и боковых ветвей. Боковые почки собраны в мутовку, окружающую более крупную центральную почку.

Вся древесина сосны пронизана многочисленными крупными смоляными ходами, тянущиеся в вертикальном направлении и сообщающимися между собой горизонтальными ходами, залегающими в сердцевинных лучах. Из естественных трещин коры и искусственных надрезов вытекает смола, заливающая нанесенные повреждения, в чем состоит ее биологическое значение. Вытекающая из раны смола называется живицей (от слов «заживлять», «исцелять»).

Корневая система с глубоко идущим главным корнем.

Листья (хвоя) сизо-зеленные, расположены попарно, жесткие, полуцилиндрические, заостренные, длинной 5-7см. шириной 2мм, расположены на верхушках укороченных побегов.

Серо-желтые пыльниковые (мужские) шишки размером меньше горошины развиваются весной у основания молодых длинных побегов, в пазухах кроющих листьев, и быстро отмирают. На концах молодых побегов тех же деревьев появляются красноватые овальные женские шишечки, длинной 5-6мм и шириной 4мм, на коротких ножках, состоящие из кроющих чешуй, в пазухах которых сидят семенные чешуи с семяпочками. Женские шишки после оплодотворения разрастаются, достигают 2,5-7см в длину и 2-3см в ширину. В первый год они зеленые, на второй - одревесневают и буреют. Семена длиной 3-4мм, черноватые или сероватые, удлиненно-яйцевидные с крылом в 3 раза длиннее семени. Цветет в мае, опыляется ветром. Семенные шишки созревают на второй год.

1. Влияние условий среды на жизнь и строение растений

Все, что окружает растение и оказывает на него прямое или косвенное воздействие, составляет в широком смысле среду его обитания. Роль отдельных элементов среды обитания в жизни растений неодинакова. Одни из этих элементов жизненно необходимы, другие влияют на растение, но не обязательны, третьи безразличны. Элементы среды обитания, влияющие на жизнь растений, называют экологическими факторами. Для них характерно непостоянство, то есть изменения величины действия во времени. Элемент среды, постоянно присутствующий в избыточных количествах, становится средообразующим фактором, который определяет специфику среды в целом.

Характер действия любого экологического фактора зависит от его величины. Существует оптимальное значение фактора и критическое (минимальная и максимальная его величины), за пределами которых активная жизнедеятельность. Многие растения, в разных условиях обитания оказываются различными по ряду морфологических и анатомических признаков.

В процессе эволюции у растений, приспособившихся к сходным условиям, появились общие черты внешнего облика, ритма роста, анатомической структуры. Однотипность реакций растений на тот или иной экологический фактор позволяет объединить их в экологические группы.

Каждая экологическая группа может включать растения разных жизненных форм. С другой стороны, растения одной и той же жизненной формы могут относится к разным экологическим группам.

Биоиндикационные методы

Сильнейшее воздействие на фитоценозы оказывают загрязняющие вещества, такие, как диоксид серы, оксид азота, углеводороды и другие. Среди них наиболее типичным является диоксид серы, образующийся при сгорании серосодержащего топлива (работа предприятий теплоэнергетики, котельных, отопительных печей населения, a также транспорта, особенно дизельного).

Устойчивость растений к диоксиду серы различна. Незначительное наличие диоксида серы хорошо диагностируется лишайниками - сначала исчезают кустистые, потом листовые и, наконец, накипные формы.

Из высших растений повышенную чувствительность к SO 2 имеют хвойные. Для ряда растений установлены границы жизнедеятельности и предельно допустимые концентрации диоксида серы в воздухе. Величины ПДК: для тимофеевки Луговой, сирени обыкновенной - 0,2мг/куб.м.; барбариса 0,5мг/куб.м.

Необходимо также учитывать, что происходит постепенное накопление диоксидов серы, а также их взаимодействие с другими загрязнителями, что усиливает негативное воздействие. Чувствительны к содержанию в воздухе других загрязнений (например, хлороводорода, фтороводорода) такие растения, как пшеница, пихта, земляника садовая, береза бородавчатая.

Стойкими к содержанию фтороводорода в воздухе являются хлопчатник, одуванчик, картофель, роза, табак, томаты, виноград, а к хлороводороду - крестоцветные, зонтичные, тыквенные, гераневые, гвоздичные, вересковые, сложноцветные. Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительными к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обуславливает выбор сосны, как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за «эталон биодиагностики». Информативными по техногенному загрязнению является морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои. При хроническом загрязнении лесов диоксидом серы наблюдается повреждение и преждевременное опадание хвои.

В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязненной атмосфере появляются повреждения, и снижается продолжительность жизни хвои сосны.

Под действием загрязнителей происходит подавление репродуктивности сосны. Число шишек на дереве снижается, уменьшается число нормально развитых семян в шишках, заметно изменяются размеры женских шишек (до 15-20%). Биоиндикатором загрязненности атмосферы может служить ежегодный прирост деревьев по высоте, который на загрязненных участках может быть на 20-60% ниже, чем на контрольных. Информативной по техногенному загрязнению является продолжительность жизни хвои (1 до 5 и более лет).

Биоиндикация - это оценка состояния окружающей среды по реакции живых организмов (растения, животные). Сущность биоиндикации заключается в том, что определенные факторы среды создают возможность существования того или иного вида. Виды, которые позволяют выявить специфические особенности среды, называют индикаторами. Биоиндикация дает возможность судить об изменениях состояния среды и прогнозировать направление этих изменений. При изучении степени загрязнения окружающей среды важна реакция организмов на загрязнители. Систему наблюдений за этой реакцией называют биологическим мониторингом. Хвойные растения очень чувствительны к загрязнению среды. Они особенно сильно страдают от сернистого газа. Продолжительность жизни хвои у сосны составляет 3-4 года. За это время она накапливает такое количество сернистого газа, которое может существенно превысить пороговые значения.

Под влиянием сернистого газа у сосны происходят следующие изменения:

Уменьшается продолжительности жизни хвои;

Отмирают побеги; - уменьшается ширина годичных колец;

Редеет крона;

Появляются омертвления тканей (некрозы).

Остановимся на этих признаках.

Листопад (опадение хвои) у сосны происходит осенью. Зеленые хвоинки располагаются на прошлогодних побегах и этого года, а желтые на более старых, которым уже более 3 лет. Также у сосны редеет крона, появляется много сухих веток, покрытых редкой короткой хвоей. Сернистый газ поглощается растением через устьица, растворяется в жидкой фазе клеток (цитоплазме) и вызывает отравление живых тканей (Схема №1).

Скорость поступления фитотоксиканта (природное или химические вещество, поражающее растительность) сильно зависит от влажности воздуха и насыщенности листьев водой. Увлажненные хвоинки поглощают сернистый газ в несколько раз больше, чем сухие. Растение интенсивно накапливает в тканях серу. Молодые хвоинки активнее поглощают сернистый газ, чем старые. Поэтому возраст сосновой хвои указывает на степень загрязнения. При концентрации сернистого газа 1:1000000 хвоя сосны опадает. Фотосинтез полностью прекращается. Появление омертвления тканей (некрозов) чаще проявляется на хвоинках сосны под влиянием загрязняющих веществ. Различают следующие виды некрозов:

краевой некроз (по краям хвоинки);

серединный некроз (середина хвоинки);

точечный некроз - отмирание тканей листа в виде пятен, рассыпанных по всей поверхности хвоинки.

Изреживание кроны происходит в результате обезлиственности или обесхвоенности (дефолиации), когда воздействие загрязняющих веществ (в том числе и сернистый газ) приводит к разрушению верхней части дерева.

Существует удобный способ определения возраста хвои с помощью мутовок.

Часто задают вопрос: «Почему для оценки качества среды приходится использовать живые объекты, когда это проще делать физико-химическими методами? Есть три случая, когда биоиндикация (определение биологически значимых нагрузок на основе реакций на них живых организмов и их сообществ) незаменима:

1. Фактор не может быть измерен.

2. Фактор трудно измерить.

3. Фактор легко измерить, но трудно интерпретировать, т.е. разъяснить, растолковать.

С точки зрения охраны природы, важнее получить ответ на вопрос, к каким последствиям приведет та или иная концентрация загрязнителя в среде. Эту задачу и решает биоиндикация, позволяя оценить биологические последствия антропогенного изменения среды. Актуальность биоиндикации обусловлена также скоростью, простотой и дешевизной определения качества среды.

Биоиндикаторы - это биологические объекты, используемые для оценки состояния среды .

Типы биоиндикаторов:

1. Чувствительный. Быстро реагирует значительным отклонением показателей от нормы.

2. Аккумулятивный. Накапливает воздействия без проявляющихся нарушений. Биоиндикаторы описывают с помощью двух характеристик: специфичность и чувствительность.

При низкой специфичности биоиндикатор реагирует на разные факторы, при высокой специфичности только на один.

При низкой чувствительности биоиндикатор отвечает только на сильные отклонения фактора от нормы, при высокой чувствительности отвечает на незначительные отклонения.

Чувствительность населения к действию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности и т.д. Лица пожилого возраста, дети, больные, страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являются более уязвимыми.

Общая схема реакции организма на воздействие загрязнителей ОС по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) имеет следующий вид (Приложение 1):

(1) - смертность;

(2) - заболеваемость;

Проблема состава атмосферного воздуха и его загрязнения от выбросов автотранспорта становится все более актуальной.

Среди факторов прямого действия (все, кроме загрязнения окружающей среды) загрязнение воздуха занимает, безусловно, первое место, поскольку воздух - продукт непрерывного потребления организма.

Одним чрезвычайно вредным компонентом автомобильных выхлопов является свинец. Этотэлемент наиболее токсичен. Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 200 тысяч тонн свинца.

Оксиды свинца накапливаются в организме человека, попадая в него через животную и растительную пищу. Свинец и его соединения относятся к классу высокотоксичных веществ, способных причинить ощутимый вред здоровью человека. Свинец влияет на нервную систему, что приводит к снижению интеллекта, а также вызывает изменения физической активности, координации, слуха, воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя к заболеваниям сердца. Свинцовое отравление (сатурнизм) занимает первое место среди профессиональных интоксикаций .

Глава 2 . Опытно-экспериментальная работа

В настоящее время установлено, что на атмосферное загрязнение воздуха более остро реагируют хвойные породы, по сравнению с лиственными. Повышенная чувствительность хвойных связана с длительным сроком жизни хвои и поглощением газов, а также со снижением массы хвои. При частых или постоянных воздействиях в тканях хвойных растений постепенно накапливаются токсичные соединения, что приводит к отмиранию хвои. В нормальных условиях хвоя сосны опадает через 3-4 года, вблизи источников атмосферного загрязнения - значительно раньше (через 1-2 года).

Источников антропогенного характера, вызывающих загрязнение атмосферы, а также нарушение экологического равновесия в биосфере, - множество. Однако самым значительным из них является автотранспорт.

Сосновые леса наиболее чувствительны к загрязнению воздуха, особенно к выхлопным газам автомобилей, а также выбросам веществ в воздух предприятиями и АЗС. В связи с этим перед нами стояла задача: оценить степень загрязнения воздуха на четырех участках, различных по степени загруженности автотранспортом и расположению к предприятиям города.

Методика проведения исследования подразделялась на 3 этапа:

1 этап - определение участков проведения работы,

2 этап - определение состояния хвои сосны, обработка данных,

3 этап - определение продолжительности жизни хвои сосны, обработка данных.

1 этап. Определили участки проведения работы.

Было выбрано 4 участка вблизи автодорог, которые находились в зонах, контрастных по уровню атмосферного загрязнения:

«КБ им. В.П.Макеева» (Приложение 2).

(Приложение 3)

Участок №3 - п. Тургояк, дорога в лагерь «Космос» в лесной зоне (250 м. от дороги в глубь леса) (Приложение 4)

(Приложение 5)

этап. Методика исследования «Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы»

Цель: Используя метод визуальной и количественной оценки, определить состояние хвои сосны обыкновенной (Рinussilvestris) для оценки загрязненности атмосферы.

Оборудование: хвоя сосны, цифровой микроскоп, калькулятор, компьютер.

В незагрязненных лесах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и небольшие темные точки, рассеянные по хвоинкам. В загрязненной атмосфере появляются повреждения и снижается продолжительность жизни хвоинок.

Для определения степени чистоты атмосферы с нескольких боковых побегов в средней части кроны с 10-15 деревьев берут 200-300 хвоинок второго-третьего года жизни. Собранные хвоинки делят по признакам повреждения: неповрежденные, с пятнами, спризнаками усыхания, и подсчитывают количество хвоинок в каждой группе и по каждому исследуемому участку. Данные исследования заносят в таблицу. Делается вывод о степени загрязнения атмосферы.

Если сосновые иголки без пятен, воздух считается идеально чистым; если хвоинки с редкими мелкими пятнами, воздух чистый. Если имеются хвоинки с частыми мелкими пятнами, можно говорить о загрязненном воздухе, а при наличии черных и желтых пятен - об опасно грязном воздухе .

3 этап.Определили состояние хвои сосны.

Выявили степень повреждения хвои

С ветвей 4 деревьев отобрали побеги одинаковой длины. С них собрали всю хвою и визуально проанализировали её состояние. Степень повреждения хвои определяли по изменению окраски, в том числе наличию хлоротичных пятен, некротических точек, некрозов (Приложение 6).

Рис.1. Класс повреждения и усыхания хвои

Класс повреждения хвои:

1 - хвоинки без пятен,

2 - хвоинки с небольшим числом пятен,

3 - хвоинки с большим числом чёрных и жёлтых пятен, некоторые из них крупные, во всю ширину хвоинки.

Класс усыхания хвои:

1 - нет сухих участков,

2 - усох кончик 2-5 мм,

3 - усохла треть хвоинки,

4 - вся хвоинка жёлтая или более половины её длины сухая.

Результаты подсчетов занесены в таблицу.

Наглядно повреждения и усыхания хвои представлены в приложениях 7-10.

Исходя из полученных данных, мы можем сделать вывод о том, что степень повреждения и усыхания хвои сосны обыкновенной на участках №4 (Федеральная трасса М5) и №2 (Объездная дорога в промышленной зоне г.Миасса) больше, чем на участке №1 (Тургоякское шоссе), а значит и степень загрязнения атмосферного воздуха в данной зоне ниже.Причины загрязнения вероятно связаны с тем, что возле участка №4 находится АБЗ(асфальтово - бетонный завод) Миасского ДРСУ, АЗС «САЛАВАТ» и стоянка большегрузов «Пекинка», вблизи участка №2 - предприятие «Кедр», 2 АЗС, ЗАО «Техсервис».

Участки №1 и №3 являются чистыми, в связи с тем, что вблизи отсутствуют предприятия, в лесном массиве нет большого потока автомобилей.

Самые запыленные, грязные ветки и хвоя сосны на участках № 1и №4 (Приложение 11), сосна с участка № 2 заражена яйцами тли (Приложение 12).

В результате исследования мы выяснили, что деревья с поврежденной хвоей сосны расположены вблизи автомагистрали, а с менее поврежденная хвоя у сосны - дальше от дороги. Хвоя сосны обыкновенной обладает большой аккумулирующей способностью. При накоплении токсичных веществ наблюдаются морфологические изменения, которые являются показателями загрязненности атмосферы. Там, где воздух сильно загрязнен, на хвое сосны появляются повреждения и снижается продолжительность жизни дерева. Если количество автотранспорта увеличится, то это приведет к нежелательным последствиям - такое растение как сосна не сможет существовать в условиях загрязнения. Для сохранения лесов необходимо принимать меры по их охране, в том числе переходить на экологически чистое топливо.

Заключение

Источников антропогенного характера, вызывающих загрязнение атмосферы, а также нарушения экологического равновесия в биосфере, множество. Однако самыми значительными из них являются два: транспорт и промышленность.Сосновые леса наиболее чувствительны к загрязнению воздуха.

Работа по данному исследованию позволяет развить экологическое мышление учащихся, сформировать навыки работы с компьютером, использовать ресурсы сети Интернет.

Задачи были решены, цель достигнута. Гипотеза подтвердилась.

Данный проект можно использовать на уроках биологии как наглядный и познавательный материал.

Коль суждено дышать нам воздухом одним,

Давайте же мы все на век объединимся,

Давайте наши души сохраним,

Тогда мы на Земле и сами сохранимся.

Н.Старшинов

Список использованных источников и литературы

Алексеев, В.А. 300 вопросов и ответов по экологии [Текст]/ Ярославль:Академия развития, 1998

Арнольд, О. Экология: нетрадиционный взгляд на проблему [Электронный ресурс] / О. Арнольд // - Биология. - 2015. - №10 - http://bio.1september.ru/topic.php?TopicID=5&Page=1

Боднарук, М.М. Биология: дополнительные материалы к урокам и внеклассным мероприятиям по биологии и экологии 10-11 класс [Текст] / Волгоград: Учитель, 2008

ЗлыгостевАлексей. Слой атмосферы [Электронный ресурс]/ http://dendrology.ru/books/item/f00/s00/z0000041/st012.shtml

Зорина, Т.Г. Школьникам о лесе [Текст] / М.: Лесная промышленность, 1987

Криксунов, Е.А., Пасечник, В.В., Сидорин, А.П. Экология: 9 класс: Учебник для общеобразоватльных учебных заведений [Текст]/ М.: Дрофа, 1995

Трасс, Х.Х. Биоиндикация состояния атмосферной среды городов. Экологические аспекты городских систем [Текст] / Минск: Наука и техника, 1984

Шуберг Р. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем [Текст] - М., 1988

Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие [Текст] / автор-состав. Т.Я.Ашихмина, - Киров: ООО «Типография «Старая Вятка», 2012

Энциклопедия для детей. Том 17. Биология [Текст]/ М.: Аванта+, 2000

Приложение 1

Реакция организма на воздействие загрязнителей воздуха

(1) - смертность;

(2) - заболеваемость;

(3) - физиологические признаки заболевания;

(4) - сдвиги жизнедеятельности организма неизвестного назначения;

(5) - накопление загрязнений в органах и тканях.

Приложение 2

Участок №1 -Тургоякское шоссе в 50 метрах от поворота на ГРЦ «КБ им. В.П.Макеева»

Приложение 3

Участок №2 - в черте г.Миасса объездная дорога в районе предприятий «Кедр» и ЗАО «Техсервис» между двух АЗС

Приложение 4

Участок №3 - п. Тургояк, дорога в лагерь «Космос» в лесной зоне (250 м от дороги в глубь леса)

Приложение 5

Участок №4 - федеральная трасса М5, район «Пекинка» в 2,5 км от южной части г. Миасса

Приложение 6

Отсчитывание нужного количества хвоинок

Приложение 7

Участок №1 -Тургоякское шоссе в 50 метрах от поворота на ГРЦ

«КБ им. В.П.Макеева»

Приложение 8

Участок №2 - в черте г.Миасса объездная дорога в районе предприятий «Кедр» и ЗАО «Техсервис» между двух АЗС

Повреждение хвои 1 класса (без пятен)

Повреждение хвои 2 класса (с небольшим числом пятен)

Повреждение хвои 3 класса (с большим числом черных и желтых пятен)

Приложение 9

Участок №3 - п. Тургояк, дорога в лагерь «Космос» в лесной зоне (250 м. от дороги в глубь леса)

Повреждение хвои 1 класса (без пятен)

Повреждение хвои 2 класса (с небольшим числом пятен)

Повреждение хвои 3 класса (с большим числом черных и желтых пятен)

Приложение 10

Участок №4 - федеральная трасса М5, район «Пекинка» в 2,5 км от южной части г. Миасса

Повреждение хвои 1 класса (без пятен)

Повреждение хвои 2 класса (с небольшим числом пятен)

Повреждение хвои 3 класса (с большим числом черных и желтых пятен)

Приложение 11

Участок №1 -Тургоякское шоссе в 50 метрах от поворота на ГРЦ

«КБ им. В.П.Макеева»

Участок №4 - федеральная трасса М5, район «Пекинка» в 2,5 км от южной части г. Миасса

Приложение 12

Участок №2 - в черте г.Миасса объездная дорога в районе предприятий «Кедр» и ЗАО «Техсервис» между двух АЗС

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Дом детского творчества» муниципального района Учалинский район Республики Башкортостан

Учебно – исследовательская работа на тему: «Болезни древесных пород и оценка экологического состояния леса»

Выполнила: воспитанник детского объединения: «В мире дикой природы» Шихова Ксения Андреевна, 6 класс.

Руководитель педагог: МБОУ ДОД ДДТ Закирова Зугра Гирфановна.

Учалы 2014

Введение. 1 стр.

Обзор литературы:

а) классификация болезней. 2 стр

б) характеристика основных типов болезней. 3 стр

в) Болезни, связанные с химическими воздействиями. 4 стр

г) Влияние сернистого газа на деревья. 5 стр

Оценка экологического состояния леса 6 стр

Методика и результаты исследований 7 – 9 стр

Список литературы 11 стр

Приложение.

Введение

Мы, юннаты дома детского творчества, систематически ходим на экскурсии в близлежащие леса города Учалы. На своём пути мы часто встречаемся с различными патологиями деревьев. Это различные механические повреждения, ожоги коры, образования в виде плодовых тел грибов, увядания и засыхания хвои и листьев. Так же мы сталкиваемся с явлениями небрежного отношением человека к природе. Лес засорен бытовым мусором: консервными банками, бутылками, полиэтиленовыми пакетами и т. д. На стволе деревьев многочисленные надрезы, нанесённые человеком острыми предметами, следы ожогов. Такое состояние леса не может нас оставить равнодушными. Оценив ситуацию, мы решили провести обследование, установить причины и характер болезней деревьев и дать объективную оценку экологического состояния леса и выработать рекомендации по его улучшению.

Цель: Изучить характер болезней и виды повреждений древесных пород растений, дать оценку экологическому состоянию леса.

Задачи:

Определить объект исследования.

Разработать методы исследования.

Провести качественный и количественный учет заражённых болезнями, а так же повреждённых механически деревьев.

Установить причины, приводящие к патологическим изменениям деревьев.

Классификация болезней

Все болезни растений в зависимости от причины их возникновения и хода развития патологического процесса разделяют на инфекционные и неинфекционные.

Инфекционные болезни возникают в результате поражения растений чуждыми им патогенными организмами. В зависимости от возбудителя инфекционные болезни разделяются на следующие группы: грибные, бактериальные, вирусные и таллофитозы, вызываемые лишайниками.

Неинфекционные болезни возникают в результате неблагоприятных воздействий различных абиотических факторов: температура, влажность, воздействия ядовитых веществ. Неинфекционные болезни делятся на следующие основные группы: болезни, вызываемые несоответствующими условиями роста; болезни, вызываемые неблагоприятными воздействиями метеорологических явлений, высокой или низкой температуры и т. д; болезни, вызываемые механическими воздействиями; болезни, вызываемые вредными примесями в воздухе.

Болезнь растения сопровождается биохимическими, физиологическими и анатомическими изменениями. В результате поражения растений болезнями различного происхождения у больных растений возникают всевозможные патологические изменения: пожелтения хвои и листьев, побурение, засыхание ветвей, мозаика листьев, ведьмины метлы, опухоли, раковые язвы, гнили.

Характеристика основных типов болезней

Пожелтение хвои и листьев. Характеризуется изменением нормального зелёного цвета на жёлтый с зеленоватым оттенком различной интенсивности. Заболевание наблюдается при остром недостатке света, железа и при других нарушениям питания. При лечении или изменении условий роста и питания зеленый цвет листьев и хвои восстанавливается.

Побурение хвои и листьев . Характеризуется изменением зелёного цвета на бурый, красновато-бурый и другие оттенки.

Засыхание ветвей . Может быть следствием инфекционных и неинфекционных болезней, а так же результатом повреждений непосредственно ветвей, а так же в результате гниль корней.

Ведьмины метлы . Характеризуется скученностью побегов, в результате чего возникают шаровидные или яйцевидные образования состоящие их укороченных побегов, внешне напоминающие метлы. Вызываются грибами, вирусами, механическими повреждениями.

Опухоли . Характеризуется местным утолщением ветвей и корней. По форме опухолей их называют: полушаровидные – наростами, наплывами; шаровидные – вздутиями, шишками и утолщениями.

Раковые язвы. Характеризуются образованием незаживающих ран, окружённых наплывами. Причины вызывающие образования раковых язв различны: инфекционные поражения и постоянные повреждения морозом.

Гниль . При заболевании разрушаются и размягчаются отдельные участки и органы растений. Вызываются грибами и бактериями.

Болезни, связанные с химическими воздействиями

Эти болезни деревьев наблюдаются в случаях, когда находящийся в контакте с растением воздух, почва, жидкость или материалы содержат ядовитые соединения, вызывающие отравление. Если отравление приводит к очень быстрому отмиранию дерева, то его можно отнести к повреждению ядовитыми веществами, но в тех случаях, когда растения длительное время испытывают отравляющие действия этих веществ и не отмирает, возникает патологический процесс, который может закончиться в один случаях выздоровлением растения, в других отмиранием его.

Отравление через воздух. Эти случаи включают отравление дымом ядовитыми газами различными испарениями. Дым в зависимости от состава и не полного сгорания топлива содержит различные ядовитые газообразные продукты (углекислота, окись углерода, серный и сернистый ангидриды, соляная кислота) Все эти ядовитые составы и вещества вызывают неинфекционные заболевания растения как в острой так и в хронической формах. В первом случаи у растения повреждаются отдельные части особенно листья и хвоя, на которых образуются некрозные пятна. Во втором случае жизненные функции деревьев нарушаются постепенно. Газ проникает через устьица и вызывает уменьшение энергии ассимиляции, повреждённые клетки отмирают признаком острого заболевания хвойных пород, повреждённых газами, является винно-красная окраска хвои у вершинок или всей хвои и опадение в дальнейшем. У лиственных пород на листьях появляются красно-бурые пятна, расположенные между жилками. При длительном действии фабричного дыма у деревьев уменьшается прирост, отмирают вершины и ветви. Рассматриваемые ядовитые вещества могут попадать в почву и отравлять корни. Так сернистый газ быстро окисляется во влажном воздухе и доходит до почвы в виде серной кислоты.

Влияние сернистого газа на деревья

Так как, на территории нашего города находится УГОК, в промышленных выбросах которого может содержаться сернистый газ, мы решили изучить его влияние на лес.

Лес и сернистый газ . Сернистый газ (SO2) попадает в атмосферу при сгорании веществ, содержащих серу. Он образуется, в частности, при выплавке меди (когда сырьем служит медный колчедан), при сжигании каменного угля, нефти, имеющих примесь серы (в нефти, например, эта примесь может достигать 4% и более). Подсчитано, что в воздушную оболочку нашей планеты ежегодно попадает более 130 млн. т этого вредного вещества. Практически весь сернистый газ выделяется в результате производственной деятельности человека. Это вещество почти исключительно антропогенного происхождения, так сказать спутник цивилизации. В природе, не затронутой человеком, нет таких процессов, которые приводили бы к выделению больших количеств сернистого газа. Немного его попадает в атмосферу только при извержениях вулканов. А извержения, как известно, бывают достаточно редко.

Сернистый газ - вещество необычайно ядовитое для растений. Его вредное действие проявляется при ничтожно малом содержании в воздухе - 1:1 000 000 и даже менее. Именно при такой концентрации уже отмечаются значительные повреждения растений.

Особенно губителен сернистый газ для наших вечнозеленых хвойных деревьев, прежде всего сосны. Огромные массивы сосновых лесов в зоне интенсивного действия промышленного дыма страдают от отравления этим веществом. Признаки поражения деревьев хорошо заметны. Такие деревья резко отличаются по внешнему виду от здоровых. Кроны их сильно изрежены, хвои мало, часть крупных сучьев засохла. Иногда засыхает и вершина. Поражение сернистым газом сказывается также на длине хвоинок: они становятся значительно короче. Отравленные деревья, в конце концов, полностью засыхают, погибают.

Лиственные деревья гораздо более устойчивы к сернистому газу. Они не погибают так быстро, как сосна, но все же более или менее сильно страдают. Листья их покрываются пятнами газовых ожогов. Пораженные участки листа со временем отмирают, вываливаются, и листовая пластинка оказывается продырявленной. Тем не менее, лист не погибает, если только площадь «дыр» не слишком велика (не более 10-20%)

Оценка экологического состояния леса

Лес находится в очень запущенном состоянии. Он завален старыми и гнилыми деревьями, засорён бытовыми отходами. В результате часто возникающих пожаров огромное количество деревьев полностью уничтожено, на их месте остались обгоревшие пни. Кора на стволе деревьев обожжена. Деревья так же подвергнуты механическим повреждениям. Это привело к обнажению древесины. Результаты исследований показали, что огромная часть деревьев поражена различными видами инфекционных болезней. Нами были выявлены следующие виды болезней: опухоли, раковые язвы, 4 вида грибов, пожелтение листьев и хвои, ведьмины метлы.

Кроны хвойных деревьев сильно изрежены, хвои мало, часть крупных сучьев засохла. Всё это свидетельствует об отравлении их сернистым газом.

Результаты исследования леса: больных 31%, здоровых 49%, поврежденных 20%.

Методика и результаты исследований

Объект исследования – смешанный лес, расположенный на восточном склоне гор Таштбиик и Олатау. Нами произвольно были выбранные три участка с равным количеством деревьев (50 шт.). Провели визуальное обследование каждого дерева на отдельно взятых участках. Осмотр проводился тщательнейшим образом, обследовали кору деревьев на наличие механических повреждений, плодовых тел грибов, состояние листьев и хвои. Повреждения и патологии были сфотографированы. Был проведён количественный учет больных и здоровых деревьев, с помощью определителя установлены виды болезней и характер повреждений, в дальнейшем результаты исследований занесены в таблицу и составлена круговая диаграмма, отражающая экологическое состояние леса.

Исследуемые

участки

Виды болезней

Механиче-

ские

п-я

поражения

опухоли

Раковые

язвы

Плодовые тела грибов

Ведьмины метлы

Смоло-

течение

Пожелтение

хвои и листьев

1 участок

(берёзы)

1

Лес испытывает сильнейший стресс из-за различных экологических проблем, связанных с влиянием человека.

Большой урон нашим лесам наносят пожары, механические повреждения, выбросы промышленных предприятий.

Исследования показали, что большая часть деревьев на обследованном участке поражена болезнями и подвержена механическим повреждениям.

В связи с этим мы предлагаем проводить среди населения пропагандистскую работу по повышению уровня культуры поведения в лесу, распространение идей о важности бережного отношения к природе родного края.

Проводить периодические фитопатологические обследования деревьев.

Разработать и проводить конкретные меры по лечению больных деревьев.

Ежегодно проводить санитарные рубки.

Литература

1. Гойман Э.С. Инфекционные болезни растений. – М.: Иностранная литература, 1988.

2. Журавлев И.И. Лесная фитология. - М.: Лесная промышленность, 1990.

3. Болезни лесных деревьев и кустарников./ Журавлев И.И., Крангауз И.И., Яковлев Р.А. – М.: Лесная промышленность, 1974.

4. Словарь-справочник фитопатолога. – Л.: Колос, 1995.

5. Интернет-ресурсы.

Древесина сосны обладает средней плотностьюи довольно высокой прочностью. Она стойка к гниению и поражению грибком. В производстве мебели эта древесина особо ценна в результате малого количества сучков и незначительного изменения диаметра по длине ствола. Древесина сосны обладает высокой прочностью, что дает возможность использовать ее для возведения разнообразных конструкций.

Сосновая доска является наиболее распространенным строительным материалом. Не только, благодаря большим площадям лесов, но и в результате своих отличных качеств. Этот материал используется как в строительстве домов, так и для сооружения кораблей.

Сосновый брус - это очень популярный на сегодняшний день пиломатериал. Он характеризуется достаточно привлекательным внешним видом. Он обладает отличными тепло- и звукоизолирующими свойствами, а также довольно высокой прочностью, но при этом малым весом.

Ассортимент производимой из сосны мебели достаточно широк: комплекты для прихожей, спальные и кухонные гарнитуры, столы со стульями, офисная мебель. И это неудивительно, потому что мебель из сосновой древесины отличается красотой, практичностью и долговечностью.

Могучие, высокие и стройные сосны являлись отличной базой для постройки мощных судов, которыми известна Россия. Отсюда и название - корабельная сосна. Сосновые леса в старину называли «корабельными рощами», а сами суда - «плавучими соснами». В корабельных рощах сосны вырастают до 40 м и практически до 50 см в диаметре. В прошлом корабельные мастера интенсивно применяли сосновую смолу для пропитки канатов, парусов, осмолки пазов на кораблях и лодках.

Области применения сосны

Сосна обладает наиболее активным смоляным аппаратом среди хвойных таежной зоны. Поэтому она широко используется для прижизненного получения древесной смолы - живицы - путем подсочки.

В последние десятилетия расширяется получение пневого осмола, то есть канифоли и экстракционного скипидара (несколько отличающегося по составу от скипидара живичного), из оставшихся на вырубках сосновых пней.

Сосна служит основным объектом лесозаготовительной, деревообрабатывающей промышленности, поскольку сосновая древесина широко используется в строительстве, мебельном, тарном и многих других производствах, в лесохимии для гидролиза и получения целлюлозы.

Сосна выделяет в воздух много смолистых веществ, что делает ее одной из наиболее активных фитонцидных пород наших лесов.

Применение древесины сосны очень разнообразно. Она использует-ся в строительстве в качестве конст-рукционных и отделочных материалов, машиностроении, мебельном произ-водстве, железнодорожном транспор-те, тарном производстве, для крепле-ния горных выработок и др. Широко используется как сырье для химиче-ской переработки с целью получения целлюлозы, кормовых дрожжей. Из сосны добывают живицу, хвою сосны используют для получения биологиче-ски активных веществ.

Породы и виды сосны

Полезные таблицы

Содержание различных элементов в древесине хвойных пород

Нормативная сопротивляемость чистой древесины сосны и ели

Технические характеристики сосны

Данные при 12% влажности; 1 МПа = 1 Н/мм2

В России насчитывается свыше 50 различных пород сосен, часть из которых культивируется особым образом. Не все виды пригодны для строительной сферы, наибольшей популярностью пользуются следующие сорта: сосна обыкновенная, гибкая, болотная, корейская и смолистая.

Качество бруска напрямую зависит от особенностей той местности, в которой вырастает дерево. В землях северной полосы естественным образом созданы наилучшие условия для произрастания деловых деревьев, которые по физико-механическим параметрам лучше всего подходят для применения в строительной сфере. Это ангарская сосна, карельская и архангельская.

Основная причина такой особенности северных земель заключается в климатических условиях: долгая морозная зима, быстротечное и сухое лето. Из-за этого создается интересный эффект: годовые кольца имеют между собой сверхмалое расстояние (меньше 2 мм). Расстояние у сосны, которая произрастает в природных условиях средней полосы, в несколько раз больше (достигает 10 мм).

Влажный теплый климат способствует увеличению межкольцевого расстояния, что приводит к рыхлости древесины в целом: прочность и теплоемкость у такого бруса будут ниже, чем у породы с небольшим расстоянием между годовыми кольцами, а процент усадки – выше. Склонность к растрескиванию у деревьев из средней полосы более высокая, чем у более северных пород.

Архангельская сосна усаживается на 3-4%, кировская и вологодская – на 4-6%, костромская – на 6-7%. Сосны из тверской, ярославской и смоленской областей могут потерять до 10% объема в процессе усадки. Следовательно, в процессе выбора сырья для постройки нужно принимать во внимание географические особенности.

От места произрастания зависит и цвет ядра. На сухой почве растет дерево с ядром красноватого оттенка и мелкослойной древесиной повышенной плотности. Такую сосну называют кондовой, ее ценность в области строительства очень велика. Деревья с желтоватым ядром и менее плотной древесиной с крупными слоями растут на почвах повышенной плодородности. Это мяндовые сосны, они уступают кондовым по целому ряду механических свойств и в целом имеют меньшую ценность.

Стройматериал, получаемый из сосен, обладает средней плотностью и высоким уровнем устойчивости к гниению и грибковым поражениям. Материал довольно прочен, легко поддается обработке. В строительной сфере имеет высокую ценность благодаря относительно небольшому количеству сучков и незначительному изменению диаметра по всей длине.

Слои годичных колец у сосновых пород четко заметны на срезах под любым углом, граница между древесиной ранней и поздней выражена ярко, сердцевинные лучи не наблюдаются. Наружный древесный слой широкий, его цвет варьируется от желтого до розоватого. Смоляные ходы сосредоточены в основном в поздней древесине.

Сосновый брус имеет несколько названий на строительном рынке, многие из них ассоциируют с самим деревом. Например, сосна обыкновенная, лесная, песчаная, белая. В Германии под названием «северная сосна» объединены деревья, которые происходят из Скандинавских стран и России.

Сосновые деревья растут в постоянной конкуренции за солнечные лучи, они отличаются большой высотой и ровными стволами. В нормальных условиях высота достигает до 48 м, примерно половина дерева не имеет сучьев (около 20 метров). Местность произрастания, климатические и экологические условия влияют на то, какой формы вырастет дерево. Ствол сосны бывает как стройным, так и кривым, сучковатым. Иногда можно наблюдать «косой» узор среза. Диаметр соснового ствола достигает 1 м, но чаще составляет от 40 до 60 см. Сосновые породы не требуют особых условий для роста и годовой прирост может быть до 7,8 м2. Наивысшее качество бруска имеют деревья в возрасте от 160 лет; средний возраст для рубки – 100-120 лет.

Сосновое ядро на вид легко отличить от наружного слоя (в отличие от ели, пихты). Наружные слои (от 2 до 20 см) светлые, с желтоватым или светло-красным оттенком. Пока срез свежий, ядро красновато-желтое, с течением времени этот цвет трансформируется в красно-коричневый. Визуально четко различимы годичные кольца, их размер находится в сильной зависимости от того, какие климатические условия сопровождали рост дерева. Так, средняя ширина годичных колец составляет 3 мм при общем разбросе от 1 до 10 мм. Поздняя древесина имеет более темный цвет. Визуально заметны смоляные каналы.

После атмосферной сушки в сосновом пиломатериале остается 12-15% влаги, показатель средней плотности при этом составляет 520 кг/м3, что делает породу одной из наиболее тяжелых среди хвойных. Происхождение дерева оказывает большое влияние на механические свойства бруса, поэтому разброс показателей широк. Если сосна произрастает на хорошо увлажненной почве, ширина годичных колец довольно велика, а процент поздней древесины невелик. Увеличивается плотность материала, а механические качества переходят на более низкий уровень.

Средние показатели породы свидетельствуют о том, что сосна более пригодна для использования в строительстве, чем ель. В пользу сосны говорит и относительно низкая склонность к деформации, а также хорошая вязкость.

Применение

Сосна великолепно удерживает крепежный материал (шурупы, гвозди), легко поддается обработке фрезером, фуганком и рубанком, хорошо склеивается. Обработка морилкой и краской проста и удобна, несмотря на то, что сосновый материал содержит довольно большое количество смолы.

Формы, в которых сосна поступает на потребительский рынок: кругляк, пиломатериал, шпон. Из сосновой доски делают фанеру, древесно-стружечную плиту. Хвойные породы деревьев, в том числе сосна, служат сырьем для бумажно-целлюлозных комбинатов. Интересный факт: в Германии невозможно себе представить изготовление бумаги без участия сосновых деревьев, так как производство налажено через сульфитный процесс (из экологических соображений). Из сосновых получаются бумажные материалы высокого качества, так как волокна древесины относительно длинные, если сравнивать с брусом лиственных пород, и поэтому легче поддаются перекручиванию.

Сосна широко распространена как материал для стройки и создания разнообразных конструкций, например, каркасов стен и крыш, а также для внутренней и внешней отделки. Из нее делают перила и лестницы, обшивку внутренних стен помещения, опорные балки для стен, окон и дверей, потолков, ворот. Пропитанная специальным составом против гниения доска используется для внешней отделки фасадов и для покрытия террас, в садово-ландшафтном дизайне и в производстве детских игрушек. Из импрегнированной древесины делают шпалы, мачты, сваи (в том числе для постройки плотин и портов).

В мебельном производстве сосновый материал занимает особое место, он используется не только в виде цельной древесины, но и в видоизмененном состоянии (древесно-стружечная плита). Из соснового бруса изготавливают простые предметы мебели, а шпон идет на дизайнерские элементы отделки. Также из сосны производят древесную вату, ящики и бочки, контейнеры и разного вида емкости.

Сосновые дрова ценятся весьма высоко благодаря теплоте сгорания 4,4 кВт?ч/кг (1700 кВт?ч/м?). В этом качестве сосновый материал используется в качестве дров для бытовых отопительных печей. Кроме того, из сосновых опилок делают брикеты и капсулы для специальных систем. Остатки стружки, которые в больших количествах образуются на лесопильном производстве, пользуются большим спросом на способных к работе с биологическими отходами электростанциях.

Посетители, просмотревшие эту статью, также заинтересовались следующими: