Повреждение и усыхание хвои сосны

Обновлено: 18.09.2024

Сосна обыкновенная (лат. Pínus sylvéstris) — растение относится к классу Хвойных, семейству Сосновых. В естественных условиях распространённый вид сосны, произрастающий в Республике Беларусь. В условиях города используется в качестве биоиндикатора для оценки состояния загрязнения атмосферного воздуха.

В условиях города формируется комплекс неблагоприятных условий, влияющих на отдельные виды и сообщества растений. Наиболее чувствительны к загрязнению окружающей среды хвойные растения, которые в первую очередь реагируют на загрязнение атмосферного воздуха, что проявляется в изменении их морфологических признаков. Характерными признаками негативного воздействия окружающей среды и особенно газового состава атмосферы служат появление разного рода повреждений и уменьшение длины хвои, побегов текущего года и прошлых лет, их толщины, размера шишек, сокращение величины и числа заложенных почек. В загрязнённой зоне хвоинки располагаются ближе из — за замедленного роста побегов, наблюдается утолщение самой хвои, уменьшается продолжительность её жизни (1-3 года в загрязнённой зоне и 6-7 лет — в чистой). [1]

Изучение биологических и экологических особенностей хвойных растений на примере сосны обыкновенной и использование её как объекта биоиндикации является целью исследования. Одними из признаков, по которым можно измерить степень загрязнённости окружающей среды, являются состояние хвои и генеративных органов сосны. Изучение сосны обыкновенной как объекта биоиндикации проводилось на территории города Рогачёва. Для этого были отобраны 200 — 300 пар хвоинок 2-го и 3-го годов жизни на определение наличия неповреждённой хвои, хвои с пятнами, хвои с признаками усыхания, а так же 100 — 200 шишек для определения их линейных размеров. После всех измерений этих полученные результаты сравнивались с результатами прошлых лет.

В результате проведенных исследований были выявлены повреждения и усыхания хвои сосны обыкновенной. Повреждения: 1 а — хвоинки без пятен; 2 а — с небольшим числом мелких пятнышек; 3 а — с большим числом чёрных и жёлтых пятен, некоторые из них крупные, во всю ширину хвоинки. [рис.1] Усыхания хвои: 1 б — нет сухих участков; 2 б — усох кончик на 2-5 мм; 3 б — усохла треть хвоинки; 4 б — вся хвоинка жёлтая или более половины её длины сухая. [рис.2]

11
 22
Рис 1. Ветви сосны обыкновеннойпо повреждениям Рис 2. Хвоя сосны обыкновенной по усыханию

Повреждение и усыхание хвои сосны обыкновенной в разных зонах г. Рогачева

Обучение исследовательской деятельности (педагогическая цель).

Задачи кружкового занятия:

Приобретение учащимися общенаучных умений (работа с источниками информации, составление таблиц, оформление наблюдений в письменном виде, проведение самоанализа).

Приобретение учащимися специальных знаний и умений (усвоение фактического материала).

Приобретение учащимися интеллектуальных умений (умений анализировать, сравнивать, обобщать).

Тип занятия: обобщение и систематизация знаний.

Деятельность педагога

Деятельность учащихся

Подводит учащихся к самостоятельному формулированию темы и цели исследования. Создает условия для исследовательской деятельности.

Планируют и проводят исследовательскую деятельность самостоятельно без непосредственной помощи учителя.

Ход занятия

I . Организационный момент.

Педагог: Здравствуйте! Сегодня у нас необычное занятие, а занятие-исследование. Надеюсь, что у вас отличное настроение и вы готовы к проведению исследования в лабораторных условиях.

II . Вступительное слово педагога.

Напомню вам этапы исследовательской работы:

Цели и задачи работы.

Сохранение качества окружающей среды и здоровья населения находится в числе самых острых проблем современности. Правительства многих стран мира уделяют пристальное внимание вопросам экологии.

Перед человечеством стоит острый вопрос об экологическом состоянии планеты. Но раньше загрязнение было характерно лишь для отдельных её районов, а сейчас таким примером может послужить и наш город.

Связано это с тем, что в последнее время сильно увеличилось количество автотранспорта. Автомобиль загрязняет атмосферный воздух не только токсичными компонентами отработанных газов, парами топлива, но и продуктами износа шин, тормозных накладок. Наибольшее количество вредных веществ выбрасывается в воздух при запуске и прогреве двигателя, а также на режимах холостого хода, набора скорости и торможения.

Кто озвучит тему нашей исследовательской работы?

Ученик: Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию хвои сосны обыкновенной.

Педагог: Проблема данной работы уже была озвучена. Это сильное загрязнение атмосферного воздуха. Гипотеза данной темы: предположим, что при помощи хвоинок сосны обыкновенной можно проследить изменения загрязнения атмосферы.

Результаты сегодняшнего анализа сравним с результатами прошлых лет и сделаем вывод об изменении загрязнения атмосферы.

III . Самостоятельная работа учеников с поэтапным контролем со стороны педагога.

Этапы исследова-тельской работы

Действия учеников

Выявление влияния атмосферного загрязнения на состояние хвои сосны обыкновенной.

Выявление зависимости повреждения хвои сосны обыкновенной от экологического состояния окружающей среды.

Провести необходимые исследования путем визуализации.

Участок №1: микрорайон Железнодорожников г. Нурлат Республика Татарстан. На участке круглосуточное интенсивное двусторонне движение автотранспорта. Железнодорожный транспорт представлен тепловозами и паровозами с круглосуточным движением.

1. Метод наблюдения: определить наличие хлоротических пятен, некрозов на хвоинках сосны обыкновенной.

2. Статистический метод: результаты учетов показать в виде таблицы.

3. Метод сравнительного анализа: сделать заключение об изменении загрязнения атмосферы с результатами прошлых лет.

Выявили степень повреждения хвои. С ветвей 5 деревьев (в молодых – 30-40-летних древостоях) на каждом участке отбирали побеги одинаковой длины. С них собирали всю хвою и визуально анализировали ее состояние. Степень повреждения хвои определяли по наличию хлоротичных пятен, некротических точек, некрозов. Все хвоинки тщательно рассматривали для определения класса повреждения и усыхания.

Оценка повреждения (желтые или черные пятна): 1- хвоинка без пятен, 2- есть несколько мелких пятен, 3- много пятен, некоторые из них крупные во всю ширину хвоинки.

Оценка усыхания : 1- нет сухих участков, 2-кончик 2-2мм усох и пожелтел, 3- усохло до 1/3 длины , 4- вся хвоинка желтая, более ½ длины сухая. Надо иметь в виду, что шипик на конце хвоинки всегда более светлый, поэтому его окраска не включается в оценку!

Цель работы: выявить влияние атмосферного загрязнения на морфологические признаки и состояние генеративных органов сосны обыкновенной.

Рекомендуемые места проведения работы: городские посадки, загородные лесопарки.

Материалы и оборудование: линейка, лупа, миллиметровая бумага.

Ход работы

  1. Определить участки проведения работы.

Участки должны находиться в зонах, контрастных по уровню атмосферного загрязнения:

А) вблизи автодорог, промышленных предприятий и т.п.;

Б) в зеленой зоне города, загородных лесопарках, заповедных зонах.

А) Выявить степень повреждения хвои. С ветвей 5-10 деревьев (в молодых 30-40-летних древостоях) отбирают побеги одинаковой длины. С них собирают всю хвою и визуально анализируют ее состояние. Степень повреждения хвои определяют по наличию хлоротичных пятен, некротических точек, некрозов и т.д.

Б) Результаты учетов занести в таблицу.

В) Сделать вывод о состоянии хвои в разных участках города и загородной зоны.

  1. Определить продолжительность жизни хвои.

А) Провести визуальную оценку побегов сосны:

  • хвоинки без пятен;
  • хвоинки с небольшим числом мелких пятнышек;
  • хвоинки с большим числом черных и желтых пятен, некоторые из них крупные, на всю ширину хвоинки.
  • нет сухих участков;
  • кончик на 2-5 мм усох;
  • усохла треть хвоинки;
  • вся хвоинка желтая или более половины ее длины сухая.

Повреждение и усыхание хвои сосны обыкновенной в разных зонах

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ Сосна.doc

Биоэкологические особенности сосны обыкновенной 3-4

Сосна как биоиндикатор 5

Методы исследования 6-7

Под влиянием ухудшения качества атмосферного воздуха у отдельных особей или групп некоторых растений отмечаются различные изменения: необычная окраска листвы, опадение листвы, изменение формы роста, плотности популяции, ареала вида и т.д. Наблюдая эти изменения, можно констатировать избыточное присутствие в атмосфере какого-либо газа.

Изучить экологическое состояние атмосферного воздуха, используя в качестве биоиндикатора сосну обыкновенную.

1. Сформировать представление о сосне обыкновенной как об индикаторе состояния атмосферного воздуха.

2.Определить загрязнённость атмосферы по состоянию хвои, генеративных органов и состоянию прироста сосны обыкновенной

2. Проанализировать полученные результаты.

Эмпирические: изучение и анализ литературы.

Теоретические: метод сравнения, анализа, обобщения, систематизации

Исследовательские: проведение эксперимента.

Время исследования: сентябрь – октябрь 2010 года.

Биоэкологические особенности сосны обыкновенной

Род сосны (Pinus L.) включает около 100 видов, произрастающих в странах умеренного пояса Север­ного полушария, а также в горах южных широт. На территории России имеется более 10 видов сосен.

Этот род подразделяют на два подрода: двухвойные сосны с крылатыми семенами (Diploxylon) И пяти­хвойные, или кедровые, с бескрылыми семенами (Haploxylon). Подрод двухвойных включает сосны обыкновенную, эльдарскую, пицундскую и др.; подрод пятихвойных — кедр сибирский, сосну корейскую, кедровый стланик, сосну веймутову.

Самый распространенный вид сосны, произрастающей в России—сосна обыкновенная (Pinus silvestria L.). Общими для этого вида чертами являются парное расположение 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 др. Эти признаки характерны для всех сосен, произрастающих в различных частях ее обширного ареала.

Сосна обыкновенная — дерево первой величины. Ее ствол в насаждениях прямой, как правило, высоко очищен от сучьев. Деревья, выращенные на свободе и опушках леса, имеют меньшую высоту, с низко расположенной кроной. В молодости крона у таких деревьев конусовидная, позже становится ок­ругленной или зонтиковидной, более плоской. Это объясняется тем, что с 40—50 лет рост осевого побега деревьев, растущих на свободе, значительно замедля­ется, а со 100—125 лет прекращается. Прирост боко­вых побегов хотя и замедляется, но не прекращается, и вследствие этого крона приобретает округлую или зонтиковидную форму. Кора в разных частях дерева отличается по цвету и толщине. Нижняя часть дерева покрыта толстой, глубокобороздчатой, красновато-бурой корой, верхняя часть ствола и крупные ветви — тонкой оранжевой отслаивающейся пленкой, а моло­дые сосны и тонкие ветви—гладкой серо-зеленой корой.

На высоте пня толщина коры нередко достигает 10 см. Такая толстая кора способствует повышению устойчивости сосны к воздействию огня в период пожаров.

Почки у сосны засмоленные, красновато - бурые, удлиненно-яйцевидные, острые, длина их 6—12 мм, располагаются на концах побегов мутовками.

Хвоя сизо-зеленого цвета, расположена на побегах спирально, в пучках по две; в основании окружена влагалищами из чешуй. С внутренней стороны она плоская, с наружной выпуклая, жесткая на верхушке заостренная, по краям мелкопильчатая. Устьица рас­полагаются рядами на обеих сторонах хвои, но обильнее на плоской. Длина хвои сосны обыкновенной колеблется от 2. до 8 см. В пределах кроны одного дерева разница в длине хвои составляет 2—3 см: наибольшей длины хвоя достигает на побегах последних 6 лет и на осевом побеге. На северной части кроны длина хвои меньше, чем на южной.

На площадях, где проведена осушительная мелио­рация, изменяются размеры и цвет хвои. Она стано­вится длиннее и приобретает темно-зеленый и сизо-го­лубой оттенки.

Длина хвои, а также продолжительность ее жизни являются важными диагностическими признаками при выделений форм сосны. Продолжительность жизни хвои колеблется от 2 до 8 лет. В центральных районах европейской части России продолжительность жизни хвои 2—3 года, в Архангельской обл. в 2 раза больше. У сосны, произрастающей в восточных районах стра­ны, хвоя живет еще дольше.

Плодоношение у сосны наступает сравнительно ра­но. Деревья, растущие на свободе, начинают плодоно­сить с 10—15 лет. В сомкнутых древостоях плодоно­шение наступает в возрасте 36—40 лет. Если деревья, растущие на свободе, плодоносят почти ежегодно и обильно, то этого нельзя сказать о плодоношении насаждении.

Цветет сосна на юге ареала в начале мая, в сред­ней части лесной зоны—в конце мая—начале нюня, в северной—в июне. В Сибири эти сроки сдвинуты на более поздний период. Цветение продол­жается 7—10 дней.

Обычно мужские и женские цветки развиваются на одном и том же дереве, но иногда наблюдается почти полная двудомность. Мужские цветки появляются на 2—3 дня раньше женских, они имеют вид небольших (5—7 мм длиной) овальных желтых или красноватых колосков, густо скученных у основания молодых по­бегов. Пыльца мелкая, с двумя воздушными мешками, заключена в пыльниках тычинок, способна разноситься на далекие расстояния (до 1 км).

Женские цветки имеют вид красноватых овальных шишечек длиной 5—6 мм. По 1—3 таких цветка раз­виваются на верхушке растущих молодых побегов. Каждая шишечка имеет до 30—40 чешуек, оканчиваю­щихся острым клювовидным островком, и такое же число более мелких кроющих чешуек, в пазухах кото­рых находится семенные чешуи с двумя семяпочками. Опыление происходит весной. После опыления женские шишечки немного увеличиваются в объеме, чешуи их срастаются, и в таком состоянии шишки перезимовыва­ют. Оплодотворение наступает только летом следую­щего года, после чего шишки начинают расти и дости­гают полного развития.

Зрелые шишки в нераскрытом виде удлиненно-яйцевидные, длина их колеблется от 2,5 до 7,6 см, ширина 2—3 см. На одном и том же дереве наиболее крупные шишки находятся в оптимальных условиях освещения, т. е. примерно несколько выше середины кроны. На размер шишек влияет возраст дерева — с его увеличением величина шишек уменьшается.

На величину шишек оказывают влияние не только фитоценотические факторы (сомкнутость и состав дре­востоя, его возраст и т. д.), но и почвенно-климати­ческие условия. В северных районах преобладают шишки мелких размеров как по числу семенных чешу­ек, так по длине шишек; по направлению к югу размер шишек увеличивается. Эта закономерность про­является на территории европейской части России и в Сибири.

Шишки сосны варьируют по цвету. При высыхании шишек цвет их изменяется весьма значительно. Все разнообразие шишек по цвету сведено к трем группам: коричневые, бежевые и серые. Шишки с указанными цветами встречаются на протя­жении всего ареала сосны.

Однако в южных райо­нах, особенно в пристепных борах, а также на южных склонах в горах Восточной Сибири чаще встречаются сосны с коричневой окраской шишек.

Семена в шишках созревают осенью на второй год после цветения, но раскрывание шишек и опад семян в южных районах европейской части России происхо­дит в апреле—мае при пониженной относительной; влажности воздуха. В остальных районах страны опад семян обычно происходит в мае—июне, у отдельных деревьев — в более поздние сроки.

Семена у сосны яйцевидные или удлиненно-яйце­видные, длиной 3—4 см; цвет их варьирует широко: от темно-серых или черных до светло-коричневых, корич­невых и белых. Обычно с одной стороны семя слегка блестящее, с другой — матовое; оно снабжено плен­чатым желто-бурым крылом, которое в 3—4 раза длиннее семени. Крыло прикреплено к семени основа­нием, охватывая его с двух сторон, как щипчиками, и легко отпадает. Установлено, что окраска семян в пределах одного дерева обычно постоянна, повто­ряется из года в год; не меняется она и с увеличением возраста дерева.

Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обуславливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния.

Сосна как биоиндикатор.

Сосна относится к древесным голосеменным вечнозеленым растениям. Растения отличаются по строению листьев: листья-иглы существуют до пяти лет и опадают ежегодно только частично, поэтому дерево кажется вечнозеленым. Древесина растений заполняет почти всю массу ствола, сердцевина у них развита слабо и кора очень тонкая.

Отрицательно воздействуют на растения практически все выбросы, но особенно: оксиды серы, частицы тяжёлых металлов, соединения фтора, фотохимическое загрязнение, углеводороды, оксид углерода, содержащийся в выхлопных газах автомобилей. Растения рано стареют, редеет и уродуется их крона, преждевременно желтеет и опадает хвоя. К примеру, в нормальных условиях хвоя сосны опадает через 3-4 года, а поблизости от источников загрязнения атмосферы – значительно раньше. Особенно чутко реагирует сосна на загрязнения сернистым газом. Под влиянием токсиканта хвоя сосны в зонах сильного загрязнения приобретает тёмно-красную окраску, затем отмирает и опадает, просуществовав всего год . Периодическое воздействие оксидов азота и серы вызывает у сосны обыкновенной опадание хвои, которая сохраняется лишь на побегах последнего года. В зоне техногенного загрязнения отмечается снижение массы хвои на 30 - 60% в сравнении с контрольными участками.

Чувствительность сосны обыкновенной к длительному загрязнению воздуха

(по Артамонову В.И.).

В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны 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.

Читайте также: