Фенология древесных растений задачи методы и значение для практики озеленения
Обновлено: 05.10.2024
Фенология является изучение возникновения периодических событий (обычно годовых) в живом мире, определяется сезонными изменениями климата .
В основном мы изучаем фенологию растений , но также животных (особенно птиц и насекомых ), грибов и даже, в неживом мире, ледников .
В зоологии это включает, например, вылет и прилет перелетных птиц , появление личинок и взрослых форм насекомых . Например, в 1883 году газеты Audomarois ( L'Indépendant du Pas-de-Calais и Le memorial artésien ) объявили о необычно раннем прибытии первых ласточек . Доступные данные показывают, например, что многие птицы (но не все) изменили даты миграции из-за глобального потепления, но с вариациями, в частности , в зависимости от положения вида в пищевой сети, а иногда также под влиянием разной температуры. меняется в зависимости от регионов, пересекаемых во время миграции .
Продолжительность дня ( фотопериод ) является одним из основных факторов, влияющих на фенологию многих видов, и кажется, что в этих случаях реакция видов на длину дня генетически запрограммирована, оставляя меньше возможностей для адаптации к рассматриваемым видам.
Резюме
История
Дата появления листьев ( распускание почек , в данном случае каштана обыкновенного ) - один из наиболее отслеживаемых фенологических показателей.
Появление первых цветков различных видов (здесь ландыша ) - еще один фенологический показатель, которому садоводы, фермеры, лесники и ботаники, особенно сегодня, оценивают изменение климата.
Дата откладки земноводных (здесь Rana temporaria ), а затем появление головастиков являются фенологическими подсказками, которые легко заметить.
Фенология - очень древняя наука (для древних фермеров / собирателей / охотников и рыбаков было важно предсказывать даты сбора урожая, появления грибов или миграции животных и т . Д. ).
С 1880 по 1945 год во Франции метеостанции также фиксировали даты возвращения перелетных птиц и цветения сирени , затем фенология вышла из употребления с 1950-х годов . прежде, чем испытать явное возрождение интереса к исследованиям Эммануэль Ле Руа Ладури и из-за глобального потепления , которое, кажется, уже сильно изменило фенологию растений и животных (даты миграции).
Фенология растений
Фенология растений включает в себя несколько основных событий: цветение, распускание листьев, опадание листьев . В настоящее время исследования в основном сосредоточены на начале и конце периода роста, то есть времени возобновления или остановки фотосинтеза . Однако некоторые растения не обладают ярко выраженной фенологией, особенно это касается вечнозеленых растений или растений, присутствующих в жарких и влажных районах.
Фенология оливкового дерева. BBCH-код : a-50, B-51, C-54, d-57 ( 15% открытых цветов); g-67 ( Определяющие факторы
В зависимости от региона на фенологию растений влияют разные факторы:
- в арктических , северных и умеренных зонах это в основном температура и продолжительность дня, хотя в некоторых районах нехватка воды может играть важную роль.
- в сухих тропиках это в основном доступность воды (тогда рост растений соответствует продолжительности сезона дождей). Температура тоже важна.
Фенология и изменение климата
Последствия изменения климата для фенологии
Чтобы улучшить его, добавьте проверяемые ссылки [ как это сделать? ] или шаблон > для отрывков, требующих источника.
В климатические изменения связаны с изменением температуры и осадков и , следовательно , фенологии.
При более высоких температурах мы будем (и уже наблюдаем) в регионах с умеренным климатом более раннюю весну и более позднюю осень . В более долгосрочной перспективе мы, безусловно, сможем наблюдать расширение тропических климатических зон, что изменит тип присутствующих растений и биологические ритмы тех, которые выживут в этих зонах.
У растений в неэкваториальной зоне весенние события, такие как цветение , распускание листьев, происходят раньше и раньше весной, в то время как осенние события, такие как окраска и опадание листьев, имеют тенденцию происходить все чаще и чаще. световое загрязнение также может быть связано с замедлением листопада; иногда несколько месяцев при уличном освещении ). Фенология имеет, например, показал , что дубы во Франции получил 10 дополнительных дней роста в год в период между 1962 и 1995 .
- повышенная скороспелость; в среднем 2,9 дня за декаду (для 17 отслеживаемых видов);
- развитое цветение; в среднем 3,4 дня за декаду (для 46 отслеживаемых видов);
- ускоренное созревание плодов; в среднем 9,7 дней за декаду.
В то же время, за исключением периодов сильной засухи , деревья росли в диаметре (более крупные кольца). Наблюдался еще один фенологический показатель, хотя и менее выраженный: это снижение срока осенней окраски листьев (с 0,7 дня за декаду за 45 лет; за период 1951–1996 гг.).
Возможно, это развитие уже создает экологические проблемы, например , некоторые опылители могут просыпаться слишком поздно после пика производства пыльцы .
Заблаговременность зародыша может привести к снижению XXI - го века (1-6 дней в ° C, в зависимости от видов и географических районов и в соответствии со сценарием использовал IPCC ( от +1 до 6 ° C к 2100 году ).), Или даже из - за стабилизации из-за недостаточного зимнего холода для нарушения покоя почек.
Эти модели предполагают, что могут произойти годы аномального распускания почек (слишком поздние бутоны с возможно деформированными листьями, влияющими на рост и здоровье деревьев).
Во Франции две совместные научные программы предлагают гражданам возможность наблюдать фенологию растений и животных. Это обсерватория сезонов для равнинных районов и программа Phénoclim для горных районов.
Отзыв об изменении климата
Если сегодня нас в основном интересуют даты начала и окончания периодов фотосинтеза , то это потому, что это явление является очень важным элементом углеродного цикла , поскольку в нем участвует CO 2. который является важным парниковым газом . Таким образом, изменение фенологии повлияет на концентрацию CO 2. атмосферы и, следовательно, климата завтрашнего дня.
Сегодня это одна из основных неопределенностей климатических моделей, которые стремятся объяснить и откалибровать глобальное планетарное потепление. В загрязненных городских районах деревья с более длинными листьями не обязательно накапливают больше углерода.
Фенология и высота
Фенология также интересуется высотными уровнями ; Весной 2007 года в Европе ореховые деревья, растущие на высоте 250 метров, зацвели в среднем на 43 дня раньше, чем деревья, растущие на высоте 1 250 метров. У ясеней , которые цветут намного позже, задержка по времени составляет всего 28 дней. Эти 2 вида являются важными пищевыми ресурсами, например, для медведя или красной белки .
Практическое использование фенологии
Фенологию можно использовать для проведения садовых работ в нужное время, а не по фиксированному графику, не учитывающему специфический климат места. Это позволяет иметь ориентиры для посева или посадки. Таким образом, первый период начинается с цветением из мужского кизила , вяза , сирени и матери - и заканчивается с цветением терна и дикой вишни . Именно в этот первый период мы должны:
Основной задачей фенологии являются наблюдения различных изменений в годовом цикле развития растений и ежегодная регистрация времени наступления их. Данные, собранные в разных областях или хотя бы и в одном и том же пункте, но в разные годы, сравниваются между собой. Однако фенология занимается не только наблюдениями; перед ней, кроме того, стоит задача выявления закономерностей в ходе периодического развития и определения зависимости его от условий окружающей среды, в частности определения влияния почвы и климата на периодические явления жизни растений. Прикладная фенология показывает возможности применения данных наблюдений и исследований в науке и практике. Фиксируются все ясно различимые, заметные явления развития растений, о которых можно уверенно сказать, что они наступили в определенный день. К таким явлениям, например, относится начало цветения, т. е. тот момент, когда на дереве, за которым ведется ежедневное наблюдение, открылись первые цветки. Этот день отмечается как дата начала цветения. Менее доступна для фенологических наблюдений равномерно увеличивающаяся толщина или длина ствола, ветки, соломины, стебля или постепенный рост пластинки листа и плода. Для того чтобы проследить за ходом такого прироста, требуется применение специальных приборов или каких-либо вспомогательных средств. Специальная область фенологии, производящая наблюдения за ходом роста растений с помощью измерительных приборов, носит название фенометрии.
Иногда такие наблюдения можно делать на глаз или с помощью простых приспособлений; так, например, для определения суточного увеличения длины соломины зерновых в период быстрого прироста измерения можно производить с помощью рулетки. Для определения увеличения объема растущего плода приходится пользоваться более сложными приборами. Поэтому подобные исследования и в дальнейшем смогут проводиться лишь на специальных станциях.
Для общих фенологических наблюдений хорошо подходит определение появления первых листьев весной, момента, когда лопаются почки и развертывается лист (зеленение). Внимание наблюдателя привлекают также следующие заметные явления: созревание плодов, осенняя раскраска листьев, листопад или (при наблюдении за сельскохозяйственными культурами) посев, всходы, появление колосьев и метелок, уборка и т. д. Эти явления называются также фенологическими фазами, или фазами развития (т. е. ступенями развития).
Так можно проследить развитие деревьев, кустов, злаков и трав в течение всего года. У каштана конского, например, с весны наблюдают набухание почек до наступления того дня, когда появятся первые листья, через некоторое время — появление первых цветков, осенью фиксируется дата, когда плоды растрескиваются и спелые коричневые каштаны осыпаются; затем наблюдается изменение окраски листьев и начало листопада. У сельскохозяйственных культур весной можно отметить дату посева овса, появление первых заметных зеленых листьев на темно-коричневой пашне; в начале лета фиксируется увеличение длины соломины, появление первых метелок из верхних листовых влагалищ, а в середине лета записывается дата уборки овса.
Следовательно, фенология растений занимается наблюдением за заметными, легко распознаваемыми явлениями (фазами) развития, определением ритма роста и развития, свойственного отдельным видам растений, и с их помощью устанавливает годовой ход развития растений.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Под фенологическим развитием растений понимают закономерное чередование и ежегодное повторение одних и тех же фенологических циклов (вегетации и покоя, роста побегов и его прекращения, цветения, созревания плодов и семян и др.), а в пределах циклов - последовательный ход наступления и прохождения фенологических фаз роста и развития. Фенологическая фаза (фенофаза) - это такой этап в годичном цикле развития растения в целом или его отдельных органов, который характеризуется четко выраженными внешними морфологическими изменениями (появлением всходов, распусканием семядолей, набуханием и распусканием почек, развертыванием листьев, началом и окончанием роста побегов, цветением и созреванием плодов, расцвечиванием и опаданием листьев и др.). Календарное время наступления той или иной фенофазы называют фенодатой, а временной интервал между определенными фенодатами составляет межфазный период, или фенологический цикл.
В основе фенологического развития растений лежит наследственно закрепленная ритмичность и периодичность физиологических процессов, получившая название биологических, или физиологических, часов. Однако динамика наступления фенофаз, сроки начала, окончания и продолжительность фенологических циклов у растений находятся под постоянным и мощным воздействием сезонных изменений географической среды (при-роды) и прежде всего сезонности климатических условий (закономерного чередования на Земле сезонов с различной продолжительностью дня и ночи, теплых и холодных, дождливых и сухих), приспосабливаясь к которым, растения существенно изменяют ритмику процессов роста и развития, свое фенологическое состояние. В теплые или дождливые сезоны растения вегетируют, в холодные или сухие впадают в покой. Под влиянием сезонных изменений погодных условий у растений резко изменяется динамика их ростовых процессов. Поэтому фенологическое развитие растений понимают как их сезонное развитие.
Наука, синтезирующая в себе всю систему знаний о сезонном развитии природы, получила название фенологии. Ее раздел, изучающий сезонное развитие растений и образуемых ими сообществ, определяют как фитофенологию, а раздел о сезонном развитии древесных растений и их сообществ - как дендрофенологию. Фенология базируется на фенологических наблюдениях, в процессе которых устанавливают календарное время наступления изучаемых сезонных явлений, а у растений - фенофаз. Диапазон научных и прикладных задач, решаемых современной фенологией и дендрофенологией, чрезвычайно широк. В лесном хозяйстве, на-пример, по материалам многолетних фенологических наблюдений устанавливают закономерные связи между временем наступления тех или иных фенологических явлений-индикаторов и оптимальными сроками проведения работ по посеву и посадке леса, рубкам ухода, защите лесов от пожаров, вредных насекомых и болезней, по заготовке плодов, семян, ягод, грибов, лекарственного и дубильного сырья, по содействию естественному возобновлению леса. Фенологическое состояние лесов учитывают и при их таксации , (учете) с применением аэро- или космической фотосъемки, так как оптические свойства лесов тесно связаны с их сезонным развитием.
Велико значение фенологических наблюдений и в практике озеленения городов и населенных мест. Изучение динамики сезонного развития растений необходимо при подборе их для озеленения, для оценки эстетических и санитарно-гигиенических свойств растений, при разработке и проведении мероприятий, обеспечивающих повышение биологической устойчивости городских зеленых насаждений, их защиту от вредителей и болезней. Материалы фенонаблюдений используют при составлении календарей цветения растений, созревания и сбора плодов и семян, при установлении оптимальных сроков посева и посадки.
Многолетние данные о сроках наступления фенофаз (сокодвижения, распускания листьев, зацветания, созревания плодов, осеннего расцвечивания листьев и их опадания) у многих древесных пород (клена, березы, дуба, рябины, липы, ольхи и др.) широко используют при разработке систем естественной (фенологической) периодизации года (см. приложение 4) и для составления местных фенологических календарей. При изучении древесных растений фенологические наблюдения над ними дают обширную и ценную информацию о биологических особенностях растений и их экологических свойствах. С современным уровнем развития отечественной и зарубежной фенологии и дендрофенологии, их научным и практическим значением подробнее можно познакомиться по книгам Г. Э. Шульца (1980) и Н. Е. Булыгина (1982).
Сроки наступления различных фенофаз устанавливают в зависимости от целей фенологических наблюдений над древесными растениями. В одних случаях учитывают только отдельные фазы -индикаторы сезонного развития природы или наиболее хозяйственно важные, такие, как зацветание, созревание плодов и семян, их распространение. Если же нужно получить достаточно полное представление о фенологических особенностях растений того или иного вида (формы), наблюдениями охватывают все основные фе-нофазы, программа которых и условные обозначения фенофаз приведены ниже.
Программа фенологических наблюдений над древесными растениями
I. Растения на ювенильном этапе онтогенеза Развитие подсемядольной части растения: появление всходов (С); распускание семядолей (С2).
Развитие надсемядольной части растения: распускание (раскрывание) зародышевой почки (Пп1); распускание ювенильных листьев (Лп1); начало и оконча-ние роста осевого побега в длину (Пп2 и Пп3); опробковение побега по всей длине (Пи ); расцвечивание отмирающих ювенильный листьев (Лп2); опадение ювенильных листьев (Лп3).
II. Растения на виргинильном и последующих этапах онтогенеза
Наблюдения над вегетативными побегами. Растение в состоянии покоя; почки не имеют признаков роста (Пб°). Рост вегетативных материнских почек *: набухание почек (Пб1); распускание почек (Пб2).
Рост и формирование побегов продолжения: начало (Пб3) и окончание (Пб4) роста побегов в длину; опробковение побегов у основания (Пб5) и по всей длине (Пб6).
Формирование и отмирание листьев: распускание листьев (Л1); расцвечивание отмирающих листьев (Л3); опадение листьев (Л4).
Формирование почек возобновления: обособление на побегах почек в виде мелких зеленых бугорков (Пч1); опробковение с поверхности наружных чешуи почек (Пч2).
Наблюдения над генеративными и генеративно-ростовыми побегами **. Генеративные (генеративно-ростовые) почки находятся в состоянии покоя (почки не имеют признаков роста) - (Ц°).
Рост генеративных (генеративно-ростовых) почек: набухание почек (Ц1); распускание почек (Ц2).
Бутонизация и цветение***: бутонизация (Ц3); начало цветения (Ц4), окончание его (Ц5).
Формирование и созревание плодов (шишек) и семян: заложение плодов или шишек (Пл1); созревание плодов (шишек) и семян (Пл3).
Распространение зрелых семян: опадение зрелых плодов (шишек) с семенами или высыпание семян из плодов и шишек (Пл4 ).
* Материнскими называются почки, формирующиеся на растущих или закончивших рост побегах. Почки возобновления, которые закладываются (образуются) в материнских почвах, называют дочерними. После распускания материнской почки и вырастания из нее побега продолжения заложенные на этом побеге дочерние почки сами становятся материнскими.
** Генеративные побеги связаны только с образованием генеративных органов; закладываются они в функционально генеративных (цветковых) почках и после окончания цветения или созревания семян отмирают. Генеративно-ростовые побеги служат для образования как генеративных, так и вегетативных органов, они закладываются в генеративно-ростовых (смешанных) почках. После окончания цветения или созревания семян на побегах этого типа отмирает их генеративная часть, а вегетативная сфера сохраняется для выполнения функций вегетативных побегов.
*** У голосеменных растений фазе бутонизации соответствует фаза обособления на побегах микро- и макростробилов, а фазе цветения - фаза пыления. Последовательность прохождения фенофаз вегетативными и генеративными (генеративно-ростовыми) побегами в целом соответствует последовательности, указанной выше. Исключение составляют следующие случаи:
У большинства видов древесных растений распускание и рост листьев происходят параллельно с ростом побегов; у представителей рода сосна распускание молодой хвои начинается перед окончанием их роста.
Обособление и последующее формирование материнских почек происходят в период роста побегов, процессы формирования почек возобновления обычно завершаются после окончания роста побегов. У целого ряда древесных пород (кипариса, туи, платана, белой акации, актинидии) фенологические фазы формирования почек внешне не выражены.
Генеративные, а у таких родов древесных растений, как рябина, боярышник, калина, и генеративно-ростовые почки весной трогаются в рост раньше вегетативных.
Большим фенологическим разнообразием отличаются древесные растения по соотношению во времени прохождения циклов вегетативного и генеративного развития. Так, по периодам цветения различают древесные растения, цветущие до распускания листьев (осина, виды ольхи, лещины, вяза; до распускания молодой хвои пылит сосна), в начальный период облиствения (виды березы), вскоре после массового облиствения (дуб черешчатый, бук лесной, виды ореха), после окончания роста побегов - в середине лета (виды липы) или только в конце лета - осенью (аралия маньчжурская, целебник).
Особую биологическую группу составляют виды с ремонтантным цветением - очень продолжительным, циклически многократным. Такой тип цветения присущ растениям тропиков, но может наблюдаться и у ряда видов древесных растений умеренных широт (роза морщинистая, курильский чай). Иногда у древесных растений происходит вторичное цветение - преждевременное зацветание в конце лета или осенью цветков, заложенных в почках для будущего года (ива козья, конский каштан, слива, вишня, яблоня).
Значительно различаются между собой древесные растения разных родов и видов по времени созревания плодов и семян. Например, у осины и многих видов ивы семена созревают в конце весны; у вяза - в начале лета; у вишни, смородины, березы повислой - в середине лета; у рябины - в конце. Плоды дуба черешчатого и бука, семена сосны обыкновенной и кедровой сибирской, пихты, ели созревают в начале осени; плоды кленов остро-листного и ложноплатанового, клюквы - в середине осени, а липы и ольхи - в конце. Еще более различны у древесных растений разных фенологических групп периоды распространения зрелых плодов и семян.
Далеко не одинаковы у древесных растений и циклы формирования плодов и семян. У ивы, тополя и вяза их созревание происходит через 3-6 недель после зацветания; у дуба черешчатого и скального - через 3-4 месяца; у сосны, кипариса и дуба из секции красных дубов (дуб красный, шарлаховый и др.) - только через 1,5 года.
В связи с изменениями климатических и других условий внешней среды у одних и тех же видов и форм древесных растений одноименные фенофазы могут наступать в совершенно различные сроки как в одном географическом пункте, так и в разных. Поэтому регулярные многолетние фенологические наблюдения очень важны для установления фактических местных периодов наступления фенофаз у изучаемых растений. Эти же фенологические наблюдения позволяют выявлять истинную длительность разного рода фе-нологических циклов, прежде всего циклов вегетации и покоя.
Вегетация - это такое состояние растений, при котором происходят процессы видимого роста вегетативных и генеративных органов и осуществляется непрерывная ассимиляционная деятельность листьев.
Покой - период (во временном отношении - цикл) в годичном цикле развития растений, когда видимый рост отсутствует, а листья не ассимилируют, в том числе и у вечнозеленых растений.
У листопадных видов древесных растений фенологическим индикатором начала вегетации является распускание вегетативных почек, а окончания ее - полное осеннее расцвечивание листьев в кроне или их опадание, если листья опадают зелеными (сирень обыкновенная, жостер слабительный, ольха серая, часто ясень обыкновенный). У вечнозеленых видов фенологические признаки начала и окончания вегетации менее определенны.
Растения со сходными сроками начала и окончания вегетации и близкой продолжительностью циклов вегетации и покоя объединяют в определенные фенологические группы, получившие название феноритмотипа. Примерами различных феноритмотипов древесных растений могут служить следующие. Во влажно-тропических лесах феноритмотип составляют вечнозеленые, непрерывно вегетирующие деревья и кустарники. У них не бывает периодов покоя, а наблюдается чередование циклов роста побегов и временной приостановки его. Иной феноритмотип составляют вечнозеленые древесные растения умеренного климатического пояса: они вегетируют летом, зимой находятся в покое, весенний сезон для них является периодом перехода от состояния покоя к вегетации, а осенний - от вегетации к покою.
Свои феноритмотипы имеют листопадные растения. Одни из них характеризуются ежегодным чередованием одного цикла вегетации и одного цикла покоя (например, древесные породы мелко- и широколиственных лесов СССР), другие же могут вегетировать и впадать в покой (вынужденный) несколько раз за год. Так, по свидетельству Г. Вальтера (1968), в субтропической пустыне Соноре (Северная Америка) есть виды кустарников, вегетирующих до 10 раз в году и столько же раз вступающих в покой. Такая многоцикличность вегетации и покоя обусловлена периодичностью выпадения дождей: как только почва достаточно увлажнится, растения начинают вегетировать, а с прекращением дождей и наступлением очередного засушливого периода они сразу сбрасывают листья и впадают в покой.
Характерные особенности сезонного развития различных видов и фенологических форм хвойных и лиственных древесных растений СССР наглядно показаны на помещенных в приложениях 5 и 6 феноспектрах - графических изображениях последовательности наступления и прохождения растением фенологических фаз и циклов сезонного развития.
Фенологические наблюдения над древесными растениями (дендрофенонаблюдения) требуют четкого знания методики их проведения и особенно диагностических (морфолого-биологиче-ских) признаков наступления регистрируемых фенофаз. С этими признаками, условными обозначениями фенофаз, методикой проведения наблюдений и оформления их результатов рекомендуется знакомиться по специальным фенологическим руководствам (Булыгин Н. Е., 1974, 1976, 1979; Александрова Н. М. и др., 1975; Елагин И. Н., Лобанов А. И., 1979; Зайцев Г. Н., 1981; Булыгин Н. Е., Щеголева С. В., 1982). Образец отчетного бланка учебных дендрофенологических наблюдений приведен в приложении 7.
Современная дендрофенология изучает не только динамику внешне выраженных фенологических (макрофенологических) процессов, но и ритмику формирования зачаточных побегов в почках, образования годичного кольца древесины, заложения и формирования зачаточных органов семени. Весь этот круг исследований, выполняемых с использованием бинокулярных луп и микроскопов, относят к микрофенологии (Булыгин Н. Е., 1982), непосредственно смыкающейся с задачами изучения морфогенеза растений (морфогенез - процесс формообразования, т. е. заложения, роста и развития клеток, тканей, органов).
Существуют также специальные программы и методики, связанные с изучением динамики сезонного роста корней древесных растений. С этой специфической областью дендрофенологии можно ознакомиться по руководствам В. А. Колесникова (1972) и Г. Д. Ярославцева (1973).
2. Какие жизненные формы растений относят к кустарникам, полукустарникам, кустарничкам, древовидным, кустарниковым и полукустарниковым лианам, древесным растениям-подушкам?
3. Каковы морфобиологические особенности основных этапов онтогенеза древесных растений: эмбрионального, ювенильного, виргинильного, генеративного старения?
5. Какие процессы понимают под фенологическим развитием древесных растений, их фенологическим биоритмом, физиологическими, или биологическими часами, циклами вегетации и покоя, циклами вегетативного и генеративного развития?
6. Каковы основные фенологические фазы древесных растений, последовательность их прохождения у видов различных фенологических групп?
8. Какие вы знаете основные дендрофенологические индикаторы, по которым можно судить о фактических сроках наступления естественных сезонов и подсезонов года в различных районах лесной части СССР?
9. Каковы внешние факторы и практическое значение ежегодной и географической изменчивости периодов наступления и прохождения фенофаз у растений и фенологических времен года?
Фенология – наука о сезонных изменениях в развитии растений и животных, сроках их наступления и продолжительности фаз развития, а также установлении взаимосвязи и зависимости от метеорологических условий и места наблюдения.
Наблюдения за ходом сезонных изменений ведутся на основе заметных изменений природы, например, начало и окончание листопада, прилёт и отлёт птиц, появление грибов, первый снег и заморозок – такие явления называют феноиндикаторами, и они же определяют наступление той или иной фазы развития природы.
За явлениями природы наблюдают несколько лет, а затем выводят среднюю дату их наступления. С помощью такого календаря можно спрогнозировать лучшие сроки для проведения сезонных работ в лесном, сельском, охотничьих хозяйствах.
Традиционный метод сбора фенологической информации – визуальный, он не требует специального оборудования и приборов, может быть организован в любой природной зоне по всему миру.
Места наблюдений должны находиться в пределах ландшафта, характерного для данной местности, где достаточно полно представлены все предполагаемые объекты наблюдений.
В учебнике подобран материал о строении и методах изучения живого организма, многообразии живых существ на Земле, среде их обитания и роли человека на планете. Разнообразные задания, вопросы, дополнительная информация способствуют эффективному усвоению учебного материла.
При организации фенологических наблюдений необходимо соблюдать следующие правила:
Наблюдения необходимо проводить только над теми объектами (виды растений и животных), которые хорошо известны наблюдателю.
Точно указывайте место наблюдения (район, населённый пункт, географические координаты).
Наблюдение должно быть подробно записано и внесено в базу фенологической сети в тот же день, когда оно проводилось.
Наблюдения должны быть регулярными: в весенний и осенний периоды не реже одного раза в 2–3 дня (в связи с быстрой сменой явлений); летом допускаются бо́льшие перерывы; в конце лета и осенью снова нужны более частые выходы.
Учебник построен на основе интеграции знаний о природе, человеке и обществе с учетом психологических особенностей младших школьников. Способствует успешному формированию знаний об окружающем мире, развитию мышления, речи, творчества учащихся; обучает их умению использовать знания в нестандартных ситуациях.
Типичные явления
Начинается с таяния снега, заканчивается началом сокодвижения и набуханием почек деревьев.
Зацветает мать-и-мачеха. Полностью сходит снег. Прилетают птицы, на берёзе распускаются листья.
Деревья и кустарники интенсивно набирают зелень. Цветут сады. Индикатор фазы – цветущая черёмуха.
Обильно зацветают рябина и сирень
Начало цветения шиповника майского, калина, садовый жасмин
Начало цветения липы мелколистной, созревание плодов чёрной и красной смородины. Стихает пение соловья, появляется масса кузнечиков.
Удлинение ночи, выпадение холодной росы на заре,
Появление жёлтой окраски листьев у берёз, лип, вязов.
Листва на деревьях всё сильнее желтеет, начинается интенсивное опадание листьев. Птицы готовятся к отлёту.
Начинается с первого снега и заканчивается установлением устойчивого снежного покрова и ледового покрытия на водоёмах.
Установление прочного ледяного покрова, открытие подлёдной рыбалки
Длится до февраля. Период с самыми низкими температурами и частыми метелями.
Начинается с увеличения продолжительности светового дня. Полуденные капели, звонкое пение синиц.
фенология это научная дисциплина, которая отвечает за изучение влияния окружающей среды на различные повторяющиеся события жизненных циклов, характерных для растений и животных.
Термин был введен бельгийским ботаником Чарльзом Морреном в 1849 году. К факторам окружающей среды, которые могут быть вовлечены, могут относиться климатические изменения сезонного или годового характера, а также факторы, относящиеся к среде обитания, такие как высота земли.
Биологический цикл живых существ может зависеть от генотипа и различных климатических факторов. В настоящее время можно получить информацию о климате, биологии и эдафических факторах различных культур..
Кроме того, данные о продолжительности естественного цикла и растениеводства находятся в достаточно доступных базах данных. Однако возможно, что иногда эта информация не связана друг с другом и не связана с влиянием, которое они оказывают на морфологию растений..
В связи с этим важно использование фенологических шкал, поскольку они позволят установить связь между биологической информацией о растении и факторами окружающей среды, которые определяют его развитие..
- 1 Важность и приложения
- 2 Что изучает фенология? (объект исследования)
- 3 Методология
- 3.1 -Методы качественного типа
- 3.2 - Методы количественного типа
- 3.3 -Расчет на службе у науки
- 3.4 - Бортовые датчики
- 4.1 Начальная фаза
- 4.2 Вегетативная фаза
- 4.3 Репродуктивная фаза
- 4.4 Идентификация фаз
- 5.1 Планктон и климат
- 5.2 Физиология посевов подсолнечника
Важность и приложения
Анализы фенологических наблюдений очень важны. Это потому, что они могут сказать фермерам, когда нужно окурить свои плантации или помочь им установить правильное время для посадки..
Кроме того, любое изменение фенологических стадий растений может повлиять на трофическую цепь, учитывая, что овощи являются питательной основой травоядных животных..
Эти записи также приобретают актуальность в медицинской сфере, поскольку они служат для оценки сезонов цветения трав, пыльца которых вызывает заболевание, известное как сенная лихорадка..
Что изучает фенология? (объект исследования)
Целью изучения фенологии является описание агентов, которые вызывают изменения, испытываемые различными событиями. Они являются естественными и периодическими, такими как цветение древесных видов или появление перелетной птицы в определенном регионе..
Идея состоит в том, что могут быть установлены корреляции между датами возникновения события, климатическими показателями и интервалами появления между каждым из них. Вот почему утверждается, что в фенологии существует стратегическая интеграция между биологией, экологией и метеорологией..
Фенология отвечает за изучение возможных изменений и реакций растения на различные факторы окружающей среды, пытаясь предсказать его поведение до появления возможной новой экологической обстановки. Кроме того, он делает хронологические сравнения одного и того же события в данном месте.
В виноградарстве исследования устанавливают календарь ежегодных стадий роста. Они могут быть использованы при проектировании виноградника и при планировании различных человеческих, материальных и экономических ресурсов, которые необходимы для развития посадки.
методология
При фенологическом исследовании наблюдения могут проводиться с учетом двух типов переменных:
-Независимые переменные. В этом случае это будет инструмент для проведения микроклиматического исследования, в котором будут учтены особенности элементов окружающей среды региона. Примером может служить сравнительное исследование цветения ананасового растения, посаженного в две разные даты, в штате Карабобо, Венесуэла..
-Зависимые переменные. В этом случае биологические события используются как индикаторы наличия или отсутствия определенных факторов окружающей среды..
-Методы качественного типа
Местная и региональная информация
Источником, который должен быть принят во внимание, является информация, которую могут предложить местные жители и ученые. Они могут предоставить важные данные о моделях поведения окружающей среды и природных элементах, из которых она состоит.
Существующие коллекции
Другим способом получения фенологических данных являются коллекции растений, входящих в состав гербариев. Данные ad libitum могут также поступать от других специалистов в данной области или в смежных областях, работа которых может предоставить информацию, имеющую отношение к исследованию..
-Методы количественного типа
классический
Этот тип методологии основан на сборе количественных данных. В этом случае можно вести учет количества деревьев, приносящих плоды, без учета разницы в количестве плодов, производимых каждым растением..
Фенологическая количественная оценка
В этом методе записи показывают количественные различия каждой части овощей: листьев, цветов или плодов, среди других.
Каждую из этих категорий можно подразделить, например, с точки зрения воспроизводства можно увидеть цветочные пуговицы, бутоны, цветы, семена, среди других.
Оценка продукции
В зависимости от объекта исследования иногда требуется оценка. Эти данные могут не обеспечивать высокую степень точности, поскольку они основаны на средних значениях, которые показывают найденные частичные данные.
Количественная оценка видов, погибших на земле
Если объекты изучения находятся не на дереве, а упали на землю, их можно пересчитать по следам. Это полоски шириной около одного метра, где часть исследуемого растения (листья, цветы или плоды) собирается, идентифицируется и подсчитывается..
Другой способ подсчитать их - разместить контейнеры, подвешенные к дереву, где они собирают, например, плоды, которые выпадают. Эти корзины могут быть размещены наугад или на определенных деревьях.
-Вычислительный на службе у науки
В настоящее время существуют компьютеризированные методы, позволяющие изучать и анализировать фенологические данные. Для этого в качестве основы взяты классические принципы фенологии, фитосоциологические методы отбора проб и концепции анализа роста..
Этот метод устанавливает, что развитие фаз фенологии - это процесс, где переменные представляют собой случайные последовательности, которые эволюционируют в соответствии с другими.
Кроме того, он позволяет проводить количественное, математическое и статистическое сравнение исследуемого объекта и переменных окружающей среды..
-Бортовые датчики
Новые технологии, которые изучают Землю из космоса, позволяют нам наблюдать целые экосистемы в глобальном масштабе через посреднический подход. Эти новые методы дополняют традиционный способ получения и записи информации.
Исследование, проведенное в Университете Аризоны на основе улучшенного индекса растительности (EVI), использовало дистанционное зондирование, чтобы увидеть тропические леса Амазонки в сезон дождей. Это показало, что, вопреки тому, что считалось, в течение сухого сезона наблюдался значительный рост растительности..
Фенологические фазы растений
Начальная фаза
Эта стадия начинается, когда семена находятся в состоянии прорастания. На этом этапе растение получает название рассады, а вся энергия направляется на развитие новых тканей поглощения и фотосинтетического характера..
Вегетативная фаза
В этот период растению нужно больше энергии для удовлетворения растущих потребностей листьев и ветвей. Конец этапа отмечен расцветом растения.
Репродуктивная фаза
Начинается с плодоношения. Одной из основных характеристик этого этапа является вегетативная отслойка. Это потому, что плоды начинают развиваться, поглощая большую часть питательных веществ, полученных растением.
Идентификация фаз
BBCH расширенной шкалы представляет собой систему кодирования, которая используется для выявления фенологических стадий. Это применимо к любому разнообразию растений, как однодольных, так и двудольных.
Один из его основных принципов заключается в том, что общий масштаб является базовым для всех видов. Кроме того, используемый код является общим для той же фенологической стадии. Важно, чтобы для описания использовались узнаваемые внешние характеристики..
Реальные исследования в фенологии
Планктон и климат
В 2009 году было проведено расследование в Северном море, расположенном между побережьями Норвегии и Дании. Это было основано на фенологических изменениях в планктоне в этой естественной среде обитания..
В настоящее время личинки иглокожих появляются в планктоне 42 дня назад, по сравнению с тем, что произошло 50 лет назад. То же самое происходит с личинками рыбок.
Исследования установили, что существует тесная связь между повышением температуры этого района на 1 градус Цельсия и изменением даты появления личиночных стадий этих видов..
Изменение времени обилия планктона может повлиять на более высокие трофические уровни. Если популяция зоопланктона не сможет адаптироваться к новым характеристикам планктона, их выживание может быть поставлено под угрозу.
Воздействие изменения климата на планктон влияет на будущее морской биоэкосистемы. Кроме того, это оказывает существенное влияние на окружающую среду на региональном и глобальном уровне..
Физиология посевов подсолнечника
Группа исследователей в 2015 году провела исследования по выращиванию подсолнечника. Они пришли к выводу, что хороший процесс посадки является ключом к высокой урожайности культур этого растения..
В этом исследовании были проанализированы физиология и агрономия урожая подсолнечника. Это послужило основой для управления их посевами и их улучшения на генетическом уровне.
Время между прорастанием и прорастанием рассады должно быть коротким. Это позволило бы получить растения одинакового размера, минимизируя таким образом конкуренцию между видами. Кроме того, использование экологических ресурсов будет максимально.
Температура почвы влияет на продолжительность фенологических стадий. Кроме того, различия между каждой датой посадки влияют на эти этапы. Помимо этих факторов, влажность и управление почвой оказывают заметное влияние на процесс прорастания.
Исследователи утверждают, что есть несколько агрономических аспектов, которые следует учитывать. Первым будет дата и время, когда проводится посев, также с учетом характеристик растений..
В дополнение к этому, пространство между каждым рядом посадок должно быть принято во внимание. Таким образом, это повысит эффективность производства подсолнечника.
Читайте также: