ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА «Мониторинговые исследования популяций тюльпана Шренка на территории Новоузенского района»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА с. ДМИТРИЕВКА
НОВОУЗЕНСКОГО РАЙОНА САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ»
конкурс « Наследие природы»
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
«Мониторинговые исследования популяций тюльпана Шренка на территории Новоузенского района»
Автор: Логачева Ольга
ученица 11 класса
МОУ СОШ с. Дмитриевка
Научный руководитель:
Требунская
Александра Николаевна -
учитель биологии и экологии
МОУ СОШ с. Дмитриевка
Егорова Татьяна Павловна
учитель биологии и химии
МОУ СОШ с. Дмитриевка


СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………...…3-4
1. Обзор литературы…………………………...................................................4
1.1. Внешний вид цветения и его особенности………………………..........4
1.2. Цикл роста тюльпана Шренка и условия цветения ……………...........4-5
1.3. Климатическая характеристика мест произрастания тюльпанов…..5-6
2. Материал и методы проведения исследований…………………...............6-7
3. Результаты собственных исследований …………………………………….7-9
3.1.Фенологические наблюдения……………………………………………7-8
3.2.Изучение видового состава фитоценоза и его влияние на
морфологические особенности…………………………………………8-9
4. Охрана и восстановление популяции тюльпана Шренка…………………10-11
Выводы……………………………………………………………………………..11-12
Список использованной литературы……………………………………………...13
Приложение ………………………………………………………………………..14
Введение
В результате воздействия человека на степь исчезли некоторые виды растений, а другие остались на грани исчезновения. Одним из видов, нуждающимся в охране и занесенным в Красную книгу Саратовской области является тюльпан Шренка (Tulipa schrenkii). Семейство: Лилейные Liliaceae.
Мы должны знать его, уметь определить, описать, вести учет и контроль, а так же предоставлять себе способы защиты от полного исчезновения.
Актуальность: Выявление новых мест произрастания тюльпана Шренка (Tulipa schrenkii) и выделение этих мест в особоохраняемые участки – памятники природы на исследуемой территории.
Цель: развитие и практическая реализация эффективных методов сохранения природных местообитаний тюльпана Шренка, на основе детального изучения биологических особенностей и состояния популяций.
Задачи:
1.Сформировать у школьников навыки приемов исследования и обработки
полученных данных.
2. Провести фенологические наблюдения тюльпана Шренка.
3. Изучить видовой состав фитоценоза тюльпанового поля и его влияние на
морфологические особенности тюльпана Шренка.
4. Проводить работу по созданию охраняемых объектов на изучаемых территориях.
Гипотеза: Если мы будем решать проблему изучения и сохранения тюльпана Шренка, то это будет способствовать не только сохранению этого уникального вида в природе, но и будет способствовать воспитанию этического отношения к природе, формированию экологической культуры.
Практическая значимость. Полученные результаты и собранный материал могут быть использованы для осуществления мониторинга, при разработке и проведении природоохранных мероприятий на территории Саратовской области. Исследования могут послужить обоснованием для создания новых охраняемых природных территорий Новоузенского района.
Обзор литературы
Внешний вид цветка и его особенностиТюльпан Шренка (Tulipa schrenkii) - это растение считают одним из древнейших видов тюльпанов: считается, что именно этот вид стал родоначальником большинства культурных сортов.
Свое название он получил по имени ученого-ботаника Шренка, занимавшегося изучением этого вида. Внешне тюльпан Шренка отличается скромной естественной красотой:
Это небольшое растение, высота его составляет 15-40 см, на безлистном стебле располагается крупный чашеобразный бутон с яркими лепестками.
У основания стебля расположены несколько темно-зеленых, слегка закрученных вокруг стебля листьев, они имеют ланцетную или продолговатую форму.
Околоцветник составляют 6 небольших округлых листочков.
Одной из особенностей тюльпана Шренка является разнообразие цвета бутонов даже в одной популяции: расцветка может быть сиреневой, фиолетовой, также часто встречаются пестрые цветы с перемешанными оттенками.
Плод тюльпана – коробочка, основное цветение начинается в мае и продолжается 12-14 дней.
В одной коробочке может созревать 240 семян, это способствует быстрому распространению растения на большие территории.[ 1]
Цикл роста тюльпана Шренка и условия цветенияЭто многолетнее растение, которое после прорастания семени проходит долгий цикл формирования:
В течение первого года будет формироваться луковица, которая в итоге заглубляется в почву на 3 см, а надземную часть составляет единственный семядольный лист, который только со второго года будет заменен нормальными листьями.
Когда растение достигает возраста размножения, у него появляется три настоящих листа, после чего отрастает цветонос. В засушливые годы цвести будет только небольшая часть популяции, а если ситуация с увлажнением благоприятная, степь покроется настоящим цветочным ковром. После двухнедельного цветения начинает формироваться коробочка с семенами, плодоношение занимает около 32 дней. Созревшая коробочка трескается, семена высыпаются.
После окончания периода вегетации материнская луковица истощается и постепенно отмирает, а на ее месте вырастает замещающая луковица, которая полностью завершает свое формирование в период покоя.
Климатическая характеристика мест произрастания тюльпанов
Микрозону характеризует резко континентальный, засушливый климат. Он отличается высокой испаряемостью и недостаточным количеством атмосферных осадков, низкой относительной влажностью воздуха, резким колебанием температуры воздуха и почвы. С мая по сентябрь испаряемость почти в 3 раза превышает выпадающие за это время осадки. Характерен быстрый переход от весны к лету. Переход от зимних отрицательных температур к положительным весенним завершается быстрее, чем от летних к зимним. Как показывают среднемноголетние данные, весной идет быстрое нарастание температур.
Для этой микрозоны характерны холодная малоснежная зима, короткие весна и осень, жаркое сухое лето. Количество осадков невелико, оно резко колеблется, в среднем 230-255мм. [ 2]
Материал и методы исследований.
Исследования проводились с 2006 -2015гг. на участках произрастания тюльпанов Дмитриевского муниципального образования и на тюльпановых полях расположенных 1п-25 км. северо-западнее и 2п-15 км. северо-восточнее села Куриловка Новоузенского района. Опыты проводились на 5 площадках, площадью по 1 кв.м. (1×1) каждого исследуемого поля.
В своих исследованиях использовали: количественный и глазомерный методы учета, фенологические наблюдения, геоботаническое описание, картографирование.
Глазомерный метод учета:
После тщательного осматривания, поле проходили по краю и по диагонали и оценку обилия давали по шкале Друде. (Таблица 1) [ 3]
Количественный метод:
Количественный метод основывается на подсчете растений на учетных площадках по 1 кв.м. (1×1). [ 3]
Фенологические наблюдения:
В процессе роста и развития тюльпана Шренка проводились фенологические наблюдения. Фенологию учитывали с момента прорастания и до цветения. Фенофазы определяли визуально. Фазы различались по внешним признакам. [ 4 ]
Метод геоботаническое описание:
При проведении геоботанического описания использовали бланки описания растительности. (Приложение 1) [ 3]
Картографирование.
С наступлением весны работы начинались с уточнения изученных и определение новых мест произрастания тюльпана Шренка, затем наносили на карту угодий Дмитриевского муниципального образования. (Приложение 2)
Результаты собственных исследований
Фенологические наблюдения
В  период  проведения  исследования  2011—2013  гг.  на  учётных  площадках тюльпанового поля  нами  была  установлена  зависимость  прорастания  тюльпана  от  температурного  режима  и  количества  осадков  за  прошедший  год.  Высота  стебля  и  размеры  бутонов  тюльпана  зависят  от  условий  увлажнения  и  температурного  режима  в  период  вегетации.  В  годы  с  засушливой  весной  (2013  г.)  и  аномально  жарким  летом  прошедшего  года  (2012  г.)  высота  растений  достигает  13—30 см,  а  при  благоприятных  условиях  увлажнения  (2011  г.)  и  теплой  весной  (2012  г.)  —  20—35  см,  и  в  этих  же  условиях  бутоны  являются  наиболее  крупными  —  длина  их  достигает  4,0—4,5  см.  В  годы  проведения  наблюдений  всходы  появлялись  при  полном  оттаивании  верхнего  слоя  почвы,  что  соответствовало  температуре  воздуха  +4—50  С.
В  2011  году  количество  дней  от  отрастания  до  начала  цветения  тюльпанов  составило  24—28  дней.  Начало  цветения  наступило  20—22  апреля,  конец  цветения 5- 8 мая.  Продолжительность  цветения  12—14  дней.  Несмотря  на  достаточное  количество  осадков  текущего  года,  начало  цветения  было  позднее,  а  продолжительность  цветения  не  большое.  Это  было  связано  с  не  высокими  температурами  апреля  2011  года  и  с  малым  количеством  осадков  в  вегетационный  период  прошлого  года.  Количество  цветущих  растений  было  25-38 экземпляров  на  1  м2.
Достаточное  количество  осадков  в  2011  году  и  теплая  весна  2012  года  положительно  сказались  на  Тюльпан  Шренка.  Количество  дней  от  отрастания  до  начала  цветения  тюльпанов  составило  22—26  дней.  Начало  цветения  наступило  14—16  апреля,  конец  цветения  28—30  апреля.  Продолжительность  цветения  14—16  дней.  Количество  цветущих  растений  было  25-32 экземпляра  на  1  м2.
В  2013  году  с  учетом  аномальной  жары  2012  года,  но  достаточным  количеством  осадков  начала  лета  того  же  года,  и  колебаниями  температур  апреля-мая  2013  года,  количество  дней  от  отрастания  до  начала  цветения  тюльпанов  составило  23—27  дней.  Начало  цветения  наступило  19—21  апреля,  конец  цветения  3-6 мая.  Продолжительность  цветения  13—15  дней.  Количество  цветущих  растений  было  22-31 экземпляров  на  1  м2.( Таблица 1)
Таким  образом,  наблюдается  зависимость  количественных  и  качественных  показателей  цветения  тюльпана  от  температуры  и  осадков.  Температура  влияет  на  бутанизацию  и  продолжительность  цветения.  Осадки  на  количество  дней  от  отрастания  до  начала  цветения  тюльпанов  и  цветущих  особей  в  будущем  году. [ 4,5,6] (Таблица 2)
Изучение видового состава фитоценоза и его влияние на морфологические особенности тюльпана ШренкаВ недалёком прошлом область распространения популяций тюльпана Шренка занимала большие территории Новоузенского района. В настоящее время, к сожалению, она значительно сузилась.
С 2006г. учащиеся нашей школы ведут работу по изучению популяций тюльпана Шренка. Изученные места наносят на карту угодий Дмитриевского муниципального образования, но эти места очень бедны, популяции состоят из несколько десятков особей. Самая большая из сохранившихся ныне популяций находится на участках 25 км. северо-западнее с. Куриловка площадью 60га.(1 поле) и 15 км. северо-восточнее с. Куриловка площадью 260 га (2 поле).
15 мая 2015г постановлением Правительства области №328-П «О внесении изменений в постановление Правительства от 1 ноября 2007 года №385-П на территории Новоузенского района образована особо охраняемая территория регионального значения, определены границы - памятник природы «Куриловская тюльпанная степь».[ фото 1]
Исследования на 1 поле проводили весной 2015г, на 2 поле с 2011г. -2015г.
Перед началом исследования проводили глазомерную оценку обилия по шкале Друд. (Таблица 1) [ 3] 1 поле характеризуется обилием тюльпана Шренка.
Учетные площади по 1 кв.м. (1×1), характеризуются разнообразным видовым составом фитоценоза (Таблица 3) [ фото 2]. Количество экземпляров на учетных площадях от 11 до 21. Средний размер тюльпана Шренка 18-22 см., размер цветка 2,8 – 3 см. Цвет тюльпана Шренка самый разнообразный, но преобладает желтый цвет. (Таблица 4)
На 1,3 площадке были выявлены еще один вид охраняемого растения Ирис низкий до 14 экземпляров фиолетово – синий, желто – зеленый.
На 2 поле характеристика обилия была различной.
2011-2012г. – очень обильно, расстояние между особями тюльпана Шренка не более 20 см. [ фото 3,4]
2013г. - обильно, расстояние между особями 20 - 40 см. [ фото 5]
2014-2015г. – довольно обильно – более 40 см. [ фото 6]
Морфологические особенности тюльпана Шренка в разные годы, так же не одинаковы. (2011-2012г. высота -20-35 см.); 2013г. – 13-30 см.; 2014-2015г. - 13-27 см.) (Таблица 5)
Размеры листьев тоже разные. Динамика цветения так же различна. (Таблица) Изучив видовой состав фитоценоза2011-2015г., провели статистический подсчет растений на участках. [ 7] (Таблица 6)
При анализе состояния учетных площадок с участием тюльпана Шренка выявили, что в 2011 г. видовой состав фитоценоза очень беден, в нем преобладает типчак, гусиный лук, лук регеля. [ фото 4]
В последние годы видовой состав фитоценоза становится из года в год разнообразнее. (Таблица 6). [ фото 5]
Учитывая фенологическое наблюдение тюльпана Шренка, можно сделать вывод, что внешний вид его зависит от температурного режима и количества осадков за прошедший год. Главным лимитирующим фактором является влага. Она во многом определяет численность вида. [ 4]
Передо мной встал такой еще вопрос, почему же количественные и качественные показатели цветения тюльпанов были не одинаковы на поле с разным видовым составом фитоценоза при одинаковых климатических условиях.
Изучив литературные источники о фитоценозах степи, я узнала для себя много интересного.
При исследовании видового состава фитоценоза, в основном преобладают дерновинные злаки ковыль, типчак, житняк. [ 7] Корневая система дерновинных злаков очень мобильна. Имея огромную сосущую поверхность, которая обеспечивается большим количеством корней и корневых волосков, эта система быстро отвечает на изменения окружающей среды. Так в сухие годы корневая система развивает мелкие сосущие волоски, которые улавливают влагу, а во влажные - часть волосков отмирают, развиваются крупные корни, которые хранят в себе питательные вещества. [ 8]
Корнева система злаков, забирает большую часть влаги быстрее, чем тюльпан Шренка и особенно это происходит в засушливые периоды.
Охрана и восстановление популяций тюльпана ШренкаК сожалению, самое красивое растение степи сегодня оказалось под угрозой исчезновения. Причин этому несколько: постоянная распашка целинных земель, бесконтрольный и чрезмерно интенсивный выпас скота.
Однако самый разрушительный фактор – именно человеческий: в период цветения люди бездумно рвут растения, уничтожая самые красивые и крупные цветы.
Из-за этого замедляется естественный отбор, а территория роста продолжает сокращаться из года в год. Природоохранные службы стараются предотвратить напрасную гибель растений: сбор строго запрещен, в местах обильного цветения дежурят экологические патрули.
Членами экологического кружка «Подснежник» на протяжении 2006-2015гг. была проведена определенная природоохранная работа. Это ежегодные выступления на экологических конференциях, просветительская работа среди населения, обращения через районную газету, выпуски экологических листовок, обращение к местной власти.
Однако этой работы было недостаточно для сохранения мест обитания тюльпана. Стало понятно, что сократить отрицательное воздействие человека на состояние популяции тюльпана Шренка можно, если только будут созданы охраняемые территории Новоузенского района. Образована особо охраняемая территория регионального значения, памятник природы «Куриловская тюльпановая степь". Пусть в этом деле хоть маленькая частичка нашего труда, а все – таки есть.
В апреле 2016г. пройдет областной «Фестиваль тюльпанов». Вблизи территории памятника природы пройдут праздничные мероприятия. Главной «Изюминкой» фестиваля станет, конечно возможность полюбоваться цветением степных тюльпанов. Наш экологический кружок «Подснежник» будет представлять научно-исследовательскую лабораторию экологического образования, где расскажем о работе по изучению, охране и контролю за состоянием популяции тюльпана Шренка.
Выводы
Подводя итоги своей работы можно сделать следующие выводы:
1.Наблюдается зависимость количественных и качественных показателей цветения тюльпанов от температуры и осадков:
Температура влияет на бутонизацию и продолжительность цветения;
Осадки на количество дней от отрастания до начала цветения тюльпанов и цветущих особей в будущем году.
2.На морфологические особенности тюльпана Шренка так же оказывают влияние дерновинные злаки, которые иссушают почву, уменьшая количество влаги, необходимой для роста тюльпанов.
3. На уменьшение числа особей в популяции тюльпана Шренка оказывают влияние антропогенное воздействие: массовое уничтожение тюльпана.
Ежегодно вместо старой луковицы закладывается новая луковица замещения. Для нормального формирования луковицы замещения необходимы благоприятные погодные условия и нормально развитые вегетативные органы (листья), поставляющие вновь созданные органические вещества в луковицу замещения.
У растений с оборванной надземной частью процесс развития луковицы замещения нарушается, и цветение на следующий год не наступает.
4.Для сохранения числа особей в популяции тюльпана Шренка необходимо создавать охраняемые объекты памятника природы.
Список использованных источников
Биология и ритмы развития тюльпана Шренка. Элиста, 2005г. с. 46-50
Демин А.М., Макарцева Л.В. География Саратовской области. Саратов, 2008,- 334с.
Журнал «Биология в школе», №8 -2000г., №3 – 2001г.
«Методы геоботанических описаний».
Бейдман И.Н., Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ. Новосибирск: Наука, 1974г.- 154с.
Рябинина Н.П., Деденко Е.Н.  Популяционные исследования некоторых видов семейства Liliaceae. Журнал «Наука», 2006 г. 
Gismeteo  прогноз  погоды  [Электронный  ресурс]  http://www.gismeteo.ru.02.12.2015г.
Конец формы
Еленский А.Г. Буланый Ю.Н.,Радыгина В.И. Определитель растений Саратовской области. – Саратов: изд-во «И.П. Баженов», 2009г.-248с.
www.bibliofond.ru. Флора степи. 02.01.2016г.
Приложение