Биоразнообразие и экология высших растений учебное пособие по учебной практике
Скачать 1.56 Mb.
|
| ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный университет» С. А. Овеснов, Е. Г. Ефимик БИОРАЗНООБРАЗИЕ И ЭКОЛОГИЯ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ Учебное пособие по учебной практике Пермь 2009 2 УДК 581.9 (470.53) ББК 28.58. (2р36) О 31 Рецензенты: О.Г. Баранова, д-р биол. наук, профессор А.В. Назаров, канд. биол. наук, доцент О 31 Овеснов, С. А. Биоразнообразие и экология высших растений: учеб. по- собие по учебной практике / С. А. Овеснов, Е. Г. Ефимик; Перм. гос. ун-т. – Пермь, 2009. – 129 с., ил. ISBN … Пособие содержит рекомендации по проведению учебной летней практики, включает разделы по сбору и сушке растений, работе с определителями, список видов высших растений, ре- комендуемых для изучения, полевые методы изучения расти- тельных сообществ. В приложении помещен список редких и охраняемых видов УНБ «Предуралье», бланк геоботанического описания, рисунки видов, занесенных в Красные книги Перм- ского края и Российской Федерации. Пособие рассчитано на студентов биологического фа- культета Пермского государственного университета, проходя- щих учебную практику на 2 курсе по направлению 020200 Биология и направлению 020800 Экология. Печатается по решению ученого совета биологического факультета Пермского университета УДК 581.9 (470.53) ББК 28.58. (2р36) ISBN … © Овеснов С.А., Ефимик Е.Г., 2009 3 Оглавление Предисловие ………………………………………………… 4 Природа и географическое положение заказника «Преду- ралье» ………………………………………………………... 6 Техника сбора и обработки растений для коллекции ……. 14 Понятие об экологических факторах ……………………... 32 Флора высших растений заказника «Предуралье» ………. 43 Список высших растений, рекомендуемых для изучения . 46 Основные понятия фитоценологии ……………………….. 94 Основные полевые методы изучения растительности …… 97 Приложение …………………………………………………. 115 4 Предисловие Разнообразие жизни издавна было предметом изучения. Пер- вые системы живой природы, известные, например, из трудов Аристотеля (384–322 г. до н. э.), Теофраста (372–287 г. до н. э.), Плиния Старшего (23–79 г. н. э.) уже включают не только описа- ния разнообразия, но и анализ этого явления. Научная и методиче- ская база для описания биоразнообразия была создана Карлом Линнеем в его «Systema naturae» (1735). Замечательная работа Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного от- бора» (1859) в корне изменила существовавшие представления о природе. Она завершила длительные поиски естествоиспытателей и систематиков, которые пытались найти причинное объяснение многих черт сходства и различий у наблюдаемых организмов. Оценки степени биологического разнообразия Земли впер- вые были предприняты биогеографами, которые в XVIII–XIX вв. разработали схемы ботанико-географического и зоогеогра- фического разделения поверхности нашей планеты по степени своеобразия флоры и фауны. В XX в. такие же схемы были со- ставлены не только для флор и фаун, но и для сообществ расте- ний, животных, биогеоценозов. Термин «биоразнообразие» является сокращением сочета- ния слов «биологическое разнообразие». Разнообразие – это по- нятие, которое имеет отношение к размаху изменчивости или различий между некоторыми множествами или группами объек- тов. Биологическое разнообразие, следовательно, имеет отно- шение к разнообразию живого мира. Термин «биоразнообразие» обычно используется для описания числа, разновидностей и из- менчивости живых организмов. В широком смысле этот термин охватывает множество различных биологических показателей и является синонимом понятия «жизнь на Земле». Само словосочетание «биологическое разнообразие» впер- вые применил Г. Бэйтс (1892) в известной работе «Натуралист на Амазонке», когда описывал свои впечатления от встречи около 700 разных видов бабочек за время часовой экскурсии. Современные представления о проблеме биологического раз- нообразия базируются на исследованиях популяционных генети- ков 1908–1953 гг., показавших, как создается генетическое разно- 5 образие организмов во внешне однородной популяции, и разрабо- тавших математический аппарат для его объективного описания. В научном мире понятие разнообразия может быть отнесено к таким фундаментальным понятиям, как гены, виды и экосистемы, которые соответствуют трем фундаментальным, иерархически за- висимым уровням организации жизни на нашей планете. Биоразнообразие в последнее десятилетие становится одним из самых распространенных понятий в научной литературе, при- родоохранном движении и международных связях. Научные ис- следования доказали, что необходимым условием нормального функционирования экосистем и биосферы в целом является доста- точный уровень природного разнообразия на нашей планете. В настоящее время биологическое разнообразие рассматривается как основной параметр, характеризующий состояние надорганизмен- ных систем. В ряде стран именно характеристика биологического разнообразия выступает в качестве основы экологической полити- ки государства, стремящегося сохранить свои биологические ре- сурсы, чтобы обеспечить устойчивое экономическое развитие. Учебная практика на 2 курсе биологического факультета «Биоразнообразие и экология высших растений» посвящена ос- воению методов изучения и сохранения информации о биологи- ческом разнообразии растений на уровнях видов и сообществ. В соответствии с этим, учебная практика состоит из двух разделов: первый раздел посвящен изучению биоразнообразия видов высших растений, методам сбора, сохранения и обработ- ки информации о них; второй – методам изучения, сохранения и обработки информации о биоразнообразии растительного ком- понента экосистем (биогеоценозов). Значительное внимание уделяется как экологическим особенностям видов, так и влия- нию экологических условий на размещение экосистем. Для прохождения практики студентам необходимо иметь с собой следующее оборудование: полевой дневник (блокнот), общую тетрадь (48 стр.), ручки, карандаши, резинки, сантимет- ровую ленту, линейку, бланки геоботанических описаний (обра- зец следует получить на кафедре ботаники и генетики расте- ний); компас и рулетку (не менее 5 м) по возможности. Также необходимо получить в библиотеке «Иллюстрированный опре- делитель растений Пермского края» (2007). 6 Природа и географическое положение заказника «Предуралье» На участке долины р. Сылвы между г. Кунгуром и с. Усть- Кишерть расположен один из интереснейших и замечательных природных объектов Пермского края – заказник «Предуралье». Он возник как заповедник «Предуралье», организованный в ян- варе 1942 г. по распоряжению Совета Народных Комиссаров СССР, с целью сохранения природных богатств и естественно- исторических памятников, сосредоточенных на небольшой тер- ритории. В 1951 г., после рассмотрения правительством СССР вопроса о заповедниках, занимающих небольшие территории, заповедник «Предуралье» был передан Пермскому университе- ту как учебно-опытное лесное хозяйство (учлесхоз), перед кото- рым стояли прежние задачи. Поэтому с 1952 г. Пермский обл- исполком своим решением объявил эту территорию комплекс- ным (ландшафтным, ботаническим, зоологическим и геологиче- ским) заказником. Позднее учлесхоз был переименован в учеб- но-научную базу (УНБ) «Предуралье». Хозяйственная деятель- ность (рубка леса, распашка, сенокос, выпас скота, рыболовство, движение автотранспорта) в нем ограничена, а все виды охоты запрещены. В связи с этим здесь в значительной степени уда- лось сохранить естественную растительность и животный мир. Заказник используется для учебной и производственной практи- ки студентов и научной работы преподавателей и сотрудников биологического, географического и геологического факультетов Пермского университета. Территория заказника «Предуралье», занимающая площадь немногим более 2 тыс. га, находится на северном окончании Уфимского плато, у основания предгорий Среднего Урала. Она располагается вдоль берегов р. Сылвы (рис. 1), представляя ис- ключительный научный интерес. На всем протяжении (около 20 км) в крутых берегах выходят на дневную поверхность отложе- ния древнего пермского моря, которые являются летописью геологического прошлого нашего края. Они различны по соста- ву и сложению, чрезвычайно богаты отпечатками животных и растений минувших эпох и представляют собой ценнейшие на- 7 учные и учебные объекты, которые необходимо сохранить в их естественном состоянии. Разнообразен рельеф территории заказника. Имеются водо- разделы, склоны различной крутизны и экспозиции, глубоко врезана долина р. Сылвы. Сильно выражены здесь явления кар- ста (провальные и суффозионные воронки, лога, пещеры и др.). На крутых высоких (до 110 м) материковых берегах возвыша- ются скальные обнажения известняка, что вместе с многочис- ленными глубокими догами, прорезающими склоны долины, создает впечатление горного ландшафта. Почвенный покров характеризуется большой пестротой. На выровненных водораздельных участках преобладают дерново- подзолистые, а на крутых склонах – маломощные карбонатные почвы. Кроме этих основных, в небольшом количестве встреча- ются дерново-луговые, пойменно-слоистые делювиальные и се- рые лесостепные почвы. Природные комплексы заказника «Предуралье» благопри- ятны для размножения и жизни животных. На его территории можно встретить большинство видов позвоночных, встречаю- щихся в пределах Пермского края. На территории заказника сосредоточена богатая и разнооб- разная растительность, здесь имеются все основные типы лесов (темнохвойная тайга, смешанные широколиственно-хвойные леса, травяные сосняки лесостепного сибирского типа, европей- ские широколиственные леса из липы, ильма и клена, вторичные мелколиственные леса); разнообразные, в том числе и остепнен- ные, луга; представители горной и арктической растительности, уцелевшие от ледниковых эпох на скалах; участки степной рас- тительности – останцы от жаркого ксеротермического периода. Столь высокая степень разнообразия может быть объяснена ря- дом причин, ведущими из которых являются особенность ме- стоположения и сложный расчлененный рельеф. 8 Рис. 1. Картосхема заказника «Предуралье». Цифрами обозначены и подписаны памятники природы; горизонтально заштрихо- вана хозяйственная зона; точками выделены заповедные участки 9 Растительность заказника относится к подзоне широколи- ственно-пихтово-еловых лесов и непосредственно соседствует с Кунгурско-Красноуфимским лесостепным геоботаническим ок- ругом. Кроме того, разнообразие растительного покрова обу- словлено геологическим строением, рельефом, почвенным по- кровом и микроклиматическими условиями. Здесь наблюдается сочетание бореально-таежных, неморальных элементов широ- колиственных лесов, степных, лугово-степных, горностепных, водных и прибрежно-водных комплексов. Всего на территории заказника выделено 16 типов растительности. За 60-летний период изучения (Крюгер, Крюгер, Селива- нов, 1949; Воронов, 1967, 1976; Белковская, 1988) видовой со- став флоры заказника выявлен с достаточной полнотой. Флора заказника, по данным Т.П. Белковской и С.А. Овеснова (2000), насчитывает 774 вида сосудистых растений, относящихся к 373 родам и 96 семействам. В это число вошли все виды растений, встречающихся на территории заказника или вблизи от его гра- ниц, за исключением растений, выращиваемых в дендросаду, огородах, садах, на клумбах и не растущих за их пределами. Но в него не вошло 159 видов мхов, отмеченных в заказнике (Крю- гер, Крюгер, Селиванов, 1949; Игнатов, Масловский, 1991; Без- годов, 2002). То есть всего здесь произрастает 933 вида высших растений.Наряду с типичными европейскими видами встреча- ются представители сибирской флоры. В заказнике произраста- ют более 100 видов редких растений. Из них 15 подлежат охране как внесенные в Красные книги РФ (2008) и Пермского края (2008). В Красную книгу РФ (2008) внесены калипсо луковичная (Calypso bulbosa (L.) Oakes), пыльцеголовник красный (Cephalanthera rubra (L.) Rich.), пыльцеголовник длиннолистный (Cephalanthera longifolia (L.) Fritsch), венерин башмачок на- стоящий (Cypripedium calceolus L.), венерин башмачок крупно- цветковый (Cypripedium macranthon Sw.), ковыль перистый (Stipa pennata L.) и ветреница уральская (Anemone uralensis Fisch. ex DC.). Кроме того, 25 видов растений включены в при- ложение к Красной книге Пермского края как нуждающиеся в особом внимании к состоянию их популяций в природной среде. 10 Основные площади заказника занимают темнохвойные елово-пихтовые леса, часто с примесью липы мелколистной. Наиболее распространены елово-лихтовые зеленомошники, ело- во-пихтовые кисличники, липово-елово-пихтовые травяные ле- са. Елово-пихтовые зеленомошники просты по структуре, под- лесок и кустарниковый ярус у них выражены слабо. Моховой ярус представлен плеуроциумом Шребера, гилокомиумом бле- стящим и др. Среди травянистых растений обычны кислица обыкновенная, майник двулистный, седмичник европейский, одноцветка крупноцветковая, звездчатка Бунге и др. Сомкну- тость крон 0,7–0,8. В елово-пихтово-кисличных сообществах подлесок выра- жен лучше, здесь обычны липа сердцелистная, подрост ели и пихты сибирской. Сомкнутость крон достигает 0,7–0,8. В траво- стое обычны лесные виды: кислица обыкновенная, майник дву- листный, ортилия однобокая, ожика волосистая, щитовник муж- ской, копытень европейский и др. Липово-елово-пихтовые травяные леса распространены на высокой равнине. В подлеске обычны липа сердцелистная, вяз шершавый, иногда и клен платановидный. Сомкнутость крон около 0,5–0,7. В травостое обычны ясменник душистый, сныть обыкновенная, кислица обыкновенная, копытень европейский и др. Широколиственные леса образованы липой мелколистной, а также кленом остролистным и вязом шершавым с примесью хвойных пород. В широколиственных елово-пихтово-липовых лесах липа достигает высоты первого яруса ели и пихты (до 20–30 м). Вто- рой ярус формирует клен платановидный и вяз шершавый, в подросте – клен платановидный, липа сердцелистная. В широ- колиственных лесах из вяза шершавого, клена платановидного и липы сердцелистной (ильмово-липовые) подлесок более разно- образен, в нем обычны клен, ильм, липа, рябина, черемуха, ка- лина, жимолость обыкновенная, бузина сибирская, изредка встречается волчье лыко. Травяной ярус довольно насыщен ви- дами: коротконожка лесная, костер Бенекена, овсяница гигант- ская, овсяница лесная, бор развесистый, осока горная, купена 11 многоцветковая, лилия волосистая, сныть обыкновенная, чистец лесной, колокольчик широколистный и др. Светлохвойные леса заказника представлены сосняками, есть небольшие участки посадок лиственницы сибирской. Наи- большие площади сосновых лесов занимают сосняки- зеленомошники. Древесный ярус образует сосна обыкновенная с незначительной примесью березы повислой, ели сибирской и пихты сибирской. Напочвенный покров образуют несколько ви- дов зеленых мхов, изредка встречаются вероника колосистая, зопник клубненосный, таволга обыкновенная и др. Обычен ра- китник русский. Сосняки-зеленомошники расположены глав- ным образом по правому берегу Сылвы между д. Верхние Час- тые и д. Нижние Частые, а также от д. Песчанка до с. Филип- повка. Сосновые боры травяные сибирского типа расположены в районе камней Межевой, Ермак, Поворотный, на склонах ко- ренного берега южной, юго-восточной экспозиции. Состав дре- востоя 10С+Б+Лп (береза повислая и липа сердцелистная при- сутствуют в виде небольшой примеси). В подлеске – рябина, черемуха, липа сердцелистная. В кустарниковом ярусе обычны ракитник русский, кизильник черноплодный. Травостой представлен, главным образом, лугово-лесными видами: вейник лесной, коротконожка перистая, клевер средний, чина гороховидная, купена душистая, подмаренник северный, смолевка поникшая, кровохлебка лекарственная. В травяном ярусе встречаются также лугово-степные виды: ветреница лес- ная, прострел желтеющий, астрагал датский, зопник клубненос- ный, таволга обыкновенная, реброплодник уральский, орляк обыкновенный, лазурник трехлопастной, венерин башмачок на- стоящий и др. На месте вырубок и гарей сформировались вторичные мел- колиственные травяные леса, образованные по преимуществу березой повислой, реже осиной. Растительность утесов долины Сылвы имеет сибирский ха- рактер. На скальных обнажениях встречаются горно-степные и степные растения, многие из которых являются сибирскими ви- дами, а также реликтами плейстоценовых степей и степей ксе- ротермических эпох. На камнях Межевой, Ермак и др. встреча- ются южносибирские виды полыней: полынь армянская, холод- 12 ная, шелковистая, а также реликтовые виды: пырей отогнутоо- стый, овсец пустынный, вероника колосистая, василек сибир- ский, оносма простейшая, лук торчащий, типчак, дендрантема Завадского и др. Кроме того, на скальных обнажениях встречаются степные растения и растения европейского происхождения: мордовник русский, ластовень ласточкин, гвоздика разноцветная, коло- кольчик круглолистный, шиверекия северная, очиток едкий; кустарники – дрок красильный, спирея городчатая. Здесь же от- мечены горные реликтовые папоротники, которые, вероятно, являются наиболее древними, еще доледниковыми элементами флоры Предуралья. Среди них: костенец постенный, пузырник ломкий, многоножка обыкновенная. Луговая растительность представлена зональными матери- ковыми разнотравными, злаково-разнотравными и разнотравно- злаковыми лугами, которые занимают лесные расчистки, зале- жи. На береговых склонах южной экспозиции встречаются ос- тепненные луга. Среди луговых растений обычны манжетка обыкновенная, подмаренник северный, тмин обыкновенный, клевер луговой, клевер средний, клевер ползучий, чина луговая, чина гороховидная, тимофеевка луговая, мятлик луговой, ежа сборная, костер безостый и др. В сообществах встречаются так- же и степные виды: клевер горный, шалфей степной, таволга обыкновенная, вероника колосистая, тимофеевка степная и др. Пойменная растительность представлена зарослями раз- личных видов ив и ольхи серой, встречаются единичные особи тополя черного (осокорь). Пойменные луга выражены слабо. В них преобладают костер безостый, крапива двудомная, дудник лекарственный, борщевик сибирский, ежевика. Прибрежная растительность представлена видами осок, бе- локопытником язычковым, камышом озерным, вербейником обыкновенным, частухой подорожниковой, калужницей болот- ной, дербенником иволистным, сусаком зонтичным и др. Среди водной растительности обычны различные виды рдестов, кубышка желтая, горец земноводный и другие. Территория заказника расположена на стыке южной тайги, Кунгурской островной лесостепи (самая северная ковыльная степь в Европе) и широколиственно-хвойных лесов. А каньоно- 13 образная долина Сылвы, большое число логов, обнажения из- вестняков по склонам берегов создают многообразие местооби- таний, в которых произрастают растения разной экологии и гео- графии. Среди дикорастущей флоры много ценных в хозяйственном отношении видов кормовых, лекарственных, медоносных расте- ний. На территории заказника совместно произрастают многие близкие западноевропейские и сибирские виды, вследствие чего растительность ее богата переходными формами, имеющими большое значение для разработки вопросов эволюционной мор- фологии и филогенетической систематики растений. Несколько видов растений, встречающихся в заказнике, внесено в «Крас- ную книгу Российской Федерации» (2005) и «Красную книгу Пермского края» (2008). Все это делает территорию УНБ «Предуралье» прекрасным местом проведения биологических, в частности ботанических экскурсий, позволяя на ограниченной территории познакомить- ся с основными особенностями флоры, получить представление о строении и размещении важнейших растительных сообществ Среднего Урала и Приуралья, изучить как наиболее распростра- ненные и важные в хозяйственном отношении, так и редко встречающиеся виды растений. 14 |
Похожие:
 | Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по экономическим и другим специальностям, преподавателей, бухгалтеров, руководителей... | | Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по экономическим и другим специальностям, преподавателей, бухгалтеров, руководителей... |
| Методические пособие по учебной практике пм 02. Участие в лечебно-диагностическом и реабилитационном процессах (для специальности... | | «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» |
 | Программное обеспечение: Программа «Учусь учиться 4 – 5» разработана на основе авторской программы – Дзятковской Е. Н. «Учусь учиться... | | Учебное пособие. Задание для учебной практике по дисциплине пм 06. «Выполнение работ по одной или нескольким профессиям рабочих,... |
| Книга предназначена для студентов, аспирантов, преподавателей высших учебных заведений, работников органов государственной власти... | | Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений |
| Конфигурации ценностных ориентаций в коммуникативной практике глобализирующегося мира | | Рекомендовано Методическим советом филиала фгбоу впо «мгиу» в г. Вязьме в качестве учебного пособия для студентов высших учебных... |