birmaga.ru
добавить свой файл

1




5-я Межрегиональная экологическая экспедиция школьников России

(Новгородская область, 1 – 15 июля 2006 г.)
Мастерская Н.М.Мищенко, Л.М.Булгаковой

«Биоиндикация почв»

Мищенко Нина Михайловна, учитель географии СОШ № 17 г. Губкин

Булгакова Любовь Михайловна, учитель географии СОШ № 5 г. Губкин

Общие сведения



Для характеристики почв можно использовать индикаторные виды растений, которые могут свидетельствовать о водном режиме почв, их кислотности, обеспеченности элементами минерального питания, состояния плодородия. Мониторинг почв методом биоиндикации проводят путем закладывание пробных площадок на исследуемой территории и определения видового состава растительности на них. Далее по справочным таблицам определяют состояние почв.


Таблица 1. Растения – индикаторы плодородия почв

Плодородие

почвы


Растения-индикаторы

Высокое

Малина, крапива, иван-чай, таволга, сныть, чистотел, копытень,

кислица, валериана, чина луговая, костер безостый.

Умеренное

(среднее)

Майник двулистный, медуница, дудник, грушанка, гравилат речной,

овсяница луговая, купальница, вероника длиннолистная.

Низкое

Сфагновые (торфяные) мхи, наземные лишайники, кошачья лапка, брусника, клюква, белоус, ситник нитевидный, душистый колосок.


Безразличны к плодородию

Лютик едкий, пастушья сумка, мятлик луговой, черноголовка, ежа сборная, сосна обыкновенная.

Таблица 2. Растения – индикаторы водного режима почв

Тип почв

Тип растений

Название растений

Влажные (заболоченные)

Гигрофиты

Голубика, багульник, морошка, селезеночник очереднолистный, белозор, калужница, герань луговая, камыш лесной, сабельник болотный, таволга вязолистная, горец змеиный, мята полевая, чистотел болотный.

Умеренно влажные

Мезофиты

Луговые травы: тимофеевка, лисохвост луговой, пырей ползучий, ежа сборная, клевер луговой, горошек мышиный, чина луговая, василек фригийский. В лесу: брусника, костяника, копытень, золотая розга, плауны.

Сухие (засушливые)

Ксерофиты

Кошачья лапка, ястребинка волосистая, очитки( едкий, пурпурный, большой), ковыль перистый, толокнянка, полевица белая, наземные лишайники.

Примечание: Гигрофиты – влаголюбивые растения, обитатели влажных, иногда заболоченных почв. Мезофиты - растения достаточно обеспеченных влагой мест, но не сырых и не заболоченных. Ксерофиты - растения сухих местообитаний.
Таблица 3. Растения - индикаторы глубины залегания грунтовых вод.

(Луговые фитоценозы)

Индикаторная группа


Названия растений

Глубина грунтовых вод



Костер безостый, клевер луговой, подорожник большой, пырей ползучий.

Более 150 см



Полевица белая, овсяница луговая, горошек мышиный, чина луговая, мятлик луговой.

100-150 см



Таволга вязолистная, канареечник, хвощ болотный.

50-100 см



Осока лисья, осока острая, вейник Лангсдорфа, хвощ болотный, калужница болотная.

10-50 см



Осока дернистая, осока пузырчатая, калужница болотная.

0-10 см

Примечание: в качестве биоиндикатора может быть использован и один вид, если этот вид имеет массовое развитие в конкретном местообитании.
Таблица 4. Растения - индикаторы глубины залегания грунтовых вод.

(Лесные фитоценозы)


Индикаторы

Глубина

грунтовых вод (м)

Тип леса

Группы растений

1. Ельник-кисличник

Кислица заячья, седмичник европейский, майник двулистный.




3-5

2.Ельник-черничник

Черника, кислица заячья зеленые мхи.


1-3

3.Ельники-долгомошники

Черника, багульник, мох политрихум.



до1

4.Ельники сфагновые

Багульник, андромеда, кассандра, сфагновые мхи.

0-0,5

5.Ельники дубовые

Ясменник душистый, медуница неясная, звездчатка ланцетовидная, зеленчук.

5-10

6.Сосново-ельник-кисличник

Кислица заячья, папоротники, зеленые мхи.

3-5

7.Сосново-ельник-черничник

Черника, брусника, кислица, папоротники, зеленые мхи

3-5

8.Сосняк лишайниковый

Кошачья лапка, ястребинка волосистая, кладонии.

Более 10

9.Сосняк брусничный

Брусника, зеленые мхи

3-5

10.Сосняк-черничник

Черника, кислица, зеленые мхи.

до 2

11.Сосняк орляковый

Орляк, кислица, майник двулистный

1-3

12.Сосняк долгомошный


Голубика, черника, мох политрихум.

0,5-1

13.Сосняк сфагновый

Багульник, кассандра, сфагнум.

0-0,2



Таблица 5. Растения - индикаторы кислотности почв


Группа

Растения-биоиндикаторы

рН почвы

1.Ацидофилы

1.1 Крайние ацидофилы

Сфагнум, зеленые мхи: гилокомиум, дикранум, плауны, ожика волосистая, пушица влагалищная, подбел многолистный, кошачьи лапки, кассандра, цетрария, белоус, щучка дернистая, хвощ полевой, щавелек малый.

3,0-4,5

1.2. Умеренные ацидофилы

Черника, брусника, багульник, калужница болотная, сушеница, лютик ядовитый, толокнянка, седмичник европейский, белозор болотный, фиалка собачья, сердечник луговой, вейник наземный.

4,5-6,0

1.3. Слабые ацидофилы

Папоротник мужской, ветреница лютиковая, медуница неясная, зеленчук, колокольчик крапиволистный, колокольчик широколистный, бор развесистый, осока волосистая, осока ранняя, малина, смородина черная, вероника длиннолистная, горец змеиный, орляк, иван-да-марья, кисличка заячья.

5,0-6,7

1.4.Ацидофильно-нейтральные

Зеленые мхи: гилокомиум, плеврозиум, ива козья.


4,5-7,0

2.Нейтрофилы

2.1 Окололинейные

Сныть европейская, клубника зеленая, лисохвост луговой, клевер горный, клевер луговой, мыльнянка лекарственная, аистник цикутный, борщевик сибирский, цикорий, мят(л)ник луговой.

6,0-7,3

2.2 Нейтрально-базифильные

Мать-и-мачеха, пупавка красильная, люцерна серповидная, келерия, осока мохнатая, лядвенец рогатый, гусиная лапка.

6,7-7,8

3. Базифилы

3. Базифильные

Бузина сибирская, вяз шершавый, бересклет бородавчатый.

7,8-9,0

Примечания:

Ацидофилы – растения кислых почв; нейтрофилы – обитатели нейтральных почв; базифилы – растения щелочных почв.

Кислотность – одно из характерных свойств почвы лесной зоны. Повышенная кислотность отрицательно сказывается на росте и развитии ряда вида растений. Это происходит из-за появления в кислых почвах вредных для растений веществ, например растворимого алюминия или избытка марганца. Они нарушают углеводный и белковый обмен в растениях, задерживают образование генеративных органов и приводят к нарушению семенного размножения, а иногда вызывают гибель растений. Повышенная кислотность почв подавляет жизнедеятельность почвенных бактерий, участвующих в разложении органики и высвобождении питательных веществ, необходимых растениям.

Цель работы: ознакомиться с методикой исследования почв по растениям-биоиндикаторам; определить данным методом плодородие, кислотность почв и уровень залегания грунтовых вод на исследуемой территории; сделать выводы о типе почв и их хозяйственном назначении.

Оборудование: сантиметр

Порядок выполнения работы


  1. На исследуемой территории выявите участки, различающиеся по характеру растительных сообществ и рельефу.

  2. На каждом участке заложите одну-две пробные площадки размером 10 х 10 метров.

  3. Исследуйте и опишите видовой состав растительных сообществ на площадке № 1 (в лесных фитоценозах – по ярусам). Результаты занесите в таблицу № 6.

  4. Определите степень плодородия почв по справочной таблице № 1.

  5. Определите уровень залегания грунтовых вод по справочным таблицам № 3-4.

  6. Определите кислотность почв по справочной таблице № 5.

  7. Повторите действия по пунктам 3-6 для всех пробных площадок.

  8. Нанесите результаты исследований на карту-схему исследуемой территории.

  9. Сделайте выводы о типе почв на исследуемой территории и их возможном хозяйственном назначении.


Таблица № 6. Результаты исследования почв методом биоиндикации

Пробная площадка №

Район:

Тип фитоценоза:

Состав растительных сообществ




Выводы о плодородии почвы




Выводы о кислотности почвы




Выводы о глубине залегания грунтовых вод





Результаты работы

Исследования почв методом биоиндикации проводились в районе базового лагеря Пятой межрегиональной экологической экспедиции школьников России в окрестностях так называемого «Марсова поля» (Крестецкий район Новгородской области) с 4 по 12 июля 2006 г.


Нами было заложено 8 пробных площадок размером 10 х 10 метров каждая, отличающихся по видовому составу растительных сообществ и по рельефу.


Карта-схема исследуемой территории
Пробная площадка № 1.

Район: поляна (так называемое «Марсово поле») размером примерно 300 х 350 метров

Тип фитоценоза: луговой

Состав растительных сообществ

Преобладают вересковые заросли, зеленые мхи (кукушкин лен, политрихум)

Встречаются почвенные лишайники («олений мох», кладония крыничниковая)

Сосновый подрост в возрасте до 15-17 лет растет редко, беспорядочно (самосев)

Выводы о плодородии почвы

Низкое

Выводы о кислотности почвы

рН 4,5 – 6

(умеренная и низкая кислотность)

Выводы о глубине залегания грунтовых вод

1 – 3 м


Пробная площадка № 2.

Район: лесная полоса, примыкающая к озеру Гверстянец

Тип фитоценоза: лесной

Состав растительных сообществ

Хвойные породы (ель, сосна) с примесью мелколиственных (береза, рябина).

Нижний ярус представлен сфагновым и гипновым мхами, на фоне которых произрастают: хвощ болотный, плаун булавовидный, черника, брусника, папортник мужской, ситники.

Выводы о плодородии почвы

Низкое


Выводы о кислотности почвы

рН 3 – 4,5

(повышенная кислотность)

Выводы о глубине залегания грунтовых вод

0 – 0,5 м (близкое залегание)

Особые замечания:

Во время исследования мы обратили внимание на значительный слой торфа темно-красного цвета, пружинящий под ногами. Вода, выступающая под ногой при надавливании на почву, окрашена в темно-коричневый цвет. Мы предположили, что вода озера Гверстянец имеет коричневатый цвет в результате наличия торфяников, окружающих берега озера. Одним из типов питания этого озера являются грунтовые воды, а они пополняются за счет атмосферных осадков, просачивающихся через торф.
Пробная площадка № 3.

Район: лесополоса с южной стороны «Марсова поля»

Тип фитоценоза: лесной

Состав растительных сообществ

Хвойные породы (ель, сосна) с примесью березы.

Нижний ярус: сфагновые мхи (менее обильно, чем в прибрежной зоне), черника, брусника, кислица, папоротник мужской.

На опушке – ассоциации Иван-да-марьи и марьянника.

Выводы о плодородии почвы

Слабое или умеренное

Выводы о кислотности почвы

рН 3 – 4,5

(повышенная кислотность)

Выводы о глубине залегания грунтовых вод

1 – 3 м


Пробная площадка № 4.

Район: обочина дороги от «Марсова поля» к ДОЛ «Парус»

Тип фитоценоза: лесной


Состав растительных сообществ

Хвойные породы (ель, сосна) с примесью березы.

Нижний ярус: малина, крапива, таволга, чистотел, кислица, герань, лапчатка гусиная

Выводы о плодородии почвы

высокое

Выводы о кислотности почвы

рН 5 -6,7

(умеренная кислотность)

Выводы о глубине залегания грунтовых вод

1 – 3 м


Пробная площадка № 5.

Район: к юго-западу от так называемого «следа марсианина»

Тип фитоценоза: луговой

Состав растительных сообществ

Заросли иван-чая, тысячелистник, клевер луговой, папоротник-орляк.

Сосновый подрост в возрасте до 15-17 лет растет редко, беспорядочно (самосев)

Выводы о плодородии почвы

высокое

Выводы о кислотности почвы

рН 5 -6,7

(умеренная кислотность)

Выводы о глубине залегания грунтовых вод

1 – 3 м


Особые замечания:

Площадки №№ 4 и 5 резко выделяются по видовому составу растений-индикаторов (и, следовательно, по плодородию почв и кислотности) на фоне типичных растительных сообществ. Мы предположили, что здесь имеет место антропогенный фактор, например, в районе площадки № 5 могла быть свалка органических остатков, а вдоль дороги, возможно, имело место привнесение семян растений, нетипичных для данного района, и накопление в течение ряда лет органических остатков другого типа.


Позже, из разговора с директором ДОЛ «Парус» мы выяснили, что наше предположение по площадке № 5 было верным: там действительно сбрасывали пищевые отходы.
Выводы и рекомендации

Собранные данные указывают на формирование в исследуемом районе подзолистых и дерново-подзолистых, торфяно-болотных почв, для которых характерны обнаруженные свойства: повышенная кислотность, низкое (умеренное) плодородие и близкое залегание грунтовых вод.

Заниматься земледелием в данном районе можно, но продукция будет более дорогой, чем в южных районах на черноземных, серых лесных и каштановых почвах, так как для получения стабильных урожаев необходимы следующие меры: известкование, осушка почв и внесение органических удобрений.