Наукова робота. Екологічний стан та перспективи заповідання лісового урочища Борок

Роботу виконала:
Ковальова Дар’я Сергіївна,
учениця 10 класу
Глухівського ліцею-інтернату з посиленою військово-фізичною підготовкою,
м. Глухів, Сумська область,
вихованець гуртка «Юні екологи» дослідницько-експериментального відділу ГМЦПО

Науковий керівник:
Ащеулова Інна Петрівна,
учитель географії вищої кваліфікаційної категорії,
старший учитель Глухівського ліцею-інтернату
з посиленою військово-фізичною підготовкою,
керівник гуртка «Юні екологи» дослідницько-експериментального відділу ГМЦПО,
лауреат V Всеукраїнського Інтернет-конкурсу „УЧИТЕЛЬ РОКУ – 2020” за версією науково-популярного природничого журналу „КОЛОСОК”

Антропогенний вплив на рослинний покрив приводить до зміни видового складу, поширення, чисельності окремих видів. Кожен вид входить до складу певних фітоценозів, звідси актуальною є необхідність охорони цінних ділянок рослинного покриву, які служать притулком для одного або ряду видів рідкісних рослин.

Щодня зростає вплив людини на оточуюче середовище, що викликає стрімке перетворення рослинного покриву, зокрема навколо населених пунктів. Це призводить до зникнення корінних екосистем, заміни їх нерівноцінними, переважно рудерально-сегетального типу. Тому актуальним є виявлення територій, що відзначаються самобутністю флори, їх моніторинг та розробка заходів з їхньої охороні.

Мета роботи – вивчити екологічний стан лісової рослинності та обґрунтувати доцільність заповідання природного комплексу урочища Борок.

Перший розділ роботи розкриває основні екологічні підходи виявлення рідкісних рослинних угруповань та критерії оцінки лісового природного комплексу для визначення екологічного стану фітоценозу.

У другому розділі проаналізовано видове багатство та різноманіття лісового урочища Борок, вивчено життєвий стан сосни звичайної (Pinus sylvestris) за комплексом ознак (хвої, пагонів, станом крони), визначено рясність та проективне покриття рослини Червоної книги плауна річного (Lycopodium annotinum).

У висновках подано підсумки проведених досліджень. Екологічний стан лісового урочища Борок, порівняно з контрольною точкою біля с. Некрасово значно гірший. Про це свідчить зміна забарвлення хвої, скорочення пагонів та зменшення щільності крони у сосни звичайної. Плаун річний, займає незначну площу в урочищі, проекційне покриття складає близько 10%.

Результати науково-дослідницької роботи: проаналізовано видовий склад рослин в лісовому урочищі; проведено комплексну оцінку екологічного стану урочища за сукупністю ознак сосни звичайної; виявлені території поширення рослини Червоної книги плауна річного або колючого; направлено лист-звернення до екологічної інспекції м. Глухова з метою проведення детальної екологічної експертизи для створення заповідної території на місці урочища Борок.

Вступ

Актуальність роботи. Україна належить до країн зі значними обсягами та високою інтенсивністю використання природних ресурсів. Цьому сприяє як наявність їхніх значних багатств, так і сприятливі умови для їх експлуатації. Займаючи близько 6% площі Європи, Україна володіє приблизно 35% її біорізноманіття [7].

Утім, під впливом господарської діяльності стан біоти в нашій країні зазнав катастрофічних змін – розорано унікальні степи, ліси на значних площах вирубано (їх замінено на сільськогосподарські угіддя), осушено багато боліт. За масштабами та інтенсивністю використання ресурсів, Україна випереджає всі розвинуті країни світу і, безперечно, займає перше місце в Європі. Таке насильницьке втручання у природу поставило під загрозу життя багатьох видів тварин, рослин та птахів. Проблема збереження біорізноманіття в Україні стала, як ніколи, актуальною і життєво важливою для окремих видів, які перебувають на межі зникнення [18].

З усіх рослинних ресурсів Землі найважливіше значення в природі та житті людини мають ліси. Вони найбільше постраждали від господарської діяльності і раніше за інших стали об’єктом охорони [20].

Охорона природи стала, мабуть, однією з найактуальніших проблем сучасної світової науки, а рослина, як головний компонент біосфери – предметом особливої уваги та турботи людини.

 В охороні загального біологічного різноманіття ключову роль відіграє збереження рослинного покриву, який проводить первинний синтез органічних речовин та є їжею для тварин. Без збереження рослин та рослинності неможливо зберегти види тварин. Антропогенний вплив на рослинний покрив приводить до зміни видового складу, поширення, чисельності окремих видів. Кожен вид входить до складу певних фітоценозів, звідси актуальною є необхідність охорони цінних ділянок рослинного покриву, які є притулком для одного виду або цілого ряду рідкісних рослин.

Щодня зростаючий вплив людини на оточуюче середовище, що викликає стрімке перетворення рослинного покриву, зокрема навколо населених пунктів. Це призводить до зникнення корінних екосистем, заміни їх нерівноцінними, переважно рудерально-сегетального типу. Тому актуальним є виявлення територій, що відзначаються самобутністю флори, їх моніторинг та розробка заходів по охороні.

Мета роботи – вивчити екологічний стан лісової рослинності та обґрунтувати доцільність заповідання природного комплексу урочища Борок.

Об’єкт дослідження: лісовий природний комплекс урочище Борок.

Предмет дослідження: якісні та кількісні показники, що відображають  екологічний стан лісового природного комплексу.

Завдання роботи: 1. Вивчити видове різноманіття рослин лісового урочища, визначити рідкісні рослини. 2. Проаналізувати особливості життєвого стану дерев за щільністю, висотою крони, дефоліацією та дехромацією хвої у сосни звичайної. 3. Визначити проективне покриття та встановити рясність рослини Червоної книги плауна річного (Lycopodiu annotinum). 4. Розробити лист – звернення до місцевої екологічної інспекції.

Новизна роботи: вперше зроблено спробу провести комплексне дослідження стану хвойних рослин в урочищі Борок, виявити місцезростання рідкісних видів рослин, довести доцільність заповідання дослідної території.

Практична цінність: Результати роботи можуть стати основою для започаткування моніторингових досліджень стану лісового комплексу урочища Борок та підґрунтям для заповідання цього лісового комплексу. Матеріали дослідження можуть використовуватися на уроках екології, біології, географії, на курсах за вибором, на факультативних заняттях, у гуртковій роботі.

Методи дослідження: візуальні методи спостереження: огляд хвої за мутовками, за поширенням та ростом рідкісних рослин. Математичні методи: обчислення зальної кількості видів, середнього значення та визначення відношення числа видів на одиницю площі, вимірювання довжини хвої [14]. Лабораторні методи: виявлення хлорозів, некрозів кінчиків хвоїнок. Метод біоіндикації. Порівняльні методи. Метод окомірної оцінки порівняльної рясності кожного виду на одиниці площі за шкалою О. Друде [10].

Структура роботи: дослідження складається зі вступу, двох розділів, висновків, списку використаних джерел і літератури та додатків.

Розділ 1. Созологічні методи оцінки рослинних угруповань

1.1.      Екологічний підхід оцінки стану лісових екосистем для забезпечення екологічної стабільності ландшафтів

Стан лісових екосистем сьогодні оцінюють за рядом критеріїв та показників. Основними чинниками оцінки вважають чисельність видового різноманіття (біорізноманіття) та стан компонентів лісового фітоценозу. Більшість методик містять велику кількість показників, за якими складно оцінити стан лісової екосистеми та виявити чіткі тенденції їхнього розвитку. Основні показники, які використовують для оцінки стану лісових екосистем у європейських методиках моніторингу – дефоліація та дехромація крон дерев [19].

Під час досліджень стану лісових екосистем із застосуванням наявних методик науковцям часто не вдається встановити причинно-наслідкові зв’язки погіршення стану лісів. Необхідно відзначити, що погіршення стану лісових насаджень може відбуватися у зв’язку зі зміною компонентів середовища поза межами лісової формації. У цьому випадку встановити причини погіршення стану практично не можливо. Зокрема, істотне погіршення стану лісових насаджень може відбуватися внаслідок зниження лісистості водозбірного басейну або порушення гідрологічного режиму, які відбуваються за межами лісової екосистеми [2].

У зв’язку із цим доцільно застосовувати оцінку стану лісових екосистем на двох рівнях: водозбірного басейну та лісової екосистеми. Дворівнева оцінка повинна включати аналіз стану компонентів водозбірного басейну та ступеня його антропогенного порушення (зміна лісистості, порушення ґрунтового покриву, зміна гідрологічного режиму) а також безпосередню оцінку стану лісових екосистем. Не варто оминати поза увагою те, що оцінка стану лісових екосистем повинна включати наступні 2 рівні: 1 рівень – оцінка стану антропогенного порушення абіотичних та біотичних компонентів на рівні водозбірного басейну; 2 – оцінку стану компонентів фітоценозу на рівні лісових екосистем. Основними критеріями стану лісової екосистеми є рівень біорізноманіття лісового насадження та життєвий стан його окремих компонентів, зокрема деревостану, підліску, підросту, трав’яного покриву, лісової підстилки та інших елементів [6].

Основним показником стану лісового насадження є особливості дерев головного ярусу, які формують насадження та визначають специфіку його розвитку. При цьому головним елементом лісового насадження необхідно розглядати особливості стану дерев у зв’язку із впливом зовнішніх чинників. На рівні деревостану окремих дерев провідними показниками їхнього стану називають: густоту деревостану, життєздатність дерев, наявність живої крони та її стан, які визначаються рівнями дефоліації та дехромації [10].

Дефоліація, % – це величина, що характеризує загальну нестачу листової маси дерева. Вона поєднує реальні передчасні втрати листя внаслідок впливу певних несприятливих умов або дії факторів дефоліації (наприклад, об’їдання комахами) та опосередковані втрати через недорозвинення деякої кількості листової маси, яка б могла утворитися в нормальних умовах. Класичним прикладом недорозвинення є утворення дрібного листя, розмір якого менший за звичайний [6].

Дефоліацію, на нашу думку, слід розглядати як результат аномальної, передчасної втрати листя. До неї призводять різні фактори, багато з яких можуть діяти одночасно (несприятливі кліматичні умови – посухи, заморозки; зміни рівня ґрунтових вод, пожежі, сонячний «шок» в умовах зрідження насадження, нестача поживних елементів, хвороби, пошкодження комахами, забруднення повітря або ґрунту).

Щільність крони, % – це величина, що характеризує розвиненість та повноту крони дерева. Вона вказує на відносну кількість структурних елементів (стовбур, гілки, листя, квіти, шишки, плоди тощо), що заважають проходженню крізь крону сонячного світла. Якщо за оцінки дефоліації враховується лише листя, визначення щільності потребує врахування всіх структурних елементів крони. Кожній породі притаманні певні, типові значення щільності крони, які визначаються особливостями гілкування, розмірами листя–глиці тощо [19]. Щільність крони залежить від характеристик умов місцезростання, генетичних особливостей дерев, густоти та зімкненості насадження, ступеня пошкодженості дерев та ін. Щільність крони дерева вказує на його потенційну життєздатність, уразливість до дії несприятливих факторів та можливості щодо росту у майбутньому. Деревам з розрідженими кронами, як правило, притаманний уповільнений ріст.

Дехромація, % – це величина, що вказує на відносну кількість листя/хвої, колір якого/якої відхиляється від нормального забарвлення живого листя/хвої даного виду дерева. Дехромація – це ненормальна, передчасна зміна кольору, тому важливо оцінювати цей показник раніше, ніж починаються природні процеси пожовтіння або побуріння листя восени. Сухе листя/хвоя, наприклад, на зламаних гілках, не враховується. Дехромація є результатом розпаду або змін пігментів листя/хвої. У будь-якому випадку такі зміни впливають на рівень фотосинтетичної активності, та відповідно, на приріст дерева. Дехромація може бути спричинена різними факторами, а саме, впливом забруднювачів повітря (характерний наліт на листі буку під впливом озону і т. ін.), нестачею або надлишковим надходженням поживних елементів (наприклад, нестача магнію), пошкодженням комахами, захворюваннями, посухою, заморозками, старінням листя/хвої тощо [11].

Відносна висота (протяжність) крони, % – це величина, що є співвідношенням довжини живої крони та загальної висоти дерева. Вона вказує на частку загальної висоти дерева, яка забезпечує формування та підтримку живої крони. Відносна висота – важливий допоміжний показник, від величини якого залежить, наприклад, значення щільності крони. Величина відносної висоти крони, окрім специфічних для кожної деревної породи особливостей відмирання нижніх гілок, визначається, понад усе, умовами освітлення в насадженні, які змінюються в залежності від його віку, густоти та зімкненості.

Модель збалансованого лісокористування повинна забезпечити стабільність розвитку лісової екосистеми, стан якої є інтегральним віддзеркаленням її господарського використання. У зв’язку із тим, що деструктивні зміни можуть відбуватися як на рівні лісової екосистеми, так і на рівні водозбірного басейну (ландшафту), найбільш доцільно застосовувати дворівневу оцінку стану лісових екосистем, зокрема антропогенного порушення на рівні водозбору та рівні лісової екосистеми. Критерій стабільності стану має містити показники аналізу біорізноманіття, різновіковості компонентів насадження, наявності природного поновлення. Критерій стабільності стану має містити оцінку показників життєздатності всіх компонентів лісового насадження (деревостану, підросту, підліску, трав’яного покриву) [14].

Лісові насадження відрізняються від інших рослинних угруповань земної суші більш складною просторовою неоднорідністю. Природа конкретного насадження залежить перш за все від кліматичних умов, гірської породи, на якій сформувався ґрунт, деревних порід та іншої рослинності, що є компонентами лісового насадження. Усе це накладає відбиток на формування лісового насадження, визначаючи ярусність у його вертикальній структурі.

Таким чином, у процесі росту та розвитку лісових насаджень відбуваються зміни у взаєминах компонентів лісу. Вони є безперервними протягом життя лісового насадження. Тому під час вивчення природи лісу необхідними є довготривалі дослідження окремих факторів, які впливають на характер лісових насаджень, змінюючись у часі в результаті взаємодії з іншими чинниками. Потрібно пам’ятати, що весь процес росту та формування лісостану є результатом взаємодії компонентів, що його складають, а також взаємодії з іншими біогеоценозами [10].

1.2. Науково-методичні підходи виділення природних територій для заповідання

Заповідання – вилучення в установленому порядку певного простору в природі (чи будь-якого об’єкта) зі сфери звичайної господарської діяльності (аж до цілковитої заборони відвідування людьми) для досягнення особливих природоохоронних, економічних, соціальних, наукових, культурних та ін. цілей [13]. Наприклад, для дотримання екологічної рівноваги в найуразливіших місцях, збереження еталонів незайманої природи, охорони й відтворення генофонду рідкісних видів і таких рослин і тварин, що зникають.

Природно-заповідні території створюються, як правило, багатьма засобами на державних і приватних землях. Вибір природних ділянок визначається густотою і характером розподілу населених пунктів, вартістю землі, політичною кон’юктурою, активністю екологістів, історичними чинниками тощо [8].

Весь процес створення природно-заповідних територій починається з виділення вченими їхніх площ у природному середовищі. Вони повинні мати якомога об’ємніші площі для того, щоб забезпечити збереження особливо цінного біорізноманіття. Якщо ступінь антропогенної трансформації ландшафтів не дозволяє цього зробити, у такому разі вчений виділяє декілька окремих ділянок з різними екотопами, причому бажано, щоб вони були суміжними або об’єднувалися природними чи напівприродними сполучними територіями. Розмір природно-заповідної території залежить від біології, географії чи екології виду або групи видів, які планується заповідати, їх чисельності, ступеня різноманітності екотопів тощо[13].

Виділення природних територій під заповідання здійснюється на основі наукових обґрунтувань. Уже на стадії виділення природної території під заповідання закладаються методичні засади визначення геосозологічної категорії майбутньої природно-заповідної території, які ґрунтуються на закономірностях територіального поширення фітоценозів, популяцій видів, особливо рідкісних і таких, що зникають, величинах їх життєздатності та життєвого простору, розмірності ареалів таксонів, ступені цілісності природних ландшафтів чи їх компонентів, силі антропогенного тиску та крайових ефектів тощо. При цьому особливо важливими є відомості про розміри локусів популяцій видів біоти.

Залежно від площі та конфігурації проектованої території окреслюється шлях (моно-, оліго- чи поліфункціональний) розвитку установи природно-заповідного фонду. Чим менша площа тим менш компактна конфігурація проектованої території.

На стадії виділення природних територій під заповідники чи національні природні парки в основі підготовки наукових обґрунтувань здебільшого беруть до уваги наступні науково-методичні підходи [9]:

– флористичний (природно-заповідна територія виділяється на основі результатів інвентаризації, вивчення поширення і теоретико-графових методів аналізу флори тощо);

– фітоценотичний (природно-заповідна територія виділяється на основі інвентаризації, динаміки та поширення фітоценозів, за первинним виділенням еколого-фітоценотичних стандартів тощо);

– картоаналітичний (природно-заповідна територія виділяється на основі аналізу флористичних, геоботанічних, ландшафтних, ґрунто­вих та інших карт);

– ландшафтний (природно-заповідна територія виділяється на основі визначення ступеня антропогенного навантаження чи натуральності ландшафтів, шляхом складання ландшафтного кадастру, оптимальніше в межах водозбору тощо);

– землевпорядкувальний (природно-заповідна територія виділяється на основі лісорослинного районування, а також під час землевпорядкування та лісовпорядкування).

Практика природно-заповідної справи показує,що національні природні парки в Україні здебільшого поділяють за двома основними критеріями – це науковою і природоохоронною цінністю екосистем [5]. Не менш важливою умовою є також застосування інших вагомих критеріїв – рекреаційного, природничо-пізнавального, еколого-виховного, а також критерію відповідності, згідно з яким певна кількість місцевого населення має бути забезпечена одним національним природним парком. За умови створення національного природного парку особливо необхідним критерієм має бути наявність національної та етнічної спадщини, що потребує захисту і відтворення [3].

У світі багато природоохоронних територій засновано громадськими природоохоронними організаціями. Причому як у нашій країні, так і за кордоном процес створення ініціюється стихійно або випадково, часто супроводжується конфліктними ситуаціями та гострим протистоянням між органами, які намагаються створити природоохоронний об’єкт, і місцевим населенням, яке намагається захистити свої права на використання природних ресурсів і не допустити відчуження природних земель [8].

Законом України “Про природно-заповідний фонд України” визначено права громадян з питань охорони та використання територій та об’єктів природно-заповідного фонду. Вони мають право на участь в обговоренні проектів законодавчих актів з питань розвитку природно-заповідної справи, у формуванні природно-заповідного фонду, у розробці та реалізації заходів щодо їх охорони й ефективного використання, у запобіганні негативного впливу на них господарської діяльності. також це дає можливість вносити пропозиції про включення до складу природно-заповідного фонду найбільш цінних природних територій та об’єктів, ознайомлюватися з територіями й об’єктами природно-заповідного фонду, здійснювати громадський контроль за охороною природно-заповідних територій та об’єктів [13].

Розділ 2. Вивчення стану лісової рослинності урочища Борок

2.1. Дослідження видового багатства та видового різноманіття лісового урочища

Місто Глухів розташоване у північно-східній частині України, у межах найбільш низинної частини Українського Полісся, територію якого обрамляє річка Есмань. Місто знаходиться в межах Воронезького кристалічного масиву, а саме на його південно-західному схилі, тому тут присутні хвилясто-горбисті форми поверхні, утворені переважно піщаними й супіщаними льодовиковими відкладами [12].

Клімат Глухова помірно-континентальний, зими помірно холодні. Середньодобова температура найхолоднішого місяця (січня) року – 6,7 С°. Середньодобова температура найтеплішого місяця (липня) року + 19,6 С°. Середньорічна кількість опадів у місті у 2016 році склала 646,8 мм [21].

Глухів знаходиться у південних межах зони мішаних лісів у східній частині Українського Полісся. Ґрунти зони дерново-підзолисті й болотні. Природну рослинність складають лісові, галявинні і болотні види. Серед лісів переважають соснові (бори), дубово-соснові (субори) і дубові.

За фізико-географічним районуванням Глухівський район знаходиться поблизу межі Новгород-Сіверського Полісся і Сумського підвищеного Лісостепу. Це зумовлює зростання тут багатьох погранично-ареальних видів рослин, частина з яких у списку охорони України, Сумської області [12].

На околиці нашого міста знаходиться урочище Борок – ділянка хвойного лісу. Його відносять до першої групи лісів. Головною породою, яка утворює ліс, є сосна звичайна. Тут, поруч з молодими рослинами, шумлять і віковічні сосни, котрим уже 100-107 років. Площа Борка 173 га (Додаток А). Опікується ним Глухівський держлісгосп. Дерева ростуть не густо, кущів майже немає, найпоширеніший з них – карагана дерев’яниста (Caragana arborescens). З трав’янистих рослин звичайними є осока лісова (Carex sylvatica), куничник наземний (Calamagrostis epigeios), мохи [4].

Урочище Борок входить до складу території м.Глухова й фактично є зоною рекреації населення. Попри значне антропогенне навантаження, урочище є притулком для багатьох видів тварин, птахів, комах (Додаток Е).

Для дослідження видового багатства урочища огородили чотири ділянки розміром 10м х 10м, вбили в ґрунт кілки та обтягнули їх мотузкою. На зазначених ділянках порахували загальну кількість видів (Додаток Б). Застосовували метод окомірної оцінки порівняльної рясності кожного виду на одиниці площі за шкалою О. Друде [13] (Додаток В). Мета даної оцінки – кількісне виявлення виду.

У межах урочища до цього часу зберігаються місцезростання ряду північних видів вищих судинних рослин, що перебувають на південній межі поширення: плаун річний (Lycopodium annotinum), діфазіаструм сплюснутий (Diphasiastrum complanatum),(обидва види занесені до Червоної Книги України), плаун булавовидний (Lycopodium clavatum), (у Списку охорони Сумської області), грушанка мала (Pyrola minor), грушанка круглолиста (Pyrola rotundifolia L.), зимолюбка зонтична (Chimáphila umbelláta), веснівка дволиста (Maianthemum bifolium), чорниця (Vaccinium myrtillus L.) [4].

На крайній східній межі поширення зростає барвінок малий (Vinca minor L). Інтерес представляє зростання тут в окремих локалітетах з близьким заляганням крейдяних порід до денної поверхні типових кальцефільних видів сонцецвіту монетолистого (Helianthemum nummularium (L.) Mill) і заячої конюшини (Anthyllis macrocephala Wend).

Крім того, можна зустріти багато рослин – типових представників соснових, дубово-соснових і дубово-липово-кленових лісів: папороті щитник гребенястий (Dryopteris cristata) ( у Списку охорони Сумської області), щитник чоловічий (Dryopteris filix-mas (L.), безщитник жіночий (Athyrium filix-femina), орляк звичайний (Pteridium aquilinum (L.) Kuhn), а також красиво-квітучі види: орлики звичайні (Aquilegia vulgaris), котячі лапки дводомні (Antennaria dioica (L.) ( обидва види із Списку охорони Сумської області), конвалія травнева (Convallaria majalis L.), купина багатоквіткова (Polygonatum multiflorum), фіалка ранкова (Viola matutina Klor), вероніка дібровна (Veronica chamaedrys L.), смолівка звичайна (Viscaria vulgaris Bernh), ластовень лікарський (Vincetoxicum hirundinaria) [4].

Зростають тут і ряд цінних лікарських видів рослин: чабрець боровий (Thymus serpyllum L.), м’ята польова (Mentha arvensis), іван-чай вузьколистий (Epilobium angustifolium L.), вероніка лікарська (Veronica officinalis), суховершки звичайні (Prunella vulgaris), крушина ламка (Frangula alnus Mill), види шипшини (Rosa L.), глоду (Crataegus L.) та інші.

Досить потужними є запаси ягідної сировини: малина, суниця лісова, ожина, аґрус.

Так, в урочищі Борок нами було встановлено 118 видів рослин, серед яких 12 видів дерев 21 вид кущів та 85 вищих судинних трав’янистих рослин, а також мохи та лишайники.

Отже, флора урочища характеризується значним видовим різноманіттям, яке потребує збереження для майбутніх поколінь цього регіону.

Завдяки такому цікавому видовому складу рослин на території урочища Борок багато років проводяться екскурсії з біології, екології, географії, де об’єктами спостережень є різні типи лісів (хвойні соснові, змішані сосново-дубові-ліщинові) з різноманітним видовим складом ярусів кущів і трав. Розроблена екологічна стежка, яка включає найбільш цінні у видовому складі рослин ділянки.

2.2. Життєвий стан сосни звичайної (Pinus sylvestris) за комплексом ознак (хвої, пагонів, станом крони)

Основним показником стану лісового насадження є стан дерев головного ярусу, які формують насадження та визначають особливості його розвитку. У цьому випадку, головним елементом лісового насадження необхідно розглянути особливості стану дерев у зв’язку із впливом зовнішніх чинників. На рівні деревостану, окремих дерев провідними показниками їхнього стану вважають густоту деревостану, життєздатність дерев, наявність живої крони – чинники, які визначаються рівнями дефоліації та дехромації [15].

Характерними ознаками неблагополуччя навколишнього середовища і особливо газового складу атмосфери слугує поява різного роду хлорозів і некрозів, зменшення розмірів ряду органів (довжини хвої, пагонів поточного року і минулих років, їх товщини, розміру шишок), зменшення галуження. Спостерігається потовщення самої хвої, зменшення тривалості її життя (1-3 роки в забрудненій зоні і 6-7 років – у чистій).

 У ході вивченні стану дерев головного ярусу в урочищі Борок, ми проводили спостереження за сосною звичайною. Спостереження вели з квітня по жовтень на чотирьох дослідних ділянках на території урочища та контрольній ділянці – позаміській зоні по вул. Некрасова (Додаток А). Перша ділянка знаходилась на початку руху нашого маршруту, друга – вздовж автомобільного шосе Глухів – Суми, третя – біля полігону для захоронення сміття, четверта – в середині лісового урочища.

Для того, щоб виявити ступінь пошкодження хвої, з 10 дерев кожної ділянки в молодих 15-20 літніх деревостанах збирали хвою. Відбирали 200 штук з кожної точки. Візуально аналізували її стан [17]. Ступінь пошкодження хвої визначали за наявністю хлорозів та некрозів, усиханню (Додаток Ґ). Результати підрахунків занесеноо в таблицю (табл.2.2.)

Таблиця 2.2.

Пошкодження та усихання хвої у сосни звичайної в різних зонах

Отже, проаналізувавши отримані дані, можемо зробити висновок про те, що ступінь пошкодження та усихання хвої сосни звичайної в заміській зоні біля с. Некрасово менша, (рис 2.1.), ніж на території урочища Борок, а це значить, що і ступінь забруднення атмосферного повітря в даній зоні нижча.

Рис. 2.1. Діаграма пошкодження хвої сосни звичайної

Рис. 2.2. Діаграма показника пошкодження хвої сосни звичайної (%)

Серед 200 обстежених хвоїнок , 119 мають пошкодження другого та третього класу, що складає 59,5% (рис.2.2) від загальної кількості дослідних хвоїнок. 63 хвоїнки мають усихання 2-4 класів, що складає 26,5%. Ці показники дещо вищі, порівняно з показниками контрольної точки у заміській зоні біля с. Некрасове, відповідно пошкодження складає 41%, усихання 18,5%.

Для встановлення тривалості життя хвої провели візуальну оцінку пагонів сосни. Кількість дослідних дерев – по 20 на кожній ділянці. Тривалість життя хвої встановили шляхом огляду пагонів із хвоєю по мутовках [17]. Обстежили верхню частину стовбура за останні роки – кожна мутовка, рахуючись згори, це рік життя (Додаток Д). Результати визначення тривалості життя хвої занесли в таблицю. (табл. 2.3.)

Таблиця 2.3.

Тривалість життя хвої сосни звичайної у різних зонах

З наведених даних (табл. 2.3.) розраховуємо індекс тривалості життя хвої (Q) за формулою: (2.1.) [17]

(2.1.)

де Q – індекс тривалості життя хвої;

В_1,В_2,В₃ – кількість дерев з тривалістю життя хвої відповідно 1, 2, 3 років.

Урочище Борок:

 Заміська зона:

Дані показали, що індекс тривалості життя хвої сосни в заміській зоні вищий на 0,27, на відміну від хвої дерев, розташованих у лісовому урочищі Борок. Чим нижчий індекс тривалості життя хвої, тим менший термін її життя і гірший екологічний стан дерев (рис.2.3.).

Рис. 2.3. Діаграма індексу тривалості життя хвої сосни звичайної

Щільність крони дерева вказує на його потенційну життєздатність, уразливість до дії несприятливих факторів та можливості щодо росту у майбутньому. Деревам з розрідженими кронами, як правило, притаманний уповільнений ріст [15].

Для визначення кількості дерев з різним станом крони, розглянули по 20 дерев у кожній точці. Візуально дали оцінку деревостанів за сукупністю ознак: стан стовбура, гілок, ажурність крони. Дані спостережень занесли в таблицю (табл. 2.5.)

Таблиця 2.5.

Стан крони сосни звичайної в різних зонах

За даними спостережень визначили відсоток зниження щільності крони (f) за формулою: (2.2.) [17]

(2.2.)

Де f – показник зниження щільності крони;

В₁, В₂, В₃, В₄, В₅ – кількість дерев з відповідним станом крони.

Урочище Борок:

Заміська зона:

Чим нижчий показник зниження щільності крони, тим кращий стан дерев. Нижчий показник в заміській зоні (рис.2.4.), відповідно там кращий стан дерев ніж в урочищі Борок.

Рис. 2.4. Діаграма показника зниження щільності крони

Унаслідок зменшення щільності крони відбувається придушення репродуктивності сосни. Число бруньок на дереві знижується, зменшуються їх розміри, кількість шишок, відповідно зменшується число нормально розвинутого насіння [1].

Відомо, що корисні властивості проявляють лише здорові, стадійно молоді дерева. Через зменшення площі, пошкодження хвої, зниження щільності крони фітонцидна‚ знезаражувальна‚ здатність до утворення кисню зелених насаджень значно знижена.

2.3. Вивчення біології рослини Червоної книги плауна річного (Lycopodium annotinum) з метою розробки практичних заходів для покращення стану популяції

З метою запобігання втраті видів рослин, в усьому світі велику увагу приділяють виявленню і збереженню рідкісних видів. Для цього і створили Червону книгу. Основними критеріями упорядкування Червоної книги є відбір видів та тенденції в зміні чисельності.

Під час вивчення видового багатства в урочищі Борок нами була виявлена рідкісна рослина Сумщини – плаун булавовидний (Lycopodium clavatum L.) та рослини Червоної книги України – плаун річний або колючий (Lycopodium annotinum), зелениця сплюснута (Diphasiastrum complanatum) [18].

Плаун річний зафіксований нами в трьох локалітетах на дослідній ділянці №3, розташованій у північно-східній частині урочища у сосново-вільховому біотопі, де в трав’янистому покриві переважають мохи.

Плаун річний або колючий (Lycopodium annotinum) – багаторічна, тіньовитривала, заввишки 10-30 см трав’яниста, вічнозелена спорова рослина з родини Плаунових [22].

Стебло довге, повзуче, циліндричне, у вузлах укорінюється. Спороносні пагони прямостоячі, розгалужені. Листки лінійно-ланцетні і жорсткуваті, відігнуті вниз або горизонтально, дрібно пилчасті, загострені в довгий колючий колосок (рис.2.5.). Має сидячі поодинокі циліндричні колоски, розміщені на верхівках гілок.

Рис. 2.5. Вивчення зовнішніх ознак плауна річного (Lycopodium annotinum) в урочищі Борок

Росте у хвойних, рідше мішаних лісах. Рослина лікарська. Один з найбільш поширених видів, занесених до Червоної книги України. Потребує особливої охорони.

Відомо, що на відгалуженнях стебла спороносний колосок з’являється через 4-5 років на їх верхівках [20].

У ході спостереження загального проективного покриття спочатку окомірно визначили площу, вкриту надґрунтовим покривом, по відношенню до загальної площі ділянки. Загальне проективне покриття визначали в наступній послідовності. У першу чергу встановлювали загальний ступінь проективного покриття для всієї пробної площі, після чого виявляли часткове покриття окремих угрупувань рослини. При цьому використовували окомірні градації: 30 – 40 %, 50 – 60 % тощо.

На дослідній ділянці №3 розміром 10х10 м. плаун річний займає близько 15%. Видове проективне покриття для плауна річного, вимірювали за допомогою сітки Л.Г. Раменського, воно склало близько 10%. Видове проективне покриття – частка від загального проективного покриття, яка належить одному певному виду рослин. Чим вищий ступінь видового покриття, тим вища ценотична участь популяцій виду у фітоценозі.

Рясність виду визначили як Sоl. (sоlitаriае) (рослина зустрічається в невеликій кількості, поодинокими екземплярами) (Додаток В).

Довжина виміряного стебла складає близько 2,5 м., висота відгалужень від стебла, у середньому складає 13 см. Відстань між відгалуженнями склала близько 5 см. Порівняно з даними літературних джерел (10-30 см), показник висоти відгалужень дещо нижчий.

Відгалуження від стебла покривають численні, лінійно-ланцетні, загострені на кінці листя до 5 мм завдовжки. Відповідно вік рослини не менше 4 років.

У Сумській області плаун річний часто трапляється в Деснянсько-Старогутському НПП, лісовому заказнику «Острів» та ландшафтному заказнику «Верхньоесманському» [16].

Отже, на основі здійсненого аналізу існуючих загроз для рідкісних і таких, що зникають видів флори встановлено головні фактори загрози. Ними виявились антропогенні чинники, які викликають різні зміни у структурі біотопів, погіршують якість найважливіших компонентів природних екосистем.

Висновки

1. Під час вивчення видового багатства та різноманіття рослин в урочищі Борок нами було визначено 118 видів рослин, з них 12 видів дерев, 21 вид кущів, 85 видів трав’янистих рослин. Головною породою, що утворює ліс, є сосна звичайна. Встановлено два види рослин Червоної Книги України та п’ять видів, які знаходяться у Списку охорони Сумської області.
2. Проаналізувавши особливості життєвого стану сосни звичайної в урочищі Борок встановили, що хвоя має певний показник пошкодження та усихання. Пошкодження другого та третього класу, складає 59,5% від загальної кількості дослідних хвоїнок. 63 хвоїнки мають усихання 2-4 класів, що складає 26,5%. Ці показники дещо вищі, порівняно з показниками контрольної точки у заміській зоні біля с. Некрасове, відповідно пошкодження складає 41%, усихання 18,5%.

Вік хвої дослідних дерев у більшості випадків (9) дорівнює 2 роки. Індекс тривалості життя хвої в урочищі склав 1,73, що на 0,27 нижче, ніж у дерев заміської зони.

Рівень зниження щільності крони сосни звичайної в урочищі складає 39%, у дерев заміської зони відповідно – 21%.

3. У процесі вивчення видового складу рослин, встановлено місця поширення рідкісних рослини Сумщини та рослин Червоної книги України – плауна річного та зелениці сплюснутої. Локалітетів з плауном річним – три, з зеленицею сплюснутою – один. Усі вони знаходяться у північно-східній частині урочища Борок. Установлена рясність та проективне покриття плауна річного. Рослина зустрічається в невеликій кількості, рідкісними екземплярами, значення його рясності за шкалою Друде sol. (solitarius) а проективне покриття складає близько 10%.
4. Розроблений та відправлений лист-звернення (Додаток Ж) до керівника екологічної служби м. Глухова, з метою проведення детальної експертизи та створення заповідної території в урочищі Борок.

Список використаних джерел

1. Білявський Г.О. Основи екології: теорія та практикум. Навч. посібник. / Г.О.Білявський, Л.І.Бутченко, В.М Навроцький. – К.: Лібра, 2002. – 352с.
2. Величко О. М. Екологічний моніторинг./ О. М. Величко, Д. В. Зеркалов – К.: Либідь, 2001 – 125 с.
3. Горобчишин В. А. Методика оголошення заказників, пам’яток природи та заповідних урочищ : навч. посіб. / В. С. Горобчишин, О. С. Абдулоєва,  А. В. Подобайло. – К. : Геопринт, 2005. – 67 с.

4. Єлін Ю.Я. Шкільний визначник рослин / Л.Г. Оляніцька, С.І. Івченко. – Радянська школа, 1988 – 404с.
5. Ємельянов І. Г. Оцінка біорізноманіття екосистем у контексті оптимізації мережі природно-заповідних територій // Заповідна справа в Україні на межі тисячоліть./ І. Г. Ємельянов. – Канів, 1999. – 127 с.
6. Калабеков А. Л. Проблемы экологии: Экологический мониторинг в оценке загрязнения городской среды / А.Л. Калабеков. – М.: ИМ-Информ, 2003. – 216 с.
7. Клименко М. О. Моніторинг довкілля: навч. посібник./ М. О. Клименко,  А. М. Прищепа, Н. М. Вознюк – Рівне: УДУВГП, 2004 – 232 с.

8. Ковтун О. М. Законодавство України про охорону природно-заповідного фонду: становлення, сучасний стан, проблеми реформування / О. М. Ковтун // Адвокат. – 2008. – № 2. – С. 21-24.
9. Кузнєцова О. Ю. Екологічні проблеми малих заповідних територій:  (на прикладі Карадазького природного заповідника) / О. Ю. Кузнєцова,  Н. А.Сурова // Екологічний Вісник. – 2005. – № 1. – С. 2-4.

10. Кучерявий В.П. Екологія./ В.П. Кучерявий – Львів: Світ, 2000. – 499с.
11. Лаптєв О. О. Екологічна оптимізація біогеоценотичного покриву в сучасному урболандшафті./ О. О. Лаптєв – Київ: Укр. екол. акад. наук, 1998. – 208 с.
12. Леонтьєва Г.Г. Географія Сумської області./ Г.Г. Леонтьєва, В.О.Тюленєва – Суми: Видавництво «Козацький вал», 1997. – 139с.
13. Нормативно-правові засади організації, охорони та використання  територій та об’єктів природно-заповідного фонду України // Краєзнавство. Географія. Туризм. – 2007. – № 21/24. – С. 10-17.
14. Ольхович О.П. Фітоіндикація та фітомоніторинг: Метод. рек./ О.П.Ольхович, М.М. Мусієнко. Київський національний ун-т ім. Тараса Шевченка. – К.: Фітосоціоцентр, 2005. – 64с.
15. Панченко С.М. Основи спостережень за станом довкілля: навчально-методичний посібник / за заг. ред.. к.б.н. С.М. Панченка, к.пед.н. Л.В.Тихенко. – Суми: Університетська книга, 2013. – 352 с.
16. Під загальною редакцією д.б.н. Т.Л.Андрієнко. Заповідні скарби Сумщини./ Т.Л.Андрієнко. – Суми: видавництво «Джерело», 2001. – 208с.
17. Руденко С.С. Загальна екологія: практичний курс. Частина I. / С.С.Руденко, С.С.Костишин, Т.В. Морозова – Чернівці.: Рута, 2003. – 320 с.

18. Червона книга України. Рослинний світ. Під редакцією Я.П.Дідуха – Київ: Глобалконсалтинг, 2009. – 912 с.

Електронний ресурс

19. Букша І.Ф. Державний комітет лісового господарства України Національна академія наук України. Методичні рекомендації з моніторингу лісів I рівня. [Електронний ресурс]. – Режим доступу http://www.ecobank.org.ua/NB/DocLib/1.6.10.pdf

Інтернет ресурси

20. http://uk.wikipedia.org.
21. http:/ /gluhivrada.narod.ru/ – офіційний сайт Глухівської районної ради.
22. http://flower.onego.ru/kustar/tilia.html

Додатки

Додаток А

Урочище Борок

Рис. А.1. Фотографія з супутника урочища Борок

Зелені 1,2,3,4 – Експериментальні точки дослідження стану хвойних рослин

Блакитні 5 – Контрольна точка досліджень

Зірочки – місця поширення плауна річного або колючого та плауна сплюснутого

Додаток Б

Визначення видового складу рослинності урочища Борок

Таблиця Б.1.

 Видовий склад рослин урочища Борок

Додаток В

Визначення рясності видів за шкалою О.Друде

Таблиця В.1.

П’ятибальна шкала О.Друде

Додаток Ґ

Співвідношення зміни хвої до класу пошкодження та усихання

Таблиця Ґ.1.

Таблиця визначення класу пошкодження хвої

Таблиця Ґ.2.

Таблиця визначення класу усихання хвої

Додаток Д (Рис. Д. 1.)

Схема визначення віку хвої сосни звичайної

Рис. Д. 1. Частинки гілки хвойного дерева, що служать біоіндикаторами: А1, А2, А3 – осьові пагони першого, другого та третього років; Б1,Б2, Б3 – хвоя першого, другого та третього років; В – кільце; Г- бокові пагони; Д- бруньки

Додаток Ж

Керівнику Екологічної інспекції
міста Глухова Сумської області
Сугоняк Ярославу Володимировичу.
Учениці 10 класу ліцею -інтернату
Ковальової Да’рї

Лист – звернення

Шановний Ярославе Володимировичу, просимо Вас втрутитися в ситуацію, яка склалася навколо лісового урочища Борок, що знаходиться в південно-західній частині міста.

Урочище – унікальна ділянка хвойного лісу, яких залишилось дуже мало на території Сумської області. Нами було визначено і доведено, що тут ростуть рідкісні рослини Червоної книги України – плаун річний або колючий (Lycopodium annotinum), зелениця сплюснута (Diphasiastrum complanatum) та рідкісні рослини Сумщини.

Під час виконання нашого екологічного проекту, ми встановили, що внаслідок антропогенного навантаження: неконтрольованого відпочинку, розпалення вогнищ, витоптування, забруднення автотранспортом, випасом домашньої худоби, викидами сміття, вирубкою дерев екологічний стан лісового урочища значно погіршився, рідкісна рослина може зникнути.

Просимо Вас зробити детальну екологічну експертизу, яка б довела доцільність створення заповідної території на місці лісового урочища Борок.

Таким способом ми збережемо та примножимо рослинний світ своєї місцевості для майбутніх поколінь.

Щиро вдячна учениця 10 класу ліцею-інтернату Дар’я Ковальова.

30.11.2019

Додаток Е

ФОТОРЕПОРТАЖ

Рис. Е.1. Розмітка дослідних ділянок в урочищі Борок

Рис. Е.2. Вивчення стану хвої у сосни звичайної

Рис.Е.3. Робота в лабораторії по визначенню пошкодження хвої

Рис.Е.4. Робота в лабораторії по визначенню пошкодження хвої

Рис.Е.5. Дослідні хвоїнки сосни звичайної, зібрані в урочищі Борок

Рис.Е.6. Гілка дослідної сосни звичайної з урочища Борок

Рис.Е.7. Дослідження віку хвої на дослідній ділянці в урочищі Борок

Рис.Е.8. Вивчення біології плауна річного (Lycopodium annotinum) – рослини Червоної книги України.

Рис.Е.9. Місце зростання плауна річного або колючого

Рис.Е.10. Визначення проективного покриття плауна річного

Рис.Е.11.Стихійні сміттєзвалища в урочищі Борок

Рис.Е.12. Знищення рідкісних рослин внаслідок випасання домашньої худоби

Редакція може не поділяти думку авторів і не несе відповідальність за достовірність інформації. Будь-який передрук матеріалів з сайту може здійснюватись лише при наявності активного гіперпосилання на e-kolosok.org, а також на сам матеріал!