XXIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Береза карликовая - "древесная царица" Таймырской арктической тундры

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Рябова М.С. 1

---

1ТМК ОУ "Хатангская средняя школа-интернат"

Бобылева С.В. 1

---

1ТМК ОУ "Хатангская средняя школа-интернат"

Работа в формате PDF

484.3 KB

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ: В настоящее время береза по занимаемой площади стоит на 3месте в России, после ели и сосны. Есть ряд важных причин, в связи с которыми для нас изучение березы представляет определенный интерес: во-первых, ареал( область) ее обитания находится и на территории тундры; во-вторых, это быстрорастущая и хорошо размножающаяся порослевым путем порода; в-третьих, деревья березы имеют большое практическое значение, в-четвертых, она может образовывать устойчивые зеленые зоны в условиях повышенного антропогенного воздействия с большим количеством техногенных выбросов, где хвойные растения не жизнеспособны, что подтверждено многими исследователями.

ЦЕЛЬЮ исследования является изучение особенностей внешнего и внутреннего строения в связи с приспособленностью к жизни в условиях тундры.

Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

1) Найти интересные сведения о березе, а именно: историческую справку, общую характеристику знаменитого дерева, самые известные виды берез.

2) Изучить особенности научной классификации карликовой березы.

3) Исследовать особенности внешнего строения, физиологических процессов в связи с обитанием в условиях арктической тундры.

ГЛАВА 1. БЕРЕЗА КАК БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ.

1. 1. Историческая справка о березе.

« Белая береза я тебя люблю, протяни мне ветку тонкую свою». Эти слова из старой песни выражают нежные чувства, которые люди проявляют русский поэт к чудесному дереву. Известный русский поэт Сергей Есенин выразил свое восхищение природой, описав белую березу под снежным покрывалом. А такие художники, как Шишкин, Левитан, Куинджи запечатлели ее на своих картинах. Хотя береза встречается по всему свету, точнее, по всему Северному полушарию от Аляски до холодной Сибири, только в России она обрела такую популярность. Будучи неизменным символом могучей страны, дерево всегда связывали с добротой и любовью.

Интересные сведения о красавице березе.

Свое название она получила в честь древней славянской богини добрых дел. Поэтому не удивительно, что наши предки нарекли ее деревом 4 дел: для очищения, врачевания, умиления и смазки. Так, с помощью березового веника соблюдалась чистота. Настой из почек принимали для лечения. Дегтем смазывали колеса телеги. А красотой дерева восхищались во время летних вечеров. Березовая лучина надежно освещала избы бедных крестьян, когда они возвращались домой с поля. А древние записи на свитках из белого дерева хранятся до сих пор. Интересно, что знаменитый Фаберже в 1917году изготовил роскошное яйцо из березовой древесины. Кроме того, на одной из юбилейных монет России отчеканено это великолепное дерево. Поистине, береза – это символ великой страны.

1. 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗНАМЕНИТОГО ДЕРЕВА.

Несмотря на то, что береза знакома многим людям, не будет лишним рассмотреть ее поближе. Она является лиственным деревом с гладкой белой корой, на поверхности которой просматриваются темные штрихи. У старых деревьев прикорневая часть ствола покрывается серой коркой, на которой появляются глубокие трещины. Ее высота в зависимости от места обитания, может иметь различную высоту.

А сколько лет живет береза? Некоторые виды – до 400 лет. В основном же растение живет около 200 лет. В любом случае, дольше, чем человек. У молодого деревца ветви окрашены в бурый или красный цвет, которые со временем обретают сизый оттенок. На них равномерно расположены маленькие бородавочки, напоминающие миниатюрные бусинки. Листья имеют форму в виде ромбиков или треугольников. Обычно они заострены, а на кончиках и зубчатые. Листовая пластинка слегка кожистая, весной клейкая. Окрас - ярко-зеленый. Березовый цвет появляется на дереве в апреле или мае. Соцветия представляют собой разного рода сережки. Мужские варианты появляются летом и окрашены, сначала в зеленый цвет, а затем в бурый. Каждая сережка покрыта специальным водонепроницаемым веществом, для защиты от морозов. Именно в таком панцире они зимуют. С приходом весны, мужская сережка увеличивается, и наружу выступают желтые тычинки. В период цветения они выделяют огромное количество пыльцы. Женские цветки появляются на боковых сторонах веток. Они намного короче, но после опыления остаются на дереве, в то время как мужские опадают на землю.

В августе уже на дереве есть плоды, которые созревают до середины зимы.

Плоды представляют собой миниатюрный орех с прозрачными крылышками. При наступлении благоприятных условий, сразу же прорастают.

Особенно сложно устроена корневая система березы, которая постоянно нуждается во влаге. В ее состав входят 3 вида корешков: основной корень, боковые элементы и придаточные корешки.

Во время развития березы, основной корень погибает, и рост немного замедляется. После этого боковые элементы корневой системы начинают активно расти в разные стороны. Придаточные корешки находятся практически на поверхности почвы и не имеют ответвлений. Исходя из вышесказанного, отметим следующее: обычно возле березы встречается мало других деревьев. Главной причиной является мощная корневая система, вытягивающая из почвы практически все полезные вещества. Береза неприхотлива к качеству почв и чудесно приживается даже на обедненных почвах.

1.3. САМЫЕ ИЗВЕСТНЫЕ ВИДЫ БЕРЕЗ.

Исследуя данное дерево, ученые пришли к выводу, что в природе встречается около 100 видов берез. В целом, их разделили на 4 группы:

1. Albae. В группу входят березы, имеющие белый цвет коры.

2. Costata. Деревья имеют ребристый ствол и листья с шершавой поверхностью.

3. Acuminatae. Березы данной группы растут в более теплых местах обитания и отличаются крупными листьями.

4. Nanae. К ним относятся все карликовые сорта с мелкими листочками. Она занимает почти весь Таймырский полуостров- ее южная граница проходит по поселку Новорыбная.

Объектом, который изучили мы, является БЕРЕЗА КАРЛИКОВАЯ, которую мы считаем древесной царицей Таймырской тундры. На территории Красноярского края Таймырская тундра считается самой широкой в стране арктической тундрой.

Она занимает почти весь Таймырский полуостров - ее южная граница проходит по северному полярному кругу. Здесь низкие годовые температуры, длительная и холодная зима, полярные ночи и короткий теплый период. Зима продолжается 280 дней; при этом средняя температура самого холодного месяца – -33, а самая низкая температура - - 61. При сильных морозах и маломощном снежном покрове почвы промерзают глубоко, а некоторые реки и озера – до дна. Всюду распространена многолетняя (вечная) мерзлота, которая местами превышает глубину 500 метров. Весна и лето в тундре короткие – около 60 дней.

ВИДОВОЙ состав растений более разнообразен, чем в арктических пустынях. ЗДЕСЬ преобладают травянистые растения – морошка, брусника, пушица; кустарники – голубика; НИЗКОРОСЛЫЕ ДЕРЕВЬЯ – карликовая ива, карликовая береза, последняя из которых представляет для нас определенный интерес.

Касаясь темы нашего исследования, следует отметить ряд особенностей:

Во-первых, карликовые виды, в т.ч. карликовая береза растет в тундре, на вечной мерзлоте.

Во-вторых, жизненные формы- ДЕРЕВЬЯ- в т.ч. и карликовая береза имеет УГНЕТЕННЫЙ ВИД («КРИВОЛЕСЬЕ»), многие деревья имеют высохшие вершины, многие как бы жмутся, стелются к земле (отсюда и название –стланцы).

ГЛАВА 2. БЕРЕЗА КАРЛИКОВАЯ - «ДРЕВЕСНАЯ ЦАРИЦА» ТАЙМЫРСКОЙ АРКТИЧЕСКОЙ ТУНДРЫ.

БЕРЕЗА КАРЛИКОВАЯ ( лат. – BETULANANA) . Это вид растений, имеющих следующую классификацию:

2.1. Научная классификация карликовой березы.

Домен: Эукариоты.

Царство: Растения.

Подцарство: Зеленые растения.

Отдел: Цветковые.

Класс: Двудольные.

Надпорядок: Rosanae.

Порядок: Букоцветные.

Семейство: Березовые.

Подсемейство: Березовые.

Род: Береза.

Вид: Береза карликовая.

МЕЖДУНАРОДНОЕ научное название - BETULAnanaL.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

В русском языке также встречаются названия – ерник, березовый ерник, сланец, сланец березовый, ерник-сланец, карла, ера.

ПРЕДСТАВИТЕЛИ

Вид подразделяется на 2подвида: 1) Betyla nana subsp. nana

2) Betula nana subsp. Exilis (Sukaczev ) Hulten

2.2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ и ЭКОЛОГИЯ.

Ареал вида охватывает практически всю территорию Европы, кроме крайне южных районов, и практически всю территорию Канады.

На территории России растет на севере европейской части, в Западной Сибири и Якутии, Чукотке, на Камчатке и ТАЙМЫРЕ. Береза образует сплошные заросли в арктической тундре называемые ерниками.

2.3. Особенности внешнего строения в связи с обитанием в условиях арктической тундры.

Карликовая береза – ни видом, ни цветом, ни формой листьев, ни размерами она не похожа на березу в обычном нашем представлении. В холодной тундровой полосе это растение плотно прижимается к земле и стелется по влажному моховому покрову. Это листопадный сильно ветвистый кустарник высотой 20-70 см., с приподнимающимися побегами, образующий небольшие разреженные заросли. Молодые побеги густобархатистые или пушистые, позже почти голые, усеяны массой мелких и округлых зубчиков, размером с монету.

Листорасположение - очередное. Цветки, как у всех берез, опыляются ветром.

Цветки мелкие, непрозрачные, однополые. Тычиночные сережки сидячие, прямостоячие, длиной 5-15мм, с желтыми пыльниками. Пестичные – коротких опушенных ножках, овальные или удлинено-яйцевидные, светло-коричневые, длиной 5-8 (при плодах до 20мм) мм., диаметром 3-5 (при плодах-до 6) мм. Прицветные чешуйки длиной 2,5-3мм., с тремя направленными, линейно-продолговатыми, слабо реснитчатыми долями.

Плод - мелкий эллиптический орешек длиной 2мм., шириной 1мм, с очень узкими перепончатыми крыльями по бокам.

Таким образом, мы видим явно отличительные особенности внешнего строения вида «Береза карликовая», местом обитания которой является арктическая тундра, расположенная на территории Таймырского полуострова, находящегося на территории Красноярского края.

2.4. Особенности физиологического процесса - весеннее сокодвижение карликовой березы в Таймырском муниципальном районе .

Все физиологические процессы у представителей березы в общем, и карликовой березы, в частности, - безусловно интересны. Однако для нас определенный интерес представляет такой процесс, как весеннее сокодвижение у представителей видакарликовая береза в условиях арктической тундры нашего Таймырского муниципального района.

Изучив гербарии, материалы исследований, проведенных сотрудниками нашего ФГБУ «Биосферный заповедник «Таймырский»,мы отметили следующие особенности весеннего сокодвижения.

Во-первых, такой физиологическийпроцесс, как весеннее сокодвижение имеет особенности, связанные:

а) с суточным ритмом сокодвижения,

б) погодными условиями,

в) диаметром дерева и его сокопродуктивностью.

Следовательно, отмечаем следующие причинно-следственные связи:

1. С повышением температуры воздуха, наблюдается повышение сокопродуктивности березы.

2. В связи с природными климатическими условиями весеннее и летнее время ( светло- практически 22часа из 24 в сутки), выход сока идет интенсивнее «днем», чем «ночью».

3. Лучшая сокопродуктивность у берез, растущих с северной стороны. Согласно исследованиям ученых Таймырского биосферного заповедника, это связано с тем, что изменения температур с северной стороны идут более плавно, в то время как с южной стороны наблюдаются более резкие колебания температур.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

БЕРЕЗА КАРЛИКОВАЯ СЧИТАЕТСЯ РЕЛИКТОВЫМ ВИДОМ, ТРЕБУЕТ ОЧЕНЬ БЕРЕЖНОГО ОТНОШЕНИЯ И В ЦЕЛЯХ СОХРАНЕНИЯ ЭТОГО ВИДА НЕОБХОДИМА ОХРАНА ВСЕХ ИЗВЕСТНЫХ МЕСТ, ГДЕ ДАННЫЙ ВИД БЕРЕЗ РАСТЕТ, чтобы и мы, и наши дети, и внуки МОГЛИ С ГОРДОСТЬЮ СКАЗАТЬ:

БЕРЕЗА КАРЛИКОВАЯ - «ДРЕВЕСНАЯ ЦАРИЦА» ТАЙМЫРСКОЙ АРКТИЧЕСКОЙ ТУНДРЫ.

Таким образом, ЦЕЛЬ НАШЕЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ ДОСТИГНУТА, ПОСТАВЛЕННЫЕ ЗАДАЧИ ВЫПОЛНЕНЫ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.

1. Таймыр история и современность./ Богданова С., Болина Н., Волкова Ю. и др. 2014. 262с.

2. Общие сведения Таймырского Долгано-Ненецкого района в 2018г.:

( Электронный ресурс). – 2018.- URL: https: // www.taimyr24.ru _ 2018.html.

3. Красная книга Красноярского края: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды дикорастущих растений и грибов. Красноярск .2012.597с.

4. Поспелова Е.Б., Поспелов И.Н. Флора сосудистых растений Таймыра и сопредельных территорий. Часть 1. М., КМК,2007. 457с.

Карликовая береза осенью

Карликовая береза среди ягеля

Заросли карликовой березы

Веточка карликовой березы в период сокодвижения