Сосна(Pinus) . Род хвойных вечнозеленых деревьев, реже стелющихся кустарников семейства сосновых. Хвоя узкая, мягкая или игольчатая, в пучках (по 2,3,5 хвоинок), расположенных на концах укороченных побегов. Зрелые шишки обычно длиной 3-10 см. Семена орешковидные, большей частью с крылом. Корневая система мощная и глубокая. Сосны светолюбивы. Часто формируют чистые насаждения на песчаных почвах (боры).Растет дерево и на сухих кварцевых, лишенных плодородной почвы песках, и на торфянистых почвах, и даже на сфагновых болотах. Приспособленность к различным видам почвы обуславливается высокой пластичностью корневой системы, интенсивным ростом корней, способностью охватывать ими более или менее значительную часть почвенной толщи, проникать в глубокие слои почвогрунта, преодолевать неблагоприятные по своим свойствам горизонты.

При низкой концентрации питательных веществ в почве сосна способна накапливать больше органических веществ, чем ель и береза. Небольшое содержание в почве подвижных форм минеральных веществ приводит к резкому падению прироста сосны. Наличие в почве карбонатов улучшает лесорастительные условия. На солонцеватых почвах и солонцах сосна растет значительно лучше, чем другие хвойные породы.

Живут сосны, как правило, до 150-500 лет, но среди них есть и долгожители(например, североамериканская сосна долговечная и живет до 5000 лет, являясь наиболее долгоживущей древесной породой мира).

Сосна обыкновенная всегда была и остается для человека наиболее верным и заботливым его спутником. Нас восхищает быстрый рост дерева, его морозоустойчивость, высота до 50 м, хорошо очищенный ствол.

Благодаря своеобразной золотисто-коричневой окраске ствола и вечнозеленой хвое сосна широко используется при создании парков и лесопарков.

Род включает в себя более 100 видов. Распространена сосна в Европе и Азии - от Пиренеев на западе до Охотского моря на востоке и от Кольского полуострова на севере до берегов Средиземного и Черного морей на юге. В России выделяют 8 видов, из которых наибольшие площади заняты двухвойной сосной обыкновенной (Pinus silvestris) - ареал от Кольского полуострова и Белого моря до берегов Тихого океана, и пятихвойной (кедровой) сосной сибирской, дающей съедобные семена, называемые кедровыми орехами. Ареал последней охватывает районы севера-востока Европейской части России, Урала и Сибири. В группу кедровых сосен входят также Сосна корейская, или маньчжурская, произрастающая в нашей стране в Хабаровском и Приморском краях, и Кедровый стланик(стелющийся кустарник высотой 40-50 см, с длиной ствола 1.5-2.5 м), образующий густые заросли в Сибири (от Забайкалья), на побережье Охотского моря, Камчатке, Сахалине и Курильских островах.

Сосна - ценная лесообразующая порода. В России леса, в насаждениях которых преобладают двухвойные сосны(например, обыкновенная, меловая, крючковатая), принято называть сосновыми, или сосняками, а с преобладанием пятихвойных кедровых сосен - кедровыми, или кедровниками, или кедрачами.

Среди раскинувшегося зеленого океана сосны обыкновенной появляются также интересные видовые и формовые ее отклонения, с которыми время от времени встречаются российские и зарубежные лесоводы.

Подвиды сосны

В пределах своего современного ареала обитания сосна обыкновенная отличается большой изменчивостью основных признаков. Выделяют 5 подвидов, или географических рас, сосны обыкновенной.

Сосна обыкновенная лесная - произрастает в европейской части нашей страны. К возрасту спелости достигает высоты 40м и диаметра на высоте груди 1-1.5 м. В молодости крона конусовидная, а в более зрелом возрасте приобретает шаровидную форму. Различают широко- и узкокронные формы. Побеги светло-коричневые или желтые, ветви и ствол покрыты коричнево-красной отслаивающейся коркой. Хвоя длиной 4-6 см, сохраняется на дереве 2-3 года, иногда 4-5 лет.

Облик сосны обыкновенной лесной, произрастающей в различных условиях местообитания, послужил основанием для выделения двух почвенных экотипов рассматриваемого подвида: сосны меловой и сосны болотной. Сосна меловая растет на меловых обнажениях на юге европейской части России. Крона широкая, часто начинается у поверхности почвы. У старых экземпляров крона зонтикообразная. Хвоя укороченная, широкая и более утолщенная. Длина шишек 2.5-3 см, цвет их серый.

Сосна болотная имеет ряд отличий от сосен, произрастающих на дренированных почвах. Эти отличия проявляются главным образом во внешнем виде, анатомические различия значительно меньше. Характеризуются небольшой высотой (не более 10-15М), хвоя короткая, шишки мелкие.

Сосна крючковатая . Произрастает в Крыму и на Кавказе. Достигает высоты 20-25 м высоты и диаметра 1м. В нижней части ствола наблюдаются неправильные утолщения. Крона сильно варьируется от узкой до широкой, имеет пирамидальную, овальную или зонтикообразную форму. Хвоя прямая или слабо согнутая, жесткая, острая, серо-зеленая, до 7 см длиной. Шишки желтого цвета; щитки выпуклые, от верхнего края сразу круто поднимаются и искривляются вниз в виде тупого крючка; семена бурые. У сосны крючковатой выделены два климатических экотипа, приуроченных к разным высотным поясам.

Сосна лапландская . Чаще встречается в Сибири. Деревья достигают высоты 20 м и диаметра 22 см. Крона узкая, ветви в нижней части ее сохраняются много лет. Хвоя серо-зеленая, короткая(3.5мм), толстая и широкая, держится на дереве до 8 лет. Шишки короткие - 3-4 см, соломенно-желтого или коричневато-желтого цвета.

Сосна сибирская . Произрастает в Азии. Этот подвид мало отличается по энергии роста и таксационным показателям от подвида сосны обыкновенной, лесной, но в то же время имеет ряд характерных, отличающихся от него признаков.

Корка на стволе внизу толстая, темно-бурого цвета, покрывает ствол на 2/3 его высоты, далее светло-желтая. Встречаются как узко-, так и ширококронные формы. Хвоя живет более 5 лет, длина ее 4-6 см, редко достигает 10 см. Шишки длиной 5см. Сосна степная. Произрастает в Сибири в изолированных борах, а также на южных остепненных склонах Забайкалья, достигая высоты 20-25.м и свыше 1м в диаметре. Корка до 2/3 ствола по высоте, толстая, темно-серого цвета, выше- светло-коричневого. На старых деревьях темноокрашенная корка обычно отпадает и весь ствол имеет светло-коричневый цвет. Хвоя длинная, иногда до 11 см, опадает через 6-7 лет. Шишки крупные, нередко достигают 7см. По окраске шишек выделяют две формы: светло-серую и темно-коричневую.

Подвиды сосны имеют несколько форм или экотипов

Сосна воротничковая. Изучая разнообразие форм сосны обыкновенной, профессор Б.В. Гроздов обнаружил в Брянской области оригинальную кольчатую форму сосны и назвал ее воротничковой. Дерево росло в старом сосновом насаждении, ствол его был с грубыми трещинами и имел с освещенной стороны, в местах, заросших мутовчато расположенных сучьев, как бы козырьки из отслоившихся пластин коры; козырьки поднимались по стволу на высоту до 6 метров.

О такой же сосне в одном из германских лесничеств сообщил в 1927 году Вальтер Зайтц; он отнес ее к чешуйчатой форме. Сосна была 200-летнего возраста, с двенадцатью козырьками из узких чешуй коры и тоже на месте заросших мутовок с освещенной части ствола. В 1955 году подобные сосны были найдены в лесах Польши.

Наблюдения показали, что изменение коры на месте заросших мутовок характерно для старшего возраста деревьев. Кора сначала полностью закрывает неровности мутовок, а потом трескается, и ее слои, поднимаясь, принимают наклонную форму, чему способствует обилие солнечного света и сухой воздух. Воротничковая сосна как раз и встречается в таких местах. С теневой стороны на стволе у всех встреченных сосен козырьков не было; кора у таких сосен отслаивалась "табличками".

Наиболее часто деревья встречаются в сосново-дубовых насаждениях, дубово-буковых с грабом, и буковых с примесью сосны обыкновенной и граба. Попадаются сосны в возрасте 115-125 лет.

Семилетние наблюдения на площади около 10 гектаров были неожиданными. Оказывается, число стволов с воротничками и число воротничков на каждом учтенном стволе ежегодно менялось: в первый год было 56 сосен с воротничками, через 3 года - 92, по прошествии еще 2 лет - 120, а в последний год - 156. Интересно также, что в первый год наблюдений преобладали деревья с четырьмя воротничками(максимально - десятью), а в последний - с семью (максимально - с 16-19 воротничками). Значит, новые воротнички, должно быть, появляются на спелых и перестойных соснах. Подмечена у воротничковых сосен (особенно в Львовской области) и еще одна оригинальная особенность: можно встретить деревья не только с полукольцами, но и с полными кольцами, причем количество последних возрастает с увеличением общего числа воротничков на стволах.

Воротничковые сосны имеют кору с глубокими трещинами и лишь немногие стволы - тонкую. Привлекают внимание хорошо развитая крона и стройность деревьев: малосбежистость и очищенность стволов от сучьев. Сосны обильно плодоносят и дают семена большой всхожести. Все это говорит о высоких лесохозяйственных свойствах редкого, достопримечательного дерева и о необходимости более глубокого изучения его и использования в лесопарковом строительстве.

Сосна меловая . На Среднерусской возвышенности и Донецком кряже есть каменистые меловые склоны. Они, казалось бы, совершенно неподходящи для жизни деревьев. И тем не менее растения сумели поселиться здесь и даже сохраниться до сих пор. Это - сосны меловые.

Высокое дерево, до 30 м в высоту, имеет широкую крону, довольно часто опускающуюся по стволу донизу; с возрастом она превращается в зонтикообразную. Жизнестойкости сосны меловой способствует корневая система: якорные корни проходят тяжелый грунт без ответвлений, а на концах образуют массу тонких, толщиной с волос, корешков, наподобие войлока оплетающих меловые глыбы. Интересно, что на глубине до 1.5 метров эти глыбы с поверхности влажные; на самом же войлоке видны мельчайшие капельки воды.

Хвоя у сосны меловой несколько короче, шире и толще, чем у сосны обыкновенной. Шишки длиною до 3 см, уменьшенные размеры их ученые объясняют бедностью почв.

Сосну меловую не выделяют в особый вид, поскольку в анатомическом строении древесины и хвои различий нет; ученые видят в ней лишь разновидность сосны обыкновенной. По мнению большинства, сосна меловая - реликт. Ее особенность произрастать по существу на голом мелу исторически сложилась давно и является наследственной. Для нормального роста и развития деревьев требуется высокая концентрация щелочных веществ. Особенности сосны меловой имеют, конечно, не только научную, но и практическую ценность, поскольку представляется возможность использовать эти деревья повсюду, где есть меловые склоны.

Исследования посадок в Белгородской области на голых мелах показали, что там могут расти лишь сосна меловая и сосна крымская, другие же породы гибнут или приобретают карликовые формы.

Лесоводы преодолевают некоторые трудности при создании насаждений из сосны меловой: сложен, например, сбор семян на крутых склонах, а в то же время небольшие островки сохранившихся естественных насаждений пока не могут удовлетворить потребности в семенном материале. Сейчас приняты меры к усилению охраны очагов редкой сосны - ценнейшего резерва семенного фонда - и к созданию в местах ее произрастания заповедного режима.

Сосна могильная , или сосна погребальная . Она часто высаживалась на кладбищах Кореи. У нас на Дальнем Востоке в настоящее время она распространена небольшими участками или группами, значительно удаленными друг от друга, в юго-западной части Приморского края, а также в Гиринской и Мукденской провинциях Северо-Восточного Китая. Из ее древесины в былое время строили даже дома.

Дерево резко отличается от других родственных ему пород внешним обликом и способностью произрастать в засушливых местах и на солнцепеках. Широкие зонтикообразные темно-зеленые кроны и желтовато-оранжевые стволы сосен резко выделяются на фоне лиственных деревьев. Селится сосна на гранитных обнажениях и скалах, на крутых южных склонах и гребнях хребтов, подверженных ветрам, на обедненных гумусом почвах, содержащих большое количество щебня, а также на песчаных береговых отложениях.

По мнению ученых, сосна могильная - быстрорастущая ценная порода, представляющая большой интерес для лесоводства, для укрепления почв, их защиты и водоохраны.

В одной из дальневосточных сосновых рощ 100-летнего возраста при крайне неблагоприятных условиях (чрезмерная сухость, каменистость почвы, частые пожары) сосна достигла в высоту 12 м и имела диаметр на высоте груди более 40 см. В несколько более благоприятных условиях деревья встречаются значительно крупнее и достигают возраста спелости к 90 годам.

Об особенностях сосны могильной и ее насаждениях академик В.Л.Комаров сказал: "Это совершенно своеобразный тип растительности, явно отличающийся от всех остальных...не лесное дерево, а выросшее на свету".

По совокупности признаков (ограниченность ареала, стабильные экологические особенности и другие) сосна могильная более древний вид по сравнению с сосной обыкновенной. Последняя, как более молодой, прогрессирующий вид, быстро распространилась и стала одной из сосновых лесообразующих пород на большей территории Евразии. Сосна же могильная сократила до минимума свой ареал из-за изменения климатических условий (прежде всего из-за влажности), а позже - под влиянием деятельности человека. Поэтому сосняки в Приморском крае признаны реликтовыми.

Сосна пирамидальная . Несколько лет назад появилась интересная информация: в Северном Казахстане ученым обнаружена своеобразная сосна. Она имела узкоконусную пирамидальную крону, а тонкие ветви на всем протяжении отходили от ствола строго под острым углом. Своим видом сосна, естественно, отличалась от растущих рядом своих родственниц - от сосны обыкновенной. Дерево обладало довольно хорошим ростом: в 60 лет набрало высоту 22.5 м и диаметр 30 см на высоте груди.

Дальнейшие исследования и наблюдения показали, что признак пирамидальности сохранился и у потомства: выращенные из семян сосны и посаженные в грунт сеянцы(двухлетки) к 5-6 годам жизни имели тоже пирамидальную крону. Наблюдения продолжаются до сих пор.

Вредители и болезни

Отрицательную роль в жизни сосновых лесов играют вредные насекомые, грибные и другие болезни, некоторые виды диких животных. В молодняках сосны обитает много насекомых, которые повреждают разные части растений. На легких супесчаных, суглинистых почвах большой вред наносят насекомые, личинки которых повреждают корни сосенок. Особенно большой вред наносит майский восточный хрущ. Лет этих жуков начинается в конце апреля-мае и продолжается около месяца. Самки откладывают яйца в почву на глубину 10-40 см. Вышедшие из яиц личинки сначала питаются тонкими корнями. По мере роста они переходят на более толстые корни. Личинки растут в течение в течение 3-4 лет. В летнее время личинки находятся в верхних горизонтах почвы, ближе к осени углубляются до 70-120 см, где и зимуют.

Сосновые молодняки часто повреждаются побеговьюнами, - летним, зимующим, почковым и смолевщиком.

Побеговьюнами принято называть бабочек-листоверток, гусеницы которых повреждают почки и побеги сосен, в результате возникает многовершинность стволов, что ухудшает рост, качество и производительность насаждений.

Ощутимый вред наносит сосне большой сосновый долгоносик. Особенно часто он появляется на сплошных вырубках в борах брусничных и черничных.

Молодые сосны, произрастающие на сухих почвах, часто страдают от соснового подкорного клеща. Опасны также многочисленные хвоегрызущие насекомые, которые питаются хвоей в фазе личинки (гусеницы). В результате потери хвои древостои целиком или частично усыхают, являясь одновременно объектом для размножения в них стволовых вредителей. Наиболее опасным вредителем чистых сосновых лесов считается сосновый шелкопряд.

Не менее серьезные хвоегрызущие вредители сосновых насаждений: сосновая совка, пилильщики, сибирский шелкопряд, шелкопряд-монашенка, сосновая пяденица, звездчатый ткач. Защита сосновых лесов от повреждений хвоегрызущими вредителями обеспечивается комплексом профилактических и истребительных мер борьбы.

Стволы и ветви сосны повреждаются большим количеством насекомых, так называемых стволовых вредителей. К ним относятся короеды, усачи, златки и др. Стволовые вредители, как правило, поселяются на деревьях, физиологически ослабленных воздействием неблагоприятных факторов: засухой, пастьбой скота, повреждением хвоегрызущими насекомыми. Размножаясь на ослабленных деревьях, эти вредители переходят и на жизнеспособные деревья. Большинство поселяется также на свежесрубленных деревьях и заготовленной древесине.

Древесина, источенная ходами стволовых вредителей, теряет свои технические свойства.

Лесозащитные меры борьбы со стволовыми вредителями направлены главным образом на устранение причин, ослабляющих жизнедеятельность насаждений.

Сосновые леса часто страдают от болезней, вызываемых грибами, бактериями, вирусами. В лесных питомниках одно- и двулетние сеянцы и молодняки повреждаются грибом - обыкновенным шютте. Первые внешние признаки болезни появляются на хвое в виде пятен соломенно-желтого цвета, позже хвоя краснее и опадает, что приводит к гибели растения. Для защиты от болезней шютте следует проводить профилактические мероприятия, включающие агротехнические и химические меры борьбы.

Другие виды грибов, способные нанести ущерб сосне: смоляной рак, сосновая губка, корневая губка. Корни сосны часто поражаются опенком.

Из животного мира большой вред наносят лоси. Они не только скусывают побеги и обгладывают кору, но ломают и вытаптывают молодняки, а также являются косвенной причиной распространения стволовых вредителей и грибных заболеваний.

Сосновые леса страдают от снеголома и снеговала.

Значение и применение сосны

Сосновые леса имеют водоохранное, почвозащитное, санитарно-гигиеническое значение и по праву считаются национальным богатством России.

Сосна дает смолистую прочную древесину, издавна используется в строительстве, корабельном деле, для изготовления столбов, шпал, при производстве музыкальных инструментов, мебели. При подсочке(надрезе) деревьев получают живицу. Из пней, оставшихся после рубки сосны, заготавливают пневый осмол - ценное сырье для получения смолистых веществ для лесохимической промышленности. Побеги, сосновые почки, хвоя содержат значительные количества витамина С, эфирное масло и многие другие полезные вещества. Из хвои получают витаминный концентрат.

В годы Великой Отечественной войны хвойный настой спасал жизнь многим защитникам блокадного Ленинграда, так как городу угрожал не только голод, но и цинга - болезнь, связанная с недостатком витамина С в организме.

Сосновые почки (в виде отвара) обладают отхаркивающим, мочегонным, дезинфицирующим действием.

Со времен Ивана Грозного Россия была крупным поставщиком кедровых орехов в Персию, Китай и другие страны.

Выделяя огромное количество летучих соединений - фитонцидов, обладающих противомикробным действием, сосновые леса оздоравливают воздух, создавая специфический микроклимат. Поэтому в них нередко размещаются санатории и дома отдыха.

За красоту и величие, многообразную пользу в народном хозяйстве сосна сибирская введена в культуру. Она украшает парки Москвы, Санкт-Петербурга и других городов. Под Ярославлем сохранилась Толгская кедровая роща, посаженная в 16 веке. Лесоводами выведены скороспелые крупношишечные высокоурожайные формы сосны сибирской. Для их разведения создаются плантации, с одного гектара которых получают от 600кг до 2т орехов.

Жители Европы создали свои легенды и сказания о сосне, как о дереве светлом, праздничном и могучем.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Роль зеленых насаждений очень велика. Они снижают запыленность и загазованность воздуха, выполняют ветрозащитную функцию, обладают фитонцидным действием, борются с шумом, влияют на тепловой режим и влажность воздуха. На Земле примерно 350 миллионов лет назад появились первые деревья. Огромные территории были покрыты лесом, но затем значительная их часть была уничтожена людьми. Лес - сложное природное образование (биоценоз). В состав его входят не только живые организмы, но и их среда обитания - почвенно-грунтовый слой, атмосфера. Лес в наши дни испытывает на себе сильное влияние со стороны человека. Это влияние очень разнообразно. Тут сплошные рубки, пожары, массовый туризм, выпас скота, загрязнение атмосферы ядовитыми газами.… А как реагирует лес на это? Какие изменения в нём происходят? Насколько они опасны для существования леса? Вмешательство человека в жизнь леса нельзя остановить. Оно неизбежно и будет продолжаться, но всем надо стремиться к тому, чтобы причинять лесу наименьший вред. Что для этого нужно? Важную роль в жизни леса играет слой атмосферы, в котором развиваются лесные растения и другие живые организмы, без этого нельзя представить себе леса. Атмосфера служит источником углекислого газа, кислорода и пополняется кислородом, выделяемым растениями, и углекислым газом, образующимся в процессе дыхания. В него поступают вещества, жизненно важные для обитателей леса, и из него эти вещества вновь поглощаются растениями и животными. Эта система называется лесным биогеоценозом. Загрязнение атмосферы причиняет биогеоценозу большой вред. Главный враг леса - диоксид серы или иначе сернистый газ. Больше всего от него страдают сосновые леса. Сосновые насаждения - очистители воздуха от пыли, что зависит от хвои, её количества и поверхности. У хорошо развитого взрослого дерева сосны общая длина хвоинок превышает 200км. Этим определяется высокая фильтрующая способность дерева .

Тема нашей работы - «Сосна как индикатор загрязнения окружающей среды». Мы считаем эту тему актуальной на сегодняшний день, так как сохранение качества окружающей среды и здоровья населения находится в числе самых острых проблем современности.

Еще актуальность такой работы и в том, что зачастую достоверная информация недостаточна, требуется уточнение и поиск новых фактов. Цель исследования- определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязнённости атмосферы

Изучить литературу по теме исследования

Изучить состояние хвои сосны обыкновенной на разных участках города: вдоль федеральной трассы М5, лесопарковой зоны, около промышленной зоне, в районе озера Тургояк.

Проанализировать и обобщить результаты исследований

На основе полученных данных сделать вывод

Мы выдвинули гипотезу: сосну обыкновенную можно использовать в качестве биоиндикатора для оценки загрязнённости атмосферы.

Объектом исследования явились хвоинки сосны обыкновенной.

Предмет исследования - уровень загрязненности.

Исследовательская работа разделяется на две части: теоретическую и практическую. В теоретической части мы изучили характеристику голосемянных растений, в том числе сосны обыкновенной.

В практической части использовали опытно-экспериментальные методы исследования: эксперимент, наблюдение, теоретический анализ, по результатам которых нами были сделаны соответствующие выводы.

Глава 1. Теоретическое обоснование проблемы

Отдел Голосеменные насчитывает более 700 видов растений. Голосеменные имеют не только корни, стебель и листья, но и семена, образующиеся в особых органах - шишках. Семена голосеменных лежат на чешуях шишек открыто «голо» - отсюда и название этого отдела.

В состав отдела Голосеменных входят несколько классов, из которых ныне процветающим является класс хвойные (около 560 видов). Голосеменные растения в основном произрастают в северной части земного шара. Хвойные образуют огромные лесные массивы на Урале, в горах Кавказа, Средней Азии, в Сибири.

Голосеменные очень древние растения, останки которых находят в слоях девонского периода палеозойской эры. Расцвет хвойных приходится на юрский период. Это самая многочисленная и наиболее распространенная группа голосеменных растений. В настоящее время это преимущественно деревья (до 100м высоты), кустарники, древовидные лианы и даже эпифиты.

Ветвление моноподиальное. Листья у большинства хвойных растений жесткие игольчатые (хвоя). Располагаются хвоинки на стебле по спирали (одиночные) или собраны в пучки, чешуевидные - супротивно, не опадают в неблагоприятное время года. Снаружи листья покрыты толстой кутикулой - слоем особого вещества, выделяемого покровной тканью - кожицей. Устьица погружены в ткань листа, что снижает испарение воды, замена игл происходит постепенно в течение всей жизни растения. У хвойных растений мощно развита вторичная ксилема (древесина), состоящая на 90-95% из трахеид. Кора и сердцевина развиты слабо. Корни (главный и боковые) имеют обычное для деревьев строение с микоризой (симбиоз мицелия гриба и корней деревьев), придаточные корни встречаются редко. Отличительной чертой всех голосеменных является наличие семязачатков и образование семян. Семязачатки располагаются открыто, поэтому и называются голосеменные. Из семязачатка развиваются семена.

В цикле развития последовательно происходит смена двух поколений гаметофита и преобладающего спорофита. Хвойные вечнозеленые растения, за исключением лиственницы и метасеквойи. У многих хвойных в коре, древесине и листьях есть смоляные ходы, содержащие эфирное масло, смолы и бальзамы .

Хвойные формируют природные ландшафты - тайгу - на огромных пространствах континентов. Их значение в жизни природы и в хозяйственной деятельности человека велико. Являясь важнейшим компонентом биогеоценозов, они имеют огромное водоохранное и противоэрозийное значение. Хвойные растения дают основную массу строительной древесины и являются исходным материалом для многоотраслевой лесотехнической промышленности. Изхвойных получают вискозу, шелк, штапель, бальзамы и смолы, камфару, спирт и уксусную кислоту, дубильные экстракты и т.д., а также пищевые продукты и витамины. Семена кедра, сибирской сосны содержат до 79% масла, близкого к прованскому и миндальному. Для медицинской промышленности хвойные служат исходным сырьем для получения витаминов и медицинских препаратов. Хвоя, семена и молодые побеги некоторых хвойных - незаменимый зимний корм животных(особеннолосей), и птиц. Древесина тисовых используется для изготовления дорогих поделок и в мебельной промышленности, она почти не подвержена действию насекомых.

Сосна - это основная лесообразующая порода. По площади (114240,8 тыс. га.) она занимает второе место, уступая лишь лиственнице. Сосна обыкновенная и образуемые ее леса имеет огромный ареал с широким диапазоном произрастания. Род сосна(Pinus L.) насчитывает около 100 видов, произрастающих в странах умеренного пояса Северного полушария, а также в горах южных широт(Европа, Азия, Северная и Южная Америка).

Родовое название - от латинского pin - скала, гора, латинское selvestris - лесной от sylva - лес .

Этот род подразделяет на два подрода: двухвойные сосны с крылатыми семенами (Diploxylon) и пятихвойные, или кедровые, с бескрылыми семенами (Haploxylon). Подроддвухвойных включает сосны обыкновенную, эльдарскую, пицундскую и другие; подродпятихвойных - кедр сибирский, сосну корейскую, сосну веймутову.

Самый распространенный вид сосны, произрастающий в России - сосна обыкновенная (Pinussilvestria). Общими для этого вида чертами являются парное расположенные хвои на укороченных побегах, плоско-выпуклая форма хвоинок в поперечном разрезе, крепкие деревянистые шишки с характерно утолщенными концами чешуи, полуторагодичный период их созревания, своеобразное сочетание семени с крылом и другие. Эти признаки характерны для всех сосен, произрастающих в различных частях ее обширного ареала.

Сосна обыкновенная - вечнозеленое стройное хвойное дерево, достигающее 40м высоты, 1,5м в диаметре, с мутовчаторасположенными ветвями. Кора дерева красно-бурая, к вершине буро-желтая, трещиноватая, тонкошелушащаяся. Молодые ветви голые, зеленоватые, потом серо-бурые; почки 6-12мм длинной, острые, красновато-бурые, яйцевидно-коничные, смолистые, находятся, на верхушке главного побега и боковых ветвей. Боковые почки собраны в мутовку, окружающую более крупную центральную почку.

Вся древесина сосны пронизана многочисленными крупными смоляными ходами, тянущиеся в вертикальном направлении и сообщающимися между собой горизонтальными ходами, залегающими в сердцевинных лучах. Из естественных трещин коры и искусственных надрезов вытекает смола, заливающая нанесенные повреждения, в чем состоит ее биологическое значение. Вытекающая из раны смола называется живицей (от слов «заживлять», «исцелять»).

Корневая система с глубоко идущим главным корнем.

Листья (хвоя) сизо-зеленные, расположены попарно, жесткие, полуцилиндрические, заостренные, длинной 5-7см. шириной 2мм, расположены на верхушках укороченных побегов.

Серо-желтые пыльниковые (мужские) шишки размером меньше горошины развиваются весной у основания молодых длинных побегов, в пазухах кроющих листьев, и быстро отмирают. На концах молодых побегов тех же деревьев появляются красноватые овальные женские шишечки, длинной 5-6мм и шириной 4мм, на коротких ножках, состоящие из кроющих чешуй, в пазухах которых сидят семенные чешуи с семяпочками. Женские шишки после оплодотворения разрастаются, достигают 2,5-7см в длину и 2-3см в ширину. В первый год они зеленые, на второй - одревесневают и буреют. Семена длиной 3-4мм, черноватые или сероватые, удлиненно-яйцевидные с крылом в 3 раза длиннее семени. Цветет в мае, опыляется ветром. Семенные шишки созревают на второй год.

1. Влияние условий среды на жизнь и строение растений

Все, что окружает растение и оказывает на него прямое или косвенное воздействие, составляет в широком смысле среду его обитания. Роль отдельных элементов среды обитания в жизни растений неодинакова. Одни из этих элементов жизненно необходимы, другие влияют на растение, но не обязательны, третьи безразличны. Элементы среды обитания, влияющие на жизнь растений, называют экологическими факторами. Для них характерно непостоянство, то есть изменения величины действия во времени. Элемент среды, постоянно присутствующий в избыточных количествах, становится средообразующим фактором, который определяет специфику среды в целом.

Характер действия любого экологического фактора зависит от его величины. Существует оптимальное значение фактора и критическое (минимальная и максимальная его величины), за пределами которых активная жизнедеятельность. Многие растения, в разных условиях обитания оказываются различными по ряду морфологических и анатомических признаков.

В процессе эволюции у растений, приспособившихся к сходным условиям, появились общие черты внешнего облика, ритма роста, анатомической структуры. Однотипность реакций растений на тот или иной экологический фактор позволяет объединить их в экологические группы.

Каждая экологическая группа может включать растения разных жизненных форм. С другой стороны, растения одной и той же жизненной формы могут относится к разным экологическим группам.

Биоиндикационные методы

Сильнейшее воздействие на фитоценозы оказывают загрязняющие вещества, такие, как диоксид серы, оксид азота, углеводороды и другие. Среди них наиболее типичным является диоксид серы, образующийся при сгорании серосодержащего топлива (работа предприятий теплоэнергетики, котельных, отопительных печей населения, a также транспорта, особенно дизельного).

Устойчивость растений к диоксиду серы различна. Незначительное наличие диоксида серы хорошо диагностируется лишайниками - сначала исчезают кустистые, потом листовые и, наконец, накипные формы.

Из высших растений повышенную чувствительность к SO 2 имеют хвойные. Для ряда растений установлены границы жизнедеятельности и предельно допустимые концентрации диоксида серы в воздухе. Величины ПДК: для тимофеевки Луговой, сирени обыкновенной - 0,2мг/куб.м.; барбариса 0,5мг/куб.м.

Необходимо также учитывать, что происходит постепенное накопление диоксидов серы, а также их взаимодействие с другими загрязнителями, что усиливает негативное воздействие. Чувствительны к содержанию в воздухе других загрязнений (например, хлороводорода, фтороводорода) такие растения, как пшеница, пихта, земляника садовая, береза бородавчатая.

Стойкими к содержанию фтороводорода в воздухе являются хлопчатник, одуванчик, картофель, роза, табак, томаты, виноград, а к хлороводороду - крестоцветные, зонтичные, тыквенные, гераневые, гвоздичные, вересковые, сложноцветные. Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительными к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обуславливает выбор сосны, как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за «эталон биодиагностики». Информативными по техногенному загрязнению является морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои. При хроническом загрязнении лесов диоксидом серы наблюдается повреждение и преждевременное опадание хвои.

В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязненной атмосфере появляются повреждения, и снижается продолжительность жизни хвои сосны.

Под действием загрязнителей происходит подавление репродуктивности сосны. Число шишек на дереве снижается, уменьшается число нормально развитых семян в шишках, заметно изменяются размеры женских шишек (до 15-20%). Биоиндикатором загрязненности атмосферы может служить ежегодный прирост деревьев по высоте, который на загрязненных участках может быть на 20-60% ниже, чем на контрольных. Информативной по техногенному загрязнению является продолжительность жизни хвои (1 до 5 и более лет).

Биоиндикация - это оценка состояния окружающей среды по реакции живых организмов (растения, животные). Сущность биоиндикации заключается в том, что определенные факторы среды создают возможность существования того или иного вида. Виды, которые позволяют выявить специфические особенности среды, называют индикаторами. Биоиндикация дает возможность судить об изменениях состояния среды и прогнозировать направление этих изменений. При изучении степени загрязнения окружающей среды важна реакция организмов на загрязнители. Систему наблюдений за этой реакцией называют биологическим мониторингом. Хвойные растения очень чувствительны к загрязнению среды. Они особенно сильно страдают от сернистого газа. Продолжительность жизни хвои у сосны составляет 3-4 года. За это время она накапливает такое количество сернистого газа, которое может существенно превысить пороговые значения.

Под влиянием сернистого газа у сосны происходят следующие изменения:

Уменьшается продолжительности жизни хвои;

Отмирают побеги; - уменьшается ширина годичных колец;

Редеет крона;

Появляются омертвления тканей (некрозы).

Остановимся на этих признаках.

Листопад (опадение хвои) у сосны происходит осенью. Зеленые хвоинки располагаются на прошлогодних побегах и этого года, а желтые на более старых, которым уже более 3 лет. Также у сосны редеет крона, появляется много сухих веток, покрытых редкой короткой хвоей. Сернистый газ поглощается растением через устьица, растворяется в жидкой фазе клеток (цитоплазме) и вызывает отравление живых тканей (Схема №1).

Скорость поступления фитотоксиканта (природное или химические вещество, поражающее растительность) сильно зависит от влажности воздуха и насыщенности листьев водой. Увлажненные хвоинки поглощают сернистый газ в несколько раз больше, чем сухие. Растение интенсивно накапливает в тканях серу. Молодые хвоинки активнее поглощают сернистый газ, чем старые. Поэтому возраст сосновой хвои указывает на степень загрязнения. При концентрации сернистого газа 1:1000000 хвоя сосны опадает. Фотосинтез полностью прекращается. Появление омертвления тканей (некрозов) чаще проявляется на хвоинках сосны под влиянием загрязняющих веществ. Различают следующие виды некрозов:

краевой некроз (по краям хвоинки);

серединный некроз (середина хвоинки);

точечный некроз - отмирание тканей листа в виде пятен, рассыпанных по всей поверхности хвоинки.

Изреживание кроны происходит в результате обезлиственности или обесхвоенности (дефолиации), когда воздействие загрязняющих веществ (в том числе и сернистый газ) приводит к разрушению верхней части дерева.

Существует удобный способ определения возраста хвои с помощью мутовок.

Часто задают вопрос: «Почему для оценки качества среды приходится использовать живые объекты, когда это проще делать физико-химическими методами? Есть три случая, когда биоиндикация (определение биологически значимых нагрузок на основе реакций на них живых организмов и их сообществ) незаменима:

1. Фактор не может быть измерен.

2. Фактор трудно измерить.

3. Фактор легко измерить, но трудно интерпретировать, т.е. разъяснить, растолковать.

С точки зрения охраны природы, важнее получить ответ на вопрос, к каким последствиям приведет та или иная концентрация загрязнителя в среде. Эту задачу и решает биоиндикация, позволяя оценить биологические последствия антропогенного изменения среды. Актуальность биоиндикации обусловлена также скоростью, простотой и дешевизной определения качества среды.

Биоиндикаторы - это биологические объекты, используемые для оценки состояния среды .

Типы биоиндикаторов:

1. Чувствительный. Быстро реагирует значительным отклонением показателей от нормы.

2. Аккумулятивный. Накапливает воздействия без проявляющихся нарушений. Биоиндикаторы описывают с помощью двух характеристик: специфичность и чувствительность.

При низкой специфичности биоиндикатор реагирует на разные факторы, при высокой специфичности только на один.

При низкой чувствительности биоиндикатор отвечает только на сильные отклонения фактора от нормы, при высокой чувствительности отвечает на незначительные отклонения.

Чувствительность населения к действию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности и т.д. Лица пожилого возраста, дети, больные, страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являются более уязвимыми.

Общая схема реакции организма на воздействие загрязнителей ОС по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) имеет следующий вид (Приложение 1):

(1) - смертность;

(2) - заболеваемость;

Проблема состава атмосферного воздуха и его загрязнения от выбросов автотранспорта становится все более актуальной.

Среди факторов прямого действия (все, кроме загрязнения окружающей среды) загрязнение воздуха занимает, безусловно, первое место, поскольку воздух - продукт непрерывного потребления организма.

Одним чрезвычайно вредным компонентом автомобильных выхлопов является свинец. Этотэлемент наиболее токсичен. Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 200 тысяч тонн свинца.

Оксиды свинца накапливаются в организме человека, попадая в него через животную и растительную пищу. Свинец и его соединения относятся к классу высокотоксичных веществ, способных причинить ощутимый вред здоровью человека. Свинец влияет на нервную систему, что приводит к снижению интеллекта, а также вызывает изменения физической активности, координации, слуха, воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя к заболеваниям сердца. Свинцовое отравление (сатурнизм) занимает первое место среди профессиональных интоксикаций .

Глава 2 . Опытно-экспериментальная работа

В настоящее время установлено, что на атмосферное загрязнение воздуха более остро реагируют хвойные породы, по сравнению с лиственными. Повышенная чувствительность хвойных связана с длительным сроком жизни хвои и поглощением газов, а также со снижением массы хвои. При частых или постоянных воздействиях в тканях хвойных растений постепенно накапливаются токсичные соединения, что приводит к отмиранию хвои. В нормальных условиях хвоя сосны опадает через 3-4 года, вблизи источников атмосферного загрязнения - значительно раньше (через 1-2 года).

Источников антропогенного характера, вызывающих загрязнение атмосферы, а также нарушение экологического равновесия в биосфере, - множество. Однако самым значительным из них является автотранспорт.

Сосновые леса наиболее чувствительны к загрязнению воздуха, особенно к выхлопным газам автомобилей, а также выбросам веществ в воздух предприятиями и АЗС. В связи с этим перед нами стояла задача: оценить степень загрязнения воздуха на четырех участках, различных по степени загруженности автотранспортом и расположению к предприятиям города.

Методика проведения исследования подразделялась на 3 этапа:

1 этап - определение участков проведения работы,

2 этап - определение состояния хвои сосны, обработка данных,

3 этап - определение продолжительности жизни хвои сосны, обработка данных.

1 этап. Определили участки проведения работы.

Было выбрано 4 участка вблизи автодорог, которые находились в зонах, контрастных по уровню атмосферного загрязнения:

«КБ им. В.П.Макеева» (Приложение 2).

(Приложение 3)

Участок №3 - п. Тургояк, дорога в лагерь «Космос» в лесной зоне (250 м. от дороги в глубь леса) (Приложение 4)

(Приложение 5)

этап. Методика исследования «Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы»

Цель: Используя метод визуальной и количественной оценки, определить состояние хвои сосны обыкновенной (Рinussilvestris) для оценки загрязненности атмосферы.

Оборудование: хвоя сосны, цифровой микроскоп, калькулятор, компьютер.

В незагрязненных лесах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и небольшие темные точки, рассеянные по хвоинкам. В загрязненной атмосфере появляются повреждения и снижается продолжительность жизни хвоинок.

Для определения степени чистоты атмосферы с нескольких боковых побегов в средней части кроны с 10-15 деревьев берут 200-300 хвоинок второго-третьего года жизни. Собранные хвоинки делят по признакам повреждения: неповрежденные, с пятнами, спризнаками усыхания, и подсчитывают количество хвоинок в каждой группе и по каждому исследуемому участку. Данные исследования заносят в таблицу. Делается вывод о степени загрязнения атмосферы.

Если сосновые иголки без пятен, воздух считается идеально чистым; если хвоинки с редкими мелкими пятнами, воздух чистый. Если имеются хвоинки с частыми мелкими пятнами, можно говорить о загрязненном воздухе, а при наличии черных и желтых пятен - об опасно грязном воздухе .

3 этап.Определили состояние хвои сосны.

Выявили степень повреждения хвои

С ветвей 4 деревьев отобрали побеги одинаковой длины. С них собрали всю хвою и визуально проанализировали её состояние. Степень повреждения хвои определяли по изменению окраски, в том числе наличию хлоротичных пятен, некротических точек, некрозов (Приложение 6).

Рис.1. Класс повреждения и усыхания хвои

Класс повреждения хвои:

1 - хвоинки без пятен,

2 - хвоинки с небольшим числом пятен,

3 - хвоинки с большим числом чёрных и жёлтых пятен, некоторые из них крупные, во всю ширину хвоинки.

Класс усыхания хвои:

1 - нет сухих участков,

2 - усох кончик 2-5 мм,

3 - усохла треть хвоинки,

4 - вся хвоинка жёлтая или более половины её длины сухая.

Результаты подсчетов занесены в таблицу.

Повреждение и усыхание хвои сосны обыкновенной в разных зонах

Состояние хвои	Участок №1Тургоякское шоссе			Участок №2Объездная дорога			Участок №3 п. Тургояк, дорога в лесной зоне			Участок №4федеральная трасса М5, район «Пекинка»
	Кол-во хвоинок	% хвоинок от общего кол-ва	Кол-во хвоинок		% хвоинок от общего кол-ва	Кол-во хвоинок		% хвоинок от общего кол-ва	Кол-во хвоинок		% хвоинок от общего количества
Обследовано хвоинок
Повреждения хвои
- 1 класса хвоинки без пятен
- 2 класса (с небольшим числом пятен)
- 3 класса (с большим числом чёрных и жёлтых пятен)
Усыхание хвои
- 1 класса (нет сухих участков)
- 2 класса (усох кончик 2-5 мм)
- 3 класса (усохла треть хвоинки)
- 4 класса (вся хвоинка жёлтая или более половины её длины сухая).

Наглядно повреждения и усыхания хвои представлены в приложениях 7-10.

Исходя из полученных данных, мы можем сделать вывод о том, что степень повреждения и усыхания хвои сосны обыкновенной на участках №4 (Федеральная трасса М5) и №2 (Объездная дорога в промышленной зоне г.Миасса) больше, чем на участке №1 (Тургоякское шоссе), а значит и степень загрязнения атмосферного воздуха в данной зоне ниже.Причины загрязнения вероятно связаны с тем, что возле участка №4 находится АБЗ(асфальтово - бетонный завод) Миасского ДРСУ, АЗС «САЛАВАТ» и стоянка большегрузов «Пекинка», вблизи участка №2 - предприятие «Кедр», 2 АЗС, ЗАО «Техсервис».

Участки №1 и №3 являются чистыми, в связи с тем, что вблизи отсутствуют предприятия, в лесном массиве нет большого потока автомобилей.

Самые запыленные, грязные ветки и хвоя сосны на участках № 1и №4 (Приложение 11), сосна с участка № 2 заражена яйцами тли (Приложение 12).

В результате исследования мы выяснили, что деревья с поврежденной хвоей сосны расположены вблизи автомагистрали, а с менее поврежденная хвоя у сосны - дальше от дороги. Хвоя сосны обыкновенной обладает большой аккумулирующей способностью. При накоплении токсичных веществ наблюдаются морфологические изменения, которые являются показателями загрязненности атмосферы. Там, где воздух сильно загрязнен, на хвое сосны появляются повреждения и снижается продолжительность жизни дерева. Если количество автотранспорта увеличится, то это приведет к нежелательным последствиям - такое растение как сосна не сможет существовать в условиях загрязнения. Для сохранения лесов необходимо принимать меры по их охране, в том числе переходить на экологически чистое топливо.

Заключение

Источников антропогенного характера, вызывающих загрязнение атмосферы, а также нарушения экологического равновесия в биосфере, множество. Однако самыми значительными из них являются два: транспорт и промышленность.Сосновые леса наиболее чувствительны к загрязнению воздуха.

Работа по данному исследованию позволяет развить экологическое мышление учащихся, сформировать навыки работы с компьютером, использовать ресурсы сети Интернет.

Задачи были решены, цель достигнута. Гипотеза подтвердилась.

Данный проект можно использовать на уроках биологии как наглядный и познавательный материал.

Коль суждено дышать нам воздухом одним,

Давайте же мы все на век объединимся,

Давайте наши души сохраним,

Тогда мы на Земле и сами сохранимся.

Н.Старшинов

Список использованных источников и литературы

Алексеев, В.А. 300 вопросов и ответов по экологии [Текст]/ Ярославль:Академия развития, 1998

Арнольд, О. Экология: нетрадиционный взгляд на проблему [Электронный ресурс] / О. Арнольд // - Биология. - 2015. - №10 - http://bio.1september.ru/topic.php?TopicID=5&Page=1

Боднарук, М.М. Биология: дополнительные материалы к урокам и внеклассным мероприятиям по биологии и экологии 10-11 класс [Текст] / Волгоград: Учитель, 2008

ЗлыгостевАлексей. Слой атмосферы [Электронный ресурс]/ http://dendrology.ru/books/item/f00/s00/z0000041/st012.shtml

Зорина, Т.Г. Школьникам о лесе [Текст] / М.: Лесная промышленность, 1987

Криксунов, Е.А., Пасечник, В.В., Сидорин, А.П. Экология: 9 класс: Учебник для общеобразоватльных учебных заведений [Текст]/ М.: Дрофа, 1995

Трасс, Х.Х. Биоиндикация состояния атмосферной среды городов. Экологические аспекты городских систем [Текст] / Минск: Наука и техника, 1984

Шуберг Р. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем [Текст] - М., 1988

Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие [Текст] / автор-состав. Т.Я.Ашихмина, - Киров: ООО «Типография «Старая Вятка», 2012

Энциклопедия для детей. Том 17. Биология [Текст]/ М.: Аванта+, 2000

Приложение 1

Реакция организма на воздействие загрязнителей воздуха

(1) - смертность;

(2) - заболеваемость;

(3) - физиологические признаки заболевания;

(4) - сдвиги жизнедеятельности организма неизвестного назначения;

(5) - накопление загрязнений в органах и тканях.

Приложение 2

Участок №1 -Тургоякское шоссе в 50 метрах от поворота на ГРЦ «КБ им. В.П.Макеева»

Приложение 3

Участок №2 - в черте г.Миасса объездная дорога в районе предприятий «Кедр» и ЗАО «Техсервис» между двух АЗС

Приложение 4

Участок №3 - п. Тургояк, дорога в лагерь «Космос» в лесной зоне (250 м от дороги в глубь леса)

Приложение 5

Участок №4 - федеральная трасса М5, район «Пекинка» в 2,5 км от южной части г. Миасса

Приложение 6

Отсчитывание нужного количества хвоинок

Приложение 7

Участок №1 -Тургоякское шоссе в 50 метрах от поворота на ГРЦ

«КБ им. В.П.Макеева»

Приложение 8

Участок №2 - в черте г.Миасса объездная дорога в районе предприятий «Кедр» и ЗАО «Техсервис» между двух АЗС

Повреждение хвои 1 класса (без пятен)

Повреждение хвои 2 класса (с небольшим числом пятен)

Повреждение хвои 3 класса (с большим числом черных и желтых пятен)

Приложение 9

Участок №3 - п. Тургояк, дорога в лагерь «Космос» в лесной зоне (250 м. от дороги в глубь леса)

Повреждение хвои 1 класса (без пятен)

Повреждение хвои 2 класса (с небольшим числом пятен)

Повреждение хвои 3 класса (с большим числом черных и желтых пятен)

Приложение 10

Участок №4 - федеральная трасса М5, район «Пекинка» в 2,5 км от южной части г. Миасса

Повреждение хвои 1 класса (без пятен)

Повреждение хвои 2 класса (с небольшим числом пятен)

Повреждение хвои 3 класса (с большим числом черных и желтых пятен)

Приложение 11

Участок №1 -Тургоякское шоссе в 50 метрах от поворота на ГРЦ

«КБ им. В.П.Макеева»

Участок №4 - федеральная трасса М5, район «Пекинка» в 2,5 км от южной части г. Миасса

Приложение 12

Участок №2 - в черте г.Миасса объездная дорога в районе предприятий «Кедр» и ЗАО «Техсервис» между двух АЗС

На торцевом срезе древесины сосны хорошо заметны годичные слои, так как летняя часть слоя имеет более темную окраску, чем ранняя, весенняя. Это происходит потому, что весенние трахеиды тонкостенные, с большой внутренней полостью, заполненной водой, а в летней древесине трахеиды имеют толстые стенки, узкую внутреннюю полость, в этой древесине появляются смоляные ходы.

Физические свойства

К физическим свойствам древесины относятся ее плотность, влажность, теплопроводность, звукопроводность, электропроводность, стойкость к коррозии (то есть способность противостоять действию агрессивной среды), а также ее декоративные качества (цвет, блеск, запах и текстура). – это отношение ее массы к объему, измеряемой в г/см3 или кг/м3. Зависит этот показатель от , возраста, условий роста, ее влажности. Нет необходимости вдаваться в подробности изучения данного показателя; достаточно знать, что древесина, отличающаяся большей плотностью, служит гораздо дольше и менее подвержена необратимым изменениям, чем менее плотная (однако следует учесть, что для чистоты сравнительного анализа измеряют на образцах влажностью 15 %). Самая большая плотность у дуба, далее по убывающей следуют: , клен, лиственница, бук, орех, сосна, липа, ель, пихта.

Влажность лесоматериалов, используемых в строительстве и при изготовлении деревянных изделий, является показателем ее качества и долговечности. На практике различают: комнатно-сухую древесину, с влажностью 8–12 %; воздушно-сухую искусственной сушки, с влажностью 12–18 % (эти два вида древесины получают путем сушки пиломатериалов в сушильных камерах); атмосферно-сухую естественной сушки, с влажностью 18–23 % (получают в результате продолжительного хранения лесоматериалов, уложенных штабелями на прокладках в сухих, проветриваемых помещениях или под , без допуска воздействия прямых солнечных лучей), влажную древесину, с влажностью более 23 %.

Чем меньше показатель влажности древесины, тем меньше она подвержена гниению. Однако не следует стремиться использовать лесоматериалы наименьшей влажности. Дело в том, что очень гигроскопична: она легко отдает переизбыток влаги при повышении температуры и уменьшении влажности окружающей среды и с такой же легкостью впитывает влагу при снижении температуры и повышении влажности окружающей среды. Это неминуемо приводит: в первом случае – к усушке древесины (уменьшению ее объемных размеров); во втором случае – к ее разбуханию (увеличению объемных размеров). И усушка, и разбухание изменяют объемные размеры деревянной детали неодинаково в различных направлениях; результат этого – коробление древесины, деформация деревянных конструкций, что в конечном счете приводит их в негодность. Самый простой способ предупреждения коробления – , влажность которой в момент использования соответствует эксплуатационной влажности.

Теплопроводность, звукопроводность. Деревянные или бруса хорошо удерживают тепло. Здоровая древесина способна хорошо распространять звук вдоль волокон: если после удара по комлевой части бревна, доски или бруса слышится чистый звенящий звук, то это говорит о высоком качестве древесины; прерывистый, глухой звук свидетельствует о ее загнивании.

Коррозионная стойкость древесины очень важна для строений и изделий, из нее изготовленных, особенно тех, которые эксплуатируются в основном под открытым небом.

Следует отметить, что хвойные породы более стойки к коррозии по сравнению с лиственными, поскольку хвойная древесина пропитана природными смолистыми веществами.

Цвет, блеск, запах и текстура являются физическими свойствами древесины, позволяющими визуально определить ее породу.

Цвет способен указать на качество. Например, синеватая окраска хвойной древесины свидетельствует о начальной стадии загнивания (цвет здоровой сосны – от коричневато-желтого в зонах, насыщенных смолой, до светло-желтого; цвет ели – от светло-желтого до белого); черные и темно-коричневые пятна на буковой древесине – признак загнивания (цвет здорового бука – от желто-бежевого до розовато-бежевого).

Свидетельствовать о пороках древесины может и изменение запаха: если в помещении, где хранится древесина бука, ощущается стойкий запах прелой листвы, а запах в помещении, где хранятся сосновые лесоматериалы, затхлый, – это явный признак процессов гниения.
Текстура древесины зависит от распила, а механическая прочность тех или иных досок или брусков зависит от вида разреза (рис. 6).

Рис. 6. Составные части поперечного распила ствола и текстура древесины на трех разрезах: а – составные части поперечного распила ствола: 1 – лубяной слой коры; 2 – камбий; 3 – заболонь; 4 – ядро; 5 – сердцевина; 6 – сердцевидные лучи; б – текстура древесины сосны на трех разрезах: 1 – на поперечном; 2 – на радиальном; 3 – на тангентальном.

Но и цвет, и блеск, и текстура имеют чисто декоративное значение.

Древесина

Имеет волокнистую структуру, и свойства ее во многом определяются плоскостью среза. Выделяют три основных среза: поперечный, или торцевой (поперек волокон), радиальный - по оси ствола и тангенциальный - также вдоль ствола, но не в осевой плоскости.

Следует иметь в виду, что бруски и доски радиального среза меньше подвержены короблению. Ниже приведены краткие характеристики основных пород древесины. Сосна - наиболее широко используемая порода . Ее достоинства - легкость и достаточно высокая прочность, недостатки - сучковатость, смолистость и трудность декоративной отделки. Применяют сосну для изделий идущих под оклейку шпоном ценных пород, под отделку текстурованной бумагой, и для деталей, не требующих отделки. Ель - по прочности уступает сосне. Ее достоинство - равномерный белый, долго сохраняющийся .

Ель обладает меньшей смолистостью, поэтому лучше, чем сосна, поддается склеиванию и отделке. - однородна по строению, прочна и очень хорошо отделывается. Благодаря белому цвету она легко окрашивается даже в самые нежные тона. Ее отделывают под орех, красное и черное дерево.

Недостаток березы - деформация под влиянием переменной влажности воздуха. Ольха - имеет однородную структуру, мягка очень хорошо поддается обработке, а также отделке под орех, красное дерево, мореный клен. Бук - вязкая и довольно твердая порода древесины, но дает значительную усушку и сильно коробится. Буковый шпон имеет красивую структуру, легко отделывается и широко применяется для фанерования изделий из сосны и ели. Дуб - твердая и прочная порода.

Применяется для изготовления наиболее ответственных деталей, несущих значительные механические нагрузки. Красивый рисунок и цвет позволяет использовать дуб для отделочных работ. Особенно ценится мореный дуб, имеющий темную окраску. Для получения гладкой поверхности необходима тщательная обработка - покрытие порозаполнительными составами с последующей полировкой, однако основной обработкой деталей из дуба считают вощение и лакирование.

Строение древесины.

Сделав поперечный срез, можно наиболее четко рассмотреть строение древесины. Каждый брусок необтесанного дерева имеет кору; Кора - это кожа дерева, которая не используется в работе, и ее обязательно нужно снимать. Под корой располагается зона роста дерева (камбий), которая практически неразличима невооруженным глазом.

На свежем спиле с растущего дерева слой камбия представлен очень хорошо. После того как кора будет снята, откроется тонкая прослойка влажной, ткани зеленоватого цвета - это камбий. За ним расположена древесина с годичными кольцами, которую еще называют заболонью. В центре каждого дерева есть ядро, которое по цвету может сливаться с заболонью или иметь более темный цвет.

В зависимости от этого разделяют заболонные , где ядро не имеет ярко выраженной структуры и клетки расположены так же плотно, как ив заболони, и ядровые, где, соответственно, ядро хорошо различимо. Иногда заболонные породы древесины называют безъядровыми.

К ядровым древесным относятся все хвойные (сосна, кедр, ель, тис, лиственница), и некоторые лиственные (дуб, тополь) породы.

Большинство лиственных пород составляют ряд заболонных, или безъядровых: , граб, ольха, клен.

Основные части ствола и его главные разрезы: 1 - кора; 2 - заболонь; 3 - ядро; 4 - сердцевина; разрезы: I - торцовый; II - радиальный; Ш - тангентальный

Породы древесины: а - заболонные; б - ядровые

Кроме микроструктуры древесины, то есть плотности расположения древесных клеток, на создание композиции и возможность использования того или иного бруска в работе влияет макроструктура древесины, представленная годичными кольцами и сердцевинными сосудами.

К макроструктуре также относится наличие различных сучков, наростов и неразвившихся побегов (глазков), которые отклоняют годичные кольца и образуют различные свилеватости.

Древесина, где наиболее четко различимы годичные кольца, горизонтальные и вертикальные сосуды, представляется наиболее интересной для обработки.

Структура древесины

Древесина представляет собой очень неоднородное по своему составу и пространственной структуре образование. Располагаясь между корой и сердцевиной, древесина прирастает, утолщая ствол, из так называемого камбия - особой образовательной ткани, очень тонкой, не видимой глазом, располагаемой между (корой).

В камбии путём деления клеток рождаются новые живые сильно удлинённые вдоль ствола клетки (прозенхимные, то есть волокноподобные) длиной в среднем 3,5 мм и толщиной 0,05 мм у сосны и длиной 1,2 мм и толщиной 0,02 мм у берёзы. Эти клетки содержат (как и все клетки растений) внутри себя жидкую цитоплазму с ядрами, вакуолями, митохондриями, хлоропластами и т. д.
По мере нарастания новых внешних слоев клеток, клетки во внутренних слоях постепенно умирают из-за образования в их стенках за счёт химического действия ферментов громадного количества пор (перфораций) и тем самым превращаются в так называемые трахеиды - элементы вертикальных сквозных каналов, способных проводить через себя питательные водные растворы по стволу из корней в крону дерева.

В процессе эволюции у многих деревьев (в частности, у берёзы) возник новый тип проводящих элементов - трахеи (сосуды), образованные из множества члеников длиной (0,2-0,5) мм, подобных трахеидам, но перфорированных на концах для улучшения водопроведения.

Соединяясь между собой, тысячи члеников образуют сквозную вытянутую вверх трубку с диаметром обычно много больше диаметра трахеид. Хвойные породы состоят только из трахеид, лиственные же породы деревьев состоят из очень многочисленных мелких трахеид и малочисленных, но крупных сосудов (трахей).

Помимо прозенхимных (удлиненных и обычно мёртвых) клеток древесина содержит значительное (до 5% в хвойных и до 10% в лиственных породах) количество паренхимных (живых неудлиненных, обычных) клеток, обладающих свойствами синтеза, накопления и потребления (белков, смол, терпенов, эфирных масел) и образующих сердцевинные лучи, смоляные ходы и т. п. Максимальная активность камбия наблюдается весной во время сокодвижения. Клетки при этом образуются крупные (иными словами, ранние трахеиды имеют большое поперечное сечение). После образования листьев деятельность камбия затухает, а к осени прекращается.

Поэтому осенние (поздние) трахеиды мелкие, имеют на срез более тёмный вид и поэтому часто отчётливо видимы глазом как концентрические окружности - годичные кольца (слои прироста). По количеству годичных колец определяют возраст дерева. В тропических регионах, где зима и лето не отличаются по температуре, годичные кольца на деревьях отсутствуют. Наличие годичных колец, их извилистость, отличие на южной и северной сторонах ствола являются ценнейшим декоративным свойством древесины. На топливные же свойства годичная структура не влияет, важен лишь диаметр трахеид и сосудов. Если трахеиды мелкие - древесина плотная, тяжёлая, легко колется (берёза, дуб, лиственница, бук, ясень, граб).

Если трахеиды крупные - древесина рыхлая, лёгкая, вязкая при распиле и расколе (сосна, ель, пихта, липа). Высушенная стенок прозенхимных клеток трахеид и сосудов (составляющих по массе 93% у сосны и 65% у берёзы) и некоторой доли паренхимы в виде смол и пахучих веществ. Именно стенки клеток трахеид (как конструкционный скелет) представляют собой дрова как топливо.

Напомним, что стенки прозенхимных клеток состоят из срединной пластинки и примыкающих к ней с обеих сторон первичных оболочек, состоящих из микрофибрилл (мицелл) - пучков из 30-40 полимерных молекул целлюлозы, каждая из которых состоит по длине из тысяч звеньев (колец) мономера.

Микрофибрилла представляет собой набухающее в воде лентоподобное образование длиной несколько микрометров (тысячных долей миллиметра) и длиной несколько нанометров (миллионных долей миллиметра). Вторичная оболочка состоит из трёх слоев, образованных фибриллами - пучками микрофибрилл.

Фибриллы имеют поперечные размеры около 400 нанометров. Зазоры между фибриллами и между микрофибриллами очень маленькие (менее 1 нм), что и обуславливает гигроскопичность древесины. По мере взросления клетки её стенки пропитываются лигнином, и наступает её одревеснение - повышение плотности, твёрдости, снижение пластичности.

Лигнин - природный полимер с плотностью 1250- 1450 кг/м3, аморфное вещество жёлто-корчневого цвета, образующееся в результате полимеризации различных ароматических спиртов, нерастворимое в воде и органических растворителях, но переводимое в растворимое состояние в растворах гидросульфита (технология получения целлюлозы сульфитным методом).

Лигнин осаждается между микрофибриллами целлюлозы и схватывает их в . Аналогичную роль играют гемицеллюлозные легкогидролизуемые полисахариды, также цементирующие клеточную стенку.

Так что, если живой ветке (или стволу) дерева придать принудительно какую-либо фиксированную форму изгибом (например, круга или зигзага), то по мере роста этой ветки в деформированном состоянии, она одеревенеет (то есть стенки клеток пропитаются лигнином и гемицеллюлозами) и сохранит эту заданную форму навсегда, что может быть положено в основу технологии (изготовление фигурных изделий). В реальной древесине всегда содержится вода - так называемая свободная внутри полостей клеток (трахеид, сосудов) и так называемая связанная в стенках клеток (в набухших микрофибриллах).

Количество связанной воды составляет обычно 30% от массы абсолютно сухой древесины. При удалении влаги из стенок клеток (при влажности древесины менее 30%) стенки клеток начинают усыхать - сжиматься и деформируются. В результате древесина даёт усушку (усадку) с уменьшением линейных размеров в основном поперёк волокон (трахеид).

На торцевом срезе древесины сосны хорошо заметны годичные слои, так как летняя часть слоя имеет более темную окраску, чем ранняя, весенняя.

Это происходит потому, что весенние трахеиды тонкостенные, с большой внутренней полостью, заполненной водой, а в летней трахеиды имеют толстые стенки, узкую внутреннюю полость, в этой древесине появляются смоляные ходы.

Центральная часть сосны называется ядром и состоит из мертвых клеток. Водный ток в ядре отсутствует. Древесина ядра у сосны окрашена в бурый цвет.

Внешнее кольцо древесины (30-40 годичных слоев) с проводящими воду трахеидами называется заболонью, величина которой зависит от возраста соснового дерева, условий лесопроизрастания и других природных факторов. В перестойных сосняках заболонь относительно всей всегда меньше, чем у приспевающих и спелых древостоев сосны.

Радиальный срез древесины сосны содержит сердцевинные лучи в виде узких полосок, они идут от середины ствола в кору (от центра ствола к периферии) и состоят из живых паренхимных клеток с тонкими стенками. В паренхимных клетках сердцевинных лучей откладываются запасы питательных веществ (крахмал, жиры), поступающих сюда из клеток луба.

Первичными называются сердцевинные лучи, идущие от сердцевины, а вторичными образуемые камбием в процессе дальнейшего роста дерева- Те и другие имеют большое значение при образовании и функционировании смолоносной системы в сосновом дереве.

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Дом детского творчества» муниципального района Учалинский район Республики Башкортостан

Учебно – исследовательская работа на тему: «Болезни древесных пород и оценка экологического состояния леса»

Выполнила: воспитанник детского объединения: «В мире дикой природы» Шихова Ксения Андреевна, 6 класс.

Руководитель педагог: МБОУ ДОД ДДТ Закирова Зугра Гирфановна.

Учалы 2014

Введение. 1 стр.

Обзор литературы:

а) классификация болезней. 2 стр

б) характеристика основных типов болезней. 3 стр

в) Болезни, связанные с химическими воздействиями. 4 стр

г) Влияние сернистого газа на деревья. 5 стр

Оценка экологического состояния леса 6 стр

Методика и результаты исследований 7 – 9 стр

Список литературы 11 стр

Приложение.

Введение

Мы, юннаты дома детского творчества, систематически ходим на экскурсии в близлежащие леса города Учалы. На своём пути мы часто встречаемся с различными патологиями деревьев. Это различные механические повреждения, ожоги коры, образования в виде плодовых тел грибов, увядания и засыхания хвои и листьев. Так же мы сталкиваемся с явлениями небрежного отношением человека к природе. Лес засорен бытовым мусором: консервными банками, бутылками, полиэтиленовыми пакетами и т. д. На стволе деревьев многочисленные надрезы, нанесённые человеком острыми предметами, следы ожогов. Такое состояние леса не может нас оставить равнодушными. Оценив ситуацию, мы решили провести обследование, установить причины и характер болезней деревьев и дать объективную оценку экологического состояния леса и выработать рекомендации по его улучшению.

Цель: Изучить характер болезней и виды повреждений древесных пород растений, дать оценку экологическому состоянию леса.

Задачи:

Определить объект исследования.

Разработать методы исследования.

Провести качественный и количественный учет заражённых болезнями, а так же повреждённых механически деревьев.

Установить причины, приводящие к патологическим изменениям деревьев.

Классификация болезней

Все болезни растений в зависимости от причины их возникновения и хода развития патологического процесса разделяют на инфекционные и неинфекционные.

Инфекционные болезни возникают в результате поражения растений чуждыми им патогенными организмами. В зависимости от возбудителя инфекционные болезни разделяются на следующие группы: грибные, бактериальные, вирусные и таллофитозы, вызываемые лишайниками.

Неинфекционные болезни возникают в результате неблагоприятных воздействий различных абиотических факторов: температура, влажность, воздействия ядовитых веществ. Неинфекционные болезни делятся на следующие основные группы: болезни, вызываемые несоответствующими условиями роста; болезни, вызываемые неблагоприятными воздействиями метеорологических явлений, высокой или низкой температуры и т. д; болезни, вызываемые механическими воздействиями; болезни, вызываемые вредными примесями в воздухе.

Болезнь растения сопровождается биохимическими, физиологическими и анатомическими изменениями. В результате поражения растений болезнями различного происхождения у больных растений возникают всевозможные патологические изменения: пожелтения хвои и листьев, побурение, засыхание ветвей, мозаика листьев, ведьмины метлы, опухоли, раковые язвы, гнили.

Характеристика основных типов болезней

Пожелтение хвои и листьев. Характеризуется изменением нормального зелёного цвета на жёлтый с зеленоватым оттенком различной интенсивности. Заболевание наблюдается при остром недостатке света, железа и при других нарушениям питания. При лечении или изменении условий роста и питания зеленый цвет листьев и хвои восстанавливается.

Побурение хвои и листьев . Характеризуется изменением зелёного цвета на бурый, красновато-бурый и другие оттенки.

Засыхание ветвей . Может быть следствием инфекционных и неинфекционных болезней, а так же результатом повреждений непосредственно ветвей, а так же в результате гниль корней.

Ведьмины метлы . Характеризуется скученностью побегов, в результате чего возникают шаровидные или яйцевидные образования состоящие их укороченных побегов, внешне напоминающие метлы. Вызываются грибами, вирусами, механическими повреждениями.

Опухоли . Характеризуется местным утолщением ветвей и корней. По форме опухолей их называют: полушаровидные – наростами, наплывами; шаровидные – вздутиями, шишками и утолщениями.

Раковые язвы. Характеризуются образованием незаживающих ран, окружённых наплывами. Причины вызывающие образования раковых язв различны: инфекционные поражения и постоянные повреждения морозом.

Гниль . При заболевании разрушаются и размягчаются отдельные участки и органы растений. Вызываются грибами и бактериями.

Болезни, связанные с химическими воздействиями

Эти болезни деревьев наблюдаются в случаях, когда находящийся в контакте с растением воздух, почва, жидкость или материалы содержат ядовитые соединения, вызывающие отравление. Если отравление приводит к очень быстрому отмиранию дерева, то его можно отнести к повреждению ядовитыми веществами, но в тех случаях, когда растения длительное время испытывают отравляющие действия этих веществ и не отмирает, возникает патологический процесс, который может закончиться в один случаях выздоровлением растения, в других отмиранием его.

Отравление через воздух. Эти случаи включают отравление дымом ядовитыми газами различными испарениями. Дым в зависимости от состава и не полного сгорания топлива содержит различные ядовитые газообразные продукты (углекислота, окись углерода, серный и сернистый ангидриды, соляная кислота) Все эти ядовитые составы и вещества вызывают неинфекционные заболевания растения как в острой так и в хронической формах. В первом случаи у растения повреждаются отдельные части особенно листья и хвоя, на которых образуются некрозные пятна. Во втором случае жизненные функции деревьев нарушаются постепенно. Газ проникает через устьица и вызывает уменьшение энергии ассимиляции, повреждённые клетки отмирают признаком острого заболевания хвойных пород, повреждённых газами, является винно-красная окраска хвои у вершинок или всей хвои и опадение в дальнейшем. У лиственных пород на листьях появляются красно-бурые пятна, расположенные между жилками. При длительном действии фабричного дыма у деревьев уменьшается прирост, отмирают вершины и ветви. Рассматриваемые ядовитые вещества могут попадать в почву и отравлять корни. Так сернистый газ быстро окисляется во влажном воздухе и доходит до почвы в виде серной кислоты.

Влияние сернистого газа на деревья

Так как, на территории нашего города находится УГОК, в промышленных выбросах которого может содержаться сернистый газ, мы решили изучить его влияние на лес.

Лес и сернистый газ . Сернистый газ (SO2) попадает в атмосферу при сгорании веществ, содержащих серу. Он образуется, в частности, при выплавке меди (когда сырьем служит медный колчедан), при сжигании каменного угля, нефти, имеющих примесь серы (в нефти, например, эта примесь может достигать 4% и более). Подсчитано, что в воздушную оболочку нашей планеты ежегодно попадает более 130 млн. т этого вредного вещества. Практически весь сернистый газ выделяется в результате производственной деятельности человека. Это вещество почти исключительно антропогенного происхождения, так сказать спутник цивилизации. В природе, не затронутой человеком, нет таких процессов, которые приводили бы к выделению больших количеств сернистого газа. Немного его попадает в атмосферу только при извержениях вулканов. А извержения, как известно, бывают достаточно редко.

Сернистый газ - вещество необычайно ядовитое для растений. Его вредное действие проявляется при ничтожно малом содержании в воздухе - 1:1 000 000 и даже менее. Именно при такой концентрации уже отмечаются значительные повреждения растений.

Особенно губителен сернистый газ для наших вечнозеленых хвойных деревьев, прежде всего сосны. Огромные массивы сосновых лесов в зоне интенсивного действия промышленного дыма страдают от отравления этим веществом. Признаки поражения деревьев хорошо заметны. Такие деревья резко отличаются по внешнему виду от здоровых. Кроны их сильно изрежены, хвои мало, часть крупных сучьев засохла. Иногда засыхает и вершина. Поражение сернистым газом сказывается также на длине хвоинок: они становятся значительно короче. Отравленные деревья, в конце концов, полностью засыхают, погибают.

Лиственные деревья гораздо более устойчивы к сернистому газу. Они не погибают так быстро, как сосна, но все же более или менее сильно страдают. Листья их покрываются пятнами газовых ожогов. Пораженные участки листа со временем отмирают, вываливаются, и листовая пластинка оказывается продырявленной. Тем не менее, лист не погибает, если только площадь «дыр» не слишком велика (не более 10-20%)

Оценка экологического состояния леса

Лес находится в очень запущенном состоянии. Он завален старыми и гнилыми деревьями, засорён бытовыми отходами. В результате часто возникающих пожаров огромное количество деревьев полностью уничтожено, на их месте остались обгоревшие пни. Кора на стволе деревьев обожжена. Деревья так же подвергнуты механическим повреждениям. Это привело к обнажению древесины. Результаты исследований показали, что огромная часть деревьев поражена различными видами инфекционных болезней. Нами были выявлены следующие виды болезней: опухоли, раковые язвы, 4 вида грибов, пожелтение листьев и хвои, ведьмины метлы.

Кроны хвойных деревьев сильно изрежены, хвои мало, часть крупных сучьев засохла. Всё это свидетельствует об отравлении их сернистым газом.

Результаты исследования леса: больных 31%, здоровых 49%, поврежденных 20%.

Методика и результаты исследований

Объект исследования – смешанный лес, расположенный на восточном склоне гор Таштбиик и Олатау. Нами произвольно были выбранные три участка с равным количеством деревьев (50 шт.). Провели визуальное обследование каждого дерева на отдельно взятых участках. Осмотр проводился тщательнейшим образом, обследовали кору деревьев на наличие механических повреждений, плодовых тел грибов, состояние листьев и хвои. Повреждения и патологии были сфотографированы. Был проведён количественный учет больных и здоровых деревьев, с помощью определителя установлены виды болезней и характер повреждений, в дальнейшем результаты исследований занесены в таблицу и составлена круговая диаграмма, отражающая экологическое состояние леса.

Исследуемые

участки

Виды болезней

Механиче-

ские

п-я

поражения

опухоли

Раковые

язвы

Плодовые тела грибов

Ведьмины метлы

Смоло-

течение

Пожелтение

хвои и листьев

1 участок

(берёзы)

1

Лес испытывает сильнейший стресс из-за различных экологических проблем, связанных с влиянием человека.

Большой урон нашим лесам наносят пожары, механические повреждения, выбросы промышленных предприятий.

Исследования показали, что большая часть деревьев на обследованном участке поражена болезнями и подвержена механическим повреждениям.

В связи с этим мы предлагаем проводить среди населения пропагандистскую работу по повышению уровня культуры поведения в лесу, распространение идей о важности бережного отношения к природе родного края.

Проводить периодические фитопатологические обследования деревьев.

Разработать и проводить конкретные меры по лечению больных деревьев.

Ежегодно проводить санитарные рубки.

Литература

1. Гойман Э.С. Инфекционные болезни растений. – М.: Иностранная литература, 1988.

2. Журавлев И.И. Лесная фитология. - М.: Лесная промышленность, 1990.

3. Болезни лесных деревьев и кустарников./ Журавлев И.И., Крангауз И.И., Яковлев Р.А. – М.: Лесная промышленность, 1974.

4. Словарь-справочник фитопатолога. – Л.: Колос, 1995.

5. Интернет-ресурсы.

В России насчитывается свыше 50 различных пород сосен, часть из которых культивируется особым образом. Не все виды пригодны для строительной сферы, наибольшей популярностью пользуются следующие сорта: сосна обыкновенная, гибкая, болотная, корейская и смолистая.

Качество бруска напрямую зависит от особенностей той местности, в которой вырастает дерево. В землях северной полосы естественным образом созданы наилучшие условия для произрастания деловых деревьев, которые по физико-механическим параметрам лучше всего подходят для применения в строительной сфере. Это ангарская сосна, карельская и архангельская.

Основная причина такой особенности северных земель заключается в климатических условиях: долгая морозная зима, быстротечное и сухое лето. Из-за этого создается интересный эффект: годовые кольца имеют между собой сверхмалое расстояние (меньше 2 мм). Расстояние у сосны, которая произрастает в природных условиях средней полосы, в несколько раз больше (достигает 10 мм).

Влажный теплый климат способствует увеличению межкольцевого расстояния, что приводит к рыхлости древесины в целом: прочность и теплоемкость у такого бруса будут ниже, чем у породы с небольшим расстоянием между годовыми кольцами, а процент усадки – выше. Склонность к растрескиванию у деревьев из средней полосы более высокая, чем у более северных пород.

Архангельская сосна усаживается на 3-4%, кировская и вологодская – на 4-6%, костромская – на 6-7%. Сосны из тверской, ярославской и смоленской областей могут потерять до 10% объема в процессе усадки. Следовательно, в процессе выбора сырья для постройки нужно принимать во внимание географические особенности.

От места произрастания зависит и цвет ядра. На сухой почве растет дерево с ядром красноватого оттенка и мелкослойной древесиной повышенной плотности. Такую сосну называют кондовой, ее ценность в области строительства очень велика. Деревья с желтоватым ядром и менее плотной древесиной с крупными слоями растут на почвах повышенной плодородности. Это мяндовые сосны, они уступают кондовым по целому ряду механических свойств и в целом имеют меньшую ценность.

Стройматериал, получаемый из сосен, обладает средней плотностью и высоким уровнем устойчивости к гниению и грибковым поражениям. Материал довольно прочен, легко поддается обработке. В строительной сфере имеет высокую ценность благодаря относительно небольшому количеству сучков и незначительному изменению диаметра по всей длине.

Слои годичных колец у сосновых пород четко заметны на срезах под любым углом, граница между древесиной ранней и поздней выражена ярко, сердцевинные лучи не наблюдаются. Наружный древесный слой широкий, его цвет варьируется от желтого до розоватого. Смоляные ходы сосредоточены в основном в поздней древесине.

Сосновый брус имеет несколько названий на строительном рынке, многие из них ассоциируют с самим деревом. Например, сосна обыкновенная, лесная, песчаная, белая. В Германии под названием «северная сосна» объединены деревья, которые происходят из Скандинавских стран и России.

Сосновые деревья растут в постоянной конкуренции за солнечные лучи, они отличаются большой высотой и ровными стволами. В нормальных условиях высота достигает до 48 м, примерно половина дерева не имеет сучьев (около 20 метров). Местность произрастания, климатические и экологические условия влияют на то, какой формы вырастет дерево. Ствол сосны бывает как стройным, так и кривым, сучковатым. Иногда можно наблюдать «косой» узор среза. Диаметр соснового ствола достигает 1 м, но чаще составляет от 40 до 60 см. Сосновые породы не требуют особых условий для роста и годовой прирост может быть до 7,8 м2. Наивысшее качество бруска имеют деревья в возрасте от 160 лет; средний возраст для рубки – 100-120 лет.

Сосновое ядро на вид легко отличить от наружного слоя (в отличие от ели, пихты). Наружные слои (от 2 до 20 см) светлые, с желтоватым или светло-красным оттенком. Пока срез свежий, ядро красновато-желтое, с течением времени этот цвет трансформируется в красно-коричневый. Визуально четко различимы годичные кольца, их размер находится в сильной зависимости от того, какие климатические условия сопровождали рост дерева. Так, средняя ширина годичных колец составляет 3 мм при общем разбросе от 1 до 10 мм. Поздняя древесина имеет более темный цвет. Визуально заметны смоляные каналы.

После атмосферной сушки в сосновом пиломатериале остается 12-15% влаги, показатель средней плотности при этом составляет 520 кг/м3, что делает породу одной из наиболее тяжелых среди хвойных. Происхождение дерева оказывает большое влияние на механические свойства бруса, поэтому разброс показателей широк. Если сосна произрастает на хорошо увлажненной почве, ширина годичных колец довольно велика, а процент поздней древесины невелик. Увеличивается плотность материала, а механические качества переходят на более низкий уровень.

Средние показатели породы свидетельствуют о том, что сосна более пригодна для использования в строительстве, чем ель. В пользу сосны говорит и относительно низкая склонность к деформации, а также хорошая вязкость.

Применение

Сосна великолепно удерживает крепежный материал (шурупы, гвозди), легко поддается обработке фрезером, фуганком и рубанком, хорошо склеивается. Обработка морилкой и краской проста и удобна, несмотря на то, что сосновый материал содержит довольно большое количество смолы.

Формы, в которых сосна поступает на потребительский рынок: кругляк, пиломатериал, шпон. Из сосновой доски делают фанеру, древесно-стружечную плиту. Хвойные породы деревьев, в том числе сосна, служат сырьем для бумажно-целлюлозных комбинатов. Интересный факт: в Германии невозможно себе представить изготовление бумаги без участия сосновых деревьев, так как производство налажено через сульфитный процесс (из экологических соображений). Из сосновых получаются бумажные материалы высокого качества, так как волокна древесины относительно длинные, если сравнивать с брусом лиственных пород, и поэтому легче поддаются перекручиванию.

Сосна широко распространена как материал для стройки и создания разнообразных конструкций, например, каркасов стен и крыш, а также для внутренней и внешней отделки. Из нее делают перила и лестницы, обшивку внутренних стен помещения, опорные балки для стен, окон и дверей, потолков, ворот. Пропитанная специальным составом против гниения доска используется для внешней отделки фасадов и для покрытия террас, в садово-ландшафтном дизайне и в производстве детских игрушек. Из импрегнированной древесины делают шпалы, мачты, сваи (в том числе для постройки плотин и портов).

В мебельном производстве сосновый материал занимает особое место, он используется не только в виде цельной древесины, но и в видоизмененном состоянии (древесно-стружечная плита). Из соснового бруса изготавливают простые предметы мебели, а шпон идет на дизайнерские элементы отделки. Также из сосны производят древесную вату, ящики и бочки, контейнеры и разного вида емкости.

Сосновые дрова ценятся весьма высоко благодаря теплоте сгорания 4,4 кВт?ч/кг (1700 кВт?ч/м?). В этом качестве сосновый материал используется в качестве дров для бытовых отопительных печей. Кроме того, из сосновых опилок делают брикеты и капсулы для специальных систем. Остатки стружки, которые в больших количествах образуются на лесопильном производстве, пользуются большим спросом на способных к работе с биологическими отходами электростанциях.

Посетители, просмотревшие эту статью, также заинтересовались следующими: