Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

Воронежская государственная лесотехническая академия

В.Т. Попова, А.Г. Крылов

БОТАНИКА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ I КУРСА ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННОГО ФАКУЛЬТЕТА

Воронеж 2007

3

I. ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ

Учебная полевая практика по ботанике проводится как заключительный этап освоения курса с целью расширения и углубления знаний по систематике и морфологии растений путем сбора, определения, гербаризации растений – индикаторов напочвенного покрова основных типов лесов Учебно-опытного лесхоза и освоения методики описания лесного сообщества, т.е. на основе изучения флоры и растительности.

Флора – это совокупность видов на определенной территории. Например, флора РФ; флора Воронежской обл.; флора растительного сообщества – флора дубрав, флора боров и т.д.

Растительность – совокупность растительных сообществ (фитоценозов) на определенной территории. Например, луга, степи, болота, леса. Можно говорить о растительности лесов, степей, т.е. о растительных сообществах, слагающих их растительный покров.

В процессе изучения флоры напочвенного покрова основных типов лесов Учебно-опытного лесхоза студенты должны собрать, определить и оформить гербарий (не менее ста видов лесных растений). Сбор растений и дальнейшая обработка собранного материала производятся в соответствии с указаниями по сбору и оформлению гербария.

Ознакомление с основными типами лесов осуществляется в пределах экологических рядов по увлажнению и богатству почвы (экологический ряд – это распределение растительных сообществ по определенному фактору среды) во время экскурсий по Правобережному и Левобережному лесничествам и описания пробной площади в дубраве.

Практика проводится в июне – июле в течение 4 дней (24 часа по учебному плану). Весь объем учебной работы выполняется бригадами по 2 студента. Каждая бригада получает следующее оборудование: две гербарные сетки, копалку, бумагу оберточную или газетную, этикетки.

II. ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИКИ

1 день. Вводная беседа. Экскурсия в широколиственный лес (Правобережное лесничество). Сбор растений – индикаторов напочвенного покрова свежей, сырой, пойменной дубрав, ольшаника. Обработка собранного материала. Проверка гербария.

2день. Экскурсия в хвойный лес (Левобережное лесничество). Сбор растений – индикаторов сухого , сырого и свежего боров, субори, торфяного болота. Обработка собранного материала. Проверка гербария.

3день. Ознакомление с методикой геоботанического описания. Выполнение описания растительного сообщества дубравы.

4

4 день. Определение растений для уточнения состава напочвенного покрова дубравы. Проверка гербария. Оформление отчета по практике.

5день. Зачет.

III. ЭКСКУРСИЯ В ПРАВОБЕРЕЖНОЕ ЛЕСНИЧЕСТВО УЧЕБНО-ОПЫТНОГО ЛЕСХОЗА

Ботаническая экскурсия по Правобережному лесничеству Учебноопытного лесхоза имеет целью ознакомить с травяным покровом широколиственного леса. Поскольку во время экскурсии производится сбор гербария, необходимо предварительно внимательно ознакомиться с правилами гербаризации, которые изложены ниже.

Правобережное лесничество находится в междуречье Дона и Воронежа, непосредственно на правом (горном) берегу Воронежского водохранилища. Территория лесничества (3264 га) протянулась неширокой, в среднем,3- километровой полосой на 15 км к северу от г. Воронежа. В южной оконечности массива расположены: учебный корпус и общежития института. Вся площадь лесничества разбита на 56 кварталов, расположенных парами по обе стороны продольной оси массива.

Междуречье Дона и Воронежа сложено четвертичными отложениями. Рельеф сильно расчленён балками, устья которых впадают в водохранилище. Почвенный покров лесничества, в связи с расчленённостью рельефа, пёстрый: в южной части лесничества, по которой проходит маршрут экскурсии, преобладающими почвами (по А.А.Пчелину и И.П. Чигиринцеву) являются: 1) серые и светло-серые лесные суглинки, 2) серые и светло-серые лесные тяжёлые супеси, 3) дерново-подзолистые тяжёлые супеси.

Лесные насаждения массива имеют естественное порослевое происхождение и представлены, в основном, дубравами и в меньшей мере осинниками, березняками и ольшаниками. Незначительную площадь занимают (на более лёгких почвах) культуры сосны. Все насаждения испытывают интенсивное антропогенное влияние (различного рода рубки, большая рекреационная нагрузка).

Основным типом леса на территории Правобережного лесничества является свежая дубрава (Д2). Этот тип леса приурочен к водоразделам и склонам, покрытым серыми и светло-серыми лесными почвами средней (достаточной) степени увлажнения. Древостой в этом типе П - Ш бонитетовх, в травяном покрове преобладают широколистные травы –сныть обыкновенная , копытень европейский, медуница неясная, будра плющевидная и др.

В верхних частях склонов южной экспозиции на более бедных и сухих почвах свежая дубрава приобретает некоторые черты сухой дубравы (ДI):

_________

ХБонитет – показатель продуктивности леса, зависящий от почвенных условий и хозяйственной деятельности. Высший бонитет – I, низший – V.

5

древостой здесь разреженный, более низких бонитетов (IV-III), в травяном покрове обильны узколистные злаки и осоки.

По дну балок и в основаниях северных склонов древостой, напротив, наиболее высоких бонитетов (П-1), почвы влажные и богатые гумусом, в травяном покрове обычны виды, свойственные влажным дубравам (Д3) - щитовник мужской, гравилат речной, бор развесистый, вороний глаз и др.

Пойменных дубрав после создания водохранилища в лесничестве не сохранилось. Некоторые виды, свойственные этому типу (ландыш майский, ежевика обыкновенная, крапива двудомная), можно встретить в типе влажной дубравы (Д3), некоторые в ольшаниках.

Ольшаники (Д5) - это насаждения из ольхи чёрной. Располагаются они в самых низких элементах рельефа, на почвах с близкими или даже выходящими на поверхность проточными грунтовыми водами. В травяном покрове ольшаников господствуют широколистные и влаголюбивые виды - таволга вязолистная, сердечник горький, камыш лесной, недотрога обыкновенная, крапива двудомная.

IV. ЭКСКУРСИЯ В ЛЕВОБЕРЕЖНОЕ ЛЕСНИЧЕСТВО УЧЕБНООПЫТНОГО ЛЕСХОЗА

Ботаническая экскурсия по территории Левобережного лесничества ставит своей задачей ознакомление студентов с живым напочвенным покровом сосновых насаждений.

Левобережное лесничество находится на второй и частью на первой надпойменной террасе рек Воронеж и Усманка Массив лесничества южной оконечностью примыкает к Железнодорожному р-ну г, Воронежа (пос. Отрожка) и отсюда расширяющимся клином простирается на 18 км к северу. Общая площадь лесничества равна 5052 га и разбита на 110 кварталов.

Как и в Правобережном лесничестве, территория Левобережного лесничества также сложена четвертичными отложениями. Рельеф спокойный, лишь в северной части массива всхолмленный, с чередующимися песчаными холмами и заболоченными понижениями. Почвы лесничества, за небольшим исключением, песчаные и супесчаные, в разной степени оподзоленные.

Преобладающей древесной породой лесничества является сосна. Насаждения, образуемые ею, называются борами и суборями. Типов сосновых боров в пределах лесничества несколько. На дюнных всхолмлениях северной части массива на сухих и малоплодородных почвах развивается наименее производительный, низших бонитетов (III-IV), сухой бор (АI). Для живого напочвенного покрова характерны кустистые лишайники (ягель или олений мох) в сочетании с узколистными злаками (ковыль, овсяница Беккера) и засухоустойчивыми растениями с узкими (подмаренник настоящий), сильно опушенными (вероника седая) или сочными листьями (заячья капуста, молодило).

6

Среди боров лесничества преобладающим является бор свежий (A2). Он приурочен к ровному рельефу, почвам, в сравнении с сухим бором, более влажным. Бонитеты сосны более высокие (II-III). В напочвенном покрове обильны зелёные мхи (отсюда другое название типа – бор-зеленомошник), из цветковых растений характерны боровые вечнозелёные кустарнички – рамишия однобокая, зимолюбка зонтичная.

В пределах Левобережного лесничества типы боров, свойственные более сырым местообитаниям (А3, А4, А5) и обычные в таёжной зоне, не выражены. Однако ряд растений напочвенного покрова, характерных для этих типов, встречается в лесничестве по краям лесных болот. Одни из таких болот находятся в непосредственной близости к участкам сухого бора, но в понижениях (западинах). Такие болота почти лишены древесной растительности, вся их поверхность покрыта кочками пушицы. По краю такого болота, под пологом берёзы и сосны, растут, свойственные сырому бору (А4), мох кукушкин лён, сфагнум, плаун, вереск. Вблизи других болот могут быть собраны хвощ лесной, мох древовидный, кочедыжник женский, щитовник игольчатый и другие растения, также характерные для избыточно увлажнённых местообитаний. Здесь же встречается таёжное мелкотравье (седмичник европейский, майник двулистный) и кустарничек - брусника.

Типы сосновых лесов, в древостое которых помимо сосны развивается дуб (во II или III ярусе), называются суборями. Почвы суборей производительнее, чем почвы боров (бонитеты I и II). В Левобережном лесничестве встречаются преимущественно свежие субори (ВI). Характерные виды этого типа леса: папоротник-орляк обыкновенный, дрок красильный, василёк Маршалла, земляника лесная, герань кроваво-красная и др.

Как и в Правобережном лесничестве, коренные насаждения сильно изменены многократными рубками, пастьбой скота. В настоящее время они также испытывают значительное рекреационное давление. На месте ранее вырубленных насаждений в течение последнего полустолетия производятся искусственные посадки леса.

Помимо растений, встречающихся под пологом леса, следует собрать ряд видов, обычно растущих на открытых безлесных участках или в молодых сосновых культурах - полынь равнинная, зубровка, чабрец Палласа, вейник наземный и др.

V. ПРАВИЛА СБОРА И ОБРАБОТКИ ГЕРБАРИЯ

Сбор гербария является составной частью учебной практики по курсу ботаники. Гербарий растений лесного напочвенного покрова собирается под руководством преподавателя во время экскурсий в Правобережное и Левобережное лесничества Учебно-опытного лесхоза академии. Как правило, один гербарий собирается двумя студентами, зачёт же по нему сдаётся каждым студентом самостоятельно. Для успешного выполнения этого вида

7

работы необходимо строго придерживаться следующих правил гербаризации.

1.Растения, за исключением подлежащих охране, берутся в гербарий целиком, т.е. с надземной и подземной частями (обязательным инструментом при этом во время экскурсии является так называемая копалка). У редких (охраняемых) растений в гербарий разрешается брать только отдельные побеги.

2.Все подземные органы тщательно очищаются от земли и здесь же на месте укладываются в заготовленные листы бумаги размером 40-45 х 55-60 см. Перед укладыванием растения в бумагу лист последней складывается пополам, в результате чего получается обложка гербарного образца размером 40-45 см длины и 27-30 см ширины. Бумага употребляется обёрточная (не проклеенная) или обычная газетная.

На экскурсию берётся, в зависимости от маршрута, 50-60 листов, которые помещаются между связанными с одной стороны гербарными сетками.

3.Каждое растение берётся в одном экземпляре (мхи и лишайники - небольшой дерновиной). Если растение имеет крупные размеры, не укладывающиеся в принятом по размерам листе, то делить его на части не следует. В этом случае стебель лишь перегибается у верхнего края листа и вершина его наклоняется косо вниз. В исключительных случаях, когда растение очень крупное, допускается помещать в гербарий при корневую и вершинную части раздельно.

4.При сборе растений совершенно обязательной является запись

на полевых (черновых) этикетках условий, в которых росло растение (тип леса или другое местообитание), и даты сбора. Позднее эти данные переносят на беловые этикетки.

5. Средством консервации растений является их высушивание. Сушка растений производится между листами бумаги. Собранные на экскурсии растения следует тщательно разложить в листе-обложке, налегающие друг на друга листья растения переслоить кусочками бумаги, массивные (мясистые) органы - луковицы, клубни, корневища - разрезать продольно на две части.

Обложки с растениями переслаиваются листами бумаги того же размера, так называемыми прокладками. Все обложки с растениями и находящимися между ними прокладками помещаются затем в гербарный пресс, представляющий собой две рамки, затянутые сеткой. Заложенные между рамок обложки с растениями и прокладками предельно туго перевязываются шнуром. Находясь в спрессованном состоянии, растения отдают свою влагу листам обложек и далее прокладкам. Уже через несколько часов вся бумага будет заметно влажной - прокладки нужно заменить новыми (сухими). Заменять обложки нельзя, так как при этом образцы, успевшие уже завянуть, могут легко сминаться. Первые 3-4 дня прокладки нужно менять дважды,

8

затем не реже одного раза в день.

Для удобства смены прокладок их рекомендуется все класть корешками в одну сторону, например, вправо, тогда обложки с растениями - корешками влево.

Пресс с растениями лучше всего держать на солнце или на сквозном ветре. Через 6-7 дней часть растений будет высушена, их нужно изъять из общей пачки и хранить некоторое время рыхлой стопкой, остальные досушивать обычным путём. Внешним признаком окончания сушки является хрупкость растения и сохранение им приданной прессованием плоской формы (сухие растения, когда их берут за один конец, не гнутся).

Прокладки, освобождающиеся при перекладывании гербария, высушиваются на воздухе и используются вновь.

6.Растения, собранные в гербарий, в процессе его обработки должны быть определены. Определение растений - это установление их научного (латинского) названия и принадлежности к ботаническому

семейству, для определения растений обычно пользуются определителем П.Ф.Маевского "Флора средней полосы европейской части СССР11.Растения, собранные в лесу в нецветущем состоянии, хорошо определяются по руководству И.М.ломяковой "Лесные травы". Метод определения подробно изложен в каждом из определителей.

В результате определения необходимо узнать русское название семейства, к которому относится данное растение, и название последнего порусски и по-латыни. Эти данные и записываются в верхней части этикетки, после чего проставляется внизу фамилия лица, определившего данное растение.

7.Беловая этикеткапаспорт гербарного образца - оформляется на листе бумаги размером 9 х 12 см. Верхняя 1/3 часть листа отводится для записи названия семейства (по-русски) и вида (по-латыни и по-русски). В нижней части слева указывается дата сбора, справа - фамилия и инициалы собравшего и определившего растение. В средней части этикетки приводятся сведения о географическом местонахождении пункта сбора и условиях местообитания. Например (здесь допустимы сокращения): Воронеж. обл., Уч.-опытн. лесхоз, Левобережное лесничество, сухой бор.

9

Образец гербарной этикетки

Сем. Кирказоновые

Asarum europaeum L.

Копытень европейский Воронежская обл. Уч.-оп. лесхоз Правобережное л-во Свежая дубрава

16.06.2006. Собрал и определил С. Кузнецов

8. Сдача зачёта осуществляется в последний день практики. Предварительно гербарий, снабжённый уже беловыми этикетками, проверяется преподавателем. Гербарные образцы предъявляются на проверку (при сдаче зачёта) в обложках, наклеивать растения и этикетки не следует.

К гербарию прикладывается полный список видов, составляемый по форме, которая приведена в разделе "Отчёт по учебной практике".

Все обложки на внешней стороне в левом нижнем углу должны быть пронумерованы сквозной для всего гербария нумерацией. Под этими же номерами растения должны значиться в списке.

Лучшие гербарные образцы сохраняются в научном гербарии кафедры или используются в учебном процессе.

VI. УКАЗАНИЯ К ОПИСАНИЮ ЛЕСНОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СООБЩЕСТВА

Описание напочвенного покрова производится в определённом растительном сообществе - фитоценозе (от греческ. фитон - растение, кой-нос - общий). Наиболее полное и точное определение фитоценоза принадлежит академику В.Н.Сукачёву: "Фитоценоз, или растительное сообщество, - совокупность растений, произрастающих совместно на однородной территории, характеризующаяся определённым составом, строем, сложением и взаимоотношениями растений как друг с другом, так и с условиями среды. Характер этих взаимоотношений определяется, с одной стороны, жизненными, иначе экологическими, свойствами растений, с другой стороны, свойствами местообитания, т.е. характером климата, почвы и влиянием человека и животных".

10

Фитоценоз представляет собой исторически сложившуюся совокупность видов растений. В состав фитоценоза входят как высшие, так и низшие растения, отличающиеся по своему отношению к условиям среды (экологическим факторам).

Каждое растительное сообщество характеризуется следующими признаками: физиономичностью (внешним обликом), общим проективным покрытием, видовым (флористическим) составом, обилием, ярусностью, фенологическим состоянием растений (фенофазой) и другими признаками.

Описание напочвенного покрова производится по следующей методике. Прежде всего определяется тип леса (свежая дубрава, сырой бор). Затем в типичном участке фитоценоза с помощью размеченного на метры шнура выделяется пробная площадка размером 100 м2 (10х10 м). После этого начинают заполнять графы бланков описания.

Важнейшим показателем фитоценоза является общее проективное покрытие, которое характеризует сомкнутость растительного покрова. Общим проективным покрытием называют площадь горизонтальной проекции всего растительного покрова на поверхность почвы. Она выражается в процентах от поверхности пробной площади. Например, 100% общего проективного покрытия означает, что поверхность почвы сплошь покрыта проекциями растений, а 70% - говорит о том, что 30% поверхности почвы остается непокрытой.

Характерная особенность структуры растительного сообщества – ярусное размещение органов растений различных видов на разных высотах над поверхностью почвы и на разных глубинах в почве. Различают ярусность надземную и подземную.

В одних и тех же надземных ярусах находятся растения одинаковой высоты, имеющие одинаковую потребность в освещении. Растения верхних надземных ярусов более светолюбивы, чем растения нижних ярусов, имеющие одинаковую потребность в свете или обладающие большей способностью выносить затенение.

Распределение корней по подземным ярусам определяется глубиной степени увлажнения почвы и богатства ее питательными веществами.

Ярусы как структурные части фитоценоза оказывают взаимное влияние друг на друга не только в отношении освещенности. Так, например, напочвенный покров, образующий нижний ярус в лесных фитоценозах, участвует в процессе почвообразования, способствует накоплению влаги (моховой покров) и т.д. Таким образом, ярусность представляет одну из основных особенностей фитоценоза, возникшую в результате эволюции и позволяющую наиболее плотно использовать среду обитания.

Напочвенный покров дубрав обычно относится к IV ярусу, в пределах которого выделяются подъярусы по высоте растений. При наличии мохового и лишайникого покровов выделяют еще один ярус (V).