Урок-практикум «Возрастное состояние деревьев сосны в составе популяции»

Практикум по экологии

Цель: усвоение умений самостоятельно в комплексе применять знания, умения и навыки, осуществлять их перенос в новые условия практической работы

Задачи:

Образовательные: освоение содержания экологического образования, смысл которого заключается в понимании естественных законов природы и их соотнесение с «искусственными законами» развития социума.

Развивающие: развитие ключевых компетентностей школьников на примере содержания экологического образования; развитие исследовательских умений учащихся по оценке состояния различных компонентов окружающей среды.

Воспитательные: формирование системы базовых ценностей (жизнь, здоровье, человек, сохранение биологического разнообразия, культурного наследия и др.), создание условий для творческой самореализации и саморазвития школьников.

УУД

Регулятивные: организовывать своё рабочее место под руководством учителя; определять план выполнения заданий на уроке, оценивать результат своей деятельности.

Коммуникативные: выработанные умения и навыки экологически грамотного поведения в окружающей среде, с другими людьми, гармоничное взаимодействие и устойчивое развитие в системе « Природа - Общество».

Планируемые результаты

Познавательные: осмысление учащимися ценностей феномена жизни, ценности каждой формы существования жизни; ценности существования человека, его здоровья, социо-космической значимости; формирование ключевых компетентностей на содержании экологического образования;

Предметные: формирование природосообразного стиля поведения человека в окружающей среде, базирующегося на знании законов взаимодействия человека с окружающей средой; развитие экологического мышления –предполагающего способность к установлению причинно-следственных связей, системному анализу действительности, моделированию и прогнозированию развития окружающей среды;

Личностные: развитие экологического мышления – гибкого вероятностного мышления, предполагающего способность к установлению причинно-следственных связей, системному анализу действительности, моделированию и прогнозированию развития, окружающей среды; развитие исследовательских умений по оценке и системному анализу состояния окружающей среды.

Метапредметные: связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география - будут способствовать более высокому уровню владения навыками по данному курсу и реализации задач предпрофильной подготовки школьников.

Тип урока – КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ЗУН

Форма – групповая

Методы: выполнения программированных заданий, частично-поисковый, самостоятельного проведении учащимися экспериментов, исследований и т.п.

Цель работы: изучить возрастные состояния сосны, оценить возрастную структуру, сравнить возрастную структуру в разных ме­стообитаниях.

Проростки (р). В естественных условиях проростки сосны по­являются в конце весны. Для них свойственны семядольные листья, которые при прорастании выносятся на поверхность. Семядоли ли­нейные слабо трехгранные, слегка изогнутые, зеленые. Число семя­долей 4-8 (чаще 6). Их длина 20-25 мм, ширина и толщина - 0,5 мм. Семядольные листья обычно отмирают к началу зимы. Под семядоль­ная часть иногда красноватая, до 30^40 мм длиной. У более сильных проростков в первый год образуется надсемядольная часть высотой 40-60 мм, на которой спирально располагаются единичные линейные листья ювенильного типа.

Ювенильные особи (/'). Имеют одноосный неветвящийся побег. При хорошем освещении (посадки, опушки) ювенильное состояние длится не более 3 лет. Средняя высота особей составляет 12 см. На удлиненных .побегах ювенильных особей второго года формируются укороченные побеги (брахиобласты). Они несут, наряду с низовыми

чешуевидными и пленчатыми листьями, два крупных зеленых листа взрослого типа - хвоинки длиной 29-64 мм. К концу второго года жизни ювенильные листья полностью сменяются взрослыми. На сле­дующий год из них формируются удлиненные боковые побеги. Кор­невая система поверхностно-стержневого типа.

Имматурные особи (т). Переход в имматурное состояние ди­агностируется появлением удлиненных боковых побегов на главной оси и началом формирования кроны. Для сосны характерен акротон- ный тип побеговой системы: боковые побеги формируются из почек, .сосредоточенных на верхушке материнского побега.

В имматурном состоянии корневая система сосны остается по­верхностно-стержневой. Стержневой корень у нормально развитых на рыхлых песчаных почвах может углубляться до 60-80 см. На нем мо­жет быть до 20 хорошо развитых боковых корней, которые большей частью располагаются в поверхностном горизонте почвы.

На этом этапе развития выделяются две подгруппы - т\ и т2. В побеговой системе имматурных особей первой подгруппы (т{) пре­обладают побеги 2-го порядка ветвления. Общая высота растения от 17 до 35 см, диаметр кроны 7-13 см, протяженность облиственной части 7-18 см. Средний возраст особей на водоразделе при хорошем освещении составляет 5 лет. У имматурных особей второй подгруппы (т2) преобладают побеги 3-го порядка, реже 4-го. Высота растений от 53 до 98 см, диаметр кроны 38-63 см, протяженность облиственной части 38-88 см. Средний возраст - 6 лет. Растения нормальной жиз­ненности имеют хорошо выраженную лидерную ось и довольно большие ежегодные приросты по высоте (до 40 см). Нарастание побе­гов строго моноподиально.

Виргинилъные особи (у). Моноподиально нарастающая одно­ствольная крона широковеретеновидной формы с острой вершиной. Длительность у-состояния составляет от 2 до 15 лет. Четко выделяют­ся 2 подгруппы особей. Виргинильные особи первой подгруппы (уО нормальной жизненности имеют широковеретеновидную крону от уровня почвы. Порядок ветвления в побеговой системе 4-й, реже - 3-й.

Деревца быстро растут в высоту, длина годичных приростов главной оси 20-40 см. Средний возраст особей 8 лет, минимальный 6, макси­мальный 10. Виргинильные особи второй подгруппы (у2) полностью сформированы и готовы к плодоношению. В побеговой системе появ­ляется 5-й порядок ветвления. В условиях свободного роста для осо­бей нормальной жизненности характерно строгое моноподиальное нарастание побеговой системы. Величина годичного прироста по вы­соте больше в полтора раза по сравнению с особями первой подгруп­пы. Одновременно диаметр кроны увеличивается в 2-3 раза. Сильное преобладание роста главной оси и интенсивное разрастание кроны приводят к торможению роста нижних побегов и к очищению ствола от нижних сучьев: у виргинильных особей первой подгруппы ствол от нижних ветвей практически не очищен, у особей второй подгруппы очищение ствола достигает 2 м. Средний возраст особей нормальной 'жизненности - 17 лет.

Генеративные растения (§). В этом возрастном периоде появ­ляются первые микро- и мегастробилы, растение приступает к семя- ношению. В генеративном периоде корневая система суходольных сосен может быть поверхностно-стержнекорневой, характерно до­вольно четкое разграничение горизонтально-поверхностных (до 30^4-0 см вглубь почвы) и вертикальных корней. Средний радиус кор­невой системы взрослого генеративного дерева 8-10 м, отдельные корни достигают 12-14 м. Вертикальные корни представлены цен­тральным стержневым корнем и целым рядом якорных корней, отхо­дящих вниз от наиболее толстых горизонтальных корней в радиусе1,5 м от центра дерева. С увеличением возраста дерева централь­ный стержневой корень замедляет рост, ветвится и не углубляется дальше боковых якорных корней. Вертикальные корни проникают в почву на глубину 100-350 см в зависимости от залегания плотных слоев материнской породы и уровня грунтовых вод.

Молодые генеративные растения. Семяношение в молодом генеративном состоянии необильное и нерегулярное. Деревья отли­чаются максимальными абсолютными приростами по высоте (50 см), 40 отдельные побеги достигают 175 см. Формируется правильная остро­вершинная коническая крона, от ее основания и до верхушки хорошо прослеживается главная ось. В основании ствола появляется корка. У особей, выросших на суходольных участках, ее стояние длится около 50 лет. За такой длительный и активный ростовой период во внешнем облике сосны происходят существенные преобразования. От 12-летнего возраста, когда отдельные особи в популяциях сосны вступают в пору семяношения, и до 60-летнего возраста, когда боль­шинство растений переходят в средневозрастное состояние, происхо­дят следующие морфологические изменения: 1) средняя высота де­ревьев увеличивается от 5,5 до 24 м; 2) средний диаметр ствола на уровне груди увеличивается от 9 до 36 см; 3) порядок ветвления в по- беговой системе изменяется от 5-го до 8-го; 4) диаметр кроны увели­чивается от 2 до 7 м; 5) ствол очищается от нижних сучьев до 13 м; 6) протяженность кроны увеличивается до 11 м; 7) в основании ствола появляется корка на протяжении 7 м; 8) средняя длина хвоинок дости­гает максимальных размеров - 84 мм; 9) генеративное состояние отли­чается наиболее активными ростовыми процессами, в это время фор­мируется типичная жизненная форма сосны - одноствольное дерево.

Средневозрастные генеративные растения. Растения в этом состоянии характеризуются максимальным семяношением. Отличи­тельная морфологическая черта особей - куполообразная крона, фор­мирование ее определяется ослаблением интенсивности роста главной оси. Ее годичные приросты обычно не превышают 26 см. В итоге главная ось на верхней части кроны теряется среди боковых ветвей. Изменение формы кроны в этот период совпадает с отмира­нием более слабых и тонких ветвей в ее внутренней области. В кроне сохраняются лишь наиболее сильные сучья. Основания сохранив­шихся сучьев постепенно очищаются от мелких ветвей. В этом онто­генетическом состоянии нарастание побеговой системы в кроне меня­ется на симподиальное. При этом увеличивается порядок ветвления побеговой системы (до 7-9). Значительное ослабление роста главной оси сопровождается общим торможением ростовых процессов. Так, общая высота дерева в течение состояния увеличивается в 4,7 раза, диаметр ствола на уровне груди в 4,2 раза; в течение состояния эти показатели увеличиваются только в 1,2 и 2,7 раза соответственно.

Старые генеративные деревья. Характерная морфологиче­ская черта старых генеративных особей - плосковершинная крона. С одной стороны, это связано с тем, что у растений практически пол­ностью прекращается рост в высоту, с другой, у большей части осо­бей подсыхает и отмирает верхняя часть ствола. Отмершая часть ствола иногда остается на дереве в виде шпиля. В кроне появляются отмершие крупные сучья. Порядок ветвления побеговой системы - 8-9. Общие размеры дерева достигают максимальных размеров: средняя высота деревьев - 28 м, диаметр ствола на уровне груди - 136 см, диаметр кроны - 12 м. Протяженность трещиноватости корки ствола составляет 12 м. У некоторых особей она выражена на всем протяже­нии ствола. Длительность этого периода может быть более 100 лет.

Сенильный период не описан.

Изучение проводят методом непровешенной ходовой линии в местообитаниях, указанных преподавателем. Метод непровешенной ходовой линии, разработанный П.Н. Тальманом (Тальман, Катаев, 1964), нашел широкое распространение в лесопатологических иссле­дованиях. Суть метода заключается в том, что в качестве пробной площади служит весь обследуёмый таксационный выдел. Обследо­вание начинается от любой произвольной точки на границе выдела (рис. 2.4). Наблюдатель, стоя в этой точке, находит в глубине выдела хорошо видимый ориентир (сухое или толстое дерево, пень и т.п.) и движется в его направлении, включая в перечет все деревья, находя­щиеся в двух метрах по обе стороны от непровешенной ходовой ли­нии. Дойдя до ориентира, произвольно выбирав направление, он на­мечает другой подобный ориентир и продолжает движение. Обсле­дование заканчивается после того, как в перечет попадет не менее 100 (200) деревьев главной породы.

Результаты перечета заносятся в таблицу

На основании таблицы строят возрастной спектр популяций со­сны в разных экологических условиях. Дается оценка структуры по­пуляций. Делается вывод о состоянии популяций сосны лесной в раз­ных местообитаниях.

Сосняк

Экскурсия в сосновый лес

Хвойные леса.

Ресурсы:

«Практикум по экологии» сост.: П.А. Феклистов, Д.П. Дрожжин, Н.В. Гласова. - Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2007г.

Сайт YouTube: https://www.youtube.com/

Хостинг презентаций

-http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-klasse-chto-takoe-ehkonomika.html