Тематика и методика исследовательской и опытнической работы по лесоводству

Задание заведующего кафедрой лесоводства и научного руководителя Лаборатории кибернетики живой природы Тимирязевской академии сельскохозяйственных наук профессора В. Г. Нестерова.

Тема. Саморегулирование численности растений и животных в лесу

В природе число организмов (деревьев, птиц и др.) на единице площади, например на одном гектаре, устанавливается путем саморегулирования, согласно принципа биоэкоса. Биоэкос - это взаимосвязь организмов и. среды друг с другом. Работая над этой темой, наблюдая, вы можете выявить число деревьев на гектаре в зависимости от типов леса.

Определенная порода деревьев и условия местопроизрастания составляют тип леса. Так, в группе типов сосновых лесов различают: сосняк сухой (сосна на бедных сухих песках; бонитет IV-V); сосняк свежий (сосна на свежих и влажных песках; бонитет III-IV); сосняк сложный, или суборевый (сосна на свежих и влажных супесях, бонитет I-II); сосняк раменевый (сосна высокой продуктивности на свежих и влажных сушняках и равноценных им супесях с глинистыми прослойками; бонитет I-Iа); сосняк лог (сосна на проточно-сырых почвах; бонитет II, реже - I); сосняк застойно-сырой (сосна на застойно-сырых почвах; бонитет III-IV), сосняк заболоченный (сосны по болоту; бонитет IV-V). Подобные типы леса выделяются и по другим поводам.

Схема исследований

Вариант I. В лесу подбираются участки одной и той же породы, одного возраста и одинаковые по площади, растущие в различных условиях, на разных почвах, т. е. выделяются участки по типам леса. На каждом участке выделяется пробная временная площадь размером 50x50 метров или 50x100 метров и подсчитывается количество стволов на ней. Затем подсчеты сравниваются и делается заключение о численности деревьев в насаждениях различных типов лесов.

Вариант II. Провести наблюдения за изменением числа деревьев по возрасту при одной и той же породе и том же типе леса. Например, подобрать на одинаковых площадях сосняк молодой (20 лет), средневозрастной (50-60 лет) и спелый (100-летний) и подсчитать количество деревьев.

Долгосрочные наблюдения за ростом и развитием древесных пород

Схема наблюдений:

В естественных древостоях и лесных культурах разного возраста закладывают пробные площади, Пробные площади для молодняков не менее 0,1 гектара, для средневозрастных насаждений - 0,25 гектара, старых насаждений - 0,5 гектара. На пробной площади должно быть не менее 200 деревьев. Опытную площадь отграничивают столбами, каждое дерево нумеруют масляной краской и замеряют диаметр и высоту каждой ступени толщины.

Вычисляют среднюю высоту каждого дерева, определяют возраст по ярусам насаждений, полноту, объем, запас и число деревьев на одном гектаре. Устанавливают состав насаждений и другие показатели. Описывают подрост, подлесок, живой надпочвенный покров и на основе почвенного разреза почву. Пробная, опытная площадь дает полную характеристику лесного массива и позволяет судить о лесорастительных условиях в лесу.

На каждую пробную площадь составляется схема размещения деревьев, на которую наносятся диаметры всех деревьев в действительном масштабе. Диаметр и высоту замеряют ежегодно. Каждый год составляется схема размещения древесных пород на пробной площади, по которой можно судить - какие деревья и сколько их отмирает в процессе естественного отбора, а также какой крупности гибнут деревья.

Все записи вносятся в дневник.

Учет естественного возобновления леса

Схема наблюдений:

Учитывая естественное возобновление по количеству и качеству молодняка, можно судить о состоянии насаждения и о будущем изучаемого леса.

Для этого в лесонасаждении закладывают учетные площадки или учетные полосы в зависимости от возраста молодняка. Площадь учетных площадок может быть от 1-2×2 до 10×2, их число определяется особенностями изучаемого лесного массива. На учетных площадках подсчитывается число всходов и растений подроста по породам, определяется состояние естественного возобновления, его возрасти благонадежность. Полученные данные переводятся на один гектар. Далее, число на одном гектаре оценивается по шкале естественного возобновления (В. Г. Нестеров. Лесоводство. Издательство сельскохозяйственной литературы, 1958).

Учет урожайности лесных пород и плодов

Схема наблюдений:

Здесь применяется несколько методов. Самый распространенный метод семеномеров В. Д. Огиевского, представляющий собой металлическую воронку с приемной поверхностью 0,25 кв. м. (0,5×0,5 м). Семеномеры равномерно размещают по площади.

В школьном лесничестве надо организовать сбор шишек, желудей и различных семян древесных и кустарниковых пород, в которых нуждается лесное хозяйство, подсчитать урожай собранных семян по породам с одного гектара.

Следует заложить лесной питомник, где выращивать посадочный материал древесных и кустарниковых пород, необходимый для создания лесных культур, облесения оврагов и пустырей, для посадок в городах, поселках, селах и других населенных пунктах.

Изучение сигналов информации среди птиц, зверей и насекомых

У зверей, птиц, рыб, насекомых и других животных имеется совокупность взаимной информации, обмениваясь которыми они получают сведения об окружающей их обстановке.

С помощью сигналов животные ориентируются в добыче корма, находят друг друга, предупреждают об опасности и т. п.

Изучение сигналов у животных

По топомимике - поза животного, круговые полеты птиц, танцы насекомых, игры птиц и др. Пронаблюдать, что означает данный сигнал, описать, зарисовать или сфотографировать.

Звуковые сигналы - крики животных и птиц, свисты, число сигналов и их длительность, сочетание длинных и коротких сигналов (например, крики в случае опасности, звуки сообщения о корме, пение как предупреждение, что гнездо занято, и т. д.). Научитесь понимать эти сигналы, различать их содержание и, по возможности, запишите на магнитофонную пленку.

Роль ферромонов - запахов животных

Световые, например световые сигналы светлячков и т. п.

Все наблюдения зафиксировать, описать в дневнике.

Изучение этих и многих других сигналов информации в животном мире, а также процессов саморегулирования численности организмов в природе является предметом кибернетики (В. Г. Нестеров. Кибернетика и сельское хозяйство. М., "Знание", 1966).

Наблюдения за животным миром леса

Схема наблюдений:

Выяснить, где живет данный вид - в чаще леса или на открытых участках и т. д. Какой образ жизни ведет - дневной, ночной. Чем питается взрослое животное. Какие и из какого материала строят норы, логова, гнезда и т. д. Чем, когда и как долго выкармливается молодняк. Запасает ли животное на зиму корм. Впадает ли в зимнюю спячку.

По птицам. Выяснить. Когда и как собираются в стаи. Улетают ли на зиму или остаются на месте, или ведут кочующий образ жизни. Установить: время прилета, первую песнь или разгар пения. Где и как устраивают гнезда. Сколько откладывают яиц. Чем вскармливают птенцов. Первый вылет птенцов из гнезда.

За жизнью муравьев, пчел, жуков, бабочек, комаров, мух, стрекоз и т. д. Время появления вида. Особенности полета насекомого. В какое время дня ведет активный образ жизни: утро, полдень, сумерки. Чем питается - какие цветы наиболее часто посещает. Где прячется. Как подстерегает добычу. Каков процесс развития. Особого внимания для наблюдений требуют муравьи и пчелы. Изучив факты из жизни обитателей леса, следует широко обобщить собранный материал, сделать соответствующий вывод. Это поможет вам познать законы естественного саморегулирования живой природы и изучить сигналы информации среди животных, а значит, найти "золотой ключик" к открытию волшебной таинственной дверцы и раскрыть еще не одну тайну природы в общую кладовую биологической науки.

Определение лучшего способа посева семян хвойных в питомнике (задание Г. М. Заровного)

Для постановки опыта можно взять три хвойных породы: сосну обыкновенную, лиственницу и ель, при наличии семян - сибирскую кедровую сосну. Перед посевом семена хвойных пород замачивают в течение суток.

Земельный участок в питомнике делится на две равных делянки. Вариант I. Натянуть шнур и посеять хвойные в бороздки вдоль шнура с расстоянием между лентами 60 сантиметров, между строчками - 20.

На второй делянке применить ленточный двухстрочный способ со строчками шириной 4-б сантиметров. Агротехника: прополка сорняков, рыхление почвы между рядками, полив.

В течение лета проводить фенологические наблюдения по таблице:

Размножение березы семенами в питомнике

Береза бородавчатая - перспективная, быстрорастущая, лиственная порода. Очень хороша для посадки в защитные полосы на полях и вдоль дорог.

Зимний посев

Делянку перекапывают, боронят, выравнивают поверхность. В ноябре-декабре, когда снег покроет землю толщиной не менее 30 сантиметров, на делянке в снегу прокапывают до самой земли борозды шириной 12 сантиметров. Между лентами делают расстояние 70 сантиметров. Высевают 7-8 граммов семян на один погонный метр. После посева вдоль борозд накладывают тростник так, чтобы он покрыл борозды и промежутки между ними и лентами. Весной после появления всходов покрышку тростника разреживают в пасмурную погоду, сеянцы должны постепенно привыкнуть к свету. Весь тростник убирается только в сентябре, сначала с лент, а затем с междурядий. Сеянцы выращивают в течение двух лет.

Летний посев

Делянку готовят обычным способом. На делянке прокапывают бороздки шириной 25 сантиметров и глубиной б-8 сантиметров с расстоянием между бороздками 50-60 сантиметров. Свежесобранные семена замачивают в воде 1-2 суток и высевают во второй половине июня. Норма высева 2,5 граммов на один погонный метр. После посева борозды затемняют "щитами".

Искусственное размножение съедобных лесных грибов

Для проведения опыта выделяется лес или участок леса площадью 0,1-0,2 гектара на одного учащегося.

Размножение грибницей

При появлении грибных плодовых тел грибницу с комом земли осторожно выкапывают и пересаживают на новое место. Подберезовики посадить под березами, подосиновики - под осинами, грузди - в березовом лесу, рыжики - сосновом и еловом, белые - в березовом, сосновом, еловом лесу.

Возле посадок поставить колышек-заметку.

Наблюдать за появлением плодовых тел необходимо два-три года.

Размножение грибов спорами

Кусочки шляпок старых грибов накладывают на слегка разрыхленную почву. Лучше брать кусочки от разных плодовых тел, но одного вида грибов. Из спор развиваются клетки-мицелии, грибные нити - гифы, которые разрастаются и образуют грибницу, затем плодовое тело. Место посева спор следует слегка присыпать землей и прикрыть опавшими листьями.

Размножение грибов спорами в водном растворе

Шляпки старых грибов размять в воде, лопатой приподнять тонкий пласт дерна и в образовавшуюся щель влить немного воды с массой из шляпок и спор. Пласт снова положите на место, сверху насыпьте гниющие листья. В течение лета проводите фенологические наблюдения по таблице:

Опыт размножения грибов подобным способом имеет Кияикское школьное лесничество "Липка". Опыт был поставлен в 1960 году в школьном парке, который заложили и вырастили сами ребята. В парке растут березы, осины, липы, сосны и ели.

В 1971 году в парке ежедневно собирали грибы, несмотря на то, что год был не грибным.

В лесах Удмуртии нет диких насаждений облепихи. Между тем она прекрасно растет в наших условиях. Облепиха дает очень полезные кисловатого вкуса плоды оранжевого цвета, с ананасным запахом. Ягоды богаты витаминами А и С. Мякоть и семена плодов облепихи обладают ценными лечебными свойствами. В диком виде облепиха растет в Западной Сибири, Средней Азии и на Кавказе. В лесах может расти только на опушках и полянках. Растет только на хорошо освещенном месте. Очень хорошо растет на лесополосах и в предварительных посадках. Школьные лестничества могут помочь внедрить этот ценный кустарник в леса республики.

Выращивание облепихи в лесах и искусственных лесных насаждениях

Выращивание сеянцев из семян. Сеянцы предварительно выращивают в питомнике. Перед весенним посевом семена стратифицируют 30 дней. Сеют плотно, на расстоянии 1-2 сантиметра от семени, ленточным способом, с двумя строчками. Расстояние между строчками в ленте 20 сантиметров, между лентами - 60 сантиметров. Семена присыпать смесью, состоящей из равных частей чернозема, перегноя и песка слоем в один сантиметр. Всходы появляются на 7-10 день, сеянцы не выносят прямых солнечных лучей, поэтому их надо притенять щитами и мульчировать опилками, соломенной резкой.

Посадка сеянцев на постоянное место

Садят однолетние сеянцы в ямки (30 см). Корневую систему обрабатывают земляной жижей, и при посадке тщательно уплотняют землю вокруг корней.

Лучшее время посадки - весна.