«Биология (региональный компонент) Курс Растения, грибы и лишайники Магаданской области Пособие для учителя Допущено департаментом образования администрации Магаданской области Магадан. Издательство Охотник. 2009. ББК ...»

Г. П. Баранов

Биология

(региональный компонент)

Курс «Растения, грибы и лишайники

Магаданской области»

Пособие для учителя

Допущено департаментом образования

администрации Магаданской области

Магадан. Издательство «Охотник». 2009.

ББК

Б241

28.59 (2Рос255)

Рецензенты:

Тихменев Е. А., заведующий лабораторией геоботаники ИБПС ДВО РАН, кандидат биологических наук;

Соляникова З. И., учитель биологии гимназии № 24 г. Магадана, заслуженный учитель школы РФ.

Баранов Г. П.

Биология (региональный компонент). Курс «Растения, грибы, лишайники Магаданской области»: пособие для учителя. – Магадан: Изд. «Охотник», 2009. – 108 с.

В пособии излагаются общие вопросы методики реализации регионального компонента общего биологического образования, предлагаются методические рекомендации по интеграции регионального содержания в федеральный курс биологии по разделу «Растения.

Грибы. Бактерии» и проведению учебных занятий по региональному курсу «Растения, грибы, лишайники Магаданской области». Материалы предназначены учителям биологии общеобразовательных школ.

© Департамент образования администрации Магаданской области, © Магаданский областной институт повышения квалификации педагогических кадров, © ИД «Жданов Павел Юрьевич», © Издательство «Охотник», Предисловие Биологическое образование имеет большое значение для подготовки подрастающего поколения к самостоятельной жизни, формирования у него общей культуры, мировоззрения, представлений о научной картине мира, воспитания творческой личности, осознающей свою ответственность перед обществом.

Анализ школьной практики показывает, что у учеников нередко встречаются падение интереса к биологическим знаниям и как следствие недостаточный уровень их биологической подготовки. На наш взгляд, одной из причин такого положения является недостаточное внимание к использованию регионального компонента содержания биологического образования.

Цель настоящего пособия – помочь учителю биологии в реализации регионального содержания биологического образования. В пособии рассматриваются общие вопросы методики изучения регионального компонента биологического образования, возможные варианты включения регионального содержания в базовый курс биологии, предлагаются методические разработки учебных занятий по региональному биологическому курсу «Растения, грибы, лишайники Магаданской области».

Научно-популярной литературы о природе Северо-Востока России издано крайне мало, поэтому основное внимание в пособии уделяется фактическому и справочному материалу, который рассредоточен в многочисленных научных публикациях. Он представлен в рубрике «Информация для учителя», приложениях и заведомо избыточен, что позволит учителю выбрать необходимый для урока учебный материал в соответствии с программой, возрастными особенностями учащихся, уровнем их подготовленности.

В конце пособия приводится список литературы для учителя, который является дополнением к аналогичному списку, приведенному в программе «Биология» (региональный компонент).

В пособии использован иллюстративный материал интернет-ресурсов и печатных изданий, обработанный в учебных целях.

Общие вопросы методики реализации содержания регионального компонента биологического образования Россия весьма разнородна по своим природным условиям, составу населения, его традициям и культуре, уровню экономического развития, характеру социокультурных связей. Отражение этих различий в содержании образования необходимо, так как становление и развитие личности происходит в конкретных природных, общественно-экономических, социокультурных условиях региона. Поэтому регионализация образования приобретает в современных условиях особое значение.

Накопленный опыт биологического краеведения свидетельствует о том, что биология как учебный предмет имеет большие возможности в использовании местных живых природных объектов в качестве объектов изучения, отражении региональных природных особенностей, воспитании социально ответственной личности через отношение и решение конкретных проблем региона (экологических, рационального использования и сохранения биологических Вместе с тем краеведческий подход (или принцип) основывался на самостоятельном подборе учителем местного материала и его использовании в процессе обучения биологии, что не обеспечивало единства регионального образовательного пространства.

Региональный компонент снимает эту проблему, так как структура и содержание регионального биологического образования основывается на общих принципах и подходах для всех субъектов образовательного процесса.

Под региональным компонентом (РК) содержания биологического образования понимается специально отобранная система знаний о биоразнообразии, функционировании и развитии живой природы конкретного региона и связанных с ней способах деятельности репродуктивного и творческого характера, а также ценностных ориентациях.

Общая модель регионального содержания образования представлена на схеме 1.

Регионализация содержания биологического - на реализацию общих и предметных целей образования и позволяет усилить познавательную, развивающую роль биологии;

- на решение специфических задач, связанных с регионом, комплексные биологические знания о котором будут способствовать формированию положительного образа региона, воспитанию социально ответственной личности через отношение и решение конкретных региональных проблем (экологических, рационального использования и сохранения биологических Основу отбора содержания регионального компонента биологического образования составляют известные методологические (системности, динамичности, историзма), общепедагогические (научности, доступности, систематичности, преемственности, практической направленности, природосообразности, культуросообразности, учета возрастных особенностей, социализации личности и другие), а также специфические принципы, которые используются только для отбора регионального содержания. Важно соблюдать их и в ходе осуществления образовательного процесса.

Специфические принципы 1. Принцип взаимосвязи содержания федерального и регионального компонентов – означает, что содержание регионального компонента должно способствовать целям, стоящим перед базовым курсом биологии. Оно должно подкреплять, развивать содержание федерального компонента, способствовать усвоению понятий, теорий, законов, изучаемых в курсе биологии. Можно выделить (по функциям) следующие виды связей:

формирующие – региональный фактологический материал служит эмпирической базой для формирования биологических понятий, теорий, в частности эволюционной, законов, целостной научной картины мира, изучения биологических процессов и явлений, а также для формирования опыта известных способов деятельности и творческой деятельности;

конкретизирующие – содержание РК конкретизирует и развивает те или иные биологические понятия, теории и законы;

сравнительные – в содержании РК могут быть сопоставлены явления и процессы, происходящие в живой природе региона, с однотипными процессами и явлениями, имеющими место в других регионах, а также рассмотрены региональные особенности влияния одних и тех же факторов на функционирование живой природы (например, влияние глобального потепления климата);

дополняющие информационные – содержание регионального компонента может расширять, дополнять информацию об изучаемых объектах, процессах и явлениях, предложенных для изучения федеральным компонентом, что зависит от их значения для реализации специфических целей РК;

аксиологические – ценностно-ориентационный характер содержания РК (научные исследования на Севере-Востоке России, ценностное отношение к природе коренных народностей, экологические проблемы региона и т. д.) развертывает и актуализирует эмоционально-ценностный компонент содержания образования, который только намечается в федеральном компоненте.

2. Принцип типичности регионального содержания. В соответствие с ним для изучения должны быть отобраны объекты, явления, процессы, факты, типичные для данного региона. Например, объектами изучения в разделах «Растения» и «Животные» являются широко распространенные виды растений, грибов, лишайников, животных, наиболее типичные биоценозы региона.

3. Принцип специфичности регионального содержания – реализуется через изучение особенностей живой природы региона, ее флоры и фауны, растительности и животного населения, биологической и культурной адаптации человека к экстремальным условиям окружающей среды. В этом случае объектами изучения являются редкие, эндемичные и реликтовые виды, нуждающиеся в охране, уникальные сообщества; обращается внимание на особенности строения, роста и развития растений и образа жизни животных, приспособленности живых организмов, в том числе и человека, к местным условиям среды обитания.

4. Принцип сочетания регионального и субрегионального материала – нацеливает на изучение различий, специфики природных компонентов внутри региона и их использования. В области можно выделить, по крайней мере, два субрегиона: приохотский и колымский, отличающиеся по ряду природных условий, в том числе и по видовому составу растений и животных, преобладающим природным комплексам и другим характеристикам.

5. Принцип дополнительности – реализуется через включение в региональный компонент местного материала, не нашедшего своего отражения в федеральном компоненте, но имеющего важное познавательное и практическое значение. Например, в разделах «Растения» и «Животные» изучаются виды или систематические группы растений и животных, которые отсутствуют в федеральном компоненте.

6. Принцип минимального введения новых понятий. В целях предупреждения перегрузки учащихся при изучении регионального компонента необходимо вводить новые понятия только в том случае, если предлагаемый материал не может быть качественно усвоен на основе понятий, изученных учащимися в базовом курсе.

При реализации регионального содержания общего биологического образования используются различные формы и технологии обучения: проблемное и модульное обучение, метод проектов, исследования, коллективные и другие.

Варианты изучения регионального содержания Возможны различные варианты включения регионального содержания биологического образования в образовательный процесс. На их основе каждый учитель имеет возможность выбора наиболее оптимальной, с его точки зрения, модели реализации регионального компонента.

Наиболее традиционный вариант введения РК биологического образования – интеграция содержания РК в федеральные курсы биологии.

В этом случае РК сравнительно равномерно распределяется по всем урокам, чем достигается систематичность и последовательность обращения к местному материалу, включенность последнего в логику федеральных курсов.

В настоящее время преподавание биологии осуществляется по пяти завершенным содержательным линиям, для каждой из которых разработано учебно-методическое обеспечение (учебная программа, учебник, пособия для учителя и учащихся). Независимо от того, по какой содержательной линии ведется преподавание, возможна интеграция регионального содержания в базовый курс биологии в соответствии с федеральным стандартом общего биологического образования. Она предполагает включение содержания регионального характера в соответствующие разделы и темы курса «Биология». Последовательность изучения учебного материала в разных содержательных линиях может быть различной, поэтому рекомендации по включению регионального содержания не привязаны к конкретной авторской программе, а представлены в обобщенном виде в соответствии с традиционно выделяемыми темами. Учитель самостоятельно определяет, при изучении какой конкретной темы будет использоваться региональный материал.

Второй вариант – блочно-модульный. Заключается в интеграции РК в соответствующие темы (блоки) федеральных курсов в виде региональных модулей. В этом случае на региональное содержание выделяются специальные уроки за счет резервного времени, предусмотренного в федеральных программах, или за счет региональной компоненты базисного учебного плана.

Третий вариант – самостоятельные учебные курсы по региональной биологии в рамках учебного времени, предусмотренного базисным учебным планом для НРК или в рамках компонента образовательного учреждения.

Наиболее эффективным с точки зрения повышения качества биологического образования, усвоения регионального содержания является модель реализации РК, сочетающая первый и третий варианты. В этом случае содержание РК биологического образования, предъявляемое учащимся при его интеграции в федеральные курсы, служит пропедевтикой к системному изучению региональных биологических объектов, явлений и процессов.

Региональный компонент содержания общего биологического образования при переходе на стандарты второго поколения, которые в настоящее время разрабатываются, можно будет реализовать за счет вариативной части примерных образовательных программ и (или) вариативной части базисного учебного (образовательного) плана.

Учебно-материальная база Для прочного и глубокого усвоения учащимися регионального содержания биологического образования необходима целенаправленная работа по созданию материально-технического обеспечения учебного процесса. Она во многом зависит от инициативы и активности самого учителя, от привлечения учащихся к этой работе. Проводится во время экскурсий на природу и при выполнении летних заданий учащимися, которые в условиях области имеют особое значение в силу природных особенностей и должны являться обязательными для выполнения учащимися.

Демонстрационный и раздаточный материал для проведения практических, лабораторных, самостоятельных работ в кабинете биологии должен быть подготовлен в ассортименте и количестве, необходимом для качественного осуществления учебного процесса.

Интеграция содержания регионального компонента в федеральный курс биологии: раздел «Растения. Грибы. Бактерии. (Лишайники)»

При изучении раздела «Растения. Грибы. Бактерии. (Лишайники)» практически в каждой теме возможно включение регионального материала в базовый курс биологии. Примерное распределение регионального содержания по разделу «Растения.

Грибы. Бактерии. (Лишайники)» представлено в таблице 1.

Примерное распределение регионального содержания Грибы. Бактерии.

Кратко остановимся на учебном материале о растениях, который следует включить в соответствующие темы. Необходимая информация также представлена в поурочных разработках к курсу «Растения, грибы, лишайники Магаданской области».

ской области, рассказать о растительных сообществах, образующих характерный ландшафт региона. При этом необходимо подчеркнуть обедненность флористического состава, в том числе небольшое количество видов древесных растений, его причины.

Органы цветкового растения, жизненные формы растений изучаются на представителях местной флоры, примерный перечень которых представлен в таблицах 2 и 3. При изучении органов растений необходима не только демонстрация того или иного органа, но желательно, чтобы была дана краткая характеристика этого растения, его местообитания.

местных растений при изучении органов цветкового При изучении строения цветка для проведения лабораторной работы в качестве раздаточного материала можно использовать цветы герани пушистоцветковой (Ч5Л5Т10П1) и иван-чая (строение цветка – таблица 4). Эти растения имеют широкое распространение, цветы крупных размеров. Летом необходимо собрать цветки этих растений, законсервировать их в разведенном спирте или 4 %-ном растворе формалина или засушить. Перед уроком законсервированный материал промыть в воде, засушенный распарить в горячей воде.

В целях развития познавательного интереса учащихся следует рассказать об интересных приспособлениях для распространения плодов и семян у растений, встречающихся на территории области, например, о недотроге. О ней имеются сведения в учебнике, но не описан механизм саморазбрасывания. Он заключается в следующем. Плод недотроги состоит из 5 плодолистиков. Когда они созревают, слой крупных клеток, находящихся непосредственно под кожицей, сильно набухает и оказывается в напряженном состоянии, одновременно происходит ослабление связи между плодолистиками по линии их сочленения из-за разрушения веществ, склеивающих клетки друг с другом. Стоит прикоснуться к плоду недотроги, как связь между плодолистиками нарушается, они быстро закручиваются внутрь наподобие часовой пружины и с силой разбрасывают прикрепленные к ним Саморазбрасывание как способ распространения семян встречается у фиалок, кислицы, горошка, чины, плоды которых растрескиваются, разбрасывая семена. Плоды герани пушистоцветковой медленно скручиваются и раскручиваются подобно часовой спиральной пружине при изменении влажности, что также способствует саморазбрасыванию семян.

У сон-травы семена-летучки сами зарываются в землю. Ость попавшего на землю семени при изменении влажности то скручивается, то раскручивается, постепенно ввинчивая его, как штопор, в почву (подобное явление свойственно семенам ковыля).

Интересен горец береговой (растет в горных тундрах) – растение перекати-поле (эта своеобразная жизненная форма, как известно, характерна для растений пустынь и полупустынь). Это растение образует шары диаметром 15 – 20 см, которые, гонимые ветром, катятся по щебенке и лишайниковым полянам, разбрасывая семена. Группы колосков ячменя гривастого могут сцепляться вместе, образуя шарообразное перекати-поле и переноситься ветром на большие расстояния (он также может распространяться с помощью животных).

Среди растений, встречающихся в области, есть растения мирмекохоры, распространяющиеся с помощью муравьев, например, дицентра и хохлатка магаданская. У них семена черные блестящие с присемянником, который и привлекает муравьев как объект Классификацию цветковых растений – понятия «вид», «род», «семейство», «класс» – можно рассмотреть на представителях местной флоры. Учащимся предлагается сравнить цветковые растения нескольких видов разных родов, установив общие черты, характерные для вида, рода и семейства, а также принадлежность их к классу однодольных или двудольных. Например, в качестве объектов для формирования понятий «род» и «вид» можно взять иван-чай узколистный и иван-чай широколистный (таблица 4, приложение 7).

Сравнивая эти виды растений, учащиеся выделяют общие признаки, являющиеся признаками рода иван-чай, и признаки отличия (видовые признаки; в таблице 4 выделены жирным шрифтом).

Сравнение иван-чая широколистного При изучении основных групп растений необходимо включить в федеральный компонент виды растений и лишайников, примерный перечень которых приведен в таблице 1. В дополнение к изучаемым семействам цветковых растений можно изучить растения семейств вересковых и осоковых. Растения этих семейств играют существенную роль в формировании растительного покрова Северо-Востока. Характеристика растений семейства вересковых дана к практической работе «Определение растений семейства вересковых» (таблица 15 и приложение 3). В таблице 5 дана общая характеристика семейства осоковых.

Изучая голосеменные растения, при проведении лабораторных работ по сравнению видов хвойных растений (как правило, это ель европейская и сосна обыкновенная) целесообразно включить ель сибирскую, кедровый стланик и лиственницу Каяндера (приложение 1).

При изучении темы «Бактерии» учащиеся получают краткую информацию о болезнетворных бактериях, вызывающих туберкулез (палочка Коха), псевдотуберкулез (иерсинии), сальмонеллез (сальмонеллы).

Туберкулез Возбудитель туберкулеза – микобактерия Mycobacterium tuberculosis – был открыт в 1882 г. немецким ученым Робертом Кохом после 17 лет работы в лаборатории. Его до сих пор называют палочкой (или бациллой) Коха. Он обнаружил возбудителя при микроскопическом исследовании мокроты больного туберкулезом, а впоследствии выделил чистую культуру возбудителя и вызвал ею туберкулез у подопытных животных. Попадая в организм человека, микобактерия туберкулеза поселяется на тканях различных органов, например легких, и начинает размножаться. На легочной ткани образуются бугорки сероватого цвета со скоплениями ми- кобактерий, которые постепенно сливаются, а омертвевшая ткань превращается в творожистую массу, которая выделяется вместе с мокротой при кашле заболевшего. На месте омертвевшей ткани образуются полости (каверны).

Возбудитель туберкулеза представляет собой тонкие изогнутые палочки размерами 1–10 мкм х 0,2–0,6 мкм с зернистыми включениями, грамположителен, жгутиков и капсул не имеет, спор не образует. Палочки Коха очень устойчивы к воздействиям внешней среды. Вне организма они способны сохранять свои патогенные свойства длительное время на воздухе, в воде, земле, снегу, льду, устойчивы к воздействию спиртом, кислотой и щелочью. В то же время палочка Коха погибает под длительным воздействием прямых солнечных лучей (под воздействием ультрафиолетовых лучей гибнет за 2–3 минуты), высоких температур, хлорсодержащих веществ.

Обычно самыми первыми симптомами туберкулеза легких выступают слабость, бледность, повышенная утомляемость, вялость, апатия, температура около 37°С, потливость, особенно по ночам, похудение. Далее по ходу развития заболевания появляются кашель, отхождение мокроты, хрипы в легких, насморк, иногда затруднение дыхания или боли в грудной клетке, кровохарканье. Туберкулез легких может длительное время протекать бессимптомно или малосимптомно. Он обнаруживается при флюорографии.

Псевдотуберкулез (дальневосточная скарлатиноподобная лихорадка) Псевдотуберкулез (дальневосточная скарлатиноподобная лихорадка) – острое инфекционное заболевание, характеризующееся поражением желудочно-кишечного тракта, кожи и опорно-двигательного аппарата.

Возбудитель псевдотуберкулеза – энтеробактерия иерсиния Yersinia pseudotuberculosis – грамотрицательная палочка, размерами 0,8–2 х 0,4–0,6 мкм, не требовательна к питательным веществам. Он широко распространен в природе и встречается у многих видов млекопитающих, птиц, земноводных, членистоногих, а также на овощах, корнеплодах, в почве, пыли, воде.

Однако основным резервуаром возбудителя и источником заболеваний человека являются синантропные и другие грызуны. Они высоко восприимчивы к псевдотуберкулезному микробу, распространены практически повсеместно, всегда имеют возможность инфицировать своими выделениями продукты питания, воду и почву, где возбудитель не только сохраняется длительное время, но при определенных условиях и размножается. Другим резервуаром псевдотуберкулезных бактерий является почва. Частое обнаружение в ней возбудителя связано не только с загрязнением испражнениями животных, но и с наличием у псевдотуберкулезного микроба сапрофитного способа питания. Человек, как правило, источником заражения псевдотуберкулезом не является.

Псевдотуберкулезная бактерия устойчива к замораживанию, способна длительно существовать в почве, воде, на различных пищевых продуктах, а в условиях низкой температуры и повышенной влажности – размножаться. Возбудитель псевдотуберкулеза быстро погибает при высыхании, воздействии прямого солнечного света, высокой температуры, хлорсодержащих веществ.

Основные пути передачи инфекции – пищевой (салаты из овощей, молочные продукты, употребляемые в пищу без термической обработки; накоплению возбудителя в продуктах способствует хранение их в овощехранилищах и холодильниках) и водный (употребление воды из открытых водоемов).

Симптомы заболевания выражаются в появлении озноба, головной боли, болей в мышцах, суставах, желудке, недомогания, бессонницы, першения в горле, кашля, повышении температуры тела до 38–40 0С, а также тошноте, рвоте, поносе. Кожа становится сухой и горячей, на ней появляется сыпь.

Сальмонеллез Возбудитель заболевания – энтеробактерия сальмонелла. Поражает органы пищеварительного тракта. Основной источник заражения – больные животные, но может быть и человек (носитель или больной). Заражение происходит через пищевые продукты животного происхождения (мясо, особенно птицы, и мясные продукты, яйца, молоко) при нарушении правил хранения и приготовления продуктов (соприкосновение готовой и сырой продукции, недостаточная термическая обработка). Сальмонеллезная инфекция широко распространена среди диких птиц (голуби, воробьи, скворцы, чайки и др.), при этом птицы могут загрязнять жилые помещения и продукты.

В местах скопления людей (лечебные, учебные заведения и т. п.) регистрируются вспышки сальмонеллеза благодаря контактно-бытовому пути передачи возбудителя через руки ухаживающих за детьми лиц, постельное белье, предметы ухода и т. д.

Сальмонеллы представляют собой закругленные палочки длиной 2–4 мкм и шириной 0,5 мкм, грамотрицательные, имеют жгутики, подвижны. Длительно сохраняются во внешней среде: воде, почве, продуктах питания. Например, в тушках птицы сальмонеллы сохраняются более года, в замороженном мясе около 6 месяцев. В некоторых продуктах (молоко, мясные продукты) сальмонеллы способны не только сохраняться, но и размножаться, не изменяя внешнего вида и вкуса продуктов. Соление и копчение оказывают на них очень слабое влияние, а замораживание даже увеличивает сроки выживания микроорганизмов в продуктах.

При сальмонеллезе повышается температура тела, появляются общая слабость, головная боль, озноб, тошнота, рвота, боли в желудке, наблюдается расстройство стула.

При изучении темы «Растения и окружающая среда. Природные сообщества» необходимо обратить внимание на особенности абиотических факторов на севере, их влияние на растения, привести примеры местных растений, иллюстрирующих экологические группы растений по отношению к температуре, интенсивности света, воде.

Экологические группы растений по отношению к интенсивности света: светолюбивые – гелиофиты (травянистые растения открытых местообитаний, березы, ивовые, лиственница, кедровый стланик, брусника, шикша, растения-подушки), тенелюбивые – сциофиты (адокса мускусная, кислица, майник двулистный, седмичник европейский, грушанка мясокрасная), теневыносливые (большинство травянистых растений и кустарников).

Экологические группы растений по отношению к температуре: теплолюбивые, холодостойкие. Практически все виды растений, растущих на территории области, можно отнести к холодостойким.

Экологические группы растений по отношению к воде (приложение 8): гидатофиты (растения, целиком или почти целиком погруженные в воду), гидрофиты (наземно-водные растения, растущие по берегам водоемов), гигрофиты (наземные растения влажных местообитаний), мезофиты (растения, произрастающие в условиях умеренной влажности), ксерофиты (засухоустойчивые растения).

Обычно все водные растения называют гидрофитами. В зависимости от положения в водоеме их можно разделить на несколько групп:

1. Воздушно-водные растения (или наземно-водные растения, собственно гидрофиты).

На территории области они обитают по берегам озер, стариц, затонов рек и зачастую хорошо развиваются и вне воды, на сильно увлажненных местах. Они прикреплены к дну водоема, но в воде находится только нижняя их часть. К ним относятся широко распространенные ежеголовник северный, вахта трехлистная, хвощ приречный, а также редкий стрелолист плавающий.

2. Водные растения, прикрепленные к дну водоема, целиком находящиеся под водой (различные виды рдестов, из которых наиболее распространен рдест пронзеннолистный, или стеблеобъемлющий, уруть мутовчатая, шелковник волосолистный).

3. Водные растения, прикрепленные к дну водоема, с плавающими листьями (кубышка малая и кувшинка четырехгранная, рдест плавающий, рдест тонколистный, горец земноводный).

4. Водные растения, не прикрепленные к грунту, свободно плавающие в воде (пузырчатка:

средняя, малая и крупнокорневая; ряска малая и тройчатая).

Растения 2–4-й групп относятся к гидатофитам.

К гигрофитам относятся многие ивовые, недотрога обыкновенная, калужница арктическая, смилацина трехлистная, камнеломка болотная, ирис щетинистый, манник, бекмания, арктофилы и другие растения.

Большинство северных растений – мезофиты.

Ксерофиты принято делить на суккуленты и склерофиты. Многие северные растения имеют ксерофитные признаки, но среди них есть немногочисленные суккуленты, например, очиток синий и горноколосник колючий (растут на сухих щебнистых склонах и скалах), и очиток пурпурный (заячья капуста), встречающийся на галечниках. Все они имеют мясистые листья, в которых запасается вода.

Структуру растительных сообществ лучше всего рассмотреть на примере лиственничного или тополево-чозениевого леса.

Основные типы взаимоотношений в природных сообществах можно конкретизировать на следующих примерах.

1. Средообразующая роль (влияние растений путем создания среды обитания для других растений) Средообразующую роль растений можно показать на примере лиственничного леса, опираясь на биологические особенности лиственницы и других растений (таблица 6). При этом необходимо учитывать, что не только лесообразующие растения (в данном случае лиственница) могут иметь средообразующее значение, но и преобладающие растения других ярусов.

Например, если в лиственничном лесу густой подлесок (его чаще всего образует кедровый стланик), то он создает затенение на отдельных участках леса, что дает возможность расти тенелюбивым растениям, но препятствует росту и развитию светолюбивых. В качестве напочвенного покрова в определенных типах лиственничного леса выступают мхи и лишайники, которые также играют большую средообразующую роль.

Средообразующая роль растений проявляется и в тех случаях, когда они являются субстратом для поселения других растений (чаще всего это лишайники и мхи) или служат опорой для вьющихся и лазающих растений. В области таких растений немного. Из цветковых растений – это, например, княжик охотский, древесная лиана, встречающаяся в долинных лесах и на каменистых приречных склонах. Лазает с помощью длинных листовых черешков, которыми обвивает побеги кустарников и деревьев.

2. Паразитизм Взаимоотношение растение – растение: бошнякия – ольховник. Бошнякия русская – единственное высшее паразитическое растение в области. Она поселяется на корнях ольховника. Это бурые бесхлорофилльные растения до 30 см высотой. Стебли толстые, сочные, на клубневидном основании. Листья превращены в маленькие чешуйки буроватого цвета с фиолетовым оттенком. Цветки неправильной формы, двугубые, буровато-красные, собраны в густое колосовидное длинное соцветие. Тычинок четыре, две из которых длиннее остальных. Тычинки выдаются из цветка. Пестик один. Цветение – середина лета. Плод – двустворчатая коробочка, содержащая множество мелких пылевидных семян. После плодоношения все растение отмирает.

Взаимоотношение растение – грибы: лиственница, чозения – грибы-трутовики.

Взаимоотношения растения – грибы: микоризными растениями являются деревья, кустарники, кустарнички, травы. Например, белый гриб, подберезовики, большинство сыроежек образуют микоризу с различными видами берез, маслята – с лиственницей и кедровым стлаником. Вересковые, диапенсиевые, шикша, недотрога обыкновенная и многие другие растения также образуют микоризу.

Взаимоотношения растения – бактерии: на корнях ольховника, как и у многих бобовых 18 растений, находятся клубеньки, содержащие азотфиксирующие бактерии (у бобовых) или лучистые грибки-актиномицеты (у ольховника).

Смену растительных сообществ можно проиллюстрировать на примере послепожарной сукцессии. Пожары являются одним из факторов, провоцирующих смену растительных сообществ. В определенном смысле пожар – положительное явление, поскольку обеспечивает быстрый перевод живой и мертвой органики в минеральные вещества, которые легко усваиТаблица ваются растениями. Кроме того, изменяется тепловой режим почвы – температура ее возрастает, что обеспечивает большую глубину оттаивания вечной мерзлоты. Это также создает благоприятные условия для роста и развития растений. Пожары могут быть вызваны антропогенными причинами или носить естественный характер. В зависимости от типа пожара (низовой, верховой), его интенсивности, типа растительного сообщества, его месторасположения характер изменения растительного сообщества может быть различным. Общая схема смены растительных сообществ после пожара на примере лиственничного леса может выглядеть следующим образом. В первые годы (1–2) после пожара развивается травянистая растительность. Пионером заселения гарей обычно является иван-чай узколистный, затем появляются вейники, другие злаки и разнотравье. Постепенно, в течение 10–12 лет, травянистая растительность начинает замещаться различными кустарничками, кустарниками, мхами и лишайниками. Затем появляется лиственница, которая с течением времени займет доминирующее положение, и предшествующий тип растительного сообщества восстановится.

Методические рекомендации к проведению учебных занятий по региональному курсу «Растения, грибы, лишайники Магаданской области»

Тема «Общая характеристика растительного мира Северо-Востока России и Магаданской области».

Задачи: показать многообразие растительного мира и выявить особенности распределения растительности на территории Северо-Востока России и Магаданской области; закрепить понятия «флора», «растительность», «растительное сообщество».

Оборудование: карта природных зон России, физическая карта Магаданской области, Опорные понятия: флора, растительность, растительное сообщество.

1. Характеристика физико-географических условий Северо-Востока России (беседа с 2. Общая характеристика растительного мира Северо-Востока России и Магаданской области: флора и растительность (рассказ учителя с элементами беседы).

3. Вертикальная поясность в распределении растительности (рассказ учителя с элементами беседы; зарисовка схемы вертикальной поясности в тетрадь).

Границы Северо-Востока России находятся в пределах северо-восточной Якутии, Магаданской области и Чукотки. В него обычно включают также Камчатку. У географов нет единого мнения по поводу западной границы Северо-Востока России. Она проводится как по водоразделу рек Яна и Индигирка, так и по Колымо-Индигирскому водоразделу, примерно по меридиану г. Охотска. На севере, востоке и юге омывается морями: Восточно-Сибирским, Чукотским, Беринговым и Охотским.

Территория Северо-Востока России преимущественно гориста, преобладают горы средней и небольшой высоты. Климат отличается крайней суровостью.

тундры, лесотундры и тайги. Внезональная растительность представлена болотами и лугами. Структура растительного покрова Магаданской области представлена в таблице 7.

Структура растительного покрова Флористический состав беден видами. На территории Северо-Востока России встречается около 2000 видов сосудистых растений, в Магаданской области более 1500 видов, что составляет 12% от флоры России. Наибольшее количество видов из цветковых растений насчитывает семейство злаковых и далее в порядке убывания числа видов идут семейства осоковых, сложноцветных, крестоцветных (капустных), розоцветных, гвоздичных, лютиковых, камнеломковых, норичниковых, зонтичных и вересковых. Грибы – макромицеты – представлены 539 видами. Количество видов мохообразных и лишайников в Магаданской области точно не определено. Есть сведения о более чем 500 видах лишайников, встречающихся на территории области. На соседней Чукотке насчитывается более 450 видов мхов и приблизительно 700 видов лишайников.

Характерной особенностью северных территорий является обедненность видового состава древесных пород, и в частности деревьев. На территории области встречается всего 10–15 видов деревьев, большинство из которых имеет узкое распространение.

Большая часть Магаданской области находится в зоне тайги. Основной лесообразующей породой является лиственница Каяндера (ранее лиственница Каяндера считалась подвидом даурской лиственницы наряду с лиственницей Гмелина; в настоящее время это самостоятельный вид). Она образует светлохвойные леса и редколесья на равнине и на склонах гор.

Другой широко распространенной древесной породой является кедровый стланик, который в лиственничных лесах и редколесьях встречается в качестве подлеска, а в горах может образовывать более или менее густые заросли. Лиственница и кедровый стланик в своем распространении далеко заходят на север (немногим более 690 с. ш.).

На северной границе распространения лиственничных редколесий в травянистом ярусе растет больше тундровых растений, чем лесных. Это дало возможность А. П. Васьковскому выделить особую зону – тундролесье, или арктолесье, что является особенностью растительности Северо-Востока Азии.

Флористической особенностью области является наличие небольших участков из сибирской ели в нижнем течении р. Ямы. Этот реликтовый участок сохранился с начала четвертичного периода, когда на территории Северо-Востока Азии были распространены темнохвойные леса.

Кроме лиственничных лесов и редколесий, зарослей кедрового стланика, важным компонентом растительного покрова региона являются березняки. Береза шерстистая образует каменноберезняки на Североохотском побережье, в центральных районах области более распространена береза плосколистная.

В поймах рек образуются тополево-чозениевые леса, распределение которых носит ленточный характер. Тополево-чозениевые леса, как и каменноберезняки побережья Охотского моря, являются реликтовыми сообществами, сохранившимися с третичного периода.

На территории области встречаются горные и равнинные тундры. Наибольшие площади занимают горные тундры (предгольцовый пояс). Из равнинных тундр развиты осоко-пушициевые кочкарные тундры.

Болота обычно приурочены к плоским выровненным водоразделам, по широким речным долинам, морским террасам. Болотистые участки можно встретить и на небольших высотах. На территории области встречаются разные виды болот: сфагновые, осоко-сфагновые, осоко-пушициевые, кустарничко-осоковые, ивняково-осоковые и другие.

Луга развиваются на хорошо прогреваемых поймах, морских террасах, горных ложбинах, в озерных котлованах. Луговую растительность составляют более чем сорок видов злаков, осок и разнотравья.

В горах четко выражена вертикальная зональность (схема 2). Сначала идет пояс лиственницы, выше – пояс кедрового стланика, потом – пояс горных тундр и еще выше – пояс каменистых пустынь (гольцовый пояс). В различных районах области верхняя граница лиственницы расположена на разных высотах: в окрестностях г. Магадана – 400 – 500 м, в среднем бассейне Колымы – 1200 – 1300 м, в бассейне Малого Анюя – 200 – 250 м над уровнем моря.

Тема «История ботанических исследований на Северо-Востоке России».

Задачи: познакомить учащихся с исследованием растений на территории Северо-Востока Оборудование: портреты С. Дежнева, В. Атласова, В. Беринга и других исследователей; гербарий (или рисунки, фотографии) растений, носящих их имена.

Основное содержание урока:

1. Русские землепроходцы и мореходы XVI–XVII в. и их роль в изучении растений на территории Северо-Востока России. Начальные этапы научного исследования растений (рассказ учителя) 2. Изучение растений на территории Северо-Востока России в ХIХ в. (рассказ учителя).

3. Ботанические исследования на территории Северо-Востока России в ХХ в. Роль СВКНИИ и ИБПС в изучении флоры и растительности (рассказ учителя).

4. Имена ученых в названии растений (сообщения учащихся).

Информация для учителя Первые сведения о растительности Северо-Востока появляются к середине XVII в. и связаны с началом географических исследований и освоением этой территории России. Первопроходцы (землепроходцы и мореходы) – сибирские казаки – Иван Москвитин, Семен Дежнев, Владимир Атласов и другие сообщали только общие сведения о растительности, например, о том, что преобладающая часть Чукотки занята тундрой и только в долинах рек растут леса. Исключение составляют отчеты В. Атласова о растительности Камчатки, которую изучал в течение двух лет (1697–1699 гг.). Он описывает травы, коренья и стебли, которые можно употреблять в пищу.

Начальные этапы научного исследования растений связаны с организацией двух камчатских экспедиций, вторая их которых получила название Великой Северной экспедиции. Первая длилась с 1725 по 1730 г., вторая – с 1732 по 1743 г. Руководил экспедициями Витус Беринг.

Одним из его помощников был Алексей Ильич Чириков (впоследствии талантливый русский мореплаватель и ученый). Маршрут экспедиций пролегал по суше и рекам до Охотска.

В состав Великой Северной экспедиции вошли известные ученые – академики Иоганн Георг Гмелин и Герард-Фридрих Миллер, Георг Вильгельм Стеллер, Степан Петрович Крашенинников (будущий академик, ботаник, во время экспедиции студент). Г. В. Стеллером был собран гербарий на о. Беринга, на о. Св. Ильи (принадлежит США), Камчатке, а также по дороге из Охотска в Якутск и из Якутска в Иркутск. И. Г. Гмелин исследовал растения Западной и Восточной Сибири. С. П. Крашенинников сначала работает под руководством Гмелина и изучает природу Западной и Восточной Сибири, а затем проводит самостоятельные исследования на Камчатке. Ботанические коллекции самого И. Г. Гмелина и С. П.Крашенинникова послужили основой для издания Гмелиным «Флоры Сибири». Многие растения, описанные в этой книге, распространены и на территории Северо-Востока.

Ботанический материал Г. В. Стеллера был обработан К. Линнеем.

Участник Великой Северной экспедиции Ф. Х. Плениснер, полковник русской службы, был назначен главным командиром Чукотского полуострова и Камчатки. Он совершил плавание по реке Анадырь и составил первое географическое описание этой реки и характера растительности ее долины.

В 1785–1793 гг. на Крайнем Северо-Востоке Азии работает географическая экспедиция И. И. Биллингса и Г. А. Сарычева. В экспедиции ботаником был доктор Карл Мерк. Он собрал большую коллекцию растений центральных районов Колымы, Чукотского полуострова, островов близ побережья. Часть этой коллекции была утеряна, часть хранится в Ботаническом институте им. В. Л. Комарова в г. Санкт-Петербурге.

Описания природы и сборы растений провел в 1792 г. Эрик Лаксман, член-корреспондент Академии наук, путешествуя из Охотска в Гижигу. Сведения о растительности северного побережья Охотского моря поступили в 1781–1782 гг. и от его сына Адама Лаксмана, который служил исправником в Гижигинске.

В XIX в. продолжается изучение растительности северо-восточной части Азии. В 1806 г.

из Иркутска в Гижигинск отправляется ботаническая экспедиция под руководством ботаника Ивана Ивановича Редовского. Им был собран богатейший гербарий наземных растений обследованной территории, а также водорослей Охотского моря, собранных близ Аяна и Охотска.

В 1820–1824 гг. на севере работала географическая экспедиция под руководством Ф. П. Врангеля, в материалах которой отмечается широкое распространение лиственничных, тополево-чозениевых лесов, лесов из березы, ивовых зарослей по долинам рек Колымы, Омолона, Большого и Малого Анюя, а также впервые указывается северная граница распространения лиственничных лесов до 68 0 с. ш.

Из других исследований этого периода можно отметить сборы ценной коллекции растений в районе Большого и Малого Анюя, Колымы Лавинским и Шарыповым (1827 – 1836 гг.); описание растительности низовий Колымы на восток до Чаунской губы, реки Малого Анюя, а также острова Айон священником-миссионенром А. А. Аргентовым (1857 г.); описание лесной растительности Охотского побережья натуралистом И. Булычовым (1856 г.). И. Булычову принадлежит первое упоминание о произрастании ели в долине р. Ямы. В 1893 г. была опубликована работа Г. Дьячкова «Рукопись жителя села Маркова на р. Анадырь», в которой, помимо описания местных растений, приведены результаты фенологических наблюдений за некоторыми кустарниками и травами, указаны наиболее распространенные лекарственные растения.

Из полученных в дореволюционный период сведений к началу XX в. сложилось общее представление о растительности Северо-Востока, были описаны наиболее распространенные растения этого региона.

После установления советской власти в связи с освоением Северо-Востока России изучение растительности получает более широкий размах и проводится в рамках экспедиций, организованных различными государственными учреждениями, институтами и обществами. По заданиям акционерного Камчатского общества, Дальстроя, Народного комиссариата земледелия РСФСР, Государственного землеустроительного треста в 30-е гг. ХХ в.

была обследована значительная территория Колымы и Чукотки в целях изучения расти- тельности. В это же время начаты лесоучетные работы (включая аэротаксацию, проведенную в 1950–1952 гг.), организованы лесничества (затем реорганизованы в лесхозы), которые сыграли определенную роль в изучении растительности лесов. В конце 60-х гг.

материалы по лесоустройству были обобщены Г. Ф. Стариковым и П. Н. Дьяконовым. Нельзя не упомянуть московского ботаника Г. Э. Гроссета, находившегося в заключении на территории Магаданской области и после освобождения продолжавшего изучать адаптационные свойства кедрового стланика.

Развернувшиеся в 30-е гг. ХХ в. работы по земле- и лесоустройству продолжались до середины 60-х гг. и позволили получить значительную информацию о видовом составе растений и распределении растительности на территории Северо-Востока России.

С конца 50-х гг. большую роль в изучении растительного мира Колымы и Чукотки сыграли ученые Ботанического института АН СССР (Б. Н. Тихомиров, Б. А. Юрцев, В. В. Петровский, Ю. П.

Кожевников). На территории Северо-Востока работала и экспедиция Главного ботанического сада АН СССР (1967–1969 гг.).

С начала 80-х гг., кроме флористических исследований, начали проводить изучение структуры растительного покрова и его продуктивности.

Современная история изучения растительности на Северо-Востоке связана с Институтом биологических проблем Севера, который был организован в 1972 г. на базе лаборатории биологических проблем Севера СВКНИИ (лаборатория была организована в 1968 г.). Изучением флоры и растительности занимаются две лаборатории: ботаники и геоботаники. Благодаря деятельности сотрудников этих лабораторий был составлен общий список видов растений Магаданской области и список редких растений, изучаются растительные сообщества. Большую роль в изучении растительности сыграл геолог А. П. Васьковский, который исследовал ареалы основных для Северо-Востока деревьев и кустарников-ценообразователей, установил фенологические даты для многих диких и культурных растений.

Многие виды растений названы в честь людей, вложивших большой труд в изучение природы северо-восточной оконечности России, в том числе и ее растительности. Они могли не иметь никакого отношения к ботанике, их нога могла не ступать на землю Колымы и Чукотки, но благодаря им проводились исследования, обрабатывались многочисленные коллекции, собранные путешественниками на этой территории. Среди таких растений можно отметить лиственницу Каяндера, березу Миддендорфа, вейник и колокольчик Лангсдорфа, спирею Стевена, дудник и нордосмию Гмелина, клайтонию Эшшольца, камнеломку Редовского, камнеломку Мерка, камнеломку Стеллера.

Тема «Приспособленность растений к факторам неживой природы. Сезонные явления в жизни растений».

Задачи: изучить приспособительные особенности растений к факторам неживой природы, выявить их особенности и значение для растений.

Оборудование: гербарий или карточки с изображением растений с разными приспособительными признаками, таблица «Жизненные формы растений».

Опорные понятия: среда обитания, экологические факторы, приспособленность, сезонные явления в жизни растений, фенология, жизненная форма.

Новые понятия: растения-подушки, стланик, стланички, шпалеры, куртина, дерновина.

Основное содержание урока:

1. Основные абиотические факторы и их характеристика (беседа с учащимися, составление схемы или таблицы).

2. Влияние абиотических факторов на растения (беседа с учащимися).

24 3. Практическая работа «Приспособленность растений к среде обитания».

4. Морфологические и экологические приспособления растений к суровым условиям Севера (обсуждение результатов практической работы, составление таблицы).

5. Особенности жизнедеятельности растений в условиях Северо-Востока России (рассказ учителя с элементами беседы).

6. Сезонные явления в жизни растений. Фенологические наблюдения (беседа с учащимися).

Информация для учителя Природные условия Севера, экстремальность отдельных факторов среды (температура, недостаток влаги (физиологическая сухость), световые условия, ветер, многолетняя мерзлота и другие) отразились на особенностях внешнего строения и жизнедеятельности растений.

Приспособленность к температурным условиям Для северных растений характерны низкорослость, мелкие размеры вегетативных органов. (Эти признаки северных растений, с одной стороны, являются результатом влияния низкой температуры, слабого минерального питания, в какой-то степени недостатка воды, с другой – представляют собой результат приспособления к тем же условиям.) Эта черта характерна не только для травянистых растений, но и для кустарников и деревьев. Высота трав в среднем – 10–15 см, кустарничков –до 10 см, кустарников – 0,5–1 м. В летнее время температура поверхности почвы и приземного слоя воздуха заметно выше, чем на высоте, и поэтому у поверхности почвы создаются более благоприятные условия для роста и развития растений. Зимой низкорослые растения даже на открытых местах при неглубоком снеговом покрове покрыты снегом, что помогает им укрыться от холода.

Многие растения образуют подушки, куртины, дерновины, стелющиеся (стланиковые, стланичковые, шпалерные), розеточные жизненные формы (схема 3). Растения как бы прижимаются к поверхности почвы. Подушки многих растений погружены в почву, а растения со стелющимися побегами в моховый покров. Кроме того, внутри подушек, куртин и дерновин температура выше, чем температура окружающего воздуха. Это имеет большое значение для перенесения суровых зимних условий, так как оберегает зимующие цветочные и вегетативные почки от вымерзания. В куртинах, подушках и дерновинах благодаря отмершим частям растений лучше задерживается снег. Весной эти растения раньше других начинают расти. Чем суровее условия, тем выше доля таких растений. (Растения-подушки – растения, имеющие стержневой корень и укороченные побеги, обильно ветвящиеся и тесно расположенные. Дернина – совокупность дочерних побегов, развивающихся из почек нижней части побега материнского растения, рыхло или плотно прижатых к нему, формирующих рыхлый или плотный «куст». Куртина – система надземных побегов, сформированная ветвящимся корневищем.

Стланики – стелющиеся формы деревьев, шпалеры – стелющиеся формы кустарников и кустарничков или только кустарников, стланички – стелющиеся формы кустарничков. Для стелющихся древесных растений была предложена и следующая серия терминов, соответствующих дереву – кустарнику – кустарничку: стланец – стланик – стланичек.) Из внешних приспособлений можно отметить опушение различной степени и характера, имеющееся у растений на различных органах. Оно препятствует тепловому излучению и повышает температуру опушенных органов, особенно в солнечные дни. Опушены крупки, полыни, мытники, прострелы, дриады и многие другие растения. Например, у прострела все растение как бы закутано в чехол из мягких волосков. Они расположены на стебле, листьях и снаружи лепестков. У березы шерстистой опушены листья, побеги, почки; у крестовника ложноарникового – стебли, листья и корзинки.

Листья и стебли многих растений имеют темную (чаще фиолетово-лиловую) окраску листьев и стеблей (особенно молодых), которая способствует поглощению тепла. Молодые побеги многих ив (скальной, чозении) окрашены в красный цвет.

Еще одним интересным приспособлением для поглощения тепла является параболическая форма раскрытого цветка у некоторых растений, например, у дриады. Температура в фокусе этого «параболического зеркала», где располагаются тычинки и пестик, на 8– градусов выше температуры окружающего воздуха. Арктические маки и лютики благодаря глянцевым, вогнутым лепесткам тоже собирают солнечные лучи к центру цветка.

Приспособленность к недостатку влаги У многих растений, обитающих в условиях Севера, имеются приспособления к уменьшению испарения воды. Это связано с так называемой физиологической сухостью. Вода в почве имеет низкую температуру и плохо всасывается корнями растений, в то время как в теплом приземном слое имеются все условия для энергичного испарения (существуют и другие объяснения ксероморфности растений: теория азотной недостаточности, теория переживания физической сухости).

Листья многих растений мелкие, поэтому испаряющая поверхность невелика, часто покрыты восковым налетом, жесткие, опушенные, у некоторых растений края листьев завернуты вовнутрь.

Уменьшению испарения способствует и глянцевая поверхность листьев, которая отражает солнечные лучи, предохраняя растение от перегрева. Подушковидная, дерновинная и куртинная формы способствуют уменьшению испарения воды, а также ее поглощению, действуя наподобие Растения не только экономят воду, но и имеют приспособления для улучшения водоснабжения: разветвленную корневую систему и высокую сосущую силу (разница между осмотическим и тургорным давлением) клеток корней.

Приспособленность к вечной мерзлоте Практически на всей территории Северо-Востока России распространена вечная мерзлота. Почва летом оттаивает на небольшую глубину – не более 1–2 м, чаще меньше. Оттаивание идет медленно, и это одна из причин низкой температуры воды. Корни растений располагаются на небольшой глубине и разрастаются в горизонтальном направлении.

Много корневищных растений.

Приспособленность к ветровому режиму В летнее время ветер усиливает испарение, в зимнее – оказывает главным образом механическое воздействия (одна из причин низкорослости растений, приобретения растениями стелющихся форм), выдувает снег. У лиственниц, растущих на побережье, формируется флагообразная крона.

Приспособленность к световому режиму В условиях Севера растения развиваются в условиях особого светового режима. Почти круглосуточное освещение на протяжении «полярного лета» дает возможность растениям за короткий вегетационный период получить не меньше света, чем в средних широтах. Характерны длиннодневные растения.

Жизнедеятельность растений на Севере Для растений Севера характерна активизация сезонного развития. Прежде всего это обусловлено их способностью фотосинтезировать на протяжении светлого времени суток (независимо от его продолжительности, в том числе и круглосуточно), при слабой освещенности и низких температурах. Многие лишайники (стереуколон альпийский, кладония лосерогая, цетрария снежная и другие) могут фотосинтезировать при температурах до –24 0С, при наивысшей интенсивности фотосинтеза в интервале от +5 до +10 0С. У мхов в зависимости от вида оптимальная температура фотосинтеза составляет от +3 до +15 0С. Цветковые растения также могут образовывать органические вещества при минусовых температурах. Поэтому для многих из них характерно раннее начало роста побегов, задолго до того, как среднесуточная температура воздуха достигнет 0 0С.

Кроме того, в подушках, куртинах, дерновинах температура внутри выше (от 0 до плюсовой температуры), чем в окружающем их воздухе: это тоже дает им возможность начинать развитие при минусовой температуре. Многие растения начинают развиваться под снегом, в так называемых снежных парничках. Быстрое начало роста весной возможно и благодаря следующим особенностям: 1) побеги будущего года в почках возобновления формируются предыдущей осенью; 2) запасание питательных веществ в подземных органах растений, главным образом в корневищах; 3) наличие у ряда растений листьев (зимнезеленые и вечнозеленые), перезимовавших в зеленом состоянии, которые сразу после схода снега могут фотосинтезировать, а у однодольных растений зелеными могут зимовать основания листьев, которые весной отрастают и выдвигаются из-под снежного покрова.

Перечисленные особенности определяют наличие во флоре северных территорий в основном многолетних растений.

Характеризуя размножение покрытосеменных растений, необходимо отметить широкое распространение среди северных видов вегетативного размножения, а также расширение способов опыления у одних и тех же видов.

Во многих случаях органами вегетативного размножения служат корневище и луковицы. С помощью усов размножаются лютик ползучий и камнеломка усатая. У сердечника лугового легко опадают листочки прикорневых листьев, которые укореняются и дают начало новым растениям.

Среди северных видов растений встречаются живородящие виды – многие злаки рода мятлик, горец живородящий, камнеломка листочковая. У горца живородящего в основании соцветия образуются клубнепочки, или луковички; у камнеломки листочковой – вегетативные почки.

Во флоре Северо-Востока России встречаются как насекомоопыляемые, так и ветроопыляемые (среди цветковых растений примерно 30%) растения. Большое значение имеет самоопыление.

Цветки северных растений, несмотря на небольшие размеры, выглядят относительно крупными на фоне небольших листьев и побегов, что, несомненно, привлекает насекомыхопылителей (в основном шмелей и мух). Кроме того, многие насекомоопыляемые растения имеют соцветия.

Протеканию перекрестного опыления способствует увеличение длительности функционирования цветков (соцветий), которое составляет не менее 4–5 суток при благоприятной погоде и до 8–10 дней в плохих погодных условиях (дождь, понижение температуры). Это позволяет растениям компенсировать часто неблагоприятные для опыления факторы среды, в том числе и низкую активность насекомых при низких температурах и осадках.

Как приспособление к размножению в экстремальных условиях наряду с перекрестным опылением у многих растений встречается самоопыление. Это резервный способ опыления – при малом количестве опылителей и неблагоприятных условиях растение все же образует плоды и семена.

Некоторые растения выработали способность к различным формам опыления. Насекомоопыляемые начинают опыляться ветром (филлодоце, иван-чай узколистный), ветроопыляемые (злаки и полыни) – насекомыми. У мытников головчатого и Эдера может происходить самоопыление и перекрестное опыление как с помощью насекомых, так и ветра. В случае, если опыления насекомыми не произошло, у отдельных цветков отрастает столбик и рыльце пестика, а также тычинки, которые высовываются из венчика и начинают пылить.

Еще одной особенностью, связанной с размножением и характерной для стелющихся растений (кассиопея плауновидная, линнея северная), является наличие у них длинных прямостоячих цветоножек, выносящих цветок, а затем плоды и семена повыше от земли. Это способствует распространению плодов и семян с помощью ветра.

Суровые климатические условия Северо-Востока России обуславливают иную продолжительность сезонов года, чем это характерно, например, для европейской части России, а значит, и иные сроки наступления тех или иных сезонных явлений.

При продвижении на север от берегов Охотского моря в глубь континента и далее к побережью морей Северного Ледовитого океана продолжительность теплых сезонов года сокращается, а холодного – увеличивается. Из этого следует, что понятия «весна», «лето», «осень», Времена года Переход среднесуточных температур через 15°С может быть принят в качестве показателя только для центральных районов Северо-Востока России. Для Охотоморья и прибрежных районов других морей Северо-Востока переход через 15°С вообще не наблюдается. Поэтому за показатель наступления лета может быть взята расчетная дата, соответствующая дню, в котором среднесуточная температура достигает 70% средней июльской температуры, а продолжительность лета составляет 60% продолжительности вегетационного периода.

Характерной особенностью развития растений на Северо-Востоке является прохождение одних и тех же фенологических фаз при меньших температурах и меньшем количестве тепла, чем это наблюдается в более теплых частях Евразии.

Общий ход развития растений (на примере начала цветения и плодоношения некоторых растений) представлен в таблице 9. (Эти сезонные явления не связаны с конкретными календарными датами. Указаны средние сроки наступления сезонных явлений. Наиболее ранние и поздние сроки отличаются от средних примерно на 7 – 10 дней.) Тема «Многообразие растений, грибов и лишайников тундры».

Задачи: познакомить учащихся с многообразием растений тундры, их строением, биологическими особенностями, значением в жизни природы и человека; продолжить формирование умений определять и распознавать растения.

Оборудование: гербарий растений, таблицы с изображением растений, грибов, лишайников тундры, коллекция лишайников.

Опорные понятия: покрытосеменные растения; мхи; накипные, листоватые, кустистые лишайники; грибы; симбиоз.

Основное содержание урока:

1. Распространение тундр на территории Магаданской области (беседа с учащимися).

2. Основные представители растений тундры, их биологические особенности (практическая работа, обсуждение результатов практической работы, заполнение таблицы «Характеристика растительных сообществ», рассказ учителя).

3. Значение растений тундры в жизни природы и человека (беседа с учащимися).

Информация для учителя (Многообразие растений, грибов и лишайников, состав и структура некоторых типов растительных сообществ приведены в приложении 2.) На территории области встречаются горные и равнинные тундры. Горные тундры являются более распространенным типом растительности по сравнению с равнинными тундрами. Они расположены на высотах свыше 400–450 м вблизи побережья и свыше 1000 м – в континентальных районах. Выше этих высот расположены каменистые пустыни. Равнинные тундры встречаются в основном на побережье Охотского моря и по долинам рек.

Наиболее распространенными растениями горной тундры являются лишайники (приложение 14). Однако в зависимости от высоты, экспозиции склона (северный или южный) и других особенностей в тундре растут и другие растения: мхи, кустарнички и травы (приложение 11). Они определяют разнообразие горных тундр.

Из лишайников в горных тундрах встречаются представители родов кладина, кладония, цетрария, алектория, стереокаулон и другие, а также дактилина арктическая и тамнолия червеобразная. Они относятся к кустистым и листоватым лишайникам. Многие из них являются пищей домашнего и дикого северных оленей, снежного барана, некоторых видов мышевидных грызунов. Некоторые птицы, например куропатки, выстилают гнезда лишайниками, а лемминги иногда делают из лишайников гнезда. Куртинки и подушки лишайников могут быть местом обитания мелких беспозвоночных животных, например клещей, ногохвосток.

Из накипных лишайников интересен ризокарпон географический, который относится к кальцефобным видам, живущим на кремнеземных породах, и по некоторым сведениям может доживать до 2 тысяч лет. Именно накипные лишайники первыми заселяют каменистые субстраты и подготавливают почву для других растений.

Интересен симбиоз высокогорных остролодок (например, остролодки чукчей) с лишайником цетрарией исландской. Их листовые розетки обрастают черные кружева этого лишайника, рыхлое слоевище которого защищает остролодку от ветра и дает дополнительный обогрев.

Мхи в горных тундрах представлены юнгерманниевыми (птилидиум реснитчатый), зелеными (дрепаноклад крючковатый, гилокомиум блестящий, политрих волосконосный, дикран скрученный, ракомитриум шерстистый, аулакомниум вздутый, ритидий морщинистый) и гипновыми (гипн кипарисовый) мхами.

Из цветковых растений необходимо отметить березу тощую, арктоус альпийский, дриады: точечную и восьмилепестную, диапенсию обратнояйцевидную, луазелеурию лежачую, кассиопею вересковидную, рододендрон камчатский (характеристику растений семейства вересковых см. в приложении 3).

Береза тощая, или ерник Кустарник или кустарничек со стелющимися или приподнимающимися ветвями, сероватой корой. Листья на коротких черешках, мелкие, округлые, кожистые, сверху темно-зеленые, снизу – светлее. Молодые ветви и листья покрыты железками. Плодущие сережки торчащие, на ножках, зеленые, позднее буреющие. Плод – орешек рыжеватого цвета. Береза тощая широко распространена в области, встречается не только в тундре, но и в лиственничниках, зарослях кедрового стланика и ольховника, по окраинам болот.

Дриада точечная (семейство розоцветных) Может служить эмблемой Севера, так как является одним из самых обычных тундровых растений. Небольшой вечнозеленый приземистый кустарничек со стелющимися ветвистыми корневищами. Листья продолговатые, по форме напоминающие листья дуба, морщинистые, плотные, кожистые, липкие. Сверху они имеют темно-зеленую окраску, снизу – беловатую из-за густого опушения серебристыми волосками. Цветки одиночные, с двойным околоцветником, на длинных (до 10 см) цветоносах. Чашечка густоопушенная из 6–10 чашелистиков, лепестки крупные, белого цвета в количестве чашелистиков и в 1,5–2 раза длиннее. Тычинок и пестиков много. Плод – многоорешек, плодики с длинным перистоволосистым столбиком.

Дриаду называют куропаточьей травой. Ее листья охотно поедают куропатки.

Диапенсия обратнояйцевидная (семейство диапенсиевых) Приземистый вечнозеленый кустарничек, часто образующий подушки. Листья мелкие, обратнояйцевидные, жесткие, плотно прилегающие друг к другу, краснеющие после цветения. Цветки одиночные; околоцветник двойной, 5-членный; венчик колокольчатый, раздельный почти до середины, лепестки белые; тычинок пять, ярко-желтых, приросших к лепесткам; пестик один с головчатым трехлопастным рыльцем. После цветения завязи краснеют и смотрятся издали как цветы. Плод коробочка.

В горных тундрах встречаются белый гриб (формы: арктический со светло-бурой, желтоватой шляпкой и поздний с буро-коричневой), подосиновик арктоусный (шляпка краснобурая).

Равнинные тундры представлены осоко-пушициевыми тундрами. Доминантными видами данных сообществ являются осока блестящая и пушица влагалищная.

Пушица влагалищная (семейство осоковых) Многолетнее растение крупнодерновинное, часто образует кочки. Стебли многочисленные, тонкие, тупотрехгранные, высотой 30–80 см. Прикорневые листья узкие, короче стеблей. Соцветие колос. Околоцветник простой, состоит из многочисленных белых волосков. Цветет в начале мая – самое раннецветущее растение. После цветения волоски удлиняются, и колос приобретает вид пушистых шаровидных или эллиптических головок, называемых пуховками. Пуховки состоят из многочисленных семян с прикрепленными к ним волосками околоцветника (семена – летучки). Заросли пушицы от этого приобретают снежно-белый вид. Плоды – орешки узко-обратнояйцевидные, желтовато-бурые или бурые, созревают в конце июня – начале июля. Пух пушицы собирали, набивали им матрасы, подушки. Использовали для добывания огня. Кормовое растение для северных оленей.

Осока блестящая (семейство осоковых) Многолетнее растение высотой 10–40 см, обычно образует кочки. Стебли тонкие, трехгранные, жесткие, шероховатые. Листья 1,5–3 мм шириной, серовато-зеленые, полужелобчатые. Верхний тычиночный колосок – толстоватый, сидячий или на короткой ножке, пестичные колоски в количестве 3–4 расположены у основания тычиночного. Мужской колосок – простой, женский – сложный. Женские цветки заключены в мешочки. Мешочки вверху черно-бурые, книзу светло-желтые. Они защищают завязь и развивающийся плод от неблагоприятных условий.

Тема «Многообразие растений, грибов и лишайников лиственничных лесов и редколесий».

Задачи: познакомить учащихся с многообразием растений лиственничных лесов, их строением, биологическими особенностями, значением в жизни природы и человека; продолжить формирование умений определять и распознавать растения.

Оборудование: гербарий растений; таблицы с изображением растений, грибов, лишайников лиственничных лесов; коллекция лишайников.

Опорные понятия: голосеменные растения, покрытосеменные растения, мхи, лишайники, грибы.

Основное содержание урока:

1. Распространение лиственничных лесов и редколесий на территории Магаданской области (беседа с учащимися).

2. Лиственница Каяндера, ее строение и биологические особенности.

3. Основные представители растений лиственничных лесов и редколесий, их биологические особенности (практическая работа, обсуждение результатов практической работы, беседа с учащимися, рассказ учителя).

4. Значение растений в жизни природы и человека (беседа с учащимися).

Информация для учителя Лиственница Каяндера Лиственничные леса и редколесья расположены по горным склонам, заболоченным равнинам (редколесья), в долинах рек (леса). Основная лесообразующая порода – лиственница Каяндера. Это самое светолюбивое, относительно медленно растущее дерево, обладающее поразительной морозостойкостью. Высота до 35 м. В высокогорных местах имеет кустарниковую или стланиковую формы. Не требовательна к почве. Ветроустойчива.

Корневая система развивается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.

В зависимости от условий произрастания наряду с обычной формой с прямостоячим стволом встречаются лиственницы с изогнутыми вершинами, кривыми стволами, флагообразной и «подстриженной» верхушечной кроной, а также лиственницы «в юбках».

Годичные побеги бледно-желтые с беловатым налетом. Кора молодых лиственниц серого цвета, шелушащаяся; старых – толстая, серо-коричневая, иногда красноватая, с глубокими продольными трещинами. Почки желто-бурые, блестящие. Хвоя светло-зеленая, 1,5 – 3 см длиной; на укороченных побегах – в пучках по 12–20–50 хвоинок; на удлиненных – поодиночке. Однодомные. Мужские колоски – желтоватые, женские – красные, реже зеленые. Зрелые шишки 1,6–2 см длины, округлые или овальные. Состоят из 10–25 глянцевых голых плосковатых чешуй с выемкой на их вершине (или без нее). В зрелом состоянии чешуи отклоняются под углом 50–900. Семя 3–4 мм длиной с косоязычным крылом длиной 1–1,2 см.

Фенологические фазы: начало зеленения – конец мая – начало июня; полное раскрытие хвои – первая декада июня; начало цветения – конец мая – начало июня; полное зацветание – первая декада июня; созревание шишек – начало сентября; высыпание семян – сентябрь – декабрь (при влажной погоде); опадение хвои – первые числа октября.

Лиственница используется в строительстве. Особенно широко ее применяли аборигены, а также пришлое население в период освоения Северо-Востока. Древесина ее твердая, тяжелая (тонет в воде), устойчива к гниению и грибковым заболеваниям. Дома из лиственницы прочные и могут стоять столетия. Высока теплотворная способность лиственницы. В коре содержатся танины, поэтому экстракт из нее используется как дубильное средство, окрашивающее кожу в желтые и коричневые тона. Лиственница является источником получения живицы. Хвоя – ценное сырье, содержащее большое количество витамина С. Отвары и настойки из нее служат с давних пор хорошим противоцинготным средством.

В лиственничных лесах и редколесьях встречаются кедровый стланик, береза Миддендорфа, береза тощая, ольховник кустарниковый, различные виды ив, кустарнички (шикша, брусника, голубика, багульник стелющийся, различные виды рододендронов, кассиопея четырехгранная и другие), а также травы, число видов которых увеличивается от горных лиственничников и редколесий к равнинным, мхи и лишайники (приложение 12).

Береза Миддендорфа Береза Миддендорфа – крупный кустарник, достигающий высоты 3–3,5 м. К почвам неприхотлива. Корневая система поверхностная, проникает в почву на 10–20 см. Образует корневую поросль, за счет которой может быстро разрастаться на гарях и вырубках. Молодые ветви вишнево-бурого цвета, железистые и коротко опушенные, впоследствии голые.

Кора старых ветвей шелушащаяся, а цвет от красно-бурого до темно-зелено-серого. Листья овальные, почти круглые, края тупогородчатые. Молодые листья с рассеянными волосками, потом голые. В конце августа листья березы желтеют и краснеют.

Соцветия – цилиндрические сережки. Цветет одновременно с распусканием листьев.

Плодоносит ежегодно, обильно. Плод – орешек, от желтовато-рыжего до бурого цвета.

Ольховник кустарниковый (семейство березовых) Кустарник, реже деревцо до 8 м высотой. Кора темно-серая. Корневая система хорошо развита. Листовые почки сидячие; листья широкояйцевидные с острой верхушкой, с округлым, реже с тупоугольным основанием, немного неравнобокие, по краю мелкозубчатые, сверху темно-зеленые, голые, снизу более светлые, опушены рыжеватыми волосками по жилкам.

Цветет одновременно с распусканием листьев. Соцветия – сережки: тычиночные длиной 3–6 см, цилиндрические; пестичные – овальные, длиной 7–20 мм. Однодомное, ветроопыляемое растение. Плоды – орешки с крылышками в шишковидных соплодиях темно-коричневого цвета – созревают в конце августа – начале сентября и остаются на ветвях в течение зимы и на следующий год. Листопад заканчивается с наступлением морозов.

Корни имеют клубеньки с азотфиксирующими грибами – актиномицетами. Листья тоже содержат много азота, поэтому при их разложении почва обогащается. Имеет большое водоохранное и почвозащитное значение.

Из грибов многочисленны маслята (особенно масленок лиственничный), которые могут быть связаны не столько с лиственницей, сколько с кедровым стлаником, растущим в качестве подлеска; решетники (олений гриб), сыроежки, моховик зеленый.

В лиственничных лесах много трутовиков, которые растут главным образом на сухостойных стволах, валеже, пнях и редко на живых, обычно старых, отмирающих деревьях. Большинство трутовиков – многолетние грибы, плодовые тела которых имеют обычно копытообразную плоскую или полуокруглую форму. Они часто твердые, крупные и яркоокрашенные. На нижней стороне плодового тела расположены трубочки, в которых образуются споры. Слои трубочек нарастают ежегодно и по их количеству можно узнать возраст плодового тела. Трутовики могут поселяться не только на стволах деревьев, но и на их корнях. Заражение дерева трутовиками происходит через механические повреждения, морозобойные трещины, ожоги. Мицелий гриба разрастается в тканях дерева и вызывает гниль древесины или корней.

Трутовики, растущие на живых деревьях, являются паразитами (лиственничная губка, корневая губка, трутовик окаймленный, редко встречающийся трутовик серно-желтый и другие виды).

При отмирании дерева они становятся ксилотрофами, то есть способствуют разложению древесины наравне с теми видами трутовиков, которые поселяются только на мертвой древесине.

Лиственничная губка Плодовое тело многолетнее, копытообразное, с возрастом почти цилиндрическое, массивное, длиной до 60 см и шириной до 20 см, с беловатой или желтоватой тканью. Поверхность плодового тела шероховатая, часто бугорчатая, покрыта тонкой, твердой, сильно растрескивающейся коркой; края тупые, закругленные; ткань мягковатая, со временем твердеет и делается рыхлой и крошащейся, горькая на вкус, с запахом муки. Применяется как слабительное и кровоостанавливающее средство, иногда как мыло.

Трутовик окаймленный Плодовое тело многолетнее, разнообразной величины и формы: копытообразные, плосковатые, с распростертым основанием. Поверхность неровная, бугорчатая, с хорошо выраженными полукруглыми параллельными друг другу бороздами. Края слегка вздутые и чуть завернуты вниз. Они более светлые, чем основная окраска гриба, что создает впечатление каймы. Окраска яркая, от светло-желтой до красно-бордовой.

Трутовик серно-желтый Плодовое тело однолетнее, сидячее или на короткой ножке. Его форма веерообразная, поверхность – от волнистой до радиально-складчатой, с мучнистым налетом. Края слегка подогнуты. Окраска оранжево-красная. Ткань бледно-желтая с грибным запахом. В молодом возрасте съедобны, когда имеют мягкую консистенцию.

Трутовик Швейница Плодовое тело однолетнее, мягкое, с возрастом твердеет и становится хрупким. Форма воронковидная или плоская, часто в виде сросшихся шляпок, с короткой толстой ножкой.

Поверхность от желтовато-бурой до темно-бурой, бархатистая. Плодовые тела образует у основания стволов и на корнях.

Корневая губка Плодовое тело многолетнее, разнообразной формы, тонкое, распростертое, покрыто темной коркой. Поверхность матовая, темно-коричневая, морщинистая. Плодовые тела образуются на выступающих из почвы корнях, в нижней части стволов. Вызывает пеструю гниль.

Тема «Лиственничный лес как растительное сообщество».

Задачи: расширить и закрепить знания учащихся о строении растительных сообществ.

Оборудование: гербарий растений, таблицы с изображением растений, грибов, лишайников лиственничных лесов, коллекция лишайников.

Опорные понятия: растительность, растительное сообщество, ярус.

Основное содержание урока:

1. Ярусное строение лесов (беседа с учащимися).

2. Структура лиственничных лесов и их разнообразие (беседа с учащимися, заполнение таблицы «Характеристика растительных сообществ»).

3. Взаимовлияние растений, грибов и микроорганизмов в лиственничном лесу (беседа с учащимися).

Информация для учителя В лесных растительных сообществах выделяют древесный (древостой), кустарниковый (подлесок), травяно-кустарничковый и мохово-лишайниковый ярусы. В состав древостоя может входить несколько древесных пород. В этом случае он может состоять из нескольких подъярусов (в условиях умеренной зоны двух-трех), отличающихся по высоте деревьев. В школьных учебниках они обычно также называются ярусами. Травяно-кустарниковый и мохово-лишайниковый ярусы составляют напочвенный покров.

Разнообразие лиственничных лесов определяется доминирующими видами подлеска и напочвенного покрова. Большинство типов лиственничных лесов имеют трехъярусную структуру. Первый ярус представлен лиственницей. Второй ярус – кустарниковый. В горных лиственничниках он чаще всего представлен березой Миддендорфа, кедровым стлаником, ольховником и некоторыми другими видами кустарников. На равнинах во втором ярусе могут присутствовать различные виды шиповника, смородины, спирей, рябин. Третий ярус – напочвенный, в зависимости от условий произрастания может быть различным. В горных лиственничниках он представлен кустарничками (шикшей, брусникой, голубикой, багульником стелющимся и другими), мхами, лишайниками. На равнинах, кроме перечисленных растений, могут встречаться вейник Лангсдорфа и другие злаки, а также разнотравье.

В лиственничных лесах между растениями, грибами, лишайниками складываются определенные взаимосвязи. О средообразующей роли лиственницы, кедрового стланика, мхов и лишайников было сказано выше. Там же говорилось и о симбиотических связях между растениями и грибами.

Урок Тема «Заросли кедрового стланика как растительное сообщество».

Задачи: познакомить учащихся с растениями зарослей кедрового стланика, их строением, биологическими особенностями, значением в жизни природы и человека; продолжить формирование умений определять и распознавать растения.

Оборудование: гербарий растений, таблицы с изображением растений, грибов, лишайников зарослей кедрового стланика, коллекция лишайников.

Опорные понятия: голосеменные растения, покрытосеменные растения, мхи, лишайники, грибы, растительность, растительное сообщество.

Основное содержание урока:

1. Распространение кедрового стланика на территории Магаданской области (беседа с учащимися).

2. Основные представители растений в зарослях кедрового стланика, их биологические особенности (беседа с учащимися, рассказ учителя, заполнение таблицы «Характеристика растительных сообществ»).

3. Кедровый стланик, его строение и биологические особенности (самостоятельная работа, обсуждение самостоятельной работы, рассказ учителя, сообщения учащихся).

4. Значение кедрового стланика (сообщение учащегося).

Информация для учителя Кедровый стланик Кедровый стланик – вторая по распространенности в области древесная порода. Он образует самостоятельные растительные сообщества или входит в качестве подлеска в различные типы лесов.

Кедровый стланик – вечнозеленый хвойный кустарник или деревце высотой до 5–7 м. Представлен двумя формами: чашеобразной и стелющейся. Он морозостоек, нетребователен к почве, неприхотлив к влажности и растет на каменистых и щебнистых склонах гор, около гольцов, на заболоченных участках. Образует труднопроходимые заросли благодаря изогнутым и переплетающимся между собой ветвям, которые могут иметь длину более 6 м. Часть ветвей лежит на земле и скрыта мхами и лишайниками. Кедровый стланик обладает способностью на зиму пригибать свои ветви к почве, где они укрываются снегом и благополучно зимуют под снежной защитой. Весной ветви стланика приподнимаются, и растение принимает обычное положение. Г. Е. Гроссет установил, что причина движения ветвей – замерзание воды. При замерзании воды образуется лед, который занимает больший объем, изгиб направлен в ту сторону, где воды меньше. В древесине вода имеется как в клетках, так и в полостях между ними. В более рыхлой древесине воды больше. У ветвей кедрового стланика более рыхлая древесина с верхней (от почвы) стороны. Замерзла вода, увеличилась в объеме верхняя сторона ветви (в месте прикрепления к стволику) – ветвь пригнулась, оттаяла – выпрямилась.

Кедровый стланик имеет густо переплетенную поверхностную корневую систему на почвах с близким залеганием вечной мерзлоты или каменистых почвах и довольно глубокую на хороших почвах. Может образовывать придаточные корни. Благодаря такой корневой системе кедровый стланик является одной из лучших почвоукрепляющих древесных Кедровый стланик из-за сильной смолистости древесины легко горит и при пожарах погибает. Восстановление его на пожарищах идет крайне медленно, несколько десятков лет. На каменистых склонах наблюдаются эрозионные процессы, приводящие к полной потере почвенного слоя. Задержка восстановления кедрового стланика на гарях связана еще и с тем, что основные распространители его семян (кедровка, щур и бурундук) после его гибели покидают эти места.

Кора темно-серая, почти гладкая. Почки цилиндрические, острые, смолистые, красноватые. Хвоя темно-зеленая, узкая, до 7 см длиной, трехгранная, расположена в пучках по на сильно укороченных побегах, держится на ветвях 2–3 года.

Однодомные. Мужские шишки развиваются у основания молодых удлиненных побегов, красноватого цвета. Женские шишки развиваются по 2 – 4 на концах удлиненных побегов, овальные, до 4 см длиной. Молодые – фиолетово-пурпурные, на следующий год (весной) приобретают зеленую окраску. Созревшие шишки – светло-бурые, блестящие. Зрелые шишки не раскрываются. Семена – трехгранные орешки – выталкиваются из шишки при сжатии чешуй.

Плодоносить начинает в возрасте с 20–25 лет, в плохих условиях роста – позже. Плодоносит обычно ежегодно, но урожайные годы наступают через 2–3 года. В распространении семян главную роль играют кедровки, щуры, а также бурундук. Некоторую роль в расселении стланика играют соболь, белка, медведь и другие животные, для которых заросли кедрового стланика служат хорошей кормовой базой. Разносу шишек и семян способствуют водные потоки.

36 Кедровый стланик – источник ценного пищевого продукта (орехов), из которого можно получить кедровое масло. Содержание его достигает 30%.

Хвоя кедрового стланика содержит много витамина С и используется как противоцинготное средство.

Кедровостланиковые заросли как растительное сообщество имеют двухъярусное строение: ярус кедрового стланика с примесью ольховника и березы Миддендорфа и напочвенный покров, который чаще всего состоит из кустарничков семейства вересковых, мхов и лишайников. В зарослях кедрового стланика много грибов.

Урок Тема «Многообразие растений, грибов и лишайников тополево-чозениевых лесов».

Задачи: познакомить учащихся с многообразием растений тополево-чозениевых лесов, их строением, биологическими особенностями, значением в жизни природы и человека;

продолжить формирование умений определять и распознавать растения.

Оборудование: гербарий растений, таблицы с изображением растений, грибов тополево-чозениевых лесов.

Опорные понятия: покрытосеменные растения, мхи, лишайники, грибы.

Основное содержание урока:

1. Распространение тополево-чозениевых лесов на территории области (рассказ учителя или беседа с учащимися).

2. Основные представители растений тополево-чозениевых лесов, их биологические особенности (практическая работа, обсуждение результатов практической работы, рассказ учителя).

3. Биологические особенности чозении и тополя душистого, их значение в природе и жизни человека (рассказ учителя или беседа, сообщения учащихся).

Информация для учителя Тополево-чозениевые леса характерны для галечниковых участков пойм (русел) рек. Для их формирования имеют значение текучие речные воды, которые просачиваются через галечник, оказывают отепляющее влияние на грунт и препятствуют образованию вечной мерзлоты.

Тополево-чозениевые леса встречаются по долинам рек на песчано-галечниковых отложениях с близким залеганием проточных вод при отсутствии вечной мерзлоты или если вечная мерзлота залегает на глубине свыше 2 м. Их местопроизрастание ежегодно при паводках затапливается водой. Их размещение носит ленточно-островной характер. Основные лесообразующие породы – чозения и тополь душистый, относящихся к семейству ивовых.

Чозения (ива-кореянка) Дерево семейства ивовых. Высота – до 25 м. Крона взрослых деревьев зонтикообразная, рыхлая. Ствол ровный, прямой. Кора у молодых деревьев и молодых побегов взрослых деревьев – гладкая, темно-вишневого цвета, с сизым налетом. Кора взрослых деревьев бурокоричневая с продольными трещинами. Листья узкие, ланцетные. Корневая система у чозении своеобразная: главный корень глубоко уходит в грунт в виде стержня и прочно закрепляется. Боковые корни стелются близ поверхности почвы и отходят от главного корня почти под прямым углом, играют роль якоря. Кроме того, чозения образует придаточные корни в нижней части ствола, которая при паводках закрывается наносами. Со временем корневая система чозении представляет собой многоярусную систему. Чозения ветроустойчивое, морозостойкое и быстрорастущее дерево. Недолговечна – живет до 100–120 лет.

Соцветия – сережки: тычиночные – свисающие, пестичные – восходящие. Цветет до распускания листьев. Растение двудомное, ветроопыляемое. Размножается только семенами.

Древесина у чозении легкая, мягкая (но по крепости превосходит древесину многих ив), используется в строительстве (жилые дома, хозяйственные постройки, столбы и т. п.), для изготовления долбленых лодок, как топливо.

Тополь душистый Растение высотой до 25 м. Крона – рыхлая, у молодых деревьев – шаровидная, у взрослых – эллипсоидная. Кора – от светлого серовато-зеленоватого до темного грязносерого цвета. Побеги желтые или бурые, гладкие, клейкие. Листья яйцевидные, гладкие, сверху блестящие, зеленые, снизу беловатые. Молодые – липкие, душистые. Корневая система состоит из главного редькообразного корня, глубоко проникающего в грунт, и боковых корней, расположенных в поверхностном слое почвы. При поранении дает корневые отпрыски.

Цветки собраны в свисающие сережки. Двудомные. Цветет до распускания листьев.

Опыление с помощью ветра. Плод – коробочка, семена снабжены волосками. Распространение с помощью ветра. Может размножаться вегетативно.

Древесина мягкая, при сушке (кругляк) не трескается и не коробится. Используется в строительстве, для изготовления долбленых лодок.

Тополь душистый и чозения являются реликтами третичного периода.

Тополево-чозениевые леса имеют большое природоохранное значение: защищают поймы рек от водной и ветровой эрозии; способствуют накоплению снега, сохранению и улучшению гидрологического режима рек.

В тополево-чозениевых лесах встречаются многие виды деревьев, кустарников и трав (приложение 13). Краткая характеристика некоторых их них приводится ниже.

Ивы росистая, Шверина, пятитычиночная, удская представляют собой настоящие деревья высотой 8 – 12 м. Цветут ранней весной до появления листьев. Двудомные, ветроопыляемые растения. Соцветия – сережки.

Вейник Лангсдорфа (семейство злаковых) Корневища ползучие. Стебли до 150 см высотой, с 4–6 расставленными узлами, под соцветием и под узлами голые и гладкие, в нижних и средних узлах обычно ветвящиеся.

Листья 4–10 мм шириной, плоские, обычно сильно отклоненные от стебля, сверху с сероватым оттенком, голые и шероховатые, изредка с рассеянными длинными волосками. Метелки 10–25 см длиной, раскидистые, с шероховатыми веточками, несущими многочисленные колоски. Колоски 3–6 мм длиной, серовато-зеленые или тускло-красноватые. Местообитание: долинные леса, влажные и сырые долинные луга, кустарники на лесных опушках, гари, берега водоемов.

Недоспелка копьевидная (семейство сложноцветных) Многолетнее корневищное растение 60–210 см высотой. Стебель прямостоячий, под соцветием железисто-пушистый. Листья многочисленные, очередные, тесно расположенные, голые или снизу – коротко и густо-паутинисто-прижатоволосистые. Верхние листья широколанцетные, короткочерешковые. Средние листья треугольно-копьевидные. Нижние листья треугольно-почковидные, длинночерешковые с копьевидным основанием, рано отмирающие. Корзинки поникающие, немногоцветковые (10–20 цветков), на длинных густожелезисто-опушенных цветоносах, собраны в узкометельчатое общее соцветие. Обертка однорядная, из 8–10 листочков одинаковой длины, желтовато-зеленоватых, железистоопушенных. Цветы трубчатые, обоеполые. Венчик желтовато-беловатый до 10 мм длиной, надрезан на узкие длиннозаостренные зубцы. Семянки бурые, голые, продолговато-цилиндрические, ребристые, с хохолком (летучка).

Тема «Тополево-чозениевый лес: строение растительного сообщества».

Задачи: закрепить и расширить знания учащихся о строении растительных сообществ.

Оборудование: гербарий, таблицы с изображением растений, грибов тополево-чозениевых лесов.

Опорные понятия: растительность, растительное сообщество, ярус.

Основное содержание урока:

1. Структура тополево-чозениевого леса (беседа с учащимися, заполнение таблицы «Характеристика растительных сообществ»).

2. Взаимовлияние растений, грибов и микроорганизмов в лиственничном лесу (беседа с учащимися).

Информация для учителя Биогеоценоз тополево-чозениевых лесов формирует чозения. Она является лесообразующей породой. Большинство растений не способно жить на голом галечнике, а для чозении это основное условие заселения.

Поселяясь на голом галечнике, чозения во время паводков задерживает ветви, ил, песок, со временем образуя вокруг себя почву, на которой поселяются другие растения.

Этому способствует густое расположение ветвей чозении, особенно в нижней части ствола.

Другим распространенным деревом данного биоценоза является тополь душистый.

Тополево-чозениевые леса многоярусные. Первый ярус образуют чозения и тополь душистый. К ним может примешиваться лиственница Каяндера. Высота деревьев этого яруса достигает 20–25 м. Второй ярус занимают ивы (росистая, Шверина и другие), рябина, черемуха, ольха волосистая. Третий ярус – кустарниковый подлесок – представлен шиповником иглистым и тупоушковым, рябинником рябинолистным, красной смородиной, смородиной дикушей, малиной, ольховником, жимолостью, кустарниковыми видами ив, спиреей иволистной, курильским чаем, редко – кедровым стлаником. Четвертый ярус – травянистый – занимают хвощи (лесной, луговой, зимующий), вейник Лангсдорфа, лабазник, крапива узколистная, василистники (рассеянноцветковый, скрученный, кемский), какалия копьевидная, герань пушистоцветковая и другие.

Кустарнички, лишайники и мхи встречаются в незначительном количестве.

Тополь и чозения могут образовывать как смешанные, так и чистые древостои. Характер смены лиственных лесов в долинах рек следующий: чистый чозенник – тополево-чозениевый лес – чистый топольник.

Урок Тема «Растения Охотского моря».

Задачи: познакомить учащихся с водорослями и цветковыми растениями Охотского моря, их строением, биологическими особенностями, значением в жизни природы и человека.

Оборудование: таблицы, гербарий, фотографии с изображением водорослей Охотского моря, взморника и филлоспадикса.

Опорные понятия: водоросль, зеленые, бурые и красные водоросли.

Основное содержание урока:

1. Многообразие водорослей Охотского моря. Зеленые и красные водоросли (беседа с учащимися, рассказ учителя).

2. Бурые водоросли Охотского моря (беседа с учащимися, рассказ учителя, сообщения учащихся).

3. Цветковые растения Охотского моря (рассказ учителя).