Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Сезонные явления в природе Бурятии: Учебно-методическое пособие

Голосов: 5

Настоящее пособие посвящено сезонному развитию природы Бурятии. В нем даются рекомендации по организации и ведению мониторинговых (фенологических) наблюдений, приводятся краткие сведения о географии природных зон и поясов республики, периодических явлениях в жизни растений и животных. Пособие будет полезно преподавателям и студентам вузов, учителям географии и биологии, школьникам, активистам фенологической сети. Оригинал электронной публикации размещен на сайте Регионального ресурсного центра Республики Бурятия (<a href="http://www.buryatia.edu.ru" target="_blank">www.buryatia.edu.ru</a>).

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
            Министерство образования РФ

     Бурятский государственный университет




     Ч.Ц.Митупов, Н.Г.Елаева, Э.Н.Елаев

СЕЗОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ БУРЯТИИ

       Учебно-методическое пособие




                Улан-Удэ, 2003


                                             1


                                ВВЕДЕНИЕ

      Сохранение биологического разнообразия природных экосистем в
настоящее время вошло в ранг глобальных экологических проблем. В связи с
продолжающейся антропогенной трансформацией окружающей среды встает
необходимость изучения и поддержания биоразнообразия путем создания
системы наблюдений и оценки состояния природной среды как в настоящее
время, так и в будущем.
      Для более эффективной охраны редких видов растений и животных,
рационального использования природных ресурсов, интегральной оценки
различных мероприятий по охране природы необходимо проведение
мониторинговых наблюдений. Составной частью такого мониторинга
являются наблюдения за сезонным изменением структурных характеристик
природных экосистем и их антропогенных модификаций. Изучение сезонной
ритмики природы важно в целях охраны природы – в планировании
охотничьего и пушного промыслов, работы рыболовецкого флота,
рациональном планировании и проведении сельско - и лесохозяйственных
работ, борьбы с вредителями и болезнями культурных растений,
рациональном ведении пчеловодства и т.д.
      Исследованиями закономерностей сезонного развития экосистем и их
компонентов занимается особая наука - фенология. Фенология дает ответ на
целый ряд практических вопросов, связанных с размещением отраслей
сельского хозяйства и отдельных сельскохозяйственных культур, вопросов
санитарно-гигиенического обеспечения, туризма, охраны природы.
      Значение фенологической подготовки школьников, студентов училищ,
вузов особенно возрастает в настоящее время в связи с проблемой
экологического образования и воспитания. Это, прежде всего, воспитание
любви к природе, приобщение школьников, студентов к систематическим
наблюдениям за периодическими явлениями природы, обработка
фенологических данных и составление фенологических обзоров,
планирование природоохранной деятельности. Фенологическую подготовку
школьников, студентов, научных сотрудников широкого экологического
профиля следует рассматривать как одно из основных звеньев
экологического образования.
      Несмотря на такую актуальность и значимость, в школах,
внешкольных детских учреждениях и вузах республики до сих пор явно
недостаточно уделяется внимания вопросам фенологии, изучению сезонных
явлений в жизни растений и животных. В значительной степени это
объясняется     недостатком    необходимой   литературы.   Большинство
имеющейся по этим вопросам литературы рассчитано на Европейскую часть
нашей страны и мало применимо к специфическим условиям Бурятии
(Батманов, 1949, 1952; Руденко,


Сундукова, 1957; Галахов, 1959, 1962; Шиголев, Шиманюк, 1962;
Щербиновский, 1966; Балбышев, 1971; Самойлов, 1984; Аксенова и др., 1985;
Елагин, 1994 и мн. др.). Сведений же, непосредственно касающихся нашего
региона, весьма недостаточно (Котов, 1958, 1960; Филонов, 1967, 1978;
Календари …, 1974; Старков и др., 1992; Елаев, 1997, 1998).
   В связи с этим авторы, разрабатывая данное пособие, очень надеялись
восполнить образовавшийся пробел и руководствовались, прежде всего,
своеобразием нашего региона.
   Материал пособия может быть использован при изучении этих вопросов в
курсах ботаники, зоологии, экологии, спецкурсов «Землеведение»,
«Краеведение»,   на     учебно-полевой     практике     студентов биолого-
географического факультета, факультета начального обучения и близких к ним
специальностям.
   Наблюдения за периодическими (сезонными) явлениями в жизни растений
и животных, обуславливаемыми годовым ходом метеорологических факторов,
входят в программы школьных курсов «Природоведение», «Естествознание»,
«Ботаника», «Зоология», «Основы экологии», «Общая биология». Поэтому
пособие может найти применение в работе учителей общеобразовательных
школ, педагогов дополнительного образования, руководителей кружков
юннатов, фенологов, лесоводов. Фенологические наблюдения можно
проводить на пришкольном учебно-опытном участке, на географической
площадке, в парках и садах, в сельскохозяйственном производстве, природе.
Знания и наблюдения по сезонному развитию природы - база для организации
систематических фенологических наблюдений, внеклассной краеведческой
работы. Такие работы носят характер небольших «исследований», первых
самостоятельных работ учащихся и повышают интерес к предмету, и нередко
служат толчком к дальнейшему, уже самостоятельному изучению живой
природы.
                                   Часть 1

         I. ФЕНОЛОГИЯ КАК НАУКА: ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ,
            МЕСТО В СИСТЕМЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

   Фенология - система знаний о сезонных явлениях природы, о сроках их
наступления и причинах, определяющих эти сроки.
   В зависимости от объекта исследования различают фенологию неживой
природы (метеорологические и гидрологические сезонные явления), фенологию
растений (фитофенологию) и фенологию животных (зоофенологию). Раздел
фенологии, изучающий общие фенолого-географические закономерности
природы, получил название общей фенологии.
   Фактическую основу фенологических знаний образуют фенологические
наблюдения, дающие сведения о сроках (календарных датах) наступления
конкретных сезонных явлений.
   История развития фенологии как науки. Истоки фенологических знаний
уходят к заре человеческой культуры. Как только человек обрел способность

4


отмечать явления окружающей его природы, он стал собирателем
фенологических наблюдений.
    Памятью многих поколений фиксировались объективно существующие
связи между сроками наступления сезонных явлений, и именно в этих связях
можно было находить ответы на вопросы о лучших сроках полевых работ.
Многократно замечая, что хорошие урожаи достигаются в случаях, когда
основные полевые работы (пахота, сев и др.) проводятся в сроки, совпадающие
с наступлением определенных сезонных явлений, можно было использовать эти
явления в качестве указателей наступления лучших сроков полевых работ. И
такими указателями широко пользовались, прочно включая их в неписаный
кодекс земледельца. Например, начало сева яровой пшеницы совпадает с
началом зеленения трав, озимой – с началом пожелтения листьев: «Пока у
березы лист мал - яровые сей смело, а коли в полную величину вырастет -
немедля остановись»; «Сей озимую рожь, когда едва пожелтеют листья на
деревьях». Начало цветения осины - лучший срок посадки ранних сортов
свеклы и моркови, цветение акации - срок посадки огурцов. «Когда яблоня в
полном цвету - начинай сажать картофель».
    До нас дошло множество подобных указаний, советов, примет,
раскрывающих фенологическую основу исторического опыта земледельца,
охотника, рыбака, животновода.
    Позднее с интенсификацией природопользования стала очевидной
необходимость в накоплении строго фиксированных наблюдений,
подкрепленных фенологическими фактами. От стихийных наблюдений
предков, от запоминания требовался переход к фенологическим наблюдениям
по определенной системе с обязательными записями их результатов. Переход
этот произошел довольно давно, еще в середине XVII века. Он и явился
началом развития фенологии как системы знаний о закономерностях сезонного
развития природы.
   Первые научные фенологические наблюдения начались во Франции,
Швеции, а затем и многих других странах Европы. Однако наблюдения велись
еще разрозненно, с большими перерывами, по разным программам, и поэтому
не имели большой научной ценности.
   В России впервые фенологические наблюдения начали проводиться в начале
XVIII в. В 1721 г. Пётр I приказал Меньшикову высылать в Москву из мест, где
был заложен Петербург, развернувшиеся листья деревьев и кустарников, «дабы
узнать, где раньше начала весна». В 1730 г. в Петербурге вел фенологические
наблюдения Крафт, в 1760 г. - Фальк. В конце прошлого и начале текущего
столетия стараниями отдельных ученых (А.И.Воейкова, И.А.Здановскогo,
В.А.Поггенполя и особенно Д.Н.Кайгородова) была создана небольшая сеть
систематически      работающих     пунктов    фенологических     наблюдений.
Д.Н.Кайгородов вел наблюдения под Петербургом более 50 лет и опубликовал
ряд работ по фенологии с обобщением многочисленных данных.
   Особенно широкое распространение фенологические наблюдения получили
в советский период, когда органы краеведения объединили тысячи пунктов
наблюдений. Была организована сельскохозяйственная фенологическая служба,
ныне объединяемая Гидрометцентром.


                                                                           5


    Задачи фенологии теснейшим образом связаны с проблемами
рационального      использования    природных    ресурсов    и    повышения
эффективности производств, базирующихся на использовании биологических и
климатических ресурсов. В комплексе с другими науками фенология участвует
в разработке вопросов природно-экономического районирования, размещения
и специализации отраслей хозяйства. Для решения этих вопросов необходимо
глубокое знание географической среды, требуется многосторонняя
характеристика территории. Последняя, как это, очевидно, не будет полной без
сведений о ходе сезонного развития компонентов живой и неживой природы,
составляющих географическую среду и характеризующих сезонную динамику
ландшафтов.
   Таким образом, первая из главных задач фенологии - фенологическое
освещение территорий, разработка их фенологических характеристик.
   В отличие от других, хорошо известных характеристик - климатических,
геоморфологических, почвенных, геоботанических, зоогеографических и др.,
описывающих особенности отдельных слагаемых природных комплексов -
фенологическая характеристика дает картину сопряженного развития всего
этого комплекса в годичном цикле. Ее назначение - дать ответ на множество
практических вопросов, касающихся сроков. Это большой комплекс вопросов,
связанных с освоением новых земель, с размещением отраслей сельского
хозяйства и отдельных сельскохозяйственных культур: вопросы культурно-
бытового строительства, санитарно-гигиенического обеспечения, туризма,
отдыха трудящихся; вопросы военно-оперативной оценки местности. В
бесконечном множестве случаев необходимо знать, как вписывается годовой
цикл развития интересующих нас объектов природы в рамки астрономического
календаря, и в каких пределах могут меняться сроки их сезонного развития.
   Центральной и в известном отношении самостоятельной частью
фенологической характеристики территории является ее фенологический
календарь. Это - фенологическая периодизация - разделение года на
качественно различающиеся фенологические периоды - сезоны и подсезоны,
каждому из которых свойственно специфическое состояние объектов живой и
неживой природы и особое их взаимодействие. Фенологическую периодизацию
еще называют естественной, чем подчеркивается ее принципиальное отличие
от универсального для всех территорий гражданского календаря. Это отличие
выражается в том, что для каждой конкретной территории даются не условные,
а реальные сроки перехода природы из одного сезонного состояния в другое.
Естественная фенологическая периодизация исходит из того, что каждому
времени года (сезону, подсезону) присущ строго определенный специфический
набор сезонных явлений. Эта определенность позволяет использовать сезонные
явления в качестве индикаторов времен года и строить на этой основе
естественный календарь природы конкретных территорий. При этом по срокам
наступления феноиндикаторов времен года очень четко и соизмеримо
выявляются различия между отдельными природными районами.

6


    Система фенологической периодизации как часть комплексной
фенологической характеристики территории имеет важное значение в связи с
другой важной задачей фенологии, заключающейся в определении и
прогнозировании лучших (оптимальных) сроков проведения сезонных работ.
    Как известно, все отрасли хозяйства с сезонной цикличностью производства
(сельскохозяйственный комплекс, лесное хозяйство, все виды промыслов -
рыбный, охотничий и др.) нуждаются в надежных методах оперативного
определения лучших сроков сезонных работ. В оптимальном планировании
сроков проведения лечебно-профилактических мероприятий нуждается
здравоохранение. Поскольку сроки сезонного развития природы изменчивы,
оптимальное планирование производственных календарей ставится в
зависимость от возможностей своевременного определения и прогнозирования
хода сезонного развития природы. Эти возможности заложены в
индикационной фенологии - учении о временной сопряженности сезонных
явлений. Принципы индикационной фенологии довольно просты. Если путем
наблюдений мы устанавливаем, что какая-либо группа сезонных явлений
ежегодно наступает практически одновременно - синхронно, мы можем
говорить об общности условий, определяющих срок наступления явлений этой
группы, а в ряде случаев и о причинно-следственных связях между отдельными
явлениями. В данном случае важен не характер связей, а сам факт
синхронности. Если он установлен, то, очевидно, что срок наступления одного
из    явлений     синхронной     группы     может    служить    индикатором,
сигнализирующим о наступлении прочих явлений этой группы. Естественная
фенологическая периодизация, о которой говорилось выше, представляет
широкие возможности для практического применения этого принципа
фенологической сигнализации.
    Известно, что в отраслях хозяйства с сезонной цикличностью производства
каждый вид работ приурочен к строго определенному времени года, точнее - к
определенному фенологическому периоду. Поэтому сезонные явления,
служащие индикаторами естественных фенологических периодов, вместе с тем
приобретают значение сигнализаторов наступления времени проведения
связанных с тем или иным периодом сезонных работ. Уже известно много
сезонных явлений, используемых в качестве указателей лучших сроков
проведения работ и мероприятий в сельском хозяйстве, в области защиты
растений, в лесном хозяйстве. Однако возможности фенологической индикации
на основе синхронности явлений еще далеко не исчерпаны, и поэтому
дальнейшие поиски надежных систем фенологической сигнализации остаются
одной из важнейших задач фенологии.
    Место фенологии в системе естественных наук. С самого начала своего
развития фенология утверждалась как пограничная дисциплина на стыке
биологии и географии. В биологическом плане ее интересовали
закономерности сезонного развития живых организмов и их сообществ, в


                                                                           7


географическом - те же закономерности в их связи с физико-географическими
условиями, определяемыми широтой, долготой и высотой местности.
   Какое же место занимает фенология в системе биолого-географических
наук? В наиболее общем понимании фенология изучает процессы развития и в
этом смысле стоит в одном ряду с другими науками биологического и
географического направлений, исследующих проблему развития. Каждая из
этих наук изучает отдельные стороны развития, соответственно своим целям и
методическим возможностям. Поясним это на примере изучения, скажем,
пшеницы. Ее происхождение (развитие в процессе эволюции) и ее место в
естественной системе растительного мира изучают филогенетика и
систематика. Ее распространение, или процессы формирования (развития) ее
ареала, изучает геоботаника. Широкий комплекс наук изучает индивидуальное
развитие пшеницы: процессы закладки зародыша и прорастания - эмбриология,
процессы обмена веществ, обеспечивающие рост и развитие растения, -
физиология, процессы синтеза и накопления органических веществ - биохимия,
внутренние механизмы управления индивидуальным развитием - генетика,
зависимость индивидуального развития от условий внешней среды - экология.
Перечень наук, занимающихся проблемой развития, можно продолжить.
    В фенологии мера времени становится предметом специального изучения.
Для характеристики, например, фазы цветения сирени мало сказать, что эта
фаза длится в среднем 14 дней. В фенологическом измерении требуется
указать, что эта фаза в определенном пункте развивается в период с 1 по 15
июня. Фенологию интересует время, требуемое для развития того или иного
природного объекта, в его точной привязке к календарным датам.
   Во всех случаях фенология имеет дело с годичными циклами развития.
Если это касается растений, то, например, для однолетних берется весь период
их формирования - от всходов до отмирания, для многолетних - ежегодно
повторяющийся цикл от весеннего пробуждения до перехода в состояние
зимнего покоя. В равной мере это относится к животным, среди которых также
имеются "однолетние" и долгоживущие. Относится это и к целым природным
комплексам - ландшафтам, которые в своем годичном цикле также
претерпевают изменения.
   В фенологии процесс развития описывается датами наступления
определенных стадий или фаз, установленных по внешнему их проявлению. На
фенологическом языке развитие пшеницы будет описываться датами
проявления всходов, начала колошения, цветения и созревания, а зимующей во
взрослом состоянии бабочки - датами весеннего пробуждения, начала
откладывания яиц, появления гусениц, окукливания и вылета взрослых
бабочек. Главное в фенологическом освещении развития природных объектов -
точная привязка как развития в целом, так и каждого из его этапов к
календарному времени.
    Сведения о поэтапном календаре развития растений и животных составляют
очень важную часть их общей характеристики. Каждый биологический вид
отличается присущей ему привязкой развития к календарному времени,
закрепленной аппаратом наследственности как исторически выработанное
приспособление к чередованиям времен года. Фенология, занимаясь
календарем развития биологических видов, исследует, таким образом, одну из
8


присущих всему живому форм их приспособления (адаптации) к среде
обитания.
   Как и всякий наследственно закрепленный признак, календарь развития не
только определяется внутренними - генетическими факторами, но и находится
в большой зависимости от условий среды, которые, как известно, не являются
постоянными. В зависимости от изменений условий существования календарь
развития биологических видов может существенно меняться. При этом очень
часто влияние среды оказывается доминирующим: внешне оно проявляется в
том, что одно и то же сезонное явление наступает по годам в несовпадающие
сроки. Распространяется это практически на все сезонные явления.
   Изменчивость сроков наступления сезонных явлений, ее закономерности
составляют главный предмет изучения фенологии. Каждое из интересующих
нас сезонных явлений может считаться изученным в фенологическом плане,
если известно, в каких пределах варьируют сроки его наступления по годам и
чем обусловливается изменчивость этих сроков. Для получения таких сведений
требуется, как это понятно, проведение многолетних наблюдений. Поэтому
многолетняя повторяемость наблюдений и составляет основу метода
фенологии.
   Сроки наступления сезонных явлений изменчивы не только во времени (по
годам в одном пункте), но и в пространстве. Объясняется это различиями в
физико-географических       условиях,    определяемыми       географическим
местоположением. Чтобы получить ясную картину сезонного развития
природы в широком географическом плане или развития какого-либо объекта
на всем пространстве его распространения, требуется, как это очевидно,
проведение многолетних параллельных наблюдений в большом числе пунктов.
   Из сказанного следует, что в системе естествознания фенология занимает
место науки, изучающей временные параметры сезонного развития природы.
Это область знаний (наука) о календарных сроках развития природы в ее
годичном цикле и о закономерностях изменчивости этих сроков. Из
биологических наук фенология ближе всего примыкает к экологии и в
известном смысле может рассматриваться как раздел этой синтезирующей
науки. Из наук физико-географического комплекса она теснее всего связана с
климатологией и метеорологией.
   Фенологические наблюдения, обычно специального назначения, ведутся в
ряде государственных ведомств и служб. Ими занимаются сеть агрометстанций,
сортоиспытательные, опытные и лесные станции, ботанические сады,
заповедники,     учреждения     службы     защиты    растений,    санитарно-
эпидемиологические станции и некоторые другие организации. В целом
набирается немало учреждений и специалистов, занимающихся накоплением
фенологической информации - агрономы, зоотехники, ветврачи, работники
лесного хозяйства, зеленого строительства, рыбного и охотничьего промыслов,
санитарной службы, а также учителя географии и биологии. Кроме того, общие
фенологические наблюдения по определенной программе и методике ведут

                                                                           9


отдельные любители-фенологи, кружки юннатов на биостанциях и в школах.
Работу добровольной фенологической сети объединяют фенологический сектор
Всероссийского Географического общества и фенологические комиссии при
его филиалах и отделениях.


         II. СОДЕРЖАНИЕ, ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДИКА
        ПРОВЕДЕНИЯ ФЕНОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

                    2.1. Основные понятия и термины

   Для более четкого понимания предмета фенологических наблюдений
приводим содержание, вкладываемое в наиболее часто употребляемые в
фенологии понятия и термины.
   Календарь природы – хронологическая таблица сезонных явлений
(летопись природы), в которой помимо погодичных данных по каждому
явлению приводятся соответствующим образом вычисленные средние
многолетние даты.
   Объект наблюдений - конкретные виды растений и животных, а также
компоненты неживой природы, претерпевающие в течение года циклические
изменения. К последним относятся элементы климата (температура воздуха,
атмосферные осадки, солнечная радиация), водоемы (реки, озера, пруды,
прибрежные участки моря). Объектами фенологических наблюдений
считаются также растительные сообщества и ландшафты, меняющие в течение
года свой облик. Применительно к видам растений и животных объектами
наблюдений, как правило, считаются не отдельные экземпляры, а
совокупности особей, образующие местные (в пределах участка наблюдений)
микропопуляции данного вида.
    Сезонное явление - состояние объекта, в котором он находится в момент
(день) наблюдений. Так как в каждом конкретном состоянии объект может
наблюдаться лишь в строго определенное время года, то все его состояние
понимается как сезонное явление.
    Каждое сезонное состояние объекта характеризуется не одним, а серией
меняющихся сезонных явлений. Поясним это примером. Для прострела в
ранневесеннее время характерно состояние цветения. Обнаружив в один из
дней этого времени первые зацветшие экземпляры, можно считать, что объект
(микропопуляция прострела) перешел в состояние цветения. Но так как
обнаружены только первые цветки, то о состоянии цветения в целом можно
сказать, что это только его начало, а сам факт появления первых цветков
считать сезонным явлением «начало цветения». На том же основании день
появления большого множества цветков будет датой наступления сезонного
явления «массовое цветение», а день, когда больше не появлялось новых
цветков, будет датой сезонного явления "конец цветения".

10


    Сезонными явлениями для птиц, характеризующими их миграционное
состояние, будут, например, начало, разгар и окончание весеннего пролета; для
млекопитающих их брачное состояние будет характеризоваться сезонными
явлениями начала, разгара и окончания спаривания (гона). Беря в качестве
объекта наблюдений температуру воздуха, мы примем за сезонные явления
переходы температур через 0°С или другой определенный рубеж. Река
предстанет перед нами серией явлений ледостава и вскрытия, а сезонное
развитие какого-либо растительного сообщества, например луга, будет
отмечаться явлениями зеленения, начала и массового цветения, увядания и др.
   Во всех случаях сезонное явление, понимаемое как зафиксированный
момент сезонного состояния объекта, отмечается только одной календарной
датой.
   Фенологическая дата (фенодата) - конкретная календарная дата
наступления отмечаемого сезонного явления, что является основным
информационным элементом изучения природы.
   Фенологическая фаза (фенофаза) - сезонное состояние объекта, в котором
он находится в определенный этап, стадию или период развития объекта. Если
сезонное явление мы фиксируем только одной датой, то для фенологической
характеристики фенофазы требуются, по меньшей мере, две даты, дающие
представление о ее продолжительности: дата вступления объекта в данную
фенофазу и дата окончания его пребывания в ней. Понятие «фенофазы» обычно
применяется при фенологическом изучении объектов живой природы -
микропопуляции растений и животных.
   Говоря о развитии фенофазы цветения, к примеру, черемухи, имеют в виду
не одно дерево, а достаточно представительную их группу. Появление цветков
на одном дереве будет считаться как явление, указывающее на начало
вступления черемухи в фазу цветения, зацветание большинства учитываемых
деревьев - как разгар (кульминация) фенофазы, а завершение цветения
последних деревьев - как явление, фиксирующее окончание данной фенофазы.
   Фенологический интервал - промежуток времени (в днях) между датами
наступления любых двух сезонных явлений, независимо от того, относятся они
к одному или к разным объектам. Обычно применяется при сопоставлении
сезонных явлений, относящихся к разным объектам.
    Фенологический индикатор - сезонное явление, наступление которого
используется в качестве указателя вероятного срока наступления другого или
других сезонных явлений. В целом каждое сезонное явление может быть
индикационным, но обычно для индикационных целей отбираются явления,
которые легко поддаются наблюдению и срок наступления которых
определяется с высокой точностью.
    Феноиндикаторы могут выполнять сигнальную и прогнозную функции.
Сигнальная функция основана на том, что в природе большие группы сезонных
явлений наступают одновременно (синхронно). Установив дату наступления
одного из явлений синхронной группы, можно считать, что другие явления

                                                                           11



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика