Введение
Мы все живём в окружении природы в той или иной степени следим за её состоянием. Поздние заморозки, повреждающие цветущие растения, длительная засушливая погода весной или зимние оттепели, необычно ранний отлёт птиц и многие другие природные события реально затрагивают жизнь каждого из нас. Кто-то переживает за урожай на огороде, другой пытается предугадать по природным приметам место и удачное время для сбора тех или иных лесных даров, третий определяет оптимальные дни для рыбалки. Старожилы держат в памяти года с экстремальными событиями в природе из с высоты приобретённого опыта делают прогнозы погоды или видов на урожай.
Природа вокруг нас хранит множество тайн и служит неисчерпаемым источником для ежедневных наблюдений и маленьких открытий. В лесу и в поле, на берегу реки в зарослях кустарников вы каждый день найдёте что-то необъяснимое, неизвестное. Попробуйте наблюдать динамику природных явлений систематически и вы внесёте свой вклад в сокровищницу одной из самых интересных наук – фенологии.
Сеть фенологических наблюдений в России всегда была достаточно большой и давала бесценный материал для анализа климатических измерений, для прогноза изменений в состоянии природы и практического использования в сельском хозяйстве. По сути дела, местные учителя, врачи, мелкие чиновники, старшеклассники и представители других групп населения привлекались к наблюдениям в природе и становились не только её защитниками, но и участниками в процессах экологического воспитания.
Более 30 лет назад Московский центр Российского Географического Общества начал курировать сеть наблюдателей из 20 регионов европейской части России. В настоящее время фенологические наблюдения проводятся более чем 70 пунктах, причём географии сети расширяются.
В 1999 году по просьбе доктора биологических наук, главного редактора журнала «В мире животных» и серии «Энциклопедия природы России», член – корреспондента Российского Географического Общества А.А. Минина, наша экогруппа «Муравей» решила заниматься фенологическими наблюдениями.
В Республике Татарстан 147 природных объектов официально охраняются Государством. Кроме этих государственных объектов, есть у нас и такие свои «школьные» заповедники. Таковым является «Березнякский школьный заповедник». Начиная с 2000 года я веду фенологические наблюдения по определённой методике, разработанной специалистами-фенологами, на территории нашего школьного заповедника. Каждый год в конце декабря я высылаю заполненные бланки наблюдений в фенологическую комиссию РГО в Москву.
К настоящему времени я накопила уже значительный материал, научную информацию, которая даёт мне возможность сделать свои научные выводы. В настоящее время по общеизвестным причинам трудности испытывает как Русское Географическое Общество, так и система фенологических наблюдений. Сократилось число добровольных наблюдателей. Всё держится на энтузиазме и преданности любителей природы своему делу. Тем не менее, наблюдения продолжаются
Я поставила перед собой такую цель: изучить изменение климата на основе фенологических наблюдений;
и задачи:
- Вести фенологические наблюдения, обобщить свои данные и выступить с этими данными в страницах СМИ, на конференциях;
- Создать фенологический календарь, графики, диаграммы;
- Сопоставить свои результаты с народными приметами;
1. Физико-географическое описание местности
Исследовательские работы проводятся уже в течение нескольких лет. Начиная с 1994 года мы постепенно, наряду с природоохранной деятельностью, включились и в исследовательскую. Все работы проводятся на территории школьного заповедника. Площадь исследований составляет 25 га. Основная часть территории находится ниже 100 метров над уровнем моря.
Наш заповедник начинается с родника, где берет начало речка Березняк. В этом районе и находится самая высокая точка нашей территории с абсолютной высотой 176 м. Речка течёт с юга на север. Её протяжность более 6 км. У истока, где р. Березняк впадает в р. Оштарму, абсолютная высота 106 метров. Таким образом, наклон нашего заповедника с юга на север составляет 70 м. Правый берег р. Березняк более крутой, обрывистый, изрезанный оврагами и промоинами (глубина до 11 м.). Балки имеют, как правило, задернованные или залесенные склоны, по дну их текут временные водотоки. Овраги преимущественно обрывистые, недоступные для движения даже гусеничной техники. Грунты преимущественно суглинистые, глинистые, местами и песчаные. Грунтовые воды в долинах и низинах залегают на глубину до 10 м.
Вдоль по течению р. Березняк на глубине 0,5 – 1,5 м по склонам долин и на возвышенностях много родников. Они выступают на поверхность по обоим берегам реки, но их много в западном склоне. Северная окраина заповедника примыкает к р. Оштарма, которая является правым притоком р. Вятки, а р. Вятка, в свою очередь, впадает в р. Каму. Таким образом, речка Березняк является притоком р. Волга.
Почвы заповедника отличаются большим разнообразием. По склонам реки расположены серо-лесные и подзолистые почвы, а в долинах встречаются аллювиальные почвы. Территория находится в зоне смешанных лесов. Но в результате длительной хозяйственной деятельности облик нашего района сильно изменился. Естественный лес находится в 10 км южнее от заповедника. И наша территория, в основном, окружена антропогенными полями, пастбищами.
Климат умеренно-континентальный, с тёплым летом и умеренно-холодной зимой. Средняя температура января – 14,5 градусов, а средняя температура июля +18 градусов.
Среднегодовое количество осадков равно 430–500 мм при среднегодовой испаряемости 550–570 мм.
Из животного мира заповедника можно перечислить такие, как лиса, заяц, еж, ласка, куница каменная, бобры, ондатры; из пернатых: скворец, синица, ворона, ласточка, жаворонок, чайка, цапля, выпь малая, кукушка, дятел, сапсан, сокол и т.д.; из пресмыкающихся: ящерица; из земноводных: лягушки нескольких видов.
Река, озеро богаты разнообразными видами, а из крупных обитает карп.
2. Методика полевых наблюдений
Каждый год в природе умеренных широт происходит череда событий: тает снег, прилетают птицы, распускаются листья и цветы, созревают плоды и так далее по определённому циклу, «отлаженному» природой за миллионы лет разрабатывалась методика наблюдений за происхождением фенологических фаз развитие у растений и животных.
Для составления точного календаря очень важно, чтобы на протяжении многих лет наблюдения велись в одном же месте за одним и теми же объектами. Весной, когда изменения в природе происходят буквально каждый день, наблюдения я проводила также ежедневно
Гидрометеорологические явления
Здесь я записывала даты, когда проявились проталины на ровной местности – отдельные пятна обнажённой почвы. Также фиксировала начало сплошного ледохода, а не первой подвижки. Лёд на стоячем водоёме полностью растаял – день, когда зеркало водоёма практически полностью освободилось ото льда.
Шкала глазомерной оценки определения урожая грибов по методике Н.Н. Галахова
1. – неурожай; грибов нет.
2. – плохой урожай; грибов очень мало.
3. – средний урожай; грибы встречаются в небольшом количестве повсюду.
4. – хороший урожай; грибы встречаются в большом количестве.
5. – обильный урожай; массовое появление грибов.
Шкала глазомерной оценки определения плодоношения ягодников
по методике А.Н. Формозова
1. – ягод нет.
2. – очень плохой урожай; единичные ягоды.
3. – слабый урожай; единичные ягоды и небольшие группы ягод.
4. – средний урожай; местами ягод значительное количество
5. – хороший урожай; участки с большим количеством ягод.
6. – очень хороший урожай; повсеместное обильное плодоношение.
Наблюдения за птицами по методике Н.П. Харисова
- начало тока или тяги (глухарь, рябчик и т.д.)
- начало кладки яиц (в гнезде одно яйцо)
- появление птенцов
- начало летней линьки у водоплавающих;
- последняя встреча стай или особей;
- первая и последняя встреча стай и особей на местах зимовок;
- случай вторичного гнездования;
Изучения видимых миграций птиц
Различные группы перелётных птиц требуют разных методических подходов. Все наблюдения видимых миграций должны осуществляется по единой методике: утренние проводятся на постоянных наблюдательных пунктах, вечерние – по одному и тому же точному, постоянному маршруту: Продолжительность наблюдений – 4 часа утром и 4 часа вечером.
Пеленгация
- - линия направления азимута на услышанный крик
-место расположения учётчика
- границы участка пеленгации
Этот метод применяется для обнаружения мест гнездования или токов птиц по крикам. При пеленгации вокруг места предполагаемого гнездования расставляется учётчики на расстоянии 1–2 км друг от друга. Каждый наблюдатель имеет часы, компас и схему местности и регистрирует крик птиц – время, продолжительность, приблизительное расстояние, направления на крик. Пеленгация охватывает значительную площадь и позволяет получить довольно точные данные о местах обитания, гнездования и токов таких птиц как журавли, тетерева и другие.
3. Результаты исследований
Основной способ обобщения многолетних данных – расчёт средней многолетней даты наступления фенологического явления за тот или иной период наблюдений. Одни и те же фенологические события в разные годы наступают в различные сроки. В то же время года есть календарные пределы, за рамками которых те или иные события не выходят или выходят крайне редко. Наступление каждого события характеризуются определённый межгодовой амплитудой, которую обычно оценивают по крайнем отличаемым датам.
Анализу была подвергнута обширная база данных фенологических и агрометеорологических параметров. Результаты сведены в таблицу в Приложении 1.
Для межгодового режима функционирования экосистем умеренных широт характерна цикличность и повторимость; для внутригодового – наличие двух типов состояний; периода зимнего покоя и летнего пика вегетации, когда в максимальной степени проявляются характерные черты и функциональные особенности. Между этими состояниями проходит последовательная цепь явлений (таяния снега, наступление фенофаз, структурные преобразования в сообществах и т.д.) даты наступления которых от года к году варьируют в зависимости от многих, как эндогенных, так и экзогенных, в первую очередь метеорологических факторов. Данные приведены в Приложении 2.
Фенологи начало весны относят к прилёту грачей (12–19 марта), окончание – ко времени от цветения яблонь и сирени (начало июня). А начало лета относят ко времени отцветания яблони и сирени, с полёта вязовых семян – крылаток, конец связывают с появлением первых заморозков на почве. Начало осени относят ко времени появления первых заморозков и началу листопада, конец связывают с установлением прочного снегового покрова. Наступление зимы считают с замерзания водоёмов, а конец относится к появлению проталин и прилёту грачей (12–18 марта). Таким образом, изучение межгодовой изменчивости дат наступления сезонных явлений даёт возможность сопоставлять особенности динамики экосистем и климате.
Анализ этих материалов показывают, что межгодовая изменчивость сроков наступления феноявлений и параметров состояния экосистем находится в рамках изменчивости соответствующих климатических величин. Режим начало феноявлений у птиц более стабилен, чем у растений и сезонных явлений в неживой природе, выход и за «внешние» рамки происходит под воздействием антропогенных факторов, что позволяет оценивать степень их воздействия на жизнедеятельность сообществ. В отличие от растений, животные должны демонстрировать более сложные связи с меняющимся климатом в силу меньшей прямой зависимости от него.
В качестве таких явлений я выбрала прилёт передовых скворцов, грачей, первая песня жаворонка полевого и первое кукование кукушки обыкновенной (Приложение 3). Если скворцы и грачи всеядны и их прилёт служим индикатором переломе зимнего типа циркуляции атмосферы на весенний, то кукушке – насекомоядная птица, прилёт которой и начало токования самцов свидетельствует о формировании в биоценозах взаимосвязей уже летнего характера.
При рассмотрении графика прилёта передовых скворцов за период 1999–2004 г. обращает внимание преобладание положительных значений, свидетельствующих о том, что данное событие стало наступать раньше, каждый год примерно на 5 дней. Таким образом начиная с 1999 года идёт повышение средней годовой температуры воздуха: устанавливаются более ранние весенние и поздние осенние сроки, возрастает продолжительность периода вегетации.
Но, в 2003 году ситуация изменилась. Задерживается так же вегетационный период. Причиной является холодная, бесснежная зима, холодный март месяц. Таким образом, проявляется цикличность некоторых явлений.
Заключение
На основе полученных данных можно сделать следующие выводы.
1. Многолетние тенденции дат наступления фенологических явлений отражают вариации климата и служат важными индикаторами происходящих в природе изменений.
2. За последние годы средняя годовая температура воздуха в умеренных широтах выросла более чем на 10
С, а годовая сумма осадков на 10–15% (60–80 мл.) Особенно повысилась температура зимних и весенних месяцев: в период января-февраля на 2–30
С, апреля 10
С. Исключением являются 1979 и 2006 годы.
3. Начало периода вегетации в природе, сместился с 19–21 апреля в начале столетия на 10–12 апреля в наши дни.
4. Набухание почек, стало наступать на 2–4 дня раньше, а распускание листьев у древесных пород – на 1–3 дня позже.
5. Раньше на 2–6 дней стали проявляться фазы цветения. Окончания фазы листопада стало наступать на 4–10 дней раньше.
6. Наиболее стабилен режим феноявлений у птиц (средняя амплитуда 27 дней).
7. Цветение некоторых растений (напр. Черёмуха) задерживается на несколько дней, чем в ближайшем городе, это, скорее всего, зависит от ландшафта.
8. В тёплые осенние месяцы некоторые растения начинают вегетировать вторично: у них набухают и даже распускаются почки. Под влиянием морозов, большинство их погибнет, что негативно отразится на развитие этих растений в следующие годы.
Список использованной литературы
1. Ведюшкин М.А., Колосов П.А., Минин А.А., Хлебпрос Р.Г. Мультистабильность на границах растительных зон. Сибирский экологический журнал. 1995. Т.2. №3 С. 253–262.
2. Елагин И.Н. Времена года в лесах России. Новосибирск: В.О. «Наука». Сибирская издательская фирма. 1994. 272 с.
3. Елагин И.Н., Лобанов А.И. Атлас – определитель фенологических фаз растений. М. Наука 1979. 95 с.
4. Методика изучения сезонных явлений природы. (сборник ст.) М.МЦ.РГО. 1993. 84 с.
5. В.Д. Грошев «Календарь Российского земледельца» (народные приметы) МСХА М. 1991
Приложение 1
| №
|
Фенологическое событие.
|
2001
|
2002
|
2003
|
2004
|
2005
|
| 1. | Появление первых проталин на полях | 15.03. | 12.02. | 09.03. | 27.02. | 06.03. |
| 2. | Прилёт передовых грачей. | 05.03. | 24.02. | 10.03. | 10.03. | 09.03. |
| 3. | Прилёт передовых скворцов | 18.03. | 18.03. | 02.04. | 25.03. | 03.04. |
| 4. | Первая песня жаворонка полевого | 05.04. | 19.03. | 07.04. | 30.03. | 06.04. |
| 5. | Начало сокодвижения у берёзы | 09.04. | 30.03. | 11.04. | 07.04. | 07.04. |
| 6. | Начало ледохода (название реки Березняк)
|
09.04. | 19.04. | 10.04. | 10.04. | 11.04. |
| 7. | Лёд растаял на стоячем водоёме | 08.04. | 08.03. | 28.03. | 11.04. | 12.04. |
| 8. | Первый вылет бабочки – крапивницы | 05.04. | 18.03. | 30.03. | 31.03. | 08.04. |
| 9. | Начало цветения мать-и-мачехи | 09.04. | 12.04. | 15.04. | 11.04. | 16.04. |
| 10. | Появление кряковых уток | 07.04. | 12.04. | 12.04. | 10.04. | 13.04. |
| 11. | Начало пролёта гусей (вид: серые)
|
16.04. | 12.04. | 07.04. | 11.04. | 14.04. |
| 12. | Начало цветения ольхи серой | 16.04. | 16.04. | 20.04. | 18.04. | 18.04. |
| 13. | Начало цветения орешника (лещины) | 16.04. | 17.04. | 11.04. | 18.04. | 15.04. |
| 14. | Появление рыжих лесных муравьёв | 05.05. | 03.05. | 06.05. | 03.05. | 07.05. |
| 15. | Начало цветения ивы козьей (бредины) | 06.04. | 18.04. | 15.05. | 18.04. | 11.04. |
| 16. | Первый вылет пчёл | 11.04. | 13.04. | 17.05. | 18.04. | 10.04. |
| 17. | Первое кукования кукушки обыкнов. | 03.05. | 01.05. | 10.05. | 07.05. | 9.05. |
| 18. | Прилёт первых ласточек деревенских | 13.05. | 25.04. | 06.05. | 08.05. | 15.05. |
| 19. | Первая песня соловья | 04.05. | 03.05. | 15.05. | 16.05. | 14.05. |
| 20. | Появление комаров толкунов | 09.04. | 28.04. | 16.04. | 11.05. | 20.04. |
| 21. | Развёртывание первых листьев у берёзы | 25.04. | 03.05. | 08.05. | 08.05. | 7.05. |
| 22. | «_» у клёна остролистного | 23.04. | 04.05. | 09.05. | 15.05. | 08.05. |
| 23. | «_» у липы мелколистной | 28.04. | 16.05. | 17.05. | 10.05. | 09.05. |
| 24. | Первый вылет майских жуков | 23.04. | 28.04. | 18.05. | 13.05. | 09.05. |
| 25. | Начало цветения одуванчика | 07.05. | 25.04. | 08.05. | 05.05. | 08.05. |
| 26. | Начало цветения черёмухи обыкнов. | 01.05. | 07.05. | 15.05. | 08.05. | 12.05. |
| 27. | Развёртывание первых листьев у дуба | 02.05. | 20.05 | 20.05. | 14.05. | 20.05. |
| 28. | Начало цветения лесной земляники | 04.05. | 01.06. | 20.05. | 13.05. | 15.05. |
| 29. | «_» чёрной смородины (сорт Мичурин)
|
13.05. | 04.05. | 18.05. | 20.05. | 22.05. |
| 30. | «_» вишни (сорт сортовой)
|
01.05. | 12.05. | 21.05. | 12.05. | 12.05. |
| 31. | Прилёт первых стрижей | 23.05. | 20.05. | 21.05. | 16.05. | 25.05. |
| 32. | Начало цветения яблони (с. Антоновка)
|
03.05. | 15.05. | 19.05. | 19.05. | 13.05. |
| 33. | Последний заморозок(иней) на почве | 10.05. | 19.05. | 21.05. | 17.05. | 21.05. |
| 34. | Первая гроза | 01.05. | 26.04. | 31.05. | 10.04. | 22.05. |
| 35. | Начало цветение сирени лиловой | 14.05. | 26.05. | 27.05. | 25.05. | 18.05. |
| 36. | «_» рябины обыкновенной | 10.05. | 16.05. | 27.05. | 26.05. | 20.05. |
| 37. | «_» ландыша майского | 09.05. | 09.05. | 16.05. | 21.05. | 18.05. |
| 38. | «_» малины садовой | 13.06. | 30.05. | 01.06. | 24.05. | 25.05. |
| 39. | «_» шиповника | 05.06. | 13.06. | 03.06. | 06.06. | 24.05. |
| 40. | Первые зрелые плоды земляники лесной | 13.06. | 30.06. | 20.06. | 16.06. | 09.06. |
| 41. | Начало цветения кипрея (иван-чай) | 22.06. | 25.06. | 25.06. | 26.06. | 30.06. |
| 42. | Первые зрелые плоды черники | 24.06. | 26.07. | 01.08. | 03.08. | 10.08. |
| 43. | Первые зрелые плоды смородины | 30.06. | 08.07. | 06.07. | 04.07. | 07.06. |
| 44. | Начало цветения липы мелколистной | 24.06. | 16.05. | 11.07. | 03.07. | 05.07. |
| 45. | Первые зрелые плоды малины лесной | 08.07. | 08.07. | 25.07. | 26.07. | 20.07. |
| 46. | Первые зрелые плоды вишни | 05.07. | 10.07. | 19.07. | 07.07. | 10.06. |
| 47. | Массовое появление грибов белых | 14.08. | 20.08. | 22.08. | 15.07. | 25.07. |
| 48. | «_» подберёзовиков | 16.08. | 21.08. | 25.08. | 17.07. | 28.07. |
| 49. | Начало пожелтения листьев берёзы | 13.09. | 25.08. | 15.08. | 20.08. | 25.08. |
| 50. | Массовый отлёт стрижей | 13.08. | 20.08. | 24.08. | 22.08. | 6.09. |
| 51. | Первый заморозок на почве | 27.08. | 13.09. | 20.09. | 03.09. | 13.09. |
| 52. | Массовый отлет ласточек деревен. | 14.09. | 30.08. | 03.09. | 01.09. | 12.09. |
| 53. | Начало пролёта гусей серых | 11.09. | 12.09. | 19.09. | 11.09. | 27.09. |
| 54. | Начало пролёта уток-кряк | 13.10. | 04.10. | 22.09. | 22.09. | 27.10. |
| 55. | Последняя встреча комаров толкунов | 14.10. | 20.10. | 15.09. | 18.09. | 15.10. |
| 56. | Полная осенняя окраска у дуба | 18.09. | 20.09. | 28.09. | 25.09. | 30.09. |
| 57. | «_» у клёна остролистного | 28.09. | 25.09. | 23.09. | 17.09. | 28.09. |
| 58. | «_» у липы мелколистной | 24.09. | 20.09. | 24.09. | 18.09. | 25.09. |
| 59. | «_» у берёзы | 01.10. | 05.10. | 28.09. | 16.09. | 25.09. |
| 60. | Конец листопада у берёзы | 13.10. | 21.10. | 20.10. | 26.10. | 20.10. |
| 61. | «_» у клёна остролистного | 14.10. | 17.10. | 18.10. | 18.10. | 15.10. |
| 62. | «_» у липы мелколистной | 12.10. | 13.10. | 16.10. | 17.10. | 11.10. |
| 63. | «_» у дуба | 03.10. | 17.11. | 16.11. | 15.11. | 7.11. |
| 64. | Первое появление снегирей | 15.11. | 29.11. | 17.11. | 20.11. | 26.11. |
| 65. | Выпадение первого снега | 08.10. | 03.10. | 22.10. | 12.10. | 26.11. |
| 66. | Ледостав на реке (назв. Березняк)
|
08.11. | 26.11. | 28.11. | 20.11. | 22.10. |
| 67. | Появление сплошного льда на водоёме | 13.11. | 29.11. | 08.12. | 23.11. | 25.11. |
| 68. | Снежный покров установился на зиму | 15.11. | 24.11. | 28.11. | 26.11. | 8.12. |
Приложение 2
График среднемесячной температуры за март
t
0
+10
+5
0
-5
-10
2000 2001 2002 2003 2004 2005 годы
График среднемесячной температуры за май
t
0
+20
+15
+10
+5
0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 годы
График среднемесячной температуры за июнь
t
0
+25
+20
+15
+10
+5
2000 2001 2002 2003 2004 2005 годы
График среднемесячной температуры за август
t
0
+25
+20
+15
+10
+5
2000 2001 2002 2003 2004 2005 годы
График среднемесячной температуры за ноябрь
t
0
+5
0
-5
2000 2001 2002 2003 2004 2005 годы