Погода в Санкт-Петербурге | Pogoda78.ru

Что такое фенология? Фенологические наблюдения

Что такое фенология? Фенологические наблюдения

Регулярные наблюдения за сезонными изменениями осуществляются на основании заметных явлений в природе. Все полученные данные структурируются в единую систему. Называется она – общая фенология. Далее подробнее познакомимся с этой дисциплиной. Выясним, что изучает наука фенология.

Терминология

Официальная история фенологии началась в середине 19 столетия. Термин впервые был предложен Шарлем Морраном (ботаником из Бельгии). Фенология как наука представляет собой систему знаний и совокупность сведений о сезонных явлениях в природе, их причинах и сроках появления. Наблюдения производятся на основе так называемых феноиндикаторов (что это такое - обсудим чуть ниже). Говоря о том, что изучает фенология, следует упомянуть и о том, что в ходе исследований определяются пространственно-временные закономерности циклического изменения природных объектов и их групп, связанных с перемещением Земли вокруг Солнца в течение года.

Индикаторы

Как было сказано выше, фенологические наблюдения производятся на основе заметных явлений природы. К ним, например, можно отнести цветение черемухи, появление "сережек" на березе или пожелтение листьев. Все эти признаки носят название "феноиндикаторы". Они характеризуют переход живой природы из одной сезонной фазы в другую.

Показатели средних температур

На основании этих параметров осуществляется более конкретное определение природных явлений. Так, к примеру, устойчивый переход к средней температуре в сутки выше 0 градусов считается климатическим приходом весны, а свыше 15 – лета. Говоря о том, что такое фенология, нельзя не сказать, что вся система исследований построена на анализе периодов разной продолжительности. Так, например, рассматриваются более узкие изменения температурных показателей – через пять градусов. В результате каждый сезон делится на короткие промежутки – фенологические фазы. В каждом периоде есть свой комплекс природных явлений (феноменов). Благодаря им исследователи отличают одни фазы от других. Периоды по наиболее характерным феноменам имеют свои названия, которые закрепляются в народных календарях.

Способ исследования

Сезоны и времена года соответствуют друг другу. Визуальные фенологические наблюдения, являющиеся традиционным приемом, или методом, исследования, позволяют регистрировать сроки наступления тех или иных явлений. Для достижения сопоставимости сведений, полученных разными исследователями, составляются специальные программы, атласы и разъяснения к ним. В таких методических изданиях описываются фенофазы растений и сезонные явления животного мира. Для научных целей фенологические наблюдения являются способом исследования географических и биологических объектов и установления закономерностей.

Весна: общие сведения

Выше, рассматривая вопрос о том, что такое фенология, мы упомянули, что эта система имеет особую структуру. Кроме того, что в дисциплине выделяют сезоны (сравнительно продолжительные периоды, соответствующие временам года), существуют и более короткие отрезки времени – фазы. Так, весна включает в себя 4 подсезона. В каждом из них есть свои индикаторы.

Таяние снега

Это первый подсезон весны. Начинается он с образования в поле первых проталин. Завершение периода определяется по первому цветению орешника-лещины и ольхи серой. На протяжение этого этапа прилетают жаворонки, скворцы, чайки и грачи. У берез и кленов отмечается набухание почек и движение сока. На полях начинает сходить и постепенно исчезает снег, водоемы освобождаются ото льда. В этом подсезоне завершается рыбалка по льду и начинается ловля на открытой воде. Некоторые обитатели водоемов (ерш, жерех, подуст, елец, язь, щука) начинают готовиться, а в некоторых местах приступают к нересту. На отдельных территориях достаточно хорошо ловятся в этот период лещ и плотва.

Оживление весны

Начало второго подсезона совпадает с зацветанием ольхи серой. Наиболее точным индикатором данного периода для жителей городов считается мать-и-мачеха, желтеющая на пустырях. Начало явлений, характерных для данного периода, в Центральной полосе отмечается обычно 15-20 апреля. В это время наблюдается окончательное исчезновение льда в водоемах. Почва начинает подсыхать сверху. При этом становятся проходимыми для людей и доступными для транспорта проселочные дороги. Это, в свою очередь, открывает путь рыболовам к глухим местам. Во втором подсезоне прилетают вальдшнепы и журавли, появляются шмели, начинают "голосить" лягушки. Тогда же отмечается оживление дождевых червей. Что касается речных обитателей, завершается нерест язя и щуки, у жереха и ерша он продолжается, а у окуня и леща – только начинается. В этом подсезоне на березах уже распустились почки, а вяз "пылится".

Разгар весны

В начале третьего подсезона березки уже оделись в зеленую листву. Приблизительно на протяжении двух декад в это время наблюдается потепление. Повышается температура воздуха не только днем, но и ночью. Зелень кустарников и деревьев становится гуще, начинается цветение фруктовых садов. Насекомых становится больше, равно как и певчих птиц, питающихся ими. В полях, на лугах и в лесах отмечается бурное зеленение и цветение. В прибрежных зарослях становятся слышны соловьиные трели, а в лугах и полях – перепелиные. Начинает петь и коростель-дергач. К прочим приметам следует отнести завершение нереста у язя и продолжение у подуста и плотвы. Начинается щучий жор, открывается ловля леща, успевшего частично отнереститься, голавля и карася. Об окончании подсезона свидетельствует цветение лиловой сирени и рябины.

"Предлетье"

Четвертый подсезон характеризуется завершением цветения фруктовых садов, выколашиванием луговых злаков и озимой ржи. Явления, происходящие в этот период, совпадают с вылетом стрекоз. На суходолах отмечается цветение нивяника-поповника, а на сырых участках – незабудки.

Лето: 1 подсезон

Прежде всего надо сказать, что этот период делится на три фазы. Первая – это начало лета. Об этом этапе свидетельствует зацветание шиповника. Оно, в свою очередь, сопровождается и прочими явлениями. Так, например, в садах цветут чубушник и калина, в поле – рожь, льнянка и василек, на воде – белая кувшинка. Температура повышается, воздух все больше прогревается. В это время самые длинные дни в году. Отмечается повышение температуры в водоемах.

"Полное" лето

Начало второго, основного, подсезона совпадает с цветением липы мелколистной. Это явление в Центральной полосе наблюдается, как правило, между 5 и 15 июля. В больших городах, впрочем, это случается несколько раньше. В качестве попутного указателя наступления полного лета следует использовать созревание черной и красной смородины, земляники садовой, а в лесу – черники. Начинают стихать соловьи и умолкают кукушки. На городских газонах зацветает желтая пижма и голубой цикорий. Появляются кузнечики в большом количестве.

Спад лета

Это последний, третий подсезон. Период характеризуется началом созревания брусники. Ночи становятся заметно длиннее. На зоре начинает выпадать холодная роса. Температура воды в реках и прудах понемногу снижается. Трава, которая была срезана во время сенокоса, к этому времени успевает подрасти.

Осень: начало

Этот сезон, как и летний, включает в себя три фазы. На европейской части РФ весь период длится чуть более 3 месяцев. Начало осени характеризуется появлением желтых прядей в кроне вяза, липы и березы. Завершение подсезона отмечается тогда, когда количество зеленых и расцвеченных листьев становится приблизительно одинаковым. Это чаще всего отмечается в последнюю декаду сентября, а во влажную и теплую осень – в начале октября. В лесу начинают появляться опята. В воздухе наблюдается тенетник, летающая паутина. Вода продолжает охлаждаться, однако в больших водоемах снижение температуры происходит неравномерно, начиная с верхнего слоя.

"Золотая осень"

Второй подсезон характеризуется повсеместным пожелтением и опаданием листвы. Леса постепенно начинают оголяться, птицы собираются в стаи и улетают в теплые края. Готовятся к миграции и кочующие по обочинам дорог и окраинам полей скворцы и грачи. Окончание листопада у вяза, осины и березы свидетельствует о начале глубокой осени. Длится этот период до самого первого снега. Температура все ниже, перелетают на юг последние стаи уток, лебедей и гусей. Вода и приземный воздух охлаждаются все быстрее.

Предзимье

Завершает осень период, являющийся при этом переходом к зиме. Собственно, за это данный подсезон и получил свое название. В начале этого периода выпадает первый снег. Завершается фаза ледоставом и образованием санного пути.

Данный сезон исследователи разделяют также на три фазы. В течение всего периода растения пребывают в глубоком покое, а из всего многообразия птиц остаются только те, которые хорошо приспособлены к зимним холодам. В лесу становится практически пусто – почти все звери впадают в спячку, а кто не спит - прячется по норам. Как правило, зима начинается с конца ноября и продолжается примерно до второй половины марта.

В начале этого первого подсезона водоемы покрываются прочным льдом. С этого момента открывается подледная рыбалка. Завершается фаза в 20-х числах декабря, во время зимнего солнцестояния. Первое время интенсивный клев становится в некоторой степени "капризным", поскольку ледяной покров становится толще, дни короче, а в воде снижается объем растворенного кислорода.

Это второй подсезон. Начинается он, как правило, в феврале. В это время начинает "петь" большая синица.

Завершающая фаза наступает с прибавлением светового дня. С этого момента наступает "весна света". Начинают расти сосульки, звенит капель. В течение дня заметно пригревает солнце.

Взаимосвязь явлений

Возвращаясь к вопросу о том, что такое фенология, заметим, что в рамках дисциплины исследуются не только природные явления. Здесь следует отметить зависимость продолжительности сезонов и фаз от ландшафта и географического положения территории. Все периоды взаимосвязаны. Каждая фаза наступает в определенный промежуток времени. К примеру, весеннее движение сока раньше всего наступает у клена остролистного. Спустя 2 недели после его начала будет отмечаться набухание почек у березы, что, в свою очередь, является сигналом для рыболовов: значит, язь становится активным. Как уже было сказано, большое значение имеет и средняя температура в течение суток. Пока она не поднимется выше 5 градусов (со знаком плюс), растения пребывают в вынужденном покое.

Зачем нужны исследования?

Методы и задачи фенологии имеют практическое значение, и в первую очередь - для народного хозяйства. Закономерности лежат в основе составления календарей сезонных мероприятий. Они, в свою очередь, применяются при организации работ по охране природы, борьбе с заболеваниями полезных растений, своевременному устранению вредителей. Сведения о периодах массового перелета птиц важны для авиации. Дистанционное исследование земной поверхности нуждается в данных об оптимальном времени для осуществления исследований сроков миграции пернатых. Результаты визуальных фенологических наблюдений применяются при проектировании санаториев, планировании туристических маршрутов. Исследования позволяют выявлять местные природные индикаторы, которые, в свою очередь, дают возможность определять сезонное состояние природы и прогнозировать характер вегетационного периода.

Фенологические карты, в особенности крупномасштабные, нужны для планирования тех или других сезонных производств. Природные сигналы важны при освоении территорий и выведении новых видов животных и растений. Таким образом, говоря о том, что такое фенология, можно сделать очевидный вывод: данная дисциплина является комплексной. Она включает в себя различные приемы и методы исследований. Все, что изучает фенология, позволяет наиболее рационально использовать природную среду.

Экология СПРАВОЧНИК

Учение о сезонном развитии живой природы, т. е. растений и животных в естественной обстановке, в связи со сменой времен года и изменениями погоды. Задача Ф„ — установление сроков наступления фенологических фаз и выделение фенологических сезонов. Понятие Ф. иногда расширяется и на сезонные явления неживой природы, имеющие зависимость от погоды, напр, ледостав, вскрытие рек, сход снежного покрова и пр. По С. В. Калеснику—Ф. есть учение о сезонной ритмике географического ландшафта.[ . ]

Фенологи ФРГ заранее предсказали очень теплую зиму 1975 года. Этот верный долгосрочный прогноз удалось дать благодаря наблюдению за поведением птиц. Еще с осени журавли и другие многие перелетные птицы не улетали в жаркие страны, а остались зимовать дома. Аналогичное поведение пернатых было отмечено и в других европейских странах.[ . ]

Фенология (от греч. — явления и . логия) — наука, изучающая сезонное развитие (ритмы) природы (растений и животных), обусловленное сменой времен года и изменениями погодных условий. В практических целях составляются фенологические карты, отображающие сезонную изменчивость органического мира, время наступления фаз развития растений и животных. Термин предложил бельгийский ботаник Ш. Моран (1853).[ . ]

ФЕНОЛОГИЯ [от гр. phaino — являю и logos - слово, учение] — система знаний о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. Данные фенологических наблюдений — основной материал, включаемый в календари природы и летописи природы. ФЕНОМЕНЫ ПРИРОДЫ [от гр. phainomenon — являющееся] — необычные либо выдающиеся явления или объекты природы. Последние часто объявляются и охраняются как памятники природы.[ . ]

Фенология стрекоз подвержена закономерным географическим изменениям. Такие изменения прослеживаются в широтном, долготном и высотном (в горах) направлениях. Наши материалы /Харитонов, 19806/ дают возможность проследить широтные изменения фенологии стрекоз от Заполярного Урала до южных пустынь Средней Азии примерно на одной долготе между 60 и 70° в.д. Сравнительно полные данные по фенологии на этой более чем 3-тысячекилометровой тран-секте получены в пяти точках: лесотундра - стационар Института экологии растений и животных УРО АН СССР, левобережье Оби немного севернее Полярного круга (66° с.ш.); тайга - окрестности г. Верхотурье, верховье р. Туры (59° с.ш.); лесостепь - окрестности городов Челябинск и Курган, реки Миасс и Тобол (55° с.ш.); полупустыня - окрестности г. Кызыл-Орда, нижнее течение р. Сырдарьи (45° с.ш.); пустыня - заповедник "Тигровая балка на юго-западе Таджикистана, верховье р. Амударьи (37° с.ш.). Все перечисленные районы находятся на абсолютной высоте не более 350 м. Общий период лёта стрекоз на этом расстоянии изменяется от круглогодичного на юге Средней Азии до 50-55 дней в Заполярье.[ . ]

Фенология чешуекрылых связана и с фенологией кормовых растений, и с продолжительностью вегетационного сезона. На Южном Урале многие виды (8.7% от общего числа) имеют две и даже три генерации в году, тогда как виды, развивающиеся более года, редки (8 видов, или примерно 1%): это виды, питающиеся кормовыми ресурсами низкого качества. На Полярном Урале виды, имеющие более одной генерации в году, отсутствуют среди Масго1ер1с1ор1ега вообще. Напротив, 39 видов (22.7% от всех видов, стадия зимовки у которых известна) развиваются там больше года. Если среди чешуекрылых с высокой скоростью роста (питающихся на листьях листопадных древесных растений или двудольных трав) доля видов с продолжительными жизненными циклами только 9-12%, то на вечнозеленых растениях она достигает 27%, на граминоидах - 42%.[ . ]

По фенологии защищаемых растений судят: 1) об их чувствительности к повреждениям определенными вредными видами; 2) о компенсаторных возможностях растений н вероятной конечной значимости для урожая выявленного уровня повреждениости; 3) о целесообразных сроках проведения защитных мер.[ . ]

Изменение фенологии стрекоз в долготном направлении выражено менее ярко, чем по широте, но все же прослеживается. В направлении с запада на восток уменьшается обший период лёта стрекоз и смешаются сроки появления первых весенних видов в сторону лета. В ГДР имаго стрекоз активны 7 мес: с 20 апреля до 10 ноября / Schie— menz, 1953/, в Латвии (расположенной немного севернее) -6 мес: с начала мая по октябрь /Спурис, 1956/, на юге Западной Сибири (примерно на одной широте с ГДР) - 5 мес: с 20 мая до 20 октября. В Южном Прибайкалье лёт стрекоз начинается только в начале июня /Белышев, 1974а/. Закономерно изменяются и сроки лёта отдельных видов. Так, L. quadrimaculata в ГДР начинает летать в первых числах мая, на юге Западной Сибири с 20 мая, а в Южном Прибайкалье лишь с 5 июня. Прекращается лет во всех этих регионах примерно в одно время - в середине августа, т.е. с продвижением на восток сезон активности четырехпятнистой стрекозы отодвигается в сторону осени в результате смещения сроков появления имаго и уменьшается с 3,5 в европейской части до 2,5 мес в Прибайкалье.[ . ]

При оценке фенологии важно точно определить все этапы прохождения фенологических фаз, иногда продолжающихся месяц и более. Это также важно и при использовании методов вылова вредных организмов. Обычно принято считать, что отмечается вначале этап «единично», если фиксируемая фаза (этап, стадия) онтогенеза выявлена не более чем у 5% особей; этап «начало фазы» фиксируют, если ее достигло до 20 % особей; «массовое прохождение фазы», если она отмечается у 50 % особен и более; «завершение фазы», если она отмечается у 80 % особей и более. Такое установление этапов фенологии служит базой для ее прогноза по метеорологическим предикторам и данным вылова.[ . ]

Павлюк P.C. К фенологии стрекоз Западной лесостепи // Исследования по энтомологии и акарологии на Украине. - Киев, 19806. - С. 51-52. - (Тез. докл. 2-го съезда УЭО, Ужгород, 1980).[ . ]

Белышев Б.Ф. Фенология лёта стрекоз (Odonata)в Приалтайских степях и некоторые общие закономерности этого явления // Энтомол. обозрение. -1960а. - Т. 3 9, № 2. - С. 3 95-403.[ . ]

Для прогноза фенологии вредных организмов и растений используют разные приемы, но в общем все они основаны на метеорологической информации.[ . ]

Филипьев И. Н. Фенология и вредители.[ . ]

Фенология растений. См. фенология.[ . ]

Добровольский Б. В. Фенология насекомых — вредителей сельского хозяйства. Высшая школа», 1961.[ . ]

Благодаря лабильной фенологии, позволяющей выбирать оптимальные условия в воздушной среде, многие виды стрекоз в умеренных широтах Северного полушария имеют обширные ареалы, охватывающие разные природные зоны и вертикальные пояса. Фенологические сдвиги не требуют сложных морфологических и физиологических перестроек /Городков, 1986/ и представляют для этих насекомых наиболее быстрый и прогрессивный путь адаптации к макроклимату.[ . ]

Условные обозначения фенологии насекомых (справа — знаки с обводкой для обозначения сроков появления насекомых в наибольшем количестве)

Методом кошения сачком учитывают фенологию и численность хлебных пилильщиков, злаковых мух и др. Выбор сроков учетов определяют на основе средних многолетних данных о фенологии объекта, по экологическим показателям или расчетам фенологии по суммам эффективных температур.[ . ]

Харитонов А.Ю. Широтные изменения фенологии стрекоз (insecta, Odonata) Зауралья и Казахстана II Экология. - 19806. - С. 93-96.[ . ]

Харитонов А. Ю. Широтные изменения фенологии стрекоз (1п-яес1а, Ойопсйа) Зауралья и Казахстана // Экология. 1980. № 2.[ . ]

Крылова В.Н. Некоторые особенности фенологии и способов сбора стрекоз в условиях Средней Азии // Энтомологические исследования в Киргизии. — Фрунзе: Илим, 1968а. - С. 57-59.[ . ]

Иркутск, 19606. - № 1. - С. 46-47.[ . ]

Для сравнимости результатов при оценке фенологии или относительной плотности объекта в разных биотопах в определенные периоды суток или сезонов кошение сачком должно проводить одно и то же лицо. Для ряда объектов установлена суточная ритмика их передвижения па растениях, что отражается на вылове. Поэтому необходимо проводить учеты в одни и те же часы суток, желательно во время максимального скопления объекта на поверхности растений.[ . ]

На основании изучения биологии возбудителя и фенологии растения-хозяина установлены критические дни, когда в естественных условиях происходит заражение ботвы фитофторозом. В северо-западной зоне и в южной части Сахалина критические дни учитывают в период массовой бутонизации или единичного цветения картофеля, когда растения становятся восприимчивыми к заболеванию. До наступления указанных фаз вегетации проходит «нулевое время», в течение которого не следует учитывать критические дни. Наблюдения за факторами погоды проводят непосредственно в посадках ранних сортов картофеля, начиная с момента смыкания ботвы. В результате этих наблюдений устанавливают минимальную, максимальную, среднесуточную температуру и относительную влажность воздуха. В случае, если в посадках картофеля в течение 48 ч подряд относительная влажность воздуха была более 75 % (возможно кратковременное, не более часа, ее снижение), минимальная температура воздуха не была ниже 10 °С, а максимальная — не выше 25 °С, то эти дни считают «критическими». При таких условиях возможно первичное заражение ботвы.[ . ]

Определение времени проведения защитных работ опирается на выявление фенологии вредных видов или фенологии защищаемых посевов (насаждений), если вредные виды постоянно угрожают посевам и равномерно их заселяют. По такому принципу выполняют некоторые работы по защите плодовых и овощных культур, а также предпосевные обработки семенного и посадочного материала. Сложнее определить время и место проведения защитных работ при неравномерном заселении посевов вредными видами и при существенной изменчивости сроков наступления тех условий, когда целесообразны защитные меры. В таких случаях сигнализация должна сочетать определение сроков, когда возникает опасная ситуация (устанавливаются службой диагностики и прогнозов), с проведением в это время обследований посевов (насаждений) силами хозяйств для выявления площадей, на которых необходимы защитные работы.[ . ]

Сроки наступления основных фенологических фаз посевов при сопоставлении с фенологией вредных видов служат главным показателем ожидаемой интенсивности и экономической значимости их вредоносности. Степень фенологической однородности посевов, дружности прохождения фенологических фаз является показателем их благоприятности как кормовой базы для вредных организмов. При растянутости фаз и разновременности их наступления в пределах полей, хозяйств и региона создаются благоприятные условия для вредителей и патогенов. Это служит также показателем ослабленной сопротивляемости посевов к повреждениям.[ . ]

В региональных обзорах распространения болезней плодовых культур отмечают фенологию культур и степень их поражения; вредоносность; факторы, влиявшие на эффективность защитных мер; развитие и распространение второстепенных заболеваний. Анализ этих данных позволяет рекомендовать меры по улучшению организации борьбы с болезнями на следующий год. Для парши яблони и груши разрабатывают сезонные прогнозы (см. раздел 14.5).[ . ]

Отдельным трехзначным числом сообщают код вредного объекта. Далее идет кодированное обозначение фенологии культуры (двузначное число), фенологии вредного объекта (двузначное число). Затем дают оценку в баллах распространения вредного объекта. Чаще всего используют четырехбалльную градацию. Она позволяет выделить уровень ниже экономического порога вредоносности (01), равный ему (02), выше его (03) и массовую численность, или эпифитотию (04). Это все в совокупности составляет фоновую информацию. Далее на этом фоне информация может характеризовать вред, эффективность проведенного защитного приема, показатели состояния популяции. Все эти данные имеют свой код. Так, вред обозначают кодом 06 и далее дается процент поврежденных растений и степень повреждения в баллах (6 цифр). Все приемы борьбы могут иметь двузначный код, следующие две цифры обозначают эффективность в процентах. Показатели состояния популяции могут быть выражены четырехзначным числом. Первые две цифры характеризуют природу показателя (масса тела, наличие резервов, плодовитость и др.), а далее в баллах может быть дана оценка этого показателя.[ . ]

Срок обработки каждого поля (насаждения) назначает главный агроном хозяйства (агроном-энтомолог), учитывая фенологию вредного объекта и его численность (интенсивность развития, состояние посева, экологическую обстановку). При этом он руководствуется указаниями районной (межрайонной, областной, краевой, республиканской) СТАЗР, разрабатываемыми применительно к данному конкретному сезону и даже отдельному его периоду.[ . ]

В качестве косвенных показателей степени благоприятности условий среды для развития злаковых мух используют: 1) характеристики динамики фенологии и интенсивности кущения озимой и яровой пшеницы; 2) температурный режим осени предыдущего года, гидротермический режим весны и лета текущего года. Раннее похолодание осенью неблагоприятно для развития мух и подготовки популяций к перезимовке; губительны для них весенние похолодания, суховеи весной и летом. Затяжная теплая осень, повышенное количество осадков весной и осенью при умеренно теплой погоде благоприятны для размножения злаковых мух.[ . ]

Большое место в получении фенологической информации также занимают полевые визуальные наблюдения и учеты. Они предназначены для выявления фенологии и первых признаков заболевания растений, появления особей вредного вида, кладок яиц, начала от-рождеиия гусениц и личинок, последующих фаз их развития, для оценки паразитирования по фазам онтогенеза, определения сроков наступления активности зимне-спящих форм (у сусликов — появление нор-веснянок), повреждеиности растений. Для выявления динамики процессов учеты проводят через 2—3 дня (иногда реже) регулярно, в соответствии с биологическими особенностями объекта и практическим назначением получаемой информации. При этом одновременно накапливаются количественные оценки, важные для характеристики фазы динамики популяций. С этой целыо строго придерживаются определенного порядка взятия проб и их распределения на посевах, деревьях и кустарниках.[ . ]

Важнейшим методом изучения сезонной динамики ландшафтов служат фенологические наблюдения и составляемые на их основе календари природы. Считая фенологию географической дисциплиной, С. В. Калесник (1960) определял ее как науку о сезонной динамике ландшафта. Однако богатые материалы по фенологии, накопленные к настоящему времени, недостаточно используются в ландшафтных физико-географических работах. Исключение составляют характеристики степных ландшафтов, которые не обходятся без выделения аспектов степи, многократно сменяющих друг друга на протяжении весны, лета и осени.[ . ]

Прямые наблюдения за развитием некоторых вредных объектов довольно трудоемки и не всегда доступны широкому кругу специалистов. Поэтому стремятся определить их фенологию на основе учета состояния среды, в частности температурного фактора, влияющего на скорость развития насекомых и патогенов. Прогноз фенологии по суммам эффективных температур, превышающих порог развития вредителя, не всегда дает удовлетворительные результаты, так как температура влияет на пойкилотермные организмы не только в зависимости от ее среднесуточного уровня, но и амплитуды колебаний в отдельные отрезки суток. В таких случаях используют поправочные коэффициенты к суммам эффективных температур; которые учитывают «активные» температуры при среднесуточных или среднедекадных температурах ниже порога развития, а также исключают «балластные» температуры, когда среднесуточная (среднедекадная) температура выше оптимальной для данного вида. Учитываются также особенности отношения к температуре у географических популяций вредителя. Поправочные коэффициенты сейчас разработаны для озимой совки. Использование их, как показала производственная проверка, позволяет в любом районе ареала и для любого поколения рассчитать фенологию вредителя с точностью до одного—трех дней.[ . ]

Для организации защитных мероприятий существенное практическое значение имеют обзоры распространения вредителей плодовых культур. В них отмечаются в разрезе районов плодоводства распространение и фенология доминирующих видов; эффективность защитных мер, направленных против них; уровень распространения второстепенных видов, особенно тех, которым, присуща изменчивость состояния популяций по годам; эффективность подавления их вредоносности; общая оценка сформировавшегося комплекса вредных видов перед уходом их на зимовку и необходимые корректировки в связи с этим в системе защитных мер, планируемых па следующий год.[ . ]

В связи с этим на Заларинском стационаре в 1992-1998 гг. проводились полевые работы, в задачу которых входило изучение агрохимических свойств почв, их водного и питательного режимов как важных факторов почвенного плодородия. Ставилась также задача изучить фенологию нового сорта озимой пшеницы Заларинка, определить влияние различных видов и доз удобрений на плодородие почв, рост и развитие растений. Проводились исследования условий минерального питания растений по вариантам опытов с целью определения рациональных доз удобрений, обеспечивающих оптимизацию минерального питания растений и их максимальную продуктивность. В числе задач полевых опытов - определение влияния удобрений на продовольственные и хлебопекарные качества зерна озимой пшеницы Заларинка при выращивании ее в лесостепной зоне Иркутской области.[ . ]

В высокогорье Памира (до 3 900 м над ур. м.) стрекозы обитают только на термальных источниках, где их лёт сдвинут на вторую половину лета - с июля до середины сентября, охватывая наиболее теплый период. Все четыре отмеченных здесь вида летают одновременно и очень короткий срок: 2—2,5 мес, что аналогично фенологии стрекоз в Заполярье (см. рис. 7).[ . ]

Разработка всех форм прогнозов опирается на информацию, которую собирают в строго определенные фенологические периоды в жизненном цикле вредных видов и защищаемых растений. Правильный прогноз наступления этих периодов упрощает систему сбора информации и уменьшает количество учетов и наблюдений. Учет и прогноз фенологии вредных организмов является важнейшей предпосылкой для оценки степени благоприятности для них сложившейся экологической обстановки сезона. Одновременно фенологические данные служат критерием для выбора сроков проведения защитных обработок. Учитывая вышесказанное, в этой главе вначале излагаются технология фенологических, а затем долгосрочных, краткосрочных и многолетних прогнозов. В этой последовательности раскрывается логика использования собираемой информации: установление фенологии облегчает долгосрочный прогноз распространения вредных видов; краткосрочный прогноз — это этап уточнения долгосрочного прогноза; многолетний прогноз — это синтез многолетних данных о региональных закономерностях динамики распространения вредных видов.[ . ]

Точный прогноз погоды с большой заблаговременностью представляет исключительную ценность для фп-тосаиитариой диагностики. В определенной мере публикуемые прогнозы па месяц и на неделю используются для ориентации относительно степени благоприятности складывающейся экологической обстановки для посевов и развития вредных видов. Однако попытки использовать даже краткосрочные прогнозы погоды для расчетов фенологии вредных объектов обычно не давали положительных результатов. Точность прогноза погоды пока низкая. В результате этого ошибки расчетов возрастают многократно.[ . ]

У третьей группы вредителей в период зимовки популяция сохраняется только в ограниченных местах резервации, но ежегодно вегетационный сезон для них благоприятен, а интенсивность воспроизводства очень велика. Поэтому довольно быстро восстанавливается их массовая численность. По количеству вредителей в истекшем году судят о сложившихся условиях существования на посевах. Если они останутся неизмененными и в будущем году (сроки посева, фенология растений, занимаемые площади под культуру), то прогнозируется такой же уровень численности.[ . ]

Биогеография стоит на грани биологии и географии. Ее разделы: ареаловедеиие — наука об общих законах сложения ареалов, т. е. областей распространения видов и других систематических категорий животных и растений, ботаническая география (география растений, фитогеография), изучающая закономерности распространения растений, география животных (зоогеография) — распространение животных, география почв — распространение почвенных разностей, фенология исследует сезонные циклы в жизни растений и животных и их географическое изменение в связи с метеорологическими факторами.[ . ]

Вредители и болезни овощных культур. Вредите л и. Овощные культуры повреждает большое число миогоядпых вредителей — грызуны, проволочники, совки, луговой мотылек и др. Для ряда миогоядпых вредителей овощные культуры стали стациями их резервации. В то же время отдельные виды овощных культур имеют также специфичных специализированных вредителей. Их значение связано с распространением повреждаемого растения в составе овощных культур. В связи с этим наибольшее число специализированных, вредителей отмечено на капусте. К их числу относятся крестоцветные блошки, капустные мухи, капустная моль, капустная и репная белянки, капустная тля, капустный стеблевой скрытохоботиик, рапсовый пилплыцик. По всем этим вредителям составляют подробные обзоры в разрезе регионов, включающие фенологию каждого поколения; заселенные площади в сравнении с обследованными (процент); процент заселенных растений и плотность вредителя (средняя, максимальная); повреж-депность растений (в баллах); состояние популяции перед уходом на зимовку; объем проведенных профилактических и защитных мер и их эффективность. Для большинства вредных видов известны факторы, способствующие размножению и выживаиию или угнетающие их. С учетом этого анализируют причины отмечаемого распространения вредных видов в каждом регионе, определяют уровень ожидаемого распространения вида в следующем году, необходимые профилактические н защитные меры.[ . ]

По мере расширения и интенсификации сельскохозяйственного производства все большее влияние па формирование вредной фауны и флоры, а также динамику популяций вредных видов оказывают технология н система земледелия в целом и агротехнические мероприятия в частности. Проявляется это влияние по следующим направлениям: 1) формирование пространственного соотношения и жизненной емкости биотопов, пригодных для резервации в фазе депрессии и расселения вредных видов при массовом размножении; 2) формирование энергетических ресурсов, их распределение во времени и пространстве, доступность для использования вредными видами; 3) усиление или ослабление значения складывающихся оптимальных и экстремальных климатических факторов для размножения, расселения и выживания вредных видов в критические периоды их жизненного цикла; 4) формирование условий, определяющих воздействия паразитов, хищников и патогенов на динамику популяций вредителей, а антагонистов — на развитие болезней; 5) воздействие на фенологию вредных видов и складывающиеся их взаимоотношения с повреждаемыми растениями.[ . ]

Фенологичекая реакция на изменения погоды

Цель исследования – изучение фенологической реакции растений на изменение погоды.
В соответствии с намеченной целью были поставлены следующие задачи:
1. Обзор литературы по теме исследования, изучение основных понятий;
2. Подбор методов и материалов для проведения исследования;
3. Изучение влияния аномальной погоды на фенологию растительного покрова.

Содержание работы

ВВЕДЕНИЕ. 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. 6
1.1 Зимний покой растений. 6
1.2 Температура воздуха. 7
1.3 Температура почвы. 10
1.4 Суточные колебания температуры воздуха. 11
1.5 Влияние времени схода снега на сезонное развитие растений. 11
1.6 Влагообеспеченность. 12
1.7 Влияние направленного изменения климата на фенологию растений..13
1.8 Фенологическая реакция растений на изменения погоды. 14
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. 16
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. 21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 29
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.

Содержимое работы - 1 файл

Фенологическая реакция растений на изменения погоды.doc

Курсовая работа состоит из 32 страниц, включает в себя введение, три главы, заключение, список из 19 источников и 2 приложения.

Ключевые слова: ФЕНОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ, ПОГОДА, КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА, ФЕНОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ.

Актуальность исследования. В современную эпоху в связи с широким распространением локальных и региональных экологических кризисов, планетарный масштаб приобрели антропогенные нарушения природной среды. Изменения химического состава атмосферы, разрушение растительного покрова и преображение естественного гидрологического режима суши обусловили постепенное глобальное потепление климата. В связи с этим актуальной становится тема фенологической реакции растительных организмов на изменения погодных условий.

Цель исследования – изучение фенологической реакции растений на изменение погоды.

В соответствии с намеченной целью были поставлены следующие задачи:

1. Обзор литературы по теме исследования, изучение основных понятий;

2. Подбор методов и материалов для проведения исследования;

3. Изучение влияния аномальной погоды на фенологию растительного покрова.

Методы исследования: анализ и синтез, фенологические наблюдения, метеорологические исследования, статистические методы, моделирование.

Практическое значение. Материалы исследования могут являются основой для фитофенологического мониторинга территории. На основе данных по изучению фенологических реакций растений на изменения погоды возможно построение прогностических моделей, предсказывающих изменения сезонного развития лесных растений при дальнейшем изменении климата. Результаты исследования могут быть использованы в курсах лекций по экологии и при разработке природоохранных мероприятий.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. ..6

1.1 Зимний покой растений. . . 6

1.2 Температура воздуха. . . ..7

1.3 Температура почвы. . . 10

1.4 Суточные колебания температуры воздуха. . 11

1.5 Влияние времени схода снега на сезонное развитие растений. 11

1.6 Влагообеспеченность. . . . 12

1.7 Влияние направленного изменения климата на фенологию растений..13

1.8 Фенологическая реакция растений на изменения погоды. 1 4

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. . 16

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. . . 21

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК. . . 31

В современную эпоху в связи с широким распространением локальных и региональных экологических кризисов, планетарный масштаб приобрели антропогенные нарушения природной среды. Изменения химического состава атмосферы, разрушение растительного покрова и преображение естественного гидрологического режима суши обусловили постепенное глобальное потепление климата. Опубликованные в последние годы результаты многолетних фенологических наблюдений свидетельствуют о существенном изменении сезонного развития растений в Европе и Северной Америки в результате потепления климата. Эти изменения проявляются, главным образом, в смещении весенних фенофаз на все более ранние сроки (отрицательные тренды времени раскрывания почек и зацветания) и в увеличении продолжительности вегетации (положительные тренды) за счет более позднего наступления зимнего покоя. Основанный на этих результатах прогноз предполагает, что дальнейшее повышение температуры воздуха обусловит, прежде всего, значительные отрицательные сдвиги весенних фенофаз растений бореальной зоны Северного полушария.

Однако такая оценка не учитывает множественный характер контроля сезонного развития растений, экологические и ритмологические различия видов и, оперируя средними значениями, как правило, допускает однотипность фенологических реакций на потепление климата. Между тем многочисленные исследования фенологической изменчивости растений свидетельствуют о том, что не все виды реагируют на более раннее наступление весны и более поздний приход холодов одинаково. Сезонное развитие растений изменяется не только в зависимости от температуры воздуха и количества осадков, но и от многих других факторов, включая температуру, влажность и химический состав почвы. При этом в зависимости от соотношения индуцированного и автономного контроля развития возможны 3 основных сценария «поведения» вида в условиях дальнейшего потепления климата: 1) вымирание, 2) миграция или сокращение (расширение) ареала и 3) формирование нового феноритмотипа (адаптация) на основе модификационных или генетических изменений.

В связи с этим изучение фенологической изменчивости растений является не только основой для прогностической оценки изменения биологического разнообразия при дальнейшем потеплении климата, но и позволяет выделить виды, наиболее чутко реагирующие на изменение климатических параметров – потенциальные индикаторы естественного или антропогенного изменения климата.

Цель исследования – изучение фенологической реакции растений на изменение погоды.

В соответствии с намеченной целью были поставлены следующие задачи:

1. Обзор литературы по теме исследования, изучение основных понятий;

2. Подбор методов и материалов для проведения исследования;

3. Изучение влияния аномальной погоды на фенологию растительного покрова.

Методы исследования: анализ и синтез, фенологические наблюдения, метеорологические исследования, статистические методы, моделирование.

Практическое значение. Материалы исследования могут являться основой для фитофенологического мониторинга территории. На основе данных по изучению фенологических реакций растений на изменения погоды возможно построение прогностических моделей, предсказывающих изменения сезонного развития лесных растений при дальнейшем изменении климата. Результаты исследования могут быть использованы в курсах лекций по экологии и при разработке природоохранных мероприятий.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Одно из самых ярких проявлений жизни растений в сезонном климате – это последовательная смена фенологического состояния, отражающего интенсивность ростовых процессов в связи закономерными изменениями окружающей среды. В течение года, начиная с раскрывания почек весной, растение проходит следующие основные этапы развития: начало вегетации, цветение, плодоношение, окончание вегетации и покой.

Закономерная смена покоя и роста обусловлена эндогенной ритмикой, благодаря которой жизнь растений синхронизирована с ежегодно повторяющимися изменениями окружающей среды. При этом кардинальные этапы сезонного развития растений – покой, раскрывание почек и зацветание, детерминированы тремя взаимосвязанными программами: фотопериодическим, термопериодическим и возрастным контролем. В результате осуществляется подгонка сезонного развития под однонаправленные (например, потепление) или случайные изменения погоды. Такая фенологическая пластичность позволяет рассматривать растения как фитоиндикаторы изменения климата. К основным факторам, обуславливающим отклонения от средних дат начала фенофаз, обычно относят температуру воздуха и почвы, сход снегового покрова и количество осадков.

1.1 Зимний покой растений

Начало весеннего роста растений связано с их выходом из зимнего покоя. Покой, как физиологическое состояние, при котором отсутствует видимый рост особи, представляет собой приспособление для переживания неблагоприятных условий, обусловленных в умеренных и холодных широтах сезонным понижением температуры воздуха. У многих растений это необходимый этап сезонного развития, в течение которого происходит формирование почек возобновления. В связи с этим различают два основных типа покоя особи: глубокий покой, обусловленный внутренними причинами (эндогенный или органический покой), и вынужденный покой, обусловленный факторами внешней среды. В течение эндогенного покоя различают три фазы (глубокий, средний и вынужденный покой), каждая из которых характеризуется определенными физиологическими состояниями тканей растения. Например, в фазу глубокого эндогенного покоя растения наиболее устойчивы к отрицательным температурам в зимний период года.

Продолжительность покоя у разных органов или частей растения может быть не одинаковой. Например, у генеративных и вегетативных почек Corylus avellana и Betula alba, у зимующих и покоящихся почек Betula alba и В. рendula или у корней и почек возобновления эфемероидов.

Хорошо известно, что у видов с эндогенным покоем его продолжительность изменяется в зависимости от условий произрастания. Например, у таких плодовых деревьев, как вишня или яблоня, продолжительность глубокого покоя больше на юге, чем на севере. Кроме того, даже в пределах одной географической зоны местные экологические условия могут оказывать заметные воздействия на продолжительность эндогенного покоя. Такая экологическая изменчивость может быть связана с генетическим полиморфизмом вида или с частичной заменой продолжительности периода отрицательных температур длинным фотопериодом.

1.2 Температура воздуха

Изменения температуры воздуха рассматривается как один из важных факторов сезонного развития растений. Причем, прежде всего это относиться к «весенним» фенофазам. Например, Н.Е. Булыгин [2, c. 43], проведя статистическую оценку влияние различных факторов среды на погодичную изменчивость зацветания яблонь показал, что в основном она обусловлена изменением температуры воздуха в период от заложения генеративных почек до их распускания. В самых общих чертах влияние температуры воздуха проявляется в следующем: повышение температуры (в пределах нормы) обуславливает ускорение роста и сокращение фенологических интервалов, а понижение (в пределах нормы), напротив, — замедляет развитие и увеличивает фенологические интервалы. При этом чувствительность растения к температуре изменяется в течение его сезонного развития. Так холодостойкость хлебных злаков бореальной зоны после прорастания постепенно понижается: от 0 °С (проросток) и +2°С в фазу первых листьев до +6°С (выход в трубку) и +8°С в фазу колошения.

Для начала вегетации различным видам растений требуются различные «пороги» температур. К пороговым относят следующие значения температуры воздуха: 0 °С, +3°С и +5°С. В условиях холодного и умеренного климата для начала вегетации растений оказывается достаточным устойчивый переход среднесуточных температур воздуха к положительным значениям. Такой переход обычно совпадает со сходом снега.

Применение в фенологии метода температурных порогов имеет ряд недостатков. Во-первых, для определения точного значения порога требуется многолетний непрерывный ряд наблюдений. При этом уровень температуры, при которой может начаться вегетация какого-либо вида, изменяется от года к году в зависимости от других условий, таких как, например продолжительность и характер зимы или эндогенный покой растения. Многие растения способны приступить к вегетации при кратковременных оттепелях, эпизодических переходах температуры через 0 градусов или даже при слабых отрицательных температурах. Так, Picea abies обладает способностью фотосинтезировать в зимний период при температуре не ниже —3 градусов. По данным Т.К. Горышиной [4, c. 29] у Carex pilosa и Asarum europaeum фотосинтез, а, следовательно, и вегетация, может начаться до схода снегового покрова. Вероятно, многие растения с зимующими листьями и вынужденным покоем могут фотосинтезировать в зимний период года. Например, Galeobdolon luteum, у которого отсутствует глубокий зимний покой, способен к фотосинтезу в течение всей зимы, если слой снега тонкий и пропускает какое-то количество света.

Повышение температуры воздуха может спровоцировать начало вегетации и у летнезеленых растений. Так сокодвижение у Betula sp. может начаться даже при небольших отрицательных температурах воздуха до схода снега. У многих эфемероидов, таких как Scilla sibirica, Corydalis solida, Ficaria verna, Anemone ranunculoides и Gagea luteum почки могут раскрываться при небольших отрицательных температурах или тогда, когда почва еще промерзшая.

С раскрыванием почек до схода снега связано явление подснежного развития, которое интерпретируют либо как приспособление к короткому вегетационному периоду в северных широтах или в горах, либо как приспособление к недостатку освещенности летом в листопадных лесах. Впрочем, способность растений к вегетации при небольших отрицательных температурах проявляется не каждый год и в значительной степени зависит от характера зимы и условий предыдущего вегетационного сезона.

Другой подход определения начала вегетации растений представляет метод эффективных или накопленных положительных температур. Согласно ему для начала той или иной фенофазы растению требуется определенный, из года в год одинаковый запас «накопленного» тепла (определенное число теплых дней). Считается, что уровень эффективных температур - это видоспецифическая черта, которая отражает климатические условия формирования таксона.

Расчет эффективных температур наиболее оправдан для поздноцветущих растений или для видов, весеннее развитие которых в значительной степени связано с эндогенной ритмикой. Например, среди отечественных исследователей такой подход часто используется при изучении фенологии древесных растений, для которых в отличие от трав свойственна большая консервативность времени начала вегетации.

1.3 Температура почвы

Температура почвы, как и температура воздуха, является существенным фактором сезонного развития растений, особенно в весенний период. Например, в буковых лесах Центральной Европы у Carex digitata, Anemone ranunculoides, Asarum europaeum, Luzula pilosa и ряда других ранневесенних видов почки возобновления раскрываются весной после того как почва прогревается до +5°С и выше. По данным Т.К. Горышиной [4, c. 34] время зацветания Anemone ranunculoides, Scilla sibirica, Corydalis solida и Ficaria verna в различных местообитаниях широколиственных лесов тесно связано с температурой почвы. Многие авторы отмечают, что интенсивность прогревания почвы в весенний период является ограничивающим фактором для раскрывания почек при оптимальной температуре воздуха. По данным И.Н. Елагина [7, c. 67] при достаточной для активной вегетации температуре воздуха почки у березы, сосны и осины не раскрываются, пока почва не прогреется до +5-6°С. В горах Дальнего Востока низкие температуры почвы препятствуют началу роста побегов сосен, несмотря на то, что из-за прогревания воздуха у них уже началось сокодвижение и полностью набухли почки. Очевидно, что, благодаря такому взаимодействую температуры почвы и воздуха, неравномерность освещенности под пологом леса, хорошо выраженный микрорельеф или различия в механическом составе почвы будут обуславливать внутрипопуляционную изменчивость начала. Например, у брусники, злаков и осок почки раскрываются раньше на кочках, температура которых весной на 2°С выше, чем между кочками. Впрочем, влияние интенсивности прогревания почвы на начало и продолжительность фенофаз наиболее отчетливо выражено только в весенний период года и у тех видов, которые приступают к активной вегетации и цветению сразу или почти сразу после схода снега.