Влияние светового режима на ход роста однолетних стеблей древесных растений на юге острова Сахалин

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

САХАЛИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЙ  ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ 
 
 

 Курсовая  работа 

«Влияние светового режима на ход роста однолетних стеблей древесных растений на юге острова Сахалин» 
 
 

Студент 4 курса ДО                                                                             Комиссаров

Специальность «Экология»                                       Константин Владимирович 
 

Научный руководитель                                                                           Еремин

д. б. н., профессор                                                               Виктор Михайлович 
 

Защита состоялась

«_______»_______________ 2011 г.

Оценка __________________ 
 
 

г. Южно-Сахалинск

2011

 

СОДЕРЖАНИЕ 

 

     Введение

     Свет, наряду с теплом, влажностью, давлением является одним из важнейших для живых организмов абиотических факторов среды.  Большое влияние на все живое оказывает не только общее количество поступающего солнечного излучения, но и его качество, т.е. спектральный состав.

     Значение  энергии различных участков спектра для живых организмов неодинаково. Видимая радиация совпадает с физиологической радиацией, в пределах которой выделяют фотосинтетически активную радиацию (ФАР).

     Не  смотря на то, что факторы среды  действуют на любой организм комплексно, для каждого организма можно  выделить наиболее существенные или  императивные факторы (Федоров, Гильманов, 1980; Дедю, 1990). Для автотрофных организмов таким фактором является именно свет. 

     Разнообразие  световых эффектов огромно: от синтеза  субстратов до регуляции роста и  развития (Леопольд, 1968). Свет необходим для синтеза хлорофилла, регуляции работы устьиц, газообмена и испарения воды (транспирации), деления и растяжения клеток, а значит – для роста растений (Еремин, Таран, 2009). 

     Влияние света на формирование внешнего облика растений и их распределение было отмечено еще Е. Вармингом (1902) и Кернером (1903).

     Рост  стебля в длину так же давно является объектом внимания исследователей (Раскатов, 1954; Крамер, Козловский, 1963; Лир, Польстер, Фидлер и др., 1974; Полевой, 1989)

     Тенденции хода роста однолетних стеблей некоторых  видов древесных растений отметили Ю. Ф. Рой и В. М. Еремин (2008).

     Цель работы: выявление закономерностей хода роста однолетних стеблей рябины смешанной, ольхи волосистой, рябинника рябинолистного, свидины белой, бузины кистистой при различной освещенности в условиях южного Сахалина.

     Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

     1. Пронаблюдать за ходом роста  однолетних стеблей вышеуказанных  видов в условиях затенения  и достаточного освещения.

     2. На основе полученных данных  выявить общие особенности хода  роста стеблей в условиях различной  освещенности.

     3. Сравнить ход роста стеблей разных видов. 

 

     1 Физико-географические особенности юга Сахалина 

     1.1 Географическое положение района проведения исследования

     Район проведения исследований находится  в южной части острова Сахалин  и расположен к югу от самого узкого места острова – перешейка Поясок. Перешеек имеет ширину 24 км и расположен на широте 48 градусов с. ш. Южная оконечность – мыс Крильон отделен от Японского острова Хоккайдо проливом Лаперуза, имеющего ширину около 40 км. Ширина Татарского пролива к западу от рассматриваемой части Сахалина составляет от 200 до 300 км, увеличиваясь к югу.

     Исследования  проводились на  восточной окраине  Южно-Сахалинска, недалеко от Сахалинского ботанического сада. Этот город находится  почти в центре южной части  острова, на востоке широкой Сусунайской долины, вытянутой с юга на север между заливом Анива и Охотским морем.

     1.2 Рельеф

     Юг  Сахалина представляет собой чередование  вытянутых в меридиональном направлении  горных хребтов и долин. Самый  высокий горный хребет – Сусунайский, расположенный на северо-востоке этой части острова.  Он достигает высоты 1047 м (гора Пушкинская) и расчленен узкими и крутосклонными долинами рек, в которых террасы появляются только при выходе за пределы хребта. С востока и с севера хребет омывается Охотским морем, с запада расположена Сусунайская долина, а на юге он переходит в Корсаковское плато, имеющее высоту 100-180 м над уровнем моря, представленное древней абразионной равниной, расчлененной реками и оврагами. В долинах рек насчитывается до 4 террас.  Плато имеет общий уклон к югу. К востоку от него лежит Муравьевская низменность, сформировавшаяся на месте пролива между ним и Тонино-Анивским низкогорным хребтом (рис.1).

     Поверхность низменности волнистая, слабо расчлененная пологосклонными долинами рек и  котловинами крупных озер лагунного происхождения, большинство которых связано с морем протоками. Крайнюю  юго-восточную окраину Сахалина – Тонино-Анивсий полуостров, занимает низкий (в среднем 300-500м), Тонино-Анивский хребет. Западный его склон, к которому примыкает небольшое возвышение – Новиковское плато, менее крутой, чем восточный. К западу от Сусунайского хребта и Корсаковского плато лежит Сусунайская низменность, переходящая на юге в бухту Лососей Анивского залива, а на севере в Охотское море. По центральной части протекают 2 реки: Сусуя, впадающая в бухту Лососей, и Большой Такой, впадающий в реку Найба недалеко от ее устья на побережье Охотского моря.

Рис. 1 - Рельеф юга острова Сахалин

     Ширина  равнинного днища низменности от 6 до 23 км. По краям долины развита лестница узких уступов, переходящих в предгорья. На севере и юге долина постепенно сливается с морской террасой, оконтуренной песчаными косами и высокими дюнами. К западу от Сусунайской низменности расположены Западно-Сахалинские горы, уходящие на север более чем на 500 км, а на юге завершающиеся полуостровом и мысом Крильон. Они представляют собой систему в целом параллельных горных гряд, которые вытянуты в северо-западном и северо-восточном направлении (Пармузин, 1967). Из них настоящими горными хребтами являются только 3: Южно-Камышовый хребет, и отходящие от него в юго-восточном направлении хребет Шренка и Мицульский хребет. Между Южно-Камышовым хребтом и хребтом Шренка зажата долина реки Найба. Между Южно-Камышовым и Мицульским хребтами располагается другая долина- самой крупной реки юга Сахалина Лютоги, которая течет на юго-восток в бухту Лососей и в совсем недавнем геологическом прошлом также выходила в Сусунайскую низменность, вбирая в себя реку Сусуя. Днища долин Лютоги и Найбы широкие, террасированные. Высота террас достигает 50 м. На северо-западе региона среди горных гряд изолированным горным массивом стоит гора Спамберг – самая высокая точка южной части Западно-Сахалинских гор (1021 м). Остальные горы этой части юга Сахалина, как правило, не достигают и 800 м над уровнем моря. Большая часть горных гряд резко расчленена поперечной  речной сетью. Преобладают крутые склоны, на которых развиваются оползни, лавины, камнепады. В районе перешейка Поясок Западно-Сахалинские горы низкие и имеют вид высоких и нередко очень крутых холмов (Парумзин, 1967).

     1.3. Климат

     Климат  Сахалинской области определяется комплексом факторов, главными из которых  являются ее широтное и островное  положение в переходной полосе от материка Евразии к Тихому океану, где проявляется муссонная циркуляция в сочетании с циклонами и антициклонами умеренного климатического пояса. Значительное влияние на формирование климата и внутриобластные его различия оказывает большая протяженность островов с севера на юг и различная их удаленность от материка, сложный горный рельеф с меридиональным направлением хребтов, окружающие моря и морские течения.

     Возможная годовая величина суммарной радиации при ясном небе на юге Сахалина составляет 164 ккал/см², а радиационный баланс 70 ккал/см². Максимальные величины суммарной радиации достигают здесь 123 ккал/см². Указанные величины близки к средним широтным показателям. Однако реальные средние из многолетних величин суммарной радиации и радиационного баланса значительно меньше. На юге Сахалина суммарная радиация за год составляет 110 ккал/см², а радиационный баланс – 47 ккал/см². В целом суммарная радиация и радиационный баланс несколько меньше, чем на соответствующих широтах материковой части Дальнего Востока и Средней Азии, что объясняется плотной и частой облачностью в летнее время. Облачность обуславливает преобладание над островами рассеянной радиации (53%), а так же приуроченность максимальных величин радиации не к июню, когда Солнце находится наиболее высоко над горизонтом, а к маю. В этом месяце высокая прозрачность атмосферы сочетается с высокой интенсивностью солнечной радиации.

     По  величине суммарной радиации и радиационному  балансу Сахалин близок к Украине, но климат здесь более холодный, что объясняется охлаждающим  влиянием на него зимних и летних муссонов.

     В холодное время года (ноябрь – март) давление на материке выше, чем над  океаном. Поэтому над территорией  Сахалинской области преобладают  северо-западные ветры, дующие с материка и приносящие холодный континентальный  воздух, значительно снижающий температуру воздуха. По мере движения к югу Сахалина и Курильским островам, эти воздушные массы прогреваются и насыщаются влагой. Поэтому наибольшее влияние они оказывают на северную часть Сахалина, но слабо влияют на Курильские острова, где преобладает морской воздух. Он приносится циклонами, идущими с юго-запада, и оказывает влияние так же на южную часть Сахалина. В результате наиболее низкие температуры наблюдаются на Сахалине в январе и изменяются от -22 на севере до -8 на крайнем юге. В связи с влиянием морских воздушных масс к югу Сахалина и Курильским островам уменьшается количество солнечных дней, количество осадков и мощность снежного покрова, а так же потеплений и пасмурных дней, снижается промерзаемость почвы, амплитуда суточных и годовых температур воздуха.

     В летнее время над территорией  области преобладают ветры южных  направлений (южные, юго-восточные, юго-западные), которые нередко сменяются западными, восточными и даже северными. Связано  это с тем, что в летнее время  нет резко выраженных и длительно существующих областей высокого и низкого давления, какой является Азиатский максимум зимой. Поэтому направление ветров над областью обуславливается циклонами, приходящими с запада, юго-запада и юга (тайфуны), а так же антициклонами, формирующимися над охотским морем и Тихим океаном. Он выравнивает температуры на больших площадях и обуславливает их снижение. Особенно в первую половину лета (июнь-июль).  Поэтому максимальные среднемесячные температуры наблюдаются не в августе, а в июле.

     В связи с различным взаимодействием  климатообразующих факторов (радиации, циркуляции, и характера поверхности) в пределах Сахалинской области  выделяются четыре климатические области: Северо-Сахалинская, Центрально-Сахалинская, Южно-Сахалинская, и Курильская, которые делятся на климатические районы.

     Южно-Сахалинская  климатическая область расположена  к югу от перешейка поясок. Она  характеризуется муссонным слабо  континентальным климатом (амплитуда 24-30) с умеренно холодной зимой (8-14 градусов) с оттепелями и метелями, а также умеренно теплым летом (t_ср августа=16-18 градусов), большим количеством осадков (800-1200 мм). Ее климатические особенности обусловлены южным положением, преобладанием морского воздуха летом и значительным его влиянием зимой, более слабым влиянием континентального воздуха с материка в связи со значительной его удаленностью. В пределах этой области выделяются 3 климатических района: Юго-западный, Сусунайский и Юго-восточный. В зимнее время наиболее холодным районом является Сусунайский в связи с его межгорным положением, а так же вторжением холодного воздуха с Севера. (-12 -14 градусов). Наиболее теплый зимой Юго-западный район, особенно его юго-западное побережье, омываемое теплым Цусимским течением (-8 -10 градусов). Летом наиболее теплым остается юго-западное побережье, а наиболее холодным является Юго-восточный район, омываемый водами холодного Охотского моря. В горных районах температура и другие метеорологические элементы изменяются с высотой: t снижается до 15-16 градусов, увеличивается количество осадков до 1200 мм и более, мощность снежного покрова и его продолжительность залегания, возрастает скорость ветра и др. (Литенко, Дуничев, Цветкова,1992)

     Распределение осадков на Сахалине, как и во всей Восточной Азии, отличается значительной сезонной неравномерностью. Максимум осадков приходится на вторую половину лета – начало осени. Однако и зимой, в отличие от материковых районов восточной Азии, осадков в виде снега также выпадает много. Наименьшее количество осадков выпадает в феврале, наибольшее - в августе. Летом осадки более интенсивны. Наибольшее количество дней с осадками – в июле, наименьшее – в декабре (для Южно-Сахалинска соответственно 12 и 20 дней) (Климат Южно-Сахалинска, 1982).