исследовательская

КОМИТЕТ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА
«ГОРОД ВАЛУЙКИ И ВАЛУЙСКИЙ РАЙОН»
МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ДВУЛУЧЕНСКАЯ
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»
ВАЛУЙСКОГО РАЙОНА, БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
Фестиваль «Наука. Творчество. Развитие»
Конкурс «Подрост»
Номинация «Экология лесных животных»
РОЛЬ РЫЖИХ ЛЕСНЫХ МУРАВЬЕВ В
БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЕ СОСНОВОГО БОРА
УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
ЕВСЮКОВА ЛЮБОВЬ ПЕТРОВНА,
обучающаяся 10 класса
МОУ «Двулученская средняя
общеобразовательная школа»
Валуйского района
ГОНЧАРОВА ЛЮБОВЬ ИВАНОВНА,
учитель биологии МОУ «Двулученская
средняя общеобразовательная школа»
2012 год
Содержание
I. Введение………………………………………………………………………………………3
1. Цель работы, задачи исследования………………………………………………………...3
2. Актуальность выбранной темы…………………………………………………………….4
3. Обзор литературы…………………………………………………………………………...4
4. Физико-географическая характеристика района исследования………………………….5
II. Методика исследования…………………………………………………………………...6
1. Определение различных форм гумуса в почве………………………………………...6
2. Учет добычи рыжих лесных муравьев………………………………………………….6
3. Определение состояния древостоя……………………………………………………...6
4. Экология рыжих лесных муравьев……………………………………………………...7
III. Результаты исследований…………………………………………………………........10
IV.Выводы………………………………………………………………………………..........21
V. Заключение……………………………………………………………………………........22
VI. Литература…………………………………………………………………………………23
Приложения………………………………………………………………………………........24
2
I. ВВЕДЕНИЕ
C рождения и до глубокой старости человек связан с природой. Лес входит в жизнь
человека навсегда, и его отсутствие, даже временное, воспринимается как большая потеря.
К причинам гибели лесов следует отнести пожары, вредителей и болезни. Площадь очагов
действия вредных насекомых в лесах России может ежегодно достигать 2-3 млн.
Универсальным в практике защиты лесов от повреждения такими вредителями как
сосновая пяденица, сосновая совка, рыжий сосновый пилильщик, зимняя пяденица
являются рыжие лесные муравьи.
Результаты воздействия рыжих лесных муравьев на лес многообразны. Большинство
муравьев выкармливает молодь, охотясь на различных беспозвоночных. В их добыче
преобладают вредные насекомые, что способствует уменьшению вредителей листвы и
хвои, повышает продуктивность леса, биологическую устойчивость насаждений.
Муравейники обогащают почву калием, магнием, фосфором, что способствует
улучшению плодородия. Корни деревьев распространяются под поверхностью почвы на
несколько метров, попадают в зону влияния гнезда, разрастаются, используя
накапливаемые под муравейником питательные вещества. Деревья в таких местах быстро
растут, а трава здесь выше и гуще.
Почвообразующая деятельность муравьев заключается в перемешивании почвы,
которое происходит при рытье ходов, так как муравьи поднимают частицы почвы из
нижних горизонтов на поверхность. При этом улучшается доступ воздуха к корням
растений. Муравьи перемешивают почву постоянно, а не только в период сооружения
гнезда, ведь муравьи постоянно перестраивают свои жилища. Вследствие этого
происходит изменение механического и химического состава почвы. Удобрение почвы
происходит за счет экскрементов, которые накапливаются в гнездах и вокруг них.
Муравьи, поселяясь в старых пнях, участвуют в механическом разрушении отмершей
древесины, ускоряют процесс ее разложения.
Многим позвоночным животным муравьи служат пищей. Муравьями питаются
многие звери, певчие птицы, лесные куриные, пресмыкающиеся и земноводные. Гнезда
рыжих лесных муравьев используются как места зимних ночевок кабанами.
Обеспечить жизнеспособность и продуктивность леса невозможно без охраны
муравьев. Если лишиться этого звена – значить оборвать естественные связи, которые
поддерживают благополучие леса, ослабить биогеоценоз, затормозить его развитие;
навредить популяциям полезных насекомых и птиц, открыть дорогу вредителям.
Цель работы: изучение роли рыжих лесных муравьев в биологической защите леса.
Задачи исследования:
1. Изучить эколого-биологические особенности рыжих лесных муравьев.
2. Провести учет добычи рыжих лесных муравьев на исследуемой территории.
3. Исследовать почвенный и растительный покровы вблизи муравейников.
4. Подготовить рекомендации для руководителей ОГУ «Валуйское лесничество»,
обучающихся МОУ «Двулученская СОШ» и жителей села по защите рыжих
лесных муравьев.
Объект исследования: изучение явления защиты соснового бора рыжими лесными
муравьями.
Предмет исследования: рыжие лесные муравьи.
Область исследования: 1 га сосны обыкновенной, квартал №84, ОГУ «Валуйское
лесничество».
Сроки проведения: апрель - сентябрь 2012 года.
3
2. Актуальность темы
В условиях дефицита финансирования лесного хозяйства стало невозможным
авиаопрыскивание лесных массивов различными инсектицидами. В данных условиях
необходимо использовать как можно больше биологическую защиту леса от вредителей.
Рыжие лесные муравьи – наиболее простой способ защиты лесонасаждений от сосновой
пяденицы, сосновой совки, рыжего соснового пилильщика, зимней пяденицы.
Муравейники представляют собой очаги повышенного плодородия почв. Рыжие
лесные муравьи в состоянии оказать серьезное влияние на рост не только
произрастающих непосредственно у муравейников трав и кустарников, но и деревьев,
достаточно удаленных от муравейника. Муравьи, воздействуя прямо или косвенно на лес,
сохраняют древостой от повреждения вредителей, обеспечивают более высокую
продуктивность насаждений.
На основании изложенного считаю тему данной исследовательской работы
достаточно актуальной, потому что защита лесов от вредителей - обязательная составная
часть лесозащиты, целью которой является поддержание, сохранение и повышение
ресурсного потенциала и биологического разнообразия лесов России.
3.Обзор литературы
«Леса играют большую роль в жизни человека, оказывая прямое и косвенное
воздействие на многие стороны его хозяйственной деятельности», - пишет Г.В. Куликова
в книге «Юному лесоводу».
В статье «Структура почвы», которая размещена в книге Польского Б. Н. на
странице 71 я познакомилась с типами почв. Для качественного определения различных
форм гумуса в почве применяла методику Новых Л.Л. «Анализ почвы», которая описана в
практических работах школьников по экологии», часть 2 А.В. Присного.
Доступно и очень интересно рассказывает в своей книге «Муравей, семья,
колония» Захаров А.А. Данный источник дает исчерпывающую информацию о жизни
муравьев. Особое внимание уделяется причинам возникновения колоний и комплексов,
состоящих из десятков и сотен гнезд. Также затронута проблема использования полезных
видов муравьев для биологической защиты леса. В книге Длусского Г.М. «Муравьи рода
Формика» рассмотрены принципы организации семьи, ее состав и жизнедеятельность.
Из книги Г. В. Куликовой узнала о делении насекомых-вредителей на экологохозяйственные группы, а на странице 44 встретила краткую характеристику видов
насекомых-вредителей. Более подробную информацию об опасных вредителях леса
почерпала из «Определителя насекомых, повреждающих деревья и кустарники
полезащитных полос» Павловского.
Для определения состояния древостоев использовали методику Колчанова,
изложенную в «Практических работах школьников по экологии» А.В. Присного, часть 2.
4. Физико-географическая характеристика района исследования
Село Двулучное располагается в умеренном климатическом поясе, в лесостепной
зоне, в юго-восточной части Белгородской области.
На окраине населенного пункта около 100 м над уровнем моря находится сосновый
лес, значение которого в очистке воздуха в прилегающих территориях неоценимо. За
школьным лесничеством «Юный лесовод» закреплен участок леса на юго-востоке квартал
№ 84-91. Рельеф: склон юго-восточный, волнистый. Уклон поверхности земной коры
составляет примерно 3°. Почвы песчаные подзолистые. Насаждения: сосна обыкновенная,
акация белая.
На расстоянии 800 м от населенного пункта протекает река Оскол – прекрасное
место отдыха для местных жителей и гостей села. Железная дорога и железнодорожный
4
переезд находятся достаточно далеко - на расстоянии 3 км. Здесь же проходит трасса
международного значения. Промышленных предприятий в окрестностях села нет.
Для проведения исследований был выделен участок сосны обыкновенной квартал
84 площадью 1 га. Наблюдения проводила с 1 апреля по 1 октября 2012.
5
II. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Определение различных форм гумуса в почве
Для выявления роли рыжих лесных муравьев в процессе образования различных
форм гумуса в почве применяла методику Новых Л.Л. «Анализ почвы», которая описана в
практических работах школьников по экологии», часть 2 А.В. Присного.
Методика.
1) Почву (гумусовый горизонт чернозема) растереть в ступке для разрушения
агрегатов и на весах взять навеску в 50 г, поместить ее в колбу емкостью 250 см.
2) Приготовить щелочную вытяжку из почвы: добавить в колбу с почвой с помощью мерного цилиндра или стакана 100 см3 раствора едкого натрия (1м раствор
NaOH), колбу несколько раз взболтать и отставить на 1-2 минуты. Так проделать несколько раз в течение 20 минут.
3) Отстоявшийся раствор профильтровать через воронку с фильтром в колбочку
емкостью 100 мл.
4) В градуированную пробирку поместить 3 см3 щелочной вытяжки и добавить
при периодическом встряхивании 3 см3 10%-ной соляной кислоты, подождать 5-10
минут.
5) При наличии гуминовых кислот они в виде бурых хлопьев выпадают на дно
пробирки. По количеству хлопьев делают вывод о количестве гуминовых кислот в
анализируемом образце: обильные хлопья - высокое содержание гуминовых кислот;
редкие хлопья - среднее содержание; единичные тонкие хлопья - низкое содержание.
6) Раствор из пробирки профильтровать через бумажный фильтр в другую пробирку. Хлопья остаются на фильтре, а по окраске фильтрата можно судить о содержании
фульвокислот: светло-бурый раствор - высокое содержание, явно желтый среднее,
желтоватый - низкое, бесцветный - фульвокислоты отсутствуют.
7) Рассмотреть массу почвы, оставшуюся в колбе, в которой готовилась щелочная
вытяжка. Черную окраску ей придает нерастворимый в воде и щелочи гумин. Поэтому по
окраске оставшейся почвенной массы можно судить о количестве гумина: черная масса много гумина; серая, буровато-серая - среднее количество; серовато-бурая - мало гумина;
бурая, желтая, белесая масса - гумин отсутствует.
Сравнить полученные результаты [7].
Для проведения исследования брали пробы почвы вблизи муравейника и на
территории соснового леса, где муравейники не обнаружены [9].
Учет добычи рыжих лесных муравьев
С целью определения предпочитаемой муравьями пищи, наличия в ней насекомыхвредителей провела учет их добычи. Для этого нужно пинцетом отнимать у каждого
муравья его ношу и складывать в одном месте в течение часа.
Определение состояния древостоя
Для сбора доказательств влияния рыжих лесных муравьев на растительность
использовала визуальный метод определения повреждений деревьев, оценки жизненного
состояния, описанный А.В. Присным в «Практических работах школьников по экологии»
часть 2. Для этого необходимо осмотреть древостой и определить по совокупности
признаков (состоянию ствола, ветвей и корней, по ажурности крон, приросту по высоте,
изменению размеров хвои или листьев, продолжительности жизни хвои, наличию
хлорозов и некрозов хвои или листьев) состояние древостоев и их категорию.
1.
Здоровые деревья - без внешних признаков повреждения, с густой зеленой кроной,
с нормальными для данного возраста и условий место произрастания приростами
6
последних лет. Мертвые и отмирающие ветви сосредоточены в нижней части кроны.
Продолжительность жизни хвои типична для региона. Любые повреждения листьев
(насекомыми, грибами) или хвои незначительны (до 5% общей их площади) и не
сказываются на состоянии дерева.
2.
Поврежденные (ослабленные) деревья - при отсутствии в воздухе загрязнителей характеризуются слабоажурной кроной. Повреждение насекомыми или болезнями до 30 40% хвои, несколько укороченным приростом в высоту, усыханием отдельных ветвей в
нижней трети кроны. При загрязнении к числу обязательных диагностических признаков
добавляется наличие хлорозов и некрозов, занимающих до10% площади всей хвои
(листьев) дерева. Характерно также снижение продолжительности жизни хвои на 1 - 2
года.
3.
Сильно поврежденные (сильно ослабленные) деревья - при отсутствии загрязнения
- с ажурной кроной, с повреждением и усыханием до 60 - 70% хвои или листьев, с сильно
укороченным приростом или даже без него, суховершинные, со значительным
повреждением и поражением ствола, корневых лап, появлением сухих ветвей в средней и
верхней частях кроны. При загрязнении к указанным признакам добавляется еще наличие
возникших от воздействия загрязнителей хлорозов и некрозов, занимающих более 10%
площади листьев и хвои всех возрастов. Под действием загрязнителей происходит
существенное снижение продолжительности жизни хвои (примерно в 2-3 раза), резкое
подавление ростовых процессов у деревьев.
4.
Усыхающие деревья - с сильно изреженной кроной или только отдельными
живыми ветвями, с повреждением более 70-80% листьев или хвои; текущего прироста по
высоте нет, по стволу и корням возможны насечки и единичные свежие поселения
стволовых вредителей. Оставшиеся на деревьях хвоя или листья хлоротичны - бледнозеленого, желтоватого или оранжево-красного цвета. Некрозы имеют коричневатый,
оранжево-красный или черный цвет. Продолжительность жизни хвои не превышает 1-2
года, часто на деревьях сохраняется только хвоя текущего года. Массовое
распространение некрозов, возникающих при загрязнении, не всегда наблюдается,
поскольку большая часть некротичных листьев (хвои) быстро облетает.
5.
Свежий сухостой - деревья, усохшие в текущем году, с желтой или бурой хвоей,
часто без нее, по стволу - свежие поселения короедов.
6.
Старый сухостой - деревья, усохшие в прошлые годы, хвои или листьев нет, кора и
мелкие веточки легко отваливаются, стволовые вредители вылетели [10].
Экология рыжих лесных муравьев
На территории России обитает около 125 видов муравьев. Из них самый обычный –
рыжий лесной муравей, который населяет всю лесную зону [2].
Вид рыжий лесной муравей (Formica rufa) принадлежит к типу Членистоногие,
отряду Перепончатокрылые, семейству Муравьи. Данный вид имеет среднюю длину тела
– 5-8 мм. У рыжих лесных муравьев грудь рыжая, голова, пятно на груди и брюшко
бурые. Муравейники встречаются в лесах и садах в виде высоких конусообразных куч. На
открытых местах муравьи сооружают невысокие шатрообразные муравейники. А под
пологом леса конусообразные, высокие. На тяжелых почвах развивается главным образом
наземный
купол,
на
легких
–
наоборот
[3].
Состоят муравейники из хвоинок, растительного мусора, мелких веточек и
кусочков коры. На первый взгляд кажется, что весь этот мусор набросан беспорядочно.
Оказывается, что даже в самый сильный дождь поверхность муравейника не промокает и
все внутренние ходы и камеры остаются сухими. Высота муравейников обычно
составляет 0,5-0,7 м, но могут достигать высоты 1,5 м. Часто местом для постройки гнезда
служит старый пень. Подземная часть муравейника состоит из внутренних помещений,
которые занимают достаточно глубокий слой почвы и представляют собой систему
7
галерей и камер в несколько этажей, соединенных между собой узкими ходами. Число
особей средних муравейников достигает 500000 особей, а в крупных - до миллиона [2] .
Помимо основных муравейников у рыжих лесных муравьев есть и другие,
именуемые кормовыми почками. Они невелики по размерам: высота и диаметр около 30
см, расположены на главных путях к большому муравейнику и служат перевалочными
базами для доставки к нему кормов. Построенные однажды, они не увеличиваются, а
лишь поддерживаются в рабочем состоянии. Как правило, в профиль имеют форму
усеченного
конуса[3].
.
Каждая семья владеет обособленной, охраняемой территорией, в пределы которой
другие муравьи не допускаются. На своей территории муравьи прокладывают запаховые
дороги, по которым транспортируют строительный материал и пищевые продукты. Длина
дорог может превышать 100 м, а общая протяженность доходит до 1000 м. В гнезде
рыжего лесного муравья может находиться до миллиона жителей. Разрастаясь, такая
семья объединяет несколько муравейников своего вида, между которыми осуществляется
обмен обитателями. У муравьев дороги никогда не пересекаются. Если к дереву подходят
две тропы, то с противоположных сторон. Встречаются муравьиные дороги, которые не
меняли своей конфигурации в течение пятнадцати лет, а их длина достигала 130 метров.
Муравьи – очень сильные насекомые, могут успешно доставлять в муравейник не
только
мелких
насекомых,
но
и
превосходящих
их
по
массе.
Когда добыча очень велика, то муравьи транспортируют ее коллективно. Ежедневно в
гнездо доставляется до тысячи насекомых [2].
Муравьи имеют три касты: самки, самцы и рабочие. Больше всего в гнезде рабочих
муравьев. Это бескрылые, недоразвитые самки, выполняющие работы по муравейнику. Их
главное орудие – жвалы, которым добывают строительный материал для гнезда и пищу,
ухаживают за личинками и куколками. В случае проникновения в муравейник муравьев
других видов или вторжения каких-либо посторонних предметов, рабочие муравьи
защищают гнездо от всего, что угрожает безопасности, выпуская муравьиную кислоту [3].
Функционирование каждого рабочего муравья направлено на обеспечение
благополучия семьи. Действия муравьев определяются общественной необходимостью,
все виды его деятельности носят социальный характер [3].
Самка муравейника занята откладкой яиц в глубине муравейника. До момента
оплодотворения они имеют крылья, необходимые для участия в брачном полете, после
которого самки их теряют. Самцы выполняют функцию оплодотворения, живут в
муравейнике временно, после брачного периода умирают. Самки откладывают мелкие
яички, из которых выходят мелкие личинки. Затем личинки превращаются в куколок,
заключенных в светло-желтые коконы овально-цилиндрической формы [2].
Лет рыжего лесного муравья приходится на первую - начало второй декады июня.
За один сезон муравейник может дать особей только одного пола: или самок, или самцов.
Данная стратегия препятствует близкородственному скрещиванию. В процессе эволюции
матка рыжего лесного муравья утратила способность самостоятельно основывать новые
колонии. Поэтому после лета ей необходимо как можно быстрее найти любой муравейник
своего вида. Однако бывают случаи, когда в семье какого-либо родственного вида,
принадлежащего роду Формика, нет своей матки, то молодая руфа может занять ее место.
В этом муравейнике дети пришельцев с годами заменят прежних хозяев, положив начало
новой колонии рыжих лесных муравьев. В семьях рода Формика находится обычно одна
самка, реже 3-4. Муравейники чаще одиночные, колоний не образуют. Рост численности
семьи сопровождается образованием в муравейнике колонн – группировок,
функционирующих самостоятельно. В связи с тем, что между ними происходит
постоянный обмен, их обособление не нарушает целостности семьи. В случае огромного
возрастания численности одной из колонн, происходит ее деление на две или отделение
молодой семьи [3].
Рацион рыжих лесных муравьев разнообразен. Собирают падь, выделяемую тлей,
червецами, щитовками, пьют сок и поедают семена травянистых и древесных растений,
8
охотно кормятся личинками, коконами и взрослыми особями пилильщиков, пядениц,
совок шелкопряда, монашенки-листовертки. Охотничья активность начинается, как
только появляется возможность выхода из муравейника, в средней полосе обычно в
середине апреля. Муравьи кормят друг друга обмениваясь пищей. Сытый муравей кормит
голодного, а тот, в свою очередь передает часть пищи следующему. Обмен пищей
охватывает всех членов семьи, включая личинки и яйца. Один из способов питания –
взаимное облизывание. Пища, передаваемая изо рта в рот, содержит вырабатываемые
муравьями ферменты. Ускорить или замедлить рост молодой особи, стимулировать
взрослых муравьев к переходу в иную функциональную группу могут изменения в
содержании различных ферментов в пищевой цепи. Малая мощность пищевого потока
означает голодание семьи и стимулирует фуражиров к поиску добычи. Каждому муравью
жизненно необходим обмен пищей, и это обстоятельство обусловливает взаимное
тяготение друг к другу. Пищевой поток, объединяющий членов муравьиной семьи,
сохраняет ее как единое целое [2].
Потребность в партнерах стала основой для развития сложных форм поведения,
взаимодействия муравьев в различных ситуациях.
Строительные работы имеют два пика деятельности. Весной устраняют
повреждения, полученные зимой, а осенью готовят жилье к зимовке. Подготовка
заключается в обновлении купола и прокладке ходов, уходящих вниз. Это хорошо заметно
по свежим выбросам почвы на земляном валу муравейника.
Зиму муравьи проводят в зимовочном гнезде, жизненные процессы замедляются,
но в спячку они не впадают. Весной, как только с купола стает снег, на его поверхности
появляются муравьи-теплоносцы. Нагревшись на солнце, они спускаются вниз, где,
остывая, отдают тепло. Так образуется «тепловое ядро», и самки начинают яйцекладку.
Глухари, тетерева, рябчики, сойки, спасаясь от кожных паразитов, в муравейниках
«принимают ванны». Дятлы, особенно зеленые и вертишейки, раскапывают их, склевывая
насекомых. Наносимый им урон незначителен, а вмешательство певчих птиц не имеет
никакого значения [4].
По вине человека уменьшается количество муравьев. Огромный ущерб муравьям
наносят сплошные рубки леса, при этом уничтожаются все имеющиеся там муравейники.
При рубках ухода за лесом разрушается значительная часть гнезд. Браконьеры
уничтожают муравейники ради куколок. Наносят вред муравейникам туристы и
отдыхающие. Значительно упала численность муравейников вокруг крупных городов,
населенных пунктов, вдоль дорог. Разрушение муравейников жителями мешает лесоводам
в расселении муравьев [1].
Использование муравьев невозможно без их охраны, без изменения отношения к
ним хозяйственных органов и всего населения.
9
III. РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ.
Для проведения исследований был выделен участок сосны обыкновенной, квартал
84, площадью 1 га. На данном участке было обнаружено 4 муравейника диаметром 1,1 –
1,4 м.
Наблюдения проводили с 1 апреля по 1 октября 2012 в течение часа, 2 раза в месяц.
С целью определения предпочитаемой муравьями пищи, наличия в ней насекомыхвредителей провела учет их добычи. Результаты наблюдений заносила в таблицы.
Учет добычи рыжих лесных муравьев
В апреле на исследуемом участке соснового бора было обнаружено наибольшее
число гусениц сосновой пяденицы (рис.3.1). Молодые гусеницы сосновой пяденицы
выгрызают на хвоинках желобки. После этого деревья ослабевают, уменьшается их
прирост, нападают вторичные вредители, что приводит насаждения к гибели.
Рис. 3.1. Учет добычи рыжих лесных муравьев на исследуемой территории в апреле.
В мае за 2 часа к четырем муравейникам доставлено 2300 насекомых-вредителей, а
за день, возможно, в 6 раз больше (рис. 3.2). Это может составить 13800 штук. В этом
месяце обнаружено наибольшее количество личинок соснового пилильщика. Опасность
данного вида состоит в том, что плодовитость одной самки достигает 150 яиц. Через 2-3
недели из яиц выходят личинки, которые группами по 30-100 штук обгладывают хвою.
Хвоя после этого буреет и закручивается.
10
1200
1000
800
муравейник № 4
600
муравейник № 3
муравейник №2
400
муравеник №1
200
0
сосновая
пяденица
сосновая совка
сосновый
пилильщик
побеговьюны
Рис. 3.2. Учет добычи рыжих лесных муравьев на исследуемой территории в мае.
В данном месяце среди добычи так же, как и в апреле, преобладали гусеницы
сосновой пяденицы, но их число увеличилось на 442 штуки (рис.3.3). Наблюдалось среди
насекомых-вредителей обилие личинок соснового пилильщика, но их число на 403 штуки
меньше, чем в мае. Данный факт вселяет надежду, что молоденькие деревца пострадают
от данного насекомого незначительно.
250
200
150
мурвавейник № 1
муравейник № 2
100
муравейник № 3
муравейник № 4
50
0
сосновая
пяденица
сосновая
совка
сосновый
пилильщик
побеговьюны
Рис. 3.3. Учет добычи рыжих лесных муравьев на исследуемой территории в июне.
11
Рис. 3.4. Учет добычи рыжих лесных муравьев на исследуемой территории в июле.
В июле вновь было изъято наибольшее число гусениц сосновой пяденицы
(см. рис.3.4). Можно предположить, что рыжим лесным муравьям нравится такая добыча,
либо данный участок достаточно заражен сосновой пяденицей.
Рис. 3.5. Учет добычи рыжих лесных муравьев на исследуемой территории в августе.
В августе число добытых насекомых-вредителей меньше, чем в другие летние
месяцы. Больше всего насчитано гусениц сосновой совки (см. рис.3.5). Данные вредители
также достаточно опасны, так как одна гусеница сосновой совки съедает до 7 г сосновой
хвои, оставляя от нее лишь пенечки.
12
Рис. 3.6. Учет добычи рыжих лесных муравьев на исследуемой территории в сентябре.
В сентябре число добытых насекомых в 1,4 раза меньше, чем в августе. Однако
вновь преобладают гусеницы сосновой пяденицы, следовательно, необходимо обратить
на дополнительные меры борьбы с данным вредителем, ведь гусеницы выгрызают только
желобки на хвоинках, а взрослые съедают всю хвою целиком (см. рис. 3.6).
Можно считать, что данный участок леса надежно защищен от насекомыхвредителей, так как обнаружено четыре средних по величине муравейника, а муравьи
одного крупного муравейника способны защитить до одного гектара леса.
Таблица .3. 1.
Добыто насекомых с муравейника №1
гусеницы
сосновой
пяденицы
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
всего
73
193
164
107
65
67
669
гусеницы
сосновой
совки
45
108
112
97
132
103
597
личинки
соснового
пилильщика
38
308
205
123
34
47
707
гусеницы
побеговьюна
43
62
51
25
21
202
Фуражиры первого муравейника активно добывали личинки соснового
пилильщика. Всего насчитали 2175 вредителей.
13
Таблица 3.2.
Добыто насекомых с муравейника №2
гусеницы
сосновой
пяденицы
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
всего
56
156
173
213
112
128
838
гусеницы
сосновой
совки
70
97
84
120
109
52
532
личинки
соснового
пилильщика
57
256
154
95
91
68
721
гусеницы
побеговьюна
80
80
99
78
64
15
416
К муравейнику №2 доставлено большее количество гусениц сосновой пяденицы.
Вся добыча составила 2507 штук.
Таблица 3.3.
Добыто насекомых с муравейника №3
гусеницы
сосновой
пяденицы
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
всего
65
265
166
168
95
97
688
гусеницы
сосновой
совки
53
145
156
54
124
67
599
личинки
соснового
пилильщика
81
200
107
117
63
35
603
гусеницы
побеговьюна
12
12
31
35
38
44
172
К третьему муравейнику доставлено сравнительно одинаковое количество гусениц
сосновой пяденицы и личинок соснового пилильщика. Всего же добыто 2062 вредителя.
Таблица 3.4.
Добыто насекомых с муравейника №4
гусеницы
сосновой
пяденицы
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
всего
79
69
212
152
135
85
732
гусеницы
сосновой
совки
31
131
122
82
136
54
556
личинки
соснового
пилильщика
93
203
98
131
135
91
751
гусеницы
побеговьюна
34
34
23
43
51
18
203
14
Добычей рыжих лесных муравьев стало 2242 вредителя. Среди них вновь
преобладают личинки соснового пилильщика и гусеницы сосновой пяденицы. Можно
утверждать, что исследуемый участок соснового бора заражен сосновой пяденицей и
сосновым пилильщиком. Однако вселяет надежду тот факт, что постоянную борьбу с
насекомыми-вредителями ведут рыжие лесные муравьи. Об этом факте свидетельствуют
цифры: всего добыто гусениц сосновой пяденицы - 2979, личинок соснового пилильщика 2782.
На данном участке соснового бора стабильная плотность полезных видов
насекомых, рыжих лесных муравьев, которая позволяет контролировать численность
вредителей леса и обеспечивать благополучное состояние насаждений (фото 1).
Исследование почвенного покрова вблизи муравейников
Для выявления роли рыжих лесных муравьев в процессе образования различных
форм гумуса в почве применяла методику Новых Л.Л. «Анализ почвы», которая описана в
«Практических работах школьников по экологии», часть 2 А.В. Присного (фото 2). Для
данного исследования были взяты почвы около четырех муравейников, а также для
сравнения взята почва на участке, где муравейники отсутствуют.
Таблица 3.5.
Содержание гумусовых веществ в почве
Участок
муравейник
№1
муравейник
№2
муравейник
№3
муравейник
№4
участок леса
без
муравейников
№1
участок леса
без
муравейников
№2
участок леса
без
муравейников
№3
участок леса
без
муравейников
№4
Гуминовые кислоты
количест вывод о
-во
содержании
хлопьев
гуминовых
кислот
редкие
среднее
хлопья
содержание
редкие
среднее
хлопья
содержание
обильвысокое
ные
содержание
хлопья
Фульвокислоты
окраска вывод о
раствора содержании
фульвокислот
желтова- низкое
тый
желтый среднее
Гумин
окраска
вывод о
почвенналичии
ной
гумина
массы
буровато- среднее
серая
серая
среднее
светлобурый
высокое
черная
много
редкие
хлопья
единичные
тонкие
хлопья
редкие
хлопья
среднее
содержание
низкое
содержание
желтый
среднее
серая
среднее
бесцветный
отсутствуют
сероватобурая
мало
среднее
содержание
желтова- низкое
тый
сероватобурая
мало
редкие
хлопья
среднее
содержание
желтова- низкое
тый
серая
среднее
единичные
тонкие
хлопья
низкое
содержание
бесцветный
сероватобурая
мало
отсутствуют
15
Анализируя данные таблицы, видно, что вблизи муравейников преобладают почвы
со средним содержанием гуминовых кислот, которые делают гумус более ценным по
своим свойствам. На участках леса, где муравейники не обнаружены, 50% почв содержат
среднее количество гуминовых кислот, а 50% - с низким содержанием данных кислот.
Почвы вблизи муравейников характеризуются средним содержанием фульвокислот, а
вдали от них – с низким содержанием или кислоты отсутствуют. Содержание гумина в
почвах у муравейников можно считать средним, а в почвах, лишенных муравьев его
содержится мало.
Можем сделать вывод, что муравьи благоприятно влияют на состав почвы, так как
результаты образцов почвы вблизи муравейников показали среднее значение наличия
гумусовых веществ. Они обусловливают практически все агрономические свойства
почвы: зернистую структуру, благоприятный водный, воздушный, тепловой режимы;
является хранилищем ценнейших веществ, необходимых для питания растений, влияют на
поглотительную способность почв, участвуют в процессе выветривания.
Исследование растительного покрова вблизи муравейников
Для сбора доказательств влияния рыжих лесных муравьев на растительность
использовала визуальный метод определения повреждений деревьев, оценки жизненного
состояния, описанный А.В. Присным в «Практических работах школьников по экологии»,
часть 2.
Около каждого из четырех муравейников исследовали по радиусу 10 деревьев.
Аналогично исследовали деревья на четырех участках, где муравейники отсутствовали.
I – здоровые деревья
IV – усыхающие деревья
II – поврежденные (ослабленные) деревья
V – свежий сухостой
III – сильно поврежденные деревья
VI – старый сухостой
Таблица 3.6.
Описание состояния древостоя около муравейника №1
номер
дерева
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
порода
(род, вид)
сосна
обыкновенная
диаметр
ствола
30
колво
стволов
1
28
34
32
30
29
31
32
30
35
1
1
1
1
2
1
1
1
1
I
II
состояние
III
IV
V
VI
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
В районе муравейника №1 70% деревьев здоровые, без внешних признаков
повреждения, с густой зеленой кроной. Повреждения хвои незначительны, не сказываются
на состоянии дерева. Три дерева ослаблены. Около 30% хвои повреждены. Выедены края
иголок до срединных жилок и основания, на земле обнаружена бурая хвоя. Данные
признаки повреждения указывают на сосновую пяденицу. Наличие данных насекомыхвредителей среди добычи рыжих лесных муравьев подтверждает данный факт. На данном
16
участке одно дерево имеет два искривленных ствола. Причиной может быть побеговьюн.
Радует тот факт, что такое дерево на участке одно.
Таблица 3.7.
Описание состояния древостоя около муравейника №2
номер
дерева
1
порода
(род, вид)
сосна
обыкновенная
2
3
4
5
6
7
8
9
10
диаметр
ствола
36
колво
стволов
1
35
33
30
29
32
29
32
34
35
1
1
1
2
1
1
1
1
1
I
II
III
состояние
IV
V
VI
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Из данной таблицы видно, что семь деревьев здоровы. Мертвые и отмирающие
ветви сосредоточены в нижней части кроны. Два дерева повреждены слабо. Наблюдается
несколько укороченный прирост в высоту и искривление ствола. Возможно сказывается
воздействие побеговьюнов, вследствие чего снижаются товарные качества древесины.
Одно дерево данного участка усохло в прошлые годы, хвои и листьев нет, кора и мелкие
веточки легко отваливаются. Это прекрасное место для размножения вредителей, поэтому
добыча фуражиров этого муравейника оказалась наибольшей.
Таблица 3.8.
Описание состояния древостоя около муравейника №3
номер
дерева
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
порода
(род, вид)
сосна
обыкновенная
диаметр
ствола
40
колво
стволов
1
34
38
36
36
38
35
36
35
34
1
1
1
1
1
1
1
1
1
I
II
III
состояние
IV
V
VI
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Состояние древостоя на данном участке лучше, чем на двух других. Лишь 10% сосны
обыкновенной имеют слабые повреждения, а остальная часть – вполне здоровые деревья
17
Таблица 3.9.
Описание состояния древостоя около муравейника №4
номер
дерева
1
порода
(род, вид)
сосна
обыкновенная
2
3
4
5
6
7
8
9
10
диаметр
ствола
35
колво
стволов
1
34
34
30
38
36
35
40
37
35
1
1
1
1
1
1
1
1
1
I
II
состояние
III
IV
V
VI
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
В районе муравейника №4 только одно дерево имеет незначительные повреждения.
Деревьев с искривленными или двойными стволами отсутствуют.
Таблица 4.0
Описание состояния древостоя участка леса без муравейников №1
номер
дерева
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
порода
(род, вид)
сосна
обыкновенная
диаметр
ствола
30
колво
стволов
1
29
32
28
29
29
30
29
32
33
1
2
1
1
2
1
1
1
1
I
II
III
состояние
IV
V
VI
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
На участке №1 60% деревьев здоровые. Четыре дерева ослаблены, отмечается
усыхание отдельных ветвей в нижней части кроны. Следы повреждения указывают на
сосновую пяденицу. Также выявлено 2 дерева с двойными стволами.
18
Таблица 4.1
Описание состояния древостоя участка леса без муравейников №2
номер
дерева
1
порода
(род, вид)
сосна
обыкновенная
2
3
4
5
6
7
8
9
10
диаметр
ствола
27
колво
стволов
1
28
33
31
30
28
31
34
30
28
1
1
1
1
1
1
1
1
1
I
II
состояние
III
IV
V
VI
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Анализируя данные таблицы, видно, что 1/2 часть сосны обыкновенной вполне
здорова, однако на этом участке встречается сильно поврежденное дерево с поражением
ствола и верхней части кроны. Ослабленных - четыре дерева.
Таблица 4.2
Описание состояния древостоя участка леса без муравейников №3
номер
дерева
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
порода
(род, вид)
сосна
обыкновенная
диаметр
ствола
29
колво
стволов
1
27
31
30
29
28
30
32
31
33
2
1
1
1
1
1
1
2
1
I
II
III
состояние
IV
V
VI
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Исследуя участок №3, выявила усыхающее дерево с сильно изреженной кроной.
Оставшаяся на дереве хвоя бледно-зеленого цвета. 20% деревьев ослаблены, но
повреждения хвои незначительны, не сказываются на состоянии деревьев.
Состояние данного участка намного лучше, чем других, но 30% деревьев имеют
незначительные повреждения (табл.4.3). Наблюдается несколько укороченный прирост в
высоту.
19
Таблица 4.3
Описание состояния древостоя участка леса без муравейников №4
номер
дерева
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
порода
(род, вид)
сосна
обыкновенная
диаметр
ствола
28
колво
стволов
1
27
33
31
30
29
31
27
29
33
1
2
1
1
1
1
1
1
1
I
II
состояние
III
IV
V
VI
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Основываясь на фактах, что в районе муравейников деревья преобладают вполне
здоровые, без внешних признаков повреждения, в значительно лучшем состоянии, чем на
участках, где муравейники отсутствуют, можно считать влияние рыжих лесных муравьев
на растительный покров вполне благоприятным.
20
IV. ВЫВОДЫ
После изучения эколого-биологических особенностей рыжих лесных муравьев,
исследования участка сосны обыкновенной и обработки материалов обследования мною
были сделаны следующие выводы:
1. Для рыжих лесных муравьев характерны эколого-биологические особенности:
максимальная плотность поселения и биомасса на территории проживания в
течение нескольких лет, наибольшая продолжительность жизни, сложная
организация муравьиной семьи, способность длительно воздействовать на
вредителей в течение сезона.
2. За период исследования было зафиксировано добытых муравьями насекомых вредителей: 2175 штук у муравейника №1, 2507 насекомых доставлено к
муравейнику №2, 2062 – к муравейнику №3 и 2242 штук принадлежит
муравейнику №4. Среди добычи преобладают личинки соснового пилильщика и
гусеницы сосновой пяденицы. Данный участок леса можно считать надежно
защищенным от насекомых-вредителей, так как обнаружено четыре средних по
величине муравейника, а муравьи одного крупного муравейника способны
защитить до одного гектара леса. Стабильная плотность полезных видов
насекомых, рыжих лесных муравьев, позволяет контролировать численность
вредителей леса и обеспечивать благополучное состояние насаждений.
3. Муравьи благоприятно влияют на состав почвы, так как результаты образцов
почвы вблизи муравейников показали среднее значение наличия гумусовых
веществ, которые обусловливают агрономические свойства почвы: зернистую
структуру, благоприятный водный, воздушный, тепловой режимы; является
хранилищем ценнейших веществ, необходимых для питания растений, влияют на
поглотительную способность почв.
Основываясь на фактах, что в районе муравейников деревья преобладают вполне
здоровые, без внешних признаков повреждения, то можно считать влияние рыжих
лесных муравьев на растительный покров вполне благоприятным.
4. Ознакомила руководителей ОГУ «Валуйское лесничество», обучающихся МОУ
«Двулученская СОШ» и жителей села с результатами исследовательской работы.
Рекомендовала руководителям лесничества уделить внимание вопросу расселения
рыжих лесных муравьев, привлечь членов школьного лесничества к расселению
муравьев. Обучающимся школы и местным жителям представила
доказательства роли лесных муравьев в биологической защите соснового бора.
Обратилась с просьбой относиться бережно к полезным видам муравьев.
21
V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
В проведении учета добычи рыжими лесными муравьями и определении состояния
древостоя в районах четырех муравейников мне оказали большую помощь члены
школьного лесничества «Юный лесовод» МОУ «Двулученская СОШ». Различные методы
исследования рекомендовала руководитель нашего школьного лесничества. Работа
оказалась очень ответственной и интересной. Все, кто принимал участие в исследовании,
считают, что необходимо продолжить начатую работу дальше. Предлагают свою помощь:
- в проведении массовой агитации в защиту рыжих лесных муравьев;
- в учете и инвентаризации муравейников;
- в ограждении гнезд вдоль дорог и туристических троп, в местах массового
отдыха (фото 3);
- в наблюдении за сохранностью муравейников.
22
VI. ЛИТЕРАТУРА
1. Атрохин, В.Г. Лесоводство и дендрология [Текст]: учебник для техникумов/
В.Г. Атрохин. – М.: Лесная промышленность, 1982. – 368 с.
2. Длусский, Г.М. Муравьи рода Формика [Текст] / Г.М. Длусский.- М.: Наука, 1967. –
236 с.
3. Захаров, А.А. Муравей, семья, колония [Текст] / А.А. Захаров. – М.: Наука, 1978.- 144 с.
4. Зорина, Т.Г. Школьникам о лесе [Текст] / Т.Г.Зорина. – М.: Лесная промышленность,
1971.- 220 с.
5. Куликова, Г. В. Юному лесоводу [Текст] / Г.В.Куликов. – Россельхозиздат, 1987. -79 с
6. Мамаев, Б.М. Определитель насекомых европейской части СССР [Текст] /
Б.М. Мамаев, Л.Н. Медведев, Ф.Н.Правдин. – Москва: «Просвещение», 1976. - 318 с.
7. Новых, Л.Л. Руководство к лабораторно-практическим занятиям по географии почв с
основами почвоведения [Текст] / Л.Л.Новых. – Белгород: Изд-во Белг. пединститут,
1994. - 21 с.
8. Павловский, Е.Н. Определитель насекомых, повреждающих деревья и кустарники
полезащитных полос [Текст] / Е.Н. Павловский. – «Москва - Ленинград, Академия Наук
СССР», 1950. – 151 с.
9. Польский, Б.Н. Рассказы о почве [Текст]: пособие для учащихся / Б.В.Польский. –
М., Просвещение, 1989. – 143 с.
10.
Присный, А.В. Практические работы школьников по экологии [Текст] /
А.В. Присный. – Белгород: Изд-во Белгородского гос. ун-та, 1999.- 92 с.
23
Приложение №1
Фото 1. Добыча рыжих лесных муравьев.
24
Приложение №2
Фото 2. Определение различных форм гумуса в почве.
25
Приложение №3
Фото 3. Ограждение муравейников членами школьного лесничества.
26
Приложение №4
27