Институт дистанционного образования ТГУ

Томский государственный университет
Институт дистанционного образования
Межрегиональный Интернет-конкурс для школьников
«Летопись родного края»
Характеристика температурного режима разных биотопов на территории «Олекминского
заповедника»
Шпалтакова Эльвира Витальевна
Россия, Республика Саха (Якутия), г. Олекминск
МОУ ДОД «Центр творческого развития и гуманитарного образования школьников»
Средняя общеобразовательная школа № 1, 9 класс
Научный руководитель:
Рожков Ю.Ф. – зам. директора по НИР
Госзаповедника «Олекминский», к.х.н.
Олекминск-2012
Введение
Постановка
проблемы:
Среди
множества
экологических
факторов,
растительность, принято выделять ведущие, которые, по сути,
влияющих
являются
на
факторами
лимитирующими. В условиях Якутии ведущими факторами являются гидротермические условия
и засоленность почвы. Поэтому актуальным является изучение температурного режима, так как
этот показатель является одним из ведущих при формировании микроклимата фитоценозов
Цель работы: Выявить особенности температурного режима воздуха и почвы в разных биотопах
Задачи:
1) Выбрать типичные биотопы, дать их описание;
2) Выявить особенности температурного режима в этих биотопах;
3) Провести сравнительный анализ данных.
1. Материалы и методы
Основной метод исследования – маршрутное обследование и работа на стационарных площадках.
Исследования проведены в течение июля 2010 года в окрестностях научного стационара
«Джикимда» во время проведения полевой экологической школы на территории Олекминского
заповедника.
Было обследовано 4 типичных биотопа: сосняк грушанковый, березняк мертво покровный,
лиственничник бруснично-багульниковый и луг злаково-разнотравный. Всего было проведено
930 измерений по 8 показателям. Определение температурных показателей проводилось по
общепринятым методикам. Использовали следующие термометры: термометр для определения
максимальной температуры, термометр для определения минимальной температуры, срочный
термометр. Для определения освещенности и энергетической освещенности использовали датчик
освещенности
2. Программа исследований:

Геоботаническое описание обследованных участков;

Определение срочной температуры воздуха, на поверхности почвы, в почве на глубине 10
и 20 см.;

Определение минимальной температуры воздуха, на поверхности почвы;

Определение максимальной температуры воздуха, на поверхности почвы;

Определение суточного хода температуры воздуха;

Определение освещенности и энергетической освещенности.
3. Объект исследования: Температурный режим
4. Предмет исследования:
Особенность температурного режима разных биотопов
5. Характеристика района исследований:
Климат в районе заповедника резко континентальный, вегетационный период составляет 100
дней, переход температуры через 5 градусов приходится на середину первой декады мая, через 10
градусов на конец мая-первую декаду июня. Средние температуры июля составляет 18,6 градуса.
В этот период в среднем выпадает 64 мм. осадков, при средней плотности осадков около 7
мм/сутки.
6. Результаты и выводы:

Особенности температурного режима сосняка грушанкового следующие (рис.1-3) :
Значения температуры воздуха в исследуемый период колебалась от 3,5 до 34,4, составляя
в среднем 15,1 градусов Цельсия. Анализируя изменение температуры по декадам, можно
отметить, что
для
второй декады характерны максимальные амплитуды колебаний
показателей. Эта же тенденция сохраняется и в характеристике температурного режима на
поверхности почвы, При этом значения колебались от 7,6 до 49,5, составляя в среднем 18,3
градуса Цельсия. Анализируя изменение температуры почвы по декадам можно отметить,
что максимальные температуры почвы характерны для 3-ей декады.
 Для температурного режима лиственничника бруснично-багульникового характерны
следующие особенности (рис. 4-6):
Рассматривая температуру воздуха по декадам можно отметить, что также как и в сосняке
для второй декады характерны максимальные амплитуды колебаний значений. При этом
значения температуры воздуха колебались от 2,6 до 44,5 и в среднем составляли 14,3
градусов Цельсия, значения температуры почвы колебались от 7,6 до 49,1, а в среднем
18,8 градусов Цельсия.
В почве колебания температуры составляют от 7,5 до 13 на
глубине 10 см и от 6 до 11,5 на глубине 20 см.

На лугу (рис. 7-9) температуры воздуха колебались: от 3,0-40,5 и в среднем составляли
15,6 градусов Цельсия. Рассматривая изменение температуры по декадам можно отметить,
что сохраняется та же тенденция что и в предыдущих биотопах. Температура
на
поверхности почвы колебалась от 2,5 до 49,9 и составляла в среднем 12,5 градусов
Цельсия.

В пределах мертво покровного березняка (рис. 10-12) диапазон колебаний температуры
воздуха составляет: от 5,0 до 31,1 и в среднем составляет 15,6 градусов Цельсия. Также
как и в предыдущих биотопах, максимальная амплитуда колебаний приходится на вторую
декаду. Колебания температуры почвы
градусов Цельсия.
составляют от 7,1 до 31,1 и в среднем 17,9
Сравнительный анализ температурного режима биотопов проведен по значениям
среднемесячной температуры:

Среднемесячная температура срочных значений воздуха ( табл.2,3) на метеостанции
равна 22,7, в сосняке 22,8 в лиственничнике 14,3, на лугу 15,6 и в березняке 17,9. таким
образом можно отметить, что
среднемесячная температура
во всех биотопах
практически одинакова с температурой на метеостанции и отличается от нее на 4-5
градусов. И только в сосняке температура такая же, как и на метеостанции. Среди
биотопов самые высокие среднемесячные значения характерны для сосняка, а самые
низкие для лиственничника.

Температурный режим воздуха на поверхности почвы (табл.4-5) следующий: 18,4.°С среднемесячная температура на метеостанции; 18,3 – в сосняке; 18,8 – в лиственничнике;
12,5 – на лугу; 18,1 – в березняке. Таким образом, можно отметить, что среднемесячная
температура во всех биотопах практически одинакова, а в лиственничнике превышает её
на 0,4.°С и только на лугу температура сильно отличается на 9,5.°С от температуры на
метеостанции.

Анализируя же температуру почвы на глубине 10 см. и 20 см, можно отметить, что самая
высокая температура зарегистрирована на лугу, а самая низкая в лиственничнике (Табл.5).

Высокие температуры почв на глубине 10 и 20 см на лугу обусловлены самой высокой
энергетической освещенностью – до 8000 мвт/ м2 (т.е. максимальным потоком энергии
Солнца). Так как в лесных биотопах до почвы доходят десятые доли потока энергии
Солнца, поэтому и температуры почв на глубине 10 и 20 см на лугу выше, чем в лесных
биотопах и они прогреваются меньше( Табл.5,7).
7. Заключение:
Таким образом, проведенные исследования позволяют заключить, что для каждого биотопа
характерен свой температурный режим воздуха и почвы, обусловленный спецификой
растительности, напочвенного покрова, механического состава почв. Полученные нами данные
можно использовать при изучении теплового баланса территории, они расширяют наши знания о
состоянии природных комплексов южной тайги. В следующем полевом сезоне исследования
будут продолжены. Нас интересует связь температурного режима и биологической активности
почв в различных биотопах.
8. Приложение:
Сосняк:
Рис. 1. Характеристика температурного режима воздуха в сосняке
40
Температура воздуха,С
35
30
25
20
15
10
5
0
1 2 3
4 5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Дата проведения измерений
мin,t°
max,t°
серед,t°
температура воздуха на поверхности
почвы,С
Рис. 2 .Характеристика температурного режима воздуха на поверхности почвы
60
50
40
30
20
10
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
Дата проведения измерений
мin,t°
max,t°
серед,t°
Рис.3 . Характеристика температурного режима почвы на глубине 10 и 20 см.
температура на губине,С
14
12
10
8
6
4
2
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
дата проведения изерений
t° 10 см
t° 20 см
23
25
27
29
31
Лиственничник:
Рис 4. Характеристика температурного режима воздуха
50
45
температура воздуха,С
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
Дата проведения измерений
мin,t°
max,t°
серед,t°
Рис. 5. Характеристика температурного режима воздуха на поверхности почвы
температура на поверхности почвы,С
60
50
40
30
20
10
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
Дта проведения измерений
мin,t°
max,t°
серед,t°
Рис.6. Характеристика температурного режима почвы на глубине 10 и 20 см.
температура почвы на глубине, С
14
12
10
8
6
4
2
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
Дата проведения измерений
t° 10 см
t° 20 см
23
25
27
29
31
Луг:
Рис. 7. Характеристика температурного режима воздуха
45
температура воздуха,С
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
Дата проведения измерний
мin,t°
max,t°
серед,t°
Рис. 8 . Характеристика температурного режима воздуха на поверхности почвы
Температура воздуха на поверхности
почвы,С
60
50
40
30
20
10
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
Дата проведения измерений
мin,t°
max,t°
серед,t°
Рис. 9. Характеристика температурного режима почвы на глубине 10 и 20 см.
18
температура почвы, С
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
Дата проведения измерений
t° 10 см
t° 20 см
23
25
27
29
31
Березняк:
Рис. 10 .Характеристика температурного режима воздуха
температура воздуха на поверхности
почвы,С
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
Дата проведения измерений
мin,t°
max,t°
серед,t°
Рис. 11. Характеристика температурного режима воздуха на поверхности почвы
45
Температура воздуха на
поверхности почвы,С
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
Дата проведения измерений
мin,t°
max,t°
серед,t°
Рис.12. Характеристика температурного режима почвы на глубине 10 и20 см.
температура почвы,С
14
12
10
8
6
4
2
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
Дата проведения измерения
t° 10 см
t° 20 см
23
25
27
29
31
Сравнительная характеристика
Температура,С
Рис. 13. Температура почвы на глубине 10 и 20 см.
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
биотоп
сред. На глуб. 10см
сред. На глуб. 20см
Рис. 14. Температура воздуха на поверхности почвы
40
температура,С
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
биотоп
почва мин
почва макс
почва сред
2
3
Рис. 15. Температура воздуха
35
температура,С
30
25
20
15
10
5
0
1
4
биотоп
воздух мин
воздух макс
воздух сред
Таблица 1 .
Характеристика температурного и режима и увлажнения района исследования
(по среднемноголетним данным за 1998 – 2010 гг.)
Показатель
Температура
Период ( месяц)
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
-34,6
-26,5
-17,0
-2,8
7,2
15,1
18,6
14,2
6,0
-5,4
15
12
12
12
36
49
64
68
51
26
27
18
18,7
15,3
10,8
7,6
10,1
10,4
10,3
12,2
12,1
13,1
18,7
18,2
0,63
0,68
1,3
2,7
3,4
6,5
4,7
3
1,3
1
0,8
-21,9 -32,8
воздуха, ºС
Количество
осадков, мм
Количество
дней с
осадками
Средняя
0,76
плотность
осадков,
мм/сут.
Таблица 2.
Характеристика температурного режима воздуха июль, 2010
Биотоп
Показатели
температура воздуха
температура
°С
на поверхности почвы, °С
1-я декада
2-я декада
3-я декада
1-я декада
2-я декада
3-я декада
5,6-26,6*
3,5-33
6,5-34,4
6,9-27,5
5,1-43,5
8,1-49,5
18,3
11,3
18,6
17,6
21,7
18,0
Листвен
5 - 28
2,5-44,5
8-44,4
7,6-32
5,4-42,5
ничник
16,7
10,5
16,0
18,6
21,9
16,0
5,1-30,5
3 – 40,5
6,1-39,2
2,5-45,6
2,5-49
5 -48,1
18,6
11,1
16,9
11,4
12,5
13,8
7,0-27,0
5,0-33,0
7,6-34,3
7,1-31,5
5,5-40,0
10,0-38,1
20,4
14,1
19,2
16,8
20,4
17,1
Сосняк
Луг
Березняк
8-49,1
Таблица 3 .
Размах колебаний между мин и макс по декадам, июль 2010
Биотоп
Показатели
температура воздуха,°С
температура на поверхности
почвы,°С
1-я
2-я
3-я
1-я
2-я
3-я
декада
декада
декада
декада
декада
декада
Сосняк
21,0
29,5
27,9
20,6
38,4
41,4
Лиственничник
23,0
42,0
36,4
24,4
37,1
41,1
Луг
24,4
37,5
33,1
43,1
46,5
43,1
Березняк
20,0
28,0
26,7
24,4
34,5
28,1
Таблица 4.
Характеристика температурного режима почвы, июля 2010
Биотоп
Показатели
температура почвы
Температура почвы
на глубине 10см, °С
на глубине 20см, °С
1-я
2-я
3-я
1-я
2-я
3-я
декада
декада
декада
декада
Декада
декада
8,3-10,0
8,0-12,0
10,5-13,0
7,0-10,0
7,1-12,0
9,6-11,5
9,0
9,9
11,6
7,9
9,0
10,4
Листвен
7,5-11,0
8,0-11,0
10,3-13,0
6,0-7,1
6,0-10,0
8,0-11,5
ничник
9,3
9,4
11,2
6,6
8,1
10,0
Луг
11,8-14,6
12,0-16,5
4,1-17
10,0-12,1
10,5-14,0
10.0-15,1
13,3
14,8
14,7
11,1
12,5
12,3
9,0-10,0
8,6-12,6
10,5-13,3
7,0-9,0
7,0-16,9
9,5-11,1
9,3
11,3
12,1
7,6
8,5
10,1
Сосняк
Березняк
Таблица 5.
Характеристика среднемесячных температур воздуха и почвы
Биотоп
Температура
Температура на
Температура почвы на
Температура почвы на
Воздуха, °С
пов-ти почвы, °С
глубине 10см.,°С
глубине 20см.,°С
Метеостанция
22,7
18,4
-
-
Сосняк
22,8
18,3
10,2
9,1
Лиственнични
14,3
18,8
10,0
8,4
Луг
15,6
12,5
14,3
12,0
Березняк
17,9
18,1
11,0
8,8
к
Таблица 6.
Характеристика среднемесячных значений температурного режима, июль 2010
Биотоп
Показатели
Температура
Температура воздуха на
воздуха,°С
Поверхности почвы,°С
минимум
максимум
средняя
минимум
максимум
Средняя
Сосняк
3,5-14,0
8,7
15,1-34,4
26,6
5,8-30
15,1
7,6-16,0
10,1
18,0-49,5
30,1
11,5-30
18,3
Листвен
ничник
2,6-13,0
8,1
15,6-44,5
27,6
4,3-25,2
14,3
7,6-16,0
10,4
17,5-49,1
29,9
11,4-26,3
18,8
Луг
3,0-13,9
8,8
15,4-40,5
30,7
5,0-27,2
15,6
2,5-12,6
7,7
10,5-49,9
39,6
4,2-20,8
12,5
Березняк
5,0-15,0
10,0
9,0-31,1
25,8
8,3-28,8
17,9
7,1-15,2
10,4
14,4-40,0
26,9
11,8-28,8
18,1
Таблица 7
Сравнительная характеристика биотопов по энергетической освещенности
Биотоп
Освещенность,
Энергетическая
люкс
освещенность Мвт/ м2
Разнотравный луг
38000-40000
8000
Лиственничник разнотравный
2000-2900
620-700
Березняк бруснично-хвощевый
3300-3100
680-800
Сосняк сухой разнотравный
25000-22000
1000-2000
Список литературы:
Кононов К.Е. Луга поймы реки Лены (Эколого-финоценотический анализ). – Якутск:
Кн. Изд-во, 1982.-216 с.