Парк Бакуниных

МОУ «Есеновичская СОШ»
Исследовательская работа.
Тема: «Биота трутовых грибов парка
Бакуниных ».
Работу выполнила
ученица 10 класса
Евстратова Ксения.
Руководитель: Бойкова М.А.
Научный консультант:
Медведев А.Г.
2007 год
Содержание.
1. Введение
2. Литературный обзор
3. Материалы и методика исследования
4. Результаты исследования и их анализ
5. Вывод
6. Рекомендации
7. Приложение
8. Список литературы
3
5
7
9
11
12
13
18
2
Введение
Цель: Исследовать структуру биоты парка Бакуниных.
Задачи:
1. Изучить видовое разнообразие трутовых грибов парка Бакуниных.
2. Изучить экологические группы трутовиков.
3. Изучить субстрат специализации трутовых грибов парка Бакуниных.
4. Рассчитать концентрацию доминирования сообществ трутовых грибов и сравнить полученные
значения с эталонными.
5.Оформить коллекцию «Разнообразие видов трутовых грибов».
3
Актуальность темы.
Старинные парки представляют собой интересные природные исторические объекты.
Распространение трутовых грибов является одним из важнейших факторов определяющих
экологическое состояние парков и степени их сохранности. Поэтому изучения трутовых грибов
представляется в высшей степени актуальными, следует отметить, что исследования трутовых
грибов в парке Бакуниных исследователями не проводились.
4
Литературный обзор.
В 1779 году Михаил Васильевич Бакунин начинает активную деятельность по благоустройству
парка. В 1797 году в связи с тяжелой болезнью Михаила Васильевича Бакунина, ведение хозяйства
принял на себя его сын Александр Михайлович. Особо много внимания Александр Михайлович
уделял благоустройству парка. Отовсюду, где бывали Бакунина, их родственники и друзья, в
Прямухино привозились семена или саженцы интересных растений. Первые семена лиственницы,
без которых сегодня трудно представить прямухинский парк, были получены в 1793 году от Львова.
Бакунин Александр Михайлович сажал в парке: клены, пихты, дубы, липы, березы, вязы, бересклет,
боярышник, таволгу, чубушник, можжевельник, бузину и сирень. Пытался Александр Михайлович
выращивать и сибирские кедры, но в своем дневнике вынужден признать, что ему «в сем деревце
мало удачи».
В лощинах и оврагах между холмами насыпали плотины и с помощью родниковых вод
создавали каскады прудов. Некоторые ручьи убирали в трубы, устраивали водопады.
Парковые насаждения парка Бакуниных, которые сохранились до наших дней: вяз обыкновенный,
липа, дуб черешчатый, лиственница сибирская, ясень обыкновенны, ель европейская, сосна
обыкновенная, пихта обыкновенный, береза бородавчатая, клен остролистный, черемуха
обыкновенная, ольха серая.
Максимальный возраст деревьев 150-200 лет, а средний возраст 60-80 лет.
Кустарниковый ярус представлен следующими видами: рябинник, спирея, чубушник, дерен
(краснотал), желтая акация, сирень, боярышник ярко-красный, гибрид крыжовника с красной
смородой.
В травянистом ярусе в некоторых ассоциациях доминируют гречиха сахалинская, колокольчик
широколистный, сныть обыкновенная, лунник оживающий, зеленчук желтый, белокопытник.
На протяжении последнего столетия естественные лесные экосистемы испытывают
значительную антропогенную нагрузку, связанную с интенсивным хозяйственным освоением
территорий, реакционным лесопользованием, воздействием промышленного загрязнения. В
современных условиях постоянно возрастает техногенное загрязнение воздуха и почвы.
Строительство дорог, трубопроводов, линий электропередач проводят
к изменениям
гидрологического режима (в одних случаях наблюдается осушение, в других – подтопление).
Трансформируются физические и химические свойства почв, меняется их гранулометрический и
агрегатный состав (Евдокимова,1996), нарушается сложные биотические связи, сформировавшиеся в
результате длительной коэвалюции растений, животных, грибов и микроорганизмов.
Перед современной лесной экологией стоят задачи детального исследования особенностей
реакции различных компонентов лесных биогеоценозов на изменение параметров окружающей
среды,
совершенствования методов изучения структуры и динамики лесных сообществ,
прогнозирование последствий различных антропогенных и природных нарушений (Казенс,1982;
Методы изучения лесных сообществ,2002). Решение этих задач на современном уровне имеет особое
значение, так как продолжающееся разрушения лесов может иметь глобальные катастрофические
последствия, связанные с нарушением стабильных, пригодных для жизни параметров биосферы
(Константинов,2003).
Трутовые грибы представляют собой важнейшую группу организмов, открывающую, по словам
Г.А. Заварзина, основной маршрут деструкции органического углерода на Земле (Заварзин,2004).
Мощный ферментативный аппарат
трутовых грибов способен разлагать сложные
высокомолекулярные соединения, в том числе и лигноцеллюлозы. Именно разложение
лигноцеллюлоз является лимитирующим звеном в круговороте углерода в наземных экосистемах.
Выступая в качестве утилизаторов отмершей древесины, трутовые грибы тем самым влияют на
5
продуктивность лесных сообществ и их экологическое состояние (Соловьев, 1968; Частухин,
Николаевская, 1969; Степанова, 1973; Любарский, 1975; Уткин, 1975; Гордиенко, Горленко, 1987;
Мухин,1990; Бондарцева,1992; Мухин,1993; Арефьев,2000; Ставишенко,2005; Kotiranta,
Niemela,1981).
В тоже время трутовики служат причиной поражения ценных лесных пород и повреждения
многих материалов, содержащих в своем составе лигнин и целлюлозу ( Вакин,1927; и т.д.).
В последнее время трутовики стали использоваться для утилизации отходов, получения чистой
целлюлозы из древесины и вторсырья, синтеза некоторых лекарственных препаратов, в бумажном,
текстильном и ряде других производств (Тимофеева.1990; и т.д.).
6
Материалы и методика исследования.
Исследования структуры биоты проводились 26 июня 2007 года в парке Бакуниных.
Для исследования выбирается однородный участок леса площадью в несколько гектар или
небольшой лесопарк. Обследуя участок, исследователь движется по произвольному маршруту,
производя учет субстратов, на которых обнаружены плодовые тела трутовых грибов. В рабочей
таблице (таб. 1) отмечаются виды трутовиков, которым принадлежат плодовые тела, а также ведется
учет пораженных трутовиками субстратов.
Под единицей субстрата следует понимать отдельный древесный организм, живой или погибший
(пни, валеж, опад, сухостой, погруженная в почву древесина, живое дерево и т.д.). Количество
единиц субстрата отмечается в рабочей таблице, где каждому субстрату соответствует свой столбец,
а каждому виду трутовых грибов – своя строка.
Учет трутовых грибов следует проводить внимательно, помня о том, что многие виды трутовых
грибов имеют небольшие плодовые тела, которые развиваются на валеже или опаде, и при учете их
можно легко пропустить.
При невозможности определения вида трутовика в полевых условиях образец плодового тела
помещают в заранее подготовленный бумажный пакет, отмечая на нем тип субстрата, дату и место
сбора, а также порядковый номер образца, под которым данный вид проходит в рабочей таблице.
Отдельно в таблице отмечают количество единиц субстрата, на которых обнаружены плодовые
тела трутовиков разных видов. Этот показатель носит название «доля многовидовых ценоячеек», так
как каждый древесный субстрат с точки зрения лесной экологии может рассматриваться как
отдельная микроэкосистема, ценоячейка, из множества которых складывается ксилобиоценоз –
сообщество живых организмов, связанных в процессе жизнедеятельности с древесным субстратом.
Для корректного использования методики количество единиц субстрата с плодовыми телами
трутовых грибов должно быть не менее 50 (в идеале – не меньше 100). Как правило, на обследование
одного участка леса уходит около 2 часов времени.
После проведения полевых исследований, полеченные результаты обрабатываются в
камеральных условиях. Последовательность обработки полученных данных следующая:
Обработка полевых материалов
1. Определение видовой принадлежности отобранных образцов по определительным таблицам и
уточнение рабочей таблицы, оформление таблицы в чистовом варианте.
2. Расчет концентрации доминирования в сообществе трутовых грибов (по Симпсону).
n
C=
(ni/N) 2
(1),
i=1
где С – индекс Симпсона; ni – число единиц субстрата, на которых обнаружен конкретный вид; N
- общее число единиц субстрата в исследуемом сообществе, на которых были обнаружены трутовые
грибы; n - общее число видов трутовиков на анализируемой площадки.
3. Расчет индекса нарушенности биоценоза Н (по С).
Н2 (С) = (Сi – С(естеств.))/(С (дигрес.) – С(естеств.)) = С(факт.)/С(теорет.) (2),
где Сi – индекс Симпсона, рассчитанный исследователем для изучаемого сообщества;
С(естеств.) – индекс Симпсона, эмпирически установленный для ненарушенных лесов данного типа
(табличные данные); С(дигрес.) – индекс Симпсона, эмпирически установленный для сильно
нарушенных лесов (табличные данные).
7
4. Расчет индекса нарушенности леса по соотношению одновидовых и многовидовых ценоячеек
трутовиков Н (по Р).
Н3(Р) = (Р(естеств.) – Рi)/(Р(естеств.) – Р(дигрес.)) = С(факт.)/С(теорет.) (3),
где, Рi – доля многовидовых ценоячеек, рассчитанная для изучаемого сообщества; Р(естеств.) –
доля многовидовых ценоячеек в ненарушенных лесах данного типа; Р(дигрес.) - доля многовидовых
ценоячеек в сильно нарушенных лесах (последние два значения берутся из таблицы).
5. Расчет степени синантропизации сообщества.
5
Is =
(ai*ki)/(N*5)
(4),
i=1
где, Is – индекс синаантропизации сообщества; ki – порядковый номер группы; ai – число находок
трутовых грибов из данной группы; N – общее число находок трутовиков на исследуемой
территории.
Индекс нарушенности биоценоза Н(по Is).
Н(Si) = (Is – Is(естеств.))/(Is(дигрес.) – Is(естеств.))
(5),
где, Is – индекс синантропизации, рассчитанный исследователем; Is(естеств.) – индекс
синантропизации в эталонных экосистемах; Is(естеств.) - индекс синантропизации для сильно
нарушенных лесов.
8
Результаты исследования и их анализ.
1.В результате исследования было обнаружено 16 видов трутовых грибов (таб.1). Из них 4 вида
трутовиков относятся к факультативным сапротрофам; 3 вида трутовых грибов являются
облигатными паразитами; 5 видов трутовиков относятся к факультативным паразитам; 4 вида
трутовиков являются облигатными сапротрофами.
2.По количеству находок трутовые грибы можно разделить таким образом: факультативных
сапротрофоф - 28 находок, облигатных паразитов - 6 находок, к факультативных паразитов – 19
находок, к облигатных сапротрофоф – 6 находок (таб. 1).
3.Делая анализ субстратной специализации трутовиков, мы выявили, что 11 видов изученных
грибов специализируются на лиственных породах, на лиственно-хвойных породах
специализируются 5 видов трутовиков, на хвойных породах грибов было не обнаружено.
4.Изучая древесный ярус парка, мы убедились в том, что в парке действительно были посажены
следующие породы: вяз обыкновенный, липа, дуб черешчатый, лиственница сибирская, ясень
обыкновенны, ель европейская, сосна обыкновенная, пихта обыкновенный, береза бородавчатая,
клен остролистный, черемуха обыкновенная, ольха серая. Из них вязов обыкновенных было найдено
70 деревьев, лип - 50 деревьев, лиственниц сибирских – 31 дерево, дубов черешчатых - 23 дерева,
ели европейской – 18 деревьев, березы бородавчатой – 15 деревьев, сосны обыкновенной – 7
деревьев, пихта – 1 дерево. Доминирующими породами является вяз обыкновенный, липа,
лиственница сибирская (рис. 1) По устойчивости древесины к гниению среди древесных пород мы
выделяли следующие группы – это биостойкие, средней стойкости, малостойкие и небиостойкие. К
биостойким отнесли сосну обыкновенную, ясень обыкновенный, ядра лиственницы сибирской и
дуба черешчатого; к среднестойким – ель европейскую, пихту, ядро березы бородавчатой, заболонь
лиственницы сибирской; к малостойким – вяз обыкновенный, клен остролистый, заболонь береза
бородавчатой и дуба черешчатого; к нестойким – липу, ольху серую.
5.Изучив индексы по Симпсону, обнаруженные виды мы расположили в порядке убывания (рис.
2). Концентрация доминирования найденных трутовиков сильно выражена (рис. 2).
6.Делая расчет доли многовидовых ценоячеек, мы можем определить состояния парка и сравнить
со средними значениями доли многовидовых ценоячеек. В ненарушенных парках Н3(Р) = 0,257; в
сильно нарушенных Н3(Р) = 0,045; а индекс нарушенности биоценоза Н3(Р) в парке Бакуниных,
который рассчитывается по формуле (3) равен
Н3(Р) =(0,257 – 0,085)/(0,257-0,045) = 0,81; где для того, чтобы определить долю многовидовых
ценоячеек необходимо число единиц субстрата, на которых было отмечено несколько видов
трутовиков, поделить на общее число учтенных единиц: 5/59 = 0,085 (не обходимы данные для
определения доли многовидовых ценоячеек были взяты из таб. 1.). Значение этого индекса зависит
прежде всего от внешних условий.
Высокий показатель ценоячеек говорит о том, что состояние парка можно считать
удовлетворительным.
Концентрация доминирования, которая рассчитывается через индекс Симпсона по формуле (1)
равен С = 0,151 (данные для вычисления были взяты из таб. 1). Индекс нарушенности биоценоза
Н2(С) рассчитывается по формуле (2) и равен Н2(С) = (0,151-0,085)/(0,392-0,085) = 0,22=22%; где
С(естеств.)=0,085 и С(дигрес.)=0,392.
7.Все трутовики, найденные в парке, мы разделили на группы и сосчитали их количество:
к 1 группе – не обнаружено;
к 2 группе – 4 особи;
к 3 группе – 7 особей;
к 4 группе – 31 особь;
к 5 группе – 1 особь.
Рассчитав индекс синантропизации сообщества и индекс нарушенности биоценоза по формулам
(4; 5)
Is = (1*0)+(2*3)+(3*7)+(4*31)+(5*1)/42*5 = 156/210 = 0,74
Н(Si) = (0,74-,007)/(0,835-0,707) = 0,26
9
Сравнивая индекс нарушенности биоценоза парка, с показателями эталонной ассоциации Is =
0,707 и сильно нарушенными Si = 0,835, видно, что состояние парка удовлетворительное.
10
Вывод.
1.При изучении биоты трутовых грибов парка Бакуниных нами было выявлено 16 видов.
2.Из них 7 видов составили паразиты и 9 видов составили сапротрофы. Это значит, что доля
паразитов составила 58%, этот показатель говорит о неблагоприятной экономической ситуации в
парке.
3.Большенство трутовых грибов было найдено на вязе обыкновенном, среднее количество на
дубе черешчатом, единичные случаи на сибирской ели (таб. 1).
4.Концентрация доминирования характеризует состояние парка, как удовлетворительное.
11
Рекомендации.
1.Постоянный уход за парком и проводить санитарные рубки.
2.Способствовать натурализации парка, подсаживая естественные породы.
3.Продолжить изучение парка по биоиндикаторам.
12
Приложение.
Таблица 1.
Результаты учета трутовых грибов в парке Бакуниных.
Дата: 26.06.2007год
Тип леса: парк
Географическое положение: Тверская область Кувшиновский район село Прямухино.
4
2
1
Сухостой берёзы
Живая берёза
Валеж вяза
Живая липа
хвойных
2
Валеж
пород
Живой вяз
1
Черёмуха живая
Лиственный
валеж
3
Сухостой вяза
2
Пень вяза
4
Живой клен
Пень дуба
Трутовик серножелтый
Laetiporus
sulphureus
(Bull.:Fr)
Murr
Стериум Stereum
Sp.
Дубовая губка
Daedalea
quercina Fr.
Ложный
дубовый
трутовик
Phellinus
robustus (Pers.)
Bourd.:Calz
Трутовик
чешуйчатый
Polyporus
squamosus
Hund.:Fr.
Траметес
пушистый
Trametes
pubescens
(Schun.:Fr.) Pil
Гапалопиус
гнездовой
Hapalopilus
nidulans (Fr.)
Karst
Экзидия
Живой дуб
Название вида
или номер
взятого образца
Пень
широколиственн
ых пород
Субстрат
1
1
3
1
1
1
3
5
6
1
1
1
1
1
1
13
железистая
Exidia glandulosa
(Fr.)
Трутовик
окаймленный
Fomitopsis
pinicola ( Sw.:Fr.)
Karst
Трутовик
плоский
Ganoderma
applanatum
(Pers.) Pat/
Полипорус
черноножковый
Polyporus
melanopus Fr.
Инонотус
скошенный
(чага) Inonotus
obliquus (Pers.:
Fr.) Pil.
Олигопорус
вяжущий
Oligoporus
stipticus
(Pers.:Fr.)
Gilb.:Ryv.
Ишнодерма
смолистая
Ischnoderma
resinosum (Fr.)
Karst.
Датрония
твердая
Datronia
stereoides (Fr.:Fr)
Ryv.
Бьеркандера
дымчатая
Bjerkamdera
fumosa (Pers.:Fr.)
Karst.
Количество
единиц
субстрата, на
которых
обнаружены
плодовые тела
трутовиков
разных видов
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
3
1
1
14
Продолжение таблицы 1
Образ жизни
Коэффициент
доминирования
Группы
трутовиков
13
4
0,04
9
ФС
8
-
ФС
Дубовая губка Daedalea quercina Fr.
3
-
Ложный дубовый трутовик Phellinus robustus (Pers.)
Bourd.:Calz
Трутовик чешуйчатый Polyporus squamosus Hund.:Fr.
1
-
0,01
8
0,00
3
0
16
4
ФС
Траметес пушистый Trametes pubescens (Schun.:Fr.) Pil
2
2
Гапалопиус гнездовой Hapalopilus nidulans (Fr.) Karst
Экзидия железистая Exidia glandulosa (Fr.)
1
3
5
-
Трутовик окаймленный Fomitopsis pinicola (Sw.:Fr.)
Karst
Трутовик плоский Ganoderma applanatum (Pers.) Pat.
Полипорус черноножковый Polyporus melanopus Fr.
Инонотус скошенный (чага) Inonotus obliquus (Pers.:
Fr.) Pil.
Олигопорус вяжущий Oligoporus stipticus (Pers.:Fr.)
Gilb. Ryv.
Ишнодерма смолистая Ischnoderma resinosum (Fr.)
Karst.
Датрония твердая
Datronia stereoides (Fr.: Fr) Ryv.
Бьеркандера дымчатая
Bjerkamdera fumosa (Pers.:Fr.) Karst.
Общее число находок всех видов
Количество единиц субстрата, на которых
обнаружены плодовые тела трутовиков разных видов
2
3
1
1
2
4
4
3
2
3
1
3
0,07
4
0,00
1
0
0,00
3
0,00
1
0
0
0,00
1
0,00
1
0
2
2
1
-
Живая ель
Общее
находок
число
Субстрат
Название вида
или номер взятого образца
Трутовик
серно-желтый
(Bull.:Fr)
Murr
Стериум Stereum Sp.
Laetiporus
sulphureus
1
0,00
1
0
ОП
ОП
ОС
ОС
ФС
ФП
ФП
ОС
ОП
ФП
ФП
ОС
ФП
59
5
15
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Рис. 1.
у – число видов
х. – название деревьев
1 – вяз
2 – липа
3 – лиственница
4 – дуб
5 – ель
6 – береза
7 – сосна
8 - пихта
16
0,08
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16
Рис. 2. Концентрация доминирования
у - коэффициент доминирования
х. - виды трутовиков
1 – трутовик чешуйчатый
2 - трутовик серно-желтый
3 – стериум
4 – дубовая губка
5 – экзидия железистая
6 – траметес пушистый
7 – трутовик окаймленный
8 – инонотус скошенный (чага)
9 – олигопорус вяжущий
10 - дантрония твердая
11 – ложный дубовый трутовик
12 – гапалопиус гнездовой
13 – трутовик плоский
14 – полипорус черноножковый
15 – индошерма смолистая
16 – бьекандера дымчатая
17
Список литературы.
1. «Трутовые грибы как индикаторы изменений лесных экосистем под воздействием антропогенной
нагрузки» А.Г. Медведев
2. «Трутовые грибы Поволжья» А.Г. Медведев, В.М. Макаров
3. «Трутовые грибы в экологическом мониторинге лесных экосистем» А.Г. Медведев
4. «Определитель шляпочных трутовиков Тверской области» А.Г. Медведев
5. «О биоиндикационной роли грибов при оценке состояния окружающей среды // Биохимические
методы при оценке состояния окружающей среды». И. А. Авессаломова, Р.С. Смирнова
6. «О распределении ксилотрофных базидиомицетов в фитоценозах // Изучение грибов в биогеоценозах»
Н.И. Агафонов.
7. «Дереворазрушающие грибы – индикаторы состояния леса». С.П. Арефьев
8. «Трутовые грибы европейской части СССР и Кавказа» А.С. Бондарцев
9. «Определитель грибов России». М.А. Бондарцев
10. «Использование грибов в биоиндикации состояния лесных экосистем» А.Г. Медведев
18
19