0

Всем известно, что насекомые-вредители наносят значительный урон лесному хозяйству. Опыт ряда стран (ГДР, Италии, Австрии и др.) показывает, что рыжие лесные муравьи являются надежными защитниками леса и могут иногда успешно заменять химические средства борьбы с насекомыми-вредителями. Полезная деятельность муравьев зависит от их численности на единицу площади леса. Вокруг крупных городов муравейники стали редкостью. Муравьи привлекают наше внимание. Сложное и даже казалось бы, осмысленное поведение этих насекомых вызывает изумление и восхищение человека уже сотни лет. Только муравьи живут семьями в несколько миллионов особей, прокладывают дороги, строят тоннели и многоэтажные жилища, разводят грибы, и только среди них существует "профессиональное" разделение: есть строители и няньки, охотники и сторожа, носильщики и пастухи… Да разве можно перечислить все, что выделяет муравьев из много миллиардного царства насекомых! Наконец, польза, которую приносят эти насекомые лесам, не ограничивается уничтожением вредителей, они разносят семена растений, улучшают качество почвы, насыщают ее питательными веществами. Таким образом, изучение жизни муравьев - полезное и необычайно интересное дело. Их можно назвать идеальным исследовательским объектом.

муравейник, почва, влияние абиотических факторов на муравьев

Надеюсь, я смогу узнать больше о муравьях, о их жизни, значении. Необходимо решить следующие задачи: 1.Познакомиться со справочной литературой. 2.Изучить методику исследований. 3.Разработать план проекта 4.Провести практические наблюдения. 5.Обобщить полученный материал

Цель работы: изучить экосистему муравейника; сложные взаимоотношения между видами и абиотическими факторами среды. Основные задачи: 1. Ознакомиться с образом жизни, поведением объектом исследования, а также с методиками наблюдений за насекомыми по литературным источникам. 2. Изучить зависимость активности муравьев от времени суток и состояния погоды 3. Установить зависимость размера кормового участка муравьев от величины муравейника 4. Изучить распространения рыжих лесных муравьев от типа леса. 5. Изучить строение муравейника и пищу муравьев. 6. Определить их значение в жизни леса. 7. Провести анализ почвы около муравейника. 8. Провести практическую часть исследования в соответствии с разработанным планом и методикой. 9. Проанализировать полученные результаты, сформулировать предварительные выводы исследования.

Исследование №1. Тема: «Зависимость распространения рыжих лесных муравьев от типа леса». Оборудование: компас, мерная лента, флажки, дневник, карандаш. Ход работы: 1.Выбрали нужный участок леса (хвойного, смешанного). 2.Заложили с помощью компаса площадку площадью 1 га. Составили её план схему. Площадку закладывали так, чтобы одна ее сторона проходила по краю дороги или просеки. 3.Составили описание растительности на площадке в следующей последовательности: Особенности леса Хвойный лес Смешанный лес преобладающие виды деревьев сосна, ель дуб, клён, липа другие виды деревьев, кустарников береза орешник, дикая яблоня, калина, шиповник, вяз травянистые растения мхи, черника, грушанки, брусника, плауны, сон трава звездчатки, чистотел, кра¬пива, земляника, ландыш, копытень, зеленчук, осока волосистая Нанесли па план-схему нужные обозначения (деревья, тропы, дороги, просеки и др.) с помощью топографических знаков. 4. Разделили одну сторону площадки, проходящую по дороге на 10 равных частей. 5. Проложили от каждой отмеченной точки 10 маршрутов на противоположную сторону участка (используя компас). 6. Нанесли на план-схему площадки расположение муравейников, которые были встречены на каждом из этих маршрутов. На каждом из 10 маршрутов вели счет в парах шагов. Отметили, на какой паре шагов встречен каждый муравейник. 7. Провели такую работу в хвойным и смешанном лесу. 8. В результате исследования установили, что рыжие лесные муравьи заселяют не всякий лес. Не во всяком лесу можно встретить муравейники. Мы не нашли их в сырых низинах, в сыром мшистом или слишком затененном лесу. Смешанные и хвойные леса — царство рыжих лесных муравьев. На нашем участке в 1 га леса было найдено 5 муравейника в хвойном лесу, а 3 муравейник в смешанном лесу. Рыжие муравьи, как правило, выбирают место для гнезда с хорошо увлажненной почвой и очень редко селятся на сухих песчаных участках леса. Объясняется это тем, что для развития молоди муравьев в гнезде нужна высокая (до 100%) относительная влажность воздуха. В хвойных и смешанных лесах муравейник построен в основном из еловой или сосновой хвои, нередко на куполе можно увидеть комочки смолы хвойных деревьев. Летом смола на солнце плавится, склеивает хвоинки и образует прочную кровлю. В чистых березняках и дубняках наружный купол выложен из мелких березовых и дубовых веточек. Муравьи всегда заняты строительными работами. Они постоянно перебирают и перекладывают хвоинки на куполе, чтобы те не покрывались плесенью, добавляют туда новых, только что принесенных «фуражирами». Исследование №2 Тема: «Определение пищи, строительного материала муравьёв. Оборудование: часы, дневник, карандаш, палка, пробирки, коробки. Ход работы: Наблюдали что несут муравьи в гнездо и выносят из него, для этого отбирали в течение 3 мин все то, что несут муравьи, пересекающие палочку, и помещали в приготовленные пробирки или коробочки. Выводы: К строительному материалу относятся хвоинки ели и сосны, травки, небольшие палочки и много мелкого мусора. К пище - мелкие жуки и гусеницы, комары, личинки. На нашем участке в 1га мы обнаружили в хвойным лесу 5, а в смешанным лесу всего три муравейника. Нормой считается когда за 1 га леса приходится 4 муравейника. Как показали наши исследоавания на хвойным лесу наблюдается соответствие муравейников к норме, а в смешанным лесу наоборот.(Посещаемость смешанного леса людьми большая, иногда даже запускают в лес скот). Уже давно замечено, что численность тлей вокруг муравейников в несколько раз больше, чем там, где их нет. Установлено, что муравьи ухаживают за тлями. Они переносят их на молодые части растений, где легче достать сок. Иногда муравьи строят над колонией тлей специальные галереи, которые служат защитой от хищников и прямых солнечных лучей. На зиму муравьи прячут к себе в гнездо самок тлей, чтобы выпустить их на молодые побеги. Некоторые исследователи считают, что муравьи вредят лесу, оберегая тлей. Нужно сказать, что при оценке экологического значения какого-нибудь животного нельзя принимать во внимание только один или два отрицательных фактора, нужны комплексный подход и все сторонняя оценка. Известно, что тли высасывают сок из дерева, но не в этом беда. Значительнее вред тлей от того, что своими сахаристыми выделениями они закупоривают устьица листьев, что приводит к поражению их сажистым грибком. Муравьи, собирая падь, уменьшают опасность грибкового заболевания растения. Падь тлей привлекает не только муравьев. Она служит пищей личинкам многих хищных и паразитических насекомых: наездников, ос и др.— всего около 300 видов, 2/ 3 из них — защитники леса. Вот и получается, что муравьи, охраняя тлей, способствуют увеличению численности многих полезных для леса насекомых. Муравьи - всеядные насекомые. Они любят и растительную пищу, знают на каких растениях можно легко поживиться сладким нектаром. Переползая с цветка на цветок, они тем самым, производят опыление и бывают полезными в пасмурные дни. Судя по всему, муравьи неплохо разбираются в химическом составе еды: белковая и углеводородная пища распределяется у них по-разному. Углеводородное горючее потребляют только рабочие особи, причем в первую очередь снабжаются муравьи, занятые вне гнезда. Протеины в меню тружеников попадают редко. Зато личинки и плодящиеся самки сидят целиком на белковой диете (по литературным источникам). Исследование №3. Тема: «Зависимость активности муравьев от времени суток и состояния погоды». Оборудования: часы, термометр, пробирки, коробочки, дневник, карандаш. Ход работы: 1.Выбрали для наблюдения крупный муравейник. Он расположен в густом участке леса. 2.Провели 4 наблюдения в разное время суток. Отметили температуру окружающего воздуха: а) на рассвете (18 градусов), б) в 10—11 ч утра (30 градусов), а в 15— 16 ч (27 градусов), г) перед заходом солнца (23 градуса). 3.Выяснили активность муравьев от времён суток: а) В течение суток муравьи ведут себя неодинаково. Ранним летним утром муравьи отправляются за кормом. Чем теплее становится воздух, тем большее количество муравьев покидает муравейник. В гнездах, расположенных в тени, пик выхода рабочих муравьев на маршруты начинается позже, чем в муравейниках, освещаемых ранним утренним солнцем. Средняя продолжительность «экспедиции» каждого муравья-фуражира в среднем 2 часа. Утром это время больше, к середине дня — меньше. Но если температура окружающего воздуха становится выше +30°С, то активность муравьев снижается: такая высокая температура действует на фуражиров угнетающе. Чуть позже большинство муравьев отправляется за кормом и строительным материалом, а на куполе остаются только муравьи, надстраивающие его. Выяснили когда появляются на куполе гнезда первые муравьи, сколько их, что они делают. Погодные условия Температура воздуха, °С Активность движе- ния на одной тропе (в 1 мин.) от муравейника Активность движе- ния на одной тропе (в 1 минуту) к муравейнику Ясно 18 10 4 30 30 35 27 26 28 23 2 6 Пасмурно 10 0 0 18 15 13 14 10 12 12 0 0 б) Оказалось, что из муравейника средних размеров в течение дня выходит на розыски пищи и строительного материала около 70 тыс. рабочих. Их общая масса составляет около 700 г. Подсчитали сколько на одной из троп муравьев, уходящих из гнезда и возвращающихся в него. Для этого на расстоянии 1,5 м от муравейника положили поперек тропы палочку толщиной в палец. Подсчитали, 200 муравьев прошло через палочку в обоих направлениях в течение 1 мин. в) Выяснили когда муравьи заканчивают движение на тропах и что происходит на муравейнике после захода солнца. Муравьи бывают по разному активны в разное время суток и в разную погоду. В ясную погоду муравьи активнее чем в пасмурную. После холодной погоды, с наступлением ясного теплого дня, муравьи утром выползают на купол. Там они греются на солнце и затем лезут в муравейник, отдавая свое тепло на нагрев муравейника. В такое время на тропах мало муравьев. Благодаря этим солнечным процедурам в прохладное время в муравейнике на 5-10 градусов теплее, чем на улице. Так что загорают муравьи на благо общества. Температуру же они меряют усами. Которые чувствуют перепад температуры всего в четверть градуса Влажным показателем состояния семей рыжих лесных муравьев является температура во внутреннем конусе их гнезд. Муравьи поддерживают в гнездах температуру. В тех случаях, когда численность муравьев мала, т.е. в молодых и ослабленных семьях, температура в гнездах колеблется вместе с изменением температуры воздуха. Муравьи из таких гнезд не могут давать отводков или выращивать крылатых половозрелых особей. Исследование №4 «Изучение строения муравейника и зависимость размера кормового участка муравьев от величины муравейника». Оборудование: мерная лента, дневник, карандаш. Ход работы: 1.Выбрали для наблюдения два одиночных муравейника разной величины на одной из площадок в одном участке леса. 2.Определили размер каждого из них, для чего измерили высоту и диаметр муравейника. Объем нашли по таблице. Первый муравейник имел объем 0,71 м (смеш.лес) . Средний диаметр 140 см, высота купола 70 см. Второй муравейник имел объём 2,09 м . Диаметр 200 см, высота 100 см. 3.Нашли тропы муравьев, отходящие от гнезда, и обозначили их на план-схеме. 4.Проследили, где заканчиваются тропы. Они заканчивались у пня, на дереве, среди мха. Определили длину основных троп. От муравейников отходят муравьиные тропы. Некоторые длиной до 2 м, некоторые — до 30 м. Исследуемый первый муравейник имел 4 тропы, длиною 15, 18, 4, 5 метров. Второй муравейник имел 4 тропы, длиною 20, 16, 7, 5 метров. Чем больше муравейник, тем длиннее муравьиные тропы и больше площадь кормового участка. Муравьи живут большими семьями, так как вместе они могут защищаться от врагов, добывать себе пищу, строительный материал для постройки муравейника. 5. Рассчитали площадь кормового участка каждого из наблюдаемых муравейников. Для этого определили площадь круга, радиус которого равен средней длине всех обнаруженных троп. Радиус первого муравейника равен 8 метрам. Вычислили площадь кормового участка. По формуле S=пR2 S1=3,14*8 =200м 2. Второй муравейник имел радиус 12 метров, S2=3,14*12=452м2 . 6. Легко можно заметить, что муравьи ползают по дорожкам не просто так. Дорожки муравьи узнают по запаху — они выделяют пахучую жидкость. У муравейника может быть 1—5 дорожек длиной от 5 до 25 м. Чем больше муравейник, тем больше дорог, тем они длиннее, тем больше кормовой участок муравейника. Участок может быть площадью 200—450 м2 и больше. Исследование №5. Тема: «Почвообразующая роль муравьев». Материал: фильтровальная бумага, линейка, лопата. Ход работы: 1.Почва возле и вдали муравейника оказалась влажной. Мы это определили по следующим признакам: при подсыхании почва светлеет и сохраняет полученную форму, при сжимании комочка земли рука ощущает влагу, фильтровальная бумага положенная на почву становится влажной. 2. Небольшое количество почвенного материала смачивали водой до консистенции густой вязкой массы. Затем массу скатывали в шарик диаметром 1-2 см. Далее из этой массы вытягивали шнур, но при подсыхании он рассыпался. 3. Для определения кислотности почвы пробу массой около 2 гр заливали дистиллированной водой и отстаивали. С помощью индикаторной бумаги определили показатели кислотности по цветной шкале. Вывод: почва возле муравейника влажная, супесчаная, рН=8 то есть имел щелочную реакцию. По почвенным разрезам так же определили толщину гумусного слоя. С мелко комковатой структурой гумус достигал около муравейника 16—17 см, а в стороне от муравейника — только 5 см. Муравьи роют глубокие, иногда до 4 м ходы. Поскольку плотность муравьиных гнезд разных видов бывает довольно высокой, то, несомненно, своей роющей деятельностью муравьи оказывают серьезное влияние на почву. Они перемешивают почву, улучшают ее механический состав и, что очень важно, своими многочисленными ходами улучшают доступ воздуха к корням деревьев. Вблизи муравейника корни деревьев имеют густое сплетение и состояние этих деревьев гораздо лучше, чем удаленных. Часто в земле муравьи имеют специальные камеры, куда сбрасывают пищевые отходы. Со временем в этих местах образуются пятна перегноя. Муравьи выделяют экскременты, заносят в гнездо различные органические остатки, и тем самым обогащают почву углеродом, азотом, калием, фосфором и многими микроэлементами. В результате химического анализа установлено, что по краям муравейника в почве содержится около 14 г легко усваиваемого растениями азота, а в 3 м от гнезда — всего 10 мг. Очевидно, по этим причинам вокруг муравейника всегда можно увидеть буйную растительность, которая резко отличается от окружающей. Муравейники часто окружены густыми зарослями звездчатки, чистотела, крапивы, костяники, шиповника, малины. Эти растения бывают значительно крупнее тех, которые находятся в отдалении от муравейников, и дают больший урожай. Ягоды на таких растениях бывают сочнее, слаще и в 1,5—2 раза крупнее.) На основании обобщения и анализа полученных результатов сформулированы следующие предварительные выводы: 1. Рыжие муравьи, как правило, выбирают место для гнезда с хорошо увлажненной почвой. 2. В основном муравьи – всеядны, но чаще тащать в гнездо убитых и мертвых насекомых . Они любят сахаристые выделения тлей. Между ними установлен симбиотические отношения. 3. Муравьи бывают по разному активны в разное время суток и в разную погоду. В ясную погоду муравьи активнее чем в пасмурную. 4. Чем больше муравейник, тем больше дорог, тем они длиннее, тем больше кормовой участок муравейника. 5. Почва возле муравейника влажная, супесчаная, рН=8 . Муравьи улучшают состав и структуру почвы. 6. Лес где процветают муравьи, здоровый и сильный.

Для учащихся, которые заинтересованы исследовательской деятельностью.