Характеристика урбанизированной экосистемы (на примере Фестивального микрорайона города Краснодара).
Министерство сельского хозяйства и продовольствия
кафедра общей биологии и экологии
КУРСОВАЯ работа
на тему: «Характеристика урбаэкосистемы на примере Фестивального
микрорайона г. Краснодара»
Проверил:
Профессор, ДБН
Белюченко И.С.
Краснодар
2001
План.
Введение.
3
1. Цель и задачи.
4
2. Лимитирующие факторы.
5
2.1. Климат.
5
2.2. Геология и геоморфология.
6
3. Характеристика ландшафта.
8
3.1. Рельеф.
8
3.2. Описание почв.
8
3.3. Характеристика растительного покрова.
9
3.3.1. Видовой состав.
9
3.3.2. Результаты инвентаризации.
12
3.3.3. Сообщества.
13
3.4. Характеристика животного мира.
14
3.5. Инфраструктура.
18
4. Структура экосистемы.
21
4.1. Трофическая структура.
21
4.2. Жизненные формы растений и животных.
22
4.2.1. Жизненные формы растений.
22
4.2.2. Жизненные формы животных.
24
4.3. Взаимосвязи и взаимоотношения.
25
4.4. Экологическая ниша.
27
4.5. Консорции.
29
5. Сезонное развитие экосистемы.
29
6. Продуктивность экосистемы.
32
1. Первичная.
32
2. Вторичная.
32
Заключение.
34
Список использованной литературы.
35
Приложения:
36
Приложение 1
36
Приложение 2
37
Приложение 3
47
Приложение 4
56
Приложение 5
57
Введение.
В связи с активным ростом городов, застройки новых территорий,
изменения ландшафтов и преобразовании естественных экосистем, встает
вопрос об устойчивости преобразованных экосистем и их функционировании
в новых, непривычных условиях. Изучения динамики развития экосистемы,
характера связей между отдельными ее частями, прогнозирование
дальнейшего развития экосистемы и мероприятия по ее улучшению. Особое
внимание вызывают городские экосистемы или убоэкосистемы, так как от
их функционирования зависит нормальная жизнедеятельность человека,
состояние его здоровья и продолжительность жизни. Поэтому в настоящее
время важно изучить все аспекты функционирования городских
ландшафтов, чтобы предотвратить полное разрушение уже измененных
экосистем.
В качестве объекта исследования я выбрал урбоэкосистему
Фестивального микрорайона города Краснодара (Карта экосистемы в
Приложении 4). Границы экосистемы проходят по следующим улицам:
1. С запада на восток – ул. 2-ая линия – ул. Тургенева.
2. С севера на юг – ул. Гагарина – ул. Северная.
Изучаемая экосистема со всех сторон граничит с подобными ей
урбоэкосистемами. Площадь ее составляет 65га. Население по примерным
подсчетам составляет 4450 человек. Стоит отметить обильное движение
автотранспорта по следующим улицам: ул. Тургенева, Северная,
Бабушкина, Красных партизан и 2-ая Линия. Это создает сильное
антропогенное воздействие на изучаемую экосистему и на ее обитателей.
Так же антропогенным фактором может выступать замусоривание и
загрязнение почвы человеком. Это сыграло важную роль при выборе
объекта исследования.
1. Цель и задачи.
Цель: научится выделять границы экосистемы и учитывать наиболее
важные стороны жизнедеятельности экосистемы в целом.
Задачи:
1. Изучить лимитирующие факторы:
1.1. Климат.
1.2. Геология и геоморфология.
2. Дать характеристику ландшафта:
2.1. Рельеф.
2.2. Описание почв.
2.3. Характеристика растительного покрова.
2.4. Характеристика животного мира.
2.5. Инфраструктура.
3. Изучить структуру экосистемы:
3.1. Трофическая структура.
3.2. Жизненные формы растений и животных.
3.3. Взаимосвязи и взаимоотношения.
3.4. Экологическая ниша.
3.5. Консорции.
4. Проследить сезонное развитие экосистемы.
5. Определить продуктивность экосистемы:
5.1. Первичная.
5.2. Вторичная.
Сделать выводы.
2. Лимитирующие факторы.
1. Климат.
Природно-климатические условия изучаемой местности определяются
четырьмя факторами: Солнечной радиацией, расположением по отношению к
океанам, атмосферной циркуляцией и характером подстилающей
поверхности.
Для каждой местности характерно определенное количество тепла,
связанного с широтой местности. Край расположен в северо-западной
части Северного Кавказа. Количество тепла на севере края – 115, а на
юге – 120 ккал/кв.см., в летний период суммарная радиация составляет
48 и зимой до 12 ккал/кв.см. Кроме зимнего периода, во все сезоны
имеет место положительный тепловой баланс, более 45 ккал/кв.см.;
высота солнца зимой менее 30 градусов. С марта по сентябрь – более 45
градусов. На низменностях наиболее активна ультрафиолетовая радиация.
Продолжительность солнечного сияния 2200-2400 ч в год, что на 800-900
больше, чем в Москве.
Удаленность от океана определяет так называемую «континентальность»
климата, которая выражается прежде всего в величине колебания
температуры в течении года.В нашем крае имеет большое близость Черного
и Азовского морей. Характер циркуляции атмосферы здесь очень сложный.
До реки Кубань с севера почвенный покров имеют широкую зональность.
Здесь преобладают почвы равнинных степей. Их площадь составляет 4,8
млн. га., основные типы почв - черноземы выщелоченные малогумусовые
сверхмощные.
Лимитирующие факторы: Продолжительность теплого периода 9-10
месяцев, безморозный период 180-200 дней. Среднее количество осадков
500-600мм. Относительная влажность воздуха имеет ярко выраженный
годовой ход. Наименьшее ее значение отмечается в июне-августе –
порядка 60-65%, в отдельные дни может опускаться до 20-30% и ниже.
Недостаточное количество осадков в сочетании с высокими температурами
в равнинных районах определяет сухость воздуха, что вызывает большую
повторяемость засух и суховеев (Роза ветров в Приложении 1).
Табл.1 Основные климатические показатели.
|Климатические |месяцы |
|показатели | |
| |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |
|Среднемесячная | | | | | | | | | | | | |
|температура |-3,3|1,3 |3 |10,1|20 |23 |24,5|23,3|15,6|11,5|5,1 |0,2 |
|воздуха | | | | | | | | | | | | |
|Месячное | | | | | | | | | | | | |
|количество |22 |12,3|8,3 |22 |9,6 |16,3|35 |31,3|22 |40 |10 |27,3|
|осадков (мм.) | | | | | | | | | | | | |
Рис. 1 Климатограмма.
2. Геология и геоморфология.
К юго-западу и юго-востоку от Ставропольского плато расположены
Кубанский и Терско-Каспийский передовые прогибы альпийской
геосинклинальной зоны, отделяющие Большой Кавказ от Скифской
платформы. Кубанский прогиб разделяется Адыгейским поднятием мезо-
кайнозойского чехла на более глубокий Западно-Кубанский и менее
глубокий Восточно-Кубанские прогибы.
По особенностям геоморфологии Кавказа вся северная часть
рассматриваемой территории отнесена к стране «Русская равнина». Ее
северо-западный участок (в пределах Ростовской области) принадлежит
древней Русской платформе, а центральная и южная части,
соответствующие Предкавказью, молодой подвижной Скифской платформе.
Наличие этих крупных морфоструктур, а также структурных элементов
второго порядка, позволяет подразделить Русскую равнину на следующие
провинции:
1. Возвышенность юго-востока Русской равнины
2. Равнины и возвышенности Западного и центрального Предкавказья
3. Прикаспийская низменность.
Две последние провинции расположены в пределах Скифской платформы и
ее прогибов на границе с горными хребтами Кавказа.
Равнинные районы Кавказа бедны реками. Зарождающиеся здесь на
небольших возвышенностях реки маловодны, и многие из них после
прохождения весенних вод пересыхают. До морей доносят свои воды только
большие реки, стекающие с гор. Воды горных рек отличаются высоким
качеством, мало минерализованы и мягки, пригодны для различных видов
использования. Повышенная минерализация свойственна только равнинным,
пересыхающим летом рекам северных и восточных частей Предкавказья и
рекам карстовых районов.
Кавказ обладает значительными запасами подземных вод и сложными
условиями их залегания. По периферии хребтов они питают артезианские
бассейны предгорных равнин и межгорных впадин. Эти воды используют для
водоснабжения ряда городов, а местами и орошения земель.
4. Характеристика ландшафта.
3.1. Рельеф.
Река Кубань делит территорию края на 2 части: северная представляет
собой слабоволнистую равнину, Кубано-Приазовскую низменность,
пересекаемую в направлении с юго-востока на северо-запад рядом
спокойных степных рек. Еще в середине 19 века это, в основном были
степные просторы, на которых выпасались крупный рогатый скот, овцы и
лошади. В настоящее время степь преобразована в сплошные
сельскохозяйственные угодия, до 90% которых занимает пашня, разбитая
системой лесополос на прямоугольные клетки. Изредка на равнине
встречаются небольшие лесные массивы, которые также созданы руками
человека.
3.2. Описание почв.
Для изучаемой экосистемы характерны почвы равнинных степей, это:
чернозем обыкновенный, чернозем выщелоченный, типичный, южный.
Почвообразующие породы представлены четвертичными отложениями и
древними – третичными. Наибольшее распространение получили
четвертичные, которые подразделяются на лессовидные(90%). В дельте
Кубани и в поймах других рек сформировались аллювиальные отложения.
Для степного типа почвообразования характерно интенсивное
гумусонакопление на большую глубину, что объясняется биологическими
особенностями степной травянистой растительности (мощная корневая
система, проникающая на большую глубину и участвующая в процессах
гумификации).
Табл.2 Почвенный разрез.
|Горизонты |Граница |Структура |Механический |Глубина |
| |горизонта,см.| |состав |вскипания |
|Ag |0-12 |Комковатая |Легкоглинистый |Вскипания |
| | | | |нет, вскипает|
| | | | |ниже 190см. |
|A |12-50 |Зернисто-ко| | |
| | |мковатая | | |
|AB1 |50-90 |Крупнокомко| | |
| | |ватая | | |
|AB2 |90-140 |Комковато-з| | |
| | |ернистая | | |
|B |140-180 |Комковатая | | |
|BCk |180-185 |Непрочно-ко| | |
| | |мковатая | | |
Тип – чернозем, подтип – выщелоченный, род- обычный, по содержанию
гумуса – слабогумусные, сверхмощные, легкоглинистые, на лессовидных
легкоглинистых карбонатных отложениях.
3.3. Характеристика растительного покрова.
3.3.1. Видовой состав.
Краснодарский край отличается исключительным разнообразием
природных условий и естественных ресурсов. Во флоре края насчитывается
около 3 тыс. видов цветковых и высших споровых растений, приуроченных
к различным условиям обитания. В состав дикорастущих полезных растений
входят растения таких групп, как лекарственные, дубильные, медоносные,
декоративные и др. У каждого растения свое происхождение и своя
родина. В процессе эволюции каждое растение нашло себе место, будь то
в воде, на берегу реки, на склонах гор, на песках или высоко в горах.
Растения также борются за существование на определенной территории,
они могут адаптироваться в различных геологических, географических и
почвенных условиях среды обитания. Растут в окружении как своего, так
и других видов. Таким образом возникает «партнерство» не случайно –
ведь каждое из них должно было отвоевать себе жизненное пространство,
подчиниться более сильным видам или овладеть уже заселенной
территорией.
В качестве объекта исследования была выбрана флора урбанизированной
экосистемы микрорайона Фестивального города Краснодара. В настоящее
время в крупных городах под воздействием различных антропогенных
факторов происходит изменение естественных условий окружающей среды, а
значит и изменение самих видов растений, их состава и соотношения. К
наиболее распространенным антропогенным факторам в условиях
урбанизированных экосистем относятся следующие: воздействие вредных
выбросов заводов и фабрик, автомобильного транспорта, отходов крупных
городов и др. Таким образом исследуя флору урбанизированных территорий
можно будет сделать вывод о состоянии различных видов растений, их
состава и соотношения.
В изучаемой экосистеме было обнаружено 85 видов двудольных из 22
семейств. Среди них преобладают по количеству видов следующие
семейства:
Розовые –15 видов (17,6%);
Астровые –11 видов (12,9%) ;
Бобовые-10 видов (11,7%);
Губоцветные-7 видов (8,2%);
Пасленовые-5 видов (5,9%).
Виды двудольных представлены очень разнообразно: 47,1%-это сорные
растения, 10,6%-декаротивные, 22,3%-лекарственные, 32,9%-пищевые или
кормовые и 11,8%- медоносные растения. К медоносным, лекарственным и
сорным растениям относятся такие, которые приурочены к данным местам
обитания, а большинство декоративных и пищевых были искусственно
введены человеком в культуру.
Однодольные растения представлены 9 видами из 2 семейств,
преобладающим из которых является семейство мятликовых – 8 видов и 1
вид из семейства осоковых. Из них сорными являются 77,7% и кормовыми-
33,3%. Несмотря на то, что однодольные представлены всего 2
семействами количество их особей во много раз превышает количество
особей любого вида двудольных.
Всего в изучаемой экосистеме было систематизировано 94 вида
растений, из 24 семейств, из которых 22 семейства принадлежит к классу
двудольных, а 2 семейства к классу однодольных (Список видов в
Приложении 2). Соотношение семейств, входящих в состав флоры данной
экосистемы можно представить в виде графика: Рис. 2
Из перечисленных выше видов растений 36,2% (34 вида) являются
сегетальными и рудеральными. Они произрастают преимущественно возле
мусорок и на мусорных местах. Сегетальные также встречаются среди
посадок культурных растений в частных домах. Эти 34 вида принадлежат
12 семействам, из которых самые распостраненные это:
Астровые-6 видов;
Бобовые-3 вида;
Губоцветные-3;
Капустные-3.
Большинство встреченных на изучаемой экосистеме сегетальных и
рудеральных видов относятся к классу двудольных(32 вида). (Список
сегетальных и рудеральных видов в Приложении 2).
Интродуцированных видов на изучаемой экосистеме было встречено
немного- 13 видов из 3 семейств:
Розовые-9 видов;
Пасленовые-3 вида;
Ореховые-1 вид.
Все 13 видов используются человеком для пищевых целей, 2 вида из
семейства розовых могут использоваться и как лекарственные. Это
показывает то, что человек старается привнести в ту или иную
экосистему именно те виды, которые будут ему выгодны и полезны.
(Список интродуцированных видов в Приложении 2).
Адвентивных видов было встречено только 2:
Табл. 3
|семейство |Вид |родина |Как исполльзуется|
|Астровые |Мелколепестник |Америка |Сорное |
|Asteraseae |канадский | | |
| |Erigeron | | |
| |canadensis | | |
|Астровые |Амброзия |Сев.америка |Сорное |
|Asteraseae |поллынолистная | | |
| |Ambrosia | | |
| |artemisifolia | | |
Эти два растения являются злостными сорниками, встречаются они
повсеместно - возле домов, на мусорных местах, вызывая у людей
аллергию в период цветения.
Вывод: таким образом, проанализировав видовой состав флоры можно
судить о ее разнообразии на территории данной экосистемы. Было
встречено 94 вида из 24 семейств, большинство из этих видов являются
сорными растениями и приурочены к злаково- разнотравно-кустарниковым
сообществам характерным для данной местности. Интродуцированных видов
было встречено немного, но несмотря на это их посадки встречаются
повсеместно, так как человек их выращивает в собственных интересах,
иногда уничтожая для этого местные виды.
Антропогенная нагрузка на растения на территории данной
урбоэкосистемы значительна. Об этом можно судить по состоянию
некоторых видов растений (раннее пожелтение листвы, засыхание побегов
и т.д.), способности их к цветению и созревании семян. Поэтому для
урбанизированных экосистем характерно резкое уменьшение числа особей
некоторых видов не приспособившихся к антропогенным загрязнениям.
(василек синий, ромашка аптечная, дрема белая и др.). Это в дальнейшем
может привести и к их полному исчезновению с территории
урбоэкосистемы.
3.3.2. Результаты инвентаризации.
Выборочно на изучаемой экосистеме была проведена инвентаризация
зеленых насаждений. Первый участок находился в центре экосистемы,
вдали от крупных дорог с активным транспортным движением, на
территории школы №29 (Результаты инвентаризации в Приложении 3). Было
насчитано 114 деревьев различных категорий состояния. Соотношение
категорий деревьев приведены в следующей таблице:
Табл.4 Соотношение категории деревьев.
|Категории |Количество деревьев в % |
|0 |13,2 |
|1 |20,2 |
|2 |44,7 |
|3 |16,7 |
|4 |3,5 |
|5 |0 |
|6 |0 |
Судя по таблице наиболее преобладает 2 категория деревьев – это
деревья средневозрастные с небольшими механическими повреждениями коры
и малочисленными сухими ветвями. 5 и 6 категорий нет, поэтому можно
сказать о хорошем состоянии древесной растительности на данной
территории. Причиной этому может служить не только сниженное
антропогенное воздействие в центре экосистемы, но и уход за деревьями
(спиливание сухих сучьев, уборка мусора).Соотношение категорий
деревьев на этой территории можно изобразить в виде графика: Рис. 3
Второй участок, где проводилась инвентаризация находился по улице
Северной. Этой улице характерен обильный транспортный поток и поэтому
антропогенное влияние на растения значительное. Здесь было насчитано
193 дерева разной категории состояния:
Табл. 5 Соотношение категорий деревьев
|Категории |Количество деревьев в % |
|0 |53,8 |
|1 |8,8 |
|2 |18,7 |
|3 |9,8 |
|4 |3,6 |
|5 |2,1 |
|6 |6,7 |
На втором участке преобладает 0 категория состояния деревьев – это
деревья в очень хорошем состоянии, без каких либо повреждений и сухих
веток. Такое большое количество деревьев, относящихся к 0 категории
связано с молодыми посадками липы по улице Северной и об устойчивости
этого дерева к антропогенному воздействию. Соотношение категорий
деревьев на этой территории можно изобразить в виде графика:
Рис. 4
В отличии от первого участка, на этом были встречены деревья
категории 5 и 6. Это были преимущественно акации, следовательно эти
деревья в большей степени подвержены антропогенному воздействию и не
годятся для посадок вдоль оживленных улиц. Большинство остальных
деревьев находились в относительно хорошем состоянии. Влияние человека
на эти деревья значительно, что проявляется в обрубке веток и в
механических повреждениях коры.
3.3.3. Сообщества.
1. Сегетальные и рудеральные сообщества произрастают
преимущественно возле мусорок и на мусорных местах. Сегетальные
также встречаются среди посадок культурных растений в частных
домах. На территории экосистемы мусорные места чаще всего
встречаются возле многоэтажных домов, недалеко от рынка, возле
строек.
2. Злаково-разнотравно-кустарниковые сообщества встречаются
повсеместно (газоны, пустоши, участки перед домами и т.д.), так как
они характерны для данной степной зоны.
Следует отметить, что для изучаемой экосистемы характерно 2 вида
ландшафтов: селитебный (жилые постройки) и промышленный (грунтовые и
асфальтированные дороги). В результате этого сегетально-рудеральные и
злаково-разнотравно-кустарниковые сообщества тесно переплетены между
собой.
3.4. Характеристика животного мира.
Экосистема Краснодарского края по своим ландшафтным и климатическим
условиям не имеет аналогов в пределах РФ. Черное и Азовское моря,
горно-лесная и степная зоны, альпийские и субальпийские луга,
Приазовские плавни и вечные снега в сочетании с благоприятнейшим для
всего живого климатом предопределили многообразие и гетерогенность
фауны Краснодарского края. На территории, где контактируют две
зоогеографические подобласти Палеарктики – Европейско-Сибирская и
Средиземноморская, представлены тибетская, казахстанская, южно-
азиатская, галарктическая, европейская, средиземноморская фауны, а
значительное количество эндемичных видов и подвидов указывает на
древность этой фауны.
Животный мир на изучаемой экосистеме представлен следующими видами:
Табл. 6 Млекопитающие.
|Отряд |Вид |Значение |
|Грызуны |Обыкновенная белка |Питается орехами и |
|Rodentia |Sciurus vulgaris |семенами хвойных. |
| |Мышь полевая |Поедает семена злаков |
| |Apodemus aparius | |
| |Мышь домовая |Переносчик инфекции |
| |Mus musculus | |
| |Крыса серая |Переносчик инфекции |
| |Rattus norvegicus | |
|Хищные |Собака |Живут стаями, |
|Carnivora |Nyctereules sp. |питаются отходами |
| |Кошка |Обитают в подвалах |
| |Felis |домов, питаются |
| | |грызунами и отходами. |
|Насекомоядные |Ёж обыкновенный |Потребляют насекомых, |
|Insectivora |Erinacea sp. |рептилий. |
Табл. 7 Рептилии.
|Отряд |Вид |Значение |
|Ящерицы |Ящерица прыткая |Питается мелкими |
|Lacertilia |Lacerta agilis |насекомыми. |
Табл. 8 Птицы.
|Отряд |Вид |Значение |
|Голубеобразные |Сизый голубь |Обитает на чердаках, |
|Columbiformes |Columba livia |питается отбросами и |
| | |семенами. |
|Стрижеобразные |Черный стриж |Питаются насекомыми. |
|Apodiformes |Apus apus | |
|Воробьинообразные |Городская ласточка |Питается мелкими |
|Passeriformes |Delichon urbica |насекомыми. |
| |Большая синица |Питается мелкими |
| |Parus major |насекомыми и семенами |
| | |злаковых. |
| |Домовой воробей | |
| |Passer domesticus | |
| |Ворон |Питаются отбросами, |