Болото ‒ удивительное образование

Цель: Расширить знания учащихся о болотах на основе краеведческого материала.

Задачи:

I. Образовательные:

• Познакомить учащихся с растительным сообществом болот;
• Раскрыть роль вида средообразователя;
• Раскрыть значение болот для биосферы Земли и для человека.

II. Развивающие:

• Способствовать развитию познавательного интереса к предмету, творческих способностей, самостоятельности учащихся, умения анализировать, сравнивать, обобщать, систематизировать на основе изучения краеведческого материала;
• Развивать потребности и навыки совместного поиска ответа на поставленный вопрос;
• Развивать эмоциональную сферу личности учащихся.

III. Воспитательные:

• Содействовать в ходе урока формированию научного мировоззрения;
• Установление причинно-следственных связей, изучение познаваемости мира и его закономерностей;
• Создание условий для формирования коммуникативной культуры;
• Воспитание положительной мотивации к знаниям.

Ход урока

I. Болото – удивительное образование.

Продолжаем изучать территорию Родного края. Отправляемся в очередную научно-исследовательскую экспедицию. Куда же сегодня отправится наш научно-исследовательский отряд? Вы определите, отгадав загадку:

Все обходят это место
Здесь земля как будто тесто;
Здесь осока, кочки, мхи…
Нет опоры для ноги.

Болото.

Болота занимают около 6% поверхности земной суши и встречаются повсюду – от тундры до тропиков.

Болота распространены на территории области повсеместно – как в таежной, так и в тундровой зоне. Среди экосистем Архангельской области болотные сообщества занимают второе место (14 % от ее территории), уступая по площади лишь лесам. Известно, что площадь болот Архангельской области составляет около 82 тыс. км².

Исследования природы болот начал еще М.В. Ломоносов, большой в клад в изучении болот внес советский ботаник В.С. Доктуровский, создатель руководства по болотоведению.

Что же такое болото? Чем данная экосистема отличается от экосистем леса, луга?

Отличительной чертой болотных экосистем служит высокое  содержание влаги в почве.

Болотом считают участок земли с избыточным увлажнением, но без сплошного зеркала воды на поверхности. Участок земли, на котором происходит постепенное накапливание неразложившегося органического вещества в виде торфа.

II. Работа в группах (ученые болотоведы проводят мини-исследования).

Болота, пожалуй, самые удивительные ландшафтные образования. Их волшебный мир полон своеобразия.

Давайте изучим растительный состав экосистемы болот. Что может нам «рассказать» растительный состав об особенностях болота?

(Класс разбивается на три группы, каждой группе выдается: план работы группы, пакет документов, живые объекты для изучения).

1 группа изучает сфагнум.

План работы группы:

Рассмотрите внешнее строение сфагнума, изучите лист сфагнума под микроскопом. Прочитайте текст «Его Величество Сфагнум». Докажите средообразующую роль сфагнума. Какие условия создает сфагнум на болоте? Приготовить отчет о работе группы.

2 группа изучает листья растений, растущих на болоте (багульник, клюква).

План работы группы:

Рассмотрите внешнее строение листьев багульника, клюквы, подбела.

Найдите отличительные черты. Сделайте выводы.

Прочитайте тексты «Багульник болотный», «Клюква», «Морошка».

Почему растениям болот необходимо экономить влагу? Приготовить отчет о работе группы.

3 группа изучает росянку.

План работы группы:

Изучите внешнее строение росянки. Прочитайте текст «Описание росянки». Выясните причину появления на болотах насекомоядных растений. Приготовить отчет о работе группы.

Отчеты групп о проделанной работе.

Отчет первой группы.

Сфагнум – это мох, который можно увидеть на болоте. Он может быть зеленым, бурым, белым и даже красным. Отдельные растения мха вместе образуют могучую дернину. Растет он всю свою жизнь. Точнее, растет его верхняя часть, а нижняя постепенно отмирает, образуя торф. Слово «сфагнум» в переводе с греческого означает «губка». Наиболее важной особенностью сфагнума, приобретенной в ходе миллионов лет эволюции, является его способность впитывать и сохранять невероятно много воды – в 30–40 раз больше, чем весит сам!

У сфагнума одновременно протекают процессы роста и разложения. Верхушка растет, вытягиваясь вверх на 1-3 см в год, а нижняя подводная часть отмирает и со временем превращается в торф, поэтому стебель постепенно опускается вниз.

Сфагнума формирует на болоте особые условия, которые отражаются на всем растительном сообществе. Выражаются они следующими основными факторами:

• Исключительной способностью удерживать воду, что обеспечивает насыщение водой и препятствует доступу кислорода к органическим отложениям, замедляя их разложение;
• Малым содержанием питательных веществ, что еще больше замедляет разложение;
• Способностью создавать кислую среду, препятствующую деятельности большинства микроорганизмов.
• Содержанием природных антибиотиков (сфагновых кислот).

Отчет второй группы.

Признаки растений, растущих на болоте: сухие кожистые листья с опушением или восковым налетом на нижней стороне, листья узкие, маленькие с загнутым краем. Такие особенности позволяют растениям экономить влагу и сократить ее потери при испарении.

Вывод: у большинства растений верховых болот во внешнем строении отмечают признаки недостатка влаги.

Почему растениям болот необходимо экономить влагу?

Первая причина. В результате переувлажнения почвы в ее нижние слои не поступает кислород. Поэтому болотные растения имеют поверхностную корневую систему, так как только в верхних слоях почвы корни могут дышать.

Вторая причина. Водный режим на болоте не совсем обычный. Хотя и, кажется, что воды на торфянике более чем достаточно, как ни странно: воды-то как раз и не хватает. Она просто недоступна корням растений. Происходит это потому, что сфагнум и торф — плохие проводники тепла. Летом моховая подушка плохо прогревается (в жаркие солнечные дни поверхность мхов прогревается до 30–40 °C). Если принять, что теплоизоляция воздуха равна единице, то для торфа она составит 1,38. Температура в торфянике (на глубине 25 см) обычно не превышает 0,5 °С, даже в то время, когда на поверхности она достигает +27° С. в такие дни поверхность торфяника может сильно нагреться и болото буквально дымится, а корни растений находятся в ледяной воде. Таким образом, для сфагновых торфяников характерен резкий контраст условий на поверхности мохового ковра и на глубине корневых систем растений. Летом, при длительном отсутствии дождей, сфагнум сверху может засыхать, поэтому растения с поверхностными корнями приходится испытывать засуху, несмотря на то, что ниже корней в почве много воды.

Третья причина. Химический состав болотной воды. В ней растворены различные органические кислоты. Повышенная кислотность препятствует поступлению воды из почвы в клетки растения. Поэтому, несмотря на то, что корни растений погружены в воду, они не способны ее поглощать.

Отчет третьей группы.

«Это удивительное растение или, вернее, крайне остроумное животное» — так писал о росянке Чарльз Дарвин

У росянки листья плотно прижаты к поверхности моховой подушки. Логично предположить, что это защищает ее от ветра и высыхания — ведь именно так поступают многие пустынные растения.

Трудно поверить, что это внешне безобидное растение для насекомых является хитрым и опасным хищником. Необычными свойствами этого растения ученые заинтересовались давно. Еще Чарльз Дарвин отмечал, что листья росянки практически не реагируют на неживой объект, будь то капли дождя или кусок травинки. Было установлено, что росянка способна улавливать запахи и дифференцировать «съедобность» объекта. Из насекомых росянка извлекает соли натрия, калия, фосфора, магния и азота. Это позволяет ей выживать даже на самых бедных почвах.

Недостаток питательных веществ в почве на верховых болотах привел к тому, что некоторые растения смогли приспособиться получать нужные для жизни вещества за счет хищничества.

Вывод: на болоте сложились уникальные, особые, довольно жесткие условия:

• избыточное увлажнение почвы,
• недостаток кислорода в нижних слоях почвы,
• недостаток питательных веществ,
• повышенное содержание кислот,
• содержит вещества, губительные для бактерий.

Не все растения могут выжить в таких условиях, а только те, кто приобрел в данных условиях полезные приспособления.

III. Привал.

Часто болота считают «гиблыми» местами, бросовыми землями. Так ли это?

(В ходе беседы, обмена мнениями учащиеся составляют схему кластер «Значение болот для биосферы Земли» и «Значение болот в жизни людей»)

Какое значение имеют болота для биосферы Земли?

В природе болота играют большую роль. Биосферная роль болот заключается в том, что они, как и большинство экосистем земли, продуцируют кислород. При этом болота не поглощают кислород на разложение мертвого органического вещества. Поэтому в отличие от других экосистем суммарное выделение кислорода в атмосферу у болот значительно.

Болота играют важнейшую роль в природе, являясь естественным накопителем и фильтром дождевой воды, очищают ее и питают, водоносные слои рек. Болота играют важную роль в образовании рек. Достаточно сказать, что такие большие реки, как Днепр и Волга, берут начало из болот. Большинство северных рек берут свое начало из верховых болот. При прохождении через торф дождевая вода обогащается органикой и становится кислой. Именно поэтому вода в реках Архангельской области имеет коричневый оттенок, что связано с наличием в ней веществ из торфа.

На болотах складываются уникальные почвенно-климатические условия. Что приводит к формированию особых природных сообществ. Многие виды растений встречаются только на болотах. Таким образом, экосистема болот повышает общее разнообразие отдельных географических районов.

Какое значение болота играют в жизни людей?

Человек активно использует болота в своих целях.

Применение торфа.

Болота являются аккумуляторами не только влаги, но еще и солнечной энергии, которая «спрессована» в виде торфа.

Торф имеет относительно высокую теплоемкость. Большие запасы торфа в Архангельской области способствуют использованию его в промышленных масштабах для выработки электроэнергии на электростанциях.

Торф можно применять в качестве самостоятельного удобрения, так как он содержит большое количество полуразложившегося органического вещества. На животноводческих фермах и птицефабриках торф применяется в качестве подстилки. Торф хорошо впитывает в себя органику, при этом образуется ценное удобрение – торфо-подстилочный навоз. Такой навоз лучше накапливает в себе азотсодержащие органические вещества и быстрее разлагается в почве.

Благодаря тому что условия из года в год в болотах остаются неизменными, в них происходит постоянное закономерное накопление растительных остатков на протяжение многих тысяч лет. Особенно хорошо в торфе сохраняются споры и пыльца. Изучая соотношение пыльцы из разных горизонтов торфа, можно узнать, какие виды растений обитали в этом районе много тысяч лет назад. Ученые, основываясь на данных споро-пыльцевого анализа, выяснили, что 4000–6000 лет назад на севере Европы климат был теплее современного. На территории Карелии и Архангельской области в это время шумела южная тайга, леса которой состояли помимо березы и сосны из дуба, липы и вяза. В настоящее время такие леса встречаются на широте Москвы.

Болота — это не только летопись природы, но и кладезь исторических находок. Западной Европе, близ Гамбурга, в торфянике на глубине двух метров нашли бревёнчатый настил, а на нём — монеты времён Римской империи. На севере Дании из торфяных массивов извлечены жертвенные кубки и блюда из серебра. Но самыми сенсационными оказались находки человеческих тел, пролежавших под слоем торфа полторы и две тысячи лет и сохранивших не только черты лица, но и настолько отчётливый рисунок линий на ладонях и некоторых пальцах, что с него удалось снять уникальные дактилоскопические отпечатки 1500-летней давности! Такая сохранность останков людей и животных, попавших в болото, объясняется присутствием в нем антисептических веществ, низким содержанием кислорода и близостью мерзлоты или холодных грунтовых вод.

Применение сфагнума.

Сфагнум издавна был одним из наиболее полезных человеку дикорастущих растений. Он широко применялся для утепления стен. В крестьянских хозяйствах Севера, полуразложившийся сфагнум из светло-коричневого слоя, лежащего в болотах выше торфа, использовался вместо соломы в качестве подстилки в стойлах домашнего скота, главным образом из-за его превосходной впитывающей способности. Образующаяся смесь навоза и сфагнума представляла собой прекрасное удобрение. Внедрение промышленных технологий вытеснило из сельского хозяйства этот ценный, но относительно недорогой материал.

На фронтах I мировой сфагнум широко использовался в качестве перевязочного материала, спасшего многие жизни. По впитывающей способности он в 2-6 раз превосходит вату, но главное преимущество – то, что он распределяет ее равномерно во всех направлениях, и только после того, как пропитается весь, выделения выступают на поверхность. Поэтому повязка меняется реже, и пациенту обеспечивается покой. Особенно важно это в фронтовых условиях, когда медперсонал перегружен. Если вспомнить бактерицидные свойства сфагнума, преимущества становятся неоспоримыми. Раны со сфагновыми повязками заживают быстрее и процент осложнений значительно уменьшается из-за содержания в нем многих сложных органических соединений, препятствующих нагноению. Сфагнум – прекрасный материал для оказания первой помощи при переломах – обернутые мхом перед наложением шин, конечности лучше фиксируются и не затекают. Немного найдется микроорганизмов, перед которыми сфагнум бессилен.

Перевязочные материалы на основе сфагнума широко применялись нашими партизанами во время Великой Отечественной войны. Это качества мха позволило спасти много солдат от смерти при ранениях и при выполнении сложных операций.

Сейчас сфагнум обязательно упоминается в руководствах по выживанию в экстремальных условиях.

Болота кормят человека и братьев его меньших.

Это богатейшие ягодные плантации, плодоносящие с начала лета до глубокой осени. Первым созревает урожай морошки — янтарной ягоды с изысканным вкусом. За ней следует голубика, а с сентября кочки покрываются россыпью спелой клюквы.

Население Архангельской области использует верховые болота для сбора клюквы, морошки, голубики.

Лекарственные  растения.

На болотах растут многие лекарственные растения, такие как сабельник, багульник, вахта трехлистная и др.

Болота имеют большое значение и для планеты в целом и для людей.

Какое значение имеют болота в жизни жителей села Козьмино?

Вывод:

Гибель болота грозит территории экологической катастрофой, способной повлечь за собой обмеление рек, эрозию почв и нежелательное изменение ландшафта, а так же отрицательно отразится на жизни людей.

Как вы думаете, нуждаются ли болота в охране? От кого надо охранять болота?

Болота надо охранять от человека. Вблизи крупных населенных пунктов болота подвержены вытаптыванию. Большое влияние на состояние болотных экосистем оказывает непродуманное осушение. В  результате осушения болотные экосистемы полностью разрушаются и теряют свой естественный облик. Сфагнум верховых болот высыхает, перестает расти и разлагаться. На осушенных болотах не растут ягоды, не наблюдается прироста торфа. При этом на осушенной территории вследствие нехватки влаги лес не может развиваться нормально. Таким образом, осушенные верховые болота полностью исключаются из хозяйственного использования.

Уникальные природные комплексы, сложившиеся на болотах Архангельской области, требуют охраны и рационального  использования. На территории области  охраняется 661 болото. Общая площадь охраняемых болотных экосистем составляет 801 тыс. га. На заповедных территориях запрещены любые виды работ, которые изменяют водный режим системы. Охрана болот необходима не только для сохранения этих сообществ, но и для того, чтобы не исчезли редкие виды растений.

IV. Выпуск информационного бюллетеня по  итогам «экспедиции».

(в заранее заготовленную форму учащиеся вписывают полученные в ходе исследования сведения).

V. Подведение итогов «экспедиции».

Была ли успешной наша экспедиция?

Узнали ли вы для себя новые факты о болотах?

Изменили ли вы свое мнение о болотах?

Считаете ли вы болото бросовой землей?

VI. Домашнее задание.

Подготовить дополнительную информацию  приложения к информационному бюллетеню.

1. Рецепты с использованием  клюквы, морошки, голубики.
2. Лекарственные свойства болотных растений.
3. Придумать и нарисовать знаки, призывающие к охране болот. Защитить свой проект.

Литература:

1. А.Е. Баталов, Л.В. Морозова. «Экология Архангельской области». – М.: Изд-во МГУ, 2004.
2. ru.wikipedia.org/wiki/багульник
3. www.gardenia.ru/pages/bagul_001.htm
4. druidgor.narod.ru/travnik/travnik123.html
5. slovari.yandex.ru/
6. www.3planet.ru/nature/biology/1690.htm
7. www.librero.ru/article/teremra/tufa/boloto/boloto_mdash_eto_celyi_mir.htm
8. www.kedem.ru/glossary/berries/20090819-golubika/
9. ru.wikipedia.org/wiki/клюква
10. sbortrav.narod.ru/klukva.html
11. www.etnic.ru/edu/berries/moroshka.html
12. www.3planet.ru/nature/biology/1690.htm
13. www.portal-slovo.ru/impressionism/36266.php