Результаты наблюдений в зимний период

ОТЧЕТ ПО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ПРАКТИКЕ

 

 

Выполнила студентка

 

Кольба Р.В., М Био, 1 курс, очная форма обучения

 

Руководитель практики:

Василевская Н.В.,д.б.н., профессор кафедры естественных наук

 

 

Мурманск

 

Оглавление

1. Цель и задачи исследования. 3

2. Район и объекты исследования. 3

2.1Характеристика района исследования. 3

2.2 Объект исследования: птицы, отмеченные на территории пос.Умба и его окрестностей в летний и зимний (2016г) период. 4

3. Сроки проведения работ. 14

4. Методы исследований. 14

5.Результаты исследований. 18

5.1.Результаты наблюдений в зимний период. 18

5.2.Результаты наблюдений в летний период. 22

6. Выводы.. 26

Литература. 27

Цель и задачи исследования

Цель: изучение уровня биологических знаний студентов СПО.

Задачи:

1. Анализ учебного материала дисциплин естественно – научного цикла.

2. Знакомство студентов с флористическим составом г. Мурманска

3. Составление проблемных заданий.

4. Сравнение уровня знаний студентов до биологической практики и после.

 

 

Район и объекты исследования

Характеристика района исследования

Поселок Умба размещается в южной части Кольского полуострова, на Терском берегу Кандалакшского залива Бе­лого моря. Первоначально поселок располагался на острове Пирь. В результате подъема суши и хозяйствен­ной деятельности человека остров соединился с материко­вым берегом и превратился в полуостров, а губа, в которой он располагался, разделилась на две - Большую Пирь-Губу и Малую Пирь-Губу.

Город Мурманск, Мурманский Педагогический колледж; студенты СПО.

Ботаникум

 

Мурманский Краеведческий музей

Мы проводили наблюдения в

Обитатели

Поселок городского типа с центром, где преобладают пятиэтажные дома. В этой части отме­чалась концентрация открытых мусорных контейнеров, которые являлись источниками пищи для некоторых видов птиц. Но с 2015г. открытые мусорные контейнеры были заменены на контейнеры закрытого типа.Окраины поселка застроены преимущественно одноэтажными и двухэтажными зданиями. В поселке растут рябина (Sorbus), чере­муха (Prunus), береза (Betula), шиповник (Rosa), плоды которых охотно поедают многие виды птиц. Поселок окружен лесом, где преоблада­ют ельники кустарничково-зеленомошные.

Умбский округ занимает низменную равнину, простирающуюся от Хибин и Ловозерских тундр до побережья Белого моря. Аб­солютные высоты постепенно снижаются к югу, колеблют­ся от 50 до 200 м. Наиболее распространены редкоствольные сосновые и елово-сосновые кустарничковые леса, а так­же елово-кустарничковые, елово-моховые, сосново-сфагновые. Вдоль приморской полосы древесная растительность угнетена, встречаются участки низкорослых сосняков, ель­ников, березняков. Для прибрежной территории характер­ны заросли можжевельника, а также мелкие участки воронично-лишайниковых тундр по наветренным мысам (Алек­сандрова, 1989).

Мы проводили наблюдения в центральной части поселка и на его окраине, обследовали и северно-западную часть побережья (незамерза­ющую полынью у моста (Малая Пирь-губа пос. Умба (N66°41.745'Е34°21.327')).

 

Объект исследования: птицы, отмеченные на территории пос.Умба и его окрестностей в летний и зимний (2016г) период.

 

Русские и латинские названия таксонов растений приводятся в соответствии со сводкой Л.С. Степаняна (1990).

Сроки проведения работ

Исследования проводились с 15 мая по 28 июня 2017 года, в период

биологической практики студентов МПК.

Методы исследований

В работе для определения проблемы, формулирования гипотез была изучена научная литература, справочная педагогическая литература, учебники и методические пособия, энциклопедии. Основным исследовательским методом данной работы является педагогический эксперимент.

Он стал опытной проверкой необходимости использования проблемных заданий для улучшения усвоения материала. По масштабу данный эксперимент стал локальным, охватил около 35 человек.

В первой группе (контрольной) проблемы усвоения знаний реализованы в рамках традиционных педагогических решений. В экспериментальной группе студенты были нацелены на выполнение конкретных задач.

В начале работы был проведен констатирующий эксперимент, который помог выяснить состояние дел в уровне биологических знаний студентов МПК. При этом использовались методы беседы, наблюдения, что позволило сформулировать проблемные задания с учётом их уровня знаний.

Следующим шагом было проведение формирующего эксперимента. Был разработан план по формированию мотивации для лучшего изучения материала.

За результатами эксперимента велось опосредованное наблюдение по мотивации познавательной активности студентов. Наблюдение велось выборочное, фиксировались только результаты тестирования. Сам процесс практики, деятельности находился на самоконтроле студентов.

Перед началом эксперимента со студентами проводилась беседа. Вопросы готовились после ознакомления с программой практики студентов.

Большинство опытов служит целям иллюстрации рассказа учителя. Демонстрация результатов таких опытов позволяет учащимся увидеть явление, например выделение кислорода находящимся на свету растением в процессе фотосинтеза, образование наплыва из органических веществ в опыте по передвижению органических веществ, выделение капель воды на стенках колбы в опыте по испарению и др.

 

 

Описание каждого места (участок, Ботакникум, краеведческий)

В нашей работе мы использовали методику маршрутного учета на неограниченной полосе. Методика маршрутного учета без ограничения полосы обнаружения с расчетом плотности населения по средним дальностям обнаружения птиц предложена Ю.С. Равкиным (Равкин, 1967; Равкин, Доброхотов, 1963).

Учёт численности птиц проводили на постоянном маршруте (Рис.1)длиной 5,5 км, ширина учётной полосы – 100м; использовался восьмикратный бинокль. За всё время наблюдений было пройдено 77км.

 

Рис.1. Маршрут 2001-2002гг (Гончар и др.,2002) Маршрут 2013/14/16гг

Учёт проводили в летний (май-июнь, август) и зимний (январь) период. Время прохождения маршрута с 10⁰⁰−12⁰⁰. Учет не проводился, если шёл дождь или был сильный ветер, так какэто ощутимо влияет на интенсивность пения птиц или на слышимость.Во время учета бинокль использовался только при необходимости определения вида замеченных птиц.

В полосе маршрута располагаются жилые дома. Во время учётов отмечались погодные условия (температура воздуха, сила ветра, облачность), а также регистрировались особенности поведения птиц, расположение гнёзд, поведение птиц на гнезде. Во время учета записывали в полевой дневник всех встреченных (увиденных и услышанных) птиц, независимо от расстояния до них.Всех увиденных птиц фотографировали. Выполнено 21 учёт за май-июнь и 9 учётов за январь.

Точное визуальное определение числа особей в пролетающей стае, или числа особей в стайке мелких птиц вкронах деревьев достигается только многократным повторением процедуры определения (Боголюбов, 1999). Для более точного подсчёта пролетающей стаи над маршрутом мы фотографировали стаю, а затем проводили повторный подсчёт птиц по фотографии. На основании этих данных мы произвели сравнительную характеристику всех учтенных особей в период нашего наблюдения по годам (данные по количеству всех учтённых птиц за определенный период времени по данным маршрутных учётов также отражены в работе Хроков В.В., Дворянов В. Н., Левин А. С., 2010).

В период учётов гнездящихся птиц (май-июнь) мы использовали помимо маршрутного учёта стационарные наблюдения за гнёздами для получения данных о суточной динамике птиц.

Статистический анализ данных методами непараметрической статистики был проведен в среде программного пакета STADIA 8,0.

Для расчета видового разнообразия и доминирования использовался индекс Шеннона-Уивера.

Расчет индекса Шеннона проводился по формуле:

где p_i=n_i/N− доля i-го вида в биотопе, n_i− численность i-гo вида (экз.), N − общая численность птиц, ln − натуральный логарифм.

Дисперсию индекса Шеннона (VarH′) рассчитывали по формуле:

Где S − число выявленных видов и N − общее число особей всехS видов.

Для проверки значимости различий между выборочными совокупностями значений индекса Шеннона использовали параметрический критерий Стьюдента:

Число степеней свободы определяли по уравнению:

где N1 и N2 – общее число видов в двух выборках.

На основе индекса Шеннона вычислили показатель выравненности Е (индекс доминирования):

причем E = 1 при равном обилии всех видов.

Доминированиевида высчитывали как отношениечисла особей данного вида к общему числу особей всех видов, выраженное в процентах.Для природных биоценозов принято использовать индекс доминирования И. Балога(1958):

где Ni – число особей i-го вида, Ns – общее число особей в биоценозе.Доминантами по обилию и биомассе считаются виды, участие которых в суммарноморнитонаселении рассматриваемого городского биотопа составляет 10 % и более (Кузякин, 1962).

 

Результаты исследований

Результаты наблюдений в зимний период

По данным наших наблюдений постоянными представителями зимующих птиц в п.Умба являются 12 видов (Таблица №1):

Таблица №1

Список птиц пос. Умба в зимний период

Виды птиц	Латинское название	Итоги наблюдения 2002гг	Итоги наблюдения 2013г	Итоги наблюдения 2014г	Итоги наблюдения 2016г
1. Кряква 2. Рябчик 3. Сизый голубь 4. Пестрый дятел 5. Сорока 6. Ворона серая 7. Ворон 8. Буроголовая гаичка 9. Большая синица 10. Домовый воробей 11. Обыкновенный снегирь 12. Обыкновенная зеленушка	Anasplatyrhynchos Tetrastesbonasia Columba livia Dendrocopos major Pica pica Corvus commix Corvuscorax Parusmontanus Parus major Passer domesticus Pyrrhulapyrrhula Carduelischloris	+ + + + + + + + + + +   −	+ + + + + + + + + + +   −	+ - + - + + + + + + −   −	+ - + + + + + + + + −   +

 

Наши данные соответствуют данным наблюдениям школьников из Детского экологического центра при Доме детского и юношеского творчества пос. Умба зимой 2001/02гг (Гончар и др.,2002).

При сравнении полученных данных с более ранними наблюдениями (Гончар и др.,2002) и расчете индекса видового разнообразия Шеннона-Уивера, следует отметить, что в 2002 г. индекс составил 2,51; в 2013 г. – 2,79; в 2014 г. – 2,56; а в 2016 г. – 2,43. Достоверность различий индекса доказана статистической проверкой по t-критерию Стьюдента^[1] (Рис.2).

 

Рис.2 Расчет индекса видового разнообразия Шеннона-Уивера

 

Следовательно, в 2013 г. видовое разнообразие было выше, чем в остальные годы, и численность видовболее выровнена. Это может объясняться тем, что в предшествующем2012 г. были болееблагоприятные условия для размножения таких видов птиц как рябчик, пестрый дятел и обыкновенный снегирь. Потенциальная способность определённых видов к проникновению в город, может быть связана с особенностями их динамики числен­ности. Б.Д. Куранов(2008) выделил следующие возможныевариантыэтого: 1) перенасыщение естественных местообитаний в результате хорошего выжи­вания с последующей эмиграцией особей; 2) выселение птиц из естественных местооби­таний вследствие сокращения площади гнез­довых стаций; 3) распространение урбани­зированных популяций. Отсюда следует, что расселение птиц, в частности, происходит в результате повышения численности, независимо от вызывающих её причин. В результате поиска новых мест обитания, птицы частично проникают в город. У видов склонных к резким подъемам численности вероятность проникновения в город потенциально выше. Конкретные механизмы вселения птиц в города покаизучены недостаточно. Д. Нанкинов полагает, во время осенних кочёвок молодые птицы проникают в город, где они находят благоприятные условия: обиль­ный корм, безопасные ночевки (цит. по Б.Д. Куранову).

Наблюдаемое нами общее количество учтенных птиц увеличивалось в течение всего периода исследований: в 2002 г. – 900, в 2013 г. – 1164, в 2014 г. – 1467, в 2016 г. – 1619 (Рис.3).

 

Рис.3 Колебание общего количества учтенных птиц в период наблюдения

 

Были отмечены также колебания численности отдельных видов птиц в разные годы наблюдений. В частности, в последние годы нами наблюдалось увеличение численности кряквы, сизого голубя, что могло быть связанно с хорошими кормовыми условиями, отсутствием хищников и относительно благоприятным температурным режимом (Рис.4).

 

Рис.4 Численность кряквы, сизого голубя в зимний период 2002гг (Гончар и др.,2002), 2013/14/16гг.

 

Синантропные популяции сизого голубя часто отличаются высокой численностью (Ксенц, 1991). Увеличение численности кряквы могло быть связано с невысокими средними зимними температурами и, как следствие этого, наличием в пределах поселка незамерзающей полыньи, где кряквы имели возможность зимовать. Этому способствует также подкормка уток местными жителями.

Уменьшение численности было выявлено у сороки, ворона, серой вороны, домового воробья и большой синицы, что могло быть связано с изменениями в их кормовой базе, в частности,открытые мусорные контейнеры, были замещены контейнерами закрытого типа (Рис.5).

 

Рис.5 Численность домового воробья, большой синицы, ворона, вороны серой в зимний период 2002гг (Гончар и др.,2002), 2013/14/16гг.

 

Данные виды птиц встречались в пос. Умба преимущественно возле кормушек, устроенных жителями. В 2016 г. нами было отмечено не характерное для предыдущих годов поведение серой вороны, сороки, пестрого дятла, большой синицы и домового воробья. Между данными видами птиц возникла конкуренция за пищу, это проявлялось в агрессивном поведении крупных видов птиц по отношению к птицам меньшего размера.

Обычно урбанизированные сообщества птиц ха­рактеризуются относительно невысоким ви­довым разнообразием при наличии немногих господствующих видов. В отношении распределения птиц по индексу доминирования Шеннона в пос. Умба были получены следующие данные. На протяжении первых трех лет исследования в группу доминирующих птиц входили 4 вида: домовый воробей, большая синица, ворона серая и сорока (табл.№2). В 2013 и 2014 гг. количество доминирующих видов возросло до 6. К перечисленным птицам добавились сизый голубь и кряква. И в 2016 г. группа доминирующих птиц опять была представлена 4 видами, но «места» большой синицы и сороки «заняли» кряква и сизый голубь.

Таблица№2

Индекс доминирования видов птиц пос. Умба, %

№	Вид	Индекс доминирования по годам
	Кряква Anasplathyrhynchos	-
	Сизый голубь Columbalivia	-
	Сорока Picapica				-
	Серая ворона Corvuscornix
	Большая синица Parusmajor				-
	Домовыйворобей Passer domesticus

 

В пос. Умба сизый голубь, домовый воробей, ворона серая и кряква – синантропные и урбофильные виды птиц (Благосклонов,1991).Это наиболее приспособленные к различным условиям антропогенного ландшафтавиды, адаптивные возможности которых способствуют их синантропизации. Сорока и большая синица относятся к урбофобным видам, и мы отмечаем снижение индекса доминирования данных птиц, вплоть до полного исчезновения их из группы.

 

Результаты

Проблемный вопрос, в отличие от информационного, обязательно содержит в себе ещё нераскрытую учащимися область субъективно новых для них знаний. Один и тот же вопрос может быть и информационным и проблемным, в зависимости от того, когда он задан: до сообщения учителем соответствующих знаний или после этого. Например, приведённые выше вопросы о строении цветка перестают быть проблемными и становятся информационными, если до их постановки учитель объяснил строение цветка петунии и дикой редьки и этим самым лишил вопросы элементов проблемности.

Следовательно, для учебной проблемы характерно несколько особенностей: наличие одной или нескольких трудностей, требующих от учащихся напряжения собственных умственных сил и способностей, мобилизации и применения наличных знаний; свойство возбуждать у учащихся интерес к решению проблемы; свойство вызывать чувство удовлетворённости результатами своего умственного труда, чувство радости от успешного решения проблемы; наличие в формулировке некоторой информации, указывающей направление поиска решений.

 

 

По данным наших наблюдений обнаружен 31 вид птиц, обитающих в пос. Умба в летний период (Таблица №3):

Таблица №3

Список дикорастущих и культурных растений, произрастающих

в г. Мурманске

Виды и сорта растений	Латинское название	Итоги наблюдения на июнь 2017г
1. Лишайник ягель или олений мох 2. Смородина черная 3. Боярышник даурский 4. Бузина кистистая (обыкновенная) 5. Рябина обыкновенная 6. Кизильник блестящий 7. Боярышник Максимовича 8. Жимолость татарская 9. Сирень венгерская 10. Роза морщинистая 11. Спирея иволистная 12. Сосна обыкновенная 13. Пихта сибирская 14. Береза повислая 15. Берёза пушистая 16. Ольха серая 17. Ель обыкновенная 18. Тополь дрожащий (осина) 19. Липа сердцевидная 20. Черемуха северная 21. Василексиний 22. Колокольчик персиколистный 23. Первоцвет весенний 24. Купальница Азиатская 25. Фиалка трехцветная 26. Маргаритка многолетняя 27. Мятлик луговой 28. Примула обыкновенная 29. Дельфиниум культурный (шпорник) 30. Купальница азиатская 31. Радиола розовая (золотой корень) 32. Ясколка Биберштейна 33. Тимьян (чабрец)	CladoniarangiferinaHoffm. Ribesnigrum L. Crataegusdahurica Sambucusracemosa Sorbusaucuparia L. Сotoneasterlucidus Crataegusmaximowiczii Loniceraxylosteum Syringajosikaea Rosarugosa Spiraeasalicifoiia - Pinussylvestris Abiessibirica Betulapendula Betulapubescens Alnusincana Piceaabies Populustremula Tiliacordata Mill. Padus borealis Schubel Centaureacyanus L. Campanula persifolia Primulaveris L. Troillusasiaticus Violatricolor Bellisperennis Poapratensis Primula vulgaris Delphiniumx hybridum Trolliusasiaticus Rhodiolarosea L. Cerastiumbiebersteinii Thymusvulgaris

 

Летом видовое разнообразие увеличивается за счет высадки культурных однолетних и многолетних на территории парков, в ботаническом саду на территории МАГУ.

В ходе наблюдения студентами были зафиксированы ранее не известные для них виды и сорта растений.

Сравнивая результаты 2-х тестирований можно сделать вывод, что лучшие знания показали студенты, прошедшие практику и для которых на установочной лекции были озвучены задачи биологической практики.

При сравнении результатов теста по вопросамфлористического состава, Так, численность кряквы в летний период резко сокращается с 80 до 8 особей. А сизая и серебристая чайка отсутствуют в зимний период наблюдения.

Более высокая численность крякв в зимний период может быть связана с использованием незамерзающей полыньи залива кряквами в период зимовки. Летом данный участок не является «особо привлекательным» для размножения крякв и последующим выведением их потомства. Возможные причины – большое количество людей и машин в летний период на этом месте.

В период наблюдения нами были обнаружены гнезда рябинника, лазоревки, обыкновенной синицы и сизой чайки, а также птенцы сороки, сизой чайки, кулика-сороки, кряквы (Таблица №4).

Таблица №4

Гнездящиеся виды птиц в пос.Умба (обнаруженные в период наблюдения)

Вид	Фотография
1. Дрозд – рябинник Turduspilaris Обнаружено одно гнездо с 3-мя птенцами. Птенцы были посчитаны во время вылета из гнезда.

 

Выводы

1)В результате анализа учебного материала дисциплин естественно – научного цикла можно отметить большое количество регионального компонента в программах, анализ данных показывает средний уровень качества знаний по предметам.

2) Уровень знания студентов сориентировал в составлении проблемных заданий, конечный результат показал необходимость использования проблемных заданий для закрепления знаний студентов.

3) Отмечено улучшение качества знаний студентов после биологической практики.

4)

Литература

1. Фукарек Ф., Хемпель В., Хюбель Г., Шустер Р., Сукков М. Растительный мир Земли [Текст] / Ф. Фукарек, В. Хемпель, Г. Хюбель, Р. Шустер, М. Сукков. – М.: Изд-во Мир1982. ‒ 2 т.

2. Кандидат биологических наук Г. КОЛОМИЙЦЕВА. Журнал "Наука и Жизнь"https://www.zooeco.com/0-plant/0-plant21-6.html

3. Биологическая флора Московской области. Вып. 13. Москва, 1997

4. Маленький исследователь: 52 увлекательных занятия на свежем воздухе

Авторы: Д.Уорд

https://books.google.ru/books?id=0TAkDwAAQBAJ&pg=PT58&lpg=PT58&dq

5. Боголюбов, А. С. Изучение видового состава и численности птиц методом маршрутного учета[Текст] / А. С. Боголюбов. − М.: Экосистема,1996.− 13с.

6. Владимирская, М.И. Птицы Лапландского заповедника [Текст] / М.И.Владимирская // Тр. Лапландского заповедника.- М.: Совмин РСФСР, 1948.- Вып. 3.- С. 171-245.

7. Ксенц, A.C. Сравнительный анализ популяционной биологии дикой и синантропной форм сизого голубя [Текст] / A.C. Ксенц, Г.X. Ксенц, Б.А. Лалетин // Орнитологические проблемы Сибири: тез.докл. – Барнаул, 1991. – С. 19-20.

8. Куранов, Б.Д. Особенности урбанизации птиц [Текст]/ Б.Д. Куранов// Сибирский экологический журнал.− 2008. − Т. 15.− № 1.− С. 123-132.

9. Равкин, Ю.С. К методике учета птиц в лесных ландшафтах [Текст]/ Ю.С.Равкин// Природа очагов клещевого энцефалита на Алтае. − В кн.: Новосибирск, 1967. − с.66-75.

10. Семенов-Тян-Шанский, О.И., Гилязов, А.С. Птицы Лапландии [Текст] / О.И. Семенов-Тян-Шанский, А.С. Гилязов. ‒ М.:Наука,1991. ‒ 288с.

11. Хроков, В. В.Мониторинг численности птиц в городе Алматы в 2009 году[Текст] / В. В.Хроков, В. Н.Дворянов, А. С.Левин //Русский орнитологический журнал. – 2010.− том 19.− № 577.− С.1035-1045

 

 

[1] Полученное в эксперименте t больше табличного значения t_0,05, различия между индексами считаются достоверными при р<0,05.