Исследовательская работа "Почему березы опадают по-разному?". Автор: Олеся Витальевна Зак. Работа №421085

Исследовательская работа

 

 

 

 

 

Почему берёзы опадают по-разному

 

 

 

 

 

Работу выполнила:

Борисюк Полина

ученица 4 А класса

МБ НОУ «Гимназия № 62» Центрального района

Новокузнецк

 

 

Руководитель:

Зак О.В.

учитель высшей категории

 

 

 

 

 

2023

 

 

Содержание

Введение

3

Основная часть

5

Практическая часть

1.Наблюдение за изменениями в листве берез 7

2.Результаты работы с микроскопом 9

3. Беседа со специалистом 10

IV. Заключение 12

Список литературы

13

VI. Приложение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Осень – самое красочное время года, когда в лесах и городских парках природа начинает готовиться к зиме. Деревья надевают свои самые яркие наряды, и мы восхищаемся их красотой.

Однажды утром я шла в школу. Этой дорогой я хожу каждый день, и у меня есть возможность видеть изменения, которые происходят вокруг. Моё внимание привлекли две берёзы, растущие рядом друг с другом. Они были разного размера. В один из дней я увидела, что на большей из берёзе листья стали уже жёлтыми, а на маленькойещё оставались зелёными. Я решила понаблюдать за деревьями на протяжении нескольких сезонов. Я фотографировала деревья, записывала погодные изменения и внешние изменения листьев. В конце осени я обнаружила, что и опадание листвы с этих деревьев происходит в разное время.

Гипотеза: предположим, что сроки опадания листвы зависят от возраста деревьев.

Цель исследования: узнать, почему на одной берёзе листья желтеют раньше.

Актуальность: в современном мире дети привыкли получать информацию в готовом виде, и перестали наблюдать и замечать изменения в окружающем мире. Данная работа призывает учащихся начальной школы быть внимательными, замечать необычное в обыденных предметах. Новизна работы заключается в цели исследования и создании новой гипотезы.

Задачи:

Наблюдать за процессом опадания и появления листвы на Большой и Малой березах в течение 1 года (осень 2021, весна 2022,осень 2022г.г.), сравнить процесс опадания листвы с деревьями на другой территории.

Рассмотреть

опавшие

с разных берёз

листья под микроскопом и сравнить строение рассмотренных листьев.

Провести беседу со специалистом (учителем биологии)

по теме моего исследования

.

Проанализировать и обобщить исследовательский материал.

Объект исследования: деревья берёзы.

Предмет исследования: листья берёзы.

Методы исследования: наблюдение, беседа со специалистом, работа с микроскопом, работа с источниками информации, фотосъемка, анализ, сравнение, обобщение изученного материала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теоретическая часть

 

Причины листопада

 

Осенью все лиственные деревья начинают готовиться к зиме. Листопад – это естественный процесс опадания листвы. По сравнению с хвойными деревьями, которые остаются зелёными круглый год, листопад имеет большое значение для лиственных деревьев, так как в этот период дерево готовится к зиме. На листопад влияют естественные природные и погодные изменения:

- сокращение светового дня, вследствие чего происходит разрушение хлорофилла, что, в свою очередь, приводит к изменению цвета листьев. Цвет листочка зависит от того, какого пигмента в нём больше – жёлтого или красного;

- испарение, и, как следствие, недостаток влаги в листочке. Зимой влага на почве присутствует в виде снега и льда, но растению влага необходима в жидком состоянии;

- избавление деревом от накопившихся за летний период вредных веществ.[4]

 

Красный или жёлтый, от чего зависит цвет

 

Чтобы понять, почему листья осенью становятся жёлтыми, нужно разобраться, почему они зелёные? Если мы посмотрим на листья под микроскопом, то увидим клетки, внутри клеток можно рассмотреть маленькие зелёные шарики. Это своеобразная «кухня» растений, так как растения, как и всё живое, тоже питается.

Растения, в отличие от животных, делают питательные вещества себе самостоятельно. Наверняка все знают, чтобы делать еду (сахара) для растений необходимы: вода, солнце, углекислый газ. Солнечный свет ловится зелёными шариками в клетке, которые называются хлоропласты ( от греч. «хлорос»-зелёный, и «платос»-вылепленный). Хлоропласты зелёного цвета, потому что внутри них есть своеобразный зелёный краситель, хлорофилл. Зелёный пигмент есть у всех растений, но не только он. Осуществлять процесс готовки питательных веществ помогает жёлтый пигмент, он называется картиноид (от латинскогоcarota-морковь).

Хлорофилл и картиноидрасположены в хлоропластах. Зелёных пигментов в растении много, и поэтому они маскируют жёлтый. В зависимости от того, какого пигмента больше, мы даже летом видим разные цвета листьев у растений. Что происходит, когда наступает осень? Во-первых, осенью становится меньше света, поэтому готовка еды замедляется, во-вторых, становится менее доступна вода, так как она замерзает. И теперь листья, которые всё лето приносили растению пользу, начинают питаться из ствола, таким образом нанося ему вред, поэтому дерево сбрасывает листья. [3]Осенью растение из листа забирает всё полезное, в том числе хлорофиллы до весны, чтобы весной можно было сделать новые листья, а картиноиды при этом не оставляет.

Красный цвет - антоциан, используется растениями для защиты хлорофилла. Если осень очень солнечная и сухая, то хлорофилл разрушается быстрее, чем растение успевает его "спрятать". Чтобы сохранить хлорофилл, растение делает антоциан, и деревья краснеют. Хлорофилл может быть в стволе, в корне дерева, а потом собирается в один зелёный пигмент, чтобы готовить растению сахара.

 

Такая разная берёза

 

Берёзы растут во многих странах, на всех континентах кроме Антарктиды. Насчитывается более 120 разновидностей этого дерева, 40 из которых можно увидеть в России.

Берёза бородавчатая – лиственное дерево высотой около 25-30 м. Ветки покрыты смолистыми желёзками - бородавочками, от которых берёза получила своё название «бородавчатая». За пределами России берёза распространена почти по всей Европе, в Северной Африке, и Центральной Азии.

На Севере карликовую березу называют «ерником». Карликовая береза представляет собой ветвистый кустарник, высотой не более одного метра. На территории России растёт на севере европейской части России, в Западной Сибири и Якутии, на Камчатке. Также её можно найти в горах в Шотландии, в Альпах.[5]

Бумажная береза названа так потому, что ее древесина используется для изготовления бумаги.Берёзовая кора - основной зимний продукт питания лосей.[2]

В России берёзку можно увидеть в каждом дворе, есть целые берёзовые рощи, а вот в Африке, например, посадить такое дерево может позволить себе только очень богатый человек. По наблюдениям туристов увидеть берёзу можно даже у пляжа, на границе Италии и Франции, там, где начинается знаменитое Лазурное побережье.[1]

Таким образом, можно сделать вывод, что берёза может расти в разных странах, приспосабливаться к любому климату и к почве.

 

Практическая часть

 

Наблюдение за изменениями в листве берез

 

Я наблюдала за 2-мя березами (ББ - береза большая, БМ – береза малая), растущими на одной поляне. Месторасположение, освещенность, питание берез одинаковое. Различие - размеры объектов моего исследования: одна береза выше и толще в диаметре ствола.

Весь период наблюдений можно разделить на 3 этапа: осень 2021года, весна 2022 года, и осень 2022года.

По данным первого этапа проведённого исследования можно сделать вывод, что в течение 1 месяца (за период с 29.09.21-29.10.21) на ББ листья опали раньше на 17 дней, а стали жёлтыми на 4 дня раньше, чем на БМ. За данный период наблюдений было несколько дождливых дней и один с сильными порывами ветра. После ветреной погоды с ББ облетели все листья, на БМ осталось меньше половины листьев.

Я продолжила свои наблюдения весной следующего года. В течение 1 месяца (за период с 22.04.22-23.05.22) я заметила, что первые листочки на ББ появились на 3 дня раньше, чем на БМ, а именно: 6 мая. Полностью дерево покрылось зелёной листвой 12.05., а на БМ 23.05., т.е. с разницей в 9 дней. Погода была характерна для этого времени года: были и солнечные и дождливые дни, температура воздуха прогревалась до 23° .После дождя и солнечного дня на деревьях листья появлялись активнее.

Осенью 2022 г. я также следила за изменениями листвы на деревьях и записывала результаты в таблицу. Я увидела, что, как и прошлой осенью, первые жёлтые листья появились на ББ, это произошло 06.09., на несколько дней раньше, чем на другом дереве. Полностью жёлтым большое дерево стало 26.09, это на 8 дней раньше, чем на БМ. Полностью ББ сбросила всю листву разницей в 4 дня. За этот период было больше пасмурных дней, после ветреной погоды листья облетали быстрее на ББ.

По результатам осенних наблюдений можно сделать вывод, что листья на деревьях желтели с небольшой разницей: в 2021 году эта разница составила 4 дня,а в 2022 году – 5дней. В основном листья становились жёлтыми после пасмурной погоды, в 2022 на ББ листья начали желтеть после жаркой погоды +23+24°. Скорее всего, это произошло потому, что жаркая погода забрала последнюю влагу из листьев, и они стали терять свой зелёный цвет.

Результаты наблюдения приведены в таблице. [Приложение 1]

По результатам весенних наблюдений можно сделать вывод, что первые листочки появились раньше на ББ с небольшой разницей в 3 дня, а полностью дерево покрылось листвой на 11 дней раньше. За несколько дней до того, как появились первые листья, был дождливая и тёплая погода. Деревья получили влагу и тепло.

Результаты наблюдения приведены в таблице.[Приложение 2]

Вывод: Таким образом, я могу сделать вывод, что на Большой березе листва желтела и опадала раньше, чем на Малой. Погодные условия на скорость опадания листвы влияли одинаково. Весной первые листочки и сережки появились также раньше на Большой берёзе.За весь период наблюдений оба дерева получали одинаковое количество света, тепла и влаги из естественных природных условий.

 

Результаты работы с микроскопом

 

Во второй половине 17 века, когда был изобретён микроскоп, для учёных открылся совершенно новый мир. Благодаря ему исследователи обнаружили, что тела растений состоит из клеток.

Я тоже решила использовать микроскоп в своей работе, чтобы сравнить строение листьев. Я собрала по три листа с каждого дерева: зелёный, жёлтый и совсем увядший. В процессе исследования я использовала электрический микроскоп с 4- 10- и 40-кратным увеличением.

Рассматривая листья, я увидела прожилки и клетки. Жилки в листе состоят из очень прочных клеток, по ним перемещаются питательные вещества и вода, они придают листу прочность и являются его «скелетом». Действительно, при близком рассмотрении прожилки выглядели как каркас. В зелёном листе это было видно особенно хорошо: прожилка, которая начинается от черенка и проходит вдоль всего листа, была похожа на ствол дерева, а мелкие прожилки – на веточки. Мне показалось очень интересным то, что строение листа повторяет строение дерева. Когда я рассматривала увядший лист, прожилки в нём было видно более чётко, и он был похож на кусочек земли. Было страшно и неприятно видеть этот лист изнутри, потому что я видела их уже неживыми.

Вывод: Под микроскопом процесс увядания листьев с разных берез выглядит одинаково.[Приложение 3]

Я решила понаблюдать за другими берёзами, чтобы понять, действительно ли возраст может влиять на то, что одни деревья желтеют раньше. В наблюдении участвовали 4 берёзы, которые росли в разных местах. Я обнаружила, что среди берез 2-ой группы одна из больших берёз в тот же период времени стояла с уже пожелтевшими листьями, в то время как на маленькой все листья были зелёные, как летом. Это позволило мне убедиться в правильности своей гипотезы. Ещё в ходе наблюдения я заметила удивительное явление: на одной взрослой, большой берёзе листья меняли свой окрас неравномерно, т.к. в один из дней листья на одной половине дерева были зелёные, а на другой – жёлтые.

 

Беседа со специалистом

 

Я решила обратиться с вопросами к учителю биологии нашей гимназии, чтобы подтвердить или опровергнуть свою гипотезу.

Вопросы для учителя биологии:

1. Может ли высота берёзы указывать на её возраст?

Ответ учителя: «Да, конечно, высота растения указывает на его возраст».

2. Влияет ли возраст березы на более раннее сбрасывание листвы осенью?

Ответ учителя: «Да, скорее всего возрастные особенности могут влиять на это, так как все процессы в них происходят длительней, эти деревья накопили больше вредных веществ и нужно больше времени, чтобы избавиться от них».

3. Почему встречается неравномерный окрас листьев на березе?

Ответ учителя: «Неравномерный окрас листьев означает то, что солнце дольше освещает одну сторону дерева, и, соответственно, листья на одной стороне дерева получают чуть больше света».

4. Может ли берёза, которая растёт на юге, остаться зелёной на всю зиму?

Ответ учителя: «Берёза – это лиственное дерево, поэтому оно сбрасывает листву осенью, как и все лиственные деревья. В более южных регионах этот процесс происходит позже. На всю зиму берёза не останется зелёной, так как ей нужно избавиться от вредных веществ, которые успели в ней накопиться. Мало того, лиственные деревья при наличии пышной кроны не выдержат нагрузки снегопада. Вечнозелёными могут быть только хвойные деревья».

Из беседы со специалистом можно сделать вывод, что на более позднее сбрасывание листвы деревьев влияет возраст дерева. Чем старше дерево, тем раньше оно сбрасывает листву, т.к. процессы во взрослом сформировавшемся дереве происходят быстрее.

Неравномерность окраса на одном дереве говорит о том, что солнечный свет попадает на листья по-разному, и та его часть, на которой было больше зелёных листьев, в течение дня получала больше солнечного света. На более позднее пожелтение листьев может влиять дополнительное уличное освещение. Уличный фонарь даёт дополнительный свет и тепло, поэтому дерево, находящееся под искусственным светом, может чуть дольше оставаться зелёным.

 

 

 

 

Вывод

 

Моя гипотеза подтвердилась. Сроки опадания листвы зависят от возраста деревьев. Это подтверждается в длительном наблюдении за объектами исследования, а также в беседе со специалистом. Работа с микроскопом показала, что изменения в клетках листьев деревьев разного возраста существенных различий не имеют.

В разных природных зонах процесс опадания листвы с берез также совпадает и зависит от понижения температуры воздуха, уменьшения количества естественного освещения и воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

Берёзки в Италии: [сайт]. -2013. - URL:

https://marinamilan.livejournal.com/23768.html

(дата обращения 17.12.2022)

Виды берёз и их характеристика [сайт] – 2016 -

URL

-

https

://

www

.

merani

.

ru

/

press

-

tsentr

/

stati

/

vidy

-

berezy

-

i

-

ikh

-

kharakteristika

/

(дата обращения 17.12.2022).

И

ванов

а, А.И.

Мир растений. Виды, места произрастания, лекарственные свойства

[Текст]/

А. И. Иванова;

С

моленск

: Русич, 2000-414с.

–

ISBN

5-8138-0199-5.

. Почему осенью листья желтеют и опадают даже там, где нет снега [сайт] -

URL

- .

https

://

www

.

vokrugsveta

.

ru

/

quiz

/699/

(дата обращения 18.12.2022).

.

Шипулин, А.Я.

Леса Кузбасса

[Текст] /

А.Я. Шипулин, А.М. Калинин, Г.В. Никифоров

,

К

емерово

: Кемеровско

е книжное издательство, 1976-240

с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1

Таблица наблюдений с 29.09.2021 – 19.10.2022 г.г.

 

Число, месяц, год

Температура

Облачность/яснаяпогода/ дождь

Состояниелистьев

 

 

 

Берёза Большая

БерёзаМалая

29.09.21

 

Облачно

Жёлтые+зелёные

(70/30)

Зелёные+ жёлтые

90/10

01.10.21

+4

Облачно, небольшойдождь

Безизменений

Безизменений

04.10.21

+4

Облачно с проясн., небольшой дождь

Жёлтые

Зелёные+жёлтые 80/20

06.10.21

+9

Ясно, безосадков

Листьяопадают

Жёлтые, на макушке немного зелёных

07.10.21

+2

Облачно

Листьевнадереве ~ 30%

Без изм., листья только начали опадать

08.10.21

+1

Облачно, дождь

Безизменений

Безизменений

09.10.21

+11

Ясно, безосадков

Листьевнадереве ~ 10%

Надереве ~ 50% листьев

12.10.21

+7

Снег, ветер

Опаливселистья

Надереве ~30% листьев

15.10.21

+6

Ясно, безосадков

 

~20%

18.10.21

+5

Ясно, безосадков

 

Безизменений

19.10.21

+6

Ясно, безосадков

 

~10%

29.10.21

+6

Облачно, дождь

 

Опаливселистья

22.04.22

+5

Облачно, дождь

Первыепочки

-

26.04.22

+12

Облачно с прояснениями

 

Первыепочки

06.05.22

+19

Солнечно

Распустилисьлистья

 

09.05.22

+13

Ясно

 

Распустилисьлистья

11.05.22

+19

Солнечно

Листьятемнее

Листьясветло-зелёные

12.05.22

+20+21

Солнце, ясно, безосадков

Большераспустившихсялистьев

 

16.05.22

+23

Переменнаяоблачность, дождь

Появились "серёжки"

 

Продолжение таблицы

20.05.22

+23

Ясно

 

Появились "серёжки"

23.05.22

+16

Облачно с прояснениями, дождь

 

Всёдеревопокрытолистьями

31.08.22

+24

Ясно

 

 

06.09.22

+23

Облачно

Листьяначалижелтетьраньше

Большежёлтыхлистьев

07.09.22

+32

Ясно

Безизменений

Безизменений

08.09.22

+18+19

Облачно

На "верхушке" больше жёлтых листьев

Безизменений

14.09.22

+12+14

Ясно

Безизменений

Безизменений

26.09

+9

Пасмурно, дождь

Зелёныхлистьевнет

Большезелёныхлистьев

29.09.22

+2

Снег

Безизменений

Безизменений

01.10.22

+2

Пасмурно

90% жёлтыхлистьев

Большежёлтыхлистьев

05.10.22

+6

Дождь

С макушкиопалилистья

Безизмений

11.10.22

+9

Облачно, безосадков

Опалипочтивселистья

Опали почти все листья,но их больше

15.10.22

+7

Облачно

Опаливселистья

 

19.10.22

 

 

 

Опаливселистья

 

Приложение 2

Обобщающая таблица наблюдений

 

Осень 2021

Осень 2022

 

Берёза Большая

Берёза Малая

Разница в днях

Берёза Большая

Берёза Малая

Разница в днях

Листья пожелтели

04.10.

08.10.

4

26.09

01.10

5

Листья опали

12.10

29.10

17

15.10

19.10

4

Продолжение таблицы

Что повлияло?

Осадки

Температура

ветер

Перед тем, как пожелтели листья на Большой Берёзе, было пасмурно, небольшой дождь, температура +4. На Берёзе Малой жёлтые листья после небольшого дождя и температуры +4.

Полностью листья опали на Берёзе Большой после сильного ветра.

В 2022 году на Берёзе Малой листья пожелтели после резкого похолодания, а на Большой Берёзе после жаркой и ясной погоды.

Все листья опали после сильного ветра сБерёзе Малой.

 

Весна 2022

 

Большая Берёза

Берёза Малая

Разница в днях

Первые листочки

06.05.

09.05

3

Полностью покрылось листвой

12.05

23.05.

11

Появились сережки

16.05

20.05

4

Что повлияло?

Осадки

температура

Первые листья появились после тёплой и дождливой погоды, температура +12

Полностью дерево покрылось листвой после солнечной, тёплой, ясной погоды

Первые листья появились после солнечной погоды, температура +12+19

Полностью дерево покрылось листвой после солнечной, тёплой, ясной погоды

 

[Приложение 3]

 

Наблюдение за опавшими листьями под микроскопом

 

БерёзаБольшая

БерёзаМалая

Зелёный

Жёлтый

Увядший

Зелёный

Жёлтый

Увядший

Хлоропласты, прожилки

Прожилкитоньше

Прожилкитонкие, яркие

Хлоропласты, прожилки

Прожилкитоньше

Прожилкиневидно

 

Берёза Большая

 

 

Берёза Малая