Фенология растений
Что такое фенология?
Слово “фенология” происходит от греческих слов: phaino, что значит “являю”, «явление» и logos — “слово”, “учение”.
Иными словами, дословно “фенология” — это учение или наука о том, что появляется. В биологии “фенология” обозначает научное направление, изучающее ежегодные периодические явления (феномены) в жизни живой природы и их связь с погодными условиями. Основоположником Фенологии считают Р. Реомюра, который в 1735 установил зависимость сезонного развития растений от различных метеорологических факторов. В 1748 К. Линней предложил создать сеть наблюдательных фенологических пунктов
С началом развития научной ботаники, с середины XVIII века, была заложена основа и для ведения научных фенологических наблюдений.
В научную литературу термин “фенология” был введен в 1853 г. бельгийским ботаником Ш. Морраном.
В России А. Т. Болотов на протяжении 50 лет (сер. 18 — 19 вв.) проводил метеонаблюдения с одновременной регистрацией отдельных этапов в развитии деревьев и других растений. Фенологическими наблюдениями занимались также К. Ф. Рулье, Н. А. Северцов, Д.Н. Кайгородов, Г.И. Танфильев и др. При фенологических исследованиях у растений регистрируются наступление сезонных фаз (фенофаз) развития — набухание и раскрывание почек, начало и конец цветения, полное созревание плодов и пр.
В 1848 г. Русское Географическое общество опубликовало свою программу наблюдений за сезонными явлениями природы.
В 1854 г. общество выпустило первую в мире географическую сводку фенологических наблюдений: сведения 120 корреспондентов за 1851 г.
Добровольная фенологическая сеть Русского географического общества работает до настоящего времени.
Российские заповедники выполняют программу “Летопись природы”, которая основывается, в том числе и на фенологических наблюдениях. Эти наблюдения являются главными источниками фенологических данных в настоящее время. Ежегодные данные наблюдений оформляются в виде фенологических спектров; средние многолетние сроки наступления в данной местности различных фенофаз в виде справочных таблиц и графиков-схем входят в Календарь природы.
Участвуя в сетевом исследовательском проекте, вы:
· освоите методы фенологических исследований;
· определите основные фенологические фазы и стадии развития растений;
· сможете составить летний календарь природы своей местности;
· научитесь взаимодействовать с другими участниками проекта;
· внесете свой вклад в составление Летописи природы Якутии.
Чему вы научитесь
· работать по заданному алгоритму;
· наблюдать фенологические изменения растений;
· определять фенофазы;
· составлять феноспектры отдельных видов растений;
Феноиндикаторы
Наблюдение за сезонными изменениями фенологи производят на основе заметных природных явлений, например, зеленение берёзы, цветение черемухи, осенняя раскраска листьев — такие явления называются феноиндикаторами. Они характеризуют наступление той или иной фазы в сезонном развитии живой природы.
Для использования более формальных и универсальных показателей рассматривают величины среднесуточной температуры воздуха (существенно определяющие природные явления). Так, устойчивый переход к среднесуточной температуре выше нуля по Цельсию считают климатическим наступлением весны, выше 15 градусов — наступлением лета.
Рассматривая более узкие переходы показателей температуры, через 5 градусов Цельсия, в каждом сезоне выделяют более короткие периоды — фенологические фазы. Они имеют свой набор природных феноменов (явлений), позволяющих отличить одну фазу от другой.
Фазы по наиболее характерным явлениям имеют названия, закрепленные в народных календарях.
Зима
Данный сезон исследователи разделяют также на три фазы. В течение всего периода растения пребывают в глубоком покое, а из всего многообразия птиц остаются только те, которые хорошо приспособлены к зимним холодам. В лесу становится практически пусто – почти все звери впадают в спячку, а кто не спит — прячется по норам. Как правило, зима начинается с конца ноября и продолжается примерно до второй половины марта.
Первозимье
В начале этого первого подсезона водоемы покрываются прочным льдом. С этого момента открывается подледная рыбалка. Завершается фаза в 20-х числах декабря, во время зимнего солнцестояния. Первое время интенсивный клев становится в некоторой степени «капризным», поскольку ледяной покров становится толще, дни короче, а в воде снижается объем растворенного кислорода.
Коренная зима
Это второй подсезон. Начинается он, как правило, в феврале. В это время начинает «петь» большая синица.
Перелом зимы
Завершающая фаза наступает с прибавлением светового дня. С этого момента наступает «весна света». Начинают расти сосульки, звенит капель. В течение дня заметно пригревает солнце.
Взаимосвязь явлений
Возвращаясь к вопросу о том, что такое фенология, заметим, что в рамках дисциплины исследуются не только природные явления. Здесь следует отметить зависимость продолжительности сезонов и фаз от ландшафта и географического положения территории. Все периоды взаимосвязаны. Каждая фаза наступает в определенный промежуток времени. К примеру, весеннее движение сока раньше всего наступает у клена остролистного. Спустя 2 недели после его начала будет отмечаться набухание почек у березы, что, в свою очередь, является сигналом для рыболовов: значит, язь становится активным. Как уже было сказано, большое значение имеет и средняя температура в течение суток. Пока она не поднимется выше 5 градусов (со знаком плюс), растения пребывают в вынужденном покое.
Способ исследования
Сезоны и времена года соответствуют друг другу. Визуальные фенологические наблюдения, являющиеся традиционным приемом, или методом, исследования, позволяют регистрировать сроки наступления тех или иных явлений. Для достижения сопоставимости сведений, полученных разными исследователями, составляются специальные программы, атласы и разъяснения к ним. В таких методических изданиях описываются фенофазы растений и сезонные явления животного мира. Для научных целей фенологические наблюдения являются способом исследования географических и биологических объектов и установления закономерностей.
Оживление весны
Начало второго подсезона совпадает с зацветанием ольхи серой. Наиболее точным индикатором данного периода для жителей городов считается мать-и-мачеха, желтеющая на пустырях. Начало явлений, характерных для данного периода, в Центральной полосе отмечается обычно 15-20 апреля. В это время наблюдается окончательное исчезновение льда в водоемах. Почва начинает подсыхать сверху. При этом становятся проходимыми для людей и доступными для транспорта проселочные дороги. Это, в свою очередь, открывает путь рыболовам к глухим местам. Во втором подсезоне прилетают вальдшнепы и журавли, появляются шмели, начинают «голосить» лягушки. Тогда же отмечается оживление дождевых червей. Что касается речных обитателей, завершается нерест язя и щуки, у жереха и ерша он продолжается, а у окуня и леща – только начинается. В этом подсезоне на березах уже распустились почки, а вяз «пылится».
Осень: начало
Этот сезон, как и летний, включает в себя три фазы. На европейской части РФ весь период длится чуть более 3 месяцев. Начало осени характеризуется появлением желтых прядей в кроне вяза, липы и березы. Завершение подсезона отмечается тогда, когда количество зеленых и расцвеченных листьев становится приблизительно одинаковым. Это чаще всего отмечается в последнюю декаду сентября, а во влажную и теплую осень – в начале октября. В лесу начинают появляться опята. В воздухе наблюдается тенетник, летающая паутина. Вода продолжает охлаждаться, однако в больших водоемах снижение температуры происходит неравномерно, начиная с верхнего слоя.
Взаимосвязь природных явлений
Продолжительность фенологических сезонов и подсезонов зависит напрямую от географического положения местности и от ландшафта. Все фенологические фазы взаимосвязаны и наступают через определенные временны́е промежутки. Так, например, весеннее сокодвижение начинается раньше всего у остролистного клёна, а берёза (начало сокодвижения в ней, характеризующееся набуханием почек, является приметой для рыболовов, сигнализируя об активизации язя) отстает от него на две недели (средний срок — 8 апреля).
Огромное значение в сезонном развитии природных явлений имеет средняя суточная температура воздуха. Пока она не составит 5 градусов тепла, растения пребывают в вынужденном покое. И наоборот, как только повсеместно зацветет мать-и-мачеха и запылит серая ольха, становится очевидно, что температура приблизилась к этой отметке. Фенологи считают, что чем раньше зацветёт серая ольха (скажем, до 10 апреля при среднем сроке 16 апреля), тем более ранняя установится весна. Также следует учитывать, что большинство ранних вёсен бывают затяжными, с возвратом холодов. Кстати, хорошая весенняя примета — прилёт трясогузок. «Трясогузка прилетела — скоро лёд пойдёт», — это подмечено давно и весьма точно. Следом прилетают и чайки.
Одним из самых важных природных «индикаторов» весной становится озеленение берёз. По времени наступления этого явления фенологи судят об общем количестве тепла в периоде роста и развития растений. В этом присутствует чёткая взаимосвязь — чем раньше зазеленеет берёза, тем длиннее будет тёплая часть года.
Наконец, всё вокруг украшается золотистыми россыпями одуванчиков. Это означает, что средняя суточная температура переходит отметку 10 градусов. Для агрономов и фенологов это очень важная дата, по наступлению которой они судят, каким сложится предстоящий сельскохозяйственный сезон. По специальному уравнению регрессии, которое приводится в книге А. Стрижева, специалисты рассчитывают количество общего тепла в периоде активной вегетации растений.
Фазы развития различных растений наступают поочередно, через определенные сроки. Так, например, верно зафиксировав дату зацветания орешника (которое почти совпадает с появлением мать-и-мачехи и зацветанием серой ольхи), можно узнать, когда приблизительно наступят остальные фенофазы. Берёза, к примеру, распускает листья на восемнадцатый день после цветения орешника и за пять дней до начала цветения одуванчика (то есть перехода средней суточной температуры через отметку 10 градусов).
Следующая знаменательная фенофаза — цветение черемухи. Она тоже наступит в положенное время, а именно — на двадцать восьмой день после начала цветения орешника, или через 10 дней после того, как зазеленела берёза.
Существует и ещё одна зависимость: чем раньше цветёт черёмуха, тем теплее оказывается июль-сентябрь (вторая половина лета и начало осени). Примерно к 20 мая к цветущим вишням присоединяются яблони, а уже через два дня после них зацветает лиловая (обычная) сирень. В это же время в лесах зацветает дуб и появляется ландыш, а на лугах — красный клевер. Начинает плодоносить рябина.
Июнь начинает лето в календаре, а в живой природе лето начинают зацветающие шиповник и калина. Как только температура воздуха за сутки приблизится к 15 градусам, почти одновременно зацветут ромашки-нивяники, фиалки, луговые герани, василёк полевой, колокольчики. К этому времени в цветниках пышно распускаются розы.
