Изучение достоверности неинструментальных методов

Одиннадцатая Межрегиональная экологическая экспедиция школьников
России
Прикамье, 1-14 июля 2012 г.
МАСТЕРСКАЯ
ХУСНУТДИНОВОЙ Л.Б.
УЧИТЕЛЯ БИОЛОГИИ МКОУ
СОШ№4 Г. САТКА
ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ
«Изучение достоверности неинструментальных методов ориентирования на местности»
С давних времен люди пользовались приметами, которые помогали определять стороны
света без использования компаса. После долгих наблюдений люди заметили некоторые
особенности в окружающей природе, помогающие ориентироваться на местности. Известно
несколько гипотез, связанных с определением сторон света:
 у отдельно стоящих деревьев с южной стороны крона гуще и ветви длиннее.
 кора большинства деревьев грубее на северной стороне, тоньше, эластичнее (у
березы – светлее) – на южной;
 у сосны вторичная (бурая, потрескавшаяся) кора на северной стороне поднимается
выше по стволу;
 с северной стороны деревья, камни, деревянные, черепичные и шиферные кровли
раньше и обильнее покрываются лишайниками, грибками;
 на деревьях хвойных пород смола более обильно накапливается с южной стороны;
 муравейники располагаются с южной стороны деревьев, пней и кустов; кроме того,
южный скат муравейников пологий, а северный – крутой;
 весной травяной покров более развит на северных окраинах полян, прогреваемых
солнечными лучами; в жаркий период лета – на южных, затененных;
 ягоды и фрукты раньше приобретают окраску зрелости (краснеют, желтеют) с
южной стороны;
 летом почва около больших камней, строений, деревьев и кустов более сухая с
южной стороны, что можно определить на ощупь;
 снег быстрее подтаивает на южных склонах, в результате подтаивания на снегу
образуются зазубрины - "шипы", направленные на юг;
 просеки в больших лесных массивах, как правило, ориентируются в направлении
север - юг и запад - восток;
 цветы подсолнечника всегда поворачиваются за солнцем и никогда не смотрят на
север;
 перелетные птицы весной летят на север, а осенью на юг;
 белка устраивает свое жилище только в дуплах, расположенных с
противоположной стороны господствующих ветров и др.
Подобных примет в литературе описано достаточное количество, однако, серьезных
исследований достоверности этих гипотез очень немного. Данное противоречие рассматривается
нами как проблема нашего исследования.
Объект нашего исследования: гипотезы ориентирования на местности по природным
объектам без компаса.
Предмет нашего исследования: достоверность некоторых гипотез-примет определения сторон
света на местности без использования инструментов.
Цель работы: изучение и проверка достоверности неинструментальных методов определения
сторон света на местности.
Задачи исследовательской работы:
1) определить достоверность гипотезы о расположении лишайников и мхов на
деревьях по отношению к сторонам света;
2) определить достоверность гипотезы о расположении пятен на коре берез по
отношению к сторонам света;
3) определить достоверность гипотезы о расположении опорных муравейников и
особенностей крутизны их склонов по отношению к сторонам света;
4)
определить достоверность гипотезы о форме кроны лиственных деревьев;
5) выявить осведомленность учащихся нашей летней экспедиции
о методах
ориентирования на местности без компаса.
Теоретическая значимость результатов исследовательской работы заключается в том, что она
позволяет использовать знания особенностей природных объектов в повседневной жизни, в
частности для определения своего местоположения в критической ситуации и сохранения
здоровья.
Практическая ценность нашей работы связана с возможностью использования результатов и
методики исследований в практике туристической и эколого- краеведческой работы с учащимися.
ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЛОК
Приложение №1
МАСТЕРСКОЙ
ХУСНУТДИНОВОЙ Л.Б.
«Изучение достоверности неинструментальных методов ориентирования на
местности»
Гипотезы, связанные с определением
сторон света:

у отдельно стоящих деревьев с южной
стороны крона гуще и ветви длиннее.

кора большинства деревьев грубее на
северной стороне, тоньше,
эластичнее (у березы – светлее) – на
южной;

у сосны вторичная (бурая,
потрескавшаяся) кора на северной
стороне поднимается выше по
стволу;

с северной стороны деревья, камни,
деревянные, черепичные и шиферные
кровли раньше и обильнее
покрываются лишайниками,
грибками;

на деревьях хвойных пород смола более
обильно накапливается с южной
стороны;

муравейники располагаются с южной
стороны деревьев, пней и кустов;
кроме того, южный скат
муравейников пологий, а северный –
крутой;

весной травяной покров более развит
на северных окраинах полян,
прогреваемых солнечными лучами; в
жаркий период лета – на южных,
затененных;

ягоды и фрукты раньше приобретают
окраску зрелости (краснеют,
желтеют) с южной стороны;

летом почва около больших камней,
строений, деревьев и кустов более
сухая с южной стороны, что можно
определить на ощупь;

снег быстрее подтаивает на южных
склонах, в результате подтаивания на
снегу образуются зазубрины - "шипы",
Необходимая информация
Растительному и животному миру свойственны некоторые
особенности, которые можно использовать для определения
сторон горизонта. Однако ориентирование по растениям и
животным менее надежно, чем простейшие астрономические
приемы, поэтому пользоваться ими можно только в крайних
случаях, например, в пасмурную погоду, когда не видно ни
Солнца, ни звезд.
Многие приемы ориентирования получили широкую
известность, хотя в их основу положены ошибочные
представления.
В литературе имеются рекомендации по определению
сторон горизонта по кроне деревьев и их годичным кольцам.
Но указание на то, что крона деревьев с южной стороны
пышнее, а годичные кольца прироста древесины на пне
спиленного дерева с юга шире, чем с севера, не всегда
подтверждается.
На самом деле ветки деревьев в лесу развиваются в
сторону свободного места, а вовсе не к югу. Дело в том, что в
глухом лесу деревья своей тенью закрывают соседние деревья,
находящиеся на севере от них. Поэтому более длинные и густые
ветки в середине леса могут быть направлены не только на юг,
но и на север, восток, запад, т.е. туда, где больше свободного
места. В связи с этим и ежегодный прирост очередного слоя
древесины образуется с той стороны, с которой дерево лучше
развивается. А значит, не обязательно с южной стороны. И если
еще учесть то, что на развитие кроны деревьев, а также на
ширину прироста древесины постоянно влияет направление
ветров, влага, то вывод ясен. Оказывается, ширина колец
неравномерна не только по горизонтали, но и по вертикали.
Изменение расположения годичных колец можно увидеть, если
пилить дерево на различной высоте от земли.
Но приведенные выше факты не могут быть верными
для всех районов страны. Исключением может быть Север, где
тепла и света от солнца значительно меньше, чем влаги, и где
деревья развиваются лучше в сторону юга. В средних широтах
умеренного климата только по деревьям, стоящим на открытом
месте, можно определить направление север – юг.
Теперь обратимся к более надежным способам
ориентирования по растениям. Мхи и лишайники на коре
деревьев сосредоточены преимущественно на северной стороне.
Сравнивая несколько деревьев, можно по этому признаку
довольно точно определить линию север-юг. Стремление мхов и
лишайников развиваться в тени позволяет использовать для
ориентирования не только деревья, но и старые деревянные
строения, большие камни, скалы и т. п. На всех этих предметах
мхи и лишайники растут преимущественно с северной стороны.
Другим неплохим ориентиром может служить кора
деревьев, которая обычно с северной стороны бывает грубее и
темнее, чем с южной. Особенно это хорошо заметно на березе.
Но этим признаком можно пользоваться. Наблюдая окраску
коры не одного дерева, а нескольких.
После дождя стволы сосен обычно чернеют с севера.
Это вызвано тем, что на коре сосны развита тонкая вторичная
корка, которая образуется раньше, на теневой стороне ствола и
заходит по ней выше, чем по южной. Корка во время дождя
набухает и темнеет.
Если нет дождя, а стоит жаркая погода, то сосны и ели
и в этом случае могут служить ориентиром. Надо только
направленные на юг;

просеки в больших лесных массивах,
как правило, ориентируются в
направлении север - юг и запад восток;

цветы подсолнечника всегда
поворачиваются за солнцем и никогда
не смотрят на север;

перелетные птицы весной летят на
север, а осенью на юг;

белка устраивает свое жилище
только в дуплах, расположенных с
противоположной стороны
господствующих ветров и др.
внимательно присмотреться, с какой стороны ствола выделяется
больше смолы. Эта сторона всегда будет южной.
Не менее точную информацию по определению сторон
горизонта дают грибы. Следует помнить, что они растут
преимущественно с северной стороны деревьев, пней, кустов, на
южной стороне и, особенно в сухую погоду, их почти не бывает.
Ориентированные на юг ягоды в лесу раньше
приобретают окраску, дозревают быстрее с южной стороны
кочек на болотах.
Весной снег быстрее тает на склонах оврагов, лощин,
выемок, обращенных к югу. Трава весной выше и гуще с южной
стороны отдельных камней, построек, опушек леса, а летом при
длительной жаре остается более зеленой с северной стороны.
Стороны горизонта даже в пасмурную погоду поможет
определить цветущий подсолнечник, корзинка которого ранним
утром обращена на восток, а в полдень – строго на юг, вечером
– на запад. Ночью головка растения занимает вертикальное
положение.
Изучение повадок животных нередко дает интересный
материал для ориентирования, хотя при этом требуется еще
более осторожный подход, чем при ориентировании по
растениям. Вот некоторые сведения об особенностях поведения
животных.
Белка устраивает свое жилище только в дуплах,
расположенных с противоположной стороны господствующих
ветров.
Муравьи устраивают свои жилища почти всегда к югу
от ближайших деревьев, пней и кустов. Южная сторона
муравейника более пологая, чем северная.
Степные пчелы строят свои жилища из очень прочного
материала. Их гнезда помещаются на камнях или на стенах,
обращенных всегда к югу, и похожи на комки грязи,
отброшенные колесами повозок или лошадиными копытами.
Трехпалые чайки, или моевки, гнездятся по скалам
многочисленными стаями, причем их гнезда всегда
расположены на западных и северо-западных берегах островов.
В культурном лесу просеки прорубаются по линиям:
север-юг (основные), восток-запад (поперечные). Кварталы
нумеруют с запада на восток и с севера на юг, поэтому первый
квартал находится в северо-западном углу, а последний в юговосточном. На столбе на пересечениях квадратов в верхней
части цифры – нумерации противолежащего квадрата. Ребро
столба между двумя гранями с наименьшими цифрами
показывает направление на север.
В населенных пунктах мхи и лишайники растут на
серенных сторонах деревянных крыш. Доски фронтов с
северной стороны домов темнее и нередко даже покрыты
лишайниками. Алтари православных церквей и часовен
повернуты на восток. Кресты на куполах стоят в направлении
север – юг. Приподнятый конец нижней перекладины обращен к
северу.
В туристических путешествиях может возникнуть
необходимость
ориентирования
во
времени.
Можно
ориентироваться птицам. Следует помнить, что зяблик
пробуждается около 1ч-1 ч 30 мин ночи, малиновка – около 2-3
ч утра, перепел – около 3 ч утра, дрозд – около 4 ч утра, воробей
– около 5-6 ч утра.
МЕТОДИЧЕСКИЙ БЛОК
Приложение №2
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
№ Гипотезы
п/п
1
С северной стороны деревья,
камни, деревянные,
черепичные и шиферные
кровли раньше и обильнее
покрываются лишайниками,
грибками. Для оценки
густоты лишайников
использовалась методика
измерения относительной
численности лишайников
(Пчелкин А.В., Боголюбов
А.С., 1997)
2
Гипотеза о расположении
пятен на коре берез
Пошаговое определение
достоверности гипотезы
Проективное покрытие лишайников
на стволах деревьев, т.е. измерение
процентной площади, покрытой
лишайниками, к площади, свободной
от лишайников, определялось нами с
помощью палетки. Палетка
представляет собой прозрачную
пленку, разделенную на квадраты
размером 1х1 см, наружный размер
палетки – 10х10 см. Процедура
измерений следующая: палетку
накладывают на ствол дерева и
фиксируют булавками. Палетка
накладывалась на высоте около 120
см от земли. Подсчет лишайников на
каждом участке ствола дерева
производят следующим образом.
Сначала считают число квадратов, в
которых лишайники занимают на глаз
больше половины площади квадрата
(а), условно приписывая им покрытие,
равное 100%. Затем подсчитывают
число квадратов, в которых
лишайники занимают менее половины
площади квадрата (b), условно
приписывая им покрытие, равное
50%. Общее проективное покрытие в
процентах (R) вычисляют по формуле:
R = (100 а + 50 b) / С, где С – общее
число квадратов палетки (например,
при использовании палетки 10х10 см
с ячейками 1х1 см, С=100). Подсчет
проективного покрытия лишайников
производился четыре раза – с четырех
сторон света.
Фотометодика
При определении проективного покрытия
лишайников обычно пользуются сеточками 10 х
10 см, представляющие собой рамки, на
которые через каждый сантиметр натянуты
продольные и поперечные тонкие проволочки.
Рамку накладывают на ствол дерева и
фиксируют. Затем определяют число (a)
единичных квадратов, в которых лишайники
занимают на глаз больше половины площади
квадрата, и им приписывают покрытие, равное
100 %; определяют число (b) квадратов, в
которых лишайники занимают менее половины
площади квадрата, и им приписывают
покрытие, равное 50 %. Общее покрытие в
процентах вычисляют по формуле (c - число
исследованных площадок):
R = 100 a + 50 b / c.
Определить достоверность гипотезы
о расположении пятен на коре берез,
по отношению к сторонам света,
необходимо
путем визуальной оценки с четырех
сторон ствола. Направления север-юг,
восток-запад определяли с помощью
компаса.
Берёзы встречаются необычные, кора с
каким-то стальным отливом, и черные
метки расползаются пятнами.
3
Муравейники располагаются
с южной стороны деревьев,
пней и кустов; кроме того,
южный скат муравейников
пологий, а северный – крутой.
Месторасположение
муравейников относительно
опоры определяли с помощью
компаса. У всех муравейников
(опорных и безопорных)
вычислялась крутизна северного и
южного склонов. Для этого с
помощью рулетки измерялась
высота муравейника, длина
южного и северного склона. Далее
производились расчеты: (1) sin a
= h  а ; (2) sin b = h  b, где a –
угол между основанием
муравейника и его северной
стороной; b – угол между
основанием муравейника и его
южной стороной; h – высота
муравейника; а – длина северной
стороны муравейника; b – длина
южной стороны муравейника.
Далее полученные значения sin а
и sin b с помощью таблицы
Брадиса переводились в
градусную величину угла.
4
4.А. У отдельно стоящих
деревьев с южной стороны
крона гуще и ветви длиннее.
4.Б.
Кора
большинства
деревьев грубее на северной
стороне, тоньше, эластичнее
(у березы – светлее) – на
южной.
Особенности кроны
лиственных деревьев изучить
визуально, оценивая густоту и
контур кроны, находясь с запада
или востока от дерева. Для
дополнительного изучения
данного параметра необходимо
сфотографировать дерево и
сравнить особенности кроны
северной и южных сторон по
фотографиям.
5
Расположение
мхов
сторонам горизонта
по Определить достоверность гипотезы
о расположении мхов по отношению
к сторонам света, необходимо
путем визуальной оценки с четырех
сторон ствола. Направления север-юг,
восток-запад определить с помощью
компаса.
АНАЛИТИЧЕСКИЙ БЛОК
Приложение №2
Заполнить таблицу по результатам исследования
Гипотезы
С северной стороны деревья, камни, деревянные, черепичные
и шиферные кровли раньше и обильнее покрываются
лишайниками, грибками. Для оценки густоты лишайников
использовалась методика измерения относительной
численности лишайников (Пчелкин А.В., Боголюбов А.С.,
1997)
Гипотеза о расположении пятен на коре берез
Муравейники располагаются с южной стороны деревьев,
пней и кустов; кроме того, южный скат муравейников
пологий, а северный – крутой.
Определение достоверности
гипотезы. Что получилось ?
Заполнение таблицы№1
Заполнение таблицы№2
Заполнение таблицы№3
Уотдельно стоящих деревьев с южной стороны крона гуще и Заполнение таблицы№4
ветви длиннее.
кора большинства деревьев грубее на северной стороне,
тоньше, эластичнее (у березы – светлее) – на южной.
Расположение мхов по сторонам горизонта
Заполнение таблицы№5
Другие гипотезы ( предложение ребят)
-
Результаты анкетирования:
1. Какие способы ориентирования в природе без компаса вам известны? -%
2. Приходилось ли вам использовать эти способы в жизни? -%
3.Как вы считаете, эти способы ориентирования являются достоверными? Ответ
поясните. (почему учащиеся считают приметы достоверными, т.к. об этом слышали на
уроках и от своих родственников, а также потому, что это «народная мудрость»)
Выводы по работе:
Раздаточный материал для учащихся
Таблица №1
Гипотезы
Количество
исследуемых
растений
Процент
проективного
покрытия
лишайников
на стволах
деревьев
(южная
сторона)
Количество
деревьев
Процент
проективного
покрытия
лишайников
на стволах
деревьев
(северная
сторона)
Количество
деревьев
Процент
проективного
покрытия
лишайников
на стволах
деревьев
(восточная
сторона)
Количество
деревьев
Процент
проективного
покрытия
лишайников
на стволах
деревьев
(западная
сторона)
Количество
деревьев
Гипотеза №1
С северной стороны
деревья, камни,
деревянные, черепичные и
шиферные кровли раньше и
обильнее покрываются
лишайниками, грибками.
Вывод (подтвердилась
гипотеза или нет?)
Таблица №2
Гипотезы
Гипотеза №2
Определить
достоверность
гипотезы о
расположении пятен
на коре берез по
отношению к
сторонам горизонта.
Пятна на коре березы
располагаются более
всего с северной
стороны
Вывод
(подтвердилась
гипотеза или нет?)
Количе
ство
исследу
емых
берез
Расположение
черных пятен
на коре по
отношению к
северной
стороне света
Расположение
черных пятен
на коре по
отношению к
южной
стороне света
Расположение
черных пятен
на коре по
отношению к
восточной
стороне света
Расположение
черных пятен
на коре по
отношению к
западной
стороне света
Количество
деревьев
Количество
деревьев
Количество
деревьев
Количество
деревьев
Пятна
располага
ются
равномерн
о по всей
поверхнос
ти коры
Таблица №3
Гипотезы
Количество
исследуемых
муравейников
(опорных
муравейников)
Крутизна их
склонов по
отношению к
южной стороне
света от дерева
Крутизна их
склонов по
отношению к
северной
стороне света от
дерева
Крутизна их
склонов по
отношению к
восточной
стороне света от
дерева
Крутизна их
склонов по
отношению к
западной
стороне света от
дерева
Склон (пологий,
крутой) , угол
наклона(меньше,
больше).
Склон (пологий,
крутой) , угол
наклона(меньше,
больше).
Склон (пологий,
крутой) , угол
наклона(меньше,
больше).
Склон (пологий,
крутой) , угол
наклона(меньше,
больше).
Гипотеза №3
Муравейники
располагаются
с южной
стороны
деревьев, пней
и кустов;
кроме того,
южный скат
муравейников
пологий, а
северный –
крутой
Вывод
(подтвердилась
гипотеза или
нет?)
Средние величины угла наклона сторон муравейника таковы:
угол наклона северной стороны составляетСредние величины угла наклона сторон муравейника таковы: угол наклона южной стороны
составляет-
Таблица №4
Гипотезы
Гипотеза №4.А
А.У отдельно стоящих
деревьев с южной стороны
крона гуще и ветви
Количество
Крона гуще и
исследуемых ветви длиннее
растений
у деревьев с
южной
стороны
(количество)
Крона гуще и
ветви длиннее
у деревьев с
южной
стороны
(количество)
Крона гуще и
ветви длиннее
у деревьев с
южной
стороны
(количество)
Крона гуще и
ветви длиннее
у деревьев с
южной
стороны
(количество)
длиннее.
Гипотеза 4.Б
Количество
Кора грубее
исследуемых или тоньше,
растений
эластичнее
на северной
стороне
Кора грубее
или тоньше,
эластичнее
на южной
стороне
Кора грубее
или тоньше,
эластичнее
на восточной
стороне
Кора грубее
или тоньше,
эластичнее
на западной
стороне
Б.Кора
большинства
деревьев - грубее на
северной стороне, тоньше,
эластичнее (у березы –
светлее) – на южной.
Вывод (подтвердилась
гипотеза или нет?)
Есть ли разница по расположению кроны между лиственными и хвойными
деревьями?
Таблица №5
Гипотезы
Количество
Расположение Расположение
исследуемых мхов на
мхов на
растений
живых
живых
объектах с
объектах с
северной
южной
стороны
стороны
(количество)
(количество)
Расположение
мхов на
живых
объектах с
восточной
стороны
(количество)
Расположение
мхов на
живых
объектах с
западной
стороны
(количество)
Гипотеза №5
Мхи
располагаются на
северной стороне дерева
Вывод (подтвердилась
гипотеза или нет?)
Подготовила:
заместитель директора,
учитель биологии
МКОУ СОШ№4
г Сатка Челябинской области