Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
У листяному лісі, окрім дерев приблизно однакової висоти, майже не ростуть інші рослини, якщо тільки це не молоді рослини того ж виду дерев. Цей експеримент показує, як змінюється інтенсивність світла в змішаному дубово-буковому лісі навесні, і які наслідки це має для рослинності.
Додаткова інформація для вчителів (1/6)
Попередні знання
Учні вже мають знати про фотосинтез і принцип дихання рослин. Це також корисно, якщо вони знають, що в лісі існує постійна конкуренція за світло.
Принцип
Учнівимірюють інтенсивність світла в лісі в різний час.
Додаткова інформація для вчителів (2/6)
Мета навчання
Учні мають усвідомити, що з ростом рослинності починається конкуренція за світло. Протягом вегетаційного періоду дедалі менше і менше світла потрапляє на лісову підстилку, рослини там зникають, і лише рослини, що ростуть вище, отримують достатньо світла, щоб здійснювати фотосинтез.
Завдання
Учні вимірюють інтенсивність світла в листяному лісі та одночасно на відкритому майданчику. Із цих значень вони обчислюють коефіцієнт. Вони повторюють ці вимірювання кілька разів протягом вегетаційного періоду та інтерпретують результати.
Додаткова інформація для вчителів (3/6)
Результат (1/2)
Результати, наведені в таблиці, показують, що інтенсивність освітлення різко зменшується зі збільшенням кількості листя. Навіть без листя до розпускання бруньок лише 70% сонячного світла потрапляє на ділянку ґрунту. Через 4 тижні, коли листя повністю розпускається, воно становить лише 10%. Така низька залишкова інтенсивність світла не дозволяє рослинам рости в наземній частині.
Додаткова інформація для вчителів (4/6)
Результат (2/2)
Експеримент можна використати для ілюстрації принципу стратифікації (шаруватості) (шар дерев, шар чагарників, шар трав, шар моху, шар коренів). У мішаному дубово-буковому лісі немає яскраво вираженої стратифікації, але домінує шар дерев. Світло проникає лише навесні, так що в такому лісі не може розвиватися ні шар чагарників, ні навіть трав'яний шар. У трав'яному ярусі єдиним видом, що зустрічається в мішаному дубово-буковому лісі, є анемона лісова (Anemone nemorosa) - весняний геофіт, який через відсутність конкуренції росте в лісі у вигляді великого килима з квітів. Після розпускання листя на деревах, у нижніх шарах майже немає світла, тому жодні інші види рослин не можуть там постійно розвиватися. Лише там, де листяний покрив крони втратив свою цілісність через вітер або вирубку дерев і утворилися напівпрозорі ділянки, може тимчасово формуватися шар чагарників і багаторічних трав, поки полог лісу не закриється знову через відростання буків і дубів.
Додаткова інформація для вчителів (5/6)
Додаткова інформація (1/2)
Експеримент дає корисні результати лише в тому випадку, якщо учень замислюється над методологією експерименту. Слід враховувати такі чинники, що впливають на вимірювання:
- Розташування вимірювального приладу: завжди в одному і тому ж місці.
- Врахування часу вимірювання: запровадження контрольного вимірювання таким чином, щоб результат вимірювання не залежав від часу доби; контрольне вимірювання проводять за межами лісу в часі, якомога ближчому до вимірювання.
- Коливання сонячного випромінювання під час вимірювань, наприклад, під час проходження хмар або поривів вітру: Формування середнього значення з якомога більшої кількості окремих вимірювань, також для контрольних вимірювань. Для зручності та в інтересах отримання точних результатів вимірювання можуть бути записані на карту пам'яті SD упродовж тривалого періоду часу та оцінені за допомогою функції усередненого значення за допомогою програмного забезпечення.
Додаткова інформація для вчителів (6/6)
Додаткова інформація (2/2)
Завдяки розташуванню датчика освітленості (Cobra SMARTsense Light )вимірюється лише світло, що проникає крізь шар дерев.
За такої самої схеми вимірювання можливі такі додаткові випробування:
- Порівняння умов освітлення в залежності від типу лісу.
Порівняння періоду листопаду різних видів дерев (вимірювання також можливе для поодиноких дерев).
Рослинний килим на 20.04.
Рослинний килим на 11.05.
Інструкції з техніки безпеки
- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
У листяному лісі, окрім дерев приблизно однакової висоти, майже не ростуть інші рослини, якщо тільки це не молоді рослини того ж виду дерев. Цей експеримент показує, як змінюється інтенсивність світла в мішаному дубово-буковому лісі навесні під час розпускання листя,, і які наслідки це має для рослинності.
Експериментальна установка
Завдання
Чому в листяному лісі так мало різних рослин?
Серія вимірювань проводиться навесні, під час розпускання бруньок. Достатньо одного вимірювання на тиждень. Час доби вимірювання не має значення, оскільки крім вимірювання в лісі, проводиться контрольне вимірювання на відкритому повітрі, з якого формується коефіцієнт.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Cobra SMARTsense Light - Датчик для вимірювання освітленості 0 ... 128 кЛк (Bluetooth + USB) | 12906-01 | 1 |
| 2 | measureAPP - безкоштовне програмне забезпечення для вимірювання для всіх пристроїв та операційних систем | 14581-61 | 1 |
Підготовка
- Увімкніть датчик освітленності Cobra SMARTsense (Cobra SMARTsense Light), натиснувши кнопку живлення.
- Переконайтеся, що Bluetooth активовано.
- Відкрийте застосунок PHYWE measure App і виберіть датчик для вимірювання освітлення.
- Виберіть інтенсивність світла (E) як вимірюване значення.
Початок вимірювань
Кінець вимірювань
Виконання роботи
- Датчик розміщують на плоскій поверхні так, щоб його отвір було спрямовано вгору. Важливо, щоб під час подальших вимірювань вимірювальний пристрій завжди знаходився в тому ж місці і під тим же кутом догори.
- Зчитайте виміряне значення (рисунок нижче) і запишіть його.
- Виконайте і запишіть контрольне вимірювання на відкритому повітрі.
- У разі сильних коливань обчисліть середнє значення з кількох окремих вимірювань.
Протокол
Завдання 1
Вставте слова в тексті в потрібне місце На початку ____ періоду ми бачимо в основному трав'янисті рослини на рівні землі. Через ____ листя на деревах, вони отримують достатньо світла для проведення фотосинтезу. Впродовж вегетаційного періоду кількість рослин на ____ зменшується, оскільки все менше і менше світла потрапляє на землю через ____ дерев.
Завдання 2
Питання
Питання