Інформація для вчителів
Опис

Сонячне світло у хвойному лісі
Різні типи лісів мають різні кліматичні дані. Температура, вологість та інтенсивність світла залежать не лише від метеорологічних факторів, а й від рослинності.
Але як саме тип лісу впливає на ці параметри?
Додаткова інформація для вчителів (1/5)
Попередні знання

Щільність рослинного покриву лісу визначає частоту проходження сонячного світла і, таким чином, також впливає на температуру. Низька густота рослинності керованого високого лісу (в наших широтах це переважно букові ліси), в свою чергу, додатково впливає на рух вітру в лісі, що, в свою чергу, впливає на вологість.
Принцип

У цьому польовому експерименті ми проводимо вимірювання різних типів лісу в один і той самий день і приблизно в один і той самий час, щоб виключити метеорологічні відхилення, наскільки це можливо.
Додаткова інформація для вчителів (2/5)
Мета навчання

Учні мають зрозуміти, що тип лісу може впливати на температуру, вологість та інтенсивність світла в лісі.
Завдання

Учні використовуватимуть датчики Cobra SMARTsense для вимірювання та реєстрації температури, вологості та інтенсивності світла (освітленості).
Додаткова інформація для вчителів (3/5)
Типи лісів, представлені та виміряні під час експерименту:
- Високостовбурний буковий ліс (рис. 1),
- Молодий бук (рис. 2),
- Посадки ялинок (рис. 3)
- Гірський тропічний ліс в Еквадорі (рис. 4).
- Дані перших трьох згаданих лісів були зареєстровані одночасно, останній приклад слугує тільки для ілюстрації природної лісової екосистеми.

1

3

2

4
Додаткова інформація для вчителів (4/5)
Результати чітко показують світлий градієнт, який постійно зменшується від високогірного букового лісу до тропічного лісу (таблиця, перший рядок). У високогірному буковому лісі переважають високі дерева, які утворюють полог, але при цьому пропускають багато світла, на відміну від більш густої рослинності молодняка. Відповідно, може утворюватися і трав'яний шар. Як і очікувалося, монокультура ялини ще темніша, оскільки дерева посаджені близько одне до одного і світло майже не проникає донизу. Тропічний гірський дощовий ліс майже не має трав'яного шару на землі, а лише під пологом (епіфітизм).
| Виміряна величина | буковий ліс | молодий бук | плантація ялини | гірський тропічний ліс |
| Інтенсивність світла (лк) | 1184 | 848 | 324 | 279 |
| Відносна вологість (%) | 54,8 | 63,0 | 57,6 | 57,5 |
| Температура (°C) | 24,8 | 23,3 | 23,1 | 19,8 |
| Висота над рівнем моря (м) | 394 | 361 | 278 | 2650 |
Додаткова інформація для вчителів (5/5)
Відносна вологість також змінюється в різних типах лісу (таблиця, рядок 2). У букових насадженнях майже немає вітру, і вологість зберігається краще, ніж у більш вітряному і теплому високогірному лісі. У ялиннику взагалі відсутній трав'яний покрив, тому лише ґрунт, який виділяє воду в навколишнє середовище, може впливати на відносну вологість. У тропічному лісі можна було б очікувати вищу вологість. Слід зазначити, що за кілька днів до вимірювання не було дощу, а також те, що ліс розташований на схилі і схильний до сильних вітрів.
На перший погляд, температура (таблиця, рядок 3) також здається занадто низькою для лісу в тропічних широтах. Однак це гірський тропічний ліс на висоті близько 2650 м над рівнем моря. На кожні сто метрів перепаду висот температура зазвичай знижується приблизно на 0,2°C. У європейських типах лісів знову чітко простежується падіння температури від букового лісу до ялицевої плантації, що корелює зі значеннями освітлення.
Інструкції з техніки безпеки

- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація

Коли Ви їдете на велосипеді влітку і заїжджаєте з відкритого поля в тінистий ліс, то часто відчуваєте довкола відносну прохолоду, якщо не холод, і сирість.
Вам, звісно, знайоме це явище, але чому так відбувається насправді?
Сонячне світло у хвойному лісі
Завдання

Вимірюйте температуру, вологість та інтенсивність світла (освітленість) за допомогою датчиків Cobra SMARTsense у різних типах лісів і порівнюйте результати.
Високорослий буковий ліс у період вегетації
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Cobra SMARTsense Temperature - Датчик для вимірювання температури -40 ... 120 °C (Bluetooth) | 12903-00 | 1 |
| 2 | Cobra SMARTsense Light - Датчик для вимірювання освітленості 0 ... 128 кЛк (Bluetooth + USB) | 12906-01 | 1 |
| 3 | Cobra SMARTsense Relative Humidity - Датчик для вимірювання відносної вологості 0 ... 100 % (Bluetooth + USB) | 12931-01 | 1 |
| 4 | measureAPP - безкоштовне програмне забезпечення для вимірювання для всіх пристроїв та операційних систем | 14581-61 | 1 |
Підготовка
Підготовка експерименту
- Переконайтеся, що Bluetooth активовано на мобільному пристрої.
- Увімкніть датчик Cobra SMARTsense , натиснувши кнопку живлення.
- Відкрийте PHYWE measureAPP і виберіть необхідний датчик.

Ялинове насадження з майже відсутнім трав'янистим покривом
Виконання роботи
- Вимірювання проводять у періоду вегетації, в ідеалі - на початку літа.
- Щоб мінімізувати крайові ефекти, заходьте в ліс щонайменше за 25 м від стежки.
- Для забезпечення відтворюваності вимірювання освітленості завжди вимірюйте в одному напрямку (наприклад, завжди на північ) і в горизонтальній площині на висоті приблизно пояса. Вимірюйте значення температури (і вологості) в одному й тому самому місці. Їх легше відтворити, але слід зазначити, що виміряні значення стають постійними лише через деякий час. При повороті датчика вперед і назад, виміряні значення налаштовуються швидше.
- Виміряні значення температури, вологості та інтенсивності світла зчитуються в додатку PHYWE measureAPP. Значення переносяться в таблицю.
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Питання
Питання
Завдання 3
Порівняйте різні результати для різних типів лісу між собою та проінтерпретуйте результати. Потім обговоріть у класі, які наслідки ці результати можуть мати для росту лісу.
