Деревья и кустарники осенью. Осенние изменения

Я очень люблю бегать по осенней листве, высоко подбрасывая ее ботинками. А моей однокласснице нравится в осеннем парке рисовать деревья в новом наряде. И нам обоим немножечко грустно, оттого что деревья теряют листья.

Почему бывает листопад?

Любой, даже самый маленький листик на дереве испаряет воду. А когда наступают холода, вода в земле замерзает. Листьям не хватает влаги, они засыхают и опадают. А если бы этого не происходило, тогда засыхали бы сами деревья и кустарники.

А представь, как бы ломались ветки с листьями, если бы зимой на них падал снег? Так дерево, сбрасывая листву, защищает себя от повреждений.

Кроме того, листопад защищает организм деревьев от вредных веществ.Ученые установили, что в листьях осенью их больше, чем весной или летом.. Они удаляются из дерева вместе с опавшей листвой и оно засыпает до весны. Ведь ты тоже умываешься перед сном?

Почему листья отрываются?

Осенью, между листом и стеблем осенью образуется особый слой, похожий на пробку. Он не пропускает воду. Клетки этого слоя легко теряют между собой связь и листья отрываются. Они падают на землю и укрывают корни от мороза

Как меняется цвет?

Когда дни становятся короче и холоднее, в листочке начинается разрушение хлорофилла (зеленого красящего вещества).При этом проявляются другие красящие вещества(или пигменты)- - желтого и оранжевого цвета.Ты с ними знаком, они окрашивают морковку в оранжевый цвет.

В красный, темно-вишневый цвет листья превращает другой пигмент. Он же окрашивает редиску, красную капусту, розу и герань Но в отличии от этих растений, появляется он в листьях только после осенних холодов.

У каждого растения свой цвет осенних листьев, а каким он будет - тусклым или ярким зависит от погоды. Самые яркие цвета бывают когда долго холодно, сухо и солнечно.

А как же в теплых странах?

В теплых странах листопад тоже есть. Но только там он происходит не в короткие сроки, а распределяется на весь год и поэтому не так заметен.Там листья могут опадать после засушливых сезонов. Или когда из почек растут новые побеги и им нужно место, которое занимает старый лист.

МКОУ «Михайловская СОШ»

Почему осенью - листопад?

Выполнил:Мельникова Ксения,

МКОУ «Михайловская СОШ».

Руководитель: Плюснина

Елена Николаевна,

МКОУ «Михайловская СОШ»

С. Михайловское Олонецкий район Республика Карелия

Введение 3 стр.

1.Объект и методы исследования 4стр.

2.Литературный обзор 4 стр.

3.Результаты работы 5 стр.

3.1. Дневник наблюдений 5 стр.

3.2. Эксперимент 6 стр.

4.Заключение и выводы 6 стр.

Список литературы 7 стр.

Приложение 8 стр.

Введение.

Осень. До морозов ещё далеко, а деревья уже готовятся сбрасывать листву. Почему? Мне захотелось об этом узнать. Я решила провести исследование по теме « Почему осенью - листопад?».

Гипотезы:

Листья за лето «изнашиваются»

Сбрасывают листву, чтобы спасти ветки от тяжести снега на них

Цель работы : изучение листопада.

Задачи:

ü выяснить причины листопада;

ü узнать, как происходит листопад и почему листья меняют свой цвет,

ü провести эксперимент и наблюдения в природе.

1.Объект и методы исследования.

Место исследования : Олонецкий р., с. Михайловское

Предмет исследования : деревья

Объект исследования : листья

Методы : наблюдение, описание, сбор информации, анализ, эксперимент

2.Литературный обзор.

Оказывается, в листьях происходят удивительные превращения.

Сначала листья начинают желтеть. Кто в них добавляет жёлтую краску?

Удивительно, но жёлтый цвет находится в листьях всегда, только летом жёлтый цвет не виден. Он забивается более сильным - зелёным. Зелёный цвет придаёт листьям хлорофилловые зёрнышки. Зёрнышки, как заводики, делают строительный материал для новых веток и почек, корешков из газа, воды, минеральных солей. Но зелёным заводикам нужна энергия, которую даёт солнышко. С утра до вечера летом ловят они свет. Это летние превращения.

Наступает осень. Дни короче, ночи длиннее. Света растения получают меньше. Зелёные зёрнышки - заводики из-за этого разрушаются, остаются жёлтые зёрнышки. Лист желтеет. Это осенние превращения.

Но ведь листья осенью не только жёлтые, а и красные, багровые, фиолетовые! Почему?

Это зависит от того, какого цвета зёрнышки находится в листе.

Листья каких деревьев опадают зелёными? Ольхи и сирени.

В листьях этих деревьев нет других зёрнышек, кроме зелёных хлорофилловых.

Зачем деревья сбрасывают листву?

1 причина листопада:

Летом листья сочные, потому что всегда наполнены водой. Зимой столько влаги не получишь! Нет у дерева листьев - не надо столько воды из холодной земли корнями добывать.

2 причина листопада:

Излишки минеральных солей использовались не полностью деревом за лето и накопились в листиках, как зола в печке. Если бы листья не опадали, то дерево отравило бы себя этими веществами.

3 причина листопада:

Это защита тонких веток от тяжести выпавшего снега.

3.Результаты работы.

3.1. Дневник наблюдений.

	Выбор темы для исследования, объекта. Обоснование.	Тема: «Почему осенью листопад?»
11 cентября	Постановка цели, задач. Выбор методов.
	Фотосъёмка деревьев. Наблюдение. Постановка эксперимента.	Деревья готовятся к листопаду. Листья берёз и осин стали жёлтые. Листья с трудом отрываются от веток.
	Наблюдение за деревьями. Сбор информации. Фоосъёмка	Листья рябины и клёна покраснели. Почему цвет листьев разный?
	Строение листьев (наблюдение через микроскоп) Сбор информации.	В листьях есть хлорофилловые зёрна, поэтому они зелёные. Почему цвет листьев разный?
	Сбор информации. Наблюдение через микроскоп. Фотосъёмка.	В листьях жёлтый цвет присутствует всегда, но забивается более сильным цветом – зелёным.
	Почему цвет одних деревьев не изменяется? Вопрос на засыпку. Сбор информации.	В них кроме хлорофилловых зёрнышек нет других веществ. Это сирень и ольха.
	Продолжение эксперимента. Листья легко отрываются от веток при прикосновении, при дуновении ветра. Наблюдение за листопадом. Фотосъёмка.	Опавшие листья укрывают корни деревьев, защищая от холода.
	Наблюдение за строением листьев. Фотосъёмка. Листья загрязнены. Они в саже от дыма кочегарки.	В основании черешка появился пробковый слой, который отделяет черешок от ветки. При лёгком порыве ветра лист срывается.
	Зачем деревья сбрасываю листву? Постановка проблемы.	Сажа оседает на листьях деревьев,
	Сбор информации. Первая причина листопада.	Деревьям нужно много воды. Зимой столько влаги не получишь. Без листьев - дерево экономит влагу.
	Сбор информации. Вторая причина листопада.	Защита деревьев от отравления излишками минеральных солей.
	Сбор информации. Третья причина листопада.	Защита деревьев от тяжести выпавшего на ветки снега.
	Создание презентации.
	Подведение итогов исследования. Выбор новой темы.

3.2. Эксперимент.

В начале осени я с трудом сорвала листики с деревьев. Черешки листиков были прочно скреплены с ветками. В октябре мне стоило лишь дотронуться до них, как листики сразу стали падать с ветки. Что произошло?

В кабинете биологии я наблюдала за изменениями в листьях через микроскоп (рис. 3).

Оказывается, осенью между черешком листика и веткой образовался пробковый слой, такая перегородка, которая стала отделять лист от ветки (рис.2). Подует ветер, листику не за что держаться, и он полетит. Начинается листопад (рис. 1).

4.Заключение и выводы.

В результате работы я узнала о строении листьев, используя микроскоп.

Мои выводы:

Листья деревьев изменяют свой цвет, потому что они получают меньше солнечного света, который нужен им для работы зелёных хлорофилловых зёрнышек.

Листопад- это защита деревьев в трудное для их жизни зимнее время и от отравления ядовитыми веществами.

Я считаю, что нужно беречь деревья от загрязнения частичками сажи кочегарок и заводов! Она оседает на листьях, мешая чудесным превращениям.

Надеюсь, что моё исследование пригодится мне и другим при изучении окружающего мира, природоведения и биологии.

Список литературы

1. Георгий Граубин «Почему осенью листопад?»

2. Детская энциклопедия «Почемучка»

3. Энциклопедия «Биология для школьников»

4. Материалы Интернет –сайта

Приложение

Рисунок 1: Листопад Рисунок 2: Черешок

Рисунок 3: Работа с микроскопом.

Осенний листопад

Осенний листопад – необычайно яркое и удивительное явление природы, которое поражает красотой. Глядя на облетающие золотые листья, которые стелятся мягкими коврами, непременно возникает вопрос: как устроен этот процесс и почему , собственно, осенью опадают листья?

Многие виды деревьев освобождаются от листьев для выживания в неблагоприятных погодных условиях. В тропиках и субтропиках листва осыпается в начале сухого сезона, в регионах с умеренным климатом деревья теряют листья осенью, когда приближается холодная погода. Деревья, которые сбрасывают листья в определённое время года, известны как лиственные деревья. Деревья, листва которых не опадает, называются вечнозелёными деревьями.

Большинству видов лиственных деревьев присущи широкие листья, которые осыпаются в холодную или засушливую погоду. Вечнозелёные деревья, в отличие от лиственных, растут во влажном, тёплом климате, либо имеют устойчивые к погоде иглы.

: Вечнозелёные деревья сохраняют листья в течение года, поскольку их листва покрыта воском, который защищает от холода, а в их клетках содержатся антифризные химические вещества, которые не дают дереву замерзнуть при низких температурах окружающей среды. Лиственные деревья же, наоборот, очень восприимчивы к холоду.

Вечнозеленые деревья сохраняют листву в течение года

Причины листопада:

• продолжительность светового дня;
• повреждение листьев;
• засушливый климат;
• холодный климат;
• опыление деревьев.

Продолжительность светового дня

Разрушение хлорофилла в листе при сокращении светового дня

Осенью постепенно сокращается продолжительность светового дня. По мере снижения воздействия дневного света в листьях уменьшается производство хлорофилла – зелёного пигмента, с помощью которого растение поглощает солнечный свет и затем превращает его в питательные вещества; и замедляется процесс фотосинтеза (который осуществляется при участии хлорофилла), пока не остановится. В результате этого прекращается выработок сахарозы, которую растения используют в качестве пищи, и, следовательно, ограничивается поступление в дерево элементов питания. Чтобы уменьшить потребность в питательных веществах и противостоять холоду или засухе деревья сбрасывают листву.

: Замечено, что лесные деревья быстрее сбрасывают листву, чем городские. Это связано с тем, что в городе больше освещения, включая искусственное (фонари, свет окон, машин и пр.).

Повреждение листьев

К концу лета листья повреждаются насекомыми, болезнями или общим износом и готовы к обновлению. С приходом осени деревья сталкиваются с низкой температурой окружающей среды, холодными ветрами и другими условиями, которые также повреждают листья. По этим причинам листва опадает. Кроме того, помимо питательных веществ в листьях собираются вредные вещества (метаболиты, излишние минеральные соли). Поэтому, избавляясь от листьев, растение очищается.

Засушливый климат

Лиственные деревья сбрасывают листву в засуху, чтобы избежать высыхания

При жаркой погоде листья испаряют много влаги. Корни дерева, снабжая листья, теряют большое количество воды. Листва хвойных, т. н. вечнозелёных деревьев, не подвергается опаданию, поскольку их иглы, занимая небольшую площадь поверхности, требуют меньше влаги по сравнению с лиственными деревьями. Таким образом, лиственные деревья сбрасывают листву в засушливый период, чтобы уменьшить потребность во влаге и избежать высыхания.

Холодный климат

Осенью деревья, ощущая сокращение дневного света и снижение температуры воздуха, начинают готовиться к холодам. Чтобы сохранить достаточное количество водных и энергетических ресурсов для зимнего периода, растения накапливают питательные вещества и избавляются от листьев. Этот процесс происходит циклически и не несёт вреда для растения. Так начинается осенний листопад.

Накопление питательных веществ

Деревья собирают ценные питательные вещества (нутриенты) из листьев и накапливают их в корнях для дальнейшего применения. Хлорофилл (пигмент, окрашивающий листья в зелёный цвет) первым разлагается на элементы питания. Кстати, в связи с этим листья осенью меняют цвет с зелёного на оранжевый, багровый, золотой.

Отделение листьев от дерева

Отделительный слой клеток отделяет лист от ветки, в результате чего происходит процесс листопада

Листья отсекаются от дерева с помощью отделительного слоя, который образуется в месте, где стебель листа соединяется с веткой, и представляет собой скопление клеток. По мере того, как осенние дни сокращаются, этот слой забивает сосуды на стебле листа, которые перемещают в лист воду, а в дерево – нутриенты. После того, как стебель забивается, слой становится сухим и чешуйчатым и, в результате разложения, отделяет лист от дерева. На месте отпавших листьев весной появляются новые стебли и отрастают листья.

Деревья, избавившись от листьев, входят в состояние анабиоза, которое сравнивается с глубоким сном. В это время растение использует запасы питательных веществ, отложенные летом.

Польза опавших листьев

Опавшая листва продолжает приносить деревьям пользу

Опавшие листья не теряют экологического значения. При разложении их полезные вещества стекаются в почву и кормят будущие поколения растительной и животной жизни. Благодаря этому дерево получает необходимые нутриенты для выращивания новых листьев. Кроме того, слой сброшенных листьев, укрывающий почву, согревает дерево и защищает от промерзания в холодную пору.

Вполне вероятно, что опавшая листва представляет собой главный фактор выживания не только деревьев, но и лесов в целом.

Опыление деревьев

Сбрасывание листьев деревьями также повышает эффективность опыления цветущих растений. Когда на ветках отсутствуют листья, ветряная пыльца распространяется на большие территории и, соответственно, охватывает больше деревьев.

Ответ на вопрос почему осенью опадают листья очевидный: опадание листьев помогает деревьям сохранять энергию и воду , т. е. выполняет энергосберегающую функцию и поддерживает водный баланс в организме растения. Сбрасывание листьев – способ адаптации деревьев к погодным условиям.

Кроме того, опадание листьев на деревьях не зависит исключительно от климатических изменений, это естественный процесс, заложенный природой в биологический цикл (комнатные растения также сбрасывают листья), который помогает им обновляться.

Происходит каждую осень, знает каждый. А вот почему деревья теряют свой пышный наряд? Ответ на этот вопрос вы найдете в нашей статье.

Что такое листопад?

О листопаде есть даже сказка. В ней рассказывается о том, что раньше все растения были вечнозелеными. Однажды наступили холода, и все животные отправились в теплые края. И только маленькая птичка с раненым крылом не смогла этого сделать. С просьбой о помощи она обратилась к деревьям. Но они были слишком заняты. Только ель и сосна не отказали ей, укрыв от холода в своих ветвях. А можжевельник угостил ягодами. В наказание Мороз велел ветру сорвать на зиму листву с безразличных деревьев.

Явление, которое мы рассматриваем, всегда является признаком приближающихся холодов. Это касается лишь растений, которые произрастают в условиях умеренного пояса с четкой сменой времен года. Однако тропические представители данного царства также сбрасывают листву. Происходит это обычно перед засухой.

Что такое листопад? Это циклическое явление в жизни растений. Оно может быть связано с различными неблагоприятными условиями, кроме холодов и засухи. Например, это может свидетельствовать о механическом повреждении, поражении вирусной инфекцией или атмосферными токсинами. Таким образом, сбрасывание листвы - защитная реакция растения.

Причины листопада

Так почему же растениям приходится периодически менять свое зеленое одеяние и какие метаморфозы сопровождают этот процесс? Перед тем как начнется листопад, листья всегда меняют свою окраску. Это происходит вследствие превращения пластид. Хлоропласты содержат пигмент под названием хлорофилл, который и делает листья зелеными. Именно в них происходит процесс фотосинтеза, одним из условий которого является наличие воды.

При наступлении неблагоприятных условий в основании листа происходит формирование пробки. Она препятствует поступлению воды в лист. Фотосинтез становится невозможен, вследствие чего хлорофилл разрушается. А вот другие пигменты начинают проявляться, и листья приобретают красный, желтый, оранжевый или багряный цвет. Деревья и кустарники как будто меняют свой наряд.

Пробковая ткань, расположенная в основании листовой пластинки, делает это место хрупким. Даже небольшой ветер может заставить черешок оторваться от стебля.

Листопадные растения

А что такое листопад с точки зрения физиологии? Это необходимая защита от излишней потери влаги. Поскольку поверхность листовой пластинки является основой транспирации, растение просто избавляется от нее. Вода очень необходима растению для переживания холодного периода, поэтому терять ее не имеет смысла.

Практически все покрытосеменные являются листопадными. Но есть и исключения. К брусники, багульника, вереска сохраняют листья. Для этого у них есть другие приспособления для защиты от потери воды. Так, на нижней стороне листьев брусники расположены небольшие ямочки, стенки которых содержат слизистое вещество, поглощающее воду. Процесс испарения воды у багульника предотвращают эфирные масла. Они заполняют специальные ходы в листьях этого растения.

Вечная зелень

Но есть растения, которые и вовсе не знают, что такое листопад. К ним относятся практически все представители отдела Голосеменные. "Зимой и летом - одним цветом" - эта знакомая всем с детства загадка именно о них. Листья голосеменных называются хвоинками. Они очень узкие, поэтому испарение воды с их поверхности незначительно.

Свою листву вечнозеленые деревья теряют только по мере ее старения. В среднем это происходит через 4-5 лет. А у остистой сосны хвоинки могут функционировать более 40 лет. Единственным голосеменным, которое меняет свой покров при смене сезона, является лиственница.

Итак, листопад является биологическим процессом, который имеет важное защитное значение в жизни растений. Он может быть связан со сменой сезона, повреждением их органов или наступлением неблагоприятного периода.

Перед тем как погрузиться в зимний сон природа дарит нам удивительное разнообразие красок, как будто давая возможность насладиться своим пышным увяданием. И как приятно, испытывая легкую грусть, пройтись в парке по шуршащей золотой и багряной листве. Осень – пора листопада. Любой ребенок скажет, что осенью листья желтеют и опадают с деревьев. И будет абсолютно прав. Так почему же осенью деревья меняют свой зеленый наряд и сбрасывают листья?

Природой все устроено мудро и у нее на все свой черед. После весеннего пробуждения и летнего расцвета природе нужен отдых. Поэтому осенью деревья готовятся к зимнему сну. С уменьшением светового дня постепенно прекращается процесс фотосинтеза. Другими словами, растение получает все меньше питательных веществ, и его жизнедеятельность постепенно замирает. А с разрушением зеленого пигмента хлорофилла (без которого фотосинтез невозможен) на листьях становятся видны и другие пигменты – желтый ксантофилл, оранжевый каротин и красный антоциан. Именно они придают осенним листьям такую окраску. Правда, не все деревья окрашиваются в багряные тона. Багрянец присущ в основном кленам и осинам, а липы, дубы, березы лишены красных оттенков, они отливают золотом. Причем активное образование антоциана происходит именно поздней осенью, когда значительно снижена температура воздуха и хлорофилл в листьях почти полностью разрушен. А с ольхи и сирени, например, листва так и упадет зеленой, независимо от погоды. В их листьях, кроме хлорофилла, других красящих пигментов нет.

Но, казалось бы, зачем дереву тратить силы на синтез нового пигмента в листьях, которые все равно опадут. Оказывается, антоцианы помогают листьям подольше продержаться на дереве, а дереву, в свою очередь, запасти на зиму больше питательных веществ. Ведь листья к осени накапливают в себе большое количество питательных веществ и минеральных солей.

Но, помимо полезных веществ, в листьях накапливается и много вредных метаболитов (продуктов жизнедеятельности растения) и лишних минеральных солей, которые только вредят здоровью дерева. Поэтому полезные вещества дерево себе забирает, а от вредных веществ и лишних солей избавляется, сбрасывая листву.

Еще одна причина, по которой дерево сбрасывает листья, состоит в том, что через поверхность листа испаряется много влаги, необходимой дереву. Весной и летом это не так страшно, ведь идут дожди. А зимой корни дерева не смогут её восполнить, так как извлечь влагу из промерзшей почвы очень затруднительно. Поэтому, сбрасывая листву, дерево спасает себя от засыхания в зимнюю стужу, а, следовательно, от гибели.

Наверное, все обращали внимание на то, что после сильных снегопадов ветки деревьев сильно склоняются к земле под тяжестью снега. А некоторые ветки из-за этого даже ломаются. А если бы зимой на деревьях оставались еще и листья, то снега на ветвях оставалось бы гораздо больше из-за большой поверхности листа. Поэтому, сбрасывая листья, деревья защищают себя еще и от механических повреждений, которые могут произойти под напором большой массы снега.

Как видим, осенний листопад – вполне естественное и жизненно необходимое природное явление. Если бы деревья не сбрасывали осенью листья, они бы зимой попросту погибли.

Кстати, в опавших листьях остается много углеводов и минеральных веществ, которые очень полезны для почвы. Поэтому они являются хорошим удобрением, благодаря которому лесные почвы обогащаются перегноем и приобретают ряд ценных свойств.

Следует добавить, что процесс расставания с листьями происходит у деревьев совершенно безболезненно. Подготовка к листопаду начинается еще в конце лета. Для этого у основания листа образуется специальный пробковый слой. Его клетки имеют гладкие стенки и легко отделяются друг от друга. К началу листопада связь между клетками этого отделяющего слоя нарушается, и лист висит на дереве только благодаря тоненьким сосудистым пучкам, которые соединяют его с веткой. И уже при небольшом порыве ветра эта непрочная связь обрывается и лист, медленно кружась, падает на землю. Часто можно наблюдать, как, не выдерживая своей тяжести, листья опадают даже в тихую безветренную погоду. А на месте рубца от оторвавшегося листа на дереве образуется новый защитный пробковый слой.

Вот так объясняет это наука. А некоторые утверждают, что листья желтеют от старости, а краснеют от увиденного.