При изучении темы «Рельеф Земли» в начальном курсе физической географии в 6 классе, учащимися данного класса была начата исследовательская работа в форме проекта на тему «Изучение изменения рельефа временными водотоками в условиях южной подтайги» (слайд №1 Презентации 1 - Заставка). Предлагаем разработку урока-презентации результатов проекта.
Организационная часть урока
Учитель
Уважаемые гости! Мы рады приветствовать Вас в нашем пресс-центре! Сегодня мы представляем результаты нашей исследовательской работы по изучению изменений рельефа в окрестностях нашего села под действием временных водотоков. Слово передаю авторам проекта – координатору проекта Ученик 1.
Презентация
Координатор – Ученик 1.
Одним из элементов изменения рельефа под действием внешних сил природы, является процесс образования оврагов. Эти процессы протекают с разной скоростью в зависимости от условий взаимодействия основных компонентов природы: почв, растительности, климата.
Вмешательство хозяйственной деятельности человека может явиться причиной или катализатором эрозии почв. Следствием является появление и развитие обширной овражно-балочной сети.
Перед тем, как продолжить работу разрешите представить старших групп:
технический отдел – Ученик 2,
отдел камеральной обработки – Ученик 3,
отдел графической обработки – Ученик 4.
Слово предоставляю Ученику 4.
Ученик 4
Наше село находится в зоне южной подтайги. Объект исследования расположен на южной окраине нашего села. Он представляет собой интенсивно развивающийся овраг среди живописного участка соснового леса, на левом берегу безымянной речки (рисунок 1).
Овраг образовался в результате эрозионного размыва склона временными водотоками. Склон сложен слабозадернованной подзолистой почвой. Перед Вами сейчас на экране почвенный профиль участка исследования.
Почвенный профиль состоит из 3-х горизонтов (слайд №2):
- верхний А0, толщиной около 5 см. Он состоит из опада трав и хвои,
- ниже В1, толщиной до 12 см, с малым содержанием гумуса, слабо-коричневого цвета,
- и далее В2, песчаный.
В качестве предмета исследования мы определили процесс эрозионного размыва почвы склона. Визуальное наблюдение ведется с августа 2004 года. Учитывая, что к концу осени 2002 года объекта исследования на наблюдаемом участке не существовало, мы определили три цели исследования (слайд №3):
1. Выявление механизма эрозионного размыва,
2. Оценку количественных характеристик размыва.
3. Выявление факторов – причин возникновения оврага.
Координатор – Ученик 1.
Мы предполагаем, что (слайд №4):
- Хозяйственная деятельность человека послужила причиной образования оврага,
- Направление вектора развития оврага в длину совпадает с траекторией пути волочения строевого леса.
- Лесопосадка в створе развития оврага может остановить рост оврага.
Для достижения поставленной цели определились с задачами нашего исследования (слайд №5):
- Выработать методику наблюдения над предметом исследования.
- Проведение регулярных замеров на объекте исследования.
- Осуществить пересадку саженцев сосны
- Определение параметров эрозионного размыва в глубину, ширину за 1 год. Рассчитать объем вынесенного материала.
- Смоделировать механизм эрозии, сделать выводы и дать рекомендации.
С решением первой задачи Вас ознакомит технический отдел.
Ученик 2
Основная причина образования оврага заключается в разрушительной деятельности временных водотоков. Главным образом, при таянии снега весной и после дождей летом и осенью. Процесс образования и развития оврага проявляется в виде физических процессов роста эрозионного вреза в глубину, ширину и длину. Динамику роста можно визуально пронаблюдать. Следовательно, путем регулярных замеров можно оценить их величину.
Измерительные работы проводились в следующие сроки:
- весной после полного таяния снега и схода талых вод
- в конце каждого месяца с июня по октябрь, т.е. всего 5 замеров в течение лета и осени, так как именно в этот период выпадают осадки в виде дождя.
- и один контрольный замер в январе.
С методикой выполнения замеров Вас ознакомит моя коллега Ученик 5.
Ученик 5
Оценку динамики развития оврага можно осуществить путем построения поперечных профилей в постоянных контрольных точках. Для составления профиля поперечного сечения нужно провести комплекс замеров на овраге (слайд №6).
Для измерения глубины использовали рейку, концы которого лежат на бровках оврага. Положение рейки – строго горизонтальное. Поверх рейки вытягивается рулетка. Нуль рулетки совмещается с краем оврага и делается первый замер – это ширина оврага в данной точке.
Полученные данные сразу записываем в дневник замеров (слайд №7).
Дальше определяем количество замеров глубины. Их число равно числу точек изгибов ложбины оврага (слайд №8). В первой точке ставится строго вертикально линейка. Определяется отступ от края оврага по горизонтальной рейке. Потом измеряется глубина оврага в этой точке. Точно также проводим замеры в остальных точках ложбины оврага.
После проведения замеров во всех точках наблюдения, полученные данные остается обработать и построить профили поперечного сечения оврага.
Координатор Ученик 1.
Таким образом, мы ознакомили Вас с теоретическими основами проекта. Далее мы перейдем к конкретным результатам и выводам нашего проекта. Слово предоставляю отделу графической обработки данных. Ребята проанализировали дневники и построили профили поперечного сечения. Вам слово.
Ученик 3
Для оценки динамики роста оврага были заложены шесть контрольных точек. Результаты замеров мы преобразовали в чертежи профилей поперечного сечения ложбины оврага (приложение №2). При построении использовали единый горизонтальный и вертикальный масштаб.
Для сравнения на октябрьские профили 2006 года сделали наложение профилей октября 2005 года. Это позволило проследить изменения в профиле во времени и оценить динамику глубины и ширины оврага.
Итак, прошу обратить внимание на экран. К примеру, перед Вами наложение профилей октября 2005 и 2006 года в контрольной точке № 4 (слайд №9). Напомню, все они построены в едином горизонтальном и вертикальном масштабе. Из наложения сразу заметно изменение профиля оврага за 1 год. Причину мы видим в обильных осадках. 57 суток в течение лета и осени прошедшего 2006 года шли как проливные, так и моросящие дожди.
Для оценки динамики роста оврага в зимнее время мы сравнили профили той же точки за октябрь 2006 и январь 2007 года (слайд № 10). Как видите из наложения, профили почти просто совпали. Таким образом, за зимние месяцы динамику роста оврага мы не обнаружили.
Построенные профили для дальнейшего анализа и расчетов были переданы в отдел камеральной обработки.
Ученик 4
Я хочу обратить внимание на модель механизма развития эрозии. Мы представили его в два этапа (слайд №11). Итак, первый этап водной эрозии. В результате обработки профилей летних месяцев мы выявили, что углубление и расширение оврага происходит в результате вымывания и транспортировки ручьями песчаного грунта почвенного горизонта В2. Фракции песка выносятся по дну оврага в протекающую ниже по склону безымянную речку, которая дальше переносит их в реку Агитку.
Второй этап эрозии (слайд №12). После вымывания образуются свисающиеся бровки. Они через некоторое время под своей тяжестью обрушаются в ложбину оврага (рисунок 2). Их обломочный материал также в течение времени постепенно выносится ручьями. Таким образом, овраг растет по трем векторам эрозии – в ширину, глубину и длину.
Координатор Ученик 1
Уважаемые гости! Таким образом, наша группа провела серию замеров на объекте исследования. Далее мы сделали графическую интерпретацию полученных данных. В результате выполненных действий мы подошли к реализации 4 задачи, которую мы ставили перед проектом. То есть мы сейчас можем определить параметры эрозионного размыва за 1 год. Используем 3-х ступенчатый анализ полученных данных.
Итак, внимание на следующий слайд (слайд №13). Возьмем, например, наложение профилей контрольной точки № 5. Путем простых замеров и расчетов определяем динамику эрозии в ширину для данной точки. Заполняем лист расчета.
Дальше определяем глубину в точках изгиба профиля за последний год. Здесь 5 точек замера глубины. Измерив, полученные данные также заносим в лист расчета. Среднеарифметическое этих глубин и есть средняя величина эрозии в глубины для контрольной точки №5. Точно также определяем среднюю глубину эрозии для других контрольных точек.
После анализа профилей и заполнения всех расчетных листов, мы составили сводную таблицу (слайд №14), содержание, которого характеризует предмет нашего исследования. Извлечение средней величины из средних глубин всех контрольных точек дает показатель эрозии в глубину для оврага в целом. Это – 34, 7 см. Точно также вычисляем среднюю величину эрозии в ширину. Это – 69,3 см.
Еще раз сделаем интерпретацию данных (слайд №15). Итак, мы знаем:
- среднюю глубину эрозии
- среднюю ширину эрозии
- из данных последнего контрольного замера 11 января, мы знаем общую длину оврага. Она составляет 2330 см, или 23,3 метра. Ложбину эрозионного размыва за 1 год сейчас мы можем представить в виде простой геометрической фигуры. Итак, на третьей ступени анализа, мы определяем объем вынесенного водотоками обломочного материала. Она составляет 5 602 974 см3 .
При замерах мы следили и за траекторией направления роста оврага. В результате мы подтвердили свои 1 и 2 гипотезы. Продолжит Лилия.
Ученик 5
В ходе наблюдений выявили, что траектория роста оврага в длину, имеет не случайный вектор. Оказалось, что он совпадает с направлением старой тракторной колеи (рисунок 3), по которой и текут водотоки при таянии снега и после дождей. То есть тракторная колея служит руслом ручьев с выше лежащего водосбора. Мы установили, что весной 2002 года на участке исследования тракторами, путем волочения, транспортировали строевой лес. Гусеницы трактора «сняли» слой дерна на склоне, а волочащиеся хлысты леса углубили колею трактора. Это привело к тому, что обнажился песчаный горизонт подзолистой почвы, масса которого легко вымывается ручьями.
Таким образом, мы считаем, что хозяйственная деятельность человека послужила прямой причиной начала развития оврага. Тракторная колея превратилась в русло временных водотоков после таяния снега и выпадения дождей. Ежегодно потоки воды постепенно углубляют его, и по этой колее прогрессирует исследуемый нами овраг.
Ученик 2
Мы попробовали на объекте исследования поставить эксперимент с саженцами сосны обыкновенной. Мы предполагали, что их корневая система укрепит бровку оврага, и это будет препятствовать обрушению стенки оврага. И таким образом, мы остановим процесс водной эрозии (рисунок 4).
Исходя из этих соображений, в конце сентября 2005 года были пересажены 25 саженцев сосны в шахматном порядке на 2 участках. Первый участок с 15 саженцами располагался сразу перед оврагом на пути его развития. Второй участок – на 35 метров дальше от первого – на краю леса и лесной поляны.
Коэффициент полезного действия лесопосадки на первом участке оказался нулевым, так как овраг за один год вырос в длину на 7,8 метров. Поэтому первый участок с саженцами оказался в зоне эрозионного вреза. Корневая система саженцев не успела укрепиться и большая часть саженцев погибла. На первом участке выжило только 2 саженца, причем один на дне оврага. Поэтому, мы пока не смогли подтвердить свою третью гипотезу. На следующий год планируем продолжить наблюдение на втором участке, где саженцы успешно прижились (рисунок 5).
Координатор Ученик 1
Уважаемые гости!
Таким образом, наша группа после изучения и анализа полученного материала пришла к следующим выводам (слайд №16):
- Процесс эрозионного размыва на наблюдаемом участке является прямым следствием хозяйственной деятельности человека, в нашем случае, транспортировки строевого леса тракторами способом волочения.
- Тракторная колея служит руслом временных водотоков при таянии снега и выпадения дождя и является траекторией развития эрозионного вреза в длину.
- Динамика эрозионного процесса активно протекает весной после таяния снега и летне-осенний сезон при обильном выпадении осадков в виде дождя. В зимнее время процесс водной эрозии прекращается, и овраг находится в состоянии покоя.
- Гипотезу влияния саженцев на рост оврага подтвердить не смогли. Считаем, что требуется дополнительное время для продолжения эксперимента на втором участке саженцев сосны.
Из выводов проекта можем сформулировать рекомендацию для лесничества (слайд №17):
- в летне-осенний период и весной нельзя допускать транспортные средства на участки светлохвойных лесов по берегам Агитки и ее притоков.
- установить шлагбаумы и закрыть проезды в сосновые леса на названных участках.
Все материалы проекта передаем руководителю проекта.
3. Ответы на вопросы
Учитель
Уважаемые гости! Сейчас Вы можете задать вопросы, которые, возможно, у Вас появились по ходу презентации. Ребята постараются ответить на все вопросы.
4. Заключительная часть
Учитель
Уважаемые гости! В оставшееся время Вы можете осмотреть стенды и витрины выставки, где представлены все материалы проекта, фотоальбом, гербарий растений с объекта исследования.