1. Теоретическое обоснование выбора метода исследования и

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
РОСТОВСКАЯ ОБЛАСТЬ
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №49
г. Шахты Ростовской области
(МБОУ СОШ №49 г.Шахты)
_______346535, ул. Кошевого, 17а, г.Шахты, Ростовская область тел./факс 28-19-50 e-mail: [email protected]_
Номинация: научно-исследовательская работа
Тема: «Оценка экологического состояния местности по
интегральным характеристикам асимметрии листьев»
Автор работы:
Константинов Николай Юрьевич, 11 А класс
Руководитель:
Константинова Елена Евгеньевна,
учитель географии
г. Шахты
2013г.
2
Оглавление
Введение
3
1. Теоретическое обоснование выбора метода исследования и
участков исследования.
5
2. Практический этап. Сбор и обработка полевого материала.
7
3. Итоги исследования.
9
Заключение
11
Литература
12
3
Введение
Проблема экологического состояния окружающей среды – одна из глобальных проблем человечества. Она волнует каждого, так как, прежде всего,
сказывается на состоянии здоровья человека. Мы проживаем в местности, где
велась добыча каменного угля, где происходило и происходит комплексное загрязнение природы.
Актуальность исследования выбранной темы обусловлена тем, что при изучении географии Ростовской области в 9 классе, я столкнулся с проблемой отсутствия информации об экологическом состоянии бывшего поселка Аютинский. По данным журнала «Экологический вестник Дона» известно, что наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в г. Шахты проводятся на одной
станции ГУ «РЦГП-Р», расположенной в центре жилого района вблизи автомагистрали, а данных о загрязнении по территории бывших поселков отсутствуют.
Объектом исследования является загрязнение окружающей среды на территории бывшего п. Аютинский г. Шахты.
Предмет исследования: показатели флуктуирующей асимметрии листьев ясеня.
Гипотеза: наличие горящих терриконов и федеральной трассы М4 приводит к
значительной антропогенной нагрузке на окружающую природу.
Цель: оценить экологическое состояние окружающей среды на территории
бывшего п. Аютинский г. Шахты методом биоиндикации.
Задачи:
1. Изучить литературу по методам биоиндикации (флуктуирующая асимметрия листьев деревьев).
2. Определить участки исследования и провести сбор полевого материала.
3. Обработать собранный материал.
4. Подвести итоги исследования и сделать выводы об уровне загрязнения территории.
4
Методами исследования являлись: сбор полевого материала, измерение асимметрии листьев, математическая обработка данных с помощью программы Microsoft Excel, сравнительный анализ данных.
Практическая значимость представленного исследования заключается в возможности применения его результатов при изучении таких предметов как биология и география.
5
1. Теоретическое обоснование выбора метода исследования и участков исследования.
В основу методики, используемой при выполнении данной исследовательской
работы, положена теория «стабильности развития» («морфогенетического
гомеостаза»),
разработанная
российскими
учеными
А.В.Яблоковым,
В.М.Захаровым и др. в процессе исследований последствий радиоактивного заражения, в том числе после Чернобыльской аварии. Эти ученые доказали, что
стрессирующие воздействия различного типа вызывают в живых организмах
изменения гомеостаза (стабильности) развития, которые могут быть оценены
по нарушению морфогенетических процессов. [А.С. Боголюбов, 2002] Инструментальные методы измерения загрязнения окружающей среды не всегда доступны. Они показывают комплексное представление об изменении окружающей среды при условии регулярных замеров, зависят от погодных условий,
наличия реактивов, и дают показатели только по отдельным загрязняющим веществам. Методы же биоиндикации более доступны и просты, их преимущество в том, что они показывают влияние всех воздействий на биологический
организм и дают более точную информацию об антропогенной нагрузке. Сущность метода заключается в том, что при нормальных условиях у любых билатеральных организмов асимметричность минимальна, но, чем большим воздействиям подвергается организм, тем больше наблюдается флуктуирующая асимметрия – ненаправленные различия между правой и левой сторонами структур.
Показатели загрязнения окружающей среды будут более точными, если сбор
полевого материала проводить несколько раз в разное время или в разных точках, чтобы можно было сравнить. Участками исследования были определены
следующие территории:
1. Участок №1 – лесной участок между бывшими поселками Аютинский и Таловый, находящийся в 1 км от горящего террикона.
2. Участок №2 – лесной участок в районе бывшей шахты №13.
3. Участок №3 – балка в районе школы №49.
6
4. Участок №4 – участок лесополосы в районе Краснодарского переулка вблизи федеральной трассы М4.
Изучив видовой состав древесной растительности, я решил исследовать изменения асимметричности листьев ясеня как наиболее встречающегося дерева на
выбранных мною участках.
7
2. Практический этап. Сбор и обработка полевого материала.
Срок проведения исследования - сентябрь – после прекращения интенсивного роста листьев. Сбор листьев осуществлялся согласно методике: с 10
деревьев, отстоящих друг от друга примерно на 10 метров, было собрано по 10
листьев с нижней кроны каждого дерева. Таким образом, с каждого участка собрано чуть больше 100 листьев. Обработка материала проводилась в течение 3х недель. В процессе обработки собранного материала использовались линейка,
циркуль-измеритель и транспортир. С каждого листа были сняты показатели по
5-ти признакам с левой и правой половинки листа:
1 - ширина половинки листа;
2 - длина второй жилки второго порядка от
основания листа;
3 - расстояние между основаниями первой
и второй жилок второго порядка;
4 - расстояние между концами этих жилок;
5 - угол между главной жилкой и второй от
основания жилкой второго порядка.
Рис. 1. Параметры листа березы. [А.С. Боголюбов, 2002]
Данные сразу заносились в таблицу (приложение 1). Далее я провел расчеты на
относительное различие между значениями на каждый признак для каждого листа, затем на нахождение среднего относительного различия на каждый из пяти
признаков и среднее арифметическое (приложение 2).
Относительное различие между значениями признака слева и справа для каждого признака находится по формуле,
Хл - Хп
Y1= Хл + Хп
где Y1 - первый при-
8
знак, затем находится значение среднего относительного различия между сто
ронами на признак для каждого листа (Z):
Z=
Y1 + Y2 + Y3+ Y4+ Y5
N
,
где Y1 + Y2 + Y3+ Y4+ Y5 - сумма относительных различий, а N - число признаков. Третьим действием вычисляется среднее относительное различие на признак для всей выборки с каждого участка (Х), для чего все значения Z складывают и делят на число этих значений
Х=
∑Z
n
[А.С. Боголюбов, 2002]
9
3. Итоги исследования.
Анализ статистических данных (диаграмма 1) и шкалы отклонения от нормы
(таблица 1) [Захаров В.М., Крысанов Е.Ю., 1996] показывает, что территория
рядом с горящим терриконом бывшей шахты №13 испытывает наибольшее антропогенное загрязнение - степень асимметрии листьев составляет 0,083, что
соответствует критическому уровню ›5 баллов. Площадка №1, находящаяся на
удалении 1 км от площадки №2 в восточном направлении испытывает меньшую нагрузку и имеет степень асимметричности 4 балла. Площадка №4, также
имеет критический уровень загрязнения, так как находится в непосредственной
близости с автомобильной трассой федерального значения с напряженным
движением. Относительно благополучное положение наблюдается в районе
площадки № 3 – 3 балла по степени асимметричности. Это можно объяснить
равным удалением территории от мест наибольшего загрязнения.
Диаграмма 1.
значене показателя асимметричности
Степень флуктурирующей асимметрии
листьев ясеня
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0
№1
№2
№3
№4
номер площадки
Таблица 1.
Балл
Значение показателя асимметричности организма
1 балл
До 0,055
2 балла
0,055-0,060
3 балла
0,060-0,065
10
4балла
0,065-0,070
5баллов
более 0,07
Примечание: для данного показателя разработана пятибалльная шкала отклонения от нормы, в которой 1 балл – условная норма, а 5баллов – критическое состояние. [А.С. Боголюбов, 2002]
11
Заключение.
В результате проделанной работы были отработаны практические навыки
одного из биоиндикационных методов оценки окружающей среды, получены
объективные данные о состоянии окружающей среды. Сделаны следующие выводы:
1. Экологическое состояние окружающей природной среды в поселке остается
неблагополучным.
2. Основными загрязнителями являются горящие терриконы бывшей шахты
№13 и федеральная трасса М4.
3. Для получения более объективной информации необходимо проводить систематический мониторинг уровня загрязненности территории желательно с
использованием других методов.
Конечно, решить вопрос с горящими терриконами можно только на уровне муниципалитета, но мы должны позаботиться и сами о себе, т.е. делать то, что в
наших силах для поддержания экологического благополучия:
1. Не допускать возгорания рукотворных лесных массивов вблизи территории
- не оставлять не затушенных костров после отдыха на природе.
2. Не сжигать сухую траву и листья деревьев, во избежание дополнительного
загрязнения воздуха.
3. Проводить посадку деревьев вместо вырубленных.
12
Литература
1.
Боголюбов А.С. Методическое пособие по полевой экологии. М.:«Экосистема»,
2002г. (электронная версия).
2.
Экология – География: Словарь-справочник. 9-11 классы. – М.: НЦ ЭНАС, 2002
– 88с.
3.
Экологический вестник Дона. Ростов-на-Дону, 2010г.