VII Всероссийский конкурс учебно- исследовательских экологических проектов «Человек на Земле» Номинация 02

VII Всероссийский конкурс учебноисследовательских экологических проектов
«Человек на Земле»
Номинация 02
«Экологические проблемы поселений»
МОУ «Кабановская средняя общеобразовательная
школа»
Творческий коллектив – школьная экологическая
лаборатория
Название проекта:
«Оценка степени чистоты воздуха окрестностей
деревни Кабаново посредством биоиндикации»
ФИО руководителей:
Руководитель лаборатории,
зам дир по УВР Гогина Г.В.
Научный консультант – доцент кафедры зоологии и
экологии МГОПИ, кандидат биологических наук
Зыков И.Е.
Год проведения работы 2008
Представление исполнителей
МОУ «Кабановская СОШ»
Московская область, Орехово-Зуевский район,
д. Кабаново 98 142664
Телефон: 8 (496) 418-45-00
e-mail: kabanovoschool@yandex.ru
Руководитель школьной экологической лаборатории (ШЭЛ) – заместитель
директора по УВР Гогина Г.В.
Члены ШЭЛ: Кузьмина Кира, учащаяся 11 класса;
Брызгалина Екатерина, учащаяся 9 класса;
Хапугин Андрей, учащийся 10 класса.
Научный консультант - доцент
кафедры зоологии и экологии
МГОПИ, кандидат
биологических наук Зыков И.Е.
В работе объектами исследования являются растения-индикаторы
(чутко реагируют на изменения состояния окружающей среды, имеют существенные
преимущества перед дорогостоящими и трудоемкими физико-химическими методами
исследования)
Объекты исследования
Эпифитные
лишайники
Хвойные породы (сосна
обыкновенная Pinoideal silvestris)
Листопадные билатеральные
породы (береза бородавчатая
Betula verrucosa)
Лишайники
Чуткие индикаторы загрязнения воздуха, т.к. газообмен и впитывание влаги
происходит свободно через всю поверхность тела. Не избавляются от
пораженных частей тела. Загрязнение воздуха
гибель лишайников
Объекты
исследования
Хвойные породы
Признаки загрязнения воздуха:
хлорозы, некрозы, уменьшение
продолжительности жизни хвои.
Преимущества: круглогодичная
биоиндикация
Листопадные
билатеральные породы
(симметрично организованные)
Различия между правой и левой
половинами листа находятся в прямой
зависимости от наличия в среде
полютантов.
Преимущества: биоиндикация на
больших расстояниях
Информация об изучаемых растениях
Лишайники
Это сложный организм на основе гриба и водоросли, которые приспособились к
сожительству (симбиоз) и образовали качественно новый организм.
Водоросли (отдел зеленые, реже сине-зеленые)
создают органическое вещество. Грибы (класс
сумчатые) снабжают организм водой,
минеральными солями, выполняют защитные
функции.
Гетеромерный таллом
В работе использованы эпифитные
лишайники (встречаются на коре
деревьев)
Информация об изучаемых растениях
Подсемейство сосновые
Это вечнозеленые деревья с длинной узкой хвоей,
мужскими и женскими шишками. Семена с длинной
крылаткой. Шишка созревает на 2-3 год жизни. Растения
широко распространены и имеют ценную древесину
Женские шишки
Побег сосны
Сосна обыкновенная
(Pinus silvestris)
Мужская шишка
Информация об изучаемых растениях
Береза бородавчатая или повислая
Это дерево с простыми цельными листьями, аккуратной
кроной и поникающими ветвями. Кора белая, побеги
бурые, листья треугольно-ромбической формы.
Жилкование листьев перисто-сетчатое.
Соцветия в виде сережек.
береза бородавчатая
(повислая)
Betula verrucosa
Побег березы
Место положение природных объектов исследования
д. В-Гора.
Пл. № 2
№1
№3
№1
№1
Условные
обозначения
№2
школа
лихеноиндикация
хвойные породы
билатеральные породы
Цель исследования
Определение степени чистоты воздуха д. Кабаново и ее окрестностей.
Задачи исследования:
1. Изучение и апробация современных методов биоиндикационного анализа
загрязнения атмосферного воздуха;
2. Внедрение результатов исследования в школьную практику;
3.Обнародывание результатов исследования
Обоснование выбора направления работы
1 год
•Школьная экологическая лаборатория (ШЭЛ)
•Программа работы ШЭЛ
•5-ти летний план работы ШЭЛ
1-3 год
Биоиндикация воздуха, воды, почвы д. Кабаново и
ее окрестностей (выпуск информационных листов)
3-4 год
Создание аналитико-интегральной сводки
состояния окружающей среды д. Кабаново
2-4 год
5 год
5 год
Работа с общественностью
Проведение акции по защите от загрязнения
окружающей среды окрестностей д. Кабаново
Последующий долгосрочный биомониторинг
Методы исследования
I Лихеноиндикация загрязнения окружающей среды (А.В. Пчелкин, А.С. Боголюбов)
Объект мониторинга - эпифитные лишайники.
Наблюдение проводилось за изменением относительной численности лишайников.
План проведения исследования
Заложение 2 площадок (д.
Кабаново, д. Войново-Гора – более
благополучная зона)
С помощью палетки на каждой
площадке проводились измерения
численности лишайников (10
деревьев)
Результаты измерений (с 4-х
сторон света) заносятся в таблицу
Расчет общего проективного
покрытия в процентах
№ уч.
площадк
и
(дерева)
1
2
Число
квадрато
вс
покрытие
м более
50% (а)
Число
квадрато
вс
покрытие
м менее
50 % (b)
Число
пустых
квадрат
ов (О)
Обще
число
квадрат
ов
(С=а
+b+О)
Практическая часть (лихеноиндикация)
Проективное покрытие стволов березы бородавчатой в районе д. Кабаново
Расчет: ППП=10,56%
Проективное покрытие стволов березы бородавчатой в районе д. Войнова Гора
Расчет: ППП=17,4%
Графический анализ результатов (лихеноиндикация)
д. Кабаново
10,56%
д. Войново-Гора
17,4%
Выводы:
1. воздух в д. Кабаново и ее окрестностей нельзя назвать чистым, т.к. площадь
проективного покрытия лишайниками мала и составляет всего 10,56%;
2. по мере удаления от д. Кабаново воздух становится чище (д. Войново-Гора), т.к.
площадь проективного покрытия увеличивается до 17,4%.
Методы исследования
II определение состояния окружающей среды по состоянию
хвои сосны обыкновенной (по С.В. Алексееву и др.)
Неблагополучие газового состава атмосферы определялось по
наличию хлорозов (повреждения хвои) и некрозов (усыхание хвои)
на хвое хвойных растений различной продолжительности жизни
План проведения исследования
Классы
повреждения хвои
Заложение 3-х площадок. (1-2 – д.
Кабаново и окрестности, 1 – д.
Ионово, более благоприятная зона)
Исследование 5-7 молодых сосен
(сбор хвои)
Определение класса повреждения и
усыхания хвои
Определение продолжительности
жизни хвои
Вывод по таблице
1 2 3 2 3 4
Классы усыхания
хвои
Максимальны
й возраст хвои.
Класс повреждения хвои на 2 - ом году жизни.
1
2
3
4
I идеальный
I-II
III норма
3
I
II чистый
III-IV
2,5
II
III
IV тревога
2
-
IV
IV-V опасно
1,5
-
IV
V-VI
1
-
-
VI вредно
Практическая часть (состояние хвои сосны)
Площадка №1 (д. Кабаново)
1 сосна – 4 класс (загрязн. - тревога)
2 сосна – 4 класс
3 сосна – 4 класс
4 сосна – 3 класс (норма)
5 сосна – 4 класс
Площадка № 3 (д. Ионово)
1 сосна – 2 класс
2 сосна – 4 класс
3 сосна – 4 класс
4 сосна – 2 класс
5 сосна – 2 класс
Площадка №2 (д. Кабаново)
1 сосна – 4 класс
2 сосна – 2 класс (норма)
3 сосна – 4 класс
4 сосна – не определен
5 сосна – 4 класс
6 сосна – 2 класс
7 сосна – 4 класс
Результаты
исследования:
Графический анализ результатов (хвоя сосна)
Степень
загрязнения
воздуха
Номера
площадок
Выводы:
1. на площадках 1,2 ( окрестностях д.Кабаново) воздух загрязнен, т.к
степень его частоты соответствует IV классу;
2. при удалении от д.Кабаново (д.Ионово) воздух становится чище т.к
степень его чистоты соответствует III-IV классам.
Методы исследования
III Оценка экологического состояния окружающей среды по интегральным
характеристикам ассиметрии листьев березы бородавчатой
Стрессирующее воздействие (загрязнение) вызывает ассиметрию листьев
биллатеральных пород (теория «Стабильности развития» А.В. Яблокова,
В.М. Захарова и др.)
План проведения исследования
Заложение 1 площадки
(д. Кабаново), исследование – 10 дер.
листья – 100 шт
1
2
Снятие показателей по 5-и параметрам с
левой и правой стороны листа
5
4
3
Занесение данных в таблицу
Вычисления
Определение степени загрязнения воздуха
по шкале отклонения от нормы (5 баллов –
критическое состояние)
Балл
Значение показателя асимметричности
1
До 0,055 (условная норма)
2
0,055-0,060
3
0,060-0,065
4
0,065-0,070
5
Более 0,070 (критическое состояние)
Практическая часть (листья березы)
1 береза – 4 балла 4 береза – 4 балла
(грязный)
7 береза – 3 балла
(средняя степень
загрязнения)
2 береза – 2 балла 5 береза – 2 балла
8 береза – 2 балла
3 береза – 2 балла 6 береза – 4 балла
9 береза – 3 балла
10 береза – 2
балла
Графический анализ результатов
Показатель
чистоты
воздуха в баллах
Критическое состояние
Условная норма
№ дерева
Вывод: воздух в окрестностях д. Кабаново нельзя
назвать чистым, т.к. степень ассиметрии листьев
превышает условную норму.
Коэффициент расчета площадки составляет
0,61 - 3 балла (средняя степень загрязнения)
Общие результаты работы
Степень
чистоты
воздуха
Критическое состояние
Условная норма
Лихеноиндикация по По состоянию
Пчелкину и
хвои сосны
Боголюбову
(Алексеев)
По ассиметрии
листьев березы
Методики
ВЫВОД: Воздух в д.Кабаново и ее
окрестностях ЗАГРЯЗНЕН.
1
2
5
3
4
Общие выводы по работе:
1. исследования, проводимые по трем методикам, показали, что воздух в
д. Кабаново и ее окрестностях загрязнен;
2. загрязнение воздуха, по-нашему мнению, связано с близостью
предприятий городов Орехово-Зуево и Ликино-Дулёво, шоссейной и железной
дорогами, очагами торфяного пожара;
3. исследуемые методики просты и информативны
Территория
д. Кабаново и ее
окрестностей взяты
под контроль
учащимися
Кабановской
средней школы
Результаты
исследования
доведены до
сведения
общественности
д. Кабаново
Практическая
направленность
работы
Биомониторинг
остояния воздуха будет
продолжен
К проведению
готовится
природоохранная
акция
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
•Алексеев СВ., Груздева Н.В., Муравьёв А.Г., Гущина Э.В. Практикум
по экологии. Учебное пособие. Москва. АО МДС 1996 - 192с.
•Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды.
•Биология. Под ред. Кузнецова.
,
•Боголюбов А.С. Оценка экологического состояния леса по асимметрии листьев.
М.: Экосистема, 2002
•Ботаника. Систематика растений Комарницкий Н.А.
•Ботанический атлас. Под ред. Шишкина Б.К.
•Гарибова Л.В., Дудин Ю.К., Коптяева Т.Ф., Филин В.Р. Водоросли, лишайники и
мохообразные СССР. Москва, мыль, 1978, 365с.
•Комарницкий Н.А., Кудряшов А.В., Уранов А.А. Ботаника. Систематика растений.
Москва. Просвещение. 1975 - 608с.
•Пчелкин А.В., Боголюбов А.С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды: Методическое пособие. М.: Экосистема, 1997-25с
•Фёдорова А.И., Никольская Л.Н. Практикум по экологии и охране окружающей
среды. Москва. Владос. 2001 - 287с.
•Фёдорова Л.В., Зыков И.Е., Гайдукова А.Н. Использование зольного анализа хвои
сосны обыкновенной для оценки состояния атмосферы. Актуальные проблемы
регионального экологического мониторинга: теория, методика, практика.
Материалы Всероссийской научной школы. Киров 2003, вып.1,с,285-288.