Торгашова Елена

МБОУ ДОД «Детская эколого-биологическая станция»
городского округа города Салават Республики Башкортостан
УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
Биоиндикация загрязнения
воздуха в окрестностях города Салават по
состоянию сосны обыкновенной
Выполнила: Торгашова Елена,
ученица 11 класса
МБОУ «СОШ №3» г.Салават,
обучающаяся объединения
«Эколого – экспедиционный отряд»
Руководитель: Аралбаева Л.С.
Техногенное
загрязнение
окружающей
среды
выбросами нефтехимической
промышленности губительно
сказывается на всех без
исключения
компонентах
биосферы,
что
остается
актуальным на протяжении
последних десятилетий.
Бурное развитие промышленных центров приводит к увеличению
загрязнения окружающей среды. Лесные насаждения, произрастающие
вблизи промышленных объектов, подвергаются действию промышленных
загрязнителей, что является причиной их угнетения, снижения
продуктивности и отмирания
В условиях промышленного загрязнения насаждения
древесных растений способны исполнять роль фитофильтра,
очищая воздух от токсикантов путем механического осаждения
твердых частиц, частичного поглощения и детоксикации
токсикантов
Актуальность работы состоит в исследовании реакции
растений на комплекс экологических факторов городской среды и
имеет большое значение для выявления степени угнетения
отдельных видов и насаждений.
Гипотеза работы: если применить
метод биоиндикации по комплексу
признаков сосны обыкновенной, то
можно определить экологическое
состояние атмосферы в городе
Салават.
Цель исcледования: исследовать
экологическое
состояние
атмосферного воздуха в окрестностях
города Салават, используя в качестве
биоиндикатора сосну обыкновенную.
Задачи:
- Оценить жизненное состояние насаждений
сосны обыкновенной в условиях города Салават
- Определить загрязнённость атмосферы по
состоянию хвои, генеративных органов и
состоянию прироста сосны обыкновенной
- Оценить стабильность развития хвои сосны
обыкновенной.
Схема города Салават
I
II
III
Методика исследования
•
•
•
Для определения состояния хвои сосны обыкновенной с нескольких боковых
побегов в средней части кроны 10 деревьев в 20 – 25 летнем возрасте было
отобрано 500 пар хвоинок второго и третьего года жизни на каждой пробной
площади. Вся хвоя была тщательно обследована. Есть три класса повреждения:
хвоинки без пятен;
хвоинки с небольшим числом мелких пятен;
хвоинки с большим числом черных и желтых пятен, некоторые крупные, во всю
ширину хвоинки.
Для определения состояния генеративных органов сосны обыкновенной
отбирались 500 шишек на каждой пробной площади и были определены их
линейные размеры штангенциркулем.
Для анализа годового прироста было исследовано 10 деревьев и на каждом
измеряли длину центрального побега между двумя верхними мутовками (т.е.
прирост последнего года). (Ашихмина , 2000)
Исследование флуктуирующей асимметрии хвои сосны проводилось по
методике М.В. Козлова (Козлова, 2001). На каждой пробной площадке
исследовалось по 50 пар хвои с 10 деревьев. Было определено длина и измерено
различие между длиной двух игл в паре. Индекс флуктуирующей асимметрии
(ИФА) вычислялся по следующей формуле:
ИФА = 2 * [WL – WR] / (WL + WR),
где: WL – длина одной иглы в паре,
WR – длина другой иглы в паре.
Определение состояния хвои сосны
обыкновенной
Измерение длины шишки
Измерение длины хвои сосны
обыкновенной
Хвои сосны обыкновенной из пробных площадей
Подвергаясь в зоне периодического задымления ежегодным газовым
воздействиям, сосна обыкновенная испытывает вполне определенное
отрицательное влияние с их стороны: в кронах появляются сухие ветви, часть
деревьев начинает «суховершинить» отмечаются случаи полного их
отмирания. Эти отрицательные последствия выражены в соснах тем ярче, чем
сильнее газовые атаки. В то же время основная масса древостоя сосны
продолжает жить.
В целом, относительное жизненное состояние древостоев сосны
обыкновенной города Салават оценивается как «здоровое». «Ослабленные»
насаждения сосны обыкновенной отмечены лишь I зоне исследования.
Состояние хвои сосны
Состояние хвои сосны
обыкновенной (Pinus sylvestris L.) обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в
в условиях г. Салавата
первой зоне исследования
90
60
70
60
50
Хвоинки без
пятен
40
Поврежденность
хвои
30
Усыхание хвои
20
10
0
1
2
Количество хвоинок, %
Количество хвоинок, %
80
50
40
30
Хвоинки без
пятен
20
Поврежденность
хвои
Усыхание хвои
10
3
Номер пробной площади
В первой зоне исследования, отмечено
увеличение
поврежденных
хвоинок.
Максимальное количество хвоинок без пятен
сосны обыкновенной достигает на третей
пробной площади на территории реки Белая
0
1
2
Год исследования
3
Состояние хвои сосны
обыкновенной (Pinus sylvestris L.)
во второй зоне исследования
80
Состояние хвои сосны
обыкновенной (Pinus sylvestris L.)
в третьей зоне исследования
100
90
60
50
Хвоинки без
пятен
40
Поврежденность
хвои
30
Усыхание хвои
20
10
Количество хвоинок, %
Количество хвоинок, %
70
80
70
Хвоинки без
пятен
60
50
40
Поврежденность
хвои
30
Усыхание хвои
20
10
0
1
2
Год исследования
3
0
1
2
3
Год исследования
Установлено, что за три года первая и вторая зоны исследования испытывают
отрицательное техногенное воздействие, здесь наблюдается ухудшение состояние
среды обитания, а в третьей зоне качество среды не сильно изменилось.
Состояние генеративных органов сосны
обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в условиях г.
Салавата
5
5
4
1 год
2 год
3 год
3
2
1
0
Средний диаметр шишки, см
Средняя длина шишки, см
6
4.5
4
3.5
3
1 год
2 год
3 год
2.5
2
1.5
1
0.5
0
1
2
Номер пробной площади
3
1
2
3
Номер пробной площади
Сравнивая средние значения параметров генеративных органов сосны
обыкновенной за три года, можно отметить, что больших различий между
значениями не обнаружено. В зонах среднего и сильного загрязнения города
Салавата отмечено снижение длины и диаметра шишки сосны обыкновенной.
Таким образом, установлено значительное влияние техногенного загрязнения
окружающей среды на длину и диаметр шишки сосны обыкновенной
Сравнительная диаграмма состояния прироста сосны
обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в условиях г. Салавата
Длина годового прироста,
см
25
20
15
1 год
2 год
10
3 год
5
0
1
2
3
Номер пробной площади
Годовой прирост побегов сосны обыкновенной ниже в первой зоне исследования,
в отличие от второй и третьей. Наибольшей загрязненность отмечено в районе
очистных сооружений и в городе. По всей видимости, это зависит от достаточно
большого потока транспорта, в том числе стационарных источников. Сравнивая
итоговые показатели годового прироста побега сосны обыкновенной за три года,
можно отметить, что в зонах сильного загрязнения ухудшилось среда обитания, а в
средней и слабой зоне качество не изменились.
Средние значения интегрального показателя флуктуирующей
асимметрии хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.)
в условиях г. Салавата
Интегральный
показатель
флуктуирующей
асимметрии
0.01
0.009
0.008
0.007
0.006
0.005
0.004
0.003
0.002
0.001
0
1
2
3
Номер пробной площади
Значительное увеличение флуктуирующей асимметрии в окрестностях
очистных сооружений может являться неспецифической реакцией сосны на
стрессовое воздействие. По мере удаления от города величина
флуктуирующей асимметрии уменьшается, и имеет минимальные значения на
3 пробной площади. Высокие показатели флуктуирующей асимметрии хвои
сосны обыкновенной указывают на ухудшение качества среды в условиях
смешанного типа загрязнения города Салават.
В ходе проведенного исследования было выяснено,
что при усилении уровня техногенного загрязнения города
Салават
наблюдается
уменьшение
исследованных
показателей состояния хвоинок сосны обыкновенной.
Техногенное
загрязнение
выступает
в
качестве
экстремального фактора нарушающего внутренние
регуляторные механизмы, отвечающие за стабильность
развития организма.
Показатели состояния хвоинок сосны обыкновенной
представляют комплексную характеристику состояния
окружающей
среды,
отличаются
высокой
информативностью и могут быть использованы при
биоиндикационных
исследованиях
в
условиях
смешанного с преобладанием углеводородов типа
загрязнения.
ВЫВОДЫ
1. В результате исследований состояния насаждений сосны обыкновенной в
условиях города Салават установлено, что древостои характеризуются как
«здоровые». Отмечено снижение относительного жизненного состояния
насаждений сосны обыкновенной зоне сильного загрязнения
2. Трехлетние исследования показали, что значительное техногенное
воздействие испытывает I (сильная) зона загрязнения. Выявлено, что на 3 год
исследования в первой и второй пробной площади ухудшилось качество
среды. При усилении уровня техногенного загрязнения среды наблюдаются
отклонения в формировании морфологических и генеративных органов
сосны обыкновенной. Отмечено уменьшение ширины, диметра шишки,
прироста побегов сосны обыкновенной.
3. Нарушение стабильности развития указывает на усиление техногенного
стресса и ухудшение качества среды в зонах сильного и среднего загрязнения.
При усилении уровня техногенного загрязнения среды наблюдаются
отклонения в формировании морфологических органов сосны обыкновенной.
В ходе исследования наша гипотеза полностью подтвердилась, если
применить метод биоиндикации по комплексу признаков сосны
обыкновенной, то можно определить экологическое состояние атмосферы
в городе Салават.
Рекомендации
Учитывая тот факт, что хорошее состояние
атмосферы является залогом процветания всех
живых организмов, в том числе и человека,
необходимо:
- Активизировать внедрение в производство новых
экологически чистых технологий, обеспечивающих
безотходное,
замкнутое
и
экономическое
производство.
- При озеленении городов, промышленных центров,
необходимо подбирать газоустойчивые породы
древесных растений, такие как тополь, береза.
Список литературы
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. —М., 2000
Государственный доклад. О содержании окружающей природной среды РА.2005-2010г. Министерство
природных ресурсов Российской федерации; под общ. Ред. Г.Г.Козменко. – Майкоп: Качество 2010
Илькун Г.М. Загрязненность атмосферы и растения. Киев:Наук, думка,1978
Кайбияйнен JI.K, Софронова Г.И., Болондинский В.К. Влияние токсичных поллютантов на дыхание хвои и
побегов сосны обыкновенной // Экология. 1998. № 1.С. 23-27.
Кирпичникова Т.В., Шавнин С.А., Кривошеева А.А. Состояние фотосинтетического аппарата хвои сосны и
ели в зонах промышленного загрязнения при различных микроклиматических условиях // Физиология
растений. 1995. Т. 42. № 1.С. 107-113.
Козлов М. Стабильность развития: мнимая простота методики (о методическом руководстве «Здоровье среды:
методика оценки») // Заповедники и национальные парки. – М., 2001, - №36. - с. 23-25.
Коновалов В.Н., Тарханов С.Н., Костина Е.Г. Состояние ассимиляционного аппарата сосны обыкновенной в
условиях аэрального загрязнения // Лесоведение. 2001. №6. С. 43-46.
Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда. М., 1974.125 с.
Ладанова Н.В., Птоснина С.Н. Анатомо-морфологические изменения разновозрастной хвои сосны
обыкновенной в зоне действия Сыктывкарского лесопромышленного комплекса // Лесной журнал. 1998. № 1.
С. 7-11.
Николаевский B.C. Биологические основы газоустойчивости растений. Новосибирск: Наука, 1979.278 с.
Тарабрин В.П. Природа устойчивости растений к промышленным эксгалатам // Адаптация древесных
растений к экстремальным условиям среды. Петрозаводск, 1984. С. 90-97.
Устойчивость растений к действию отрицательных температур. Киев: Наукова думка, 1984. 128 с.
Физиология сосны обыкновенной / Судачкова Н.Е., Гире Г.И., Прокушкин С.Г. и др., Новосибирск: Наука.
Сиб. отд-ние, 1990.248 с.
Ярмишко В. Т. Сосна обыкновенная и атмосферное загрязнение на Европейском Севере. С.-Пб., 1997.210 с.
http:// www.bashinform.ru, http://www.pressa-rb.ru, http://www.priroda-rb.ru, www.ecosystema.ru
Спасибо за внимание!