Таблица для записи результатов лихеноиндекации - Ya

Реклама
1
Министерство образования, науки и культуры Республики Калмыкия
Управление образования АЦРМО
МОБУ «Троицкая СОШ им. Г.К.Жукова»
Учебно-исследовательская работа
«Использование методов биоиндикации в изучении
загрязнения воздушной среды села Троицкое»
Автор проекта:
Манджиева Мария Геннадьевна, ученица 11 «а» класса МОБУ «Троицкая СОШ им Г.К.Жукова»
Руководитель: Ахмирова Наталья Васильевна – учитель географии МОБУ «Троицкая СОШ им
Г.К.Жукова»
Адрес ОУ: 359180 Республика Калмыкия село Троицкое улица Чавычалова 11 «а»
,
с. Троицкое. 2013 г
2
Содержание.
Введение.
3 стр.
1. Литературный обзор.
4 стр.
1.1. Сосна как биоиндикатор чистоты воздуха
4 стр.
1.2. Особенности лишайников как биоиндикаторов
5 стр.
1.3. Оценка состояния воздушной среды по величине флуктуирующей
6 стр.
асимметрии листового аппарата тополя черного
1.4. Кресс-салат как биотест чистоты воздуха
6 стр.
2. Экономико-географическая характеристика объекта
7 стр.
3.Методика исследования
7 стр.
3.1. Методика биоиндикации состояния воздушной среды по комплексу
7 стр.
признаков сосны обыкновенной
3.2. Методика оценки состояния среды по величине флуктуирующей
9 стр.
асимметрии листового аппарата тополя черного
3.3 Методика определения суммарного проективного покрытия лишайников
11 стр.
на деревьях
3.4. Методика проведения биотеста чистоты воздуха с помощью кресс-
12 стр.
салата
4. Результаты исследований.
13 стр.
4.1. Результаты биоиндикации состояния воздушной среды по комплексу
13 стр.
признаков сосны обыкновенной
4.2. Результаты оценки состояния среды по величине флуктуирующей
15 стр.
асимметрии листового аппарата тополя черного
4.3. Результаты определения суммарного проективного покрытия
17 стр.
лишайников на деревьях
4.4. Результаты биотеста чистоты воздуха с помощью кресс-салата
18 стр.
Выводы. Заключение.
19 стр.
Список литературы.
20 стр.
Приложение.
21 стр.
3
Введение
Экологические проблемы, проблемы взаимоотношения людей с природой, существовали всегда, на
всём протяжении истории человеческого общества.
Среди разнообразных актуальных вопросов по изучению состояния окружающей среды особое место
занимает ее оценка методом биоиндикации.
Именно живые организмы несут наибольшее количество информации об окружающей их среде
обитания
Реакция живого организма позволяет оценить антропогенное воздействие на среду обитания в
показателях, имеющих биологический смысл. Видами-биоиндикаторами называют виды по наличию,
состоянию или поведению которых судят об изменениях в окружающей среде или ее характерных
особенностях.
Одним из перспективных подходов для интегральной биоиндикационной характеристики качества
среды является оценка состояния живых организмов по стабильности развития (гомеостазу развития).
Снижение эффективности данных механизмов приводит к появлению незначительных,
ненаправленных отклонений от нормального строения различных морфологических признаков,
обусловленных нарушениями развития.
Среди всех биоиндикаторов растения наиболее удобны, т.к. они - основные продуценты, находятся на
границе двух сред - почвы и воздуха, ведут прикрепленный образ жизни, доступны и удобны в сборе
материала. Для биоиндикационной характеристики больших территорий лучше использовать
древесные растения, так как травянистые растения в большей степени отражают микробиотопические
условия.
Тема моей исследовательской работы: «Использование простейших методов биоиндикации в
изучении загрязнения воздушной среды»
Гипотеза: главным ограничивающим фактором для нормального развития растений и лишайников
является атмосферное загрязнение.
Цель работы: определение уровня загрязнения воздушной среды с. Троицкое биоиндикационными
методами
Задачи:
1.
Провести литературный обзор об использовании методов биоиндикации при изучении
загрязнения воздуха.
2.
Выявить влияние атмосферного загрязнения на морфологические признаки и состояние
генеративных органов сосны обыкновенной.
3.
Оценить состояние воздушной среды по величине флуктуирующей асимметрии листового
аппарата тополя черного
4.
Определить качество чистоты воздуха методом лихеноиндикации.
4
Определить степень загрязнения воздуха газообразными выбросами автотранспорта с
5.
помощью кресс-салата
Объект нашего исследования – загрязнение воздушной среды села Троицкое.
Предмет – простейшие методы биоиндикации, позволяющие установить изменения загрязнения
воздушной среды
Теоретическая значимость работы определяется тем, что в ней на основе биологического анализа
обосновывается преимущество использования данного метода в мониторинге загрязнения воздушной
среды.
Практическая значимость работы обусловлена возможностью использования полученных
результатов на уроках биологии и экологии.
Используемые методики:
 Оценка состояния среды по величине флуктуирующей асимметрии листового аппарата (Захаров
В.М., Баранов А.С, 200 г.)
 Биоиндикация состояния воздуха по хвое сосны (Алексеев С.Б. и Беккер А.М)
 Определение загрязнения почвы и воздуха по кресс-салату (Материал из

IrkutskWiki.)
Методика определения степени загрязнения воздуха по лишайникам (Т.Я.Ашихмина)
В качестве биоиндикаторов загрязнения воздуха нами были выбраны: сосна обыкновенная (Pínus
sylvéstris), тополь черный (Populus nigra L), лишайники (Lichenes) и кресс-салат (Lepidium sativum )
1. Литературный обзор
1.1. Сосна как биоиндикатор чистоты воздуха
Считается, что наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Информативным
признаком определенного уровня загрязнения атмосферы является состояние хвои: изменение окраски
(хлороз, пожелтение), преждевременное увядание хвои и дефолиация, время жизни, наличие
некротических пятен. При этом форма и цвет некротического пятна является специфической реакцией
на определенный вид загрязнения, а доля пораженной поверхности хвоинки может быть использована
для количественной оценки реакции фитоиндикатора
По данным ряда ученых при сильной степени угнетения деревьев выбросами обнаруживается
дехромация хвои, уменьшаются, по сравнению с фоновыми объем и поверхность побегов, количество
пар хвоинок на этих побегах. Выбор сосны обыкновенной в качестве основного вида-биоиндикатора
не случаен, т.к. сосна – одна из самых чувствительных к длительному загрязнению воздуха древесных
пород.
Признаки повреждения голосеменных растений при остром воздействии пороговых концентраций
газов в атмосферном воздухе: двуокись серы – красно-коричневая суховершинность; двуокись азота –
красно-коричневый дистальный некроз хвои и веток; озон – дистальный некроз, прекращение роста
хвои; пероксиацетилнатрат – хлороз, раннее старение хвои; фториды, редкие металлы, кислотный
5
дождь (pH < 3,0), аммиак – дистальный некроз; этилен – низкорослость, сброс хвои. Этим объясняется
выбор сосны обыкновенной как важнейшего индикатора, принимаемого за «эталон биодиагностики».
При хроническом загрязнении лесов диоксидом серы наблюдаются повреждения и преждевременное
опадение хвои сосны.
Ключевые участки для мониторинга загрязнения атмосферы могут иметь
большую площадь и выбираются в однородном по видовому составу массиве леса.
В незагрязнённых лесных участках основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и
лишь малая часть хвоинок имеет светло-зелёные пятна и некротические точки микроскопических
размеров, равномерно рассеянных по всей поверхности. В загрязнённой атмосфере появляются
повреждения, и снижается продолжительность жизни хвои сосны.
1.2.Особенности лишайников как биоиндикаторов
Специфический признак лишайников – симбиотическое сожительство двух разных организмов –
гетеротрофного гриба (микобионт) и автотрофной водоросли (фикобионт). Тело лишайника,
называемое слоевищем, или талломом, на органы не расчленено. Поэтому они чутко реагируют на
нарушение тонкого баланса между обеими сторонами организма. Они не имеют сосудистых тканей и
корней, а все питательные вещества поступают в них из водных растворов непосредственно в
слоевище. Таким же образом эти организмы могут усваивать вещества из воздуха, а значит
накапливать и загрязнения. Газообмен у лишайников происходит свободно через всю поверхность.
Большинство токсичных веществ концентрируется из атмосферного воздуха в дождевой воде,
которую и впитывают лишайники. Характеризующиеся сравнительно простым строением и
обладающие малой способностью к авторегуляции, лишайники являются хорошими индикаторами
действия загрязнителей.
По чувствительности к атмосферным загрязнителям лишайники делят на средне- и
высокочувствительные. К среднечувствительным относят – виды пармелий (бороздчатая, скальная) и
кладоний (порошистая и бахромчатая), к высокочувствительным – уснеи (хохлатая, пышная),
цетрария сизая, ксантория настенная
Из всех экологических групп лишайников наиболее чувствительны эпифитные, растущие на коре
деревьев. Изучение эпифитных лишайников в крупнейших городах мира выявило ряд общих
закономерностей :чем больше индустриализован город , чем более загрязнен воздух, тем меньше на
его территории встречаемость и видовое разнообразие лишайников, ниже их жизненность. Все
вышеперечисленные особенности лишайников определяют актуальность и практическую значимость
нашего исследования.
1.3. Оценка состояния воздушной среды по величине флуктуирующей асимметрии
6
листового аппарата тополя черного
В литературе описан способ исследования здоровья окружающей среды с использованием растения
березы повислой (Захаров, 2000).В Калмыкии такое растение встречается только в искусственных
посадках и крайне редко, наш выбор пал на тополь черный (Populus nigra L), растение, которое
встречается чаще.
Главными показателями изменений гомеостаза морфогенетических процессов являются показатели
флуктуирующей асимметрии, ненаправленных различий между правой и левой сторонами различных
морфологических структур, в норме обладающих билатеральной симметрией. Такие различия обычно
являются результатом ошибок в ходе развития организма. При нормальных условиях их уровень
минимален, возрастая при любом стрессирующем воздействии, что и приводит к увеличению
асимметрии. Особенностью стабильности развития является то, что она в большей степени зависит от
общей генетической перестройки организма, что особенно важно при оценке последствий
радиационного воздействия. Оценка флуктуирующей асимметрии билатеральных организмов хорошо
зарекомендовала себя при определении общего уровня антропогенного воздействия. Традиционные
методы, оценивающие химические и физические показатели, не дают комплексного представления о
воздействии на биологическую систему, тогда как биоиндикационные показатели отражают реакцию
организма на всё многообразие действующих на него факторов, имея при этом биологический смысл.
Растения же, как продуценты экосистемы, в течение всей своей жизни привязаны к локальной
территории и подвержены влиянию почвенной и воздушной сред, наиболее полно отражающих весь
комплекс стрессирующих воздействий на экосистему.
1.4. Кресс-салат как биотест чистоты воздуха.
Кресс-салат — однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к
загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается
быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в
присутствии загрязнителей.
Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным
морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы
корней, а также числа и массы семян).
Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать
одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри,
кювета, поддон и т. п.). Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресссалата прорастают уже на третий — четвертый день, и на большинство вопросов эксперимента можно
получить ответ в течение 10—15 суток.
2. Экономико-географическая характеристика объекта
7
Республика Калмыкия располагается между 410 – 470 с.ш. и 450- 480 в.д. Площадь Калмыкии
составляет 75,9 тыс.км2. Протяженность с севера на юг 448 км., с запада на восток 423 км.
На севере и северо-западе граница территории проходит с Волгоградской областью, на западе – с
Ростовской областью, на юго-западе со Ставропольским краем, на юге с Дагестаном, на востоке с
Астраханской областью и на юго-востоке – омывается Каспийским морем. [3]
Село Троицкое расположено в 15 км. севернее города Элиста. Село является районным центром. С
севера на юг, в самом центре нашего села, проходит федеральная трасса. Вдоль проезжей части,
располагаются здание районной администрации, хирургический центр, места отдыха, проживающего
в этом районе населения, кафе, магазины и другие объекты социальной сферы села.
3. Методика исследований
3.1. Методика биоиндикации состояния воздушной среды по комплексу признаков сосны
обыкновенной
Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы
Методика работы При выполнении данной работы мы руководствовались методикой, Алексеева С.Б.
и Беккера А.М. .
Методика индикации чистоты атмосферы по хвое сосны стоит в следующем. С нескольких боковых
побегов в средней части кроны 5-10 деревьев сосны в 15–20–летнем возрасте мы отобрали 100 пар
хвоинок второго и третьего года жизни.
Определив класс повреждения и продолжительность жизни хвои, можно оценить класс загрязнения
воздуха по следующей таблице:
Максимальный
Класс повреждения хвои на побегах 2-го года жизни
возраст хвои
1
2
3
4
I
I - II
III
3
I
II
III - IV
2
II
III
IV
1
IV
V - VI
Условные обозначения класса загрязнения воздуха:
I
– идеально чистый,
IV
– загрязнённый (“тревога”),
II
– чистый,
V
– грязный (“опасно”),
III
– относительно чистый (“норма”), VI
– очень грязный (“вредно”).
8
Виды повреждения и усыхания хвои могут быть следующими:
Рис. 6.1. Виды повреждения и усыхания хвои:
а — хвоя без пятен (КП1), нет сухих участков (КУ1);
б — хвоя с небольшим числом мелких пятен (КП2),нет сухих участков (КУ1);
в - хвоя с большим числом черных и желтых пятен (КПЗ), усох кончик 2—5 мм (КУ2);
г - усохла треть хвои (КУЗ);
д - усохло более половины длины хвои (КУ4);
е — вся хвоя желтая и сухая (КУ4);
КП - класс повреждения (некрозы);
КУ — класс усыхания хвои
По результатам исследований заполняется итоговая таблица.
Определение состояния генеративных органов сосны обыкновенной (обследование шишек)
Под действием загрязнителей происходит подавление репродуктивной деятельности сосны. Число
шишек на дереве снижается, уменьшается число нормально развитых семян в шишках, заметно
изменяются размеры женских шишек (до 15- 20 % ).
Для проведения исследования в осеннее или зимнее время на ключевом участке отбирают 100 – 200
шишек (по 10 шишек с 10 – 20 деревьев) и определили их линейные размеры полоской
миллиметровой бумаги.
По полученным данным, подсчитывают средние для участков длину и диаметр шишек и заносят
данные в табл.
9
Средние значения по 20 деревьям
(все показатели средние)
Средняя длина шишки, мм
Средний диаметр шишки, мм
Определение загрязнённости атмосферы по продолжительности жизни хвои
Информативным по техногенному загрязнению является продолжительность жизни хвои сосны (от 1
до 4-5 лет ).
С целью определения продолжительности жизни хвои на каждом участке необходимо осмотреть
не менее 10 деревьев. Для удобства проведения исследования методом визуального осмотра
выбирались невысокие деревья (в возрасте 10-15 лет ). Для этого обследовали верхушечную часть
ствола за последние годы: каждая мутовка, считая сверху - это год жизни.
Количество осмотренных деревьев с данной продолжительностью жизни хвои
Возраст хвои 4 года и более
Возраст хвои 3 года и более
Возраст хвои 2 года и более
Хвоя только текущего года
Определение по продолжительности жизни хвои как оценки загрязнённости атмосферы
По данным таблицы рассчитывают индекс продолжительности жизни хвои Q сосны по формуле :
B1+2B2=1B3
Q1 = B1++B2+B3
Где В1, В2, В3- количество хвои с данной продолжительностью жизни (Q). Чем выше индекс Q,
тем больше продолжительность жизни хвои сосны, а значит – и чище воздух
3.2. Методика оценки состояния среды по величине флуктуирующей асимметрии листового
аппарата тополя черного
Никакой специальной обработки и подготовки материала не требуется. Материал может быть обработан
сразу после сбора, или позднее. Для непродолжительного хранения собранный материал можно хранить в
полиэтиленовом пакете на нижней полке холодильника. Для длительного хранения можно зафиксировать
материал в 60% растворе этилового спирта или гербаризировать.
10
Для измерения лист помещают пред собой стороной, обращенной к верхушке побега. С каждого листа
снимают показатели по пяти промерам левой и правой сторон листа (рис.
1).
1-5- промеры листа:
1— ширина половинки листа (измерение проводили
посередине листовой пластинки);
2—длина второй от основания листа жилки второго
порядка;
3- расстояние между основаниями первой и второй
жилок второго порядка;
4—расстояние между концами этих жилок;
5—угол между главной жил кой и второй от основания листа жилкой второго порядка.
Рисунок 1. Схема морфологических признаков для оценки стабильности развития
1- Ширина левой и правой половинок листа. Для измерения лист складывают пополам, совмещая
верхушку с основанием листовой пластинки. Потом разгибают лист и по образовавшейся складке
производят измерения.
2- Длина жилки второго порядка, второй от основания листа.
3- Расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка.
4- Расстояние между концами этих же жилок.
5- Угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.
Для измерений потребуются измерительный циркуль, линейка и транспортир. Промеры 1 - 4 снимаются
циркулем-измерителем, угол между жилками (признак 5) измеряется прозрачным пластиковым
транспортиром.
Результаты измерений заносятся в таблицу:
Образец таблицы для обработки данных по оценке стабильности развития с использованием
пластических признаков (промеры листа).
Номер признака*
№ 1
слева
справа
1
2
3
2
слева
3
справа слева
4
справа слева
5
справа слева
справа
11
Вспомогательная таблица для расчета интегрального показателя флуктуирующей асимметрии в выборке.
№
Номер признака
1
2
3
1
2
3
4
1
2
Величина асимметрии в выборке:
4
5
5
6
Величина
асимметрии
листа
7
Х=
Расчет показателей проводится по формуле (L-R) / (L+R) (разность между промерами слева (L) и
справа (R) делят на сумму этих же промеров: (L-R) / (L+R).
Для оценки степени нарушения стабильности развития удобно использовать пятибалльную оценку.
Пока такая шкала предложена нами только для березы, поскольку для этого объекта нами собран
достаточно обширный материал. Первый балл шкалы - условная норма. Пятый балл - критическое
значение, такие значения показателя асимметрии наблюдаются в крайне неблагоприятных условиях,
когда растения находятся в сильно угнетенном состоянии.
Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине
интегрального показателя стабильности развития для тополя черного
Балл
Величина показателя
стабильности развития
1
II
<0,040
0,040 - 0,044
II
0,045 - 0,049
IV
0,050 - 0,054
V
>0,054
3.3. Методика определения суммарного проективного покрытия лишайников на деревьях
На пробной площадке выбирают 10 деревьев ориентировочно, растущих вертикально. На каждом
дереве регистрируют наличие лишайников. Для подсчета проективного покрытия используют
специально подготовленную рамку из прозрачного материала с внутренним размером 10х20 см,
разделенные на 50 квадратов 2х2 см / один квадрат 2% площади рамки/.
При исследовании каждого ствола рамка располагается так, чтобы при описании длинная ее сторона
была вертикальна. Описание ведут около земли и на высоте 1,3 м (на высоте груди человека).
Описание производится с четырех сторон, при этом рамка прикладывается к стволу так, чтобы линия,
проходящая через ее центр, была ориентированна по компасу на соответствующую сторону света. При
12
подсчете покрытия определяется число клеточек-квадратов, которые можно заполнить имеющимися в
пределах площади описания лишайниками. Результаты записывают в таблицу.
Оценку проводят по следующим ключам для определения зон состояния эпифитного лишайникового
покрова.
1. Зона неповрежденной лишайниковой растительности.
высоте более 1 м от земли.
Лишайники обильно встречаются на
Проективное покрытие на высоте 165 см северной стороной деревьев
более 10%.
2. Зона разрушения лишайникового покрова. Лишайники на высоте 1,3 м практически отсутствуют.
У основания дерева встречаемость лишайников менее 50%, среднее суммарное покрытие от 3 до 10%.
3. Зона полного разрушения лишайникового покрова. Встречаемость деревьев без лишайников у
основания более 70%. Среднее суммарное проективное покрытие лишайников менее 0,1%.[9]
Таблица для записи результатов лихеноиндекации
Общее покрытие лишайников %
№ дерева
Высота над землей
север
юг
восток
запад
Среднее по группе %
3.4. Методика проведения биотеста чистоты воздуха с помощью кресс-салата.
Прежде чем ставить эксперимент по биоиндикации загрязнений с помощью кресс-салата, партия
семян (предварительно приобретенная в магазине семян), предназначенных для опытов, проверяется
на всхожесть. Для этого семена кресс-салата проращивают в чашках Петри, в которые насыпают
промытый речной песок слоем в 1 см. Сверху его накрывают фильтровальной бумагой и на нее
раскладывают определенное количество семян. Перед раскладкой семян песок и бумагу увлажняют до
полного насыщения водой. Сверху семена закрывают фильтровальной бумагой и неплотно накрывают
стеклом.
Проращивание ведут в помещении при температуре 20 — 25 С. Нормой считается прорастание 90 —
95 % семян в течение 3 — 4 суток. Процент проросших семян от числа посеянных называется
всхожестью.
После определения всхожести семян приступают к проведению эксперимента, закладывая один или
несколько опытов в следующей последовательности.

Чашку Петри заполняют до половины исследуемым субстратом (почвой, илом и т. п.).

В другую чашку кладут такой же объем заведомо чистого субстрата, который будет служить в
качестве контроля по отношению к исследуемому материалу.

Субстраты во всех чашках увлажняют одним и тем же количеством отстоянной водопроводной
воды до появления признаков насыщения.
13
В каждую чашку на поверхность субстрата укладывают по 50 семян кресс-салата. Расстояние

между соседними семенами должно быть по возможности одинаковым.
Покрывают семена теми же субстратами, насыпая их почти до краев чашек и аккуратно

разравнивая поверхность.

Увлажняют верхние слои субстратов до влажности нижних.

В течение 10—15 дней наблюдают за прорастанием семян, поддерживая влажность субстратов
примерно на одном уровне. Результаты наблюдений записывают в таблицу.
В зависимости от результатов опыта субстратам присваивают один из четырех уровней загрязнения.
1. Загрязнение отсутствует. Всхожесть семян достигает 90 – 100 %, всходы дружные, проростки
крепкие, ровные. Эти признаки характерны для контроля, с которым следует сравнивать опытные
образцы.
2. Слабое загрязнение. Всхожесть 60 —90%. Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.
3. Среднее загрязнение. Всхожесть 20 — 60%. Проростки по сравнению с контролем короче и
тоньше. Некоторые проростки имеют уродства.
4. Сильное загрязнение. Всхожесть семян очень слабая (менее 20%). Проростки мелкие и уродливые.
4. Результаты исследований
4.1. Результаты биоиндикации состояния воздушной среды по комплексу признаков сосны
обыкновенной
Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы
Качество
воздуха
I
II
III
IV
V
VI
Виды
повреждений
А
Б
В
Г
Д
Е
КП-класс
повреждения
КП-1
КП-2
КП-3
КУ-класс
усыхания
КУ-1
КУ-2
КУ-3
КУ-4
КУ-5
КУ-6
Процентное колво хвоинок с
каждым типом
повреждений
12,4
10
23
39,3
11
4,3
14
% хвоинок с каждым типом повреждения
I
II
III
IV
V
VI
Вывод: В итоге был оценен класс загрязненности воздуха: — 39.3% - загрязнённый воздух (“тревога”).
Исходя из полученных данных можно сделать вывод о том, что воздух загрязнен, так как находится в
значительной близости к проезжей части .
Определение состояния генеративных органов сосны обыкновенной (обследование шишек)
Средняя длина шишки, мм
с. Троицкое
г. Элиста
(ул. Пушкина) ( парк «Дружба»)
56
67
Средний диаметр шишки, мм
107
Средние значения
123
Вывод: длина и диаметр шишки сосны обыкновенной, которая произрастает на территории парка
«Дружба», больше, чем шишки сосны, которая произрастает вблизи трассы с. Троицкое. Данный
результат свидетельствует о загрязненности воздуха автотранспортом.
Определение загрязнённости атмосферы по продолжительности жизни хвои
Ключевые участки
с. Троицкое
(ул. Пушкина)
29
23
30
18
Возраст хвои 4 года и более (В1)
Возраст хвои 3 года и более (В2)
Возраст хвои 2 года и более (В3)
Хвоя только текущего года
г. Элиста
( парк «Дружба»)
41
27
21
11
По данным таблицы рассчитали индекс продолжительности жизни хвои Q сосны по формуле:
3B1+2B2+1B3
Q =
B1++B2+B3
15
Где В1, В2, В3- количество хвои с данной продолжительностью жизни (Q).
3*29+2*23+30
Q1 ( с. Троицкое) = 29+23+30
=1,98
3*41+2*27+21
Q 2 ( парк «Дружба») = 41+27+21
= 2,22
Вывод: в парке «Дружба» выше индекс Q, а значит больше продолжительность жизни хвои сосны и
чище воздух.
Измерение показателей генеративных огранов сосны обыкновенной
Результаты исследования продолжительности жизни хвои
140
45
120
40
100
35
30
80
25
с. Троицкое
60
20
г. Элиста ( парк «Дружба»)
40
15
10
20
5
0
0
Средняя длина шишки, мм
Средний диаметр шишки, мм
с. Троицкое (ул. Пушкина)
Возраст хвои 4 года и Возраст хвои 3 года и Возраст хвои 2 года и
более (В1)
более (В2)
более (В3)
г. Элиста (парк "Дружба")
Хвоя только
текущего года
4.2. Результаты оценки состояния среды по величине флуктуирующей асимметрии листового
аппарата тополя черного
Оценка стабильности развития с использованием пластических признаков
(параметры листа тополя черного)
1. - Ширина левой и правой половинок листа.
2. - Длина жилки второго порядка, второй от основания листа.
3. - Расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка.
4. - Расстояние между концами этих же жилок.
5. - Угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.
Номер признака*
№ 1
слева
справа
1 3,8
4,3
2 5
5,1
3 3.3
3,1
4 2,4
2,2
5 5,2
5,1
6 3,5
3,9
2
слева
5,8
6.5
4,3
3
6,5
4,8
справа
6,2
6,4
4,1
2,8
6,6
5,1
3
слева
0,5
0,5
0,4
0.3
0,7
0,4
справа
0,6
0,4
0,3
0,4
0,8
0,4
4
слева
2,3
2,9
1,3
0,8
1,6
1,6
справа
1,7
3
1,4
0,7
1,4
2
5
слева
400
340
220
430
480
310
справа
380
200
300
450
420
290
16
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
2,4
2,9
3,7
4,5
3,6
3,8
2,7
5,1
4,3
4,4
4,6
3,7
3,3
2,9
3
2,5
3,9
3,7
3,2
4
2,3
4,8
4,7
4,6
3,9
3,4
3
3,3
3,9
3,8
4,7
6
5,7
3,4
4,7
4,5
3,8
3,1
6,2
5,2
3,8
4
4,2
3,9
4,8
5,8
5,9
3,8
5
4,1
3,6
3,4
6
5
4
3,7
0,4
0,4
0,3
0,6
0,3
0,6
0,7
0,5
0,4
0,4
0,5
0,6
0,4
0,5
0,5
0,5
0,3
0,6
0,4
0,5
0,8
0,6
0,3
0,6
0,3
0,4
0,6
0,7
1
1
2
2,2
2,3
1,8
3,1
3,3
2,9
2,7
1,8
2,9
3,3
2,1
380
480
540
360
590
340
370
290
530
600
460
520
310
440
0,9
1,1
1,2
2
2
1,7
2,8
3
3
2,5
2
2,7
3
2,5
340
450
500
320
660
400
300
310
500
540
430
490
390
460
Измерение длины жилки второго порядка
Размеры левой и правой половин листа у тополя черного
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ширина левой половинки листа
11
12
13
14
15
16
17
18
19
1
20
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Длина жилки левой половинки листа
Ширина правой половинки листа
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Длина жилки правой половинки листа
Растояние между концами жилок второго порядка
Измерение растояния между основаниями первой и второй жилок второго
порядка
3,5
0,9
3
0,8
0,7
2,5
0,6
2
0,5
1,5
0,4
0,3
1
0,2
0,5
0,1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Растояние между жилками левой половинки листа
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Растояние между жилками правой половинки листа
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Растояние меджу концами жилок левой половинки листа
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Растояние меджу концами жилок правой половинки листа
Угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго
порядка
17
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Угол между жилками левой половинки листа
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Угол между жилками правой половинки листа
Расчет интегрального показателя флуктуирующей асимметрии в выборке.
Расчет показателей проводился по формуле (L-R) / (L+R) (разность между промерами слева (L) и
справа (R) делят на сумму этих же промеров: (L-R) / (L+R).
№
Номер признака
1
2
1
2
3
1
0,061
0.033
2
0,009
0.07
3
0.032
0.023
4
0,043
0.034
5
0,01
0.007
6
0.054
0.030
7
0,111
0.037
8
0,074
0.013
9
0,039
0.011
10
0,097
0.017
11
0,058
0.017
12
0,026
0.56
13
0,078
0.031
14
0,030
0.047
15
0,04
0.027
16
0,022
0.046
17
0,058
0.016
18
0,042
0.020
19
0,047
0.026
20
0,064
0.039
Величина асимметрии в выборке:
3
4
0.091
0.111
0.143
0.143
0.066
0
0.111
0.111
0
0
0.143
0.091
0.066
0.091
0.143
0.2
0.25
0.2
0.2
0.083
4
5
5
0.15
0.017
0.037
0.067
0.071
0.111
0.053
0.083
0.25
0.091
0.070
0.029
0.061
0.091
0.017
0.038
0.053
0.036
0.048
0.087
6
0.026
0.159
0.153
0.020
0.06
0.033
0.055
0.032
0.038
0.059
0.061
0.081
0.104
0.033
0.029
0.053
0.034
0.03
0.114
0.02
Величина
асимметрии
листа
7
0.072
0.092
0.078
0.061
0.043
0.046
0.073
0.063
0.068
0.053
0.07
0.057
0.068
0.058
0.051
0.072
0.082
0.066
0.087
0.057
Х=0.065
Вывод: величина интегрального показателя стабильности развития Х = 0.0065, что соответствует пятому
баллу по шкале оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального
показателя стабильности развития. Пятый балл - критическое значение, такие значения показателя
асимметрии наблюдаются в крайне неблагоприятных условиях, когда растения находятся в сильно
угнетенном состоянии.
18
4.3. Результаты определения суммарного проективного покрытия
лишайников на деревьях
№
дерев
а
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
итого
Высота
север
над землей
юг
восток
запад
среднее
Основание
1.3 м.
Основание
1.3 м
Основание
1.3 м
Основание
1.3 м
Основание
1.3 м
Основание
1.3 м
Основание
1.3 м
Основание
1.3 м
Основание
1.3 м
Основание
1.3 м
Основание
1.3 м
0
0
3
0
0
0
6
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0,9
0
0
20
22
0
0
20
29
0
7
0
0
19
8
0
0
0
27
0
12
0
10,5
5,9
0
0
0
0
0
17
5
0
0
20
0
0
0
8
7
0
3
10
0
0
1,5
5,5
5
6,7
6,2
0
0
16
14,5
0,5
1,7
10
2
12,5
1,2
2,2
4
0
7,5
2,5
6
0
4,7
4,8} 4,75
20
7
0
0
0
27
15
2
0
20
0
23
0
1
9
0
0
0
12
0
5,6
8
Вывод: В результате наших исследований было определено, что лишайниковая растительность по
улице Чкалова находиться в зоне разрушения лишайникового покрова, что служит свидетельством
загрязнения воздуха. Лишайники на высоте 1,3 м практически отсутствуют. У основания дерева
встречаемость лишайников менее 50%, среднее суммарное покрытие равно 4.7 %.
4.4. Результаты биотеста чистоты воздуха с помощью кресс-салата
20 сентября 2012 года был заложен опыт по определению загрязнения воздуха по кресс-салату.
Для этого семена кресс-салата проращивали в чашках Петри. Сверху ее накрыли фильтровальной
бумагой и на нее разложили по 100 семян. Перед раскладкой семян бумагу увлажнили до полного
насыщения водой. Сверху семена закрыли фильтровальной бумагой и неплотно накрыли стеклом.
Опыт №1 (контроль) - заложен на открытой веранде дома по улице Мукабенова.
Опыт №2 – заложен на открытом балконе дома по улице Чкалова.
Результаты опыта представлены в таблице:
19
№ опыта
Всего семян
Число
% прорастания
Средняя длина
проростков
семян
проростков
1 (контроль)
100
93
93
4,6 см.
2 (опыт)
100
75
79
1,4 см.
Вывод: Число проросших семян в опытном образце составило 75%. Что означает слабое загрязнение.
Проростки по сравнению с контролем короче и тоньше. Некоторые проростки имеют уродства.
Выводы:
По результатам проведенной работы можно сделать следующие выводы:

Проведя литературный обзор по данной теме, я пришла к выводу, что измерение физических и
химических параметров загрязненности природной среды более трудоемко по сравнению с методами
биологического мониторинга и его использование позволяет повысить точность прогнозов в
экологической обстановке, сложившейся в результате деятельности человека;

В результате проведенной биоиндикации состояния воздушной среды по комплексу признаков
сосны обыкновенной был определен класс загрязненности воздуха 39.3% - загрязнённый воздух
(“тревога”). Исходя из полученных данных о состоянии хвои, можно сделать вывод о том, что воздух
загрязнен, так как находится в значительной близости к проезжей части. Длина и диаметр шишек
сосны обыкновенной, которая произрастает на территории парка «Дружба», больше, чем у шишек
сосен, произрастающих вблизи трассы с. Троицкое. Данный результат свидетельствует о
загрязненности воздуха автотранспортом. Рассчитав индекс продолжительности жизни хвои Q
определила, что в парке «Дружба» он выше, а значит больше продолжительность жизни хвои сосны и
чище воздух.

Оценив состояние воздушной среды по величине флуктуирующей асимметрии листового
аппарата тополя черного, я установила, что величина интегрального показателя стабильности развития
Х = 0.065, что соответствует пятому баллу по шкале оценки отклонений состояния организма от
условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития. Пятый балл критическое значение, такие значения показателя асимметрии наблюдаются в крайне неблагоприятных условиях, когда растения находятся в сильно угнетенном состоянии.

В результате лихеноиндикации было определено, что лишайниковая растительность по улице
Чкалова находиться в зоне разрушения лишайникового покрова, что служит свидетельством
загрязнения воздуха. Лишайники на высоте 1,3 м практически отсутствуют. У основания дерева
встречаемость лишайников менее 50%, среднее суммарное покрытие равно 4.7%
20

Проведенный биотест чистоты воздуха с помощью кресс-салата показал слабое загрязнение
воздуха. Число проросших семян в опытном образце составило 75%. Проростки по сравнению с
контролем короче и тоньше. Некоторые проростки имеют уродства.
Заключение:
Проведенные мною исследования показали, что растения можно использовать как тест-объект для
мониторинга воздушной среды. По их характеристикам оценивают состояние окружающей среды и
отслеживают изменения в течение ряда лет. Выявляя изменения характеристик у растительных
объектов, можно говорить о загрязнении воздуха и прогнозировать степень экологической опасности
для человека.
21
Литература:
1.
Булохов А.Д. Экологическая оценка среды методами фитоиндикации. - Брянск, 1996. -104 с.
2.
Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И., Валецкий А.В., Кряжева Н.Г., Чистякова А.Т.,
Чубинишвнли А.Т. Здоровье среды: методы оценки. - М.: 2000.
3.
Кузнецова М. А, Ибрагимов АК., Неручев В.В., Юлова ГА. Полевой практикум по экологии. -
М„ "Наука", 1994. - 73 с.
4.
Мониторинг здоровья среды на охраняемых природных территориях. - Под ред. В.М. Захарова.
- М.: Центр экологической политики России, 2001. - 125 с.
5.
Неронов ВВ. Полевая практика по геоботанике в средней полосе Европейской России:
методическое пособие. - М.: Изд-во Центра охраны дикой природы, 2002.- 139 с.
6.
7Шкиль Ф.Н., Захаров В.М. Применение методики раннего выявления нарушений состояния
зеленых насаждений. Экология большого города. Альманах. Вып. 8. Проблемы содержания зеленых
насаждений и городских лесов в условиях Москвы. М.: Прима-М. 2003. С. 50-54.
7.
Масловский О.М. Биоиндикация загрязненности воздуха с помощью лишайников и
мохообразных. Минск. Наука и техника. 1997 г.
8.
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие для ВУЗов.Киров.
Константа. 2005 г.
9.
Плечова З.Н., Репина Р.К. Экологический практикум. Пособие для учителей
общеобразовательных школ, педагогов учреждений дополнительного образования. Чебоксары,
Издательство «КЛИО». 1998 г.
22
Т ст-орг н зм
спо ьзу м
к ч ст
о нд к торо з грязн н я оздух
Сосн
о кно нн я
(Pínus sylvéstris)
йн к
(Lichenes)
Топо ь
ч рн й
(Populus nigra L)
Free Powerpoint Templates
Кр сс-с
т
Page
(Lepidium sativum 2
23
Р зу ьт т
о нд к ц
состоян я озду ной ср д
по комп ксу пр зн ко сосн о кно нной
Опр д
% хвоинок с каждым типом повреждения
н
нд кс продо ж т
х о Q сосн
ьност ж зн
3*29+2*23+3
Q1 ( с. Троицкое) = 29+23+30
=1,98
3*41+2*27+21
I
II
III
IV
V
VI
Q 2 ( парк «Дружба») = 41+27+21
Определение состояния генеративных органов сосны обыкновенной
= 2,22
Ре зультаты иссле дования продолж ите льности ж изни хвои
45
40
с. Троицкое
(ул. Пушкина)
Средние значения
г. Элиста
( парк «Дружба»)
Средняя длина шишки, мм
56
67
Средний диаметр шишки,
мм
107
123
35
30
25
с. Троицкое
20
г. Элиста ( парк «Дружба»)
15
10
5
0
Возраст хвои 4 года и Возраст хвои 3 года и Возраст хвои 2 года и
более (В1)
более (В2)
более (В3)
Хвоя только
текущего года
Измерение показателей генеративных огранов сосны обыкновенной
140
120
100
80
60
40
20
0
Средняя длина шишки, мм
с. Троицкое (ул. Пушкина)
Free Powerpoint
Средний диаметр шишки, мм
г. Элиста (парк "Дружба")
Парк
«Дружба»
г. Элиста
Templates
Page 3
24
Р зу ьт т
оц нк состоян я ср д по
ч н ф укту рующ й
с мм тр
сто ого пп р т топо я ч рного
Расчет интегрального показателя флуктуирующей
асимметрии в выборке показателей проводился по
формуле Х=(L-R) / (L+R)
Х = 0.0065, что соответствует пятому баллу
( критическое значение). Такие значения показателя
асимметрии наблюдаются в крайне не­благоприятных
условиях, когда растения находятся в сильно угнетенном
состоянии.
Размеры левой и правой половин листа у тополя черного
Измерение длины жилки второго порядка
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Ширина левой половинки листа
Угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго
порядка
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1
2
3
4
5
Ширина правой половинки листа
6
7
8
9
10
11
Длина жилки левой половинки листа
Растояние между концами жилок второго порядка
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Длина жилки правой половинки листа
Измерение растояния между основаниями первой и второй жилок второго
порядка
3,5
0,9
70
3
0,8
2,5
0,7
60
50
0,6
2
40
0,5
0,4
1,5
30
20
1
10
0,5
0
0
0,3
0,2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Угол между жилками левой половинки листа
11
12
13
14
15
16
17
18
Угол между жилками правой половинки листа
19
20
0,1
1
Free Powerpoint Templates
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Растояние меджу концами жилок левой половинки листа
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Растояние меджу концами жилок правой половинки листа
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Растояние между жилками левой половинки листа
11
12
13
14
Page 4
15
16
17
18
19
Растояние между жилками правой половинки листа
20
25
Р зу ьт т
опр д
н я сумм рного
про кт ного
покр т я
йн ко н д р ьях
№
дерева
Высота над
землей
север
юг
восток
запад
среднее
1
Основание
1.3 м.
20
7
0
0
0
20
0
0
5
6,7
2
Основание
1.3 м
0
0
3
0
22
0
0
0
6,2
0
3
Основание
1.3 м
0
27
0
0
0
20
0
17
0
16
4
Основание
1.3 м
15
2
6
0
29
0
5
0
14,5
0,5
5
Основание
1.3 м
0
20
0
0
7
0
0
20
1,7
10
6
Основание
1.3 м
0
23
0
0
0
19
0
0
2
12,5
7
Основание
1.3 м
0
1
0
0
8
0
0
8
1,2
2,2
8
Основание
1.3 м
9
0
0
0
0
0
7
0
4
0
9
Основание
1.3 м
0
0
0
0
27
0
3
10
7,5
2,5
10
Основание
1.3 м
12
0
0
0
12
0
0
0
6
0
итого
Основание
1.3 м
5,6
8
0,9
0
10,5
5,9
1,5
5,5
4,7
4,8} 4,75
Р зу ьт т
от ст ч стот
оздух
с помощью кр сс-с
т
№ опыта
Всего
семян
%
прорастания
семян
Средняя
длина
проростков
1 (контроль)
100
93
4,6 см.
2 (опыт)
100
79
1,4 см.
Free Powerpoint Templates
«Контроль»
«Опыт»
Page 5
Скачать