"Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации"
Исследовательская работа
Автор: Ябжанова Лариса Петровна, учитель географии, МАОУ "СОШ №37", Улан-Удэ, Р. Бурятия
В раздел основное общее образование
Ябжанова Лариса Петровна
Учитель географии
МАОУ «СОШ №37» г.Улан-Удэ
Республика Бурятия
Тема: «Оценка загрязнения
воздуха методом лихеноиндикации
в окрестности села Аршан»
План:
1.
Введение
2.
Исследование
и
наблюдение
за
изменениями
относительной
численности лишайников методом пассивной лихеноиндикации.
3.
Вывод.
4.
Заключение.
5.
Список использованной литературы.
6.
Приложение.
Введение
Значение лишайников в природе очень велико, поскольку они способны расти даже там, где не могут жить растения. Лишайники представляют собой весьма своеобразную группу споровых растений, состоящих из двух компонентов- гриба и одноклеточной, реже нитчатой, водоросли, которые живут совместно как целостный организм. При этом функция основного размножения и питания за счет субстрата принадлежит грибу, а функция фотосинтеза – водоросли. Тело лишайника не дифференцировано на органы и представляет собой слоевище (таллом). Часто лишайники окрашены в различные цвета из-за присутствия пигментов (фиолетовые, синие, зеленые, коричневые, красные). Яркость окраски зависит от степени освещения лишайника – чем оно сильнее, чем ярче окрашен таллом. Лишайники, обитающие в холодном климате, часто окрашены в темные цвета или даже становятся черными. Такая окраска позволяет поглощать больше света и соответственно нагреваться. Внешний вид таллома может быть самым разнообразным, в связи с чем различают несколько морфологических типов: накипные, листоватые и кустистые. Лишайники чутко реагируют на характер и состав субстрата, на котором они растут, на микроклиматические условия и состав воздуха. Лишайники являются организмами индикаторами (биоиндикаторы) для определения условий окружающей среды, в частности, качества воздуха (лихеноиндикация). Высокая чувствительность лишайников к загрязнениям вызвана тем, что взаимодействие его компонентов легко нарушить. Из воздуха или с дождем поступают без всяких препятствий в лишайник вместе с питательными и токсичные вещества, это происходит потому, что лишайники не имеют никаких специальных органов для извлечения влаги из субстрата, а поглощают ее всем талломом. Поэтому они особенно уязвимы к загрязнению воздуха.
При изучении степени загрязнения окружающей среды промышленными объектами важна реакция биологических объектов на поллютанты (загрязняющие вещества). Из всех экологических групп лишайников наибольшей чувствительностью обладают
эпифитные лишайники
(или эпифиты), т.е. лишайники, растущие на коре деревьев. Изучение этих видов в крупнейших городах мира выявило ряд общих закономерностей: чем больше индустриализирован город, чем более загрязнен воздух, тем меньше встречается в его границах видов лишайников, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев, тем ниже «жизненность» лишайников. Установлено, что при повышении степени загрязнения воздуха первыми исчезают
кустистые
, затем
листоватые
и последними –
накипные
(корковые) формы лишайников. Поскольку лишайники обычно находятся над субстратом, они подвергаются иссушающему воздействию атмосферного воздуха. Попытка использовать лишайники в качестве биоиндикаторов состояния окружающей среды положена и в основу моего исследования.
Объект исследования
: окрестность села Аршан.
Предмет исследования
: лишайники.
Цель
исследования я – выявление относительной загрязненности воздуха методом лихеноиндикации на разных участках села Аршан.
Задачи
: 1. Изучить литературу по данной теме. 2. Совершить экскурсию и выявить основные виды лишайников на местности. 3. Познакомиться с техникой измерений численности лишайников. 4. Сделать анализ и обобщить результаты.
Методы
: наблюдение, сравнение, измерение.
Оборудование
: измерительные ленты с миллиметровыми делениями (1 метр), компас, полевой дневник.
Ход работы:
Климат Аршана резко – континентальный с относительно суровой зимой и умеренно теплым летом, однако, удобное месторасположение, хорошая защищенность от северных ветров высокими горами значительно
смягчают его. Зима в Аршане мягкая, чем в долине и разница температуры воздуха доходит до 10-12С. Зима в Аршане продолжается 5 месяцев, отличается тихой, почти безветренной погодой с небольшим числом пасмурных и метельных дней. В данной работе отражена моя попытка определить
степень
загрязнения атмосферного воздуха
с помощью лишайников. Я живу в микрорайоне, где находится котельная, которая большую часть года активно отапливается углем. Для наблюдения я взяла 3 переменные, то есть одноразовые площадки, расположенные на различном расстоянии от потенциального источника загрязнения – котельной микрорайона, работающей на угле. Расстояния между площадками составляет 400 метров, по линии преобладающих ветров – северо – восточную и юго- восточную сторону. Рельеф предгорный, почва серая лесная, лес смешанный, относится к светлохвойной горной тайге. При заложении площадок я соблюдала следующие правила: - избегать придорожных деревьев, так как на их эпипокров влияют другие условия по сравнению с деревьями, растущими далеко от дорог; - избегать загущенных лесонасаждений с очень низкой освещенностью. Исследование провела с помощью метода пассивной лихеноиндикации. Основным способом
пассивной
лихеноиндикации
является наблюдение за изменениями относительной численности лишайников. Для этого пробные площадки и модельные деревья выбрала произвольно. Определение проективного покрытия лишайников основано на измерении линейных показателей. Затем я провела измерения проективного покрытия лишайников на пробных площадках сходных по структуре и составу фитоценоза, на примере березы, одной из лесообразующих пород. На каждой площадке в лесу, центром площадки отметила одно дерево, вокруг этого дерева я выбрала 10 берез примерно одного возраста. На стволе каждой березы определила точку, находящуюся на высоте 150см, с северной стороны. Затем на ствол накладывала мерную ленту с делениями, чтобы ноль шкалы совпадал с выбранной точкой, а возрастание чисел на шкале соответствовало движению по часовой стрелке (с севера на восток). После полного оборота вокруг ствола ленту закрепила булавкой в нулевой точке. Определила длину окружности ствола. После этого измерила и фиксировала начало и конец каждого пересечения ленты с талломами лишайников. По данным полевых измерений произвела расчет проективного покрытия
лишайников, то есть определила отношение покрытой лишайниками части ствола к его общей поверхности. В начале подсчитала общую (суммарную) длину (протяженность) талломов лишайников. Затем, зная общую длину окружности ствола и принимая ее за 100%, рассчитала проективное покрытие лишайников. (см. Приложение 1,2). Например, на всем протяжении ствола длиной 70см (700мм) пересечения ленты с талломами наблюдались на отметках 7,1-8,5 см; 12,7-14,2см; 30,4- 32,5; 56,4-58,8см. Оценка проективного покрытия дается по 10-балльной шкале: Балл 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Покрытие, % 1-3 3-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100 В таблице № 1 представлены результаты моих исследований по лишайникам. Используя фотографии при камеральной обработке собранных мной во время экскурсии 20 ноября, 25 декабря и 25 января лишайников, я определила всего 9 видов. Возможно, где-то есть неточности в определении видов. Так как, не имея практически никаких консультаций специалистов, провела работу самостоятельно с помощью фотографий и использованной литературы.
Вывод
: На всех исследуемых мной площадках встречаются в основном кустистые и листоватые лишайники, а также встречаются, накипные виды лишайников. На
1 площадке
, на расстоянии 400 м расположена котельная, которая работает на угле. Здесь в небольшом количестве встречаются лишайники кустистые, они самые уязвимые, если встречаются, то все грязные и покрыты налетом, сажей. Здесь больше всего оседает сажа на деревья, на снежный покров, а когда нет ветра, зависает черным облаком – смог. Я использовала таблицу 3, где было найдено, что такие виды лишайников, как Пармелии, Гипогимния, Ромалина указывают на третью степень загрязнения, то есть виды обитают в умеренно загрязненных условиях, на первой площадке. В последние десятилетия показано, что из компонентов загрязненного воздуха на лишайники самое отрицательное влияние оказывает двуокись серы (SO2). Экспериментально установлено, что это вещество в концентрации 0,03- 0,1мг/м3 (30-100 микрограмм/м3) начинает действовать на многие виды лишайников. В хлоропластах клеток водорослей появляются бурые пятна, начинается деградация хлорофилла. Концентрация двуокиси серы в 0,5 мг/м3 губительна для всех видов лишайников, произрастающих в естественных ландшафтах. Однако имеется группа полеотолерантных (выносливых по
отношению к загрязнениям) видов, которые могут существовать в довольно загрязненном воздухе. Помимо двуокиси серы на лишайники губительно действуют и другие загрязнители- окислы азота (NO? NO2), окись углерода (CO, CO2),соединения фтора и другие.
На второй площадке
, на расстоянии 800 метров от котельной, встречаются те же виды лишайников, но здесь более чище снежный покров, но освещенности меньше.
Третья
площадка
. Здесь встречаются особенно много тех же видов лишайников в большем количестве, причем кустистых. Наличие лишайников, их большое количество и видовое разнообразие говорит о чистоте атмосферного воздуха и окружающей среды. Здесь произрастает сосна обыкновенная, появляется тополь, который очищает воздух от пыли и вредных газов. Для определения относительной численности лишайников, я использовала методику глазомерной оценки проективного покрытия. Для этого использовала шкалу Браун-Бланке, объединяющую покрытие и обилие. (см таблицу №2) Для нашего леса показатель 2, так как площадь покрытия большая, индивидуумов много, степень покрытия не менее 10%, но не более 25%.
Заключение
При изучении данного вопроса, я обратила внимание, что лишайники и мхи нашего края являются мало изученной группой организмов. Проанализировав научные данные о лишайниках, я изучила их индикационные способности. Чем больше проективное покрытие лишайников, и чем больше видов обитает на данном участке местности, тем чище воздух местообитания. По изучению лишайников – биоиндикаторов нашей местности можно сделать вывод, что в разных частях экосистемы- разное загрязнение. Воздушная среда села Аршан загрязняется из-за воздействия антропогенных факторов: вытаптывания, засорения бытовыми отходами, от близкого положения автотрассы. Лихеноиндикация предназначена для длительных исследований. Меня эта тема заинтересовала, и я продолжу работу по изучению лишайников, таких необычных организмов, которые нуждаются в срочной и долговременной программе по их защите.
Список использованной литературы
1.Билич Г.Б., Крыжановский В.А. Биология. Полный курс. М.Оникс, 2005. 2. Боголюбов А.С., Кравченко М.В. «Экосистема», 2001. 3. Горленко М.в. «Водоросли, лишайники и мохообразные СССР», М.Мысль, 1978. 4. Пчелкин А.Л., Боголюбов А.С. «Методика лихеноиндикации загрязнения окружающей среды», М. Экосистема, 1997. 5. Начальная школа. Ежемесячный научно- методический журнал. №112009.
Приложение 1
1 площадка.
Характеристика модельных деревьев и результаты измерений Дерево № Местоположение талломов (см) Проективное покрытие % 1 3-6;7-10,2;6,5-9,5 16,6 2 2-3;5,4-6,9,6-11,0;39,4-39,6 15,7 3 6-11;5,4-6;7,2-8,4;67,4-68,4 18,3 4 1-3,2;5,7-6,4;7,2-8,4 8,7 5 7,1-8,5;12,7-14,2;56,4-58,8 15,7 6 6,5-9,5;12-18;29,5 21,7 7 3,4-4,8;7,2-8,3;12,7-14,2 10 8 1,5-3,3;5-8,1;12-15 22 9 4-5,3;9,8-13,1;39,6-38,6 17,1 10 2-3,9 3,5 итого:30
2 площадка.
Характеристика модельных деревьев и результаты измерений. Дерево № Местоположение талломов (см) Проективное покрытие % 1 42-43;45-46;50-56 13 2 40-40,3;56-57 2 3 1-5;7-10 12 4 0,5-1;59-61;62-62,3;63-68 12 5 1-3;4,8-5 4 6 1-6;9-12;13-13,5;18,1-21;38- 39,1 17 7 1-3;4-16;20-21;22,5-23 31
8 1-7;2-5;9-25;12-17 46 9 - 0 10 5,4-6,7;7,2-8,4;64,8-67,2 8 итого 35
Приложение 2
3 площадка.
Характеристика модельных деревьев и результаты измерений Дерево № Местоположение талломов (см) Проективное покрытие % 1 14-16;25-25,5;27-28;38-40;41- 43;49-49,5;50-51 15 2 11-12;13-20;23-25 20 3 5-5,1;26-32;45-47 17,6 4 2-5;6-7;9-12;14,5-15;16-20;24,5- 25,5;34-38;38,5-44;46-47 39 5 3-8;9-9,2;21-22;22,5-25;27-30 14,7 6 5-6,5;8-20;32,5-33;36-40;44-46 38 7 6-8,5;21-21,5;24-24,1;25,5- 25,7;26-26,5;27-27,2;28-28,2;29- 29,2;31,5-34;36-36,;38-38,2 15,7 8 3,5-3,7;27-27,5;31-31,2 1,3 9 0-3;12,5-13,5;14-14,2;21-32;33- 33,5;36-36,2 12,3 10 31-31,2;40,5-41;44-44,2;45,5-46; 50-50,5;52-52,2 4 итого 40
Приложение 3
Таблица №1. Видовой состав и характеристики встречаемости лишайников № Название лишайника Систематическое положение (род) Какая группа Частота встречаемости 1 Уснея хохлатая Usnea кустистая Часто, на 3 площадке больше 2 Уснея жесткая Usnea кустистая Часто, на 3 площадке больше 3 Эверния Evernia кустистая Часто, на 3
мезоморфная площадке больше 4 Эверния шелушащаяся Evernia кустистая Часто, на 1 площадке 5 Пармелия блуждающая Parmelia Листоватая Редко 6 Пармелия бороздчатая Parmelia Листоватая Часто, на 1 площадке 7 Гипогимния вздутая Gipogumnia Листоватая Часто, на 1 площадке 8 Кладония мягкая Cladonia Кустистая Часто, на 3 площадке больше 9 Рамалина мучнистая Ramalina Кустистая Редко 10 Фисция припудренная Phusia листоватая Часто
Приложение 4
Таблица №2 Шкала Браун- Бланке 0 Встречается редко, степень покрытия ничтожна 1 Индивидуумов много, степень покрытия мала или особи разрежены, площадь покрытия большая 2 Индивидуумов много, степень покрытия не менее 10%, но не более 25% 3 Любое количество индивидуумов, степень покрытия 25-50% 4 Любое количество индивидуумов, степень покрытия 50-75% 5 Степень покрытия 75%
Приложение 5
Таблица №3. Индикационные группы наиболее распространенных и многочисленных видов лишайников на территории бывшего СССР (по Трассу 1985). I Виды естественных фоновых условий Leptogium saturninum Lobaria pulmonaria Menegazzia terebrata
Usnea filipendula Usnea longissimi II Виды слабоизмененных условий Bryoria fuscescens Parmelia acetabulum Parmelia perlata Platismatia interrupta Pseudeverinia furfurasea Cetraria ornate Usnea subfloridana Usnea unnulata III Виды умеренно измененных условий Evernia prunastri Evernia thamnodes Hipogimnia physodes Parmelia olivacea Parmelia caperata Parmelia sulcate (+ saxatilis) Ramalina fraxinea Ramalina asahinana IV Виды довольно сильно измененных условий Anaptychia ciharis Phaeophycia denigrate Lepraria incana Physcia ascendens (+ tenella) Phvsconia pulverulacea V Виды сильно измененных условий Lecanora hageni Phaeophyscia orbicut Xanthoria parietina
В раздел основное общее образование