Сосна обыкновенная биоиндикатор загрязнения воздуха

Министерство образования и науки Пензенской области

Сосна обыкновенная – биоиндикатор загрязнения воздуха

Выполнила

Нуштаева Елена

ученица 9 класса

МКОУ ООШ с. Чумаево

Камешкирского района

Научный руководитель

Зоткина О.А

2012

Рецензия

на научно – практическую работу по теме: «Сосна обыкновенная – биоиндикатор загрязнения воздуха», выполненную ученицей 9 класса МКОУ ООШ с. Чумаево Нуштаевой Еленой.

Данная тема представляет особую актуальность, так как последнее время очень сильно загрязняется окружающая среда. В работе имеется план, который соответствует содержанию темы. Ученица умело пользуется отобранным материалом, логически, последовательно строит рассуждения и умеет делать умозаключения.

Работа способствует о знаниях в области экологии, биологии, химии, математике проведены расчеты, составлены таблицы.

Работа оформлена в соответствии с общим планом, носит исследовательский характер.

Данная работа заслуживает оценку «отлично», рекомендуется продолжить исследование по этой теме.

План

Введение

Методы работы и результаты

Заключение

Приложение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Тема моей работы – «Сосна обыкновенная – биоиндикатор загрязнения воздуха». Я считаю эту тему актуальной на сегодняшний день, так как ученые не вчера пришли к очевидному выводу: активная деятельность человека наносит Земле непоправимый вред.

Для условий нашей местности наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Роль атмосферы в природных процессах огромна. Чистый воздух необходим для жизни человека, растений и животных. Атмосферные загрязнения оказывают отрицательное влияние на живые организмы, что приводит к сокра­щению численности, видового разнообразия животных и растений, заболеваемости человека.

Основные составные части атмосферного воздуха подразделяют на три группы: постоянные, переменные и случайные.

К первой группе относятся кислород (21 % по объему), азот (около 78%) и благородные газы (около 1 %). Ко второй группе относятся диоксид углерода (0,02­ - 0,04%) и водяной пар. К третьей группе относятся слу­чайные компоненты, определенные местными услови­ями.

Источников антропогенного характера, вызываю­щих загрязнение атмосферы, а также серьезные нарушения экологического равновесия в биосфере ­множество. Однако самыми значительными из них являются два: транспорт и индустрия.

При работе двигателей на этилированном бензине в выхлопных газах содержатся оксиды азота, соедине­ния свинца (количество свинца в воздухе находится в прямой зависимости от интенсивности движения и может достигать 4-12 мг/м^З). При работе на серосо­держащем топливе в выхлопах появляется диоксид серы. Тысяча автомобилей с карбюраторным двигателем в день выбрасывает около 3 т угарного газа, 100 кг оксидов азота, 500 кг продуктов неполного сгорания бензина.

Помимо выбросов химических веществ, серьезны­ми загрязнениями атмосферы являются выбросы боль­шого количества водяного пара, шум, электромагнит­ное излучение, тепловое загрязнение, в том числе выбросы большого количества нагретого воздуха.

Оценку состояния воздушной среды можно про­водить в условиях школы с использованием биоинди­кационных, физических и химических методов иссле­дования. Биоиндикация – метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов – биоиндикаторов.Этим и обуславливается выбор темы моей работы. Были заложены два ключевых участка: первый с антропогенной нагрузкой (лесополоса вдоль трассы Елюзань-Петровск), второй не испытывающий такой нагрузки (в районе с. Чумаево).

Сроки проведения работы – июнь месяц.
Основные цели нашей работы заключались в следующем:
- убедиться в справедливости биоиндикационных методов определения чистоты атмосферы по состоянию сосны обыкновенной, путём сравнения показателей на ключевых участках;
- заложить основу для проведения многолетнего экологического мониторинга в районе с. Чумаево

Влияние состояния атмосферного воздуха на человека.

Чувствительность населения к действию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности и т.д. Лица пожилого возраста, дети, больные, страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являются более уязвимыми.

Общая схема реакции организма на воздействие загрязнителей ОС по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) имеет следующий вид

1. Реакция организма на воздействие загрязнителей воздуха:

(1) - смертность;

(2) - заболеваемость;

(3) - физиологические признаки заболевания;

(4) - сдвиги жизнедеятельности организма неизвестного назначения;

(5)- накопление загрязнений в органах и тканях.

Методы и результаты работы

Биоиндикационные методы

Сильнейшее антропогенное воздействие на фито­ценозы оказывают загрязняющие вещества в окружа­ющем воздухе, такие, как диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и др. Среди них наиболее типичным является диоксид серы, образующийся при сгорании серо содержащего топлива (работа котельных, отопительных печей населения, а также транспорта, особенно дизельного).

Устойчивость растений к диоксиду серы различна. Даже незначительное наличие диоксида серы в воздухе хорошо диагностируется лишайниками – сначала исчезают кустистые, потом листоватые и, наконец, накипные формы. Из высших растений повышенную чувствительность к S0₂ имеют хвойные (кедр, ель, сосна).

На каждом из двух участков было исследовано по 10 деревьев возрастом около 20 лет. С каждого дерева брали по 100 пар хвоинок. Анализ хвои проводился в день отбора проб в домашних условиях. Результаты работы представлены в таблице 1:

Таблица 1

Повреждение и усыхание хвои сосны

обыкновенной в разных зонах

Рис.1Классы повреждения и усыхания хвои. Повреждения:1а – хвоинки без пятен; 2а – с небольшим числом мелких пятнышек; 3а – с большим числом черных и желтых пятен, некоторые из них крупные, во всю ширину хвоинки.Усыхание:1б – нет сухих участков; 2б – усох кончик на 2-5 мм; 3б – усохла треть хвоинки; 4б – вся хвоинка желтая или более половины ее длины сухая

Определение загрязненности атмосферы

по продолжительности жизни хвои

Информативным по техногенному загрязнению является продолжительность жизни хвои сосны (от 1 до 4-5 и более лет).

С целью определения продолжительности жизни хвои на каждом участке необходимо осмотреть не ме­нее 100 деревьев. Для удобства про ведения ис­следования методом визуального осмотра выбираются невысокие деревья (в возрасте 10-15 лет). Результаты осмотра занесла в таблицу 2:

Продолжительность жизни хвои сосны

обыкновенной в разных зонах

Определение загрязненности атмосферы по со­стоянию

прироста деревьев последних лет

Биоиндикатором загрязненности атмосферы может служить ежегодный прирост деревьев по высоте, ко­торый на загрязненных участках может быть на 20­-60% ниже, чем на контрольных.

Для индикации состояния атмосферы этим методом в сентябре следует визуально осмотреть на ключевых участках сосновый древостой возраста 10-15 лет. На исследуемом участке выбрать направление (например, с севера на юг), вдоль которого подсчитать все деревья подряд, кроме тех, у которых поврежден главный побег. Чтобы измерения были более точными, необходимо об­следовать не менее 100 деревьев, находящихся по воз­можности в разных местах исследуемого участка для исключения случайных факторов, например, вредите­лей (хрущ, пилильщик, сосновая совка). На каждом де­реве измерить длину центрального побега между двумя верхними мутовками (т. е. прирост последнего года) и определить среднюю величину прироста.

По данным таблицы рассчитывают индекс продол­жительности жизни хвои Q сосны по формуле:

3В₁+2В₂+1В₃

Q = –––––––––––––––

B₁+B₂+B₃

где B₁, В₂, В₃ - количество осмотренных деревьев с данной продолжительностью жизни хвои. Чем выше индекс Q, тем больше продолжительность жизни хвои сосны, а значит - и чище воздух.

Затем проводят расчет средней продолжительнос­ти жизни хвои Q сосны для каждого ключевого учас­тка. Среднее значение по длине прироста, толщине побегов и ветвления занесла в таблицу 3:

Таблица 3

Характеристика побегов сосны обыкновенной

в разных зонах

Заключение

В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пят­на и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загряз­ненной атмосфере появляются повреждения, и снижа­ется продолжительность жизни хвои сосны. Методика индикации чистоты атмосферы по хвое сосны состоит в следующем. С нескольких боковых побегов в средней части кроны 5-10 деревьев сосны в 15-20-летнем возрасте отбирают 200-300 пар хво­инок второго и третьего года жизни. Под действием загрязнителей происходит подавление репродуктивной деятельности сосны.

Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои. При хроничес­ком загрязнении лесов диоксидом серы наблюдаются повреждения и преждевременное опадение хвои со­сны. В зоне техногенного загрязнения отмечается снижение массы хвои на 30 - 60% в сравнении с контрольными участками.

Из данных показателе, видно, что они далеки от идеальных. Скорее всего, это связано с тем, что, несмотря на отсутствие в Камешкирском районе предприятий производящих выбросы в атмосферу, большое влияние оказывают транспорт. Мне интереснее будет наблюдать за динамикой этих показателей в будущем.

Литература

Алексеев с.В. и другие. Практикум по экологии. – М: АО МДС, 1996.

Горышина Т.К. Экология растений. – М.: высшая школа, 1979.

Научно – методический журнал Биология в школе №2 2007.

Пономарева И.Н. Экология растений с основами биогеоценологии. – М., 1978.

Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений. – М., 1979.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/36841-sosna-obyknovennaja--bioindikator-zagrjaznen