Исследовательская работа «Определение экологического состояния территории СОШ № 8 методом лихеноиндикации» (стр. 1 )

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Средней общеобразовательной школы №8

г. Туапсе

Исследовательская работа

Определение экологического состояния территории СОШ №8

методом лихеноиндикации

Выполнил ученик 6б класса: Федорцов Никон

Руководитель: , учитель биологии

МОУ СОШ №8

Содержание.

1. Введение. Актуальность проблемы.

2. « Растение-сфинкс».

3. Исследовательская работа.

- Характеристика зеленых насаждений пришкольного участка

СОШ №8.

- Основные экологические группы лишайников.

- Организация мониторинга методами лихеноиндикации.

4. Основные расчеты по исследовательской работе.

5. Выводы и предложения.

6. Список используемой литературы.

7. Приложение.

1. Введение. Актуальность проблемы.

В эпоху научно-технического прогресса природа неизбежно подвергается мощному воздействию антропогенного фактора - деятельности человека, поэтому необходимо бережно и рационально использовать природные ресурсы, воспитывать в людях чувство ответственности перед грядущими поколениями.

В последнее время из-за урбанизации городов усилилось влияние выбросов вредных газов и дыма. Все живые организмы подвергаются воздействию разных факторов. Особую опасность представляет загрязнение окружающей среды в результате действия химических веществ. Под воздействием сернистого ангидрида снижается устойчивость леса даже обычными стрессовыми факторами, а также инфекциями, заморозками. У деревьев отмирает 50% корневой системы, образуются вывалы при ветре. Кислотные дожди поражают на глубину до 1 метра. Кислотные дожди – это вещества, которые помимо отравления вымывают из почвы необходимые элементы питания. Выбросы аммиака, оксидов азота и серы вызывают гибель хвойных пород. В условиях загрязнения происходит аккумуляция элементов, пока не превысится критический порог. Даже небольшое воздействие загрязнителей понижает устойчивость растений. Кроме того кислотные дожди подкисляют, поэтому в загрязненных местах отсутствуют мхи и лишайники.

В последнее время стремительно возрастает число автомобилей. Все было хорошо, пока автомобилей не стало слишком много. Очевидно, что при таком количестве машин легкий дымок, выходящий из выхлопных труб, загрязняет окружающий воздух настолько, что это придает ощутимый вред здоровью людей в природе. Среди множества различных газов и химических соединений, выбрасываемых автомобилем, есть и токсичные вещества. На некоторых магистралях в часы пик их содержание в воздухе превосходит предельно допустимые концентрации в десять и более раз.

Более всего выделяется моноксида углерода (СО)– угарного газа и различных углеводородов, среди которых особую опасность представляет бензпирен. Кроме того, азот, входящий в состав воздуха, при высоких температурах и давлении, развиваемых в цилиндре двигателя, реагирует с кислородом, образуя весьма опасные оксиды. Дизели выбрасывают еще и сернистый ангидрид – при работе на топливе, в котором содержится много серы, а также твердые частицы, образующиеся при горении топлива в цилиндрах. А также масляные аэрозоли.

Мы живем в небольшом городе, но есть ряд предприятий, расположенных практически в центре проживания граждан – нефтебаза, нефтезавод, транспортная магистраль, пагубное действие которых распространяется на живые организмы. Одними из чувствительных к загрязнению организмов являются лишайники. Они по-разному реагируют на загрязненность воздуха: некоторые из них не выносят даже малейшего загрязнения и погибают, другие наоборот, живу только в городах и прочих населенных пунктах, хорошо приспособившись к соответствующим антропогенным условиям.

В самом деле; внимательный человек; гуляя в лесу, непременно заметит лишайники, растущие на стволах деревьев, - большие светло-серые пятна листоватых пармелий, мучнистые подпалины накипных лишайников и др. Все они здесь живые и нередко покрывают более половины поверхности ствола. Если пройти через какой-нибудь городской парк, то едва ли удастся обнаружить лишайники, разве только маленькие пятнышки фрагментов слоевищ в трещинах коры.

Различия между лишайниковыми флорами естественных и культурных ландшафтов были замечены уже лихенологами прошлого столетия. Не имея тогда точных данных относительно экологических условий (климат, состав воздуха и пр.) городов, они могли только предполагать, что часть лишайников чувствительна к каким-то городским условиям, по всей вероятности к составу воздуха. В дальнейшем было установлено, что различные виды лишайников действительно обладают разной чувствительностью. Одни растут в естественных, не тронутых культурой ланшафтах, другие переносят умеренное влияние цивилизации, сохраняясь в небольших поселках и селах, а третьи способны расти в крупных городах, по крайней мере, на их окраинах.

Цель нашей исследовательской работы:

Изучить экологическое состояние пришкольного участка СОШ №8, используя методику лихеноиндикации.

Задачи:

1. Определить основные группы лишайников на территории школы.

.

2. Осуществить мониторинг методом пассивной лихеноиндикации, измеряя проективное покрытие лишайников.

3. Наметить пробные площади и учетные площадки.

4. Рассчитать учетные формы лихенометрической съемки.

5. Сделать выводы об экологическом состоянии исследуемого района.

2. «Растение – сфинкс»

С давних времен по свету ходит легенда о чудовище с лицом человека, туловищем льва и крыльями птицы – о сфинксе. И само чудовище таинственное, к тому же оно постоянно подстерегало спутников и загадывало им загадки. Поэтому слово «сфинкс» - стало символом чего-то таинственного и загадочного.

Но есть и другие «сфинксы»: русский естествоиспытатель называл «сфинксами» лишайники. И не случайно – лишайники загадали людям множество загадок. Мало того, ученые, долгое время вообще не могли понять, что это такое. Одни считали мхом, - третьи – водорослью. И только в 1867 году было доказано: это и гриб, и водоросль одновременно. Вернее, гриб и водоросль, живущие вместе. Так им удобнее и выгоднее: то, что не умеет «один», «умеет» другой, и наоборот. Один «партнер» добывает из воздуха питательные вещества, другой – из почвы воду и соли. Один усваивает одно, другой – другое, а потом обмениваются едой и влагой. Такой союз придает лишайникам необычайную выносливость. Им и в шестидесятиградусный мороз нипочем, и в пятидесятиградусную жару. Лишайники могут годами жить в воде, а могут усохнуть до размера мелкой монеты, а потом, как по волшебству, разрастись, приспособиться к любым условиям. Они селятся на голых камнях и на сыпучих песках, живут в полярной тундре и в лесах.

Окраска лишайников очень разнообразна. Только одного цвета не дала им природа – ярко-зеленого. По этому признаку их легко отличить ото мхов: мхи часто бывают ярко-зелеными, лишайники – никогда.

Разнообразна и форма лишайников. Одни похожи на кустики, другие - на пластинки самых причудливых очертаний, третьи напоминают тонкие корочки, так плотно прирастающие к камням, стенам зданий, коре деревьев, что их оторвать нельзя, можно только соскоблить ножом, четвертые – бороды. Иногда лишайники приобретают вид своеобразных «лепешек». В старину их называли «лишаями», отсюда и названия этих загадочных растений Лишайники не только самые неприхотливые, но и самые медленно растущие на Земле. Порой они вырастают в год всего на два – три миллиметра. Зато живут долго, многие не моложе своих «хозяев» - столетних лип и кедров.

3. Исследовательская работа.

Характеристика зеленых насаждений пришкольного участка

Общая площадь пришкольного участка 1065, 12 квадратных метров.

Среди зеленых насаждений - сосна обыкновенная, светолюбивая, нетребовательная к плодородию почвы. Плохо переносит уплотнение., чувствительна к загрязнению воздуха. Растет быстро, зимостойка. Используется для озеленения загородных парков и лесопарков, как в чистых, так и смешанных насаждениях, массивами, группами, одиночно. Среди древесных форм растений можно выделить белую акацию, дерево семейства бобовых, с раскидистой кроной, толстой темной глубокобороздчатой корой.

У яблонь кора ствола темно-серая, крона неправильной формы, чаще округлая. Листья летом темно-зеленые, осенью - желтые или красноватые.

Очень красивы листопадные платаны. Это высокие деревья, с густой широкой кроной. Ствол мощный, цилиндрический, с зеленовато-серой отслаивающейся корой. Платаны предпочитают открытое солнце. Используются для озеленения городов и поселков.

Замечательно смотрятся в групповой посадке березы бородавчатые. У них ажурная, неправильная крона, гладка, белая отслаивающаяся кора. У взрослых деревьев нижняя часть ствола покрыта мощной черноватой коркой, с глубокими трещинами, этим она отличается от большинства белоствольных берез.

Ветви березы бородавчатой, большей часть провислые. Нижние ветви довольно короткие, горизонтальные, ветви среднего и верхнего ярусов восходящие. Побеги очень длинные, стройные, у старых деревьев вуалеобразно свисают с ветвей.

Ясень обыкновенный - экологически устойчивое растение. У него прямой высокий ствол, имеющий зеленовато-бурую или бурую кору.

Граб обыкновенный - красивое дерево с густой раскидистой кроной и стволом неправильной формы светло-серого цвета. Листья овальные, темно-зеленые, осенью окрашиваются в желтые и пурпурные тона. Теплолюбив. Довольно хорошо переносит задымление и загазованность воздуха. Одна из более эффектных по внешнему виду, ива вавилонская, образует плакучую крону. Является украшением пришкольного участка.

На данном участке произрастают 24 спиреи, 27 кустов сирени, 4 ивы, 4 клена, 19 сосен, 7 яблонь, 27 акаций, 7 кустов боярышника, 2 граба, 4 платана, 9 слив, 14 кустов дрока, 29 гибискусов, 41 роза, 2 вишни, 3 дуба.

Общее количество видов древесно-кустарниковой растительности - 16.Растительный состав не богат.

Основные экологические группы лишайников.

Насколько разнообразны слоевища лишайников по окраске, настолько же разнообразны они и по форме. Слоевище может иметь вид корочки, листовидно пластинки или кустика. В зависимости от внешнего облика различают три основных морфологических типа: накипные, листоватые и кустистые лишайники.

На исследуемой нами территории, встречается один тип лишайников – накипной.

Слоевище накипных лишайников имеет вид корочки, плотно сросшейся с субстратом. Толщина корочки очень разная. Она может быть весьма тонкой и иметь вид еле заметной накипи или порошкообразного налета, толщиной 1 – 2 мм, а иногда бывает и довольно толстой, достигая в толщину половины сантиметра. В зависимости от субстрата, на котором произрастают накипные лишайники, среди них встречаются несколько экологических групп: эпилитные, развивающиеся на поверхности горных пород; эпифитные – на коре деревьев и кустарников; эпигейные – на поверхности почвы, эпиксильные – на обнаженной гниющей древесине.

На рост лишайников сильно влияют физические и химические свойства субстрата. Для эпифитных лишайников большое значение имеют структура коры, ее расчленение, жесткость, частота отслаивания и другие особенности. Эпифитная лишайниковая растительность разных древесных пород, как правило, различается по составу. Видовой состав лишайниковых группировок зависит не только от вида дерева, но и от его возраста. В данном случае особенно сильно проявляется влияние физических свойств коры.

Кроме того, состав эпифитных лишайников на одном и том же стволе дерева различен в зависимости от высоты над землей; в этом случае на распределение лишайников оказывают влияние не только физические особенности коры, но и экологические факторы – освещенность, влажность и некоторые другие.

Помимо свойств субстрата, на расселение лишайников большое влияние оказывают также климатические факторы – свет, влажность, температура.

Свет для лишайников необходим, как для всех фотосинтезирующих организмов. Отсутствие света или недостаточная его интенсивность препятствует их развитию Влажность является вторым очень важным фактором распределения лишайников по местообитаниям. Хотя лишайники относятся к числу наиболее засухоустойчивых растений, способность переносить без воды очень длительные периоды и выдерживать такое низкое содержание воды в слоевищах, при котором большинство растений погибает, влага все-таки необходима для их развития. Это объясняется тем, что, что процессы фотосинтеза и дыхания происходят во влажных слоевищах. Лишайники черпают влагу из разных источников - из дождевой воды, утренней и вечерней росы, талого снега, туманов, влажного воздуха

Таким образом, мы видим, что лишайники отличаются удивительной устойчивостью к влиянию внешних факторов. Они способны расти в самых разнообразных условиях освещения и влажности, легко переносить длительные периоды без воды, резкие колебания температуры, большие дозы ультрафиолетовой и проникающей радиации. И только воздействие антропогенного фактора оказалось губительным для лишайников. Изменяя природные ландшафты, вырубая леса и возделывая землю под пашни, человек способствовал сильному обеднению лишайниковой растительности. Особенно губительным для многих лишайников оказалось загрязнение атмосферы, создание крупных индустриальных центров, воздух которых насыщен дымом, гарью и копотью.

Организация мониторинга методом лихеноиндикации.

В своей работе мы использовали биологический мониторинг. Это наблюдение за состоянием окружающей среды при помощи биологических объектов. В качестве объекта нами выбраны эпифитные лишайники. Замеры производились в местах их произрастания.

Мы выбрали пробную площадь - небольшой участок территории, на котором проводятся лихенологические исследования.

На учетных площадках, в качестве которых, выбраны участки коры дерева, производились непосредственно подсчеты численности лишайников. Для биологического мониторинга нами были выбраны 7 деревьев с эпифитными лишайниками.

Деревья, примерно, одного возраста. Им около пятнадцати лет. Это акации с эпифитными лишайниками. Деревья не имеют видимых повреждений.

В работе использовали измерения проективного покрытия лишайников при помощи сеточек. Подсчет производили на четырех высотах от корня дерева, с четырех сторон света. Нами выбраны высоты: 60 и 90 см. Подсчитывали число клеток, имеющих более 50 % покрытия (а), пустые (0), и менее 50% (в), сумму всех клеток (с). Деревья имели диаметры стволов не менее14 см. На прозрачном файле чертили сеточку, имеющую размеры 10/10 см, в которой 100 клеточек (фото 1). При использовании клеточек - квадратов измерения производили с четырех сторон света, на постоянных высотах (фото 2,). Пронумеровали деревья на пробных площадках и, после необходимых замеров, данные заносили в таблицы с учетными формами лихенометрической съемки.

Основные расчеты по исследовательской работе.

Таблица 1.

Учетная форма лихенометрической съемки

(август)

№ учетной площадки и номер дерева.	Число квадратов с проективным покрытием более 50% (а)	Число квадратов с покрытием менее 50% (в)	Число пустых квадратиков (0)	Общее число пустых квадратиков (с)	Общее проективное покрытие (R) %
60 см.
№1
С	20	18	62	100
Ю	-	-	100	100
З	15	10	75	100
В	4	10	86	100	14,5
90 см.
№1
С	29	17	54	100
Ю	-	-	100	100
З	19	23	58	100
В	7	25	68	100	21,88
60 см.
№2
С	10	12	78	100
Ю	-	-	100	100
З	3	5	92	100
В	4	4	92	100	6,875
90 см.
№2
С	15	13	72	100
Ю	2	1	97	100
З	4	5	91	100
В	3	2	95	100	8,625
60 см.
№3
С	27	20	53	100
Ю	-	-	100	100
З	19	20	61	100
В	5	20	75	100	20,25
90 см.
№3
С	2	15	83	100
Ю	-	-	100	100
З	1	4	95	100
В	-	-	100	100	3,125
60 cм
№4
С	29	14	57	100
Ю	-	-	100	100
З	12	21	67	100
В	9	27	64	100	20,38
90см.
№4
С	15	17	68	100
Ю	-	-	100	100
З	10	13	77	100
В	5	12	83	100	12,75
60 см.
№5
С	31	21	48	100
Ю	2	4	94	100
З	21	24	55	100
В	10	30	60	100
90 см.
№5
С	15	7	78	100
Ю	3	11	86	100
З	12	15	73	100
В	5	8	87	100
60 см.
№6
С	21	17	62	100
Ю	-	-	100	100
З	12	16	72	100
В	3	25	72	100
90 см.
№6
С	4	7	89	100
Ю	-	-	100	100
З	3	5	92	100
В	-	-	100	100
60 см.
№7
С	24	16	60	100
Ю	-	2	98	100
З	14	17	69	100
В	3	13	74	100
90 см.
№7
С	20	18	62	100
Ю	1	4	95	100
З	15	13	72	100
Ю	5	6	89	100

Таблица 2.