Оценка состояния почвогрунта газона придорожной территории в городе
Милов Никита, 8 класс, ГБОУ ДОД ДЮЦ «ПЕТЕРГОФ»
Руководитель: , педагог дополнительного образования
Зеленые насаждения урбанизированных территорий снижают негативное воздействие на окружающую среду, улучшают санитарно-гигиенические условия жизни человека. Значительная степень воздействия негативных факторов, которая в большей мере присуща урбанизированным территориям, вызывает ослабление растительности, снижение ее продуктивности, приводит к преждевременному старению, поражению зеленых насаждений различными болезнями, вредителями и, в итоге, к гибели насаждений, поэтому снижается способность выполнять свои экологические функции.
Листья деревьев и кустарников, поверхность их ветвей и стволов, а так же стебли травянистых растений выполняют роль своеобразного мощного фильтра, улавливающего пыль и другие вещества из воздуха. Кроме того растительный покров, в том числе травянистые газоны, предотвращают образование пыли с поверхности грунта. Поэтому проезжую часть от тротуаров и жилой застройки необходимо отделять посадками, состоящими из густого газона, плотного яруса кустарников и деревьев.
С 2010 года мы наблюдали за газонами на улице Победы в городе Ломоносове, в непосредственной близости от проезжей части улицы. Круглый год они испытывают воздействие автомобильного транспорта, летом – это выхлопные газы, а зимой ещё и на газоны сгребается снег с дороги и тротуара, который содержит антигололёдные вещества, которые обеспечивают безопасность для автомобильного транспорта и пешеходов. Весной проводится уборка снега тяжелой уборочной техникой, при этом на газоне уплотняется почва. Летом на газонах наблюдались места без травяного покрова.
В году мы исследовали качество снега, с газонов и с дороги, а в году состояние почвогрунтов газонов придорожных территорий в городе.
Мы выдвинули гипотезу: газон придорожной территории в городе испытывает антропогенное воздействие, большее, чем территории удаленные от дорог с большой транспортной нагрузкой.
Цель нашей работы: оценить состояние почвогрунта газона вблизи проезжей части на улице Победы в городе Ломоносове.
Задачи:
Ø выбрать:
- места отбора проб почвогрунтов;
- биотестов (растительных организмов для исследования);
- тест-реакции
Ø провести биотестирование почвенных вытяжек;
Ø провести статистическую обработку данных характеристик биотестов и подтвердить или опровергнуть выдвинутую гипотезу.
Почва как особая, биокостная среда, требует к себе и особого внимания, т. к. оказывает большое влияние на сопряженные природные среды и живые объекты. Сущность экологической оценки состояния почвы заключается в том, что она, являясь компонентом природно-антропогеного комплекса, взаимодействует с воздушной средой, водами, биотой и объектами техногенной среды. Испытывая антропогенную нагрузку, почва изменяется сама (хотя обладает огромной буферной ёмкостью) и воздействует прямо или косвенно, на все компоненты природно-антропогенного комплекса.
Почва испытывает на себе не только большую техногенную нагрузку, но и действие экологических факторов, в том числе климатических – температуры, влажности воздуха, ветра, осадков, солнечной радиации и облачности и др.
По данным обзора «Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2009 году» состояние газонов улучшилось: количество хороших газонов увеличилось на 30%, 41% площадей газонов находится в удовлетворительном состоянии, а 14% площадей в неудовлетворительном состоянии [2]. По данным мониторинга основной механический состав газонов супесчаный, загрязненность строительным мусором неоднородная, плотность поверхностного слоя высокая, кислотно-щелочной баланс имеет тренд от нейтрального к слабо-щелочному. Это ухудшает условия почвенного питания корней растений.
Содержание хлоридов повысилось в некоторых почвах газонов на уровне до 5 см. Засоление верхних горизонтов почвы связано с применением противогололедных смесей на проезжей части улиц и тротуарах в непосредственной близости от зеленых насаждений.
На состояние почвогрунтов в условиях города влияют и погодные условия. В году высота снежного покрова по данным Росгидромета составила 65 см, что составило 241% от средних многолетних значений, которое было 27 см., а в году зима была малоснежной. В летнее время осадков было много, практически во все месяцы, самым дождливым был август 2012 года выпало 229% осадков от нормы (норма 81мм).
Биотестирование – процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменение жизненно важных функций у тест-объектов.
Кроме выбора биотеста существенную роль играет выбор тест-реакции – того параметра организма, который измеряется при тестировании.
Наиболее информативными являются параметры, характеризующие общее состояние системы. Для отдельных организмов к таким параметрам обычно относят характеристики выживаемости, роста, плодовитости, остальные характеристики относят к частным (морфологические, физиологические и др.)
Метод биометрии (применение методов математической статистики в биологии и экологии
Для определения состояния почвенного покрова (почвогрунта) было выбрано 2 площадки, одна - на газоне, в черте города около проезжей части улицы, вторая для контроля - на газоне в ГМЗ «Ораниенбаум» в парковой зоне.
Отбирались смешанные пробы с глубины 0-5 см методом конверта.
Пробы почвы и почвогрунта высушили на воздухе при комнатной температуре..
Оценку состояния почв проводили методом биотестирования почвенных вытяжек
В 2012 году дополнительно отобрали пробы с газона придорожной территории на расстоянии 0-0,5 м и 2,0-2,5 м от проезжей части.
Тест-объект: Горчица бе́лая, или Горчица англи́йская (лат. Sinápis álba) вид однолетних травянистых
растений рода Горчица (Sinapis) семейства Капустные (Brassicaceae).
Мы выбрали только 2 тест-реакции:
1. выживаемость;
2. биометрические показатели проростков.
Постановка опытов заключалась в следующем: 20 г измельченной почвы залили 50 мл дистиллированной воды, 30 минут перемешивали и слили половину почвенной вытяжки через фильтр. Полученным раствором залили 50 семян горчицы белой в чашках Петри на фильтровальной бумаге, и оставили для прорастания. Через неделю определили количество проростков и их биометрические показатели - измерили длину проростков. Раствором почвенной вытяжки, который отстаивался в течение недели, залили еще по 50 семян и снова оставили для прорастания. Через неделю также определили число проростков и их биометрические показатели.
Статистическая обработка данных проводилась по стандартной методике. Мы определили среднее выборочное, статистическое отклонение, доверительный интервал и относительную ошибку среднего выборочного и сравнили полученные выборки по критерию Стьюдента.
Биотестирование 2011 года показало, что в почвенной вытяжке, выдержанной полчаса, прорастает меньше семян, в обеих пробах, чем в почвенной вытяжке выдержанной 7 дней.
Средняя длина проростков в почвенном растворе выдержанном 7 дней уменьшается в случае газона на улице и увеличивается в пробе с газона в парке. Это нам показывает, что влияние вредных факторов на улице больше, чем в парке.
В 2012 году биотестирование показало, что прорастает большее количество семян, чем в 2011 году, и размеры проростков значительно больше. Это можно объяснит тем, что в 2011 и 2012 годах были разные погодные условия. Очень снежная зима года, с большим количеством антиголоёдных средств, сбрасываемых на газоны. И малоснежная зима со значительно меньшим количеством антигололёдных средств попадающих на газон. Очень дождливое лето 2012 года. Прослеживается то, что на газоне в парке условия для растений биотестов лучше в годы наблюдения, но в 2012 году различия между качеством почвы и почвогрунта свелись к минимуму.
Выборки оказались показательными, а результаты проведенного исследования удовлетворительными, т. к. относительные ошибки средних выборочных меньше или близки к 10 %.
Сравнение выборок с использованием статистического критерия Стьюдента.
Мы получили, что в 2011 году почвогрунт на газоне в городе был загрязнен токсикантами, то в 2012 году почвогрунт газона в городе практически не отличался от почвы парка ГИЗ «Ораниенбаум». Можно сделать вывод, что загрязнение почвогрунтов сильно зависит от погодных условий и отношения людей к охране почвогрунтов в городе.
Таким образом, выдвинутая гипотеза подтвердилась полностью в опытах 2011 года и не подтвердилась в опытах 2012 года.
Чтобы результаты были более полными необходимо исследовать почвогрунт газона в весеннее-летний период, т. е. вначале периода вегетации растений и сравнить данные с осенними исследованиями.
Выводы:
1. были выбраны;
- две точки исследований: на газоне у проезжей части улицы Победы и газон в парковой зоне (ГМЗ «Ораниенбаум»), почвогрунт с газона в парке можно считать контрольной пробой;
- из трех предполагаемых тест-объектов для исследований была выбрана горчица белая;
- тест-реакции – наиболее общие выживаемость, ростовые показатели организмов;
2. в водную вытяжку из почвогрунта газона в городской черте перешли вредные вещества для прорастания семян горчицы белой и снизили их выживаемость, а так же затормозили рост растений как в 2011 , так и в 2012 году, но в 2012 году вредных веществ в почвогрунте было меньше, т. к. они вымылись дождями.
3. статистическая обработка данных позволяет нам утверждать, что выборки были репрезентативными, и полученные нами результаты достоверны и удовлетворительны.
4. выдвинутая гипотеза справедлива для исследований 2011 года и не подтверждается в 2012 году, что можно объяснить действием природных факторов - разными погодными условиями.
Мы поняли, что очень важно, чтобы газоны были густыми для более полного поглощения углекислого газа в процессе фотосинтеза и уменьшение пыли в воздухе, таким образом, лучше выполняли защитную функцию нашей среды обитания. Загрязнение почвы способствует и загрязнению водных объектов, куда попадают грунтовые или поверхностные воды.
