Исследовательская работа «Оценка состояния атмосферного воздуха с помощью лихеноиндикации.»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ГОРОДА КАЛИНИНГРАДА СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ  ШКОЛА №50

Исследовательская работа

«Оценка состояния атмосферного воздуха  с помощью лихеноиндикации.»

  Выполнила работу

  ученица  6 А класса:

  Котова Валерия

  Руководитель:

  ,учитель биологии

Калининград

2014

Содержание

Введение……………………………………………………………………стр. 3

Глава 1. Лишайники как объект изучения.  ……………………............стр. 4

Глава 2. Методы исследования…………………..………………………стр. 5

Глава 3. Результаты……………………………………………………….стр.7

3.1 Определение  видового состава и частоты встречаемости лишайников

3.2  Определение степени покрытия лишайников …………………...стр.8

Заключение………………………………………………………………..стр.10

Список литературы…………………………………………………….…стр.11

Приложение………………………………………………………….…….стр. 12

Введение

  Роль атмосферы в природных процессах очень важна. Чистый воздух необходим для жизни человека, других животных и для растений. Последнее время очень многие говорят о загрязнении воздуха, ведь это отражается, прежде всего, на нашем здоровье. Но как исследовать состояние воздуха? Это очень трудоемкий и требующий сложной техники процесс. В городах для того, чтобы знать, насколько загрязнен воздух, проводят мониторинг воздуха, т. е. его исследование.

  Определить чистоту воздуха в городе не имея дорогостоящих приборов, можно с помощью метода лихеноиндикации. Оказывается, существуют такие живые организмы, которые способны изменять свой внешний вид в зависимости от степени загрязненности воздуха. Лишайники являются одним из перспективных объектов биоиндикаци, так как они распространены по всему земному шару и их реакция на внешние воздействия очень сильна, а собственная изменчивость незначительна по сравнению с другими организмами.

Цель работы

Определить качество атмосферного воздуха в окрестностях рынка «Сельма» с помощью  метода лихеноиндикации.

Задачи

Узнать о роли лишайников в природе и жизни человека.  Познакомиться с историей развития лихеноиндикации и ее основными методами. Изучить видовой состав лишайников. Определить класс чистоты воздуха на  исследуемой территории.

Гипотеза

Будет ли  распространение лишайников, их обилие  неодинаковым на разных участках исследуемой территории.

Объекты исследования: эпифитные лишайники.

Предмет исследования: качество воздуха, видовое многообразие эпифитных лишайников и степень их проективного покрытия.

Методы исследования:

Метод лихеноиндикации Эмпирический метод  (наблюдения) Методы статистической обработки результатов.

Глава №1. Лишайники как объект изучения

  Лишайники представляют собой весьма своеобразную группу споровых растений, состоящих из двух компонентов - гриба и одноклеточной водоросли, которые живут совместно как целостный организм. При этом функция основного размножения и питания за счет субстрата принадлежит грибу, а функция фотосинтеза - водоросли.

  Лишайники чутко реагируют на характер и состав субстрата, на котором они растут, на микроклиматические условия и состав воздуха. Объектом глобального мониторинга лишайники избраны потому, что они распространены по всему Земному шару и поскольку их реакция на внешнее воздействие очень сильна, а собственная изменчивость незначительна и чрезвычайно замедленна по сравнению с другими организмами.

  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 они на стволах деревьев, Установлено, что при повышении степени загрязнения воздуха первыми исчезают кустистые, затем листоватые и последними - накипные (корковые) формы лишайников.

  Одним из первых начал использовать лишайники в качестве индикаторов чистоты воздуха  шведский ученый Р. Сернандер (1926). Он выделил в Стокгольме "лишайниковую пустыню" (центр города и фабричные районы с

сильно загрязненным воздухом - лишайники здесь почти отсутствуют); зону "соревнования" (части города со средней загрязненностью воздуха - флора лишайников бедна, виды с пониженной жизненностью) и "нормальную зону" (периферийные части города, где встречаются многие виды лишайников).

  В последние десятилетия показано, что из компонентов загрязненного воздуха на лишайники самое отрицательное влияние оказывает двуокись серы (SO2).  В хлоропластах клеток водорослей появляются бурые пятна, начинается деградация хлорофилла. Концентрация двуокиси серы  губительна для всех видов лишайников, произрастающих в естественных ландшафтах. Таким образом, лишайники являются интегральным индикатором состояния среды.

Глава №2. Методика измерения относительной численности лишайников.

  Для измерения численности лишайников на деревьях, в частности – их проективного покрытия, пользуются, в основном,  способом «линейных пересечений». Он основан на измерении  линейных показателей. Способ заключается в наложении на окружность ствола мерной ленты с фиксированием всех пересечений ее со слоевищами лишайников. В качестве ленты можно использовать простой «портняжный метр» (с миллиметровыми делениями).

  Измерение лишайников этим способом производится следующим образом. После выбора модельного дерева исследователь определяет на стволе точку, находящуюся на высоте 150 см от комля с северной стороны (использовать компас). Затем на ствол накладывается мерная лента с делениями таким образом, чтобы ноль шкалы ленты совпадал с выбранной точкой, а возрастание чисел на шкале соответствовало движению по часовой стрелке (с севера на восток). После полного оборота вокруг ствола лента закрепляется на стволе булавкой в нулевой точке. Совмещая последнее деление и ноль ленты определяют длину окружности ствола. Ее при дальнейших расчетах принимают за 100 %. После этого начинают измерения, двигаясь взглядом по ленте и фиксируя начало и конец каждого пересечения ленты с талломами лишайников (чтобы не сбиться – удобно использовать указатель – карандаш, ручку, спичку и т. п.). Измерения проводятся с точностью до 1 мм.

По данным полевых измерений в домашних условиях производят расчет проективного покрытия лишайников, т. е. определяют отношение покрытой лишайниками части ствола к его общей поверхности.

Вначале подсчитывается общая (суммарная) длина (протяженность) талломов лишайников. Затем, зная общую длину окружности ствола и принимая ее за 100%, рассчитывается проективное покрытие лишайников (в %). При оценке уровня загрязнения той или иной территории методами лихеноиндикации используется два подхода: качественный и количественный.

Более точно и, главное, количественно, определить уровень нарушенности местообитания помогут так называемые лихеноиндикационные индексы, учитывающие, в основном, видовое разнообразие, т. е. видовое богатство (число видов) и численность разных видов лишайников.

На сегодняшний день существует несколько десятков лихеноиндикационных индексов, как тех, которые учитывают видовой состав лишайников, так и тех, при расчете которых нужно знать только видовое богатство (число видов).

Для целей данного учебного задания приведем два наиболее простых индекса – по одному из этих двух типов. Индекс полеотолерантности (IP) учитывает видовой состав лишайников (т. е. для его использования нужно определять виды) . Другим способом расчетов, не требующим знаний о видовом составе лишайников, является индекс чистоты атмосферы, IAQ.

Глава № 3. Результаты исследования

Определение  видового состава и частоты встречаемости лишайников

  Видовой состав представлен следующими образцами:

участок	1 Улица Гайдара	2 Улица Согласия	3 Улица Нарвская	4 ефорта
Пармемлия Коэффициент встречаемости	+	+	+	+
50%	40%	40%	30%
Ксантория настенная ( Xanthoria parietina) Коэффициент встречаемости	+	+	+	+
70%	50%	50%	60%

Ксантомрия (лат. Xanthoria) — род лишайников семейства Teloschistaceae. Слоевище листоватое, состоит из одной или нескольких приподнимающихся или прижатых к субстрату листовидных пластинок и чешуек, с чаще желтоватой или красновато-оранжевой верхней поверхностью, от гидроксида калия становящейся ярко-красной. Нижняя поверхность покрыта короткими ризоидами, светло-коричневого или беловатого цвета. (приложение №1)

Пармемлия (лат. Parmelia) — род лишайников семейства Пармелиевые (Parmeliaceae).Слоевище листоватое, довольно плотно прикреплённое к субстрату, с широкими и узкими плоскими, иногда приподнятыми, сверху матовыми или блестящими, гладкими или морщинистыми, различно окрашенными лопастями. Нижняя поверхность с ризинами, блестящая или матовая, гладкая или морщинистая.

Вывод:  Подсчитав  количества видов различных форм лишайников, определили  зону загрязнения.  Зона 3  «зона  умеренного  загрязнения».  Наличие эпифитных лишайников, листоватой формы.

3.2 Определение степени покрытия лишайников

  Проективное покрытие лишайников определяется на отдельно стоящих, растущих вертикально деревьях одной породы. На территории зелёного насаждения можно брать сразу несколько пород для сравнения. Для определения проективного покрытия берут выборку не менее 5 стволов.

Участок №1 Ул. Гайдара

Номер дерева	Степень покрытия накипными лишайниками в %	Степень покрытия листоватыми лишайниками в %	Степень покрытия кустистыми лишайниками в %	Общая степень покрытия в %
1	0	13	0	13
2	0	13	0	13
3	0	63	0	63
4	0	39	0	39
5	0	47	0	47
Среднее значение:	175

Участок №2  Ул. Согласия

Номер дерева	Степень покрытия накипными лишайниками в %	Степень покрытия листоватыми лишайниками в %	Степень покрытия кустистыми лишайниками в %	Общая степень покрытия в %
1	0	2	0	2
2	0	16	0	16
3	0	25	0	25
4	0	15	0	15
5	0	6	0	6
Среднее значение:	64

Участок №3  Ул. Нарвская

Номер дерева	Степень покрытия накипными лишайниками в %	Степень покрытия листоватыми лишайниками в %	Степень покрытия кустистыми лишайниками в %	Общая степень покрытия в %
1	0	70	0	70
2	0	39	0	39
3	0	63	0	63
4	0	73	0	73
5	0	87	0	87
Среднее значение:	332

Участок №4  ефорта

Номер дерева	Степень покрытия накипными лишайниками в %	Степень покрытия листоватыми лишайниками в %	Степень покрытия кустистыми лишайниками в %	Общая степень покрытия в %
1	0	41	0	41
2	0	37	0	37
3	0	15	0	15
4	0	13	0	13
5	0	18	0	18
Среднее значение:	124

Вывод: Наибольшая степень проекционного покрытия наблюдается на участке №3  «ул. Нарвская», наименьшее значение на участке №2  «ул. Согласия».

Заключение

В ходе выполнения исследования были получены следующие результаты:

1. Изучены особенности использования растений в качестве биоиндикаторов

2. Определено проективное покрытие лишайников: наибольшая степень проекционного покрытия наблюдается на участке №3  «ул. Нарвская», наименьшее значение на участке №2  «ул. Согласия».        

3. Определена частота встречаемости лишайников: наибольшие значения частоты встречаемости зафиксированы для ксантории настенной.

4. Подсчитав  количества видов различных форм лишайников, определили  зону загрязнения.  Зона 3  «зона  умеренного  загрязнения».  Наличие эпифитных лишайников, листоватой формы.

Список использованной литературы

Школьный экологический мониторинг М:, изд. АГАР 2000.

2. Методы описаний лишайниковых сообществ:  ,  А. С. 

  Боголюбов.  – М.: Экосистема, 1996г.

3.Шенников,   растений / . - М. - 1950. 

4. СD «Экологические исследования школьников в природе» Методические пособия по полевой экологии.

5. http://www. ecocentr39.ru/programmy-i-proekty/zraniteli-prirody (Сайт Калининградский областной детско – юношеский центр экологии и туризма)