Использование сосны обыкновенной для проведения регулярного мониторинга чистоты воздуха

Районная заочная научно-практическая экологическая конференция учащихся

МОУ ДОД «Дом детского творчества

Балтайского района Саратовской области»

Экопроект

Использование сосны обыкновенной для проведения  регулярного мониторинга чистоты воздуха

                    Авторы: Худошина Ксения

                                   ученица 8 класса МОУ СОШ с.Столыпино

                                  Адрес: 412645  

Саратовская область Балтайский район

         с. Столыпино ул. 40 лет Победы д. 8

                                                    Торгашов Виктор

                                   ученик 7 класса МОУ СОШ с.Столыпино

                                    Адрес: 412645  

Саратовская область Балтайский район

         с. Столыпино ул.Новая д 3.

                                    Руководитель:

                                      Юрлова Елена Алексеевна

     учитель биологии, химии и экологии

МОУ СОШ с. Столыпино

                                 Адрес: 412645  

Саратовская область Балтайский район

         с. Столыпино ул. Первомайская д. 825 -6-01

2011 год

Оглавление.

1.Введение. ______________________________________________2 стр.

2.Физико-географическая характеристика Балтайского района.___2 стр.

3.Историческая справка ____________________________________2 стр.

4.Задачи работы___________________________________________3 стр.

5.Характеристика объекта биолокации________________________3стр.

6.Определение чистоты воздуха по состоянию хвои_____________3-4 стр.

7. Определение чистоты воздуха по состоянию генеративных органов

(шишек)сосны обыкновенной _______________________________4-5стр.

8. Определение чистоты воздуха по приросту центрального

 побега сосны_____________________________________________5-6 стр.

9.Определение чистоты воздуха по продолжительности жизни

хвои_____________________________________________________6-7 стр.

10.Выводы._______________________________________________7 стр.

11.Заключение_____________________________________________8 стр.

12.Список литературы.______________________________________8 стр.

Приложения.

13.Сводная таблица по биолокации воздуха по состоянию сосны обыкновенной_____________________________________________9 стр.

14.Географические параметры ключевых участков______________10 стр.

 14.Карта-схема расположения участков на  территории с. Столыпино________________________________________________11 стр.

Введение.

Сегодня как никогда, перед человечеством стоит вопрос о необходимости изменения своего отношения к природе и обеспечения соответствующего воспитания и образования нового поколения. Основой как национального , так и мирового развития общества должна стать гармония человека и природы. Каждый человек должен понимать, что только в гармонии с природой,  возможно его существование на Земле.

Экологическое образование охватывает все возрасты, оно стало приоритетным, опережающим все другие области хозяйственной деятельности.

Задача общеобразовательной школы состоит не только в том, чтобы дать человеку определённый объём знаний по экологии, но и способствовать приобретению навыков научного анализа явлений природы, осмыслению взаимодействия природы и общества, осознанию значимости своей практической помощи природе.

Формирование  таких качеств у школьников особенно эффективно происходит в процессе самостоятельной поисково-исследовательской деятельности в рамках работы эколого-краеведческого кружка  на базе МОУ СОШ с. Столыпино.

Исследовательский характер деятельности способствует воспитанию у школьников инициативы, активного, добросовестного отношения к изучению экологического состояния своей местности, экологических проблем родного края.

На  школьном уровне  биолокация  с использованием растений является доступным методом мониторинга окружающей среды. В этом году  участники эколого-краеведческого кружка решили провести опыты по мониторингу почв в нашем селе. На протяжении двух месяцев – сентябрь- октябрь 2010 года школьники обследовали состояние сосновых посадок  на территории села Столыпино Балтайского района Саратовской области.

Физико-географическая характеристика  Балтайского района.

Балтайский район располагается в Правобережье, имеет небольшую площадь – 1, 3 тыс. км. Район находится в лесостепной зоне. Климат умеренно-континентальный. Средняя температура июля + 20 градусов, средняя температура января – 11 градусов. Годовое количество осадков колеблется от 450 до 600 мм. Господствуют западные ветра зимой и осенью. Юго-восточные – летом и весной.  Село Столыпино расположено на севере района. Ландшафт окрестностей села :  холмы, равнины, речки, долины, овраги. Площадь сельскохозяйственных угодий села – 7441 га. Почвы на территории села Столыпино и его окрестностей в основном – чернозёмы обыкновенные.  Они богаты гумусом, имеют значительную мощность, зернистую структуру и поэтому отличаются высоким плодородием.

Историческая справка.

После ликвидации сельхозартели «Дмитриевская» в селе продолжает существовать несколько фермерских хозяйств. Пустуют  здания  ферм.

Уменьшилось количество сельскохозяйственной техники. Но, одновременно увеличилось число автотранспорта, находящегося в личной собственности.

Уменьшилось количество работоспособного населения. На территории села продолжают функционировать: лесничество, дом ветеранов, школа, детский сад, клуб.

Задачи работы:

-проверить возможность использования сосны обыкновенной для проведения мониторинга чистоты воздуха;

        -закрепить навыки научно-исследовательской работы с природными объектами;

         - определить чистоту воздуха на территории села Столыпино.

Биоиндикационные методы.

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

Из высших растений повышенной чувствительностью к диоксиду серы имеют хвойные (кедр, ель, сосна). Устойчивы к загрязнению бересклет, бирючина, клён ясенелистный.

Биолокация загрязнения воздуха по состоянию сосны.

Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обуславливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния, применяемого в настоящее время за «эталон биодиагностики». Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения , а также продолжительность жизни хвои. При хроническом загрязнении лесов диоксидом серы наблюдается повреждение и преждевременное опадение хвои сосны. В зоне техногенного загрязнения отмечается снижение массы хвои на 30-60% в сравнении с контрольными участками.

Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязнённости атмосферы.

В незагрязнённых лесных  экосистемах основная масса хвои здорова, не имеет повреждений и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зелёные пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязнённой атмосфере появляются повреждения и снижается продолжительность жизни хвои сосны.

Методика индикации чистоты атмосферы по хвои сосны состоит в следующем. С боковых побегов кроны сосны 20 деревьев  в 15-летнем возрасте собирается примерно по 100 пар хвоинок второго и третьего года жизни. Анализ хвои проводился в классе. Вся хвоя делилась на три части (неповреждённая хвоя, хвоя с пятнами и хвоя с признаками усыхания) и  подсчитывалось количество хвоинок в каждой группе. Данные представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Определение состояния хвои сосны обыкновенной   для оценки загрязнённости атмосферы

(измеряемые показатели – количество хвоинок)

Выводы:

1. Общее число повреждённых хвоинок незначительно, это говорит о достаточно  высокой чистоте воздуха в нашем селе.
2. Процент повреждённых хвоинок больше на участках , расположенных близко с дорогой
3. Большое количество повреждённых хвоинок в парке может говорить о неблагоприятном   соседстве: в парке располагаются три миникотельных.

Определение состояния генеративных органов сосны обыкновенной

( обследование шишек)

 Под действием загрязнителей происходит подавление репродуктивной деятельности сосны. Число шишек на дереве снижается, уменьшается число нормально развитых семян в шишках, заметно изменяются размеры женских шишек ( до 15- 20 % ).

      Для проведения исследования в осеннее или зимнее время на ключевом участке отбирают 100 – 200 шишек ( по 10 шишек с 10 – 20 деревьев) и определили  их линейные размеры  полоской миллиметровой бумаги.

    По  полученным данным, подсчитывают средние для  участков длину и диаметр шишек и заносят данные в табл. 2.

Таблица 2.

Определение состояния генеративных органов сосны обыкновенной

(измеряемые показатели – размеры шишек сосны)

Выводы:

1. Лучше всего себя чувствуют сосны в посадках на горе.
2. Уменьшение размеров шишек говорит о неблагоприятном состоянии

окружающей среды на участках «Алферьевский пруд» и «Бывшая ферма»

3. Увеличение размеров шишек в парке объясняется тем, что количество     шишек на деревьях снижено, кроме того в течение лета в парке проводился полив. Всё это в совокупности могло привести к увеличению размеров репродуктивных органов.

Определение загрязнённости атмосферы по состоянию прироста деревьев последних лет

Биоиндикатором  загрязнённости атмосферы может служить ежегодный прирост деревьев по высоте центрального побега, который на загрязнённых участках может быть на 20 - 60 % ниже, чем  на контрольных.

      Для индикации состояния атмосферы этим методом в сентябре  было визуально осмотрены  на ключевых участках сосновой древостой возраста 10-15 лет. На исследуемом участке выбиралось  направление, вдоль которого подсчитывались все деревья подряд, кроме тех, у которых  повреждён главный побег. Чтобы измерения были более точными, обследовалось  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 измерялась длина  центрального побега между двумя верхними мутовками ( т. е. прирост последнего года ) и определялась  средняя величина прироста. Полученные данные  представлены  в табл.3.

Таблица 3.

 Определение  величины прироста центрального побега сосны обыкновенной на контрольных участков.

Выводы:

1.Из-за недостаточного количества обследованных деревьев, результаты      этого    исследования могут быть искажены.

2. Наибольший прирост наблюдается у растений  самого экологически благополучного участка – «Посадки на горе»

3.Значительно меньший прирост наблюдается у растений других участков .

4.Наименьший прирост наблюдается у растений нашего парка. Объяснить э тот факт можно тем, что на протяжении последних лет весь опад прошлого года весной вывозят из парка. Почва теряет питательные вещества, беднеет, процессы роста замедляются.

Определение загрязнённости атмосферы по продолжительности жизни хвои

 Информативным по техногенному загрязнению является

продолжительность жизни хвои сосны ( от 1 до 4-5 лет ).

     С целью определения продолжительности жизни  хвои на каждом участке необходимо осмотреть не менее 100-200 деревьев. Для удобства проведения исследования методом визуального осмотра выбирались невысокие деревья ( в возрасте 10-15 лет ). Данные представлены в табл. 4

Таблица 4.

   Определение по продолжительности жизни хвои как оценки загрязнённости атмосферы (измеряемый показатель – количество деревьев)

Определение по продолжительности жизни хвои как оценки загрязнённости атмосферы ( измеряемый показатель – количество деревьев ) По данным таблицы рассчитывают индекс продолжительности жизни хвои Q  сосны по формуле :

                                                            3  В1 +2 В2+1 В3

Q1= ----------------------

                                                                  В1+В2+В3

   где   В1, В2, В3- количество осмотренных деревьев с данной продолжительностью жизни хвои (Q). Чем выше индекс Q, тем больше продолжительность жизни хвои сосны, а значит – и чище воздух.

     Затем был  проведён  расчет средней продолжительности жизни хвои Q  сосны для каждого ключевого участка. Данные представлены в табл. 5.

Таблица 5.

   Определение по продолжительности жизни хвои как оценки загрязнённости атмосферы (измеряемый показатель – количество

Выводы:

1.Индекс продолжительности жизни у посадок сосны на территории с.    Столыпино довольно высок.

2.Индекс продолжительности жизни оказался самым низким в парке, где деревья сосны чувствуют себя не очень хорошо по разнообразным

  причинам, перечисленным выше.

3.Визуальное состояние посадок сосны на территории села Столыпино оставляет благоприятное впечатление.

В результате проведённой работы было выяснено следующее:

- воздух в селе Столыпино  Балтайского района чист;

-наиболее загрязнёнными участками являются участки, расположенные около  автомобильных дорог;

- сосна хорошо себя чувствует повсеместно на территории села, кроме парка;

   причинами являются :

-наличие в парке миникотельных,

- весенний вывоз опада деревьев,

-уплотнение  почвы;

-затемнение, которое создаётся елями.

Заключение.

В результате проведения научно-исследовательской работы по биолокации воздуха  участники эколого-краеведческого кружка применили на практике полученные, на уроках экологии и занятиях кружка знания.

Приняли активное участие в решении актуальных  природоохранных вопросов нашей местности. Всё это способствовало воспитанию у школьников инициативы, добросовестного отношения к эксперименту, увеличивает интерес к изучению экологического состояния своей местности, экологических проблем своей местности.

Доказали возможность использования посадок сосны обыкновенной для проведения мониторинга  воздуха на территории села Столыпино.

                                         Список литературы.

1. География Саратовской области. Саратов. Региональное Приволжское издательство «Детская книга» 1997 г
2. Здоровье человека и окружающая среда. Б.Т. Величковская В.И Кирпичёв. Москва «Новая школа» 1997 г.
3. Край наш Балтайский. Саратов. Региональное Приволжское

     издательство 1998 г.

4. Почвы. Энциклопедия природы России. Москва . Терра-книжный клуб      

     2003 г.  

5.   Экология С.В. Алексеев. Санкт-Питербург. СМИО Пресс 1998 г.

6.   Экология вашего дома. И.А.Панкеев.  Терра-книжный клуб      

     2005 г.

7.   Экология России. Б.Миркин. Москва АО МДС 1996 г.

     8.   Экология приусадебного участка. А.Н.Макаркин.

      Терра-книжный клуб       2003 г.

1. Экологический мониторинг. Под ред. Т.Я. Ашихминой

Москва. Альма  Матер 2008.

Биодиагностика чистоты воздуха по состоянию сосны обыкновенной.

Приложения.

Географические параметры ключевых участков.

Расположение ключевых участков .