Исследовательская работа "Влияние дорог на почвенную среду"

МБОУ Токаревская  средняя общеобразовательная школа №2

Токаревского района Тамбовской области

Областная научно-практическая конференция

«Человек и Природа»

Номинация:   «Проблемы природных экосистем»

Автор: 

обучающаяся 9  класса

Грошева Анастасия

                                         Руководитель:

учитель биологии

Платухина Галина Николаевна

2013 год

Содержание:

1. Введение
2. Методика исследования
3. Результаты исследований
4. Выводы
5. Заключение
6. Список литературы
7. Приложения

Введение

«Почва – особое природное образование,

возникшее в результате влияния воды и воздуха

на поверхностные горизонты горных пород,

 а также воздействия живых организмов

 на минеральный субстрат и

разложения живых организмов».

 Н.Ф.Реймерс

Оглядываясь вокруг, мы чаще замечаем бегущие облака, сверкающие горные вершины, пышную крону лесов, извивы рек и ледников, чем почвы, то самый верхний слой земли, по которому ходим и на котором произрастают деревья, травы, сельскохозяйственные культуры, который кормит нас и без которого едва ли возможна жизнь на нашей планете.

Предпочвы появились на Земле около 3,5-3,8 млрд. лет назад из измельченного выветриванием самого верхнего слоя литосферы. Но лишь около 400 млн. лет назад в конце силурийского периода начался нормальный процесс образования почвы. Его суть – во взаимодействии горной породы, климата, растительности, микроорганизмов. Физическое разрушение минералов сочетается со сложными химическими реакциями с участием микроорганизмов. Почва возникает на пересечении земных оболочек: атмосферы, биосферы и литосферы.

Она создает как бы защитный барьер литосферы, предохраняющий ее от чрезмерного разрушения (эрозии). Ежегодно с суши в океаны перемещается более 10 млрд. т вещества. Почва образует жизненное пространство, в котором со всеми удобствами «устраиваются» различные группы живых организмов, размещается корневая система всевозможных растений и ресурсы семян. Почвы плотно населены. В 1 г почвы содержится до 35 млрд. клеток микробов.

Из почвы растения получают необходимые им питательные элементы: воду, азот, фосфор, калий, кальций, и другие, а также химические соединения, обеспечивающие уникальное свойство почвы – ее плодородие. Большая пористость позволяет ей впитывать влагу и воздух и при определенных условиях освобождать их. Почва «дышит», обмениваясь газами с атмосферой.

Интенсивен обмен почвы с космическим пространством. В нее проникают космические излучения различного происхождения, метеориты, космическая пыль. За год покров Земли вбирает в себя от десятков тысяч до миллионов тонн вещества из космоса.

Собирая и концентрируя в себе различные природные материалы, химические элементы и соединения, почва перерабатывает их с помощью микроорганизмов и растений, создает благоприятную среду для обитания растений и животных. Но многие вредоносные вещества она не пропускает через себя.

В то же время почва ранима и чутко реагирует на неблагоприятные воздействия. Чаще всего в нарушении равновесного состояния почвы повинен человек. В результате хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. Одним из последствий усиления производственной деятельности человека является интенсивное загрязнение почвенного покрова. В роли основных загрязнителей почв выступают промышленные и бытовые  отходы, металлы и их соединения, удобрения и ядохимикаты, движение транспортных средств.  Гибель почвы означает гибель жизни на Земле.

По результатам исследования почвы Тамбовской области представлены в основном черноземами, богатыми перегноем. Образованию перегноя способствовала богатая травянистая растительность, а накоплению и сохранению его – умеренное количество влаги. Большую часть территории области занимают выщелоченные черноземы, примерно третью часть почв составляют типичные черноземы, на остальной территории находятся дерново-подзолистые почвы и серые лесные почвы.

Типичные черноземы занимают самую широкую полосу, имеют мощность гумусового горизонта 80-100 см с содержанием перегноя в пахотном слое 9-12%.

В.В. Докучаев назвал типичные черноземы «царем почв» за высокое плодородие и благоприятные физико-химические свойства.

Говоря о Токаревском районе, черноземы здесь занимают широкую полосу и имеют мощность гумусового горизонта 50-70 см с содержанием перегноя 6-8,5%.

В настоящее время, занимаясь исследованием структуры почв на территории села Абакумовка Токаревского района, выявлено много причин изменения структуры почв. Основными причинами являются: потоки транспорта на грунтовых дорогах, шоссе, прокладывание троп местными жителями по склонам реки Битюг. По склонам талые воды размывают почву, начинается эрозия, образуются овражки. Если этот процесс не остановить, то почва будет полностью размыта, разбита. Движение транспортных средств по грунтовым дорогам вызывает гибель растений и животных в  верхних слоях  почвы, что сказывается на гибели  плодородного почвенного слоя. Все типы дорог, в том числе и тропинки, интересны для изучения и с точки зрения их значения как транспортной магистрали и как экологических факторов.

Цель исследования: исследовать  влияние шоссе, дорог, троп

                                                     на почвенную среду.

Объект исследования: шоссейная и грунтовая дороги,

                                                           тропы.

Задачи исследования:

-изучить состояние  дорог разных типов и их загруженность в течение

  дня;    

- определить состав напочвенных беспозвоночных животных;

- изучить разнообразие обитателей почвы;

- исследовать различия видового многообразия почвенных животных

  на разных почвенных площадках;

 - исследовать роль дождевых червей в преобразовании почвы;

- изучить места распространения растений близких видов.

Методика исследований:

1. Для определения состава напочвенных беспозвоночных животных использовался метод «банок». 10 банок по 0,5 л закапываются в почву так, чтобы край банки был на уровне поверхности почвы. Банки расставляются на расстоянии 1 м по одной линии. Вокруг банок укладывается дерн, чтобы сохранить почвенный покров. Такие ловушки выставляются около шоссе, у протоптанной тропы и вблизи грунтовой дороги. Проверяются 2 раза в сутки (см. Приложение 1).

2. Для выявления в почве  роли дождевых червей используется следующая методика: на трех пробных площадках луга размером 1м х 1м перекапывается почва на глубину штыка лопаты. Собираются все дождевые черви. Подсчитывается их количество и определяется их общий вес.

3. Распространение растений близких видов изучается на подорожнике, так как именно он чаще всего встречается у дорог, на тропах, около шоссе и позволяет понять связи, существующие между человеком и природой. В Токаревском районе встречается 3 вида подорожника: подорожник большой, подорожник средний, подорожник малый. Они имеют анатомические различия: у подорожника большого точка роста находится ниже уровня почвы, проводящий пучок листа надежно защищен механическими тканями; у подорожника среднего точка роста находится на уровне почвы, проводящий пучок тоже защищен механическими тканями, но эти ткани залегают не сплошным кольцом, а с разрывами; у подорожника малого точка роста находится выше уровня почвы, проводящий пучок не защищен механическими тканями. Обследуя пробные площадки, заложенные в местах, подверженных разной степени вытаптывания (дорога, шоссе тропа), выясняется число особей подорожников разных видов и определяется вид подорожника наиболее устойчивого к вытаптыванию (см. Приложение 2).

Результаты исследований:

Данная исследовательская работа проводилась в течение 2010-2012 годов. Местом проведения исследований стали:

* Грунтовая дорога, которая проходит по территории села Абакумовка Токаревского района. Её протяженность – 126 м, а ширина – 2,5 м. Дорога сильно разрушена весной машинами. На дороге много ухабов, камней, посередине проходит полоска травы. По обочинам дороги много растительности и несколько огородов. На дороге небольшой слой почвы, который смыт на склонах.  

*Отрезок   шоссе между высоковольтной линией и мостом через реку Битюг. Длина этого участка 420 м, ширина – 7 м. Близ высоковольтной линии дорога сильно разбита. Вдоль дороги растительность очень скудная: примятые лопухи и подорожники. И чем дальше мы отходили от дороги, тем лучше и богаче становилась растительность.  

*Тропа, проложенная жителями села по  правому склону реки Битюг, расположена в 50 м от реки и повторяет её очертание. Длина участка тропы – 67 м. Ширина её неодинакова в разных участках: от 1,25 м до 0,75 м. по краям тропы – очень густой и разнообразный травяной покров, вдали – деревья.

В ходе наших исследований были:

- выделены напочвенные животные. Мелкими обитателями исследуемых площадок являются почвенные водоросли, бактерии, грибы и простейшие. К животным средних размеров относятся круглые черви, личинки насекомых, клещи, ногохвостки. К крупным обитателям почвы относятся крупные насекомые, дождевые черви, кроты, землеройки (см. Приложение 3).

- проведены сравнения количества и веса дождевых червей около  тропы, у обочины шоссе и на грунтовой дороги. Больше червей живет около тропы, так как почва рыхлая и  плодородная, а меньше – на грунтовой дороге и обочине шоссе, так как здесь почва больше утоптана движущимся транспортом и пешеходами (см. Приложение 4).

-обследованы почвенные участки, подверженные разной степени вытаптывания. Выяснено, что наиболее устойчивы к вытаптыванию растения подорожника большого.

Выводы:

1. Грунтовые дороги, шоссе, тропы оказывают большое влияние на окружающую среду, в данном случае на формирование гумусового слоя почвы.
2. Почвы, отведенные под дороги изымаются из биологического круговорота.
3. Автомобили, которые ездят по дорогам, шоссе, выделяют свинец и сернистый газ. Сернистый газ, попадая в почву окисляет ее, снижает плодородие этой почвы, вызывает поражение растений. Свинец, накапливаясь в растениях, является отравляющим веществом для человека и для самих растений.
4. У дорог состав растений очень беден, в основном это подорожники. Чем дальше от дороги, тем разнообразнее становится растительность.
5. Количество и разнообразие почвенных животных зависит от степени вытаптывания почвенного слоя. Чем меньше почва вытаптывается, тем  она более рыхлая и плодородная и тем разнообразнее и богаче животный мир.

Заключение:

Памятка автомобилисту

1. Запрещается мыть машины возле водоёмов. Если вблизи нет моек, машину можно мыть, лишь убедившись в том, что использованная вода не попадет обратно в водоем.
2. Отработанное масло во избежание загрязнения грунтовых вод нельзя выливать на землю. Его необходимо собирать и сдавать на нефтебазы для вторичного использования.
3. Необходимо регулярно проверять двигатель: полностью ли сжигается горючее. Содержание угарного газа в выхлопных газах не должно превышать нормы.
4. Не заставляйте работать двигатель вхолостую – этим вы сэкономите топливо и предотвратите загрязнение атмосферного воздуха.
5. Используйте объездные пути, проезжайте через город только в случае крайней необходимости.
6. Берегите лесных обитателей на дорогах. Помните, если по вине автоводителя погибнет животное, виновного привлекают к административной или к уголовной ответственности.
7. Любоваться красотой можно и не обламывая ветки деревьев, не срывая цветы, которые вы выбросите, как только они завянут. А среди них могут оказаться и редкие, особо охраняемые растения.
8. Берегите придорожные насаждения!

Приложение 1

Приложение 2. 

Приложение 3.

Приложение 4.

Литература

1.  Борисов В. А.,  Анисимова Л. К. Дистанционный контроль за использованием и охраной земель в зоне интенсивного земледелия.- М.2003г

 2.  Рыжов И. Н. Изучение почв // Биология в школе. – 2006 г. - № 1.

3. Котляров Н. С., Марченко З. С.,  Малюга Н. Г.,  Ежов М. Ю.Почвенно – экологический мониторинг в земледелии. М.- 2009 г.

4. Волобуев В. Р. Экология почв.- М, 2003.

6. Карпачевский Л. О. Экологическое почвоведение. М., 2008.