Исследование чистоты воздуха города Ковылкино с помощью метода лихеноиндикации

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Ковылкинская средняя общеобразовательная школа №4»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  ПРОЕКТ

ТЕМА: Исследование чистоты воздуха города Ковылкино с помощью метода лихеноиндикации

Автор работы:

Анасьева Ольга,

ученица 8а класса

                                                                 Руководитель работы:

Кирдяпкина Алёна Викторовна,

учитель географии

Ковылкино, 2016

Оглавление

1. Введение                                                                                                                                    3

2. Лихеноиндикация как метод мониторинга окружающей среды        5

3. Методика исследования        6

4. Вывод по исследованию                                                                                                            8

5. Список использованных источников        9

6. Приложения        10

1. Введение

 «Какое-то отрадное чувство разлито во всех моих жилах. Воздух чист и свеж, как поцелуй ребенка; солнце ярко, небо синё – чего бы, кажется, больше?»

М.Ю. Лермонтов

Проблема загрязнения природной среды – одна из глобальных проблем современного мира. В связи с интенсивным развитием промышленности и транспорта, в атмосферу, гидросферу, литосферу поступает все большее количество вредных выбросов. На земном шаре практически невозможно найти место, где бы ни присутствовали в той или иной концентрации загрязняющие вещества. Наиболее острую экологическую проблему в городах представляет загрязнение воздуха, поскольку регулярно происходит выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Воздух населенного пункта загрязняется твердыми частицами (пылью, золой, сажей, дымом, цветочной пылью), аэрозолями, газами, парами, и т.д. Необходимо иметь в виду, что, попадая в атмосферу различные вещества, взаимодействуют между собой и образуют соединения опасные дня здоровья человека: это соединение серы, углекислый газ, соединение азота, углеводорода, сажа, фенол, тяжелые материалы.

Исходя из вышеперечисленного необходимо вести мониторинг состояния атмосферного воздуха. В задачи мониторинга входит наблюдение, оценка и прогноз состояния окружающей среды.

Мониторинг должен проводиться на всех уровнях: локальном (в конкретной ограниченной местности), региональном (в обширном регионе) и, наконец, глобальном (на всем земном шаре). Проще всего судить о качестве природной среды на локальном уровне.

Один из специфических методов мониторинга – биоиндикация, определение степени загрязнения геофизических сред с помощью живых организмов, биоиндикаторов.

Оценить состояние воздуха можно с помощью  метода лихеноиндикации. Лихеноиндикация – это метод биоиндикации, в котором биоиндикаторами являются  живые организмы - лишайники.

Биоиндикация имеет ряд преимуществ перед инструментальными методами. Она отличается высокой эффективностью, не требует больших затрат и дает возможность характеризовать состояние среды за длительный промежуток времени.

Цель исследования:  1. Определить значение чистого воздуха для человека.

2.  Выявить влияние загрязнения воздуха на видовой состав лишайников.
3. Доказать, что лишайники являются биологическими индикаторами экологического состояния окружающей среды.
4. Определение уровня загрязнения окружающей среды биоиндикационными методами.

Задачи исследования:

•  расширить знания о лишайниках;
• определить виды лишайников на исследуемой территории;

• оценить степень загрязненности атмосферного воздуха в разных участках исследуемой территории.

Объект исследования  - участок территории, на котором производятся лихеноиндикационные исследования.

Гипотеза: Можно ли с помощью лишайников определить чистоту воздуха.

Методы исследования: наблюдение, метод измерения, сравнение, теоретический.

2. Лихеноиндикация как метод мониторинга окружающей среды

Один из специфических методов мониторинга загрязнения окружающей среды – биоиндикация, определение степени загрязнения геофизических сред с помощью живых организмов, биоиндикаторов. Живые индикаторы не должны быть слишком чувствительными и слишком устойчивыми к загрязнению. Необходимо, чтобы у них был достаточно продолжительный жизненный цикл. Важно, чтобы такие организмы были широко распространены по планете, причем каждый вид должен быть приурочен к определенному местообитанию.

Лишайники вполне отвечают всем этим требованиям. Они по-разному реагируют на загрязнённость воздуха: некоторые и них не выносят малейшего загрязнения и погибают; другие, наоборот, живут преимущественно в населённых пунктах, хорошо приспособившись к антропогенным условиям. Это уникальное свойство лишайников используется для общей оценки степени загрязнённости окружающей среды, особенно атмосферного воздуха. На этой основе стало развиваться особое направление – лихеноиндикация.

Лихеноиндикация – использование лишайников в качестве биоиндикаторов степени загрязнения атмосферного воздуха основанное на изучении состава и биологических особенностей лишайников.

Для количественной оценки загрязнённости воздуха с помощью лихеноиндикации необходимо:

1. Освоить стандартные методики лихеноиндикации;
2. Выбрать пробные площадки, нанести их на карту;
3. Изготовить необходимые приспособления и оборудование для проведения исследований;
4. Провести оценку состояния воздуха окрестностей, используя методики лихеноиндикации;
5. На основе полученных данных сделать выводы о состоянии воздуха и дать рекомендации по улучшению экологической ситуации.

 На территории России встречается около 25 тысяч видов лишайников. Их точное определение требует профессиональных знаний и опыта. Однако, отличить разные виды лишайников друг от друга не так трудно, даже не зная их видовых названий.

По внешнему строению лишайники делятся на три основные группы:

1. Накипные (состоят из тонких корочек; плотно сросшихся с той поверхностью, на которой разместился лишайник) – обитают на  коре деревьях, почве, камнях;

2. Листоватые (похожи на листья, их тело плоское, стелется по камням, деревьям, прикрепляясь особыми нитями, напоминающие маленькие корешки) –  листоватый лишайник обычно можно отделить от поверхности;

3. Кустистые (не стелющейся по поверхности, они стоят кустиками или свисают сверху вниз «бородами») – размеры этих лишайников разные (от нескольких сантиметров до 7-8 метров).                  

По отношению к загрязнению воздуха виды лишайников можно разделить на три категории.

1. Самые чувствительные, исчезающие при первых симптомах загрязнения (уснея хохлатая пышная, цетрария сизая) – кустистые.

2. Среднечувствительные, приходящие на смену погибшим чувствительным видам, с которыми они не могли конкурировать, пока воздух был совсем чистым; (пармелия бороздчатая, скальная кладония порошистая, бахромчатая) – листоватые.

3. Самые выносливые, толерантные к загрязнению.

3. Методика исследования.

К сожалению, из-за того, что наше исследование ограничено во времени, и мы не имеем данных о состоянии лишайникого покрытия за предыдущие годы, мы не можем провести исторический анализ. Таким образом, перед нами стоит цель определить относительную чистоту атмосферы различных районов г. Ковылкино.

Мы исследовали разные районы города с целью оценки качества воздуха методом лихеноиндикации. Участок для исследований выбирался примерно одинаковый. Пробными площадями называется участок территории (леса), на котором производятся лихенологические исследования и в пределах которого производится выбор модельных деревьев, должны быть приблизительно одного возраста.

Площадка № 1: «Городской Парк». Эта зона отдалена от промышленной зоны  города. Исследовался участок в глубине парка, вдали от дороги с интенсивным транспортным потоком.

Площадка № 2: Территория около школы.

Площадка № 3: Участок вдоль автодороги возле микрорайона.

Познакомившись с существующими методиками лихеноиндикации, мы выбрали более простую для начального исследования – визуальную оценку обилия лишайников. Она чаще всего используется в биоиндикационных исследованиях.

Анализ видового разнообразия лишайников изучаемых участков предполагает сбор и определение видов лишайников. Но систематический сбор образцов может нанести ущерб лихенофлоре, поэтому для исследований нами был выбран самый безопасный способ, отвечающий позициям невмешательства в природу: фотоиллюстрации по методике А.В. Пчелкина.

Эти исследования происходили на небольших площадях, расположенных на стволе дерева на определенной высоте. Проективное покрытие осуществлялось с помощью балльной шкалы  Браун-Бланке, т.е. системы цифр для объединенной оценки проективного покрытия и обилия видов.

Таким образом, проективное покрытие может определяться в количественных или в балльных величинах. Для определения количественных характеристик проективного покрытия применяют ряд методов, одним из которых и является метод визуальной оценки, т.е. определение на глаз.

Проективное покрытие можно определять по визуальной шкале с 10 градациями: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100%. Глаз человека вполне может определить степень проективного покрытия с точностью до 10%.

Для обследования лихенофлоры, оценки обилия эпифитных лишайников выбирались различные части города и фотографировались деревья различных пород: ель, береза, клен, сосна.

Таким образом, целью нашей работы является: определение количества и распространенности лишайников на лесных и парковых зонах города Ковылкино; проведение сравнительного анализа исследований; определение территорий, наиболее подверженных загрязнению окружающей среды. 

В ходе нашего исследования в общей сложности было сфотографировано более 50 стволов деревьев и определено обилие лишайников на них. По выполненным фотографиям оценивалось обилие лишайников на деревьях каждой породы на разных участках. Обилие их оценивалось визуально на уровне человеческого роста по баллам:

На основе данных составлена таблица:

Проведенный нами лихеноиндикационный метод анализа чистоты воздуха показал, что на всех обследованных деревьях, на их коре  встречаются эпифитные накипные (листоватые) лишайники.  При проведении исследований удалось установить в городе такие виды эпифитных лишайников: Ксантория настенная (Xanthoria parietina) Пармелия бороздчатая (Parmelia sulcata), Фисция звездчатая Physcia stellaris (Parmelia stellaris)

4. Выводы по исследованию

 Лихеноиндикация – один их доступных способов биомониторинга чистоты воздуха. Данный метод хорошо использовать как первое исследование окружающей среды, позволяющий сделать предварительные выводы. По выполненным фотографиям оценивалось обилие лишайников на деревьях каждой породы на разных участках. После изучения всех трех критериев характеристики лихенофлоры разных участков (видовое разнообразие, встречаемость, обилие), нами сделан вывод о степени относительной загрязненности атмосферного воздуха в районе исследованных участков.

Первое место по чистоте воздуха на исследуемых территориях может по праву занимать Центральный  парк.  Там были исследованы различные древесные породы и зафиксировано огромное количество эпифитных лишайников. Они располагаются у основания стволов и на корнях деревьев, даже пнях. По своему виду они напоминают мхи, – это связано с заболоченным участком рассматриваемой территории. Лишайники, обильно растущие на стволах клена и ели, являются яркими показателями чистого воздуха.

Чистотой воздуха  отличается территория школьный парк.  На стволах деревьев различной породы  можно увидеть плотно прилегающие к поверхности желтые диски ксантории настенной (золотянки).

На участке вдоль автодороги крайне редко встречаются на деревьях лишайники. Это совсем крошечные сероватые пятна на коре, которые  можно разглядеть с трудом, либо и вовсе тонкая зеленая корочка – Пармелия бороздчатая.

Таким образом, можно сделать вывод, что экологически чистой зоной является городской парк, показателем чего является наибольшее количество эпифитов.

Результаты изучения состояния лихенофлоры в разных районах города показали, что с увеличением расстояния от основной магистрали города:  число видов эпифитных лишайников увеличивается:

– процент встречаемости лишайников на всех древесных породах возрастает;

– покрытие стволов деревьев лишайниками становится более обильным.

Изучение лихенофлоры в г. Ковылкино, в непосредственной близи от автотрасс, промышленных объектов показало, что некоторые лишайники устойчивы к загрязнению, и признаком загрязнения воздуха является не отсутствие лишайников вообще, а отсутствие тех или иных видов, чувствительных к плохой атмосфере воздуха. Наиболее приспособлены к городским условиям накипные виды, получающие часть минеральных веществ из субстрата.

Например, леканора конизоидная, леканора Хагена, сколициоспорум хлорококковый, канделариелла золотистенькая распространены только в индустриальных районах, а за городом не встречаются. Они указывают на то, что воздух в городе сильно загрязнен. Распознать эти лишайники могут только специалисты.

Надо быть внимательнее к окружающей природе, которая может рассказать очень многое, достаточно просто взглянуть…

5. Список использованных источников

1. Горленко М.В. «Водоросли, лишайники и мохообразные» М.: Изд-во «Просвещение», 1998.
2. Гиляров М.С. Биологический энциклопедический словарь.
3. Захаров В.В.Пасечник. Биология 6 класс. М.; Изд-во «Дрофа», 2011.
4. Федоров А.А. «Жизнь растений». Том третий. М.: «Просвещение», 1977.

6. Приложения

Городской парк

Школьный парк

Участок вдоль автодороги