Оценка состояния окружающей среды г. Курчатова методом биоиндикации

Областной конкурс научных работ

«Формирование  молодежной  научно-интеллектуальной  элиты России».

Оценка

состояния окружающей среды

г. Курчатова  методом биоиндикации.

                                 Отрасль науки:  биологические науки.

                                              Автор работы: Берсенева Ксения,  

                                                                                                       уч-ся 9 «А»

Руководитель: Боброва Светлана Юрьевна,

учитель биологии.

г. Курск, 2017 г

Введение.

         Проблема загрязнения  атмосферного воздуха – одна из  наиболее острых экологических проблем Курской области.  Загрязнение атмосферы в регионе  является результатом работы, прежде всего,  большого числа передвижных  источников.  За последние годы (по данным Комитета  по охране  окружающей среды Курской области) происходит повышение  доли выбросов от автомототранспорта  в среднем  на 2,8% в год в связи с  увеличением  количества единиц автотранспортных средств. Для ослабления шума, защиты от пыли и отработанных газов в городе устраивают защитные насаждения. Они позволяют улучшить  санитарно-гигиеническую обстановку на улицах города. При этом  растения считаются  надежными  индикаторами  загрязнения природной среды различными токсическими веществами.

Цель работы:  определить влияние  загрязнений окружающей среды на  величину флуктуирующей асимметрии  листовой пластинки  популяции Березы повислой   (Betula pendula).

Задачи:

1. Провести сбор материала в пунктах исследования в пределах улицы Садовой г. Курчатова.
2. Вычислить уровень асимметрии  листовой пластины образцов,  собранных на экспериментальных участках.
3. На основании полученных результатов оценить качество среды, опираясь на шкалу оценки.

Результаты исследования.

Качество воздуха- один из показателей состояния окружающей среды, влияющий на здоровье человека. Так не отвечающая гигиеническим нормативам воздушная среда приводит к развитию у людей ряда патологий, связанных с органами дыхания и других систем органов.

Для оценки качества воздуха существует два подхода. Первый определение концентрации вредных химических веществ с использованием физических, физико-химических и химико-аналитических методов. Второй -оценка состояния атмосферы по живым организмам - видам -индикаторам: микробам, растениям, животным. Они являются основной мишенью токсикантов при техногенном загрязнении, и так как не могут уйти от стрессового воздействия и вынуждены адаптироваться к нему с помощью физиолого-биохимических и анатомо-морфологических перестроек организма. Наиболее популярным методом биоиндикации является определение флуктуирующей асимметрии листьев. Именно этот метод мы использовали в своих исследованиях.

Под флуктуирующей асимметрией понимают независимое изменение билатеральных признаков организма. Установлено, что явление флуктуирующей асимметрии ( ФА ) связано с нарушением стабильности развития организма в результате воздействия внешних факторов, в первую очередь - антропогенного. Степень выраженности ФА напрямую зависит от силы воздействия фактора: чем сильнее влияние, тем больше отклонений от нормы имеет показатель ФА. Для оценки состояния зеленых насаждений в городе Курчатове, определили четыре ключевых участка с разной степенью нагрузки на окружающую среду ( Приложение 1).

Участок № 1. Находится в непосредственной близости от источников дорожно-транспортных загрязнений - оживленный участок трассы «Курск -Рыльск.»

Участок № 2. Зеленые насаждения близ дома по ул. Садовая 1 А ( в данном районе спонтанная парковка автомобилей ).

Участок  № 3. Зеленые насаждения вдоль железной дороги.

Участок № 4. Контрольная точка, нагрузка автотранспорта значительно ниже. Зеленые насаждения в районе Храма Успения Пресвятой Богородицы.

При исследовании учитывали, что возраст древостоя на участках примерно сходный.

При выполнении данной работы руководствовались Методическими рекомендациями по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур), утвержденными Распоряжением Росэкологии от 16. 10. 2003 г. № 460 - р. Она проводилась по одному из самых обычных древесных растений города Курчатова -березе повислой ( Betula pendula ) при помощи морфологического метода путем оценки асимметрии листьев, различий пяти промеров листа слева и справа в точках с разным уровнем антропогенной нагрузки. Сбор исследуемого материала проводился после остановки роста листьев ( июнь 2012 г.) с нижней части кроны с максимального количества доступных веток равномерно вокруг кроны. Каждая выборка включала в себя 100 листьев ( по 10 листьев с 10 растений), выборки этикировались. Затем с каждого листа снимали показатели по пяти промерам с левой и правой сторон ( Приложение 2).

Степень отклонения флуктуирующей асимметрии листовой пластины оценивалась по пятибалльной шкале ( Приложение 3).

По полученным данным (Приложение 4) можно сделать вывод, что величина асимметрии листьев березы, произрастающей на участках с низким движением транспорта ( зеленые насаждения в районе храма), условно нормальная и отклонений не наблюдается. Однако у берез, произрастающих вдоль дорог, величина асимметрии намного больше, что свидетельствует о нарушении стабильности развития организма в результате воздействия внешних факторов. Это, прежде всего, связано с большой транспортной загруженностью территории, что подтверждают наши исследования по количеству транспортных средств, проезжающих через исследуемые участки( Приложение 5 ). Как мы видим из таблицы наибольший транспортный поток наблюдается в районе автодороги Курск-Рыльск, затем в районе парковки автомобилей по ул. Садовая 1, что и подтверждают показатели отклонения флуктуирующей асимметрии листовой пластины.

Вывод.

Подводя итоги выполненной работы, можно сказать, что  имеющиеся литературные данные  об отрицательном  воздействии  автомототранспорта на  рост и развитие растений   были подтверждены результатами исследования.   В дальнейшем  нами планируется:

1. Проведение мониторинга  на протяжении 3 лет.
2. Увеличение числа  экспериментальных  площадок с 4 до 7.
3. Расширение  используемых методик.

Приложение 1.

Приложение 2.

Схема морфологических признаков для оценки стабильности развития Березы повислой ( Betula pendula )

1. - ширина половинки листа ( измерение проводили посередине листовой пластинки);
2. - длина второй от основания жилки листа ( слева и справа от центральной жилки);
3. - расстояние между первой и второй жилкой, считая от черешка, с внешнего края листа ( слева и справа от центральной жилки);
4. - расстояние между первой и второй жилкой ( считая от черешка, с внешнего края листа);

5-угол наклона второй жилки к центральной ( слева и справа); Измерения проводятся в сантиметрах ( пункт 1 -4) и градусах ( пункт 5).

Расчет

(по методике В. М. Захарова)

Для каждого промеренного листа вычисляются относительные величины асимметрии для каждого признака. Для этого разность между промерами слева ( L ) и справа ( R ) делят на сумму этих же промеров: ( L - R) / ( L + R ).

Приложение 3.

Пятибалльная шкала оценки отклонений флуктуирующей асимметрии Березы повислой ( Betula pendula ).

Приложение 4.

Величина асимметрии листовой пластинки березы повислой

Приложение 5.

Количество транспортных средств,

проезжающих через участок за 1 час.

Литература.

1. Доклад о состоянии  и охране окружающей среды на территории Курской области в 2011 году. Материалы департамента  экологической безопасности  и природопользования  курской области, г. Курск. 2011 г.
2. Петунин О. В. Изучение экологии в школе.  – Ярославль: Академия развития; Владимир: ВКТ, 2008. – 192 с.
3. Мелехова О. П. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. Пособие для студентов вузов – М.: Издательский центр « Академия», 2007. – 228 с.
4. Захаров В. М. Здоровье среды: методика оценки. – М.: Центр экологической политики России, 2000.- 68 с.