ИССЛЕДОВАНИЕ ЧИСТОТЫ ВОЗДУХА УВАТСКОГО РАЙОНА МЕТОДОМ ЛИХЕНОИНДИКАЦИИ Исследовательская работа

Опубликовано Никитина Валентина Николаевна вкл 25.04.2018 - 21:34

Автор:

Евсеенко Оксана

ИССЛЕДОВАНИЕ ЧИСТОТЫ ВОЗДУХА УВАТСКОГО РАЙОНА

МЕТОДОМ ЛИХЕНОИНДИКАЦИИ

Исследовательская работа

Скачать:

Вложение	Размер
nauchnaya_statya_evseenko_oksana_2009.doc	85.5 КБ

Предварительный просмотр:

Министерство образования и науки

Российская научно – социальная программа

«Шаг в будущее»

Всероссийская научно-практическая конференция

Молодых исследователей «Шаг в будущее» - 2009

ИССЛЕДОВАНИЕ ЧИСТОТЫ ВОЗДУХА УВАТСКОГО РАЙОНА

МЕТОДОМ ЛИХЕНОИНДИКАЦИИ

Исследовательская работа

Автор: Евсеенко Оксана Александровна

11 класс

Россия, Тюменская область, Уватский район,

п. Туртас

МОУ «Туртасская средняя общеобразовательная школа»

Научный руководитель:

Никитина Валентина Николаевна

учитель биологии

МОУ «Туртасская средняя общеобразовательная школа»

Москва – 2010

Исследование чистоты воздуха методом лихеноиндикации.

Евсеенко Оксана Александровна.

Россия, Тюменская область, Уватский район, п. Туртас

МОУ «Туртасская средняя общеобразовательная школа», 11 класс

Содержание:

1.Введение…………………………………………………….…3

2.Основная часть

2.1.Обзор литературы…………………………………….……..4

2.2.Общая характеристика лишайников……………….………5

2.3.Описание наиболее распространённых лишайников…………………………………………………..….6

2.4. Результаты исследования…………………………….…….8

3.Выводы………………………………………………...……..10

3.1.Рекомендации………………………………………………10

4.Список литературы…………………...……………………...10

1.Введение.

Деятельность человека оказывает прямое и косвенное влияние на все природные сообщества. Система регулярных наблюдений, оценка и прогноз изменений состояния экосистем под влиянием деятельности человека получила название мониторинга (лат. monitor – «напоминающий», «надзирающий»). Наблюдения за различными элементами природной среды проводятся по заранее подготовленной программе.

Одним из звеньев мониторинга является лесной экологический мониторинг. Объектом его являются не только леса на планете в целом, но и отдельные участки леса. В ходе лесного экологического мониторинга проводятся наблюдения за состоянием различных компонентов сообщества: древостоем, состоянием подроста, лишайниками и др.

В последние 2-3 десятилетия во многих странах для определения степени загрязнения среды стали использоваться лишайники – так называемый лишайниковый мониторинг.

Цель работы:

Проведение оценки состояния атмосферного воздуха населённых пунктов Уватского района с помощью метода лихеноиндикации.

Задачи:

Изучить строение и видовой состав лишайников, произрастающих на различных породах деревьев в Уватском районе.
Определить частоту встречаемости и степень покрытия лишайниками.
Оценить степень загрязнения воздуха сернистым газом.
Сравнить состояние атмосферного воздуха в различных населённых пунктах Уватского района.

Гипотеза: я предполагаю, что с ростом количества промышленных предприятий и увеличением единиц автотранспорта, в атмосфере Уватского района повышается содержание сернистого газа.

Основные методы исследования.

1. Закладывается 3 трансекта площадью по 100 м2.

2. На каждой площади учитываются следующие параметры:

А) общее число видов лишайников;

Б) степень покрытия слоевищами лишайников каждого дерева;

В) частота (встречаемость) каждого вида.

3. Определяется степень загрязнения воздуха.

2.Основная часть.

2.1.Обзор литературы.

Биоиндикация – это явление, указывающее с помощью биологических объектов на характер или изменение свойств окружающей среды (В.П. Воротников, М.В.Сидоренко, А.И. Широков, 1995г.). В качестве биоиндикаторов выступают организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых реагируют на определённые факторы среды. Различают чувствительные биоиндикаторы – они реагируют на изменения среды значительным отклонением жизненных проявлений от нормы. Эти биоиндикаторы сразу свидетельствуют о степени воздействия загрязнителей. А также существует группа аккумулятивных биоиндикаторов – они накапливают воздействие загрязнителей без быстропроявляющихся нарушений. Хорошим биоиндикатором аккумулятивного характера является группа лишайников (Ф.К. Андерсон, М. Трешоу, 1998г.; У. Мэннинг, У. Федер, 1985г.; А.Б. Чхобадзе, 1996г.; И.С. Шапиро, 1991г.). Лихеноиндикация – оценка степени загрязнённости воздуха в городах и в лесных массивах по лишайникам. Лихеноиндикация очень удобный и доступный для всех способ биоиндикации, так как лишайники первыми страдают от загрязнения воздуха.

На территории России встречается около 25 тысяч видов лишайников. Виды лишайников, обитающих на одном древесном стволе (эпифитные) можно различить по следующим признакам:

По структуре таллома или слоевища – корковидная, губчатая, чешуйчатая, листовидная, ветвистая.
По цвету, который зависит как от гриба, так и от водоросли, образующих лишайник (чёрный, тёмно-серый, сизо-серый, коричневый, иногда с жёлтым, оранжевым, зелёным оттенком).
По консистенции слоевища (сухая ломкая, сухая упругая, влажная упругая, влажная мягкая и т. п.).
По размеру, окраске и форме образующихся на поверхности органов – апотеций, в которых вызревают споры, служащие для размножения гриба. Это небольшие в несколько миллиметров круглые или овальные плотные образования, часто отличающиеся от слоевища по цвету.

Лихеноиндикация не может различить конкретные вредные вещества, загрязняющие атмосферный воздух, но зато позволяет выделить территории, подверженные воздействию загрязнённого воздуха. Для выделения таких неблагополучных территорий иногда бывает достаточно даже неполного, без видовой идентификации, описания лишайников по их разнообразию и обилию на единице площади в данном массиве.

Преимущества лихеноиндикации перед другими методами мониторинга загрязнений среды - малая стоимость исследований, краткосрочность получения результатов и объективные показания, выражающиеся не в сухих цифрах, а в реальных результатах воздействия на живые организмы антропогенных загрязнителей.

2.2.Общая характеристика лишайников:

ЛИШАЙНИКИ, группа низших растений, образованных симбиозом гриба и водоросли или цианобактерии. Вегетативное тело представлено слоевищем, окраска которого очень разнообразна и зависит от образующихся в теле пигментов. Различают три основных типа слоевищ: накипные (корковые), листоватые и кустистые, между каждым из которых существует множество переходных форм. Наиболее примитивными являются накипные, а наиболее организованными — кустистые. Основу слоевища образуют гифы гриба, в стенках клеток которых содержатся пигменты и жировые капли. В результате переплетения гиф, которые обладают верхушечным ростом, образуется ложная ткань — плектенхима.

О характере взаимоотношений гриба и водоросли в лишайниках единого мнения до сих пор нет. Нередко считается, что гриб паразитирует на водоросли. При этом, он может питаться как ее живыми клетками, так и сапрофитно, используя уже отмерших клетки и продукты их обмена. Полагают также, что гриб играет роль своеобразного регулирующего «хозяина», который эксплуатирует водоросль, одновременно создавая условия для ее жизни и размножения. Наконец есть мнение, что гриб и водоросль в лишайнике находятся во взаимовыгодных отношениях. При этом водоросль обеспечивает гриб органическими соединениями, а гриб водоросль — водой и минеральными веществами.

Лишайники поглощают воду всей поверхностью тела, используя для этого атмосферные осадки и, отчасти, водяные пары. Углекислый газ усваивается ими непосредственно из атмосферы, а питательные вещества поступают через покровы в виде растворов. Большинство лишайников спокойно переносят полное высыхание. На это время дыхание и фотосинтез у них прекращаются. Накопление органических веществ в теле происходит очень медленно, чем объясняется их незначительный ежегодный прирост. Характерной особенностью лишайников является образование особых органических соединений — лишайниковых кислот. Предполагается, что, откладываясь на оболочках грибных гиф, они делают их, не смачивающимися водой, в результате чего создается внутренняя атмосфера, необходимая для развития гриба. Лишайниковые кислоты видоспецифичны, что позволяет использовать их в качестве систематического признака. Установлено, что они обладают антибиотическим действием, из-за чего некоторые из них используются в медицине.

Лишайники способны размножаться вегетативно, а также бесполым и половым путем. Чаще всего наблюдается вегетативное размножение, основанное на способности слоевища лишайника к регенерации. В результате механической фрагментации от слоевища отделяются отдельные участки. Попав в благоприятные условия, они дают начало новому слоевищу. Кроме этого, лишайники образуют особые органы вегетативного размножения: соредии, изидии и лобулы. Соредии представляют собой очень мелкие образования, содержащие одну или несколько клеток водоросли, оплетенных гифами гриба. Изидии — палочковидные выросты на верхней поверхности слоевища, состоящие из клеток водоросли и гриба. Лобулы имеют вид мелких, вертикальных чешуек, расположенных на поверхности слоевища и по его краям. Споровое размножение присуще только грибу. При этом образуются разнообразные по размерам и форме споры. В том случае, когда лишайник образован аскомицетом, его половой процесс практически идентичен таковому у свободноживущих сумчатых грибов.

Около 26 тыс. видов, объединяющихся в более чем 400 родов. Наиболее разнообразны в тропиках и субтропиках, обильны в тундре и высокогорьях. Растут на почве, деревьях, гнилой древесине, горных породах и т.д. Играют существенную роль в почвообразовании. Лишайники используют для получения антибиотиков, ароматических веществ и лакмуса. Многие виды очень требовательны к чистоте воздуха и не выносят задымления, из-за чего их часто используют в качестве бииндикаторов загрязнения окружающей среды. Некоторые лишайники, например ягель, являются основной пищей северных оленей.

2.3.Описание наиболее распространённых лишайников:

Род ГИПОГИМНИЯ – гипогимния вздутая – один из наиболее обыкновенных лишайников, растущих на коре и ветвях лиственных, чаще берёзе, и хвойных пород, особенно ели, ветви которых часто сплошь покрыты этим лишайником. Слоевище его в виде округлых или сильно вытянутых в одном направлении листовидных пепельно-серых розеток местами плотно срастается с субстратом. Нижняя сторона голая, морщинистая; чёрная или коричневато-чёрная, к краям светлеющая. Концы лопастей обыкновенно приподнимаются над слоевищем и слегка заворачиваются на верхнюю сторону.

Род ГРАФИС – графис написанный – наиболее распространённый представитель рода. Он часто встречается на гладкой коре лиственных пород деревьев: ольхи, липы, а особенно рябины и черёмухи. Слоевище лишайника погружено в кору деревьев, тонко-корковидное, серовато-беловатое, иногда слабо заметное и так плотно врастающее в субстрат, что о его существовании можно судить только по некоторому изменению окраски субстрата – белесым пятнам на оре, да по плодовым телам. Причём для него очень характерны плодовые тела в виде неправильно ветвящихся извилистых чёрных штрихов. Они образуют на коре красивый узор, напоминающий восточные письмена. Отсюда и его название.

Род КЛАДОНИЯ – представители этого рода широко распространены и растут на пнях, у основания стволов, среди мхов, иногда на камнях. У лишайников этого рода имеется первичное и вторичное слоевища. Первичное слоевище у большинства из них выражено в виде мелких листоватых чешуек или корочек. На первичном слоевище возникает вторичное слоевище в виде вертикально стоящих выростов самой разнообразной формы.

Род КСАНТОРИЯ – ксантория постенная, или стенная золотянка – самый обычный лишайник, распространённый на коре лиственных пород, преимущественно осин и тополей. Часто встречается на обратной древесине (заборы, крыши, стены). Слоевища имеют вид почти правильных жёлто-оранжевых розеток свыше 3 см в диаметре, центр которых почти всегда усеян окрашенными плодовыми телами. Яркость окраски зависит от освещённости.

Род УСНЕЯ – виды уснеи прядями свешиваются с ветвей деревьев в виде длинных сероватых, серовато-зелёных или коричневатых кустиков, состоящих из тонких ветвящихся нитей, и по виду напоминают бороду. Длина нередко может достигать 1-2 м. Очень чувствительны к загрязнению воздуха, поэтому никогда не встречаются в лесах, окружающих большие города.

Род ФИСЦИЯ – представитель фисция припудренная – часто встречается на коре осин. Имеет вид изящных округлых, правильной формы листовидных розеток, иногда до 12 см в диаметре. Окраска оливковая или тёмно-коричневая. Лишайник плотно прилегает к субстрату; лопасти розеток довольно широкие или узкие разветвлённые. Сверху фисция покрыта обильным сероватым налётом и кажется, поэтому пепельно-серой, как бы припудренной. На верхней стороне слоевища образуются довольно большие, до 2-4 мм в диаметре, плодовые тела с черновато-коричневым диском. Нижняя сторона слоевища тёмная, почти чёрная, с густыми тёмно-серыми или чёрными грибными нитями.

Род ЭВЕРНИЯ – эверния сливовая, или « дубовый мох» - один из обыкновеннейших и широко распространённых лишайников, растущих на коре и ветвях различных лиственных деревьев. В отличие от представителей рода уснеи и других кустистых лишайников, слоевищные полости её не округлые, а имеют вид широко сплюснутых разветвлённых надвое лент, мягких на ощупь. Сверху они беловато- или серовато-зелёные, снизу более светлые с розоватым оттенком. Края лопастей обычно заворачиваются на нижнюю поверхность.

Род ЛЕКАНОРА – представители этого рода по внешним признакам довольно однообразны. Признаки, служащие для их различения, мелкие, часто малозаметные, поэтому определить вид довольно сложно. Имеют накипное сплошное слоевище; гладкое, иногда зернистое или бородавчатое. Плотно срастаются с субстратом – корой дерева, камнями и т. д. Плодовые тела сидячие, дисковидные. На коре разных лиственных пород очень часто встречается леканора коричневая. Слоевище у неё тонкое, серое, ограниченное чёрной линией подслоевища, с рыжевато-бурыми плодовыми телами. Все виды встречаются в основном в естественных, не тронутых человеком местообитаниях.

2.4.Результаты исследования:

Данная работа проводилась в 2007-2009 годах на территории Уватского района.

За 2007г. было исследовано два населённых пункта: с. Горнослинкино и п. Туртас.

С. Горнослинкино:

1-ый участок с. Горнослинкино район реки Червянка - встречается 7 видов лишайников: гипогимния вздутая, эверния сливовая, уснея, кладония, ксантория, леканора и один вид не был определён. Преобладает вид гипогимния вздутая, степень покрытия очень большая, в воздухе малое содержание сернистого газа из этого следует, что воздух очень чистый.

2-ой участок окраина с. Горнослинкино – встречается 3 вида лишайника: гипогимния вздутая, эверния сливовая, леканора. Преобладает вид гипогимния вздутая, степень покрытия средняя, содержание сернистого газа в воздухе не более 0,05 мг/м3 из этого следует, что загрязнение воздуха небольшое.

3-ий участок центр с. Горнослинкино (район д/с) – встречается 2 вида лишайника: гипогимния вздутая и эверния сливовая. Преобладает вид гипогимния вздутая, степень покрытия низкая, содержание сернистого газа в воздухе не более 0,05 мг/м3 из этого следует, что загрязнение воздуха небольшое.

П. Туртас:

1-ый участок п. Туртас район реки Туртас – встречается 4 вида лишайника: гипогимния вздутая, эверния сливовая, леканора, ксантория. Преобладает вид гипогимния вздутая, степень покрытия средняя, содержание сернистого газа в воздухе не более 0,05мг/м3 из этого следует, что загрязнение воздуха небольшое.

2-ой участок окраина ст. Юность Комсомольской – встречается 3 вида лишайника: гипогимния вздутая, эверния сливовая, ксантория. Преобладает вид ксантория, степень покрытия низкая, содержание сернистого газа в воздухе не более 0,05 мг/м3 из этого следует, что загрязнение воздуха небольшое.

3-ий участок ст. Юность Комсомольская район железной дороги – встречается 2 вида лишайника: гипогимния вздутая и ксантория. Преобладает вид гипогимния вздутая, степень покрытия очень низкая, содержание сернистого газа в воздухе около 0,3мг/м3 из этого следует, что загрязнение воздуха довольно сильное.

За 2008г. был исследован один населённый пункт - с. Красный Яр:

1-ый участок с. Красный Яр район реки Носка – встречается 5 видов лишайников: гипогимния вздутая, эверния сливовая, кладония, ксантория, леканора. Преобладает вид гипогимния вздутая, степень покрытия очень большая, в воздухе малое содержание сернистого газа из этого следует, что воздух очень чистый.

2-ой участок окраина с. Красный Яр - встречается 5 видов лишайников: гипогимния вздутая, эверния сливовая, кладония, ксантория, леканора. Преобладает гипогимния вздутая, степень покрытия большая, в воздухе малое содержание сернистого газа из этого следует, что воздух очень чистый.

3-ий участок центр с. Красный Яр (район школы) - встречается 4 вида лишайника: гипогимния вздутая, эверния сливовая, ксантория, леканора. Преобладает вид гипогимния вздутая, степень покрытия средняя, содержание сернистого газа в воздухе не более 0,05мг/м3 из этого следует, что загрязнение воздуха небольшое.

За 2009г. был исследован один населённый пункт – п. Першино:

1-ый участок п. Першино район реки Иртыш – встречается видов лишайников: гипогимния вздутая, эверния сливовая, уснея, кладония, ксантория, леканора. Преобладает вид гипогимния вздутая, степень покрытия очень большая, в воздухе малое содержание сернистого газа из этого следует, что воздух очень чистый.

2-ой участок окраина п. Першино - встречается 6 видов лишайников: гипогимния вздутая, эверния сливовая, уснея, кладония, ксантория , леканора. Преобладает вид эверния сливовая, степень покрытия большая, в воздухе малое содержание сернистого газа из этого следует, что воздух очень чистый.

3-ий участок центр п. Першино (район школы) - встречается 4 вида лишайника: гипогимния вздутая, эверния сливовая, ксантория, леканора. Преобладает вид гипогимния вздутая, степень покрытия средняя, содержание сернистого газа в воздухе не более 0,05мг/м3 из этого следует, что загрязнение воздуха небольшое.

3.Выводы:

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

За 2007-2009гг. на территории Уватского района было обнаружено 7 видов лишайников. Состояние окружающей среды на исследуемой территории благоприятное, так как содержание сернистого газа в воздухе не превышает 0,05мг/м3, кроме участка №3 в п. Туртас (железная дорога) где содержание сернистого газа в воздухе довольно сильное.

Если сравнить результаты исследования в разных населённых пунктах Уватского района, то следует, что состояние воздуха в них примерно одинаковое.

3.1.Рекомендации:

1. Для получения более точных данных о степени загрязненности воздуха сернистым газом можно использовать другие методики биоиндикации, а также проводить ежегодный мониторинг загрязнения воздушной среды.

2. Проведя такую работу в различных массивах леса или насаждениях можно заметить, как точно отражает разнообразие и обилие эпифитных лишайников состояние окружающей среды в разных частях района. Данные можно использовать для составления карты загрязнённости воздуха под влиянием выбросов промышленных предприятий и автотранспорта.

Литература: