«Биология лишайников и их роль в качестве индикаторов окружающей среды»

«Биология лишайников и их роль

в качестве индикаторов окружающей среды» -

 исследовательская работа районного конкурса

 «Новые имена» (тезисы )

Румянцев Василий, Шатри Эрик, 8а класс  ГБОУ СОШ №398

Руководитель: А.М. Матлаева - учитель биологии

 Актуалность проблемы: Важно отметить, что в последнее время много внимания уделяется решению вопросов, связанных с загрязнением воздушной  среды.. Наиболее доступная методика оценки степени загрязнения воздуха – лихеноиндикация,  то есть использование лишайников в качестве индикаторов состояния воздушной среды. Так возникла тема нашей исследовательской  работы.

В работе  выделены:

Введение, где отражены цели, задачи работы, а также показана актуальность выбранной темы.

 Цель: 

• изучить строение и особенности жизнедеятельности лишайников;
• выяснить распространение лишайников и их классификацию:
• рассмотреть роль лишайников в природе и жизни человека;
• изучить роль лишайника как биоиндикатора окружающей среды:
• научить  применять , полученные о лишайниках знания на практике( исследовательская работа)

Задачи:

• изучить литературу, материалы  Интернет- ресурсов  о лишайниках :
• . выяснить особенности анатомического и морфологического строения лишайника, экологические группы лишайников;
• . выявить какие основные виды и формы произрастают на территории Санкт- Петербурга и Ленинградской области ;
• собрать ,определить и гербаризовать найденные виды;
• выяснить значение лишайников в природе и жизни человека;
• изучить роль лишайников как биоиндикаторов окружающей среды
  

  В основной части работы, посвященной морфофизиологическим особенностям  лишайников, рассматривается общая характеристика, строение, размножение и значение их в природе и жизни человека.

Третья часть работы является экспериментальной. В ней показана влияние загрязненности атмосферного воздуха на развитие лишайников. Описана подготовка и методика проведения исследования. Рассмотрим более детально исследовательскую часть нашей работы.

Тема исследовательской работы :  «Индикация степени загрязнения воздуха по видовому составу лишайников»

Цель работы:   определить качество воздуха в посёлке Горелово Красносельского района  Санкт-Петербурга методом  лихеноиндикации.

Задачи:

 1) ознакомиться с теоретическими основами и методикой проведения лихенологического  мониторинга окружающей среды;

2) провести лихеноиндикационные измерения 3-х районов посёлка с разной антропогенной нагрузкой;

3) сделать выводы об уровне антропогенной нагрузки в исследованных районах.                                                                                                                        

   Для проведения исследований мы выбрали методику авторов Т.Я.Ашихминой, Т.С.Носковой, В.М.Сюткина «Определение чистоты воздуха по лишайникам». Степень загрязнеиия воздуха по этой методике определяется:

1) по видовому составу лишайников,

2) по частоте встречаемости лишайников.   При этом выполняется следующая закономерность:

•  Чем сильнее загрязнѐн воздух города, тем меньше встречается в нѐм видов лишайников (вместо десятков может быть один – два вида).
• Чем сильнее загрязнѐн воздух, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев;
• При повышении загрязнѐнности воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними листоватые, последними – накипные.

     Таким образом, чтобы воспользоваться методикой,мы  изучили морфологические формы или типы роста лишайников.

Для измерения численности лишайников на деревьях можно было воспользоваться двумя приемами.

Первый приём– это способ «линейных пересечений », который заключается в наложении гибкой ленты с мелкими делениями на поверхность ствола и фиксировании всех пересечений со слоевищами лишайников.

Второй приём – это способ «палетки», который является методом непосредственного измерения проективного покрытия лишайников на стволах деревьев, т.е. измерения процентного отношения площади, покрытой лишайниками, к площади, свободной от лишайников.

В своей  исследовательской  работе  мы использовали именно способ «палетки»  (Приложение №1)

 Для этого мы в посёлке  Горелово  Красносельского районе  выбрали  три площадки 10x10 м на разной удаленнености от нашей школы.

1 участок -  непосредственно возле школы № 398 и озера « Гореловское»

2 участок – 900 метров от школы  № 398  участок леса возле пос.«Авиатор»

3 участок  -  900 метров от школы, рядом с дорогой. Аннинское шоссе

Затем действовали согласно методике. Структуру и состав фитоценоза на пробных площадках  выбрали примерно  схожими..Участки коры деревьев, на которых производился непосредственный подсчёт площади покрытия лишайниками,  брали на высоте от 30 до 150 см от основания ствола дерева.  Затем  на каждой пробной площадке выбирается 10 здоровых  деревьев осины обыкновенной с диаметром ствола 25-40 см. Затем на ствол дерева накладывали  палетку и  фиксировали кнопками

Палетка представляет собой рамку, разделенную на квадраты размером 1 х 1 см. При работе с палетками на каждом стволе измерения производили  четыре раза – с четырех сторон света. Подсчет лишайников на каждом участке ствола производили следующим образом. Сначала считали число квадратов, в которых лишайники занимают более половины площади квадрат, условно приписывая им покрытие, равное 100%. Затем подсчитывали число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата, условно приписывая им покрытие, равное 50%. Данные записывали в таблицы    № 1 ,№2, №3  Общее проективное покрытие в процентах (R) вычислили по формуле:

R=(100А+50В):С, где
А – число квадратов, в которых лишайники занимают более половины площади;
В – число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади;
С-общее число квадратов палетки.
После проведения исследований на десяти деревьях осины обыкновенной  сделали расчет средних баллов встречаемости и покрытия для каждого типа роста лишайников – накипных(Н), листовых(Л) и кустистых(К). зная баллы средней встречаемости и покрытия Н,Л,К,  рассчитали  показатель относительной чистоты атмосферы (ОЧА) по формуле:

ОЧА= (Н+2*Л+3*К)\ 30

Согласно методике ,чем выше показатель ОЧА (ближе к единице), тем чище воздух местообитания. Имеется прямая связь между ОЧА и средней концентрацией диоксида серы в атмосфере.

В результате  проведенной на данных участках работы согласно вышеописанной методике мы получили следующие результаты.

Результаты:

1 участок -  озеро « Гореловское»: большая численность лишайников (4 вида);  обилие лишайников - 3балла

2 участок –участок леса возле пос.«Авиатор»: наибольшая численность лишайников (7 видов); обилие лишайниковой флоры - 4 балла;

3 участок  -  рядом с дорогой. Аннинское шоссе : обилие лишайниковой флоры - 2 балла

Вывод

1.Лишайники – биоиндикаторы чистоты воздуха

2. При изучении лишайников в различных частях поселка Горелово было определено:

• чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше встречается в нем видов лишайников и ниже их жизнеспособность;
• чем сильнее загрязнен воздух, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев;

3. Степень покрытия ствола дерева лишайниками по пятибалльной системе оценивается :

• участок №1 – 3 баллов,
•  участок №2 -4 балла
• Участок  №3 – 2 балла.

4.Поселок  Горелово находится в «Зоне нормальной жизнедеятельности лишайников», так как имеется видовое разнообразие, кроме того встречаются, кустистые виды , которые в зонах сильного загрязнения исчезают первыми.

Заключение

       В процессе  изучения литературных источников, интернет-ресурсов, собственных наблюдений  по изучению вопроса биологии лишайника и  проблеме лихеноиндикации  удалось систематизировать признаки, которыми обладают лишайники , и которые дают им возможность быть биоиндикаторами окружающей среды. Однако было выяснено что лишайники по-разному реагируют на загрязненность воздуха: некоторые не выносят  ни малейшего загрязнения и погибают, другие – хорошо приспособились к соответствующим антропогенным условиям.

В ходе проведенных исследований мы также  выявили следующие :

1) Метод биоиндикации, который   называется лихеноиндикацией, хорош тем, что позволяет оценить  состояние воздуха в целом, а не содержание отдельных  загрязняющих веществ. К тому же он  дешевый и позволяет   охватить всю территорию города. На основании полученных данных   строятся карты распространения лишайников, по которым можно  судить и о загрязнении воздуха.

2). Исчезновение лишайников должно быть тревожным симптомом для людей, ведь если лишайники в некоторых районах исчезают совсем, следует ожидать повышенного уровня заболеваний, обусловленных загрязнением окружающей среды.

3) Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше на  деревьях встречается видов лишайников и тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев;

4) Первыми при повышении загрязнения исчезают кустистые лишайники, затем листоватые и накипные;

Список  использованных источников

1. Арнольд, Н. Растения / Н. Арнольд. – М. : ООО «Издательство Астрель», ООО «Издательство АСТ», 2001. – 160 с.

2.Ашихмина, Т. Я. Школьный экологический мониторинг. Учебное пособие / Под редакцией Т. Я. Ашихминой. – М. :  АГАР, 2000.  -  387 с

3. Биоиндикация в городах и пригородных зонах. Сб. науч. ст. - М.: Наука, 1993.

4.  Жизнь растений. Т.III. Водоросли. Лишайники. Под ред. М.М. Голлербаха – М.: Просвещение, 1977.- 487с.

5.  Лемеза Н.А., Л.В.Камлюк Л.В., Лисов Н.Д.  Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы.-  М: Дрофа, 2003.- 276с

6. Петров В.В. Мир лесных растений. – М.: Наука, 1978.-167с.

7..  Пчёлкин А.В.,  Боголюбов А.С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды. - М.: Экосистема, 1997. – 150с.

8. Солдатенкова Ю.П. Малый практикум по ботанике. Лишайники. - М.: Просвещение, 1977.

9. Интернет-ресурсы

Приложение № 1

Работа учащихся на эксперментальных участках методом непосредственного измерения проективного покрытия лишайников на стволах деревьев

 Использование палетки для измерения проективного покрытия лишайников на стволах деревьев