Проект по экологии г. Новошахтинска
проект по экологии (9 класс) на тему

Проект по экологии на тему:

«Влияние зелёных насаждений на состав атмосферного воздуха города Новошахтинска.»

                                                                          Работу выполнила:

                                                                          учитель биологии

                                                                          МБОУ СОШ № 31

                                                                          г. Новошахтинска

                                                                           Мельникова О.В.

                                        2014 год

  Содержание.

                                                                                                                     стр.

1. Аннотация.                                                                                             3

2. Введение .                                                                                               4

3.  География и экология города Новошахтинска.                                  

3.1 Географическое положение.                                                           5-6        

3.2 Экологическая обстановка.                                                             6-7

4. Изучение искусственных лесонасаждений города.                                                      

4.1 Особенности искусственных биогеоценозов.                                8-9

4.2 Описание древесных пород.                                                           9-12

4.3 Значение лесонасаждений для улучшения экологии города.   12-13  

5. Выводы и практические  рекомендации.                                          13-15

6.Список литературы, использованное программное обеспечение.       16

1. Аннотация.

Данная работа является проектом по улучшению экологии города Новошахтинска. Ведущая роль отводится зелёным насаждениям древесных пород, которые в наибольшей степени оказывают влияние на состав атмосферного воздуха.

В работе учтены особенности климата и  географическое расположение  города.

На состав атмосферного воздуха влияют два основных фактора:

1.  Через город проходит трасса федерального значения. При работе автотранспорта в атмосферу выделяются токсичные вещества: оксид углерода, оксид азота, диоксид серы, углеводороды, свинец.

2. В черте города и окрестностях имеются: каменноугольные шахты (глубина до 700м ), около которых возвышаются терриконы ( отвалы) высотой от 2 до 90м. В выработанной породе, которая, собственно, и составляет террикон, содержатся практически вся таблица Менделеева, включая и радиоактивные элементы. Даже при незначительном горении  выделяют углекислый газ, сероводород и другие вредные вещества.

Наиболее распространёнными породами, входящими в состав зелёных насаждений Города Новошахтинска, как и во всей Ростовской области, являются различные виды тополей и сосен. Тополь пирамидальный и Тополь чёрный обрамляют автотранспортные дороги, а лесонасаждения Сосны обыкновенной стройными рядами располагаются в каждом микрорайоне города.

 Растения играют огромную роль в очистке воздуха. Они задерживают пыль, копоть, регулируют влажность воздуха, подавляют развитие вредных болезнетворных бактерий и микроорганизмов, поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

В ходе работы установлено, как изменяются сами растения  под влиянием загазованного воздуха. Также разработаны рекомендации, которые необходимо учитывать при высаживании деревьев в городах.

3. Введение.

Цель работы: - изучить влияние зелёных насаждений на состав

                          атмосферного воздуха города Новошахтинска.

Задачи: 1.Обозначить географическое положение и климатические

особенности города Новошахтинска.

      2. Выявить факторы, оказывающие наибольшее влияние на

          состав атмосферного воздуха.

      3.Определить видовой состав растений, составляющих

                         основу зелёных насаждений  в черте города.

                     4. Дать морфологическую характеристику древесным породам.

             5. Проанализировать какие породы деревьев  очищают

                        загазованный воздух в большей степени.

             6. Пронаблюдать и сделать выводы о том, как изменяются

                деревья в условиях городского воздуха.

                     7. Разработать рекомендации, которые необходимо учитывать

                         при высаживании деревьев в городах.

3. География и экология города Новошахтинска.

3.1. Географическое положение и особенности климата.

        Город Новошахтинск расположен на восточных отрогах Донецкого кряжа в 83 км от Ростова-на-Дону. Население города 117,8 тысяч человек. Площадь территории  составляет 128 км².

        Окрестности города представляют собой открытую волнистую равнину, расчленённую глубокими (глубиной до 30м) оврагами и балками. В черте города и окрестностях имеются: каменноугольные шахты (глубина до 700м ), около которых возвышаются терриконы ( отвалы) высотой от 2 до 90м; карьеры по добыче камня (глубина до 15м).

Климат умеренно континентальный, жаркий с недостаточным увлажнением. В течение всего года преобладающим ветром является восточный. Ветры зимой преимущественно восточные и северо-восточные (скорость 6-7м/сек). Весной и в первой половине лета восточные ветры чередуются с юго-западными (скорость 45м/сек). Во второй половине лета преобладают восточные ветры (скорость 3-4м/сек), приносящие жару и засуху. Осенью направление ветров непостоянное. Средняя годовая скорость ветра составляет 4,8м/сек. При этом наибольшие скорости отмечаются в холодное время, с максимум в феврале-6,3м/сек. Наименьшие скорости наблюдаются в летнее время, минимум отмечается в августе 3,5м/сек. Для города характерен следующий ход осадков: осадки холодного периода выпадают в виде снега (нередки дожди) и отличаются малой интенсивностью и большой продолжительностью их выпадения, минимум - в феврале-марте (29мм). Осадки тёплого периода выпадают в виде непродолжительных грозовых ливней большой интенсивности, занимающих небольшую территорию, максимум - в июне-июле (5мм). Туманы наблюдаются в течение всего года. Наиболее часто туманы наблюдаются в декабре-январе и составляют 10-12 дней. Отрицательная средняя месячная температура воздуха наблюдается с декабря по март. Самым холодным месяцем является январь (-6,-9 С), самым тёплым - июль (+22,5 С). В отдельные суровые зимы абсолютный минимум температуры воздуха понижается до -34 С и приходится на январь. Абсолютный максимум температуры воздуха +40 С наблюдается в июле, августе. Число дней со снегом составляет 77. На территории города растительность представлена небольшими участками зелёных насаждений, садов, а на окраинах многочисленными узкими полезащитными лесонасаждениями из белой акации, клёна, и других деревьев (высота 3-9м). Балки и овраги покрыты разнотравьем, характерным для степных видов ( тонконог, клевер, ковыль ).

В северной части города находится Соколово-Кундрюченское водохранилище. В окрестностях города протекают реки Малый Несветай и Большой Несветай, текущие в узких и глубоких (30-40м) долинах с крутыми ( 15-20 градусов) и обрывистыми склонами. Ширина рек от 3-5м до 20-40м ( В верховьях) и до 150м ( на запруженных участках ). Глубина 1-1,5м. Скорость течения 0,1-0,2м/с. Берега преимущественно крутые или обрывистые, высотой 2-1 Ом, местами низменные, заболоченные.

3.2. Экологическая обстановка.

Экологию Новошахтинска определяют два основных фактора:

1.Через город проходит трасса федерального значения .

 При работе автотранспорта в атмосферу выделяются токсичные вещества: оксид углерода, оксид азота, диоксид серы, углеводороды, свинец. В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжигается около 2 млрд. тонн нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%, остальные 77% уходят на «обогрев» окружающей среды.

Известно, что 30% заболеваний граждан непосредственно связаны с загрязнённостью атмосферного воздуха и выхлопными газами.

2. Шахтерские терриконы давно являются визитной карточкой Новошахтинска .

В выработанной породе, которая, собственно, и составляет террикон, содержатся практически вся таблица Менделеева, включая и радиоактивные элементы. Даже при незначительном горении  выделяют углекислый газ, сероводород и другие вредные вещества. В Ростовской области 463 террикона, около сотни горят, активно горящих – не более 20. Если говорить об их тушении, то способа окончательно потушить терриконы пока нет.

        Очевидно, что эти обстоятельства оказывают влияние в первую очередь на состояние атмосферного воздуха.

       Атмосферный воздух - основной компонент биосферы. Известно, что человек без пищи может жить несколько десятков суток, без воды - несколько суток, а без воздуха – не более нескольких минут. Общее количество воздуха в атмосфере составляет 5,15х10 т., а содержание в нем кислорода - в пять раз меньше. Это очень много. И опасаться, что в перспективе его не хватит, очевидно, не следует, даже при возрастании потребления всеми живыми организмами и расходования на производственные нужды.

Серьезную опасность для человека представляет не нехватка воздуха как такового, а его прогрессирующее загрязнение. Под загрязнением атмосферы понимают присутствие в ней одного или более ингредиентов или их комбинаций в таких количествах и в течение такого времени, что они могут принести вред здоровью или благосостоянию человека, или чрезмерно повлиять на сложившийся уклад жизни. Высока вероятность, что скорость накопления вредных веществ может превысить возможности самоочищения атмосферы.

Существуют различные способы очистки воздуха. В данной работе мы рассмотрим роль зелёных насаждений в очищении воздуха. В этих системах осуществляется полный круговорот веществ. Конечно, экосистемы не вечны и развиваются во времени, но они обычно настолько устойчивы, что способны преодолевать даже некоторые изменения внешних условий. Безусловно, ведущую роль в этом процессе играют деревья, посаженные вдоль трассы, а также лесополосы расположенные по окраинам города.

4. Изучение искусственных лесонасаждений города.

4.1. Особенности искусственных биоценозов.

Зелёные насаждения играют важную роль в жизни городов и других населенных пунктов в степной и лесостепной зоне, смягчая сухой климат, задерживая пыль, сдерживая проявление таких неблагоприятных антропогенных воздействий, как загрязнение воздуха и почвенная эрозия.

На территории города Новошахтинска  и в его окрестностях нет сосновых лесов естественного происхождения, а имеющиеся  сосняки и смешанные лесополосы исключительно созданы человеком, то есть являются лесными культурами. Важно то, что  искусственное лесоразведение позволяет преодолевать сопротивление среды, обусловленное географическим несоответствием. То есть подобные насаждения можно назвать искусственными биогеоценозами, которые имеют ряд особенностей.

Прежде всего это небогатый видовой состав. Виды, преобладающие в биогеоценозе по численности особей или занимающие большую площадь, называют доминантами. Например, в наших лесополосах среди деревьев доминирует сосна, в травяном покрове — кислица, зеленый мох, среди мышевидных грызунов — полевки и т. д. Однако далеко не все доминантные виды одинаково влияют на биогеоценоз. Среди них выделяются те, которые играют главенствующую роль в определении состава, структуры и свойств экосистемы путем создания среды для всего сообщества. Такие средообразующие виды называются эдификаторами. Основными эдификаторами (созидателями, строителями сообщества) наземных искусственных биогеоценозов являются растения; в лесах это сосна, дуб, берёза.

 Каким же образом определенные виды растений создают среду для всего сообщества? В качестве примера рассмотрим хвойный лес. В ясные летние дни под пологом соснового леса освещенность в 1,5—2 раза меньше, а температура воздуха на 0,2—0,8°С ниже, чем под широколиственными деревьями. Под густые кроны сосны проникает в 2—2,5 раза меньше атмосферных осадков, чем под кроны березы, осины, дуба. При этом дождевые воды, стекающие с крон сосен, имеют кислую реакцию (рН 3,5-4,0). И наконец, опад под сосною состоит преимущественно из хвои, которая очень медленно разлагается, в результате чего под хвойными породами формируется мощная подстилка с низким содержанием необходимого для всех растений гумуса. Таким образом тут поселяются только те виды, которые приспособлены к жизни в таких условиях.

4.2. Описание древесных пород.

Наиболее распространёнными породами, входящими в состав зелёных насаждений Города Новошахтинска, как и во всей Ростовской области, являются различные виды тополей и сосен. Тополь пирамидальный и тополь чёрный обрамляют автотранспортные дороги, а лесонасаждения Сосны обыкновенной стройными рядами располагаются в каждом микрорайоне города.

Тополь пирамидальный — Р. pyramidalis Borkh. 

Стройное дерево до 30 м  высотой, с очень узкой, колонновидной кроной, одевающей ствол свободно стоящего дерева от земли. По обилию этого вида в культуре Италии, его часто называют “итальянским” или “ломбардским тополем”. Морфологически (кроме формы кроны) мало отличается от тополя черного, но экологически — очень сильно. Листья ромбические или треугольные (как у осокоря), но несколько мельче; облиствение и цветение происходит раньше, чем у тополя черного; листопад — в конце октября — начале ноября, таким образом вегетационный период у него длиннее, а морозостойкость ниже. 

В культуре встречаются главным образом мужские экземпляры (женские имеются в городах Нижнего Поволжья). Долговечность в городских посадках зависит от условий местообитания. Весьма эффектное дерево в одиночной, групповой, рядовой и аллейной посадках. Своей монументальной, пирамидальной, темно-зеленой кроной придает особый, южный характер пейзажу, напоминая стройные, пирамидальные кипарисы. Хорош для быстрого создания зеленых защитных стен.

Тополь черный, или Осокорь — Р. nigra L.

Крупное дерево, высотой до 30 м, с мощной, широкой, ветвистой кроной и цилиндрическим стволом, кора которого вначале гладкая, серая, позднее чернеющая, с глубокими трещинами. Молодые побеги блестящие, желтые или желтовато-серые, гладкие, слабограненные. Листья ромбические или треугольные, с длинным тонким острием на верхушке, темно-зеленые сверху и несколько светлее снизу, по краю мелко-тупозубчатые, ароматные. 

К почвенным условиям тополь малотребователен, может расти на сухих и сравнительно бедных почвах. На богатых и влажных растет очень быстро. Зимостоек и засухоустойчив. Хорошо формуется. Относительно газоустойчив. Применяется в традиционных садово-парковых посадках.

Сосны — вечнозелёные, богатые смолой деревья, обыкновенно очень крупные, реже мелкие, иногда почти кустарники.

Листья игольчатые, сидят пучками по 2—5 на укороченных побегах и окружены у основания плёнчатыми влагалищами. Сохраняются на побегах в течение нескольких лет. Иногда, чаще всего в результате повреждений, наносимых насекомыми, на сосне развиваются розеточные побеги. Такие побеги чрезвычайно коротки и имеют пучки коротких и широких игл.

Мужские цветки собраны колосом у основания молодых веточек. Пыльцевые мешочки раскрываются продольной трещиной. Женские цветки в шишках, расположенных в верхней части дерева.

Шишки яйцевидные или продолговатые, обыкновенно поникшие, а при зрелости опадающие целиком. Они состоят из черепитчато-сложенных плодовых чешуй, деревянистых или кожистых, утолщённых на конце в виде гранёного щитика. Эти чешуи сначала плотно сомкнуты, при полной же зрелости расходятся, обнажая семена, которые находятся по 2 против каждой чешуи. Семена большей частью крылатые, реже без крыла, с твёрдой оболочкой в виде орешка. В зародыше может быть от 4 до 15 семядолей.

Сосна обыкновенная - Pinus sylvestris.

Большое дерево до 40 м высоты с кроной — в юности пирамидальной, в старости же зонтикообразной. Иглы хвои сидят по 2 вместе, снизу тёмно-зелёного, сверху голубовато-зелёного цвета, большей частью 4—5 см длины. Кора красно-бурая. Шишки (молодые) конической формы, щиток их чешуй ромбической формы. Семена с длинным крылом.

Разводят сосны посредством посадки, для которой служат обыкновенно однолетние или двухлетние сеянцы: посадка более крупных растений является неудобной вследствие того, что сосна в молодости развивает длинный стержневой корень, который трудно вынуть без повреждений, а к повреждениям корня эта порода, подобно другим хвойным, довольно чувствительна. Сосновые сеянцы высаживают обыкновенно «под меч» (представляет из себя лом с наконечником в форме меча весом 5—7 кг), в количестве 1 штука на 6 кв.м.

Сосна принадлежит к числу весьма светолюбивых древесных пород, но, тем не менее, часто образует чистые насаждения. Причина этого заключается в том, что она является одной из наименее требовательных к почве древесных пород, и потому может расти на таких малоплодородных почвах, на которых рост других деревьев оказывается почти невозможным.

Древесина сосны отличается смолистостью, прочностью и твёрдостью, в особенности эти качества присущи центральным частям ствола, превращающимся в так называемое ядро. Это ядро отличается от наружных слоев заболони более интенсивной окраской, изменяющейся в довольно широких пределах, в зависимости от условий роста дерева.

Кроме древесины, сосна служит для добывания смол, которые получаются или посредством сухой перегонки древесины, главным образом пнёвой, так называемого осмола, или посредством подсечки, дающей так называемую живицу. Живица собирается промышленным способом с массивов, предназначенных к вырубке через год-два после подсечки. После выпаривания воды и скипидара из живицы остаётся твёрдая смола — канифоль. Канифоль имеет вид хрупких прозрачных кусков желтоватого цвета, практически без запаха и горьких на вкус.

На территории города встречаются не только хвойные лесонасаждения, но и лесополосы смешанного типа. В них встречаются следующие древесные породы: Ива плакучая, Каштан конский, Липа сердцевидная, Тополь серебристый, Акация белая, Клён остролистный, Берёза поникшая, Дуб обыкновенный, Ясень обыкновенный, Черёмуха белая…

Этот перечень  могли бы дополнить садово-ягодные культуры и разнотравье, которые безусловно тоже улучшают состав атмосферного воздуха в черте города.

4.3. Значение лесонасаждений для улучшения экологии города.

Городской воздух загрязняется целым комплексом различных химических веществ. Зелёные насаждения способны поглощать многие вещества, тем самым выполняя роль живых фильтров. Разные виды растений по-разному поглощают вещества. Многие токсичные газы поглощаются листьями, а часть веществ накапливается в побегах, плодах, клубнях, луковицах. Но такое накопление может происходить только до определённого предела, а после его превышения растения уже погибают.

 Растения в значительной степени влияют на состав атмосферы, создавая благоприятные условия для жизни человека. Взрослый здоровый лес на площади равной 1 га поглощает 220-280 кг углекислого газа, выделяет в атмосферу 180-200 кг кислорода. Дерево средней величины может обеспечить дыхание 3 человек.

    Растения в городе можно назвать «пылесосами», т.к. они во многих случаях очень эффективно очищают воздух от пыли, особенно летом. Лучше задерживают пыль растения с шершавыми, морщинистыми, складчатыми, покрытыми волосками и липкими листьями. Неплохими «пылесосами» являются и деревья с войлочно-опушенными листьями, но они плохо очищаются дождём. Запыленность воздуха под деревьями меньше, чем на открытой площадке: в мае - на 20%, в июне - на 34%, августе - на 28%. Растительность городских парков и скверов площадью 1 га за вегетационный период очищает от пыли 10-20 млн. м воздуха. Хвойные породы несколько различаются по своим способностям поглощать пыль. Например, у хвойных пород на единицу веса хвои оседает в 11,5 раза больше пыли, чем на единицу веса листьев. К тому же пылезащитные свойства у хвойных сохраняются круглый год.

Оздоровительная роль растений в городе проявляется прежде всего в том, что они выделяют специфические вещества - фитонциды. Эти вещества могут подавлять развитие вредных болезнетворных бактерий, микроорганизмов. Летом воздух парков содержит в 200 раз меньше бактерий, чем воздух улиц. Известно более 500 растений, которые обладают фитонцидными свойствами. В нашем городе это сосна обыкновенная, которая составляет основу хвойных лесонасаждений.

Растения в городе могут создавать и более благоприятные для человека микроклиматические условия. Считается, что оптимальная влажность воздуха для проживания человека составляет 30 - 80%. С поверхности растений испаряется много влаги. Листья можно сравнить с озёрами. На 2/3 лист состоит из воды. Деревья качают её из земли. Это оказывает значительное воздействие и на влажность, и на температуру воздуха.

Одним из широко распространённых в городской среде тяжёлых металлов является свинец. Он активно накапливается придорожными растениями. Среди наиболее выносливых к загрязнению видов среди деревьев выделяют тополь чёрный и тополь пирамидальный.

5. Выводы и практические рекомендации.

Растения играют огромную роль в очистке воздуха. Они задерживают пыль, копоть, регулируют влажность воздуха, подавляют развитие вредных болезнетворных бактерий и микроорганизмов, поглощают углекислый газ и выделяют кислород. При этом сами растения, исчерпав свои резервы, приобретают несвойственные им черты строения, или совсем сбрасывают листья .

В ходе  наблюдений и при использовании сравнительного анализа было установлено:

• у тополей растущих в условиях сильной загазованности, листья становятся мелкими, морщинистыми, иногда приобретают необычную форму (свёрнутые, гофрированные);
•  хвоинки сосны становятся необычно окрашены (побуревшие, покрасневшие) или с пятнами, обоженными краями, отсыхающими кончиками. Хвоя становится недолговечной, образуется мало хвоинок;
• независимо от породы дерева разреживаются кроны;
• многие травянистые растения (например, злаки) становятся более низкорослыми, даже если их не скашивают.

Очевидно, чем взрослее деревья, тем больше степень повреждения газами. Тем не менее жизнь в городе без растений древесных пород была бы невозможна.

 При высаживании лесонасаждений в черте города рекомендуем учитывать следующее:

• более устойчивы к газам и дыму считаются деревья с кожистыми листьями, с ослабленным фотосинтезом и дыханием, способностью быстро восстанавливать листву вместо опавшей;
• многие хвойные чувствительны к загрязнению среды и могут плохо расти на участках с оживленным движением транспорта;
• на богатых почвах все растения более устойчива, чем на бедных;
• разные виды деревьев по-разному поглощают, отражают и пропускают солнечные лучи. Это зависит, прежде всего, от строения кроны. Лучше снижают температуру деревья с крупными листьями (каштан, липа, клён остролистный, тополь). Высокие растения с плотными кронами хорошо затеняют места отдыха в парках, скверах. А создание пятиметровой, зелёной полосы между тротуаром и проезжей частью снижает тепловое облучение пешеходов от мостовой более чем в 2,5 раза;
• посадка деревьев - один из способов снижения шума. На участке от тротуара до магистрали и до жилых домов должно быть не менее 15-20 м озеленённой территории;
• оптимальной шириной полосы в городских застройках считается ширина 10-30 м;
• ветрозащитное влияние неширокой плотной зелёной полосы из восьми рядов деревьев высотой 15-17 м, кустарников отмечается на расстоянии, равном 30-40 высотам деревьев.

     6.  Список литературы, использованное программное обеспечение.

1.Экологический вестник Дона « О состоянии окружающей среды и

   природных ресурсов Ростовской области в 2010году» под общей

   редакцией Назарова С.М., Скрипки Г.И., Паращенко М.В.

2. Природа Донского края. Научно-популярные статьи и очерки. Под

    редакцией Жданова Ю.А. Издание третье доработанное и исправленное.

    Ростов, Кн. изд-во, 1988.

3. Бернатосян С.Г. Флора и фауна: загадки, открытия. - Мн.: «Асар», 1999г..

4. . Кузнецова М.Л., Резникова А.С. Сказания о лекарственных растениях

    М. 1992.

5. Смирнов А.В. Мир растений. М. «Эврика» - 1995.

6. Общая биология: Учебник для 10-11 классов общеобразовательных

    учебных заведений / В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин.-

    5-е издание стереотипное – М.: Дрофа,2008.

7. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды

    Ростовской области в 1997 году». 

8. http://learnbiology.narod.ru

9. http://plant.geoman.ru

10. http://www.forest.ru

11. http://www.mirkart.ru

12. http://www.biodan.narod.ru