Доклад Биомониторинг в сосновом лесу (к проекту Лишайники - биоиндикаторы воздушной среды)

Государственное образовательное учреждение Ярославской области Гаврилов-Ямская специальная коррекционная общеобразовательная школа-интернат

Биомониторинг в сосновом лесу

Автор:

ученица 10 класса

ГОУ ЯО СКОШИ

Преподаватель: Скорлотова Ю.Е.

2010

Введение

Наша школа-интернат расположена в живописном сосновом лесу на окраине районного центра - города Гаврилов-Ям. В городе действуют несколько промышленных предприятий: льнокомбинат, машиностроительный завод, лакокрасочное предприятие, газокомпрессорная станция, автотранспортное предприятие и другие. В настоящее время работа части предприятий приостановлена.

Нас заинтересовал вопрос, насколько загрязнён воздух, которым мы дышим? Ответ могут дать компетентные специалисты аналитических лабораторий, на анализы будет затрачено немало времени и средств.

А мы решили сами попробовать оценить степень загрязнения природной среды с помощью живых организмов. Такой способ определения степени загрязнения окружающей среды называется биомониторингом (биоиндикацией). Достоинство этого метода в том, что он доступен и не требует больших материальных затрат. Известно, что лишайники - хорошие биоиндикаторы воздушной среды. С их помощью мы и проведём наше исследование - биомониторинг в сосновом лесу.

Цель работы:

оценить состояние воздушной среды соснового леса с помощью лишайников.

Задачи:

1. Научиться определять типы лишайников.

2. Ознакомиться с методикой определения состояния воздушной среды с помощью лишайников.

3. Выделить площадки в лесу для изучения состояния воздуха.

4. Провести исследование в соответствии с методикой.

5. Определить степень загрязнения воздуха в лесном массиве.

6. Ознакомить с результатами исследований жителей города через средства массовой информации.

Обзор литературы.

Биоиндикация - это оценка состояния окружающей среды по реакции живых организмов. В качестве биоиндикаторов используются как более сложные для наблюдения объекты - вирусы, бактерии, так и более доступные - животные, растения, лишайники. Именно лишайники являются наиболее перспективными объектами для выявления загрязнений воздушной среды.

В природе существуют растения, у которых никогда не бывает цветов. Это водоросли, мхи, папоротники, голосеменные и лишайники. Микроскопические водоросли, объединяясь с грибами, образуют отдельную группу растений - лишайники. Их существует около 20 000 разновидностей.

Водоросль при помощи фотосинтеза производит органические вещества, необходимые для питания гриба; гриб служит для водоросли источником воды и питает его минеральными солями. Гифы гриба образуют тело лишайника - таллом (слоевище).

Лишайники - растения исключительно наземные, они поселяются на почве, на стволах деревьев или на камнях. Размножаются путём дробления: маленькая частичка лишайника, содержащая водоросль и гриб, отрывается и прикрепляется на стволе или камне, из неё вырастает новый лишайник. Серые, зелёные, жёлтые, оранжевые, лишайники отличаются многообразием форм.

Различают накипные, листоватые и кустистые лишайники. Большинство из них нетребовательно к условиям среды, они поселяются на непригодных для других растений субстратах. Лишайники очень выносливые и могут существовать на голых скалах. Растут они медленно, 1-8 миллиметров в год, но живут долго (некоторые более 4000 лет). За исключением жарких пустынь, они встречаются во всех районах земного шара, даже в Арктике и Антарктике.

Ещё в прошлом веке учёные обнаружили, что лишайники исчезают в больших городах с запылённой и загрязнённой атмосферой. Чем сильнее загрязнение, тем меньше разнообразие лишайников.

В порядке возрастания толерантности (терпимости) растений к действию загрязнителей они располагаются в следующий ряд: лишайники - хвойные - травянистые - листопадные. Высокая чувствительность лишайников к загрязнениям вызвана тем, что взаимодействие его компонентов легко нарушить. Из воздуха или с дождём поступают без всяких препятствий в лишайник вместе с питательными и токсичные вещества, это происходит потому, что лишайники не имеют никаких специальных органов для извлечения влаги из субстрата, а поглощают её всем талломом. Поэтому они особенно уязвимы к загрязнению воздуха.

Первые сообщения о массовой гибели лишайников в областях промышленно развитых городов появились во второй половине XIX века. Основной причиной являлось увеличение содержания диоксида серы в воздухе. Между тем, использование серных фильтров на промышленном оборудовании и каталитических нейтрализаторов в автомобилях способствовало улучшению качества воздуха, так что сегодня лишайники в больших городах встречаются часто.

Лишайники оказались очень чувствительными к оксидам серы и азота. С одной стороны они отрицательно реагируют на загрязнители в воздухе (до полного исчезновения), а с другой - накапливают в талломе тяжёлые металлы. Исследования А. Дмитриева показали, что при увеличении концентрации загрязнителей в воздухе с лишайниками происходят различные изменения (пособие «Биоиндикация», Н.Новгород)

1. Снижается видовое разнообразие лишайников. При этом наиболее устойчивы к загрязнению накипные лишайники, наименее устойчивы - кустистые.

2. Снижается численность лишайников.

3. В 4-6 раз уменьшается величина таллома лишайников. Талломы разобщены и менее интенсивно окрашены, что свидетельствует об угнетённом состоянии водорослевого компонента.

4. Концентрация тяжёлых металлов, выявленная на атомно-адсорбционном спектрометре, в талломе городских лишайников на несколько порядков выше, чем у растущих в чистом месте. А именно, городские лишайники содержат в тысячу раз больше свинца, в сто раз больше железа, марганца и кремния.

То есть лишайники - хорошие биоиндикаторы состояния воздушной среды. В основном её загрязнённости оксидами серы и азота.

При изучении литературы мы выяснили, что наличие только накипных лишайников говорит о загрязнении. Если имеются накипные и листоватые лишайники, можно сделать вывод о среднем загрязнении воздуха. Присутствие всех трёх групп: кустистых, листоватых и накипных лишайников, говорит о практическом отсутствии загрязнения воздуха. Кустистые лишайники растут исключительно в чистом воздухе. Отсутсвие лишайников свидетельствует о сильном загрязнении воздуха.

Методика исследования

После изучения основных групп лишайников мы выбрали для обследования площадки с севера, юга, востока, и запада от территории школы-интерната. В ходе исследования мы:

• заложили пробные площадки размером 10×10 метров;

• определили видовой состав деревьев на каждой площадке;

• посчитали количество деревьев разных видов с лишайниками;

• определили степень покрытия древесного ствола лишайниками на высоте от 30 до 150 см;

• распределили найденные экземпляры на группы;

• полученные результаты занесли в таблицу.

Видовой состав деревьев нашего леса: сосна, ель, изредка встречаются берёзы, дубы, в низких местах - ольха.

Сравнение количества заселённых лишайниками деревьев на пробных площадках

Север. Площадка №1

Название дерева

Количество деревьев на площадке

Виды лишайников

всего

с лишайниками

Сосна

11

8

Листоватые, пармелия

Ель

3

2

Листоватые, пармелия

Юг. Площадка №2

Название дерева

Количество деревьев на площадке

Виды лишайников

всего

с лишайниками

Сосна

14

8

Накипные, покрывают ствол на высоту около 70 см

4

Листоватые, пармелия

Ель

5

4

Накипные (до 40 см)

1

Листоватые, пармелия

( более двух метров)

Запад. Площадка №3

Название дерева

Количество деревьев на площадке

Виды лишайников

всего

с лишайниками

Сосна

9

8

Накипные, покрывают ствол на высоту до

1 метра

1

Листоватые, пармелия, порывают ствол на высоту до двух метров

Ель

4

2

Листоватые, пармелия, талломы мелкие, расположены редко

Восток. Площадка №4

Название дерева

Количество деревьев на площадке

Виды лишайников

всего

с лишайниками

Сосна

11

5

Листоватые, пармелия

Ель

3

2

Листоватые, пармелия

Берёза

1

Определение степени загрязнения воздуха по составу лишайников

Участок

Степень загрязнения

Наличие или отсутствие лишайников

кустистые

листоватые

накипные

№1

среднее

-

+

+

№2

среднее

-

+

+

№3

среднее

-

+

+

№4

среднее

-

+

+

Выводы

• Воздух нашего соснового леса имеет среднюю степень загрязнения, на всех четырёх площадках обнаружены накипные и листоватые лишайники.

• Талломы лишайника пармелии на площадках с северной и западной стороны мелкие, расположены на стволах редко, возможно потому, что неподалёку находится дорога. Талломы разобщены и менее интенсивно окрашены, что свидетельствует об угнетённом состоянии водорослевого компонента.

• Видовой состав лишайников нашего леса на территории, прилегающей к школе-интернату, не так уж и велик. Кустистые лишайники отсутствуют, что свидетельствует о средней степени загрязнения воздуха.

• Необходимо улучшение состояния воздушной среды города: посадка деревьев и кустарников, контроль за состоянием автотранспорта.

Заключение

Мы все живём в воздушной среде, непосредственно с ней контактируем. Мы не можем дышать «бутилированным» воздухом. Воздух - это среда, наиболее к нам близкая. Её порча и загрязнение сказываются на нас немедленно. Мы часто не замечаем воздуха и наши органы чувств способны уловить далеко не все вещества - загрязнители.

Хорошо видны сажа, дым из труб заводов или выхлопных труб автомобилей. Именно сажа, её взвешенные частицы несут на себе молекулы токсичных веществ. Сажа считается одним из самых опасных для здоровья компонентов воздуха.

Хорошо ощущается нашими обонятельными органами присутствие полиароматических углеводородов, которые могут послужить причиной развития рака.

А вот угарный газ - СО - не имеет запаха и кислородное голодание, которое он вызывает у жителей городов, мы ощущаем через «непонятно откуда взявшуюся» головную боль, сердечно-сосудистые заболевания, дистонию и т.д.

Компонентов загрязнения воздуха великое множество. Только автомобильные двигатели выбрасывают десятки токсичных соединений, что же говорить о предприятиях.

Поэтому необходимо сделать как можно больше для улучшения состояния воздуха нашей планеты и нашего города.

Список литературы

1. Большая энциклопедия природы. М., «Мир книги», 2003

2. Жизнь растений. М. «Просвещение», 1976

3. Природа. Энциклопедия для юношества. М., АСТ. 2001

4. Рохлов В., Теремов А., Петросова Р. Занимательная ботаника. М., «АСТ-ПРЕСС», 1998

5. Способы оценки загрязнения окружающей среды с помощью лишайников. Ярославль. 1993

6. http: // ru.wikipedia.org /wiki/

7. «Энциклопедия Кирилла и Мефодия», СД-диск.