15

муниципальное автономное учреждение дополнительного образования детей «Центр внешкольной работы»

8(816)791-902

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КРАЕВЕДЧЕСКАЯ РАБОТА

на тему:

«ЛИШАЙНИКИ КАК ЛУЧШИЕ БИОИНДИКАТОРЫ МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЁННОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

Номинация : «Экологическое краеведение»

Выполнила :

Абакова Ангелина,

ученица 8 класса МАОУ«Бронницкая СОШ»

Руководитель:

Васильева Любовь Геннадьевна, педагог дополнительного образования МАУ ДОД «Центр внешкольной работы»

Великий Новгород

2015

Оглавление.

1. Введение……………………………………………………………… 3

2. Глава I. Литературный обзор по теме……………………………….. 5

3. Глава II. Методика проведенных исследований……………………. 6

4. Глава III Основная часть……………………………………………… 7

   1. Характеристика лишайников как биоиндикаторов……..…... . 7

   2. Практическая часть. Мониторинг экологического

состояния воздуха с помощью лишайников…………………...8

5. Глава IV. Заключительная часть……………………………………. 12

6. Выводы и предложения…………………………………………..….. 13

7. Список использованной литературы………………………………… 14

8. Приложения ……………………………………………………………15

1. Введение.

Актуальность выбранной темы заключается в том, что лишайники очень чувствительны в отношении загрязнения воздуха и исчезают с мест сильного загрязнения. Известно, что жизнедеятельность живых систем определяется влиянием многих факторов, среди которых выделяют абиотические (факторы неживой природы), биотические (факторы живой природы) и антропогенные (деятельность человека). Поэтому лишайники используют как индикаторы чистого воздуха. Чувствительность лишайников в отношении состава воздуха исходит из особенностей их роста. Лишайники разделяют на:

• корковые, которые покрывают деревья и камни коркой;

• кустарниковые лишайники;

• висящие на ветвях деревьев бородатые лишайники.

По цвету лишайники бывают:

• сероватые;

• коричневатые;

• зеленоватые;

• реже - желтоватые.

У лишайников нет листьев, корней и стеблей. Они крепятся к камням или деревьям своим нижним слоем и впитывают в себя влагу и воздух. Минералы лишайники получают, растворяя поверхность камней, а также из воздуха. Вместе с воздухом и водой лишайники получают и содержащиеся там загрязняющие вещества. Вбирая в себя загрязнения, лишайники заболевают и исчезают. Следовательно, их можно использовать для оценки чистоты воздуха.

Цель моей исследовательской работы: изучить лишайники как индикаторы состояния окружающей среды; определить уровень загрязнения окружающей среды на территории промышленной зоны (г. Великий Новгород), в отдалённости 25 км от города (с. Бронница), в отдалённости 50 км от города (д.Частова) биоиндикационными методами, сделать выводы.

Методы исследования :

1. Теоретический - анализ литературы;

2. Практический - мониторинг загрязнения окружающей среды путём исследования популяций лишайников.

Задачи исследования:

1. Изучить литературу по данной проблеме;

2. Изучить лишайники как самостоятельные симбиотические организмы

3. Рассмотреть влияние различных видов загрязнения на лишайники;

4. Сформулировать выводы по результатам исследования.

Объекты исследования: популяции лишайников на определённых территориях.

Предмет исследования: изучение загрязнения территории методом биоиндикации.

Гипотеза: главным ограничивающим фактором для постоянного поселения большинства лишайников, а затем их дальнейшего нормального развития является атмосферное загрязнение. Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше встречается видов лишайников, тем меньшую площадь покрывают они.

2. Глава I . Литературный обзор по теме.

Среди многих организмов, сообществ и сельскохозяйственных культур, исследуемых [1] в связи с загрязнением воздуха, лишайники [5] являются организмами, способными колонизироваться там, где другие растения не могут существовать. Они встречаются практически повсеместно [2] и могут расти на субстратах разной природы (почва, камни, ствол дерева, и т. д.). Лишайники обладают способностью выдерживать суровые условия существования, однако в то же время им свойственна высокая чувствительность к загрязнению окружающей среды. И прежде всего атмосферы, поэтому их используют как индикаторы качества воздушной среды. Установлено, что при повышении степени загрязнения воздуха [3] первыми исчезают кустистые [4], затем листоватые, и в последнюю очередь накипные (корковые) морфологические формы лишайников. Это качество и лежит в основе многих методик определения степени загрязнения воздушной среды.

Многие исследователи высказывают мнение, что лишайники [4] являются ценными биоиндикаторами атмосферного загрязнения, и что использование лишайников может дать быстрый, простой и дешевый доступ к информации, характеризующей степень атмосферного загрязнения, особенно в городских и промышленных районах. При этом, для более точного исследования качества воздушной среды, необходимо выбрать стандартные объекты наблюдения на опытных участках : деревья одного вида. Ими могут быть тополь, липа, берёза, вяз , ива[5], поскольку это самые распространенные в Великом Новгороде и Новгородском районе виды древостоев и встречается практически повсеместно.

3. Глава II . Методика произведённых исследований.

Методика исследований выбиралась с учетом специфики практических работ по изучению и мониторингу лишайников Новгородской земли.

Первый вопрос работы изучался по литературным источникам, специальным сборникам и Интернет-ресурсам.

Второй вопрос изучался путём обследования. Выделены опытные участки для наблюдения :

1. На территории промышленной зоны - парк имени 30-летия Октября (г.Великий Новгород); (Приложение 1)

2. В отдалённости 25 км от промышленного города ( село Бронница Новгородского муниципального района) - лесной массив Бронницкой пескобазы; (Приложение 2)

3. В отдалённости 50 км от Великого Новгорода - лесной массив деревни Частова Новгородского муниципального района (Приложение 2)

Для изучения основного вопроса частично изучалась специальная документация, проводились консультации с учителем биологии и географии МАОУ «Бронницкая СОШ» Яковлевой Светланой Михайловной.

4. Глава III. Основная часть.

4.1 . Характеристика лишайников как биоиндикаторов.

В наши дни, когда проблема загрязнения окружающей среды становится все более актуальной. Индикаторами степени загрязненности среды могут служить живые организмы - ель, береза, фасоль, земляника и другие. Установлено, что лучшими индикаторами степени загрязненности воздуха являются лишайники, которые обладают разной чувствительностью к веществам, загрязняющим воздух.

При углублённом изучении видового разнообразия лишайников мною было выявлено:

• чем больше индустриализирована местность, чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше встречается в нем видов лишайников и ниже их жизнеспособность;

• при повышении степени загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними - листоватые и последними - накипные.

В течение последних десятилетий было обнаружено, что из газов самое отрицательное влияние на лишайники оказывает диоксид серы (выбрасывается в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа). Экспериментально установлено, что в воздухе уже при содержании этого соединения 0,08 - 0,10 мг/м³ у лишайников появляются бурые пятна, начинается деградация хлорофилла, плодовые тела лишайников отмирают. Концентрация 0,5 мг/м³ губительна для всех видов лишайников. Кроме диоксида серы, на лишайники оказывают влияние оксиды азота ( а их выбросы в атмосферу ОАО «Акрон» составляют 5553,9 тонн/год!) , окись углерода (продукт от сгорания древесины, нефтепродуктов, природного газа - или выхлопные газы).

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.

2. Практическая часть. Мониторинг экологического состояния воздуха с помощью лишайников.

Сроки проведения : сентябрь- октябрь 2012 года.

Оборудование и материалы : карта г. Великий Новгород, карта Новгородского муниципального района, лупа, сантиметровая линейка.

Ход работы :

1. Сначала я наметила опытные участки, в которых будут проводиться исследования.

2. Затем на карте города и района определила их расположение по отношению к основным крупным загрязнителям: ОАО «Акрон», дорогам с интенсивным транспортным движением.

3. На каждом опытном участке я выбрала по 5 взрослых (но здоровых) деревьев наиболее распространенных видов: липа, тополь чёрный, ива белая, вяз мелколистый, берёза.

4. На каждом дереве я подсчитала количество видов лишайников. Для наиболее лучшего подсчета я использовала лупу. Лишайники исследовались на стволах и ветвях деревьев на доступной (до 2 м) высоте. При анализе образцов были использованы следующие показатели: присутствие-отсутствие видов, комбинированный показатель встречаемости-обилия, размеры лишайников, морфологически выраженные деформации слоевищ.

5. Все обнаруженные виды лишайников я классифицировала на группы.

6. Далее я провела оценку степени покрытия древесного ствола.

7. Полученные результаты я занесла в таблицы.

   2. Результаты исследования.

Таблица 1. Обследование городских деревьев на наличие лишайников.

№

Деревья

Толщина дерева ,см

Возраст

лет

Состояние

дерева

Наличие

лишайника

1.

Тополь черный

60

50

-

+

2.

Вяз мелколистный

15

10

+

+

3.

Береза

38

20

-

+

4.

Ива белая

27

20

+

+

5.

Липа

33

20

+

-

Таблица 2. Обследование деревьев с. Бронница ( 25 км от промышленной зоны) на наличие лишайников.

№

Деревья

Толщина дерева ,см

Возраст

лет

Состояние

дерева

Наличие

лишайника

1.

Тополь черный

55

40

+

+

2.

Вяз мелколистный

17

10

+

+

3.

Береза

30

20

+

+

4.

Ива белая

17

10

-

+

5.

Липа

18

15

+

+

Таблица 3. Обследование деревьев д.Частова ( 50 км от промышленной зоны) на наличие лишайников.

№

Деревья

Толщина дерева ,см

Возраст

лет

Состояние

дерева

Наличие

лишайника

1.

Тополь черный

47

40

+

+

2.

Вяз мелколистный

22

20

+

+

3.

Береза

44

30

+

+

4.

Ива белая

22

20

+

+

5.

Липа

24

20

+

+

Для выяснения зависимости расселения лишайников от различных экологических факторов было проведено дополнительное исследование материала на покрытие лишайниками в % от количества встречающихся видов и видовое разнообразие. Статистической обработке подверглись виды, встретившиеся не менее 5 раз.

Таблица 4. Обследование опытных участков на видовое разнообразие лишайников.

Объект

Кол-во видов

Покров лишайником в % на дереве

Виды лишайников

город Великий Новгород, городской парк им. 30 -летия Октября

2

30

Корковые лишайники на стволах и камнях, встречаются серые листовые, Пармелия

село Бронница, удалённость 25 км от города

4

50

появляются кустистые лишайники, в том числе Эверния и Кладония. Расположены на основании стволов.

деревня Частова, удалённость 50 км от города

5

70

Кустистые ( в том числе Уснея), цетрария исландская (исланский мох)

На основании полученных данных на исследуемых участках можно проводить сравнительный анализ.

На исследуемых участках мы обнаружили около 5 видов лишайников:.

1. Пармелия борозчатая - слоевищные лопасти 2-6 мм шириной, зеленовато-серые, с бороздками (Приложение 3).

2. Эверния - слоевище мягкое, лопасти округло-угловатые (Приложение 4)

3. Кладония - серо-зеленоватого цвета, кустообразные, располагаются на чешуевидном первичном слоевище. Обитает на пнях, поваленных деревьях, основаниях деревьев (Приложение 5).

4. Уснея - кустики сероватые, главные ветки покрыты короткими боковыми веточками (Приложение 6).

5. Исландский мох или цетрария исландская - многолетний невысокий лишайник. Исландский мох можно считать показателем экологической чистоты места, поскольку он предпочитает расти вдали от промышленных районов и прочих загрязнений (Приложение 7).

Такое многообразие лишайников доказывает низкую степень загрязнения, благополучную экологическую обстановку в регионе.

Для оценки степени загрязнения используем следующую шкалу:

Таблица 4. Обследование опытных участков на видовое разнообразие лишайников.

Объект

Кол-во видов

Покров лишайником в % на дереве

Виды лишайников

город Великий Новгород, городской парк им. 30 -летия Октября

2

30

Корковые лишайники на стволах и камнях, встречаются серые листовые, Пармелия

село Бронница, удалённость 25 км от города

4

50

появляются кустистые лишайники, в том числе Эверния и Кладония. Расположены на основании стволов.

деревня Частова, удалённость 50 км от города

5

70

Кустистые ( в том числе Уснея), цетрария исландская (исланский мох)

Вывод.

Таким образом, в результате проведенных исследований в черте города Великий Новгород, селе Бронница и деревне Частова Новгородского муниципального района установлено, что идеально чистый воздух, по определению с помощью лишайников, - в деревне Частова. В селе Бронница атмосферный воздух тоже является достаточно чистым, а в городском парке им.30-летия Октября имеются признаки слабого загрязнения ( I степень загрязнения).

Внсположены на основании стволов.речаются а, лупа.го воздуха 15151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515

5. Глава IV. Заключительная часть.

Гипотеза, выдвинутая в начале работы, полностью подтверждается.

А результатами моего исследования стали следующие факты:

1. Биоиндикация - простейший способ оценки состояния окружающей среды по реакции растений, та как качественный и количественный состав атмосферы сильно влияет на жизнь и развитие всех живых организмов, особенно лишайников;

2. Опираясь на результаты моего исследования, можно утверждать, что количество лишайников, их внешний вид напрямую отражают степень загрязненности атмосферного воздуха;

3. Чем сильнее загрязнен воздух на определенной территории, тем меньше на ней встречаются различные виды лишайников, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и других субстратах, тем ниже их жизнеспособность;

4. Основными источниками загрязнения атмосферы являются автотранспорт, промышленные предприятия и котельные. В то время как промышленные предприятия неуклонно снижают количество вредных выбросов, автомобильный парк неуклонно растёт: у жителей и на предприятиях региона зарегистрировано около 195,8 тысяч транспортных средств[6]. .

6. Выводы и предложения.

В нашем регионе существуют три основных источника загрязнения воздушного бассейна:

• Промышленность;

• Бытовые котельные;

• Транспорт;

Доля каждого из этих источников в загрязнении воздуха различается в зависимости от удалённости от них. Наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.

В то время как промышленные предприятия неуклонно снижают количество вредных выбросов, автомобильный парк растёт и представляет собой настоящее бедствие.

Решению этой проблемы помогут следующие практические мероприятия:

• перевод транспорта на высококачественный бензин;

• грамотная организация движения: запрещение транзитного движения грузового транспорта через Великий Новгород; движение транзитного автотранспорта по территории остальных населенных пунктов ограничить путём строительства объездных дорог;

• обновление парка государственного автотранспорта новыми машинами;

• принудительная утилизация частного (морально устаревшего) транспорта;

• модернизация имеющихся очистных сооружений промышленных предприятий и строительство новых, соответствующих мировым стандартам.

Список литературы

1. Водоросли,лишайники и мохообразные СССР.

Гарибова Л.В., Дундин Ю.К., Коптяева Т.Ф., Филин В.Р.

М., 1978.

2. Жизнь растений / Под ред. А.А. Федорова.

М.,1977.Т3.

3. Загрязнение воздуха и жизнь растений./ (под ред.)Майкла Трешоу, Л.

М., "Гидрометеоиздат", 1988.

4. Попина Ю.Н., Юрова Э.А.

Краткий определитель лишайников Новгородской области

НовГУ имени Ярослава Мудрого, Великий Новгород, 1999.

5. Трасс Х.Х. Лишайники

Природа, 1973, №3

6. Доклад Губернатора Новгородской области Митина С.Г.«Об экологической

ситуации на территории Новгородской области в 2011 году»

region.adm.nov.ru/vlast/governor/doclad-ecolog-2011.php