Изучение загрязнения воздуха по видовому разнообразию

Фамилия, имя автора: Потылицына Ольга
Класс: 9 класс
Название ОУ: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Усть-Абаканская средняя общеобразовательная школа»
Фамилия руководителя: Быкодерова Вера Валентиновна
Изучение загрязнения воздуха по видовому разнообразию эпифитных
лишайников на экспериментальных площадках п.Усть-Абакан
Проблема загрязнения природной среды - одна из глобальных проблем
современного мира. На земном шаре практически невозможно найти место,
где бы ни присутствовали в той или иной концентрации поллютанты. Один
из специфических методов мониторинга загрязнения окружающей среды биоиндикация. Чтобы узнать степень загрязненности воздуха в п. УстьАбакан, я определил цель своей работы.
Цель исследования: оценка степени загрязнения воздуха на
экспериментальных площадках с разной антропогенной нагрузкой по
видовому разнообразию лишайников-эпифитов.
В рамках поставленной цели решаются следующие задачи:
1. Изучить состояние проблемы загрязнения атмосферы по литературным
источникам.
2. Определить пробные площадки в радиусе 1500м друг от друга и собрать
образцы эпифитных лишайников и определить вид.
4. Определить состояние окружающей среды по лишайникам-эпифитам.
5.Сделать вывод о степени загрязнения воздушной среды на
экспериментальных площадках п.Усть-Абакан.
Теоретическая значимость – будет составлен список видового
разнообразия эпифитных лишайников исследуемого района, и проведены
первоочередные анализы по оценке их состояния исследуемой территории.
Практическая значимость – сведения о видовом составе могут быть
основой для биоиндикации
окружающей среды; при разработке
природоохранных территорий.
Современная атмосфера Земли сформировалась в результате длительного
исторического развития. Баланс газов в атмосфере поддерживается главным
образом за счет постоянно идущих процессов, их использования живыми
организмами. В последние годы происходит изменение баланса газов в
атмосфере за счет хозяйственной деятельности в результате которой
происходит загрязнение воздуха. Причины загрязнения атмосферного воздуха
понятны: это рост автотранспорта, большое количество частных домов с
печным отоплением, котельные, выбросы промышленных предприятий,
пожары на угольных отвалах [Аржанов, 2000].
Лихеноиндикация – это определение качества атмосферного воздуха с
помощью лишайников. Лишайники относятся к группе наиболее
чувствительных к загрязнению среды организмов и реакция отдельных их
видов на атмосферное загрязнение различна. Выделяют группs лишайников,
различающихся по степени чувствительности: устойчивые виды,
встречающиеся в условиях повышенного загрязнения; чувствительные виды,
обитающие в условиях умеренного загрязнения; очень чувствительные виды,
встречающиеся в районах слабого загрязнения; и, наконец, виды, не
переносящие загрязнения, обитающие в незагрязненных районах. В связи с
уникальными свойствами лишайников их стали использовать для общей
оценки степени загрязненности атмосферного воздуха – лихеноиндикация
[Солдатенко, 1977].
Лишайники – Lihens
представляют собой своеобразную группу
споровых растений, состоящих из 2-х компонентов - гриба и одноклеточной,
реже нитчатой водоросли, которые живут совместно, как целостный
организм. Однако как организмы лишайники были известны ученым и в
народе задолго до открытия их сущности. Еще великий Теофраст (371—286
до н. э.), дал описание двух лишайников — уснеи - Usnea и рочеллы Roccella. Сейчас известно более 20000 лишайников. В настоящее время
лихенология (от лат. Lichen — лишайник) — наука о лишайниках — изучает
сложный комплекс проблем, связанных с возникновением, филогенией,
строением, систематикой, биохимией, физиологией, распространением и
экологией лишайников. На основе этих специфических свойств лишайникам
можно дать следующее определение: лишайники – организмы, тело
(слоевище) которых постоянно состоит двух компонентов — автотрофного
фотобионта и гетеротрофного микобионта, образующих единое
симбиотичсское сожительство, отличающееся особыми морфологическими
типами и особыми физиолого-биохимическими процессами. По внешнему
виду различают лишайники:
На́кипные. Таллом накипных лишайников — это корочка («накипь»),
нижняя поверхность плотно срастается с субстратом и не отделяется без
значительных повреждений.
Листоватые. Листоватые лишайники имеют вид пластин разной формы и
размера. Они более или менее плотно прикрепляются к субстрату при
помощи выростов нижнего коркового слоя;
Кустистые. У наиболее сложных с точки зрения морфологии кустистых
лишайников таллом образует множество округлых или плоских веточек.
К субстрату лишайники прикрепляются с помощью ризин-пучков
грибных гиф, посредством специального слоевищного выроста-гомфа, или
сердцевинными гифами. По отношению к субстрату среди лишайников
различают экологические группы: эпилитные лишайники - живущие на
поверхности горных пород, эпифитные - растущие на коре деревьев и
кустарников, эпиксильные - обитающие на гниющей древесине, эпигейные растущие на поверхности почвы [Еленкин, 1975].
Объект
исследования расположен
в п.Усть-Абакан. Объектом
исследования стали 3 площадки: 1 площадка – территория школы, 2
площадка – зона отдыха вдоль дамбы и 3 площадка – зона отдыха, вдоль
протоки Тарханиха. Расстояние между площадками 1500 м.
Предмет исследования – эпифитные лишайники. На каждой площадке
были собраны образцы эпифитных лишайников, у которых определялся
вид. По видовому разнообразию лишайников была дана оценка степени
загрязнения окружающей среды. Сбор материала производился в сентябре
месяце 2013г. В основе методики используется лихеноиндикационные
исследования рекомендованные Гимельбрандом Д.Е. [2000].
Для исследования использовалась береза повислая - Betula pendula на
экспериментальных площадках поселка. Данные проведенных исследований
в работе отражены в таблицах.
Таблица 1 Классы и состояния эпифитных лишайников
Индикаторные виды и группы видов
1класс 2 кл 3 кл 4 кл 5 кл
Зелёные водоросли
0-5
4-5
2-5
0-2
0-1
Гипогимния вздутая
0
1-4
2-5
5
5
Цетрария сосновая
0
0-2
1-4
2-4
2-4
Пармелиопсис сомнительный
0
0
1-5
4-5
4-5
Пармелиопсис тёмный
0
0
0-3
3-5
4-5
Цетрария сизая
0
0
0-1
0-3
3-5
Еверния сливовая
0
0
0
0-3
0-5
Еверния мезаморфная
0
0
0
0-3
0-5
Псевдеверния шелушистая
0
0
0-2
1-5
4-5
Гипогимния трубчатая
0
0
0
0-3
2-5
Уснея
0
0
0
1-2
3-5
Бриория
0
0
0
1-2
3-5
Число индикаторных видов
1
2-3
4-7
7-12 9-12
1 класс – «лишайниковая пустыня»: индикаторных видов или групп видов
лишайников нет, на стволах может присутствовать только зелёный налёт,
устойчивый к воздушному загрязнению зелёных водорослей.
2 класс – очень плохое состояние: присутствует только налёт зелёных
водорослей и 1-2 наиболее устойчивых к загрязнению видов лишайников.
3 класс – плохое состояние: кроме зелёных водорослей можно обнаружить 47 устойчивых и среднеустойчивых к загрязнению видов или групп видов
лишайников.
4 класс – хорошее состояние: встречается от 8-12 индикаторных видов и
групп видов, но наиболее чувствительных из них(бриории, уснеи, евернии,
гипогимния трубчатая, цетрария сизая) встречаются редко и обычно не в
полном составе.
5 класс – очень хорошее состояние: встречается от 9-12 индикаторных
видов и групп видов, причём наиболее чувствительные из них обычны.
Сбор материала производился 9 сентября 2013г. Температура воздуха
0
+15 , облачность 4 балла. Для исследовательской работы определены 3
площадки: 1 площадка территория школы, 2 площадка – зона отдыха вдоль
дамбы и 3 площадка – зона отдыха, вдоль протоки Тарханиха. Расстояние
между площадками 1500 м. На каждой площадке на 5 растущих деревьях береза повислая - Betula pendula в одинаковых условиях собрали образцы
эпифитных лишайников, определили их вид и дали оценку состояния
окружающей среды по видовому разнообразию лишайников.
По результатам исследования было выявлено 4 вида эпифитных
лишайника, принадлежащих к 4 родам.
Таблица 2 - Список определенных видов лишайников – эпифитов
№ Научное название
Тривиальное название
1 Hypogymnia physodes
Гипогимния вздутая
2 Xanthoria parietina
Ксантория постенная
3 Physcia caesia
Фисция сизая
4 Physcia stellaris
Фисция звёздчатая
На экспериментальной площадке 1 территория школы собрано два
экземпляра: фисция сизая - Physcia caesia и фисция звездчатая - Physcia
stellaris. На экспериментальной площадке 2 зона отдыха вдоль дамбы
собрано два экземпляра: фисция сизая - Physcia caesia и фисция звездчатая Physcia stellaris. На экспериментальной площадке 3 зона отдыха вдоль
протоки Тарханиха собрано четыре экземпляра: гипогимния вздутая Hypogymnia physodes, ксантория постенная - Xanthoria parietina, фисция
сизая - Physcia caesia и фисция звездчатая - Physcia stellaris.
Для определения степени экологического состояния экспериментальной
площадки, использовала таблицу 1 «Классы и состояния эпифитных
лишайников» [Гимельбранд Д.Е., 2000] и отражена в таблицах 3-5
Таблица 3 – Полевые данные о встречаемости и числе индикаторных
видов на пробной площадке 1 – территория школы
Индикаторные виды и группы
видов
Зелёные водоросли
Гипогимния вздутая
Цетрария сосновая
Пармелиопсис сомнительный
Пармелиопсис тёмный
Цетрария сизая
Еверния сливовая
Еверния мезаморфная
Псевдеверния шелушистая
Гипогимния трубчатая
Уснея
Бриория
Число индикаторных видов
Дерево
1
Дерево Дерево
2
3
Дерево Дерево
3
4
Дерево Всего
5
встреч
Индикаторные виды и группы
видов
Зелёные водоросли
Гипогимния вздутая
Цетрария сосновая
Пармелиопсис сомнительный
Дерево
1
Дерево Дерево
2
3
Дерево Дерево
3
4
Дерево Всего
5
встреч
+
-
+
-
+
-
+
-
+
+
+
+
+
+
1
1
1
1
1
1
Таблица 4 – Полевые данные о встречаемости и числе индикаторных
видов на пробной площадке 2 – зона отдыха вдоль дамбы
+
-
+
-
5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
5
5
0
0
0
Пармелиопсис тёмный
Цетрария сизая
Еверния сливовая
Еверния мезаморфная
Псевдеверния шелушистая
Гипогимния трубчатая
Уснея
Бриория
Число индикаторных видов
1
1
1
1
1
1
Таблица 5 – Полевые данные о встречаемости и числе индикаторных
видов на пробной площадке 2 – зона отдыха вдоль протоки Тарханиха
Индикаторные виды и группы
видов
Зелёные водоросли
Гипогимния вздутая
Цетрария сосновая
Пармелиопсис сомнительный
Пармелиопсис тёмный
Цетрария сизая
Еверния сливовая
Еверния мезаморфная
Псевдеверния шелушистая
Гипогимния трубчатая
Уснея
Бриория
Число индикаторных видов
0
0
0
0
0
0
0
0
5
Дерево
1
Дерево
2
Дерево
3
Дерево Дерево
3
4
Дерево Всего
5
встреч
+
+
-
+
-
+
+
-
+
-
+
-
+
+
-
5
3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
1
2
1
1
1
8
Из таблиц видно, что на экспериментальных площадках территория
школы и зона отдыха вдоль дамбы обнаружен только зеленый налет
водорослей и индикаторные группы эпифитных лишайников отсутствуют.
Согласно индикаторной таблице - это «лишайниковая пустыня», на
территории выражено сильное загрязнение.
На экспериментальной площадке – зона отдыха вдоль протоки
Тарханиха обнаружена гипогимния вздутая - Hypogymnia physodes, которая
относится к индикаторным группам. Данный вид находится в небольших
количествах, поэтому говорить о чистоте окружающей среды не приходится.
Данная территория также относится к категории с загрязняющими
факторами.
По литературным источникам мною изучена проблема загрязнения
окружающей среды. Данная проблема актуальна, так как промышленные
предприятия, автотранспорт являются основными источниками загрязнения
окружающей среды.
На трех экспериментальных площадках: территория школы, зона
отдыха вдоль дамбы, зона отдыха вдоль протоки Тарханиха были собраны
гербарные материалы эпифитных лишайников. По определителю было
установлено 4 вида эпифитных
лишанийка: гипогимния вздутая Hypogymnia physodes, ксантория постенная - Xanthoria parietina, фисция
сизая - Physcia caesia и фисция звездчатая - Physcia stellaris.
По индикаторной таблице «Классы и состояния эпифитных
лишайников» и видовому разнообразию эпифитных лишайников каждого
участка определили состояние окружающей среды.
Результаты исследования показывают, что все участки подвержены
загрязнению окружающей среды, но наиболее загрязненными являются
территория школы и зона отдыха вдоль дамбы. Этому способствует
загрязнение выхлопными газами машин.
Список литературы
1. Аржанова В.С., Скирина И.Ф. Значение и роль лихеноиндикационных
исследований при эколого-геохимической оценке состояния окружающей
среды //География и природные ресурсы. 2000. N 4. С. 33-40.
2. Корчагина В.А. Растения, бактерии, грибы, лишайники. Учебник 6-7
классов средней школы, 28-е издание. М.: Просвещение, 1992.
3.Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды: Методическое
пособие. А. В. Пчелкин, А.С. Боголюбов. – М.: Экосистема, 1997.
4. Солдатенкова Ю.П. Малый практикум по ботанике. Лишайники. М.:
издательство МГУ, 1977
5. Саввичев А.С. Лишайники в экологическом образовании. Методическое
пособие, М., 1995.
6.Еленкин А.А. Понятие лишайник и лишайниковый симбиоз. Новости
систематики низших растений.-1975.-Т.12-С.-3-81