Проект Определение степени загрязнения воздуха по видовому

Четырнадцатая Всероссийская Олимпиада «Созвездие»
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА
ПО ВИДОВОМУ СОСТАВУ
И ПО ВНУТРЕННЕМУ СТРОЕНИЮ ЛИШАЙНИКОВ
Российская Федерация, Костромская область, Чухломский район, п.
Вига.
Автор:
Колесова Марина Николаевна
Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
Вигская средняя общеобразовательная школа, 8 класс
Научный руководитель:
Руднева Валентина Николаевна - учитель химии и биологии
высшей категории,
Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
Вигская средняя общеобразовательная школа
2012-2013 гг.
Оглавление
I. Аннотация
II. Введение
1. Обоснование
актуальности
исследования,
практическая
значимость работы.
2. Цели и задачи работы.
3. Место и сроки проведения исследования.
4. Методы исследования.
III.
Основная часть
1. Физико-географическая характеристика района исследования.
2. Методика исследования лишайников, описание методики
сбора
материала, методы первичной обработки собранного
материала.
3. Результаты исследований.
3.1. Определение степени загрязнения воздуха по простейшей
шкале.
3.2. Определение степени загрязнения воздуха по многообразию
лишайников.
3.3. изучение анатомического строения таллома лишайника.
3.4.
Изучение
таллома
лишайника
организма.
IV.
Заключение и выводы
V. Список используемой литературы
VI. Приложения
как
симбиотического
I. Аннотация работы
Целью своей работы я поставила: определение степени загрязнения
воздуха в населенном пункте и окружающем лесу по видовому составу и
внутреннему строению лишайников. Местом для своей исследовательской
работы я выбрала территорию населенного пункта пос. Вига и леса,
окружающего школу в радиусе 1 км. В своей работе я использовала
следующие методы исследования: наблюдение, лабораторные работы,
самостоятельную работу с
научной и художественной литературой,
самостоятельную работу с определителем, работу с цифровым микроскопом.
Объем работы 19 страниц, представлены 2 таблицы. В работе имеются
приложения с описанием методик определения степени загрязнения воздуха,
фотографии лишайников с
экспериментальных площадок. Прилагается
карта расположения исследуемых площадок. В процессе работы были
приготовлены срезы талломов лишайников с площадки «Лес» и выполнены
их снимки. О выполнении лабораторных работ говорят фотографии, которые
тоже прилагаются.
На основании своих наблюдений я доказала, что самый удивительный,
многообразный и богатый лишайниковый мир наблюдается в смешанном
лесу, так как там самый чистый воздух
При выполнении работы была использована следующая литература:
М. И. Бадягина « Натуралистическая работа по ботанике в летних лагерях»
А. Г. Еленевский, М.А. Гуленкова «Биология». Краткий курс.
Г. Ивченкова «Удивительный мир природы»
В.В. Пасечник «Биология» .Учебник для 6 класса.
В.А. Самкова «Мы изучаем лес»
А.А. Тахтаджан «Жизнь растений». 3 том. Водоросли. Лишайники.
II. Введение
1. Обоснование актуальности исследования, практическая значимость
работы
На уроке биологии я услышала легенду о том, как в бесплодной
пустыне люди, истощённые голодом и трудным переходом, встретили на
земле массу мелких сухих крупинок, похожих на манную крупу.
Насытившись этими крупинками, люди обрели силы, позволившие им
закончить трудный путь.
Предполагают, что крупинки, о которых рассказано в легенде – это
съедобный лишайник, серые комочки которого, ветер перекатывает по
пустыням Африки, Передней и Средней Азии. Отсюда и пошло выражение
«манна небесная».
Так же я знаю, что деятельность человека оказывает прямое и
косвенное влияние на все природные сообщества. Система регулярных
наблюдений, оценка и прогноз изменений состояния экосистемы под
влиянием деятельности человека получила название мониторинга. Одно из
звеньев мониторинга – лесной экологический мониторинг. Объект его не
только леса на планете, но и отдельные участки леса.
В последние 2-3 десятилетия во многих странах для определения
степени загрязнения среды стали использоваться лишайники – так
называемый лишайниковый мониторинг.
Я решила проверить чистоту воздуха, степень его загрязнения по
видовому составу лишайников, так как за последние годы на территории
нашего лесного посёлка функционировал леспромхоз, сейчас работают
бригады рабочих от частных предпринимателей по заготовке древесины.
Вывоз её осуществляется на тяжёлом грузовом транспорте. Выросло число
частных легковых автомобилей, которые тоже загрязняют воздух, поэтому я
решила проверить загрязняется ли воздух в нашем посёлке по составу
лишайников
2. Цели и задачи работы:
Цель: Определение степени загрязнения воздуха в населённом пункте и
окружающем
лесу
по
видовому
составу
и
внутреннему
строению
лишайников.
Задачи:
1. Научиться различать формы лишайников по внешнему виду;
2. Уметь, пользуясь тестами, определять степень загрязнения воздуха;
3. Научиться готовить продольные срезы таллома лишайников и
анализировать их;
4. Воспитывать бережное отношение к лишайникам как индикаторам
степени загрязнения воздуха;
5. Развивать творческие способности и эстетический вкус учащихся.
3. Место и сроки проведения исследования
Местом для своей исследовательской работы я выбрала территорию
населённого пункта пос. Вига, в котором находится моя школа и леса,
окружающего школу в радиусе 1 километра. Я изучила состояние
лишайников летом и осенью 2012 года.
4. Методы исследования
- Наблюдение
-Лабораторная работа
-Самостоятельная работа с научной и художественной литературой
-Самостоятельная работа с определителем и цифровым микроскопом
III. Основное содержание
1. Физико-географическая характеристика района исследования.
Район использования – территория пос. Вига находится в Центральной
России на Восточно-Европейской равнине, в умеренном поясе освещённости,
подзона южной тайги. Рельеф местности равнинный. Встречаются полезные
ископаемые: глина, песок, гравий, галька, щебень. Климат умеренноконтинентальный с холодной продолжительной зимой и сравнительно
коротким тёплым летом. Средняя температура января (-12°С
- 15 °С),
средняя t° июля (+17°С,+18°С). На данной территории протекает красивая
река Вига, имеются небольшие заболоченные участки. Растительный и
животный мир очень разнообразен.
2. Методика исследования лишайников, описание методики сбора
материала, методы первичной обработки собранного материала.
При выполнении исследовательской работы мной были использованы
следующие методики:
Методика определения степени загрязнения воздуха по простейшей шкале
(приложение № 1);
Методика определения степени загрязнения воздуха по видовому составу
лишайников (приложение № 2):
Методика определения степени загрязнения воздуха по анатомическому
строению таллома лишайника (приложение № 3)
При выполнении исследовательской работы, я изучила научную
литературу о формах лишайников по внешнему виду и узнала, что тело
лишайника или слоевище может быть разной формы. Выделяют три
основные группы: накипные или корковые, листовые и кустовые лишайники.
Накипные – имеют слоевище в виде тонкой гладкой, зернистой или
бугорчатой корочки. Очень плотно срастаются с корой, камнями или почвой.
Листовые похожи мелкие чешуйки или пластинки. Они прикрепляются
пучками грибных нитей к поверхности.
Кустистые – имеют вид тонких нитей или более толстых ветвящихся
кустиков.
3. Результаты исследования
3.1. Определение степени загрязнения воздуха по простейшей шкале
Для определения степени загрязнения воздуха я заложила три пробные
площадки по 100 м² и нанесла их на план местности. На каждой исследуемой
площадке собрала образцы лишайников, описала их и определила их с
помощью
определителя
лишайников.
Используя
простейшую
шкалу
определения степени загрязнения воздуха, составила таблицу, в которую
занесла полученные результаты.
Таблица «Видовой состав лишайников на пробных площадках»
(Приложение № 4)
№
Исследуемые участки
площадки
Какие лишайники
обнаружены
Степень
загрязнения
1
Центр поселка Вига,
площадка школьный двор
Водоросль
Плеврококкус,
Листовые
лишайники,
Кустистых
лишайников нет.
Кустистых
лишайников нет,
листовые лишайники
мелкие – 1 вид.
Слабое
загрязнение
2
Перекресток
площадка автомобильных дорог
3
Смешанный лес
площадка
Кустистые
лишайники обильно
покрывают почву,
стволы и ветви
деревьев, пни,
Большое количество
листовых
кустарников
Слабое
загрязнение,
но в
большей
степени, чем
на 1
площадке
Загрязнение
воздуха
отсутствует
3.2. Определение степени загрязнения воздуха по многообразию
лишайников
Следующим
этапом
моей
работы
было
обнаружение
участка,
где
представлено наибольшее разнообразие лишайников. Результаты работы я
также занесла в таблицу
Таблица «Степень загрязнения по многообразию видового состава
лишайников»
№
Исследуемые участки
площадки
1
Центр поселка Вига,
площадка школьный двор
2
Перекресток
площадка автомобильных дорог
3
Смешанный лес
Что происходит
На основании
деревьев в виде
зеленого налета
водоросль
Плеврококкус,
Ксантория
настенная
(золотянка)
желто-оранжевая
розетка
диаметром 2 см
обнаружена на
заборе, стене и
южной стороне
деревьев,
Пармелия –
розетка
диаметром 2-3 см
серого цвета
обнаружена на
заборе и на
деревьях
школьной аллеи.
На данной
территории
растет 7 берез, но
которой
расположены
листовые
лишайники из
рода Пармелия
А) На ветвях елей
Степень
загрязнения
3-я зона
Уменьшение
загрязнения
2-я зона
Уменьшение
загрязнения
6-я зона
площадка
и березы длинные Очень чистый
повисающие
воздух
пряди сероватые,
серовато=зеленые
в виде кустиков,
состоящих из
тонких
ветвящихся нитей
по виду
напоминаю
бороду. Длина
достигает до 30
см. в среднем.
Это Уснея
длиннейшая.
Б) Большое
количество
Кладонии лесной
(в том числе
ягеля). Кустики
сероватого цвета,
напоминающие
припудренные
вертикально
стоящие выросты
высото 10-12 см,
слоевище
суховатое.
В) Листовые
-Пармелия
-Ксантория
-Гипогимния
вздутая
обнаружена на
ветвях ели в виде
морщинистых
лопастей серого
цвета, с обратной
стороны
коричневаточерного цвета.
По окончании работы я выяснила, что наиболее разнообразный и богатый
лишайниками наш лес, т.е. 3 площадка. В центре поселка, возле школы
воздух загрязняется дымом, копотью от школьной котельной и газами
автомобилей. Поэтому здесь обнаружены только листовые лишайники и
водоросль. Вторая площадка – перекресток дорог от населенных пунктов
Вига – Чухлома, Ильинское – Чухлома, Чертово –Чухлома имеет один вид
лишайника Пармелия с мелкими розетками. Значит, на этом участке воздух
загрязнен.
На основании исследования была составлена карта загрязнения воздуха по
видовому составу лишайников (Приложение № 5).
a. Изучение анатомического строения таллома лишайников.
Я приготовила микропрепараты лишайников. Для этого взяла небольшой
кусочек таллома, сделала несколько продольных срезов и рассмотрела их под
цифровым микроскопом (Приложение № 6). Я увидела верхний и нижний
корковые слои, сердцевину из рыхлорасположенных гиф грибов и клеток
водоросли в них.
b. Изучение таллома лишайника как симбиотического организма
В ходе этой работы, я взяла сухой таллом лишайника, растерла его в ступке
пестиком, высыпала порошок в колбу с водой, закрыла пробкой и поставила
на подоконник (приложение № 7). Через две недели на стенках колбы
появился зеленый налет. Это зеленая одноклеточная водоросль, которая
проросла из спор на солнечном свету за счет фотосинтеза. Грибной
компонент исчез.
IV. Заключение и выводы
Лишайники – это крайне неприхотливые организмы. Для нормальной
жизнедеятельности им нужны свет и влага. Влагу они впитывают во время
дождей, из воздуха (роса, туман). Растут они очень медленно на 1-5 мм. за
год.
Лишайники крайне чувствительны к загрязнению воздуха, особенно к
соединениям серы и свинца.
В ходе исследовательской работы я научилась:
-различать формы лишайников по внешнему виду;
- определять виды лишайников по определителю;
- определять степень загрязнения воздуха, пользуясь тестами;
- приготавливать срезы таллома лишайников;
-анализировать анатомическое строение лишайников;
-пользоваться цифровым микроскопом;
-экспериментально доказывать внутреннее строение лишайников;
-наблюдать за развитием одноклеточной водоросли;
-доказывать взаимосвязь между лишайниками и степенью загрязнения
воздуха.
Используя лишайниковый мониторинг для определения степени
загрязнения воздуха, я сделала следующие выводы:
1. На территории исследуемой местности встречаются следующие виды
лишайников: листовые, кустистые, накипные.
2. Самый удивительный, многообразный и богатый лишайниковый мир
наблюдается в смешанном лесу, так как там самый чистый воздух.
3. В меньшей степени загрязнен воздух в центре поселка Вига, так как
здесь встречаются только листовые лишайники.
4. Самый загрязненный воздух на перекрестке автомобильных дорог, где
большое количество выхлопных газов с соединениями серы и свинца.
5. Лишайники – это симбиотические организмы гриба с водорослью,
которые обеспечивают взаимовыгодное сожительство, где гриб
обеспечивает
минеральное
питание,
а
зеленая
водоросль
при
фотосинтезе обеспечивает органическое питание.
6. Лишайники,
собранные
с
площадки
«Смешанный
лес»,
на
микроскопических срезах имеют больше зеленой водоросли, богатой
хлорофиллом, чем лишайники с других площадок.
7. Так
как
лишайники
являются
индикаторами
чистого
воздуха,
необходимо бережно относиться к ним, как к живым организмам.
Информацию о результатах исследовательской деятельности я сообщила в
администрацию Шартановского сельского
поселения и посоветовала,
чтобы они контролировали вырубку лесов частными предпринимателями,
не захламляли древесными отходами леса, а специалистам Вигской
бригады ГП «Костромахозлес» указали на строгую приёмку лесных
делянок после работы в них.
V. Литература:
1. М.И. Бадягина «Натуралистическая работа по ботанике в летних
лагерях»
2. А.Г. Еленевский М.А. Гуленкова «Биология». Краткий курс.
3. Г. Ивченкова «Удивительный мир природы»
4. В.В. Пасечник «Биология». Учебник для 6 класса.
5. В.А. Сомкова «Мы изучаем лес»
6. А.А. Тахтаджан «Жизнь растений». 3 том. Водоросли. Лишайники.
VI. Приложения
Приложение № 1
Методика определения степени загрязнения воздуха
по простейшей шкале
Простейшая шкала для определения степени загрязнения воздуха.
Степень загрязнения
Наличие лишайников
I
Слабое загрязнение
II
Среднее загрязнение
Исчезают кустистые
лишайники
Исчезают листовые и
кустистые лишайники
III
Сильное загрязнение
Исчезают листовые, кустистые
и накипные лишайники
Приложение № 2
Методика определения степени загрязнения воздуха
по видовому составу лишайников
Степень загрязнения
воздуха
O-я зона
Очень сильное загрязнение
1-я зона
сильное загрязнение
2-я зона
Уменьшение загрязнения
3-я зона
Уменьшение загрязнения
4-я зона
Относительно чистый
воздух
5-я зона
Чистый воздух
6-я зона
Очень чистый воздух
Что происходит
Лишайников нет. Только водоросль
Плеврококкус – зелёный налёт
Лишайник Леканора на основании деревьев и
камнях
Оранжевый листоватый лишайник ксантория
на камнях
Серый листоватый лишайник Пармелия на
камнях, водоросль на деревьях
Серые листоватые лишайники появляются на
основании деревьев
Накапных лишайников мало, обычно
появляются кустистые, в том числе Эверния
Обычные кустистые лишайники, в том числе
Уснея
Приложение № 3
Методика определения степени загрязнения воздуха по
анатомическому строению таллома лишайника
Лабораторная работа № 1
«Анатомическое строение таллома лишайника»
Цель: Выяснить строение различных типов талломов лишайников
Материалы и оборудование: талломы кустистых, листовых, накипных
лишайников.
Задание:
1.Приготовить микропрепарат лишайника (можно использовать готовый
препарат). Для этого взять небольшой кусочек таллома. Сделать несколько
продольных срезов через участки таллома с апотециями и без апотециев,
отобрать наиболее тонкие. Поместить в каплю воды, накрыть покровным
стеклом.
2. Рассмотреть препарат в микроскоп. Найти верхний и нижний корковый
слои, альгальный слой, сердцевину из рыхло расположенных гиф грибов,
ризины, сумки с аскоспорами. Сфотографировать или зарисовать разрез
через таллом лишайника и подписать.
Лабораторная работа № 2
«Строение таллома лишайника»
Цель: Выяснить внутреннее строение лишайника
Материалы и оборудование: цифровой микроскоп (простой микроскоп),
колба на 400 мл, таллом лишайника, ступка с пестиком.
Задание:
1.Разотрите в ступке пестиком таллом лишайника. Высыпьте порошок в
коническую колбу, закройте пробкой и поставьте на подоконник.
2. Через 1,5-2 недели на стенках колбы появится зеленый налет, который
можно рассмотреть под микроскопом. Объясните, что произошло с грибным
компонентом и что это за зеленый налет?
Приложение № 4
Внешний вид лишайников
Ги
Гипогимния вздутая
Уснея длиннейшая или бородач
Ксантория настенная (золотянка)
Кладония лесная (ягель)
Пармелия
Приложение № 5
Карта загрязнения воздуха по видовому составу лишайников
Приложение №6
Поперечные срезы талломов лишайников с площадки №3 Лес
Поперечный срез лишайника Пармелия
Микроскопический срез
лишайника Ксантория
под ультрафиолетовой лампой
Срез таллома лишайника Ксантория
(Настенная Золотянка)
Поперечный срез Уснеи
длиннейшей
Приложение №7
Анатомическое строение талломов лишайников
Растираю таллом лишайника
в ступке пестиком в
порошок.
Высыпаю полученный
порошок в колбу с водой.
Помещаем закрытую
пробкой колбу в освещенное
место на 1,5 – 2 недели