инструкция к заданиям

ИНСТРУКЦИЯ К ЗАДАНИЯМ
первого, практического тура
Второй дистанционной олимпиады школьников по экологии города Уфы
«Столица для куницы», 2012-2013 учебный год
Хвойные растения чувствительны к загрязнению среды. Сильнейшим антропогенным воздействием на фитоценозы оказывают загрязняющие вещества в окружающем
воздухе, такие как диоксид серы, углеводороды. Среди них наиболее типичным является
диоксид серы, образующийся при сгорании серосодержащего топлива в отопительных печах населения, а также транспорта, особенно дизельного. Продолжительность жизни хвои
у сосны составляет 3-4 года; за это время она накапливает такое количество сернистого
газа, которое может существенно превысить пороговые значения. Под влиянием токсикантов у сосны происходят следующие изменения:

уменьшение продолжительности жизни хвои;

отмирание побегов;

появление некрозов (омертвление тканей);

изреживание кроны;

уменьшение ширины годичных колец.
Остановимся на этих признаках.
Хвоепад (листопад) у сосны происходит осенью. Зеленые хвоинки располагаются
на прошлогодних и побегах этого года, а желтые на более старых, которым уже более 3
лет. Также у сосны происходит изреживание кроны, появляется много сухих веток, покрытых редкой короткой хвоей. Газообразные токсиканты поглощаются растением через
устьица, растворяются в жидкой фазе клеток (цитоплазме) и вызывают отравление живых
тканей.
Скорость поступления фитотоксиканта сильно зависит от влажности воздуха и
насыщенности листьев водой. Увлажненные хвоинки поглощают сернистый газ в несколько раз больше, чем сухие. Растение интенсивно накапливает в тканях серу. Молодые
хвоинки (молодые деревья) активнее поглощают сернистый газ, чем старые. Поэтому возраст сосновой хвои указывает на степень загрязнения. При концентрации сернистого газа
1:1000000 хвоя сосны опадает; фотосинтез полностью прекращается.
Появление некрозов (омертвление тканей) чаще проявляется на хвоинках сосны
под влиянием загрязняющих веществ. Различают следующие виды некрозов:

краевой некроз (по краям хвоинки);

срединный некроз;

точечный – отмирание тканей листа в виде пятен, рассыпанных по всей поверхности хвоинки. Изреживание кроны происходит в результате обесхвоенности (дефолиации), когда воздействие загрязняющих веществ приводит к разрушению верхней части
дерева.
Шкала оценки повреждения хвои:
1. Хвоинки не имеют пятен.
2. Хвоинки имеют немногочисленные пятна.
3. На хвоинках большое количество желтых и черных пятен, в том числе во всю
ширину хвоинки.
Шкала оценки усыхания хвои:
1. Сухие участки отсутствуют.
2. Кончики усохли на 2-5 мм (светлый шипик на конце хвоинки не учитывается).
3. Усохла треть хвоинки.
4. Усохло более половины хвоинки или она вся стала жесткая.
Примеры хвои с повреждениями и усыханием представлены на рисунке и на фото.
Повреждение и усыхание хвои сосны (слева направо): 1 – хвоинки без пятен;
2, 3 – хвоинки с пятнами (черными, желтыми); 4-6 – хвоинки с усыханием.
Повреждение и усыхание хвои сосны:
верхний ряд – хвоинки с повреждениями, нижний ряд – хвоинки с усыханием.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Часть I. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ ХВОИ
СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ
1.1 Методика индикации чистоты атмосферы по состоянию хвои сосны
На выбранной точке отбора проб с нескольких боковых побегов в кронах нескольких деревьев сосны, растущих в группе (если растет всего одно дерево – то с одного дерева, во всех сторон) на высоте на уровне глаз собирается вся хвоя (первого, второго, третьего и следующих лет жизни), складывается в один чистый мешочек. При этом общее суммарное число хвоинок с одной точки отбора проб должно составлять несколько сотен
(200-300 шт.) В этот же мешочек вкладывается записка с описанием места расположения и
даты отбора проб. Разбор хвои проводится в камеральных условиях.
Всю хвою разделяют на три части:
- неповрежденная хвоя;
- хвоя с пятнами;
- хвоя с признаками усыхания.
Подсчитывается количество хвоинок в каждой группе, данные вносятся в таблицу 1.
Таблица 1
Оценка состоянии хвои сосны обыкновенной
Дата отбора проб «____» ______ 2013 г.
количество
%
Общее число обследованных хвоинок, из них
неповрежденных хвоинок
хвоинок с пятнами
хвоинок с усыханием
1.2 Определение загрязненности атмосферы по продолжительности жизни хвои
Чувствительной к техногенному загрязнению воздуха является продолжительность
жизни хвои сосны (от 1 до 4-5 и более лет).
С целью определения продолжительности жизни хвои необходимо осмотреть как
можно больше деревьев на данном участке (в идеале порядка 100 и более). Если на вашей
точке отбора проб сосна представлена единичными деревьями, то внимательно осмотрите
каждое дерево со всех сторон.
Каждая мутовка сверху (кольцеобразное расположение веток вокруг ствола дерева)
– год жизни дерева. Определите по мутовкам возраст дерева. Рассчитайте средний возраст
обследованных вами деревьев (как среднее арифметическое).
При исследованиях определяют, сколько лет сохраняется хвоя. Полный возраст
хвои определяется числом участков веток или ствола с полностью сохраненной хвоей
плюс доля сохраненной хвои на следующем за ними участке. Результаты осмотра заносят
в таблицу 2.
Таблица 2
Оценка продолжительности жизни хвои
Количество осмотренных деревьев с данной продолжительностью жизни В шт. В %
хвои (для одиночных деревьев – количество веток, растущих непосредственно от ствола)
Общее количество деревьев (веток)
100%
в том числе
С возрастом хвои 4-5 лет и более (В1)
С возрастом хвои 3-4 года (В2)
С возрастом хвои 2-3 года (В3)
Хвоя только текущего года, (B4)
По данным таблицы просчитывают индекс продолжительности жизни хвои Q сосны по формуле: Q=(3B1+2B2+B3)/(B1+B2+B3),
где B – количество осмотренных деревьев (веток) с данной продолжительностью
жизни хвои.
Результаты всей работы по оценке состояния хвои сосны обыкновенной занесите в
сводную таблицу 3.
Таблица 3
Оценка состояния и продолжительности жизни хвои сосны обыкновенной
Место
отбора
проб, удаленность
от проезжей части, м
Число
обследованных
экземпляров
сосны на
участке
Всего хвоинок _____ шт.,
в том числе (в %)
непохвоихвоивренок с
нок с
жденпятусыных
нами
ханихвоием
нок
Сред
ний
возраст
сосны
С возрастом хвои, %
4-5
лет и
более
(В1)
3-4
года
(В2)
2-3
года
(В3)
1 год,
(B4)
индекс
продолжительности
жизни
хвои Q
Часть II. ОЦЕНКА ИНТЕНСИВНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА
АВТОТРАНСПОРТОМ
Основным источником загрязнения атмосферного воздуха в крупных населенных
пунктах является автотранспорт. Двигатели внутреннего сгорания городского автопарка
суммарно дают больше выбросов, чем промышленные предприятия.
Оценку интенсивности загрязнения воздушной среды населенного пункта выхлопами автотранспортных средств целесообразно проводить единовременно во всех точках
наблюдения, для большей достоверности результатов – во избежание несоответствий,
обусловленных изменениями потока автотранспортных средств по времени суток и дням
недели (часы пик и затишья). Единая дата проведения наблюдений за интенсивностью автотранспортного потока – 27 февраля 2013 года, с 17 до 18 часов.
Места подсчета интенсивности потока автотранспорта (участок улицы) выбираются по самой короткой траектории от места произрастания выбранного вами соснового
насаждения.
Скопируйте участок карты (yandex, google и др.) с районом наблюдения, укажите
на нем место расположения выбранного вами для анализа соснового насаждения и участок улицы, где вы осуществляли наблюдения за потоком автотранспорта.
Подсчитайте интенсивность потока автотранспорта (в обе стороны движения!) в
три подхода:
1)
с 17.10. до 17.15
2)
с 17.25 до 17.30
3)
с 17.55 до 18.00
Чтобы данные были достоверными, рассчитайте среднее арифметическое за 5минутный интервал.
Постарайтесь найти помощников – одному трудно и следить за потоком, и отмечать их количество в таблице.
Если Вы все же работаете один, то Вам точно будет трудно следить за движением
транспорта в обоих направлениях, поэтому вы можете в течение 5-минутного промежутка
подсчитать движение транспорта в одном направлении (с 17.10. до 17.15), а в течение следующих 5 минут – в другом (с.17.15 до 17.20); результаты потом (в камеральных условиях) приплюсовать и получить общую загруженность улицы автотранспортом.
Переведите полученные данные в часовую нагрузку умножением полученных результатов на 12. Вы получите интенсивность потока автотранспорта в единицах измерения
автомобилей в час (авт./час).
Интенсивность потока автотранспорта (авт./час) на участке наблюдения определяется по формуле: Nср.*12, где
N cр.= (N1+N2+N3) – средняя интенсивность потока автотранспорта за 5-минутный
интервал в час пик.
12 – коэффициент приведения полученных данных к среднечасовому значению.
Из вышесказанного следует, что можно видоизменить формулу и рассчитать
среднечасовую интенсивность автотранспорта на выбранном участке как: N=4(N1+N2+N3).
При этом не следует сокращать интервал между рекомендованными 5-минутными
отрезками непосредственных наблюдений. Временной промежуток между 17 и 18 часами
рабочего дня – это час интенсивной нагрузки, обусловленной окончанием рабочего дня и
возвращением людей от места работы к месту проживания (или по делам). Первые десять
минут часа мы пропускаем, учитывая время, которое требуется, чтобы выйти с места работы и сесть в машину либо общественный транспорт. Таким образом, первый временной
интервал дает нам характеристику периода, когда интенсивность потока «набирает обороты» за счет тех, кто отъезжает с места работы в районе вашего наблюдения. Второй временной промежуток – это разгар движения. Третий, ближе к 18 часам, позволит оценить
интенсивность потока тех, кто начинает возвращаться с работы в район вашего наблюдения.
Запись наблюдений ведется согласно таблице 4. Можно отмечать палочками,
штрихами в той или иной графе проезжающий транспорт, а потом подсчитать.
Таблица 4
Интенсивность движения автотранспорта
Время
Тип автомобиля
Число единиц (N)
%
17.10 - Малый коммерческий
17.15 транспорт*
Средний грузовой
Тяжелый грузовой
Автобус
Легковой
17.25 - Малый коммерческий
17.30 транспорт
Средний грузовой
Тяжелый грузовой
Автобус
Легковой
17.55 - Малый коммерческий
18.00 транспорт
Средний грузовой
Тяжелый грузовой
Автобус
Легковой
*Малый коммерческий транспорт – это класс легких коммерческих автомобилей – LCV –
сокращение от английского light commercial vehicles, которые предназначаются для перевозки легкого груза или незначительного количества пассажиров на небольшие расстояния (в пределах
населенного пункта или пригородов). Для этих целей используются грузовики или микроавтобусы. Например, «Газель», «Iveco», «Ford-tranzit» и др., грузовоподъемностью до 1,5-2 тонн или вместимостью пассажиров до 17 мест.
Средний грузовой транспорт – это среднетоннажные грузовики от 5 до 10 тонн, занятые
на строительстве дорог, на стройках, в коммунальном хозяйстве, транспортировками продуктов и
материалов: ГАЗ, ЗИЛ, Hyundai HD; AVIA; MAN TGL или TGM.
Тяжелый грузовой транспорт – масса которых от 20 тонн и выше, это крупнотоннажные
грузовики, занятые в магистральных перевозках тяжелого оборудования и сырья для производственных предприятий, готовой продукции автомобильных заводов и строительных материалов
(«дальнобойный» транспорт).
Автобусы – в эту категорию относятся автобусы большой вместимости (начиная с ПАЗ и
больше), микроавтобусы относятся к категории малого коммерческого транспорта.
Легковые автомобили – все легковые автомобили, от «Оки» до «Лексуса». Поскольку далеко не все учащиеся в состоянии отличить легковые автомобили, работающие на бензине и работающие на дизельном топливе, то эту категорию мы не дробим.
Всего интенсивность потока (автомобилей в час) составляет 4(N1+N2+N3)=_______
Выброс вредного вещества автотранспортным потоком определяется для конкретной улицы, которая может иметь несколько нерегулируемых перекрестков или (и) регулируемых. Поэтому на точке наблюдений производится оценка улицы.
1. Определите тип рассматриваемого участка улицы:
транспортные тоннели,
транспортные галереи,
магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон,
жилые улицы с одноэтажной застройкой,
улицы и дороги в выемке,
городские улицы и дороги с односторонней застройкой,
набережные,
эстакады,
виадуки,
высокие насыпи,
пешеходные тоннели.
2. Уклон. Определяется глазомерно или эклиметром (в каком направлении, сколько
градусов; эклиметры сейчас есть к любом планшетном компьютере в качестве приложения).
3. Расстояние от проезжей части до зданий.
4. Наличие защитной полосы из деревьев и др.
Например: Улица города с трехполосным движением обе стороны с треэтажной застройкой с двух сторон, продольный уклон 2° (с севера на юг), расстояние от проезжей
части до зданий 1 м (ширина тротуара). Сосна растет в промежутке между двумя домами,
расстояние до проезжей части 3 м.
Для автомагистрали (или ее участка) с повышенной интенсивностью движения целесообразно дополнительно учитывать выброс автотранспорта в районе перекрестка. В
районе перекрестка выбрасывается наибольшее количество вредных веществ автомобилем
за счет торможения и остановки автомобиля перед запрещающим сигналом светофора и
последующим его движением в режиме «разгона» по разрешающему сигналу светофора.
Если вблизи точки взятия проб (посадки сосны) находится перекресток, определите
тип пересечения улиц:
Регулируемое пересечение:
- со светофорами обычное;
- со светофорами управляемое (с разной продолжительностью запрещающего
сигнала по разным направлением, т.е. с таймером; или с дополнительными секциями светофора – отдельно поворот направо и пр.);
- саморегулируемое (регулировщик).
Нерегулируемое пересечение:
- со снижением скорости (знаки «Главная дорога» и «Уступи дорогу»);
- кольцевое движение;
- с обязательной остановкой (знак «STOP»).
По итогам наблюдений и подсчетов загруженности автотранспортом с 17 до 18 часов
27 февраля 2013 года заполните таблицу 5.
Таблица 5
Оценка интенсивности потока автотранспорта
МестоположеОценка
Время
Всего машин в час _____ шт., в. т.ч. доля
ние
участка участка
наблюдения вида автотранспорта, %:
Малый СредТяжеАвтоЛегконаблюдения,
улицы
комний
лый
бусы
вой
удаленность от и/или пемерчегрузогрузопосадки сосны
рекрестка
ский
17.10-17.15
17.25-17.30
17.55-18.00
В среднем
В час
вой
вой
В качестве отчета о выполненной работе по заданиям практического тура участники
олимпиады присылают ТОЛЬКО ЗАПОЛНЕННЫЙ БЛАНК ОТВЕТА –
это сильно облегчит работу жюри!
На третьем этапе регистрации на сайте olimp.bspu.ru «Загрузка файлов» помимо бланка
ответа, название которого содержит местоположение точки отбора, Вы прикрепляете фотографии, подтверждающие вашу работу:
1) Фрагмент карты города Уфы с отместками места отбора проб;
2) Общий вид исследуемых сосновых насаждений;
3) Фото участника на фоне сосновых насаждений
4) Общий вид сосны и ближайшей автодороги (улицы);
5) Перспектива улицы, где проводился подсчет интенсивности автотранспорта, в обе
стороны.
ПОЖАЛУЙСТА, СОБЛЮДАЙТЕ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И
ПРАВИЛА ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ!
Оценку интенсивности автотранспорта можно вести и из окна – был бы достаточный обзор. Фото сосновых насаждений и улицы так же можно сделать из окна.
Если у Вас есть видеокамера – вы можете произвести 27 февраля 2013 года непрерывную видеосъемку в течение требуемого времени (с 17 до 18 часов), а потом не торопясь на просмотре подсчитать интенсивность потока транспорта по видам автотранспортных средств.
БЛАНК ОТВЕТА
по заданиям первого, практического тура
Второй дистанционной олимпиады школьников по экологии города Уфы
«Столица для куницы», 2012-2013 учебный год
ФИО участника:
E-mail:
Год рождения:
Образовательное учреждение:
Соавторы (если есть)
Научный руководитель
Оценка состояния и продолжительности жизни хвои сосны обыкновенной
Место
Число
Всего хвоинок _____ шт., Сред Кол-во осмотренных веток
индекс
отбора
обследо- в том числе (в %)
ний
всего _____ шт., в т.ч. (в %) продолпроб (географическая привязка)
ванных
экземпляров
сосны на
участке
Местоположение
участка
наблюдения,
удаленность от
посадки сосны
неповрежденных
хвоинок
хвоинок с
пятнами
хвоинок с
усыханием
возраст
сосны
4-5
лет и
более
(В1)
3-4
года
(В2)
2-3
года
(В3)
1 год,
(B4)
жительности
жизни
хвои Q
Оценка интенсивности потока автотранспорта
Оценка
Время
Всего машин в час _____ шт., в. т.ч. доля
участка
наблюдения вида автотранспорта, %:
Малый СредТяжеАвтоЛегкоулицы
комний
лый
бусы
вой
и/или пемерче- грузогрузорекрестка
ский
17.10-17.15
17.25-17.30
17.55-18.00
вой
вой
В среднем
В час