Экологическая обстановка на территории и в окрестностях села

МОУ «Средняя общеобразовательная Шаталовская школа»
Старооскольский район
с. Шаталовка
«Олимпиада – 2007»
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА НА
ТЕРРИТОРИИ В ОКРЕСТНОСТЯХ СЕЛА
ШАТАЛОВКА
(ЛИХЕНОИНДИКАЦИЯ КАК МЕТОД ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА)
Выполнила учащаяся 9 класса
Зубова Анна
Научный руководитель
преподаватель биологии
Толстых Владимир Владимирович
2007 год
2
СОДЕРЖАНИЕ
I.
Введение ……………………………………………….3
II.
Лихенологические исследования как метод
экологического мониторинга…………………………4
1. Лишайники – «пионеры растительности».
2. Лишайники - индикаторы чистоты воздуха.
3. Лихенологические исследования юных экологов.
4. Результаты исследований.
III. Заключение………………………………………….10
IV. Используемая литература………………………….11
V.
Приложение…………………………………………12
3
Введение.
К естественным правам, возникающим при рождении человека,
относятся права граждан на чистую, здоровую и благоприятную для жизни
природную среду, на охрану своего здоровья от вредного воздействия
окружающей среды, измененной антропогенной деятельностью. В 2001
году принят Федеральный закон Российской Федерации «Об охране
окружающей среды». На территории Белгородской области в настоящее
время действует ряд законодательных актов и программ, регулирующих
природопользование и природоохранную деятельность. И среди них закон «Об охране атмосферного воздуха от загрязнения выбросами
двигателей автомобильного транспорта на территории Белгородской
области», постановление главы администрации области «О расширении
сети особо охраняемых природных территорий области» и другие.
Огромное
значение
в
организации
рационального
природопользования имеет изучение проблем состояния природных
объектов. Система долгосрочных наблюдений, оценки и прогноза,
позволяющая выявить изменения состояния окружающей среды под
влиянием антропогенной деятельности называется мониторингом.
Наблюдения могут осуществляться по физическим, химическим и
биологическим показателям.
Биологический мониторинг является наиболее доступным для
учащихся сельской школы, которые проявляют интерес в исследовании
экологического состояния территории их проживания.
Хорошими индикаторами загрязнения
воздуха
являются
лишайники. На территории села Шаталовка Старооскольского района и её
окрестностей стали наблюдаться количественные и качественные
изменения в лишайниковых сообществах. В связи с этим учащиеся
Шаталовской средней школы
под руководством учителя биологии
организовали лихенологические исследования с целью выявления степени
загрязненности различных участков территории в окрестностях села.
4
ЛИХЕНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАК МЕТОД
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА.
Лишайники имеют очень древнюю историю: они появились на Земле
более ста миллионов лет назад. Эти растения сказочно живучи! Их
находили на смоле, фаянсе, фарфоре, коже, картоне, линолеуме, древесном
угле, железе, кирпичах, черепице, костях, войлоке, полотняных и
шёлковых тканях и даже на старинных пушках. Они селятся на голых
камнях, на обледеневших скалах, на песках, обожженных солнцем, на
фундаментах зданий, на стекле, на деревьях – всюду. Они легко переносят
пятидесятиградусные морозы в тундре, а в пустынях Азии и Африки шестидесятиградусную жару,
живой пылью летают над пустыней,
находясь в состоянии сильного высыхания. Но стоит им только попасть во
влажное место, как они оживают. Именно лишайники первыми осваивают
непригодную для других организмов среду обитания, например
вулканические лавы, разлагая их. За это лишайники получили название
«пионеров растительности». Они прокладывают дорогу другим растениям.
Вслед за лишайниками поселяются мхи и зелёные травянистые растения.
Лишайники любят густые туманы. Однако ни в жаре, ни в холоде
они не могут жить без чистого воздуха. Стоит только атмосфере стать
загрязненной, как лишайники гибнут. Если в воздухе содержится
значительная концентрация углекислого и особенно сернистого газа,
заводская копоть, выхлопы автомобилей, они исчезают.
Эти
исключительно выносливые растения очень чувствительны к чистоте
окружающего воздуха и служат лучшим показателем его оценки в городах,
сёлах, промышленных и сельскохозяйственных районах.
Лишайники
представляют
собой
симбиоз
водорослей,
цианобактерий и грибов. Водоросли с помощью солнечной энергии
преобразуют углекислый газ воздуха в органические вещества, которыми
питается гриб, получая от водорослей в основном углеводы, снабжая их
водой и минеральными веществами. Гриб и водоросль очень зависят друг
от друга и не могут существовать по отдельности. Лишайники не похожи
ни на грибы, ни на водоросли. Форма их тела (слоевища) очень
разнообразна.
Накипные лишайники напоминают тончайшие корочки, которые
плотно срастаются с корой деревьев или с поверхностью камней и скал.
Листоватые лишайники, поселяющиеся на почве или на деревьях,
представляют собой пластинки разной окраски.
Кустистые лишайники являются наиболее прогрессивной формой
развития лишайников. Они похожи на небольшие кустики незелёных
растений, часто растут сплошным ковром в хвойных лишайниковых борах
и тундре или свисают косматыми бородами с ветвей деревьев.
Лишайники не только неприхотливые растения, но и наиболее
медленно растущие организмы современной флоры. Ежегодно они
5
вырастают лишь на 1 – 5 мм, но, тем не менее, их можно считать, наряду с
секвойей и остистой сосной, самыми долго живущими организмами. Их
средний возраст от 30-ти до 80-ти лет. Отдельные экземпляры доживают
до шестисот лет и имеются сведения, что некоторым лишайникам
насчитывается около двух тысяч лет.
На территории нашего края наиболее распространены
лишайники следующих родов: лептогимния, пельтигера, ксантория,
пармелия, гипогимния.
Не так давно на территории села Шаталовка и его окрестностей
почти полностью исчезли все виды лишайников. Исключение составляла
только лишь ксантория золотистая, изредка встречавшаяся на стволах осин
в заказнике «Шаталовские болота». По всей видимости, это было связано с
ухудшением экологической ситуации после Чернобыльской аварии.
Сейчас, при посещении природных объектов мы заметили устойчивое
восстановление лишайниковых сообществ. Помня, что лишайники
являются индикаторами состояния окружающей среды, мы сделали вывод
об улучшении экологической ситуации. Однако нас заинтересовало, —
почему
в
разных
местах
села,
лишайниковые
сообщества
восстанавливались по – разному, отчего зависит скорость их
восстановления, их видовой и количественный состав, как он изменяется
во времени? Мы предположили, что, возможно, лишайники реагируют
даже на малейшие изменения в окружающей среде. Учащимися школы
был предпринят ряд экспедиций на равноудалённые (1 км) от центра села
участки (Приложение № 1). С целью проведения лихенологических
исследований были выбраны пять участков: берёзовая лесопосадка в
районе автодороги с.Шаталовка – с.Знаменка, прилегающая к
автозаправочной станции (АЗС); лесополоса, ведущая к пруду в районе
хутора Плота; лесополоса вдоль автострады на село Владимировка;
территория заказника «Шаталовские болота»; парк бывшей усадьбы
помещика Харкиевича в районе современного фермерского хозяйства
«Залесье».
Члены кружка « Юный эколог» поставили цель: определить степень
загрязнённости разных участков территории в окрестностях села
Шаталовка, основываясь на выявлении изменений в лишайниковых
сообществах.
Один из ведущих лихенологов Х.Трасс разделил методы
лихеноиндикации на три группы:
- методы, позволяющие изучать изменения, которые происходят в
строении и жизненных функциях лишайников под влиянием
загрязнения,
- методы, основанные на описании видов лишайников, обитающих в
районах с разной степенью загрязнения атмосферы,
- методы изучения целых лишайниковых сообществ в загрязнённых
районах и составления специальных карт.
6
Мы использовали эти методы в своей работе. Для более точного анализа
ситуации велось регулярное наблюдение за состоянием лишайниковых
сообществ, определялся видовой состав, наличие плодовых тел, уровень
жизнеспособности, вычислялась скорость роста лишайника с помощью
нанесения контуров лишайника на прозрачную плёнку (1 раз в год),
измерялась высота их расположения (Приложение №2). Для подсчёта
возраста лишайников использовались при необходимости спилы ветвей
деревьев. Определение % площади, занимаемой видом, проводили с
помощью пробной площадки (Приложение №3). Все наблюдения
фиксировались на цифровой фотокамере.
На первом участке, расположенном в районе АЗС были обнаружены
лишайники четырёх видов: пармелия бороздчатая, пармелия козлиная,
ксантория золотистая, гипогимния вздутая, произрастающие на стволах
берёз (Приложение №4).
Диаграмма видового соотношения лишайников (в %)
70
60
50
40
30
20
10
0
Пармелия
бороздчатая
Ксантория
золотистая
Гипогимния
Пармелия
козлиная
Из диаграммы видно, что преобладающим видом на участке является
пармелия бороздчатая. Этот вид
наиболее устойчив в условиях
загазованности воздуха, содержащем пары бензина и отработанных газов
автомобилей. А вот пельтигера собачья, обнаруженная на втором и
четвёртом участках, здесь отсутствует. Это связано с её повышенной
чувствительностью к малейшему загрязнению воздуха.
Высота расположения лишайников на данном участке не превышает
двух метров. Состояние их слоевищ
в целом хорошее мало
повреждений. Однако, очень мало плодовых тел. На участке преобладают
лишайники диаметром 3 – 5 см. Кроме того, наблюдается угнетение роста
7
лишайников, располагающихся выше двухметровой отметки. Скорее всего,
это связано с тем, что пары бензина и другого горючего поднимаются при
нагревании на солнце и поражают эти растения на высоте более двух
метров.
На втором участке, расположенном в 1 км западнее с.Шаталовка в
лесополосе, ведущей к пруду в районе хутора Плота и разделяющей поля
ЗАО «Кристалл – Агроинвест», обнаружены лишайники пяти видов:
пармелия бороздчатая, пармелия козлиная, ксантория золотистая,
гипогимния вздутая, пельтигера собачья (единичные экземпляры). В
основном пельтигера собачья располагается на стволах клёна, дуба, ясеня
(Приложение №5).
Диаграмма видового соотношения лишайников (в %)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Пармелия
бороздчатая
Ксантория
золотистая
Гипогимния
Пармелия
козлиная
Пельтигера
собачья
Как видно из диаграммы больше всего здесь представлены пармелия
бороздчатая и гипогимния вздутая, что говорит
о достаточно
благоприятной экологической обстановке. Об этом свидетельствуют и
другие результаты исследований: высота расположения лишайников более
шести метров, высокая плотность их расселения, отличное состояние
слоевищ, наличие большого количества плодовых тел. Кроме того, на
участке обнаружены лишайники размером 8 – 9 см.
На третьем участке, расположенном на юге села в районе автострады
на с.Владимировка, обнаружено три вида лишайников: ксантория
золотистая, пармелия бороздчатая, гипогимния вздутая.
8
Диаграмма видового соотношения лишайников (в %)
Гипогимния
Ксантория
золотистая
5%
15%
Пармелия
бороздчатая
80%
Как видно из диаграммы преобладающим видом является ксантория
золотистая. Видовой состав лишайников обеднён. Участок находится возле
оживлённой автомобильной дороги и подвержен воздействию выхлопных
газов, пыли, солей тяжёлых металлов, СО, СО2 и так далее, но ксантория
золотистая выживает в этих условиях, а другие лишайники представлены
небольшим количеством или совсем отсутствуют. Однако, по сравнению с
участком вблизи АЗС, данный участок находится в более благоприятных
условиях, о чём свидетельствует высота нахождения лишайников (3 –4
метра), хотя плотность их расположения небольшая. Состояние слоевищ
растений – хорошее, но встречаются лишайники с повреждённым центром.
Повреждение центра, по нашему мнению, результат давнего
радиационного воздействия. А сейчас происходит их постепенная
регенерация. На некоторых лишайниках
нами были обнаружены
обесцвеченные края. Цвет ксантории золотистой варьирует от бледно –
жёлтого до насыщенного золотистого (Приложение №6). У неё
обнаружено большое количество плодовых тел, хотя признаки угнетения
(изменение цвета, разрушение слоевищ) наблюдаются и у ксантории.
Предпочтение лишайники отдают тополям, их очень мало на рябинах и
берёзах. На участке преобладают крупные лишайники. Их размеры
достигают 8 – 10 см, единичные - до 15 – 20 см, это реликты. Скорее всего,
лишайники этого участка выдержали
нагрузку с ухудшением
экологической обстановки в связи с Чернобыльской катастрофой и их
возраст достигает более 30 лет.
9
На четвёртом участке, расположенном на территории заказника
«Шаталовские болота», который переувлажнён, загущён, слабо освещён,
обнаружено пять видов лишайников: пармелия бороздчатая, пармелия
козлиная, ксантория золотистая, гипогимния вздутая, пельтигера собачья.
Этот участок находится в пойме реки Потудань, и лишайники чувствуют
себя комфортно, о чём говорят высота их расположения и наличие
большого количества плодовых тел. Высота расположения растений
порой достигает 7 – 8 метров. Состояние слоевищ хорошее, нет видимых
признаков повреждения, преобладают светлые тона лишайников, в
основном серебристо – серого цвета. Размеры лишайников колеблются от
средних до крупных, изредка встречаются крупные экземпляры пармелии
козлиной– до 25 см в диаметре (Приложение №7). Мы считаем, что
благодаря тому, что эта территория является заказником и находится под
охраной государства, растения здесь подвергаются меньшему воздействию
антропогенной среды, и природа находит способы и средства поддержания
устойчивого экологического равновесия. Участок «Шаталовские болота»
заслуживает особых слов, поскольку в нём сохранена в первозданном виде
флора и фауна, характерная для данного природного объекта.
На пятом участке, который расположен на востоке от села в парке
бывшей усадьбы помещика Харкиевича (ныне территория фермерского
хозяйства «Залесье») обнаружено три вида лишайников: пармелия
бороздчатая, ксантория золотистая, гипогимния вздутая. Преобладающим
видом является пармелия бороздчатая – 55%. Гипогимнии вздутой здесь
30%, а ксантории золотистой – 15%. Лишайники находятся в основном на
повреждённых и упавших стволах деревьев в сочетании с мхами
Кукушкин лён, Шребера и грибами – трутовиками (Приложение №8).
Высота произрастания лишайников от 1,5 – 2 метров до 4 – 5 метров.
Слоевища имеют незначительные повреждения по краю, реже в центре,
преобладают размеры 2 – 3 см. Цвет не изменён, обычный. Плодовых тел
немного. Лишайники реагируют уменьшением видового состава, общего
количества, ухудшением физиологического состояния на распространение
миазмов скотного двора (скорее всего аммиака), горюче – смазочных
материалов, удобрений, ядохимикатов, пестицидов, пыли и прочего,
которые с избытком находятся в фермерском хозяйстве, занимающемся
выращиванием свиней, посевами зерновых и технических культур с
использованием большого парка машинно – тракторной техники.
10
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод: деятельность
человека вносит деструктивные изменения в состояние экологической
среды, вызывая нарушения качественного и количественного состава
флоры и фауны. А самыми чувствительными среди всех живых
организмов, как раз и являются лишайники. Именно, благодаря им, мы
можем отслеживать во времени и пространстве изменения, происходящие
в окружающей нас среде. Таким образом, лихеноиндикация является
одним из ведущих методов экологического мониторинга. Лишайники
первыми чувствуют недоброе и сообщают нам о надвигающейся
опасности. Общим итогом проведенных исследований является вывод о
том, что в целом экологическая ситуация в окрестностях села
Шаталовка близка к норме. Исключение составляют два из пяти
обследованных участков: район, прилегающий к автозаправочной
станции (участок № 1) и фермерское хозяйство «Залесье» (участок
№5). Хорошо, что эти неблагополучные в экологическом отношении
участки находятся на достаточном удалении от жилья и не могут нанести
вред здоровью жителей села. Это связано с общей тенденцией вынесения
промышленных и сельскохозяйственных объектов за черту городов и сёл,
что значительно снижает риск возникновения различных заболеваний у
людей, связанных с локальными экологически неблагоприятными
условиями, на что прежде не обращалось должного внимания.
11
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.
1. Верзилин Н.М. По следам Робинзона. – М., Просвещение, 1994 .
2. Винокурова Н.Ф, Г.С.Камерилова и др. Природопользование. – М.,
Просвещение, 1994.
3. Колчанов А.Ф. Курс низших организмов. – Изд – во Белгородского
государственного педагогического университета, 1996.
4. Кудряшов Л.В., Г.Б.Родионова. Ботаника с основами экологии. – М.,
Просвещение, 1979.
5. Медников Б.М. Биология: формы и уровни жизни. – М., Просвещение,
1994.
6. Петин А.Н., Л.Л.Новых и другие. Экология Белгородской области. – М.,
Изд – во Московского университета, 2002.