Исследовательская работа Мониторинг окружающей среды пришкольного участка по методу лихеноиндикации Исследовательская работа Мониторинг окружающей среды пришкольного участка по методу лихеноиндикации Работу выполнили: Левина Наташа и Григорьева Аня, ученицы 9 «а» класса МБОУ «СОШ 48 г. Чебоксары Научный руководитель: Ванюшкина Г.И, учитель биологии
Введение Наиболее острую экологическую проблему в городах представляет загрязнение воздуха. Экологическая обстановка в микрорайоне ухудшается. Наблюдается увеличение численности жителей при ограниченном росте жилой площади и увеличение числа транспортных единиц и выхлопных газов, загрязняющих атмосферу. Наиболее острую экологическую проблему в городах представляет загрязнение воздуха. Экологическая обстановка в микрорайоне ухудшается. Наблюдается увеличение численности жителей при ограниченном росте жилой площади и увеличение числа транспортных единиц и выхлопных газов, загрязняющих атмосферу. Некоторые организмы являются чувствительными индикаторами изменений условий окружающей среды. К таким организмам относят лишайники, которые поглощают аэрозоли и газы всей поверхностью талломов. Лишайники весьма чувствительны к загрязнению воздуха и поэтому быстро погибают в крупных городах. По этой причине они могут служить индикаторами загрязненности воздуха вредными веществами. По их видовому составу и встречаемости можно судить о степени загрязнения воздуха. Некоторые организмы являются чувствительными индикаторами изменений условий окружающей среды. К таким организмам относят лишайники, которые поглощают аэрозоли и газы всей поверхностью талломов. Лишайники весьма чувствительны к загрязнению воздуха и поэтому быстро погибают в крупных городах. По этой причине они могут служить индикаторами загрязненности воздуха вредными веществами. По их видовому составу и встречаемости можно судить о степени загрязнения воздуха. Таким образом, проблема загрязнения воздуха является актуальной. Мы выбрали эту тему потому, что нам было интересно узнать о загрязнении воздуха в нашем микрорайоне, а так как лишайники являются показателем степени загрязнения атмосферного воздуха, мы выбрали метод лихеноиндикации. Таким образом, проблема загрязнения воздуха является актуальной. Мы выбрали эту тему потому, что нам было интересно узнать о загрязнении воздуха в нашем микрорайоне, а так как лишайники являются показателем степени загрязнения атмосферного воздуха, мы выбрали метод лихеноиндикации.
Цели исследования Изучить степень загрязненности воздуха в микрорайоне школы методом лихеноиндикации. Изучить степень загрязненности воздуха в микрорайоне школы методом лихеноиндикации. Задачи: Задачи: 1) Изучить морфологические и экологические особенности лишайников; 1) Изучить морфологические и экологические особенности лишайников; 2) Выявить видовой состав эпифитных лишайников на пришкольном участке. 3) Определить степень проективного покрытия лишайниками деревьев в микрорайоне школы; 3) Определить степень проективного покрытия лишайниками деревьев в микрорайоне школы; 4) Сделать вывод о степени загрязненности воздуха в микрорайоне школы; 4) Сделать вывод о степени загрязненности воздуха в микрорайоне школы; 5) Предложить способы решения проблемы по улучшению чистоты воздуха.
Методы исследования Изучение теоретического материала. Изучение теоретического материала. Изучение методик исследования. Изучение методик исследования. Практическое выполнение исследования. Практическое выполнение исследования.
Теоретическая часть Лишайники - специализированная группа. Они насчитывают 26 тысяч видов, объединённых более чем в 400 родов. Лишайники - специализированная группа. Они насчитывают 26 тысяч видов, объединённых более чем в 400 родов. Лишайники – это пример облигатного симбиоза грибов с водорослями. Лишайники – это пример облигатного симбиоза грибов с водорослями. Постоянный компонент лишайников – водоросли (сине- зелёные, жёлто-зелёные или зелёные). Постоянный компонент лишайников – водоросли (сине- зелёные, жёлто-зелёные или зелёные). По строению тела (слоевища) различают накипные (корковые), листоватые и кустистые лишайники. Вегетативное тело накипных лишайников наиболее примитивно, оно бывает зернистым или в виде корочек. Более развиты листоватые лишайники, имеющие вид более или менее рассечённых пластинок. По строению тела (слоевища) различают накипные (корковые), листоватые и кустистые лишайники. Вегетативное тело накипных лишайников наиболее примитивно, оно бывает зернистым или в виде корочек. Более развиты листоватые лишайники, имеющие вид более или менее рассечённых пластинок. Высоко организованы Высоко организованы кустистые лишайники, кустистые лишайники, имеющие вид кустиков, имеющие вид кустиков, свисающих нитей или свисающих нитей или прямостоящих выростов. прямостоящих выростов.
Корковые листоватые кустистые Корковые листоватые кустистые
Значение лишайников 1. Являются пионерами природы, поселяясь первыми в местах не пригодных для жизни. 2. Ягель является основным кормом для северных оленей. 3. Являются биоиндикаторами состояния чистоты окружающей среды. 4. Накапливают в себе ценное органическое вещество - лихенин. 5. Активно участвуют в образовании плодородного слоя земли. 6. Участвуют в выветривании.
Лихеноиндикация, методы лихеноиндикации Эпифитные лишайники предпочитают старые деревья, играет роль вид поверхности коры. На крупнобугристой коре старых деревьев обычно селятся кустистые виды, реже встречаются листоватые и накипные виды, а на гладкой коре поселяются, в основном, накипные лишайники. Эпифитные лишайники предпочитают старые деревья, играет роль вид поверхности коры. На крупнобугристой коре старых деревьев обычно селятся кустистые виды, реже встречаются листоватые и накипные виды, а на гладкой коре поселяются, в основном, накипные лишайники. Наиболее устойчивы к загрязнению некоторые виды родов Xantoria (Ксантория), Physcia (Фисция), Anaptycia (Анаптихия), Hypogymnia (Гипогимния), Lecanora (Леканора). Наиболее устойчивы к загрязнению некоторые виды родов Xantoria (Ксантория), Physcia (Фисция), Anaptycia (Анаптихия), Hypogymnia (Гипогимния), Lecanora (Леканора). На этой основе стало развиваться особое направление индикационной экологии – лихеноиндикация. Методы оценки загрязненности атмосферы по встречаемости лишайников основаны на следующих закономерностях: чем сильнее загрязнен воздух города, тем меньше встречаются в нем видов лишайников, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и других субстратах и тем ниже их жизнеспособность; при повышении степени загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними – листовые и последними – накипные. На этой основе стало развиваться особое направление индикационной экологии – лихеноиндикация. Методы оценки загрязненности атмосферы по встречаемости лишайников основаны на следующих закономерностях: чем сильнее загрязнен воздух города, тем меньше встречаются в нем видов лишайников, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и других субстратах и тем ниже их жизнеспособность; при повышении степени загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними – листовые и последними – накипные. На основании этих закономерностей можно количественно оценить чистоту воздуха в конкретном месте микрорайона города. На основании этих закономерностей можно количественно оценить чистоту воздуха в конкретном месте микрорайона города.
Практическая часть. Работа 1«Изучение морфологических и экологических особенностей лишайников». Цели работы: Изучить морфологические и экологические особенности лишайников. Расширить представление о морфологических типах и экологических группах лишайников по их отношению к субстрату. Выполнение работы: Выполнение работы: 1. Изучение специальной литературы по данной теме. 1. Изучение специальной литературы по данной теме. 2. Описание морфологических и экологических групп лишайников. 2. Описание морфологических и экологических групп лишайников. 1. По отношению к субстрату и другим условиям местообитания среди лишайников различают несколько крупных основных экологических групп: 1. По отношению к субстрату и другим условиям местообитания среди лишайников различают несколько крупных основных экологических групп: Эпилитные лишайники – живущие на поверхности горных пород. Эпифитные лишайники – растущие на коре деревьев и кустарников. Эпигейные лишайники – растущие на поверхности почвы. Эпифильные лишайники – развивающиеся на хвое и листьях вечнозеленых растений. Эпибриофитные лишайники – обитающие на дерновинках мхов, и другие. 2. В различных местообитаниях на скалах, почве, стволах деревьев и т. д. лишайники образуют растительные группировки – синузии, которые характеризуются определенным видовым составом и определенными морфологическими типами. На распределение лишайников влияют как физические, так и химические свойства субстрата. 2. В различных местообитаниях на скалах, почве, стволах деревьев и т. д. лишайники образуют растительные группировки – синузии, которые характеризуются определенным видовым составом и определенными морфологическими типами. На распределение лишайников влияют как физические, так и химические свойства субстрата.
Работа 2. «Изучение видового разнообразия эпифитных лишайников, их жизнеспособности и состояния слоевищ». Оборудование: Справочник-определитель водорослей лишайников и мохообразных. Издательство «Мысль», Москва, 1978 год. Блокнот, карандаш, коробка для сбора образцов. Выполнение работы. 1. Выбрали для визуального обследования 6 деревьев на территории школы и микрорайона и изучили видовое разнообразие, жизнеспособность и состояние слоевищ лишайников. 2. Сравнили результаты исследований. 3. Занесли полученные данные в таблицу, сделали выводы. Таблица 1 «Видовое разнообразие лишайников и их особенности». Порядковый номер дерева Виды лишайников Ксантория, гипогимни я Ксантория, Ксантория,Гипогимния,фисция Ксантория, Ксантория,Гипогимния,фисция Ксантория, Гипогимния леканора Жизнеспосо бность высокаяумереннаяумереннаявысокаянизкаяумеренная Состояние слоевища здоровоездоровоечахлоездоровоечахлоездоровое
Выводы Выводы На исследуемом участке видовое разнообразие лишайников не велико. В основном представлены виды рода Ксантория, Фисция, Гипогимния, Ксантория. У основания стволов деревьев встречается накипной лишайник леканора. Жизнеспособность лишайников на этом участке умеренная, но встречаются лишайники с высокой степенью жизнеспособности и здоровым слоевищем. На исследуемом участке видовое разнообразие лишайников не велико. В основном представлены виды рода Ксантория, Фисция, Гипогимния, Ксантория. У основания стволов деревьев встречается накипной лишайник леканора. Жизнеспособность лишайников на этом участке умеренная, но встречаются лишайники с высокой степенью жизнеспособности и здоровым слоевищем. Итоги: Итоги: Проведенные наблюдения свидетельствуют о том, что видовое разнообразие, жизнеспособность и состояние слоевищ лишайников зависит от состояния атмосферы. По состоянию лишайникового покрова можно судить о степени загрязнения воздуха. Лишайники могут служить индикаторами его чистоты. Серьезные антропогенные нагрузки связаны с выбросом выхлопных газов из-за потока автотранспорта по улице М. Павлова. Проведенные наблюдения свидетельствуют о том, что видовое разнообразие, жизнеспособность и состояние слоевищ лишайников зависит от состояния атмосферы. По состоянию лишайникового покрова можно судить о степени загрязнения воздуха. Лишайники могут служить индикаторами его чистоты. Серьезные антропогенные нагрузки связаны с выбросом выхлопных газов из-за потока автотранспорта по улице М. Павлова.
Цели работы: Исследовать степень проективного покрытия лишайниками в процентах в микрорайоне школы. Выполнение работы. 1. Определили степень проективного покрытия лишайниками на шести деревьях методом сеточек-квадратов. 2. Выявляли количество видов лишайников, количество доминирующего вида и степень проективного покрытия на каждом дереве с юго-западной и северо-восточной стороны. 3. Оценка встречаемости и покрытия давалась по пятибалльной шкале. 3. Оценка встречаемости и покрытия давалась по пятибалльной шкале. 4. Занесли полученные данные в таблицы и сделали выводы. 4. Занесли полученные данные в таблицы и сделали выводы. Данные по результатам работы представлены в Таблице 2 «Оценка чистоты воздуха в микрорайоне школы». Работа 3. «Оценка чистоты воздуха по частоте встречаемости и степени проективного покрытия лишайниками»
Таблица 2 «Оценка чистоты воздуха в микрорайоне школы». Порядковый номер дерева Степень покрытия лишайниками % ю-з Кол-во видов лишайников Степень покрытия лишайниками % с-в Кол-во видов лишайнков
Таблица 1. Оценка степени покрытия лишайниками древесного ствола. Деревья Общее кол-во Видов лишайников в том числе: Кустистых Листовых Накипных Степень покрытия ствола лишайиками в %
Определение степени загрязнения воздуха по таблице Состояние лишайникового покрова Характеристика загрязнения Нет лишайников.Есть только водоросли Plevrococcus в виде зеленого налета на деревьях и камнях. Зона очень сильного загрязнения Серо-зеленый накипной лишайник Lecanora у оснований деревьев и на камнях. Зона сильного загрязнения Присутсвие почти все виды накипных лишайников,листоватый ораневый Xantoria, серые листоватые Parmelia и Hypogymnia. Зона среднего загрязнения Присутствие всех видов лишайников Относительно чистая зона Все перечисленные листаватые и кус тистые лишайники, в т.ч. Usnea Очень чистая зона Кустистые лишайники в т.ч. Evernia. Чистая зона Микрорайон находится в зоне умеренного загрязнения (степень проективного покрытия 3 балла).
Практические рекомендации по результатам исследований. Проблемы экологии городов – это в первую очередь проблемы уменьшения выбросов в окружающую среду различных загрязнителей. Их необходимо решать путем создания новых малоотходных технологий производственных процессов и эффективных очистных сооружений. Проблемы экологии городов – это в первую очередь проблемы уменьшения выбросов в окружающую среду различных загрязнителей. Их необходимо решать путем создания новых малоотходных технологий производственных процессов и эффективных очистных сооружений. Необходимо вести регулярные наблюдения за состоянием экосистем и их элементов – экологический мониторинг. Необходимо вести регулярные наблюдения за состоянием экосистем и их элементов – экологический мониторинг. Регулярно (один раз в два года) проводить оценку чистоты воздуха методом лихеноиндикации, изучать разнообразие лишайников и состояние их покрова. Регулярно (один раз в два года) проводить оценку чистоты воздуха методом лихеноиндикации, изучать разнообразие лишайников и состояние их покрова. Необходимо высаживать деревья, разбивать скверы, газоны, парки в микрорайонах с высокой антропогенной нагрузкой. Необходимо высаживать деревья, разбивать скверы, газоны, парки в микрорайонах с высокой антропогенной нагрузкой. Использовать для озеленения наиболее устойчивые к воздействию пыли, дыма и газа виды древесных пород: тополь, липу, клен, вяз, клен ясенелистный, акацию белую, боярышник обыкновенный, шиповник, бересклет, барбарис обыкновенный, бузину красную. Использовать для озеленения наиболее устойчивые к воздействию пыли, дыма и газа виды древесных пород: тополь, липу, клен, вяз, клен ясенелистный, акацию белую, боярышник обыкновенный, шиповник, бересклет, барбарис обыкновенный, бузину красную. Комплекс мероприятий по организации зоны отдыха и благоустройству территории парка Гузовского. Комплекс мероприятий по организации зоны отдыха и благоустройству территории парка Гузовского.
Выводы Результаты проводимых исследований показали, что индикаторами загрязнения могут быть: лишайники – лихеноиндикация. Результаты проводимых исследований показали, что индикаторами загрязнения могут быть: лишайники – лихеноиндикация. По данным наблюдениям за лишайниками в период 2013 года, по виду лишайников, их количеству можно определить, что в окрестностях школы складывается загрязнение атмосферы SO2 и др. загрязнителями. На деревьях и почве больше всего встречаются накипные и листоватые лишайники, т. к они более приспособлены к вредному влиянию окружающей среды. Мы нигде не встретили лишайники кустистые. По данным наблюдениям за лишайниками в период 2013 года, по виду лишайников, их количеству можно определить, что в окрестностях школы складывается загрязнение атмосферы SO2 и др. загрязнителями. На деревьях и почве больше всего встречаются накипные и листоватые лишайники, т. к они более приспособлены к вредному влиянию окружающей среды. Мы нигде не встретили лишайники кустистые. Присутсвие почти всех видов накипных лишайников, листоватых Xantoria, Parmelia и Hypogymnia указывает на то, что территория школы является зоной среднего загрязнения. Присутсвие почти всех видов накипных лишайников, листоватых Xantoria, Parmelia и Hypogymnia указывает на то, что территория школы является зоной среднего загрязнения. Степень проективного покрытия 3 балла. Учитывая общее число видов лишайников (3-4), степень покрытия слоевищами лишайников каждого дерева (30-40%), частоту встречаемости каждого вида, можно сделать вывод, что степень загрязнения воздушных масс обследуемой территории умеренная. Степень проективного покрытия 3 балла. Учитывая общее число видов лишайников (3-4), степень покрытия слоевищами лишайников каждого дерева (30-40%), частоту встречаемости каждого вида, можно сделать вывод, что степень загрязнения воздушных масс обследуемой территории умеренная.
Использованная литература 1) Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды: Методическое пособие.//А. В. Пчелкин, А.С. Боголюбов. В этом методическом пособии приводятся основные правила организации лихеноиндикационных исследований и некоторые простейшие методики использования лишайников для оценки интегрального воздействия неблагоприятных факторов среды на биологические объекты. 2) Миронова О.А. Практика лихеноиндикации в школьном экологическом мониторинге// Первое сентября. Биология с ) Пчелкин А. В., Боголюбов А.С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды: Методическое пособие. – М.: Экосистема, ) Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг.- М.: АГАР, ) Колбовский Е.Ю. «Изучаем природу в городе», Ярославль, Академия развития, 2006 г. Яковлев А. «Лихеноиндикация», Кугеси, 2003 г. 6) Боголюбов А.С., Кравченко М.В. «Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации», 2001 г.
Систематический обзор лишайников Род Гипогимния - Hypogymnia. Род Гипогимния - Hypogymnia. Таллом листоватый, в центре довольно плотно прикрепляется к субстрату участниками нижней поверхности, лопасти часто вздутые. Сверху таллом серовато-зеленоватый, беловато- сероватые, желтовато-сероватый или коричневый, снизу темный, от коричневато-черного до черного, к краям может быть немного светлее, или, наоборот, нижняя поверхность может быть развита лучше верхней, и тогда она выступает в виде черной каймы по краям лопастей. Поверхность таллома снизу складчатая или морщинистая. Растут преимущественно на стволах и ветвях древесных пород, реже на обработанной древесине, замшелых скалах, почве. Распространены почти по всей России, за исключением степной и пустынной зон. В России 27 видов. Таллом листоватый, в центре довольно плотно прикрепляется к субстрату участниками нижней поверхности, лопасти часто вздутые. Сверху таллом серовато-зеленоватый, беловато- сероватые, желтовато-сероватый или коричневый, снизу темный, от коричневато-черного до черного, к краям может быть немного светлее, или, наоборот, нижняя поверхность может быть развита лучше верхней, и тогда она выступает в виде черной каймы по краям лопастей. Поверхность таллома снизу складчатая или морщинистая. Растут преимущественно на стволах и ветвях древесных пород, реже на обработанной древесине, замшелых скалах, почве. Распространены почти по всей России, за исключением степной и пустынной зон. В России 27 видов.
Гипогимния вздутая. Таллом листоватый. Очень разнообразный по форме (розетковидный, полурозетковид-иый или неопределенной формы), с тесно сближенными или налегающими друг на друга лопастями 1-5 см. дл. И 1-6 мм шириной, слегка выпуклыми, разветвленными, слегка расширенными, вздутыми. Внутри полыми. По краю лопастей очень часто расположены белые мучнисто-зернистые соредии. Сверху таллом серовато-зеленоватый, желтовато-зеленоватый или голубовато-зеленовато-серый, гладкий или морщинистый. Преимущественно на стволах и ветвях хвойных и лиственных пород, реже на других субстратах. Часто растет с другими видами гипогимний. Один из самых обычных лесных видов. Почти по всей России, за исключением степной и пустынной зон. Таллом листоватый. Очень разнообразный по форме (розетковидный, полурозетковид-иый или неопределенной формы), с тесно сближенными или налегающими друг на друга лопастями 1-5 см. дл. И 1-6 мм шириной, слегка выпуклыми, разветвленными, слегка расширенными, вздутыми. Внутри полыми. По краю лопастей очень часто расположены белые мучнисто-зернистые соредии. Сверху таллом серовато-зеленоватый, желтовато-зеленоватый или голубовато-зеленовато-серый, гладкий или морщинистый. Преимущественно на стволах и ветвях хвойных и лиственных пород, реже на других субстратах. Часто растет с другими видами гипогимний. Один из самых обычных лесных видов. Почти по всей России, за исключением степной и пустынной зон.
Род Ксантория - Xanthoria Таллом листоватый, в виде округлых розеток или небольших оранжево-желтых подушечек. Поверхность таллома отКОН моментально окрашивается в винно- красным цвет. Апотеции леканориновые. В центре или по краю таллома, сидячие или прижатые, обычно обильные. Ризоиды хорошо развиты. На коре деревьев и камнях. В России около 10 видов. Таллом листоватый, в виде округлых розеток или небольших оранжево-желтых подушечек. Поверхность таллома отКОН моментально окрашивается в винно- красным цвет. Апотеции леканориновые. В центре или по краю таллома, сидячие или прижатые, обычно обильные. Ризоиды хорошо развиты. На коре деревьев и камнях. В России около 10 видов.
Ксантория постенная (стенная золотнянка) - X. Parietina. Таллом свыше 3 см в диам., в виде правильных оранжево-желтый розеток, состоящих из крупных, широких, округлых по краю лопастей. На концах лопасти выемчато- изрезанные. В центре таллома многочисленные апотеции, диск который обычно окрашен ярче таллома. Эпифит, обитающий на коре деревьев, растет также на обработанной древесине, особенно часто на заботах и стенах построек. По всей России. Таллом свыше 3 см в диам., в виде правильных оранжево-желтый розеток, состоящих из крупных, широких, округлых по краю лопастей. На концах лопасти выемчато- изрезанные. В центре таллома многочисленные апотеции, диск который обычно окрашен ярче таллома. Эпифит, обитающий на коре деревьев, растет также на обработанной древесине, особенно часто на заботах и стенах построек. По всей России.
Род Фисция - Physcia. Род Фисция - Physcia. Таллом листоватый, в виде правильных розеток, реже в виде чешуйчатых корочек, ' плотно прирастающих к субстрату с помощью многочисленных ризоидов, обычно заметных при рассматривании таллома сверху в виде мелких ресничек по краю лопастей. Верхняя поверхность обычно плотная, ровная, гладкая, без морщинок и неровностей, б.ч. сероватая или коричневая. Часто с беловатым или сизым налетом. На коре деревьев или на камнях. В России около 25 видов. Таллом листоватый, в виде правильных розеток, реже в виде чешуйчатых корочек, ' плотно прирастающих к субстрату с помощью многочисленных ризоидов, обычно заметных при рассматривании таллома сверху в виде мелких ресничек по краю лопастей. Верхняя поверхность обычно плотная, ровная, гладкая, без морщинок и неровностей, б.ч. сероватая или коричневая. Часто с беловатым или сизым налетом. На коре деревьев или на камнях. В России около 25 видов.
Фисция звездчатая - Ph. Stellaris. Таллом в виде плотно приросших к субстрату розеток, сверху беловатых или сизовато-серых, снизу светлых. С густыми серыми ризоидами. Лопасти узкие, вытянутые, на концах округло-выемчатые. Сверху таллом желтеет. иногда покрытым беловатым налетом. На коре лиственных деревьев, особенно часто на тополе, осине, реже на коре хвойных и на камнях. По всей России. Очень распространенный вид. Таллом в виде плотно приросших к субстрату розеток, сверху беловатых или сизовато-серых, снизу светлых. С густыми серыми ризоидами. Лопасти узкие, вытянутые, на концах округло-выемчатые. Сверху таллом желтеет. иногда покрытым беловатым налетом. На коре лиственных деревьев, особенно часто на тополе, осине, реже на коре хвойных и на камнях. По всей России. Очень распространенный вид.
Таблица 1 «Оценка чистоты встречаемости и степени покрытия по пятибалльной шкале». Частота встречаемости (в %) Степень покрытия Баллы Очень редко менее 5% 5-20% Очень низкая 1 редко 5-20%20-40%низкая 2 редко 20-40%40-60%средняя 3 часто 40-60%60-100%высокая 4 Очень часто %60-100% Очень высокая 5
Спасибо за внимание!!!