Задание 6.1. Провести обследование состояния окружающей среды в населенном пункте (на его части) или на прилегающей местности
1 исследование: Определение степени загрязнения атмосферного воздуха по степени асимметрии листовой пластинки Березы повислой в д.Немержа.
В результате наших исследований было отобрано по пять проб с 4 площадок. В качестве объекта для исследования использовали листья берёзы повислой (Betulapendula). На каждой площадке было отобрано с 5 близко растущих деревьев – по 10 листьев с каждого дерева, всего 50 листьев с одной площадки.
Отбирались листья с растений, находящихся в примерно одинаковых экологических условиях, занимающие равное положение в кроне, неповрежденные, среднего размера и с укороченных побегов. Для анализа использовали только средневозрастные деревья, избегая, молодые и старые экземпляры. Листья, брались с нижней части кроны на уровне поднятой руки с максимального количества доступных веток, при этом старались задействовать ветки разных направлений, условно с севера, юга, востока и запада.
Листья с одного дерева связывали ниткой по черешкам и складывали в полиэтиленовые пакеты для транспортировки в школу. Каждый пакет (выборка) снабжались этикеткой, на которой указывали место сбора и номер площадки. Исследования проводились в весенний период 2021 года. Для изучения данной проблемы были выбраны пробные площадки в различных частях д. Немержа:
1. Территория леса (контрольная площадка)
2. Территория школы (ул. Лесная)
3. Территория возле автодороги (ул. Ленина)
4. Территория возле дома
В качестве контроля служила территория леса. Экспериментальные площадки размещались в черте посёлка, территории которых отличались между собой степенью антропогенной нагрузки. При изучении биоиндикационных свойств листьев березы нами была изучена асимметрия листовой пластины.
Ход работы:
В процессе исследований для оценки показателя ФА устанавливались следующие пластические признаки листовых пластинок березы повислой:
Рисунок 1 - Схематичное изображение листовой пластины березы повислой(Betulapendula) с указанием измеряемых морфометрических билатеральных признаков в соответствии с рекомендацией Захарова и др.
1. Ширина половины листа.
2. Длина второй от основания листа жилки второго порядка.
3. Расстояние между основанием первой и второй жилок второго порядка.
4. Расстояние между концами первой и второй жилок второго порядка.
5. Расстояние между концом второй жилки второго порядка и вершиной листа.
6. Угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.
Для проведения морфометрических измерений использовались линейка, штангенциркуль и транспортир. Расстояния между жилками, длина жилок и т.п. измерялись с точностью до 0,5 мм. Углы между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка измерялись с точностью до одного градуса. Обработка материала включает в себя по 6 измерений левой и правой половины каждого листа по отдельности и расчет их различий, то есть величины асимметрии листьев. Для каждого обмеренного листа вычислялись относительные величины асимметрии каждого признака. Для этого разность между параметрами слева (L) и справа (R) делили на сумму этих же параметров: ׀L-R׀/ ׀L+R׀. Величину ФА оценивали с помощью интегрального показателя – величины среднего относительного различия между сторонами на признак (средняя арифметическая отношения разности к сумме параметров листа слева и справа, отнесенная к числу признаков). Для оценки отклонений состояния организма использовалась шкала, разработанная для березы повислой (Betulapendula) Захаровым (таблица 1).
1 - Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для берёзы повислой (Захаров и др., 2000)
|
Балл
|
Величина показателя стабильности развития
|
|
I
|
<0,040 (условная норма)
|
|
II
|
0,040-0,044
|
|
III
|
0,045-0,049
|
|
IV
|
0,050-0,054
|
|
V
|
>0,054 (сильное, экстремальное загрязнение)
|
Каждому баллу, указанному в таблице 1, соответствует определенное значение стабильности развития. Балл I характеризует стабильность условной нормы. Балл II – характеризует незначительное отклонение от нормы, балл III – средний уровень отклонения от нормы, балл IV – значительное отклонение от нормы и балл V – критическое состояние.
Рассчитав показатель асимметричности для каждой площадки в отдельности, мы сравнили полученные значения и сделали выводы о большем или меньшем отклонении той или иной площадки от нормы.
Таблица 2 – Показатели отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для берёзы повислой (Betulapendula)
|
Площадка
|
ЛЕС
|
ШКОЛА
|
АВТОДОРОГА
|
ДОМ
|
|
Интегральный показатель
|
0,0174
|
0,032
|
0,043
|
0,029
|
|
Балл
|
I
|
I
|
II
|
I
|
Вывод: 1. Степень загрязнения атмосферного воздуха соответствует норме на всех исследуемых участках, кроме участка «Автодорога».
2. Самым чистым экспериментальным участком стал – «Лес (контрольная площадка)», самым загрязнённым – «Автодорога».
3. Загрязнение окружающей среды влияет на асимметрию листовой пластинки. Существует определенная взаимосвязь показателей значений ФА на участки с разной удаленностью от источников загрязнения. Чем ближе зеленые насаждения расположены к проезжей части, тем более высокие значения показателя ФА были зафиксированы.
2 исследование: Определение площади листовой пластины древесных растений в загрязненной и чистой зонах д. Немержа
В период роста листья проявляют высокую чувствительность к действию загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу, почву, водоемы. Растения подвержены очень большой изменчивости (особенно размеры листьев) и диапазон их нормы реакции очень широк. Так, размеры листьев могут сильно увеличиваться в размерах после обрезки деревьев, так как приток пластических веществ и фитогормонов из корневых систем распределяется на оставшиеся после обрезки листья, а также стимулирует пробуждение спящих почек. В тоже время размер листьев может сильно уменьшаться в результате длительной весенней засухи. В санитарных зонах предприятий, в уличных посадках в большинстве случаев размеры листьев уменьшены по сравнению с более чистой загородной территорией.
Существует несколько способов измерения площади листьев. По методике М.С. Миллера – это весовой метод, при помощи светочувствительной бумаги, подсчета квадратиков на миллиметровой бумаге, планиметрический. Модификацией данного метода является разработка Л.В.Дорогань, где предварительно для древесной породы определяется переводной коэффициент, а затем, путем измерение длинны и ширины производят массовые вычисления листьев. Это значительно ускоряет работу при больших выборках.
Ход работы:
Установление переводного коэффициента основано на сравнении массы квадрата бумаги с массой листа, имеющего такую же длину и ширину. Для этого берут миллиметровую бумагу и очерчивают квадрат, равный длине и ширине, а затем аккуратно обрисовывают его контур. Вычисляют площадь квадрата бумаги, вырезают и взвешивают его, затем вырезают контур листа и так же взвешивают.
Получаем ряд значений изменчивости площади листьев для древесной породы в разных экологических условиях. Для каждого ряда вычисляют среднеарифметические величины, сравнивают между собой.
Для определения массы тетрадного листа и листьев использовали методику Дорогань, визуально представленную на рисунках 2 и 3.
Измерение переводного коэффициента произвели по формулам 1, 2. Площадь листовой пластинки определили, используя формулу 3.
В ходе выполнения исследования, используя вышеназванную методику, определили значение переводного коэффициента для измерения площади листовой пластинки.
Таблица 3 – Показатели переводного коэффициента для измерения площади листовой пластинки березы повислой (Betulapendula)
|
Площадка
|
ЛЕС
|
ШКОЛА
|
АВТОДОРОГА
|
ДОМ
|
|
Переводной коэффициент (K)
|
0,96
|
0,95
|
0,94
|
0,95
|
Используя значения переводного коэффициента, определили площади листовых пластинок березы повислой на исследуемых участках и на основании этих данных построили диаграмму.
Таблица 4 – Показатели средних значений площади листовых пластин березы повислой (Betulapendula) для исследуемых участков
|
СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЛОЩАДИ ЛИСТЬЕВ (см2)
|
|
ЛЕС
|
ШКОЛА
|
АВТОДОРОГА
|
ДОМ
|
|
24,62
|
22,49
|
17,88
|
22,85
|
Вывод: самым чистым экспериментальным участком стал – «Лес», самым загрязнённым – «Автодорога». В санитарных зонах предприятий, вблизи автодорог в большинстве случаев размеры листьев уменьшены по сравнению с более чистой загородной территорией или территорией леса.
3 исследование: Определение загрязнения окружающей среды пылью по ее накоплению на листовых пластинках растений
В условиях городов и других обжитых территорий одним из мощных загрязнителей воздуха является пыль, которая переносится на большие расстояния при распылении почв, при выбросах от цементных, керамических заводов, предприятий по производству силикатного кирпича, а также от движущего автотранспорта. Все эти частицы, составляющие пыль, оседают на листьях, вдыхаются человеком, вызывая нарушение работы дыхательных путей, силикозы, провоцируя кашель и слезотечение.
Загрязненный атмосферный воздух является серьезным экологическим фактором, который оказывает глубокое влияние на структуру и функции древесно-кустарниковых насаждений и естественных лесных массивов.
Известно, что следы действия загрязненного воздуха на растения прослеживается в радиусе десятков-сотен километров от размещения промышленных объектов. Отрицательное влияние дымогазовых выделений выражается в появлении различного рода повреждений органов растений, дигрессивных изменениях фитоценозов в связи с выпадением негазоустойчивых компонентов.
Так, широколиственные виды деревьев в городе осаждают до 30% и хвойные до 42% выпавшей пыли. Количество улавливаемой растениями пыли зависит от многих факторов: высоты и плотности посадок, вида деревьев, морфологии листа и его физиологического состояния, характеристик самой пыли и метеорологических условий. Максимальная аккумуляция пыли наблюдается внутри насаждения и достигает 9-10 – кратного увеличения по сравнению с отложением пыли на открытой поверхности. Такие насаждения характеризуются средней плотностью и вертикальной структурой, а также продуваемостью на уровне 40-60%. Максимальный эффект пылеочищения растительностью достигается при помощи искусственных насаждений шириной 10-30 м. В центре кроны осаждается до 30% всех частиц. В зимнее время на их долю приходится 40% от общего количества пыли.
Конечно, крупные листья (например, тополя) удерживают на себе больше пыли, чем мелкие (например, яблони). Но самих листьев в кроне дерева неодинаковое число: крупных листьев может быть меньше по количеству, чем мелких. Поэтому необходимо выяснить, какова удельная пылеёмкость листьев на каждый 1 см2 листовой пластинки.
В лаборатории на электронных весах взвешивают кусочек влажной ваты. Лист березы повислой тщательно обтирают этой ваткой с двух сторон (разворачивать ватку с помощью пинцета), после чего ватку взвешивают повторно. Массу пыли (Р) рассчитывают как разницу между вторым и первым взвешиванием (Р=Р2-Р1).
Массу пыли рассчитывают по следующей формуле:
m = P/S (мг/см2),
где m – масса пыли на 1 см2 листа, Р – масса пыли в мг, S – площадь листа.
Исследования проводят с 50 листьев каждого участка и в таблицу вносят средний показатель её накопления на листовых пластинках.
Таблица 5 – Средние показатели накопления пыли на листовых пластинках березы повислой (Betulapendula)
|
СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ МАССЫ ПЫЛИ (мг/см2)
|
|
ЛЕС
|
ШКОЛА
|
АВТОДОРОГА
|
ДОМ
|
|
0,7
|
1,5
|
2,1
|
0,9
|
Вывод: при определении загрязнения окружающей среды пылью по ее накоплению на листовых пластинках растений было выявлено, что наиболее загрязненным участком нашей деревни является «Автодорога». На листьях этого участка было сконцентрировано наибольшее количество пыли на площадь листа березы.
Проведенные нами исследование, направленные на формирование умений переноса теоретических знаний экологической направленности на практическую деятельность по изучению влияния человека на окружающую среду, показало, что оно способствует успешному формированию у учащихся знаний, умений и навыков изучения состояния окружающей среды, связи обучения с практикой экологического воспитания школьников.
Практическая значимость состоит в возможности применения данных материалов в ходе проведения уроков, внеклассных мероприятий с учащимися разных классов. Главным преимуществом данной работы является ее связь с жизнью. Данный метод можно применять службам надзора за экологическим состоянием атмосферы. Нами дана оценка экологического состояния окружающей среды д.Немержа. Результаты данной работы могут быть использованы при изучении экологического состояния среды данного района.
подробнее... / свернуть