VII Всероссийский конкурс учебно- исследовательских экологических проектов «Человек на Земле» Номинация 02
реклама
VII Всероссийский конкурс учебноисследовательских экологических проектов «Человек на Земле» Номинация 02 «Экологические проблемы поселений» МОУ «Кабановская средняя общеобразовательная школа» Творческий коллектив – школьная экологическая лаборатория Название проекта: «Оценка степени чистоты воздуха окрестностей деревни Кабаново посредством биоиндикации» ФИО руководителей: Руководитель лаборатории, зам дир по УВР Гогина Г.В. Научный консультант – доцент кафедры зоологии и экологии МГОПИ, кандидат биологических наук Зыков И.Е. Год проведения работы 2008 Представление исполнителей МОУ «Кабановская СОШ» Московская область, Орехово-Зуевский район, д. Кабаново 98 142664 Телефон: 8 (496) 418-45-00 e-mail: kabanovoschool@yandex.ru Руководитель школьной экологической лаборатории (ШЭЛ) – заместитель директора по УВР Гогина Г.В. Члены ШЭЛ: Кузьмина Кира, учащаяся 11 класса; Брызгалина Екатерина, учащаяся 9 класса; Хапугин Андрей, учащийся 10 класса. Научный консультант - доцент кафедры зоологии и экологии МГОПИ, кандидат биологических наук Зыков И.Е. В работе объектами исследования являются растения-индикаторы (чутко реагируют на изменения состояния окружающей среды, имеют существенные преимущества перед дорогостоящими и трудоемкими физико-химическими методами исследования) Объекты исследования Эпифитные лишайники Хвойные породы (сосна обыкновенная Pinoideal silvestris) Листопадные билатеральные породы (береза бородавчатая Betula verrucosa) Лишайники Чуткие индикаторы загрязнения воздуха, т.к. газообмен и впитывание влаги происходит свободно через всю поверхность тела. Не избавляются от пораженных частей тела. Загрязнение воздуха гибель лишайников Объекты исследования Хвойные породы Признаки загрязнения воздуха: хлорозы, некрозы, уменьшение продолжительности жизни хвои. Преимущества: круглогодичная биоиндикация Листопадные билатеральные породы (симметрично организованные) Различия между правой и левой половинами листа находятся в прямой зависимости от наличия в среде полютантов. Преимущества: биоиндикация на больших расстояниях Информация об изучаемых растениях Лишайники Это сложный организм на основе гриба и водоросли, которые приспособились к сожительству (симбиоз) и образовали качественно новый организм. Водоросли (отдел зеленые, реже сине-зеленые) создают органическое вещество. Грибы (класс сумчатые) снабжают организм водой, минеральными солями, выполняют защитные функции. Гетеромерный таллом В работе использованы эпифитные лишайники (встречаются на коре деревьев) Информация об изучаемых растениях Подсемейство сосновые Это вечнозеленые деревья с длинной узкой хвоей, мужскими и женскими шишками. Семена с длинной крылаткой. Шишка созревает на 2-3 год жизни. Растения широко распространены и имеют ценную древесину Женские шишки Побег сосны Сосна обыкновенная (Pinus silvestris) Мужская шишка Информация об изучаемых растениях Береза бородавчатая или повислая Это дерево с простыми цельными листьями, аккуратной кроной и поникающими ветвями. Кора белая, побеги бурые, листья треугольно-ромбической формы. Жилкование листьев перисто-сетчатое. Соцветия в виде сережек. береза бородавчатая (повислая) Betula verrucosa Побег березы Место положение природных объектов исследования д. В-Гора. Пл. № 2 №1 №3 №1 №1 Условные обозначения №2 школа лихеноиндикация хвойные породы билатеральные породы Цель исследования Определение степени чистоты воздуха д. Кабаново и ее окрестностей. Задачи исследования: 1. Изучение и апробация современных методов биоиндикационного анализа загрязнения атмосферного воздуха; 2. Внедрение результатов исследования в школьную практику; 3.Обнародывание результатов исследования Обоснование выбора направления работы 1 год •Школьная экологическая лаборатория (ШЭЛ) •Программа работы ШЭЛ •5-ти летний план работы ШЭЛ 1-3 год Биоиндикация воздуха, воды, почвы д. Кабаново и ее окрестностей (выпуск информационных листов) 3-4 год Создание аналитико-интегральной сводки состояния окружающей среды д. Кабаново 2-4 год 5 год 5 год Работа с общественностью Проведение акции по защите от загрязнения окружающей среды окрестностей д. Кабаново Последующий долгосрочный биомониторинг Методы исследования I Лихеноиндикация загрязнения окружающей среды (А.В. Пчелкин, А.С. Боголюбов) Объект мониторинга - эпифитные лишайники. Наблюдение проводилось за изменением относительной численности лишайников. План проведения исследования Заложение 2 площадок (д. Кабаново, д. Войново-Гора – более благополучная зона) С помощью палетки на каждой площадке проводились измерения численности лишайников (10 деревьев) Результаты измерений (с 4-х сторон света) заносятся в таблицу Расчет общего проективного покрытия в процентах № уч. площадк и (дерева) 1 2 Число квадрато вс покрытие м более 50% (а) Число квадрато вс покрытие м менее 50 % (b) Число пустых квадрат ов (О) Обще число квадрат ов (С=а +b+О) Практическая часть (лихеноиндикация) Проективное покрытие стволов березы бородавчатой в районе д. Кабаново Расчет: ППП=10,56% Проективное покрытие стволов березы бородавчатой в районе д. Войнова Гора Расчет: ППП=17,4% Графический анализ результатов (лихеноиндикация) д. Кабаново 10,56% д. Войново-Гора 17,4% Выводы: 1. воздух в д. Кабаново и ее окрестностей нельзя назвать чистым, т.к. площадь проективного покрытия лишайниками мала и составляет всего 10,56%; 2. по мере удаления от д. Кабаново воздух становится чище (д. Войново-Гора), т.к. площадь проективного покрытия увеличивается до 17,4%. Методы исследования II определение состояния окружающей среды по состоянию хвои сосны обыкновенной (по С.В. Алексееву и др.) Неблагополучие газового состава атмосферы определялось по наличию хлорозов (повреждения хвои) и некрозов (усыхание хвои) на хвое хвойных растений различной продолжительности жизни План проведения исследования Классы повреждения хвои Заложение 3-х площадок. (1-2 – д. Кабаново и окрестности, 1 – д. Ионово, более благоприятная зона) Исследование 5-7 молодых сосен (сбор хвои) Определение класса повреждения и усыхания хвои Определение продолжительности жизни хвои Вывод по таблице 1 2 3 2 3 4 Классы усыхания хвои Максимальны й возраст хвои. Класс повреждения хвои на 2 - ом году жизни. 1 2 3 4 I идеальный I-II III норма 3 I II чистый III-IV 2,5 II III IV тревога 2 - IV IV-V опасно 1,5 - IV V-VI 1 - - VI вредно Практическая часть (состояние хвои сосны) Площадка №1 (д. Кабаново) 1 сосна – 4 класс (загрязн. - тревога) 2 сосна – 4 класс 3 сосна – 4 класс 4 сосна – 3 класс (норма) 5 сосна – 4 класс Площадка № 3 (д. Ионово) 1 сосна – 2 класс 2 сосна – 4 класс 3 сосна – 4 класс 4 сосна – 2 класс 5 сосна – 2 класс Площадка №2 (д. Кабаново) 1 сосна – 4 класс 2 сосна – 2 класс (норма) 3 сосна – 4 класс 4 сосна – не определен 5 сосна – 4 класс 6 сосна – 2 класс 7 сосна – 4 класс Результаты исследования: Графический анализ результатов (хвоя сосна) Степень загрязнения воздуха Номера площадок Выводы: 1. на площадках 1,2 ( окрестностях д.Кабаново) воздух загрязнен, т.к степень его частоты соответствует IV классу; 2. при удалении от д.Кабаново (д.Ионово) воздух становится чище т.к степень его чистоты соответствует III-IV классам. Методы исследования III Оценка экологического состояния окружающей среды по интегральным характеристикам ассиметрии листьев березы бородавчатой Стрессирующее воздействие (загрязнение) вызывает ассиметрию листьев биллатеральных пород (теория «Стабильности развития» А.В. Яблокова, В.М. Захарова и др.) План проведения исследования Заложение 1 площадки (д. Кабаново), исследование – 10 дер. листья – 100 шт 1 2 Снятие показателей по 5-и параметрам с левой и правой стороны листа 5 4 3 Занесение данных в таблицу Вычисления Определение степени загрязнения воздуха по шкале отклонения от нормы (5 баллов – критическое состояние) Балл Значение показателя асимметричности 1 До 0,055 (условная норма) 2 0,055-0,060 3 0,060-0,065 4 0,065-0,070 5 Более 0,070 (критическое состояние) Практическая часть (листья березы) 1 береза – 4 балла 4 береза – 4 балла (грязный) 7 береза – 3 балла (средняя степень загрязнения) 2 береза – 2 балла 5 береза – 2 балла 8 береза – 2 балла 3 береза – 2 балла 6 береза – 4 балла 9 береза – 3 балла 10 береза – 2 балла Графический анализ результатов Показатель чистоты воздуха в баллах Критическое состояние Условная норма № дерева Вывод: воздух в окрестностях д. Кабаново нельзя назвать чистым, т.к. степень ассиметрии листьев превышает условную норму. Коэффициент расчета площадки составляет 0,61 - 3 балла (средняя степень загрязнения) Общие результаты работы Степень чистоты воздуха Критическое состояние Условная норма Лихеноиндикация по По состоянию Пчелкину и хвои сосны Боголюбову (Алексеев) По ассиметрии листьев березы Методики ВЫВОД: Воздух в д.Кабаново и ее окрестностях ЗАГРЯЗНЕН. 1 2 5 3 4 Общие выводы по работе: 1. исследования, проводимые по трем методикам, показали, что воздух в д. Кабаново и ее окрестностях загрязнен; 2. загрязнение воздуха, по-нашему мнению, связано с близостью предприятий городов Орехово-Зуево и Ликино-Дулёво, шоссейной и железной дорогами, очагами торфяного пожара; 3. исследуемые методики просты и информативны Территория д. Кабаново и ее окрестностей взяты под контроль учащимися Кабановской средней школы Результаты исследования доведены до сведения общественности д. Кабаново Практическая направленность работы Биомониторинг остояния воздуха будет продолжен К проведению готовится природоохранная акция СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ •Алексеев СВ., Груздева Н.В., Муравьёв А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии. Учебное пособие. Москва. АО МДС 1996 - 192с. •Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды. •Биология. Под ред. Кузнецова. , •Боголюбов А.С. Оценка экологического состояния леса по асимметрии листьев. М.: Экосистема, 2002 •Ботаника. Систематика растений Комарницкий Н.А. •Ботанический атлас. Под ред. Шишкина Б.К. •Гарибова Л.В., Дудин Ю.К., Коптяева Т.Ф., Филин В.Р. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР. Москва, мыль, 1978, 365с. •Комарницкий Н.А., Кудряшов А.В., Уранов А.А. Ботаника. Систематика растений. Москва. Просвещение. 1975 - 608с. •Пчелкин А.В., Боголюбов А.С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды: Методическое пособие. М.: Экосистема, 1997-25с •Фёдорова А.И., Никольская Л.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. Москва. Владос. 2001 - 287с. •Фёдорова Л.В., Зыков И.Е., Гайдукова А.Н. Использование зольного анализа хвои сосны обыкновенной для оценки состояния атмосферы. Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга: теория, методика, практика. Материалы Всероссийской научной школы. Киров 2003, вып.1,с,285-288.
