ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ В КАЧЕСТВЕ РЕГИСТРИРУЮЩИХ БИОИНДИКАТОРОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Автор: Кочемасова Евгения, 10 класс

МБОУ СОШ №29 г.о. Самара

Руководитель: Еременко Е.В.

 

В настоящее время исследования городской среды и связанные с ними теоретические и прикладные экологические проблемы необычайно актуальны, так как города становятся основной средой обитания человека. В последние десятилетия наблюдается интенсивное насыщение атмосферы городов газообразными и пылевидными отходами транспортных средств и промышленных предприятий. Они вызывают ухудшение условий существования человека и других организмов, создавая угрозу здоровью населения, нарушению климата в локальных и глобальных масштабах.

Среди компонентов живого вещества биосферы наиболее существенным фактором нейтрализации газообразных токсикантов является растительность и особенно древесно-кустарниковые насаждения и естественные лесные массивы.

Для оценки и прогноза состояния древостоя, а также состояния атмосферного воздуха, необходима ранняя диагностика нарушения жизнедеятельности древесных растений, подвергнутых воздействию газовых токсикантов и разработка возможности их использовать в качестве биоиндикаторов, это и обусловило актуальность нашего исследования.

Целью данной работы: изучение влияния загрязнения окружающей среды на древесные растения

Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать морфологическое и физиологическое влияние загрязнения воздуха на растения

2. Раскрыть понятие биоиндикации и изучить классификацию биоиндикаторов

3. Установить влияние диоксида серы и аммиака, содержащегося в атмосферном воздухе на морфологию листьев.

4. Выявить возможность использования биоиндикаторов для исследования загрязнения атмосферного воздуха.

Биоиндикация — метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов — биоиндикаторов. Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации. Ими могут быть как определенные типы природных объектов (почва, вода, воздух), так и различные свойства этих объектов (механический, химический состав и др.) и определенные процессы, протекающие в окружающей среде (эрозия, дефляция, заболачивание и т. д.). Методы биоиндикации подразделяются на два вида: регистрирующая биоиндикация позволяет судить о воздействии факторов среды по состоянию особей вида или популяции, а биоиндикация по аккумуляции использует свойство растений и животных накапливать те или иные химические вещества В соответствии с этими методами различают регистрирующие и накапливающие индикаторы. В нашей работе мы остановились на регистрирующих биоиндикаторах

Регистрирующие биоиндикаторы реагируют на изменения состояния окружающей среды изменением численности, фенооблика, повреждением тканей, соматическими проявлениями (в том числе уродливостью), изменением скорости роста и другими хорошо заметными признаками. С помощью биоиндикаторов можно получить информацию о биологических последствиях и сделать только косвенные выводы об особенностях самого фактора.

Характеристика района исследования

Для проведения исследования мы взяли листья древесных растений (береза повислая Betula pendula, вяз гладкий Ulmus laevis, липа сердцевидная Tilia cordata, клен ясенелистный Acer negundo, остролистный Acer platanoides, рябина обыкновенная Sorbus aucuparia, конский каштан обыкновенный Aesculus hippocastanum, тополь пирамидальный Populus pyramidalis), ясень обыкновенный Frаxinus excеlsior произрастающих на улице Радонежская, вблизи МБОУ СОШ №29 (рис.1)

Время проведения исследования: май – июнь 2012 года

 

Рис. 1 Район исследования – ул. Радонежская

Действие кислотного и щелочного загрязнения на растения мы проверяли с помощью воздействия сернистой кислоты и аммиака на листья, время, через которое произошли изменения, отметили и занесли с таблицу (таблица 1).

Таблица 1

Действие кислотного и щелочного загрязнения воздуха на растения

Растение	Время (мин)
	Кислотное загрязнение	Щелочное загрязнение
Береза повислая Betula pendula	15	22
Вяз гладкий Ulmus laevis	25	21
Липа сердцевидная Tilia cordata	29	36
Клен ясенелистный Acer negundo	38	45
Клен остролистный Acer platanoides	30	34
Рябина обыкновенная Sorbus aucuparia	31	38
Конский каштан обыкновенный Aesculus hippocastanum	30	38
Тополь пирамидальный Populus pyramidalis	35	40
Ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior)	32	35

Таким образом, наиболее чувствительны к кислотному загрязнению береза повислая, наименее клен ясенелистный, а к щелочному наименее чувствительной породой дерева является вяз гладкий и береза повислая, наиболее устойчивым клен ясенелистный.

В результате исследований мы пришли к выводу, что в качестве регистрирующего биоиндикатора можно использовать березу повислую, как наиболее чувствительную породу к загрязнению.

Исследование степени загрязненности атмосферного воздуха

Тщательно осматривались листья 10 деревьев. Для анализа листовых повреждений использовались листья с веток одного возраста, на высоте 1,3 – 1,7 м. Степень поврежденности рассчитывалась исходя из типа повреждения по формуле (на 100 листьев):

 

, где

a – cтепень поврежденности;

b – количество листьев с определенным типом повреждения;

100 – количество исследованных листьев с 1 дерева.

Всего было исследовано 1000 листьев с 10 деревьев (береза)

Некрозы были обнаружены на 2,1% листьев, деформация на 1,2%, черные пятна на поверхности 1,8%

Заключение

Анализируя полученные результаты можно сделать следующие выводы:

1. В результате загрязнения атмосферного воздуха может изменяться фенооблик, повреждаются ткани, наблюдаются соматические проявления.

2. Существует 2 вида биоиндикации: регистрирующая и накапливающая. Методы биоиндикации позволяют изучать влияние техногенных загрязнителей на растительные и животные организмы, на неживую природу.

3. Все растения независимо от вида чувствительны к загрязнению атмосферного воздуха.

4. Наиболее чувствительна береза повислая. По анализу степени поврежденности было установлено, растения на данной территории испытывают среднее воздействие кислотного и щелочного загрязнения воздуха. Погрешность данных может быть обусловлена схожестью повреждений насекомыми вредителями и болезнями, но, как указывалось выше, содержание в атмосфере SO₂ приводит к увеличению восприимчивости к болезням и вредителям.

Мониторинг с применением накапливающих биоиндикаторов зачастую требует применения сложных и дорогостоящих приборов, оборудования, трудоемких методик, что под силу только специальным лабораториям. Но регистрирующие методы биоиндикации не требуют значительных затрат труда и оборудования, а поэтому могут широко использоваться в школьном экомониторинге, являются наиболее доступными для школьников.

Источники информации в литературе и Интернете

1. Благоустройство городов и поселков /Герасимов Н. А.[и др.]. М-Л., 1950 – 160 с.

2. Гейнрих, Д. Экология / Д. Гейнрих, М. Гергт ; пер. с нем. Н. Н. Гринченко. – М.: Рыбари, 2003. – 287 с.

3. Гетко, Н.В. Растения в техногенной среде: Структура и функция ассимиляционного аппарата / Н.В. Гетко. – Минск: Наука и техника, 1989. – 208 с.

5. Горышина, Т.К.Растение в городе/Т.К.Горышина. – Л.:Изд-во ЛГУ, 1991. -148 с.

6. Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды / Р.Гудериан.- М.: Мир, 1979. - 200 с.

7. Илькун, Г.М. Загрязнители атмосферы и растения / Г.М. Илькун. – Киев: Наукова думка, 1978. – 246 с.

8. Калверт, С. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / С Калверт, Г. Инглунд. – М.: Металлургия, 1988. – 286 с.

9. Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение / В. А. Алексеев [и др.]. – Л.: Наука, 1990. – 197 с.

10. Майснер, А.Д. Жизнь растений в неблагоприятных условиях / А.Д. Майснер. – Минск: Высш. школа, 1981. – 98с.

11. Одум, Ю. Основы экологии. / Ю. Одум. – М.: Мир, 1975. – 345 с.

12. Школьный экологический мониторинг. Уч.- метод. Пособие. /Под ред. Т.Я. Ашихминой. М.: Агар, 2000. - 386 с.

13. http://eco-konkurs.ru/