Муниципальное образовательное учреждение «Моркинская средняя (полная) общеобразовательная школа № 6»
Моркинского района Республики Марий Эл
Исследовательская работа
«Биоиндикация загрязнения
воздуха в районе экологической тропы по состоянию сосны обыкновенной»
Выполнили: Соколова Мария 8 класс,
Киргизов Александр 11 класс МСШ № 6
Научный консультант: Малюта О.В.,
кандидат биологических наук,
доцент кафедры экологии МарГТУ
Руководитель: Краснова Л.Н., учитель
химии и биологии
п. Морки
2007 год
Содержание
Введение ………………………………………………………………………….. 1 - 2
1. Состояние вопроса ……………………………………………………………. 3 – 8
1.1 Экологическая индикация
1.2 Биоэкологические особенности сосны обыкновенной
2. Методики исследования …………………….……………………………. 9 - 10
2.1 Оценка атмосферного загрязнения по состоянию хвои.
2.2 Оценка атмосферного загрязнения по состоянию генеративных органов.
2.3 Оценка атмосферного загрязнения по состоянию годового прироста.
4. Выводы ……………………………………………………………………….. 11
5. Заключение …………………………………………………………………… 12
6. Литература ……………………………………………………………………. 13
7. Приложение…………………………………………………………………… 14 - 21
Введение
Наше поколение стало свидетелем драматических событий, которые изменили природу отношений человека с окружающей его средой. Стремительный рост народонаселения Земли, а также научно - технический прогресс способствуют усилению воздействия человека на окружающую среду.
Что мы вообще понимаем под словом «природа»? Всегда подразумевается некоторое существенное и в себе единое начало, производящее из себя все вещи. Мы всё воюем с природой, а нам необходимо мирно сосуществовать с ней. Слишком много сделал человек за время своего существования с природой Земли.
Велики потери почвенных ресурсов, эксплуатация минеральных богатств литосферы достигла гигантских масштабов, атмосфера претерпевает антропогенные изменения. Нарушение газового состава атмосферы происходит вследствие того, что выбросы техногенных газов и веществ достигают многих миллиардов тонн в год. Хозяйственная деятельность нарушила естественный баланс выделения и ассимиляции углекислого газа в природе, в результате чего его концентрация в атмосфере увеличивается. Расширяются масштабы нарушения баланса кислорода в атмосфере.
Мы считаем, что выбранная нами тема актуальна, так как экологическая ситуация в наше время вызывает серьезную озабоченность общественности, то одной из первоочередных задач является создание экологической карты района, на которой была бы обозначена общая степень загрязнения различных территорий.
Первыми на загрязнения окружающей среды реагируют живые организмы. По их внешнему виду, ритму жизни, присутствию или отсутствию можно судить о среде, в которой они живут, иначе говоря, использовать в качестве указателей, индикаторов этой среды, её общей характеристики и отдельных свойств.
1
Цель:
Изучить экологическое состояние атмосферного воздуха в районе экологической тропы, используя в качестве биоиндикатора сосну обыкновенную.
Задачи:
- Определить загрязнённость атмосферы по состоянию хвои, генеративных органов и состоянию прироста сосны обыкновенной
- Проанализировать полученные результаты.
Объект исследования:
Сосна обыкновенная
Методы исследования:
Наблюдения, анализ, практические методы.
2
1. Состояние вопроса
1.1. Экологическая индикация
Экологическая индикация основана на связи организма и среды его обитания. Её задача - определять свойства и изменения среды по признакам живых организмов, прежде всего отдельных растений.
В настоящее время индикационные данные учитываются при составлении почвенных, гидрологических и некоторых геологических карт. Широко используются растительные данные для уточнения климатических особенностей, для установления сроков сезонов года.
Очень важны индикационные признаки нарушений окружающей среды.. Индикация загрязнений окружающей среды, нарушения её природных законов - особая забота общества «зелёных» и правительств стран мира. Индикационные функции могут выполнять растительные сообщества, их группы и объединения. Важное значение имеют индикаторные признаки отдельных растений и их групп. Броскими являются индикаторные морфологические признаки: жизненные формы, тераты (болезненные изменения, например, окраски цветков), механические повреждения.
Не менее важный индикаторный признак- изменение нормального жизненного цикла, при котором может увеличиваться или сокращаться период вегетации, наступать позднее или раннее цветение и плодоношение. Другие морфологические индикаторные признаки могут сопровождаться физиологическими и биохимическими изменениями водного баланса, накоплением химических элементов в тканях
При использовании тех или иных индикаторных функций растительности и индикаторных признаков отдельных растений следует учитывать разнообразие жизненных проявлений природы. Необходимо учитывать сопряжённость индикатора с объектом индикации (индикатом). Индикатор должен быть достоверным.
3
Если он сопряжён с индикатором в 100% случаев, то это абсолютный индикатор, если более чем в 90% - достоверный, если в 75 - 90% - удовлетворительный, если только в 60 - 75% - сомнительный индикатор, при сопряжённости менее чем 60% - вообще не индикатор.
Растения - индикаторы имеют характерные признаки для определения нарушения окружающей среды. Так, усыхание хвойных деревьев, прежде всего сосны, свидетельствует о большом количестве пыли в воздухе, который забивает устьица на многолетней хвое. Исчезновение лишайников на стволах деревьев говорит о примеси технических газов в воздухе.
Перераспределение поясов распространения водорослей в водоёмах, исчезновение отдельных видов - признаки загрязнения.
Чрезвычайно важно обнаружить заражение воды и почвы радиоактивными элементами, способными концентрироваться в растениях, животных, грибах. Площадь и степень заражения могут быть установлены по анализу многолетних растений на содержание радиоактивных веществ.
4
1.2. Биоэкологические особенности сосны обыкновенной
Род сосны (Pinus L.) включает около 100 видов, произрастающих в странах умеренного пояса Северного полушария, а также в горах южных широт. На территории России имеется более 10 видов сосен.
Этот род подразделяют на два подрода: двухвойные сосны с крылатыми семенами (Diploxylon) И пятихвойные, или кедровые, с бескрылыми семенами (Haploxylon). Подрод двухвойных включает сосны обыкновенную, эльдарскую, пицундскую и др.; подрод пятихвойных — кедр сибирский, сосну корейскую, кед- ровый стланик, сосну веймутову.
Самый распространенный вид сосны, произрастающей в России—сосна обыкновенная (Pinus silvestria L.). Общими для этого вида чертами являются парное расположение хвои на укороченных побегах, плоско-выпуклая форма хвоинок в поперечном разрезе, крепкие деревянистые шишки с характерно утолщенными концами чешуи, полуторагодичный период их созревания, своеобразное сочетание семени с крылом и др. Эти признаки характерны для всех сосен, произрастающих в различных частях ее обширного ареала.
Сосна обыкновенная — дерево первой величины. Ее ствол в насаждениях прямой, как правило, высоко очищен от сучьев. Деревья, выращенные на свободе и опушках леса, имеют меньшую высоту, с низко расположенной кроной. В молодости крона у таких деревьев конусовидная, позже становится округленной или зонтиковидной, более плоской. Это объясняется тем, что с 40—50 лет рост осевого побега деревьев, растущих на свободе, значительно замедляется, а со 100—125 лет прекращается. Прирост боковых побегов хотя и замедляется, но не прекращается, и вследствие этого крона приобретает округлую или зонтиковидную форму. Кора в разных частях дерева отличается по цвету и толщине. Нижняя часть дерева покрыта толстой, глубокобороздчатой, красновато-бурой корой, верхняя часть ствола и крупные ветви — тонкой оранжевой отслаивающейся пленкой, а молодые сосны и тонкие ветви—гладкой серо-зеленой корой.
В Забайкалье и других районах Восточной Сибири с более сухим климатом,
5
и объем ее значительно выше, чем у сосен, произрастающих в европейской части России. На высоте пня толщина коры нередко достигает 10 см. Такая толстая кора способствует повышению устойчивости сосны к воздействию огня в период пожаров.
Почки у сосны засмоленные, красновато - бурые, удлиненно-яйцевидные, острые, длина их 6—12 мм, располагаются на концах побегов мутовками.
Хвоя сизо-зеленого цвета, расположена на побегах спирально, в пучках по две; в основании окружена влагалищами из чешуй. С внутренней стороны она плоская, с наружной выпуклая, жесткая на верхушке заостренная, по краям мелкопильчатая. Устьица располагаются рядами на обеих сторонах хвои, но обильнее на плоской. Длина хвои сосны обыкновенной колеблется от 2. до 8 см. В пределах кроны одного дерева разница в длине хвои составляет 2—3 см: наибольшей длины хвоя достигает на побегах последних 6 лет и на осевом побеге. На северной части кроны длина хвои меньше, чем на южной.
На площадях, где проведена осушительная мелиорация, изменяются размеры и цвет хвои. Она становится длиннее и приобретает темно-зеленый и сизо-голубой оттенки.
Длина хвои, а также продолжительность ее жизни являются важными диагностическими признаками при выделений форм сосны. Продолжительность жизни хвои колеблется от 2 до 8 лет. В центральных районах европейской части России продолжительность жизни хвои 2—3 года, в Архангельской обл. в 2 раза больше. У сосны, произрастающей в восточных районах страны, хвоя живет еще дольше.