Исследовательская работа "Оценка загрязнения воздуха территории гимназии методом лихеноиндикации"

Районная научно-практическая конференция

«Первый шаг в науку»

«Оценка загрязнения воздуха

территории гимназии методом лихеноиндикации»

Авторы работы:

Масалова Яна Александровна,9 класс

ГУО «Бешенковичская гимназия –интернат»,

Ковалёнок Елизавета Владимировна,9 класс

ГУО «Бешенковичская гимназия –интернат»

Руководитель работы:

Соколова Лариса Викторовна, учитель биологии,

ГУО «Бешенковичская гимназия –интернат»

г.п. Бешенковичи, 2018 г.

Оглавление

I.Введение. …………………………………………….……………………….3

II.Основная часть…………. …...……………………………………………...5

III.Заключение………………………………………........................................7

3.1.Результаты исследований.…………… ………………………………….7

3.2.Выводы…………………………………………………………………….8

IV.Список источников и литературы…………………………………………9

Приложение1………………………………………………………………….10

I.Введение

В современном мире состояние окружающей среды является одной из важных экологических проблем. Все больше людей стремятся жить в чистых районах . Для определения экологической обстановки территории часто используют метод биоиндикации ,который основан на том ,что многие живые организмы могут реагировать на избыточное содержание или недостаток в воде ,почве ,тех или иных веществ .Это значит они могут служить живыми индикаторами состояния окружающей нас среды. По их наличию и количеству, а также по изменению их формы и цвета можно говорить о степени загрязнения окружающей среды.
В 2016/2017 учебном году мы уже проводили биоиндикацию. Оценивали 

состояние лесного массива рядом с нашей гимназией по сосне обыкновенной. 

И выяснили, что обстановка исследуемого леса благоприятная. 

Данный лесной массив можно использовать для отдыха людей. В этом учебном году мы решили продолжить работу в данном направлении,и в качестве био-индикаторов решили взять лишайники ,но исследовать территорию возле гимназии.
Лишайники  способны «забирать» загрязняющие вещества из атмосферного 

воздуха.Метод исследования загрязнения воздуха с помощью лишайников называется лихеноиндикацией. Увеличение количества лишайников (положительный индикатор) или же их уменьшение (отрицательный  индикатор)  служат показателем определенного состояния  окружающей  среды. [1]. Этот метод доступен любому человеку . Метод хорош  ещё и тем ,что не надо каких-то реактивов, больших материальных затрат.

Наибольшей чувствительностью обладают эпифитные лишайники,кото-рые  обитают  на коре деревьев. Ученые установили закономерность : чем

 больше в городе предприятий, транспорта, тем более загрязнен воздух, и

 тем меньше на еготерритории встречается видов лишайников, и тем мень-шую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев ,и тем ниже их жизнеспособность.
Цель  работы: оценка загрязнения воздуха территории гимназии

с помощью   лишайников, т.е.  методом  лихеноиндикации .
Задачи:
- изучить материалы и литературу по теме исследования;
- определить виды и группы лишайников в окрестностях гимназии,
оценить их численность и процент  покрытия;
- с помощью метода лихеноиндикации сделать вывод о загрязнении (или чистоте) воздуха территории  гимназии.

Лишайники  это группа живых организмов, тело которых образовано двумя 

организмами грибом и водорослью (или цианобактерией), находящимися в 

симбиозе. Лишайники  могут произрастать на разных субстратах: камнях, 

почве ,деревьях, зданиях и т.д.[2].
Науке известно около  26000 видов лишайников. На  территории Беларуси 

встречается 477 видов лишайников. В Красную книгу Республики Беларусь 

занесены 24 вида лишайников:  кладония крупнолистная, лобария лёгочная, 

уснея цветущая и др. [3].
Вегетативное тело лишайника называется талломом (слоевищем). Талломы 

бывают разные  по форме и окраске. По внешнему виду таллома выделяют три жизненные формы лишайников:
- Накипные, или корковые лишайники. Таллом таких лишайников представ-ляет собой корочку («накипь»), его нижняя поверхность плотно срастается с 

субстратом и не отделяется без значительных повреждений. Накипные лишай-ники могут жить на крутых склонах гор, деревьях и даже на бетонных стенах. 

Иногда такие лишайники развиваются внутри субстрата и снаружи совершенно

 не заметны.
- Листоватые лишайники. Листоватые лишайники имеют вид чешуек или 

пластин разной формы и размера, они более или менее плотно прикрепляются к субстрату при помощи выростов нижнего коркового слоя.
- Кустистые лишайники. Таллом имеет форму кустиков из  множество округ-лых или плоских веточек. Такие лишайники могут расти как на земле, так и 

свисать с деревьев, древесных остатков, скал. [4].
Минеральные вещества в виде водных растворов поступают в слоевище лишайника из почвы, горных пород, коры деревьев. Однако гораздо большее количество химических элементов лишайники получают из воздуха за счёт атмос-ферных осадков, росы, туманов, частиц пыли, оседающих на слоевище. [2]
Особая чувствительность лишайников к загрязнению объясняется тем, что 

они не могут выделять в среду поглощенные токсические вещества, которые вызывают физиологические нарушения и морфологические изменения.
По изменению размера и высоты таллома можно судить о чистоте воздуха 

или степени его загрязнения . При  приближении к источнику загрязнения слоевища лишайников  уменьшаются, становятся толстыми, компактными ,приобретают ассиметричную форму или меняют окраску. Дальнейшее загрязнение атмосферы приводит к тому, что талломы лишайников сморщиваются, и они погибают.[5]

Кустистые лишайники являются показателем чистого воздуха. При слабом загрязнении преобладают листоватые лишайники.
Наиболее устойчивыми к загрязнению, способными произрастать в сильно загрязнённой среде являются накипные лишайники.

Видовой состав лишайников в разных частях городов (в центре, в промышлен-ных районах, в парках, на окраинах) оказался настолько различным, что ученые стали в пределах городов выделять так называемые «зоны лишайников». Впер-вые они были выделены в Стокгольме, где стали различать лишайниковую 

«пустыню»(центр города с сильно загрязненным воздухом и фабричные 

районы-здесь лишайники почти совсем отсутствуют; зону «соревнования» (части города со средней загрязненностью воздуха)флора лишайников бедна, 

виды с пониженной жизнеспособностью;«нормальную» зону (периферийные 

районы города), где встречаются многие виды лишайников. Позднее такие зоны

были установлены и в других городах.Было также обнаружено,что в некоторых из них площадь лишайниковой «пустыни» за последние десятилетия увеличи-лась. [5]

II.Основная часть

Объект исследования : эпифитные лишайники

Методы исследования:

• Изучение информационных источников и литературы.

• Экскурсия в природу

• Сбор и определение видов и групп лишайников.

• Определение состояния лишайникового покрова деревьев

• Анализ собранного материала.

При оценке экологического благополучия атмосферы в окрестностях гимназии мы брали за основу общепринятые методики использования лишайников А.С.Боголюбова, М.В.Кравченко.

Методы оценки загрязнённости атмосферы по частоте встречаемости лишайников основаны на следующих закономерностях.
1. Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше встречается в нём видов

лишaйника.
2. Чем cильнее загpязнён воздух, тем меньшую площадь покpывают лишайники

на стволах деpевьев.

3. При повышении загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые

лишайники, за ними – листоватые и последними исчезает накипные

лишайники.

На основании этих закономерностей мы оценили степень загрязнения воздуха территории гимназии.

Исследования проводились с августа по октябрь 2017 года.

Этапы работы

1.Выбор площадок и отбор деревьев для проведения исследования

2.Изучение видового разнообразия лишайников на выбранных площадках

3.Определение проективного покрытия лишайников

4.Анализ данных, представление результатов исследования

Для выполнения работы понадобятся : компас, сантиметровые ленты, чашки Петри, пакеты зип, нож.

1.Выбор площадок и отбор деревьев для проведения исследования.

На территории гимназии определили две площадки: №1 – дендрарий пришкольного участка, №2 – участок ближе к дороге. На каждой выбрали по 10 деревьев.

2.Изучение видового разнообразия лишайников на выбранных площадках

На каждой площадке собрали лишайники для определения в лабораторных условиях. Экземпляры лишайников помещали в чашку Петри или в пакеты зип. Каждый образец мы сопровождали записью: номер образца, дата его сбора, место. В кабинете биологии определяли виды и группы лишайников . Лишайники собирали не в сухом виде, потому что так они легко ломаются, некоторые лишайники были сухие, и мы их немного смачивали водой. Нами было обследовано 20 деревьев на выделенных площадках. В ходе исследований был определён видовой состав лишайников на разных участках. Данные занесены в таблицу №1.

3.Определение проективного покрытия лишайников

Основным методом пассивной лихеноиндикации является измерение проективного покрытия лишайников на пробных площадках. При заложении пробной площадки выбирается участок с деревьями желательно одной породы и примерно одного возраста (не менее 10). Для измерения численности лишайников на деревьях пользуются, в основном, двумя приемами – способом «палетки» и способом «линейных пересечений» [1].

В нашей работе мы использовали способ «линейных пересечений».

Способ «линейных пересечений» заключается в наложении мерной ленты с мелкими делениями на поверхность ствола и фиксировании всех пересечений со слоевищами лишайников. В качестве ленты нами использовался «портняжный метр» с миллиметровыми делениями. Деревья, на выбранных площадках в основном были липы .Измерение лишайников мы проводили следующим образом. Определяли на стволе дерева точку на высоте 1,5 м от основания с северной стороны. Затем на ствол накладывали мерную ленту с делениями таким образом, чтобы ноль шкалы ленты совпадал с выбранной точкой, а возрастание чисел на шкале соответствовало движению по часовой стрелке (с севера на восток).

После полного оборота вокруг ствола ленту закрепляли на стволе булавкой в нулевой точке. Совмещали последнее деление и ноль ленты и определяли длину окружности ствола. Её при дальнейших расчётах мы принимали за 100%.

После этого начинали измерять, двигаясь взглядом по ленте и фиксируя начало и конец каждого пересечения ленты с талломами лишайников. Измерения проводили с точностью до одного миллиметра. По завершению измерений производили расчет проективного покрытия лишайников, т.е. определяли отношение покрытой лишайниками части ствола к его общей поверхности. Вначале мы подсчитали общую длину талломов лишайников. Затем, зная общую длину окружности ствола и принимая ее за 100%, рассчитали проективное покрытие лишайников. Проективное покрытие определяли для всех видов лишайников в сумме. Результаты измерений заносили в таблицу №2

III. Заключение.

3.1. Результаты исследования.

1.Для определения видов лишайников мы пользовались карточками видов из набора для оценки чистоты воздуха методом биоиндикации «Экознайка», а также использовали интернет-ресурсы – определитель лишайников России [6]. (http://www.ecosystema.ru/08nature/lich/index.htm )

При определении видового состава эпифитных лишайников на пробных площадках мы обнаружили 11 видов лишайников [6,7,8] :

1.Гипогимния вздутая

2.Пармелия бороздчатая

3.Леконора коричневая

4.Пармелиопсис сомнительный

5.Ксантория постенная (стенная золотнянка)

6.Ксантория многоплодная

7.Фисция звездчатая

8.Фисция щетинистая

9.Фисция припудренная;

10.Фисция аиполия.

11.Псевдоэверния шелушащаяся

По типу таллома : [7].

кустистые – № 11 –псевдоэверния шелушащаяся .

листоватые – № 1,2,4, 7,8, 9, 10 – гипогимния вздутая, пармелия бороздчатая, пармелиопсис сомнительный, фисция припудренная,фисция звездчатая,фисцияаиполия, фисция щетинистая.

накипные - № 3,5,6 - ксанторияпостенная, или настенная золотнянка, ксантория многоплодная, леконора коричневая.

По типу талломов на территории гимназии преобладают листоватые лишайники. Нам встретился только один вид лишайника с кустистым типом таллома – псевдоэвернияшелушащаяся. Накипные лишайники были обнаружены в единичных экземплярах( на деревьях ,которые находятся ближе к частным домам). Распределение по площадкам обнаруженных видов представлено в табл. 1

Таблица 1

Сравнительная характеристика видового состава разных площадок

2.Результаты подсчета проективного покрытия лишайников на пробных площадках методам «линейных пересечений» отражены в таблице 2.

Таблица 2

Большая площадь проективного покрытия лишайниками стволов деревьев на исследуемых пробных площадках отмечена на территории дендрария пришкольного участка, меньшая численность и обилие отмечено на участке около дороги.

3.2. Выводы

В результате проведенного исследования на территории гимназии мы обнаружили 11 видов эпифитных лишайников.По виду талломов больше листоватых лишайников, что говорит о слабом загрязнении воздуха.

Встречаемость лишайников на территории гимназии позволила определить количество видов на каждой площадке (дендрарий пришкольного участка– 7 видов, участок возле дороги – 6 видов).

Результаты подсчета численности и проективного покрытия лишайников на пробных площадках (мы брали среднее значение) методом «линейных пересечений» отражены в таблице 3.

Таблица 3

Измерение площади проективного покрытия лишайников

Большая площадь проективного покрытия лишайниками стволов деревьев отмечена на территории дендрария пришкольного участка.

Полученные нами результаты при исследовании территории гимназии показали,что территория гимназии находится в зоне незначительного загрязнения, это объясняется тем, что вблизи учреждения нет ни одного промышленного предприятия, единственным источником загрязнения воздуха может служить котельная больницы, работающая на твёрдом топливе и частные дома.

Мы планируем продолжить работу по использованию метода лихеноиндикации,но уже взять для изучения центральную часть поселка и сравнить с полученными данными. Наши исследования можно использовать на уроках биологии,при проведении внеклассных мероприятий.

Список литературы

1.А.С.Боголюбов, М.В.Кравченко.Оценка загрязнения воздуха методом

лихеноиндикации. М.,Экосистема, 2001.

2.Н.Д.Лисов., Биология . Учебник для 7 класса, Минск «Народная асвета»,

2017 г., с.70-74.

3.Красная книга Республики Беларусь: Редкие и находящиеся под угрозой

исчезновения виды флоры и фауны.Издательство: «Беларуская

Энцыклапедыя» имени Петруся Бровки. Гл. ред. Пашков Г.П и др. 2005.

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Лишайники

5.Определение чистоты воздуха по лишайникам. Группа 4(ИГПУ СЭМ) — IrkutskWiki

6.http://www.ecosystema.ru/08nature/lich/index.htm (определитель лишайников

России)

7.Водоросли, лишайники и мохообразные СССР. Отв. Ред. М. В. Горленко. М.,

«Мысль», 1978, с.67-152.

8.Биологический энциклопедический словарь, под ред. М.С.Гилярова, 1986,

с.326-328.

Приложение 1

Площадка №2 Площадка №1

Работа по определению видов лишайников

Определение проективного покрытия лишайников методом «линейных пересечений»