Федерации Номинация «Экологическое наследие»




Скачать 121,01 Kb.
НазваниеФедерации Номинация «Экологическое наследие»
Дата публикации24.07.2013
Размер121,01 Kb.
ТипДокументы
pochit.ru > География > Документы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Номинация «Экологическое наследие» Нарушение билатеральной симметрии листьев дуба черешчатого, как один из показателей оценки окружающей среды

Подготовили: учащиеся 10 «А», «Б» класса Школы № 16 города Батайска Адрес образователь

Отечество - 2012



Город Батайск

.2011




«Министерство природных ресурсов

Российской Федерации рекомендует

широко использовать метод оценки

нарушения билатеральной симметрии

листьев при проведении оценки

качества среды с целью: определения

состояния природных ресурсов»

Распоряжение Росэкологии № 460-р от 16 октября 2003 г.
ВВЕДЕНИЕ

Проблемы экологии городской среды занимают одно из первых мест в иерархии глобальных проблем современности, так как эта среда отличается своеобразием экологических факторов, специфичностью техногенных воздействий, приводящих к значительной трансформации окружающей среды. Воздух в городе наполнен пылью, сажей, аэрозолями, дымом, твердыми частицами и т.д. К основным источникам загрязнения города Батайска относятся промышленные предприятия и транспорт. Естественно, что от загрязненного воздуха страдает человек и все, что его окружает . В настоящее время крайне актуален вопрос оптимизации городской среды. Для этого используются древесные растения, основная роль которых сводится к их способности нивелировать неблагоприятные для человека факторы природного и техногенного происхождения. Кроме этого, они выделяют кислород, снижают температуру, силу ветра и шума, повышают влажность воздуха, нередко улучшают среду до комфортной. Однако высокая степень воздействия негативных антропогенных факторов, присущая урбанизированным территориям, закономерно приводит к ослаблению растительности, преждевременному старению, снижению продуктивности, поражению болезнями, вредителями и гибели насаждений. Древесные растения, оказавшиеся в городских условиях, начинают отставать в росте и развитии, уменьшаются их параметры, рано начинает изреживаться крона. Городские насаждения, призванные оздоравливать урбанизированную среду, сами при этом нуждаются в защите. Таким образом, наравне с вопросом озеленения города на первый план также ставится проблема способов выявления и оценки уровня загрязнения окружающей среды . В настоящее время имеется большой арсенал методов для выявления различных неблагоприятных воздействий на состояние окружающей среды. Для проведения оценки качества окружающей среды на всех уровнях применяются различные подходы, но особенно важной является биологическая оценка. Это связано с тем, что именно состояние живых организмов позволяет прогнозировать такие изменения в окружающей среде, которые могут привести к необратимым последствиям. В трудах Центра Экологической Политики России (ЦЭПР) показано, что стабильность развития как способность организма к нормальному развитию является чувствительным индикатором состояния природных популяций и позволяет оценивать суммарную величину антропогенной нагрузки. Наиболее простым и доступным для использования способом оценки стабильности развития является определение величины флуктуирующей асимметрии билатеральных морфологических признаков.

Цель исследования: определить уровни функциональной асимметрии листовых пластинок дуба черешчатого, произрастающей в различных районах города Батайска, отличающихся степенью техногенной нагрузки.

Для достижения поставленной цели нужно было:

  • провести полный анализ морфометрических параметров листьев;

  • сопоставить данные морфометрических параметров листа дуба в городе Батайске;

  • выявить особенности адаптации листьев дуба черешчатого к действию загрязняющих веществ в условиях урбанизированной среды;

  • определить возможность использования дуба черешчатого для мониторинга окружающей среды и озеленения улиц города.

В связи с актуальностью нами была сформулирована тема исследования. «Нарушение билатеральной симметрии листьев как один из показателей оценки окружающей среды».

Проблема исследования: каково влияние техногенного загрязнения окружающей среды на показатели функциональной асимметрии листовой пластинки дуба.

Объект исследования: листовые пластинки дуба черешчатого, произрастающего в городе Батайске.

Предмет исследования: функциональная асимметрия листовых пластинок дуба черешчатого, произрастающего в городе Батайске.

В соответствии с целью, объектом, предметом исследования нами сформулированы следующие задачи:

  • изучить теоретические и практические аспекты применения морфометрических методов биоиндикационных исследований;

  • определить параметры листовой пластинки дуба черешчатого и уровень их асимметрии;

  • выявить зависимость уровня функциональной асимметрии листовой пластинки от степени техногенной загрязненности участка произрастания древесных растений.

Гипотеза исследования: уровень функциональной асимметрии листовой пластинки дуба черешчатого тем выше, чем больше степень техногенной нагрузки на территории произрастания дуба.
Методы исследования: анализ теоретической и методической литературы, морфометрический метод, методы статистической обработки результатов исследования.

Практическая значимость исследования заключается в том, что обоснована возможность применения морфометрических методов для оценки качества окружающей среды города Батайска .

Растения, как продуценты экосистемы, в течение всей своей жизни привязаны к локальной территории и подвержены влиянию почвенной и воздушной сред, наиболее полно отражающих весь комплекс стрессирующих воздействий на экосистему. В неблагоприятных естественных и техногенных условиях, где присутствует сильное воздействие, у растений изменяется форма листовой пластинки: появляется асимметрия. Материал для исследований функциональной асимметрии (листовые пластинки дуба) был собран в сентябре 2011 года на 4х участках, различающихся по степени техногенной нагрузки: (см. приложение 1)

Объект №1 находится на перекрёстке с оживлённым движением улиц Комсомольская и Луначарского (см приложение 2)

Объект №2 находится во дворе жилого дома, переулок Парковый вдали от проезжей части с активным движением (см. приложение 3)

Объект №3 находится за городом (городское кладбище) в 500 м от проезжей части (см. приложение 4)

Объект №4 находится на детской площадке, во дворе с большим скоплением автомобилей, ул. Герцена 35/2 и Белинского 34 (см. приложение 5). Исследования функциональной асимметрии листовой пластинки Дуба черешчатого проводили в сентябре-ноябре 2011г.

^ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

В настоящее время в связи с возрастающим антропогенным прессингом чрезвычайно важна быстрая и правильная оценка состояния окружающей среды. Сейчас основным загрязнителем среды является автотранспорт, а свинец составляет 18% продуктов сгорания топлива. Тяжелые металлы имеют не только мутагенный, но и канцерогенный эффект – вызывают онкологические заболевания у человека. В связи с этим очень важны экологические исследования компонентов атмосферы как местообитания человека. При оценке состояния компонентов атмосферы целесообразно использовать растительные объекты. Загрязнение воздуха отражается на состоянии зеленых растений. Поэтому по различным показателям растений можно определить степень загрязнения окружающей среды. Перспективным методом является морфологический, так как растения считаются надежными индикаторами загрязнения природной среды различными токсическими веществами. Они вынуждены адаптироваться к стрессовому воздействию среды с помощью физиолого-биохимических и анатомо-морфологических перестроек организма. Мы считаем, что фиксация и оценка этих изменений, которые могут регистрироваться уже на самых ранних стадиях деградации, дают достоверную картину условий места произрастания растений и отражают состояние городской среды.

Наиболее чувствительным органом растений является зеленый лист, так как он очень подвержен действию токсических газов. Угнетение роста листьев находится в прямой зависимости от степени загазованности местообитания: чем выше загрязнение воздуха, тем меньше морфометрические параметры листа. Для того чтобы более наглядно продемонстрировать эту закономерность, необходимо не просто сравнить листья визуально, а определить и сравнить их площади и размеры.

Исследования по флуктуирующей асимметрии (промеров листа) были проведены на дубе по методике В.М. Захарова. По этой методике определятся коэффициент симметрии (КС) листа, который является одним из показателей, демонстрирующих влияние окружающей среды на растения. При сборе листьев учитывался их размер и функциональное состояние (собирались нормально развитые листовые пластинки средних размеров). Собранный материал гербаризировался для хранения и дальнейшей работы с ним. Для предотвращения влияния субъективных ошибок измерения производились одним человеком. Промеры делались при помощи циркуля, линейки и транспортира с точность до 1 мм и 10. Сначала при помощи нитки вычислялся площадь 1й стороны, а затем 2й. (см приложение 6)

КС рассчитывается по формуле: КС=Sa/Sb*100%, где Sa - площадь меньшей половины листа, Sb - площадь большей половины листа. По полученным данным выделяют следующие критерии состояния среды.

таблица №1

Шкала критерия состояния среды

Балл

Проценты

КС

1

>95%

экологическая норма

2

95-90%

экологический риск

3

90-85%

экологический кризис

4

<85%

экологическое бедствие


Результаты исследования внесены в таблицы №2-6 (см. приложения 7-11)

На основе вычисленных коэффициентов асимметрии был построен график. (см. приложение 12), проанализировав который мы пришли к выводу, что по всему городу наблюдается экологическое загрязнение в той или иной степени. Самым «здоровым» местом является городское кладбище (96%-экологическая норма), находящееся за городом. Экологическое бедствие было выявлено на объекте№4, которой находится на детской площадке (72,3%) и на объекте №1, находящемся на перекрестке (74,4%).

Для чистоты результатов опыта мы провели еще одно исследование, определяющее оценку развития листовой пластинки дуба черешчатого. Для этого мы произвели следующие измерения:

1-длина жилки второго порядка, второй от основания листа.

2- расстояние между вершинами этих же жилок.

3- расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка.

4-угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка. (См. приложение 13,14)

Таблица №7

Шкала оценки развития стабильности дуба черешчатого:

Балл

Величина показателя стабильности

Экологическое состояние

1

<0,065

ситуация условно нормальная

2

0,66-0,070

экологический риск

3

0,071-0,075

экологический кризис

4

0,076-0,083

опасные нарушения

5

>0,083

критическое состояние!!!


Результаты расчетов приведены в таблицах № 8-11(См приложение 15-18) Сводная таблица № 12 и график результатов оценки развития стабильности листовой пластинки дуба черешчатого (см приложение 19). Как видим, результаты второго исследования незначительно расходятся со значениям КС.

Результаты морфологического исследования мы решили подтвердить химическим и провели опыт «Определение содержания свинца в зеленой массе дуба черешчатого».

Задачи данного опыта:

1)Определить наличие свинца в листьях дуба черешчатого.

2)Показать уровень загрязнения окружающей среды выхлопными газами автомобилей.

Методика определения свинца в листьях:

  • Собрать, измельчить и растереть в ступке листья.

  • Добавить 40%-ного этилового спирта.

  • Профильтровать раствор

  • Экстракт кипятить на водяной бане, чтобы соединение свинца (бромид свинца) перешли в раствор

  • Экстракт упарить до 1/5 исходного объема

  • На фильтровальную бумагу нанести каплю исследуемого раствора, подсушить на воздухе, туда же капнуть раствор реагента – йодида калия. Ход и результат опыта приведен в приложении № 20.

В результате опыта мы увидели более яркое желтое окрашивание в пробах №1 и №4, что свидетельствует о более высоком содержании свинца.
PbBr2 + 2KJ 2KBr + PbJ2

желтый

А это еще раз доказывает, что детская площадка расположена в экологически неблагоприятной зоне.

ВЫВОД

Наиболее яркие нарушение стабильности развития (симметрии) листовой пластинки наблюдаем в районе детской площадки и особенно неблагоприятные условия в районе перекрестка ул. Луначарского и ул. Комсомольской, где присутствует активная автострада с большим количеством машин, а также отсутствие достаточного количества деревьев, которые бы смягчили обстановку в данном районе. Зона отдыха, на которой располагается детская площадка, является непригодным местом для игр детей, ведь в этом месте наблюдаются существенные нарушения асимметрии листа и одна из самых больших концентраций свинца. Самым экологически чистым местом является городское кладбище, находящееся вдали от города и дороги, а на втором месте  — переулок Парковый, который расположен между жилыми домами, в значительном удалении от автомобильных дорог с интенсивным движением .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Растительная биомасса быстро реагирует на различные стрессовые воздействия, на отклонения от оптимума условий существования.. Ответом на стресс (если его воздействие не выходит за пределы зоны угнетения, т.е. не приводит к гибели организма) является значительное изменение морфоструктуры растения (например, изменение формы, размера листовой пластины, удлинение или укорачивание стеблевидного черешка, утолщение кутикулы и др.) Одним из признаков естественного состояния является симметрия листовой пластины (вид симметрии двусторонний). Появление асимметрии свидетельствует о наличии неблагоприятных факторов в природной среде.

В данной исследовательской работе произведена оценка качества среды города Батайска по функциональной асимметрии листовой пластины дуба черешчатого и по содержанию в нем свинца. Исследования показали, что растения можно использовать как тест-объект для мониторинга исследований. По их характеристикам оценивают состояние окружающей среды и отслеживают изменения в течение ряда лет. Выявляя изменения характеристик у растительных объектов, можно говорить о загрязнении среды и прогнозировать степень экологической опасности для человека.

Химические исследования показывают, что уровень флуктуирующей асимметрии чувствителен к действию соединений свинца и возрастает при увеличении загрязнения атмосферы выхлопными газами.

Полученные данные в дальнейшем планируется дополнить материалами исследования не только древесных, но и травянистых культур, расширить перечень районов изучения для выявления степени влияния промышленности и автотранспорта на уровень функциональной асимметрии листа и возможности применения данного метода для интегральной оценки качества городской среды.

Список используемой литературы и интернет ресурсов:

  • Здоровье среды: методика оценки / В.М. Захаров, А.С. Баранов, В.И. Борисов и др. - М., 2000. - 68 с.

  • Косинова И.И. Теоретические основы крупномасштабных эколого-геологических исследований. - Воронеж, 1998. - 255с.

  • Математическая статистика / В.М. Иванова, В.Н. Калинина и др. – М., 1981. –371с.

  • Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.vestnik.vsu.ru

  • Захаров В.М. Кларк Д.М. (ред.) Биотест: Интегральная оценка здоровья экосистем и отдельных видов. Московское отделение Международного фонда «Биотест». М., 1993.68с.

  • Константинова Е.Л. Анализ уровня стабильности развития березы повислой (Betula pendula Roth.) как метод биоиндекации качества среды/Проблемы общей биологии и прикладной экологии: Сб.тр. Молодых ученых. – Саратов: Изд-во Сарат. Ун-та 1997. Вып.1.с.107-108

  • Чистякова Е.К. Анализ стабильности развития в природных популяциях растений на примере березы повислой (Betula pendula Roth.) Автореф.дис. … канд.биол.наук. – Москва 1997.20с.

Похожие:

Федерации Номинация «Экологическое наследие» iconВсероссийский конкурс исследовательских краеведческих работ учащихся...
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №16
Федерации Номинация «Экологическое наследие» iconКонкурс «Моя малая Родина: природа, культура, этнос» Номинация «Гуманитарно...
«Народные экологические традиции в русском земледельческом календаре. Жаворонки»
Федерации Номинация «Экологическое наследие» iconКонкурса «Подрост» Номинация экология лесных животных
«Экологическое состояние муравейников в окрестностях водопада Гадельша» выполнил Шакиров Артур, ученик 8 класса, обучающийся моу...
Федерации Номинация «Экологическое наследие» iconНоминация «Инструмент»
Михалев Евгений 6б класс, соло на гитаре, Л. В. Бетховен, «Лунная соната» Номинация «Художественное чтение»
Федерации Номинация «Экологическое наследие» iconРеспубликанский конкурс «Время уходит, память остается», посвященном...
Санкт-Петербурга (Ленинграда, Петрограда) было много сложных и противоречивых моментов. Но, пожалуй, самыми страшными днями, в течение...
Федерации Номинация «Экологическое наследие» iconПроект федерального государственного образовательного стандарта среднего...
«Экологическое проектирование». В приложении к статье представлен полный текст проекта образовательного стандарта по специальности...
Федерации Номинация «Экологическое наследие» iconВодный кодекс российской федерации
Российской Федерации как основа жизни и деятельности народов, проживающих на ее территории, обеспечивают экономическое, социальное,...
Федерации Номинация «Экологическое наследие» iconНа всероссийский конкурс «Организация учебно-воспитательного процесса,...
Номинация № Модели, технологии, методики, приемы и формы успешного обучения. Содержание и формы учебно-воспитательной деятельности...
Федерации Номинация «Экологическое наследие» iconВодный кодекс Российской Федерации от 16 ноября 1995 г. N 167-фз
Российской Федерации как основа жизни и деятельности народов, проживающих на ее территории, обеспечивают экономическое, социальное,...
Федерации Номинация «Экологическое наследие» iconРазвлекательная программа «С днем Рождения, Земля!»
Цель: Формировать экологическое сознание и чувство уважения к планете Земля, к своей Родине. Вызвать беспокойство за экологическое...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2019
контакты
pochit.ru
Главная страница