XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Введение

Роль   атмосферы в природных процессах очень важна. Чистый воздух необходим для жизни человека,  животных и для растений. Последнее время очень многие говорят о загрязнении воздуха, так как это отражается, прежде всего, на нашем здоровье. В любом населенном пункте наблюдается загрязнение атмосферы, связанное с работой предприятий, автотранспорта, сжиганием отходов и другими источниками. Воздух населенного пункта загрязняется твердыми частицами (пылью, золой, сажей, дымом, цветочной пылью), аэрозолями, газами, парами, и т.д. Необходимо иметь в виду, что, попадая в атмосферу различные вещества, взаимодействуют между собой и образуют соединения опасные дня здоровья человека: это соединение серы, углекислый газ, соединение азота, углеводорода, сажа, фенол, тяжелые материалы.

Проанализировав все выше сказанное, можно сказать,  что необходимо вести мониторинг состояния атмосферного воздуха. Задачами  мониторинга являются  наблюдение, оценка и прогноз состояния окружающей среды.

Можно выделить три  уровня мониторинга: на локальном (в конкретной ограниченной местности) и  региональном (в обширном регионе) и, наконец, глобальном (на всем земном шаре). Проще всего судить о качестве окружающей  среды на локальном уровне.

Один из таких методов мониторинга – биоиндикация, определение степени загрязнения геофизических сред с помощью живых организмов, биоиндикаторов.

Изучив различные методы, я решил, что оценить состояние воздуха можно с помощью  метода лихеноиндикации. Лихеноиндикация – это метод биоиндикации, в котором биоиндикаторами являются  живые организмы – лишайники. Лихеноиндикация перед инструментальными методами отличается высокой эффективностью, не требует больших затрат и дает возможность характеризовать состояние среды за длительный промежуток времени.

Актуальность проблемы:для исследования загрязнения атмосферы на территориях города Борисоглебска, мной были выбраны исследуемая территория и контрольная территория. Исследуемая – это скверы, расположенные по улице Свободы. Сегодня эта часть города благоустроена, здесь находится много цветов и лавочек, детских площадок, и вместе с тем, эти скверы окружены проезжей частью. Движение транспорта по обе стороны скверов в дневное время очень сильное. В это же время мамы активно гуляютс малышами, наслаждаясь цивилизацией. Выбросы же, которые попадают в атмосферу от автомобилей, составляют 90% загрязняющих веществ. Контрольная территория расположена в районе Макуревки, при лесной зоне. Я  решил оценить качество воздуха в скверах при помощи изучения обилия лишайников, растущих на деревьях. Решение этой проблемы значимо для всех, т.к. состояние окружающей среды влияет на здоровье, как взрослых, так и детей, гуляющих в скверах.

Цель работы:провести оценку загрязнения атмосферного воздуха в центральных скверах города  методом лихеноиндикации.

Задачи:

- Познакомиться с методом лихеноиндикации, как методом экологического исследования;

- Определить виды основных групп лишайников встречающихся на исследуемых территориях города Борисоглебска;

- Выявить состояние воздушного бассейна на исследуемых территориях города Борисоглебска по результатам лихеноиндикации.

Объект изучения: эпифитные лишайники.

Предмет исследования: деревья-форофиты г. Борисоглебска.

Период исследования: 2 месяца.

Методика исследования:наблюдение, статистический, сравнительный, описательный.

ГЛАВА I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИШАЙНИКОВ.

Строение лишайников.

Лишайники представляют собой особую группу организмов, состоящих из двух совершенно разных видов. Одна часть лишайника — это зеленая водоросль (относят к растениям) или сине-зеленая водоросль (относят к бактериям). Другая часть лишайника — это гриб.

Лишайники изучает наука лихенология, которая считается разделом ботаники.

Существует более 25 тысяч видов лишайников.

Лишайники неприхотливы и поэтому широко распространены. Их можно встретить даже в условиях вечной мерзлоты или на голых скалах. Они могут расти на стволах деревьев и земле. Лишайники, обитающие в тундре, стелятся по земле сплошным ковром.

Окраска лишайников бывает разной: от желтой и серой до коричневой и черной.

По форме слоевища выделяют три типа лишайников.

 

Кустистые лишайники соединены с поверхностью, на которой растут, только своим основанием. Лишайник бородач растет в еловых лесах, где свисает с ветвей деревьев. На почве растет ягель (олений мох). Если наступить на него в сухую погоду, то будет слышен характерный треск.

Листоватые лишайники встречаются на стволах деревьев. Они похожи на пластинки разной окраски и формы. Так на осине растет золотисто-желтая ксантория.  Листоватые лишайники соединяются с субстратом ризоидоподобными выростами. Они легко отделяются от поверхности.

Накипные лишайники (корковые лишайники) выглядят как коричневатые и сероватые корки на камнях и скалах. Они плотно прирастают к поверхности, в результате чего их трудно оторвать от нее.

Лишайники чаще всего считаются примером симбиоза, при котором двум разным организмам выгодно сожительство.

Тело лишайника называется слоевищем. Оно состоит из гиф гриба, между которыми находятся одноклеточные зеленые водоросли или сине-зеленые водоросли.

Подобное сожительство позволяет лишайникам обитать там, где по отдельности ни грибы, ни водоросли жить не могут. Гифы гриба обеспечивают водоросль водой и минеральными веществами. Водоросль дает грибу органические вещества, которые она синтезирует в процессе фотосинтеза.

Поскольку водоросли приходится питать не только себя, но и гриб, то лишайники растут очень медленно. Также, зачастую, произрастая в местах с вечной мерзлотой, лишайники не получают достаточного количества воды. Так прирост кустистых лишайников может составлять несколько миллиметров в год, а накипных — вообще доли миллиметра. Однако лишайники живут достаточно долго (до 100 лет).

Лишайники размножаются бесполым путем. Клетки водорослей делятся на двое, а гриб образует споры. Также в слоевище лишайников могут образовываться специальные группы клеток. Эти группы покидают материнский лишайник и в новом месте дают начало новому организму.

Значение лишайников.

Установлено, что при повышении степени загрязнения воздуха первыми исчезают кустистые, затем листоватые и последними - накипные (корковые) формы лишайников. Состав флоры лишайников в различных частях городов (в центре, в индустриальных районах, в парках, в периферийных частях) оказался настолько различным, что исследователи стали использовать лишайники в качестве индикаторов загрязнения воздуха. Одним из первых эту работу провел шведский ученый Р.Сернандер. Он выделил в Стокгольме "лишайниковую пустыню" (центр города и фабричные районы с сильно загрязненным воздухом - лишайники здесь почти отсутствуют); зону "соревнования" (части города со средней загрязненностью воздуха - флора лишайников бедна, виды с пониженной жизненностью) и "нормальную зону" (периферийные части города, где встречаются многие виды лишайников.

Глава II. Использование лишайников в экологическом мониторинге и биоиндикационных исследованиях.

2.1. Места и методы исследования.

Места исследования: Замеры проводились  в двух местах – на территории центрального сквера на улице Свободы и в лесной зоне района Станицы.

Метод визуальной оценки. Покрытие каждого вида на стволе дерева может быть так же представлено в качестве визуальной оценки. Это  сделано с помощью небольших пробных площадок, расположенных на стволе дерева на определенной высоте (1,5 м). Территории 10х10 м обследованы в сквере и в лесной зоне района Станицы. Модельные деревья обследовали  приблизительно одновозрастные, без видимых повреждений, основной  породой были тополь в сквере и сосна в лесной зоне.

Для определения проективного покрытия  использовали балльную  шкалу Браун-Бланке, объединяющая покрытие и обилие:

+ - встречается редко, степень покрытия ничтожна.
1 - индивидуумов много, степень покрытия мала или особи разрежены, но площадь покрытия большая.
2 - индивидуумов много, степень проективного покрытия не менее 10%, но не более 25%.
3 - любое количество индивидуумов, степень покрытия 25-50%.
4 - любое количество индивидуумов, степень покрытия 50-75%.
5 - степень покрытия более 75%, число особей любое

В нашем случае на улице Свободы в центральном сквере, где находится детская площадка шкала +, т.е. встречается редко, степень покрытия ничтожна. А на деревьях, растущих ближе к дороге, вообще нет лишайников. В лесной полосе жилого района можно определить шкалу №3, т.е. любое количество индивидуумов, степень покрытия 25-50%.

Метод визуальной оценки используется преимущественно при биоиндикационных исследованиях.

Метод «палетки». Для измерения численности лишайников на деревьях, в частности – их проективного покрытия, мы выбрали метод «палетки». Палетка представляет собой рамку, разделенную на квадраты размером 1 х 1 см. Это может быть сетчатая проволочная рамка или прозрачная пленка. Наружный размер палетки может быть любым - 10 х 10, 10 х 20, 10 х 40 см и т.д. Прозрачную палетку  изготовили самостоятельно из куска целлофановой пленки, расчертив ее перманентным фломастером на квадраты 1 х 1 см. Палетку  накладывали  на ствол дерева и фиксировала  кнопками или булавками. При работе с палеткой на каждом стволе измерения произвели  четыре раза - с четырех сторон света. Подсчет лишайников на каждом участке ствола произвели следующим образом. Сначала посчитали  число квадратов, в которых лишайники занимают на глаз больше половины площади квадрата (а), условно приписывая им покрытие, равное 100 %. Затем подсчитали  число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата (b), условно приписывая им покрытие, равное 50 %. Данные записали  в таблицу. Общее проективное покрытие в процентах (R) вычисляли  по формуле: R= (100 a + 50 b) / С, где С - общее число квадратов палетки (например, при использовании палетки 10 х 10 см с ячейками 1 х 1 см, С = 100). 

2.2. Качественная оценка загрязнения воздуха с помощью лишайников (лихеноиндикация).

Полученные данные исследования занесены в таблицу:

Результаты лихеноиндикации на участке № 1

(ул. Свободы, центральный сквер)

Признаки	Деревья
	1	2	3	4	5	6
Общее количество видов лишайников	1	1	-	1	1	-
В том числе - накипных	1	1	-	1	1	-
- листоватых	-	-	-	-	-	-
- кустистых	-	-	-	-	-	-
Степень покрытия древесного ствола лишайниками в %	25	10	0	17	20	0

Лишайники на – высоте более 1,3 м. практически отсутствуют. У основания деревьев встречаемость лишайников менее 10%, среднее суммарное покрытие лишайников в интервале от 3 до 10%.

Результаты лихеноиндикации на участке № 2

(лесная зона жилого района Станицы)

Признаки	Деревья
	1	2	3	4	5	6
Общее количество видов лишайников	1	3	2	3	2	1
В том числе - накипных	1	1	2	1	1	-
- листоватых	1	1	-	1	1	-
- кустистых	-	1	-	1	-	1
Степень покрытия древесного ствола лишайниками в %	50	10	12	25	20	25

Лишайники обильны. Встречаются на высоте более 1м, от земли. Проективное покрытие лишайников на стволах на высоте 1,3м. с северной стороны деревьев более 10%.

При этом выявлено, что существенное влияние на формирование лихенофлоры урбанизированной территории оказывает атмосферное загрязнение. Эпифитные лишайники обладают металлоаккумулирующей способностью, а содержание тяжелых металлов в их слоевищах находится в непосредственной зависимости от концентрации этих элементов в воздухе. Лишайники, растущие вблизи источников атмосферного загрязнения, в нашем случае у дороги,  если не исчезали совсем, то чаще всего утратили свой нарядный, привлекательный вид. На краях лопастей появился беловатый налет, уменьшился размер слоевищ. На грибных гифах в изобилии появляются бактерии, клетки водорослей уменьшаются в размере, а иногда совсем погибают; бывает, что разрушается весь водорослевый слой таллома. Одним словом, лишайники выглядят больными.

 Вывод: у дороги лишайники встречаются редко, выглядят больными, что подтверждает сильную загазованность.

Заключение

Количество видов лишайников и площадь их проективного покрытия прямо пропорциональны расстоянию от предполагаемого загрязнителя (загазованность воздуха), т.е. чем сильнее загрязнен  воздух на данной территории, тем меньше встречается в нем видов лишайников, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и других субстратов, и тем ниже их жизнеспособность.

 Наличие кустистых, листоватых и накипных лишайников на стволах  деревьев исследуемых участков указывает на  слабое загрязнение атмосферного воздуха в этом районе.

Во время выполнения работы мной были определены только некоторые виды лишайников.

 Данная методика проста в использовании, не требует больших материальных затрат, дает объективные показания. Недостаток – результаты приблизительные.

Литература

1.     Михайлова И.Н., Воробейник Е.Л. Эпифитные лихеносинузии в условиях химического загрязнения: зависимости доза-эффект // Экология, 1995. № 6. 

2. Радченко Н.М., Шабунов А.А. Методы биоиндикациив оценке сосотояния окружающей среды: Учебно-методическое пособие. – Вологда: Издательский центр ВИРО, 2006. – 148 с. – ISBN 5-87590-230-2

3.Источник:https://vk.com/doc3489450_444235059?hash=86124431f942d3b61e&dl=c471d5e7c3a6172fe3

Код для цитирования: Скопировать