Морфометрия листовой пластинки как показатель загрязнения окружающей среды (на примере г. Минска)

Промеры делались при помощи циркуля, линейки и транспортира с точность до 1 мм и 10[1; 18].

При анализе комплекса морфологических признаков лучше использовать интегральные показатели стабильности развития.

Интегральным показателем стабильности развития для комплекса меристических признаков является средняя частота асимметричного проявления на признак. Этот показатель рассчитывается как средняя арифметическая числа асимметричных признаков у каждой особи, отнесенная к числу используемых признаков. В данном случае не учитывается величина различия между сторонами, а лишь сам факт асимметрии, несходства значений признака на разных сторонах тела. За счет этого устраняется возможное влияние отдельных сильно уклоняющихся вариантов.

Интегральным показателем стабильности развития для комплекса пластических признаков является средняя величина относительного различия между сторонами на признак. Этот показатель рассчитывается как средняя арифметическая суммы относительной величины асимметрии по всем признакам у каждой особи, отнесенная к числу используемых признаков. Система пластических признаков используется при оценке стабильности развития у растений[17].

Таблица 1 - Промеры листовых пластинок березы повислой

В миллиметрах

Для мерных признаков величина асимметрии у растений рассчитывается как различие в промерах слева и справа, отнесенное к сумме промеров на двух сторонах. Интегральным показателем стабильности развития для комплекса мерных признаков является средняя величина относительного различия между

сторонами на признак. Этот показатель рассчитывается как среднее арифметическое суммы относительной величины асимметрии по всем признакам у каждой особи, отнесенное к числу используемых признаков:

а) сначала для каждого промеренного листа вычисляются относительные величины асимметрии для каждого признака. Для этого модуль разности между промерами слева (L) и справа (R) делят на сумму этих же промеров: L-R/L+R;

б) затем вычисляют показатель асимметрии для каждого листа. Для этого суммируют значения относительных величин асимметрии по каждому признаку и делят на число признаков;

в) вычисляется интегральный показатель стабильности развития - величина среднего относительного различия между сторонами на признак. Для этого вычисляют среднюю арифметическую всех величин асимметрии для каждого листа [16; 18].

Для оценки степени нарушения стабильности развития удобно использовать пятибалльную оценку. Первый балл шкалы - условная норма. Значения интегрального показателя асимметрии (величина среднего относительного различия на признак), соответствующие первому баллу наблюдаются, обычно, в выборках растений из благоприятных условий произрастания. Пятый балл - критическое значение, такие значения показателя асимметрии наблюдаются в крайне неблагоприятных условиях, когда растения находятся в сильно угнетённом состоянии.

Таблица 2 - Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для берёзы повислой (Betula pendula)[16]

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

После математической обработки данных по указанной методике получены следующие интегральные показатели стабильности развития (величин функциональной асимметрии): минимальное значение показателя (0,040), соответствующее 1-му баллу, получено для листьев берез, произрастающих около пруда в сквере на пересечении проспектов Любимого и Дзержинского (район Юго-Запада) и максимальное (0,052), соответствующее 5-му баллу - в близи МКАД (рис. 5, табл. 3). Последний показатель соответствует 5 баллу и свидетельствует о явном неблагоприятном воздействии техногенных факторов на растительный организм.

Рисунок 5 - Интегральные показатели стабильности развития березы повислой в различных районах города Минска

Таблица 3 - Статистические данные показателей стабильности развития березы повислой в разных районах города Минска

Статистическая значимость различий между выборками по величине интегрального показателя стабильности развития (величина среднего относительного различия между сторонами на признак) определяется по t - критерию Стьюдента. Полученные данные свидетельствуют о том, что достоверное различие имеется только в выборке которая проводилась вблизи Минской кольцевой автодороги, но доверительная вероятность при этом составляет лишь 0,8. (только в 80 % случаев рассматриваемые параметры различаются достоверно, а в 20 - не различаются).

Максимальный уровень асимметрии листа характерен для березы повислой вблизи МКАД. Это можно объяснить комплексным влиянием интенсивных потоков автотранспорта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги выполненной работы можно сказать, что имеющиеся литературные данные об отрицательном воздействии автомототранспорта на рост и развитие растений были подтверждены результатами исследовательской работы. Проведя разовые наблюдения над растениями березы повислой, произрастающей в двух точках с различным уровнем воздушного загрязнения, я смогла сделать следующие выводы:

а) береза повислая может быть использована для мониторинга качества окружающей среды;

б) в зоне сильного воздействия выхлопных газов автомототранспорта происходит нарушение роста и развития растения (размеров и площади листа);

в) возможно использование березы для озеленения города, при условии контроля над наличием вредителей и болезнями растения.

В данной курсовой работе произведена оценка качества среды города Минска по функциональной ассиметрии листовой пластины. Исследования показали, что растения можно использовать как тест-объект для мониторинга исследований. По их характеристикам оценивают состояние окружающей среды. Выявляя изменения характеристик у растительных объектов, можно говорить о загрязнении среды и прогнозировать степень экологической опасности для человека.

После математической обработки данных получены следующие интегральные показатели стабильности развития величин функциональной асимметрии: минимальное значение показателя (0,040), соответствующее 1-му баллу, получено для листьев берез, произрастающих около пруда в сквере на пересечении проспектов Любимого и Дзержинского (район Юго-Запада) и максимальное (0,052) - в близи МКАД. Последний показатель соответствуют 5 баллу и свидетельствуют о явном неблагоприятном воздействии техногенных факторов на растительный организм.

Исследования показывают, что уровень флуктуирующей ассиметрии чувствителен к действию химического загрязнения и возрастает при увеличении антропогенного прессинга. Повышение степени воздействия приводит к возрастанию изменчивости показателей и снижению стабильности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений/ О. П. Мелехова, Е. И. Егорова, Т. И. Евсеева и др.; под ред. О. П. Мелеховой и Е. И. Егоровой. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 288с.

2 Бельдеева, Л. Н. Экологический мониторинг: учебное пособие./ Л. Н.Бельдеева; АлтГТУ им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999. - 122с.

3 Абакумов, В. А. Экологические модификации и развитие биоценозов / В.А. Абакумов ;Тр. Межд. Симпозиума. -- Л.: Гидрометеоиздат, 1991.- 18-40 с.

4 Горышина, Т.К. Экология растений/ Т.К. Горышина .- М.: Высшая школа, 1979. -347с.

5 Аксенов, Е. С. Декоративные растения. Т. 1 (Деревья и кустарники)/ Е.С. Аксенов - М.: АБФ, 2000.

6 Национальный Интернет-портал Республики Беларусь [Электронный ресурс] / Нац. центр правовой информ. Респ. Беларусь. - Минск, 2005. - Режим доступа: http://www.nestor.minsk.by/sn/2001/27/sn12710.html. - Дата доступа: 25.06.2011.

7 Дервиз-Соколова, Т.Г. Об определении жизненной формы растений. //Биологические науки, -1981, N 12. С. 62-68.

8 Серебрякова Т.И. Учение о жизненных формах растений на современном этапе. // Итоги науки и техники, т. 1, Ботаника.- М.: 1972.

9 Культиасов М.В. Проблема становления жизненных форм у растений. //Проблемы ботаники. - Т.1 М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1950. - 250-263с.

10 Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда/

Ю.З. Кулагин.- М., 1974

11 Определитель сосудистых растений Центра Европейской России. Губанов И.А., Киселева К.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. М.: МГУ, 1992. 400 с.

12 Сергиевская Е, В. Систематика высших растений, практический курс/Е.В. Сергиевская.-Изд-во «Лань» Санкт-Петербург,1998.-449с.

13 Жизнь растений, т. 5. Цветковые растения (под ред. А.Л. Тахтаджяна).- М.: Просвещение, 1980, 314-320

14 Елисеева И. И., Юзбашев М. М. Общая теория статистики: Учебник/ Под ред. чл. - корр. РАН И. И. Елисеевой. - 4-е изд., перераб. и доп, - М.: Финансы и статистика, 2001. - 480 с.

15 Национальный Интернет-портал Российской Федерации [Электронный ресурс] / Нац. центр правовой информ. Российской Федерации. - Москва, 2009. - Режим доступа: http://www.kebc.perm.ru/index.files/statistik/lectio8.htm. - Дата доступа: 25.06.2011.

16 В.М. Захаров, А.С. Баранов, В.И. Борисов, А.В. Валецкий, Н.Г. Кряжева, Е.К. Чистякова, А.Т. Чубинишвили. Здоровье среды: методика оценки. - М.: Центр экологической политики России, 2000. - 68с.

17 В.М. Захаров, А.Т. Чубинишвили, С.Г. Дмитриев, А.С. Баранов, В.И. Борисов, А.В. Валецкий, Е.Ю. Крысанов, Н.Г. Кряжева, А.В. Пронин, Е.К.

Чистякова. Здоровье среды: практика оценки. Центр экологической политики России, Центр здоровья среды. - М., 2000. - 320 с.

18 Биоиндикация радиоактитвных загрязнений / Ред. Д. А. Криволуцкий. -М.: Наука, 1999. - 384 с.

РЕФЕРАТ

Курсовая работа 32 страницы, 5 рисунков, 3 таблицы, 18 источников

Ключевые слова: берёза повислая (Betula pendula), флуктуирующая асимметрия, биоиндикация, фитоиндикация, интегральный показатель

Объект исследования: берёза повислая (Betula pendula)

Цель работы: определить уровни функциональной асимметрии листовых пластинок березы повислой, произрастающей в различных районах города Минска, отличающихся степенью техногенной нагрузки.

В связи с актуальностью нами была сформулирована тема исследования: «Морфометрия листовой пластинки как показатель загрязнения окружающей среды (на примере г. Минска) »

Метод исследования: исследования проводились на двух участках, различающихся по степени техногенной нагрузки: около пруда в сквере на пересечении проспектов Любимого и Дзержинского (район Юго-Запада), и вблизи Минской кольцевой автодороги (50 м от дороги), при помощи линейки и транспортира

Методика исследования основана на выявлении, учёте и сравнительном анализе асимметрии листьев берёзы по определённым признакам. Определение величины флуктуирующей асимметрии билатеральных морфологических структур при использовании меристического(счётного) признака у каждого листа производиться путём просчёта числа определённых структур слева и справа в указанных границах. Величина асимметрии вычисляется путём деления разницы в промерах на двух сторонах на их сумму.

Результаты исследований: подводя итоги выполненной работы можно сказать, что имеющиеся литературные данные об отрицательном воздействии автомототранспорта на рост и развитие растений были подтверждены результатами исследовательской работы. Проведя разовые наблюдения над растениями березы бородавчатой, произрастающей в трех точках с различным уровнем воздушного загрязнения, я смогла сделать следующие выводы:

а) береза бородавчатая может быть использована для мониторинга качества окружающей среды;

б) в зоне сильного воздействия выхлопных газов автомототранспорта происходит нарушение роста и развития растения (размеров и площади листа);

в) возможно использование березы для озеленения города, при условии контроля над наличием вредителей и болезнями растения.

Область применения: результаты исследований могут быть применены при преподавании биологических дисциплин, организации работы ботанического кружка, при озеленении города.

Размещено на Allbest.ru