Биоиндикация как метод экологического мониторинга

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Департамент образования Сахалинской области

Муниципальное образование «Анивский городской округ»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа с. Огоньки»

Исследовательская работа по экологии

«Биоиндикация как метод экологического мониторинга»

Работа Ивановой Марии

ученицы 10 класса

Руководитель Иванова Т. Ф.

учитель экологии

с. Огоньки

2009

Содержание

Введение

1. Биоиндикация как один из методов экологического мониторинга

1.1 Классификация биоиндикационных показателей

1.2 Дендроиндикация как один из методов биоиндикации

2. Исследование

2.1 Метод В.Т. Ярмишко «Определение градации древостоя по его жизненному состоянию»

2.2 Морфологические изменения, используемые для биоиндикации на примере ели обыкновенной

2.3 Определение состояния генеративных органов ели обыкновенной (измеряемые показатели - размеры шишек)

3. Заключение

4. Литература

Приложение

Введение

Настоящие исследования посвящены одному из актуальных направлений экологии - биоиндикации. Актуальность данной темы состоит в том, что в настоящее время активная деятельность человека наносит Земле непоправимый вред. В связи с интенсивным воздействием человека на природу резко повысился интерес общества к состоянию окружающей среды, её воздушного бассейна, почвы, водоёмов, а также продуктов питания. Контроль состояния окружающей среды, оценка её качества - это важнейшая составная часть деятельности человека, которая направлена на освоение и использование природных ресурсов для обеспечения своей жизнедеятельности.

Сохранение качества окружающей среды и здоровья населения находится в числе самых острых проблем современности. Правительства многих стран мира уделяют пристальное внимание вопросам экологии. Сегодня всем известно современное экологическое состояние планеты. Если раньше загрязнение было характерно лишь для отдельных её частей, то сейчас таким примером может послужить любое место, где проживает человек. Связано это с тем, что в последнее время сильно увеличилось количество автотранспорта, загрязнение почвы, выбросов в атмосферу ядовитых веществ, отравление водоёмов. Автомобиль загрязняет атмосферный воздух не только токсичными компонентами отработанных газов, парами топлива, но и продуктами износа шин, тормозных накладок. Наибольшее количество вредных веществ выбрасывается в воздух при запуске двигателя, а также на режимах холостого хода, набора скорости и торможения. Все эти негативы можно наблюдать на примере растительности вдоль автотрасс. Эти растения в первую очередь подвержены влиянию негативных факторов. Зная растения - индикаторы можно определить насколько загрязнена окружающая среда. Роль зелёных насаждений очень велика. Они выполняют газозащитную и ветрозащитную функции, снижают запыленность и загазованность воздуха, обладают фитонцидным действием, влияют на тепловой режим и влажность воздуха, борются с шумом. Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха группа голосеменных растений, в частности это сосна обыкновенная, ель обыкновенная, кедр, пихта - эти растения очень быстро реагируют на вредные примеси в воздушной среде. На такие как: диоксид серы, хлороводорода, фтороводорода и других.

Преграждая путь потокам воздуха, зелёные насаждения задерживают в них пыль и газ. Тем самым, выполняют роль естественных фильтров, которые очищают воздух от вредных примесей.

Цель - выявление методом биоиндикации состояния природной среды в окрестностях с. Огоньки, на примере ели обыкновенной.

Задачи:

- дать общую характеристику биоиндикации, как одного из методов мониторинга в экологии,

- определить территории окрестности с. Огоньки для исследования ели обыкновенной,

- выявить методом биоиндикации загрязнённость природной среды елового массива с. Огоньки (район школы и лесной район в 2 километрах от с. Огоньки),

- проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: ель обыкновенная.

Предмет исследования: дендроиндикация.

Гипотеза: мы предполагаем, что выявление ели обыкновенной - как индикатора будет способствовать быстрому и точному определению состояния окружающей среды на исследуемой территории.

Методы исследования:

- морфологические изменения, используемые в биоиндикации;

- определение состояния генеративных органов ели обыкновенной (измеряемые показатели - размеры шишек ели)

- метод В.Т. Ярмишко «Способы градации древостоя по его жизненному состоянию»

Практическая значимость исследований заключается в том, чтобы определить состояние загрязнённости природной среды определяемой территории и жизненного состояния ели обыкновенной. Выявить причины сокращения и гибели особей. Произвести посадку новых деревьев вместо погибших.

1.Биоиндикация - как один из методов экологического мониторинга

Учеными отмечено, что экологическая ситуация в любом районе, может кардинально изменится не только за продолжительное время, но и за считанные часы, так как интенсивность выбросов предприятиями отходов в атмосферу, или в водоем иногда катастрофически увеличивается. Поэтому необходимо вести регулярное наблюдение за состоянием экосистем и их элементов. Такие постоянные наблюдения называются экологическим мониторингом (от латинского слова «монитор» - тот, кто напоминают, предупреждает). (Миркин, Наумова 1996 год).

Понятие «экологический мониторинг» определяется ведущими специалистами- экологами следующим образом:

- система наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения (Федоров, 1974; Израэль, 1978; Соколов, Смирнов, 1980);

- слежение за биологическими объектами и мониторинг с помощью биоиндикаторов (Н.Ф.Реймерс 1990);

- определение состояния живых систем на всех уровнях организации и отклика их на загрязнение среды (В.С.Николаевский 1981).

Под "здоровьем среды" (Захаров В.М., 1999), в самом общем смысле, понимается ее состояние (качество), необходимое для обеспечения здоровья человека и других видов живых существ.

Методы оценки абиотических и биотических факторов местообитания при помощи биологических систем часто называют биоиндикацией (лат. - indicare - указывать). В соответствии с этим, организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых так тесно коррелируют с определенными факторами среды, что могут применяться для их оценки, называют биоиндикаторами. При биоиндикации изменения биологической системы всегда зависят как от антропогенных, так и от природных факторов среды. Эта система реагирует на воздействие среды в целом в соответствии со своей предрасположенностью, то есть такими внутренними факторами, как условия питания, возраст, генетически контролируемая устойчивость и уже присутствующими нарушениями. Существуют различные формы биоиндикации. Если две одинаковые реакции вызываются различными антропогенными факторами, то говорят о неспецифической биоиндикации. Если же те или иные происходящие изменения можно связать только с одним фактором, то речь идет о специфической биоиндикации. Если биоиндикатор реагирует значительным отклонением жизненных проявлений от нормы, то он является чувствительным биоиндикатором. Аккумулятивные биоиндикаторы, напротив, накапливают антропогенное воздействие большей частью без быстро проявляющихся нарушений. Для биоиндикации пригодны в основном два метода - пассивный и активный мониторинг. В первом случае у свободно живущих организмов исследуются видимые или незаметные повреждения или отклонения от нормы, являющиеся признаками стрессового воздействия. При активном мониторинге пытаются обнаружить те же самые воздействия на тест - организмах, находящихся в стандартизированных условиях на исследуемой территории. (Н. Ф. Реймерс 1990).

Используемые для целей экомониторинга виды-биоиндикаторы отвечают следующим требованиям:

- являются доказательно исследованными;

- методически хорошо отработаны;

- имеют адекватный отклик измеряемых параметров на изменение экологической ситуации;

- обладают достаточной чувствительностью;

- зарекомендовали себя как виды-биоиндикаторы в аналогичных исследованиях;

- широко распространены по всей обследуемой территории, являются массовыми видами;

- удобны для сбора (коллекционирования);

- удобны для обработки и хранения;

- имеют четкие (заметные) и удобно читаемые изменяющиеся признаки, удобные для замеров в практической работе. (В. С. Николаевский 1981).

Заслуживает внимание индикаторная роль растений. Наблюдая за растениями, человек еще в глубокой древности усваивал ориентиры в пространстве и времени - растения, верно, служили ему вместо компаса. Некоторые растения довольно точно показывали человеку время суток. Другие растения выполняли функцию барометра и гигрометра, являлись индикаторами пресных и соленых вод. В настоящее время растения - индикаторы используют в своих исследованиях и практической деятельности геологии, гидрологии, землеустроители, почвоведы, климатические экологи, лесоводы, археологи и др. Например, с помощью растений удается обнаружить кимберлитовые трубки, скрывающие алмазы. Растения могут служить индикаторами плодородия почв. Ю.М. Колумелла был глубоким знатоком агрономической науки древнерусского государства. Он писал: «Рачительному хозяину подобает по листве деревьев, по травам, или уже поспевшим плодам здраво судить о свойствах почвы и знать, что может расти на ней хорошо». Подобной точки зрения придерживался и его современник Плиний «Бузина, ежевика полевой лук клевер, дикая яблоня и груша является признаком хлебной почвы. Растения резко реагируют на изменение внешних условий. В зависимости от характера почвенного покрова наибольшее распространение получают те или иные виды растений. Отрицательные воздействия выхлопных газов автомобилей на некоторых растениях настолько отчетливо, что их с успехом можно использовать для обнаружения опасной для людей концентрации этих газов. Особенно это важно в местах скопления выхлопных газов, например в туннелях, автострадах с интенсивным движением. Засыхание концов листьев, изменение окраски, появление белых пятен на листовых пластинах, замедление роста растений свидетельствует на присутствие в окружающей среде опаснейших загрязнителей.

1.1 Классификация биоиндикационных показателей

Существуют различные классификации биоиндикационных показателей (Л. Г. Раменский, Г. Элленберг, Р. Шуберт, Т. А. Работнов, В. Нобель и др.). На основании обобщения принята следующая иерархическая система. К числу наиболее распространённых методов оценки состояния окружающей среды по различным параметрам индикаторных видов, а также по структуре и строению растительных сообществ относятся:

- анализ химического состава растений как неотъемлемая часть биогеохимического метода для оценки взаимосвязи химического состава живой и неживой природы, трансформации химических элементов по звеньям пищевой цепи и др.;

- морфологический метод - изучение внешнего облика растений и его изменение под действием внешних факторов;

- флористический метод - исследование особенностей видового состава, индикаторных видов, характера распространения и динамики ареала, популяционный анализ и др.;

- спектрофотометрический - исследование спектрального отклика растений и растительности на загрязнение окружающей среды;

- фитоценотический - состоящий из ряда методик изучения состава, вертикальной и горизонтальной структуры и строения растительных сообществ: анализ видового разнообразия, экобиоморфного состава, обилия и проективного покрытия показательных групп видов, анализ продуктивности, анализ жизненного состояния ярусов и др.;

- лихеноиндикация - изучение и анализ лишайникового покрова растительных сообществ;

- бриоиндикация - изучение и анализ мохового покрова;

- дендроиндикация - изучение и анализ древесной растительности.

1.2 Дендроиндикация - как метод исследования

Дендроиндикация - это метод биоиндикации, позволяющий на основе анализа характеристик древесного яруса и полога подроста (радиальный и линейный прирост, продолжительность жизни хвои, наличие некроза и хлороза, жизненное состояние древостоя и т. д.) судить о состоянии природной среды. Древесные растения наиболее часто выбираются для биоиндикационных исследований в силу их высокой индикаторной значимости.

Ведущая роль в биоиндикации состояния окружающей среды принадлежит древесным растениям. Они способны поглощать и нейтрализовать часть атмосферных поллютантов, задерживать пылевые частицы, а также индицировать особенности загрязнения посредством разнообразия ответных реакций. Реакция древесных пород на загрязнение окружающей среды существенно различается. Результаты многочисленных исследований показывают, что наиболее устойчивыми древесными породами к антропогенному загрязнению окружающей среды являются лиственные породы. Голосеменные более чувствительны к воздействию поллютантов и повреждаются в первую очередь, хотя и среди них имеются довольно устойчивые виды, которые широко используются в озеленении городов.

В качестве объекта исследования чаще всего используется сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), отвечающая всем требованиям, предъявляемым к биоиндикаторам. Другим индикатором в различных местностях используется ель обыкновенная или европейская (Picea abies). В зависимости от степени повреждения экосистем показатели их состояния сильно различаются. В качестве дендроиндикационных показателей в сосновых древостоях рассматриваются следующие: средняя высота деревьев, средний диаметр стволов, радиальный прирост древесины ствола, надземная биомасса среднего дерева, возрастной состав хвои, прирост побегов текущего года, процентное содержание некрозной и хлорозной хвои, вес хвои, состояние генеративных органов и ростовых почек на побегах, степень деградации деревьев, наличие эпифитных растений, накопление фитотоксикантов в биомассе.

К настоящему времени разработано несколько способов градации древостоя по его жизненному состоянию. Наиболее информативным и удобным является метод В. Т. Ярмишко (1997). Автор рекомендует при описании состояния древесного яруса определять принадлежность каждой особи к одной из пяти категорий жизненного состояния. Категории устанавливаются по совокупности признаков: состоянию ветвей, ствола, ажурности кроны, продолжительности жизни хвои, наличию хлороза и некроза хвои. Таким образом, выделяются:

- здоровые деревья - без внешнего повреждения, с густой зелёной кроной, с нормальными, для данного возраста и условий местообитания приростами последних лет. Мёртвые и отмирающие ветви сосредоточены в нижней части кроны. Продолжительность жизни хвои типична для региона. Любые повреждения хвои незначительны (до 5% общей их площади) и не сказываются на состоянии дерева;

- ослабленные деревья - при отсутствии в воздухе поллютантов характеризуются слабо ажурной кроной, повреждения насекомыми или болезнями до 30-40% хвои, несколько укороченным приростом в высоту, усыханием отдельных ветвей в нижней трети кроны. При загрязнении к числу обязательных диагностических признаков добавляется наличие хлорозов и некрозов, занимающих до 10% площади всей хвои дерева. Характерно снижение продолжительности жизни хвои на 1-2 года;

- сильно ослабленные деревья - при отсутствии загрязнений - с ажурной кроной, с повреждением и усыханием до 60-70% хвои, с сильно укороченным приростом или без него, суховершинные, со значительным повреждением и поражением ствола, появлением сухих ветвей в средней и верхней частях кроны. При загрязнении добавляется ещё наличие от воздействия поллютантов хлорозов и некрозов, занимающих более 10% площади хвои всех возрастов, отмечается снижение продолжительности жизни хвои (примерно в 2-3 раза), резкое подавление ростовых процессов;

- усыхающие деревья - с сильно изреженной кроной или только отдельными живыми ветвями, с повреждением более 70-80% хвои или листьев, текущего прироста по высоте нет. Оставшиеся на деревьях хвоя или листья хлоротичны - бледно-зелёного, желтоватого или оранжево-красного цвета. Некрозы имеют коричневый, оранжево-красный или чёрный цвет. Продолжительность жизни хвои не превышает одного-двух лет, часто на деревьях сохраняется хвоя только текущего года. Массовое распространение некрозов, возникающих в результате воздействия загрязнений, не всегда наблюдается, поскольку большая часть некротированных листьев или хвои быстро облетает;

- сухостой - деревья, усохшие в текущем году, с жёлтой или бурой хвоей, часто без неё; деревья, усохшие в прошлые годы, без хвои. Следует отметить, что основные признаки усыхания деревья одинаковые для фоновых условий и при атмосферном загрязнении.

Полученные данные сводятся в таблицу, в которой вычисляется доля участия породы в сложении древостоя каждой категории, и затем по доле участия оценивается степень антропогенного влияния на древостой.

При проведении биоиндикационных исследований рекомендуется проводить анализ и учёт возобновления, подроста и подлеска. Они могут являться индикаторами как загрязнения природной среды, так и давности последнего пожара. Их присутствие свидетельствует о благоприятной экологической обстановке в лесном фитоценозе. Наличие в составе подлеска видов, не свойственных данному сообществу, может свидетельствовать и о нарушении состава почв (их минеральной и органической составляющих), и об атмосферном загрязнении.

Помимо этого, рекомендуется определять толщину лесной подстилки, которая указывает на давность последнего нарушения (в том числе пожара). Важной биоиндикационной характеристикой является сомкнутость древостоя, так как от неё зависит состояние нижних пологов леса, кустарникового, травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов.

Таким образом, параметры жизненного состояния древостоя, возобновления и подроста могут быть использованы в качестве индикатора эмиссионных воздействий. Наличие сухостоя и суховершинности, а также большое количество ослабленных деревьев, отсутствие возобновления, нехарактерный состав видов подлеска могут индицировать техногенную нагрузку на окружающую среду.

Для исследования определяем два участка.

Первый участок находится на территории с. Огоньки недалеко от школы вдоль трассы Огоньки - Невельск, является лесной зоной, искусственно посаженный в начале 50-х годов. На участке произрастает свыше 40 елей. В настоящее время наблюдаются морфологические изменения деревьев и постепенное их вымирание. Необходимо выявить причину происходящего процесса.

Для сравнения был взят второй участок, находящийся в 2-х километрах от первого. Он находится в чистой лесной зоне.

биологический система биоиндикационный показатель

Рис. 1 Компоненты хвойного дерева, служащие биоиндикатором.

А1, А2, А3-побеги первого, второго и третьего года жизни. Б1, Б2, Б3-хвоя первого, второго и третьего года жизни. В-мутовка. Г-почки.

2. Исследование

2.1 Метод В.Т. Ярмишко «Определение градации древостоя по его жизненному состоянию»

Цель: изучить по его жизненному состоянию градацию древостоя, по признакам, предусмотренным методикой. Сделать анализ и установить нарушения.

Участок № 1. Территория вдоль трассы Огоньки - Невельск.

По данному методу производим градацию древостоя по его жизненному состоянию. Устанавливаем категории признаков по совокупности: состоянию ветвей, ствола, ажурности крон, продолжительности жизни хвои, наличию хлороза и некроза хвои. Выделяем следующие категории и данные выносим в таблицу 1. Из расчёта 42 дерева.

Таблица 1.

Градация древостоя участка № 1

Категории деревьев	Количество	Характеристика
Здоровые	8 штук	без внешних повреждений, густая, зелёная крона, мертвые и отмирающие ветви сосредоточены в нижней части кроны, повреждения хвои незначительны, ствол неискажен
Ослабленные	12 штук	редкая, слабо ажурная крона, стволы повреждены насекомыми, хвоя повреждена болезнями до 30 %, укорочен прирост в высоту, наблюдается хлороз хвои
Сильно ослабленные	13 штук	Сухие вершины, повреждены стволы, укорочен прирост, появление сухих ветвей в средней части кроны, хлороз хвои, подавлены ростовые процессы
Усыхающие	5 штук	Сильно повреждена крона до 70 %, хвои на высоте практически нет, остальная хвоя хлоротична - бледно-зелёного, жёлто-коричневого цвета, наблюдаются механические повреждения стволов деревьев
Сухостой	5 штук	Деревья, усохшие в текущем году частично с жёлтой и бурой хвоей, усохшие в прошлые годы - без хвои, с сильно повреждёнными стволами

Из данной характеристики следует, что на данной территории больше всего произрастает сильно ослабленных деревьев - 13 штук из 42 елей. Наблюдаем всего лишь 8 здоровых деревьев, а остальные относятся к ослабленным, усыхающим и сухостою, практически отсутствует подрост и подлесок.

Вывод: такое состояние ели обыкновенной на данном участке говорит о том, что на деревья отрицательно сказывается близость автотрассы, котельной, сжигающей уголь, частные дома с печным отоплением, влияние антропогенного фактора. Данный участок требует возобновления насаждений устойчивых к загрязнениям. Приложение № 3.

Сравним участок № 2, находящийся в лесной зоне в 2-х километрах от первого.

Таблица 2.

Градация древостоя участка № 2

Категории деревьев	Количество	Характеристика
Здоровые	32 штуки	Густая, зеленная крона без внешних повреждений хвои, хороший прирост, в наличии нет мёртвых и отмирающих ветвей
Ослабленные	4 штуки	Несколько укорочен рост, крона ажурная, на стволах повреждения насекомыми, частичное повреждение хвои - светло- коричневый цвет
Сильно ослабленные	-	-
Усыхающие	-	-
Сухостой	-	-

Вывод: ели произрастающие в лесной зоне в основном здоровые, отсутствуют группы - сильно ослабленные, усыхающие и сухостой. Это свидетельствует о благоприятной экологической обстановке в лесном фитоценозе, где нет влияния вредных веществ и антропогенного фактора. Наблюдается наличие кустарников, хороший травянистый покров, это говорит о хорошем состоянии почвы.

2.2 Морфологические изменения ели обыкновенной используемые для биоиндикации

Цель работы: определить загрязняющие вещества присутствующие в атмосфере методом биоиндикации.

Оборудование: световой микроскоп, препараты хвои, лабораторный инструментарий.

Описание. Для исследования взяли 200 хвоинок с первого участка и 200 хвоинок со второго участка. Разделили их на повреждённые и здоровые, рассмотрели препарат под микроскопом.

Получили результат

Таблица 3.

Классы повреждения хвои, участок № 1

Хвоя здоровая, зелёная	60 штук
Хвоя сильно поврежденная, от жёлтого до бурого цвета, мелкие пятна на хвоинках	120 штук
Хвоя частично поврежденная, зелено-коричневого цвета	20 штук

Таблица 4.

Классы повреждения хвои, участок № 2

Хвоя здоровая, зелёная	181 штука
Хвоя сильно поврежденная, от желтого до бурого цвета	-
Хвоя частично поврежденная, зелено-коричневого цвета	19 штук

Наблюдается большая разница состояния ели обыкновенной на 2-х участках. Видимыми симптомами повреждений на первом участке являются:

- изменение цвета хвои

- видимые повреждения хвои - частичная скрученность, хвоинки с небольшим числом черных точек

- механические повреждения большинства деревьев

- редкая крона с наличием засыхания ветвей

Рис 2. Отбор поврежденной и здоровой хвои.

Установим действие вредных веществ на растения по таблице 4.

Таблица 5.

Важнейшие загрязняющие вещества и симптомы их воздействия.

Название	Источник загрязнения	Симптомы воздействия
Двуокись серы	Электростанции, котельные (бурый, каменный уголь, мазут), химические предприятия, металлургические заводы, заводы сульфитной целлюлозы, коксовые заводы.	Межжилковый, верхушечный некроз листьев и хвои, хлороз или обесцвечивание листьев с изменением их окраски до красно-бурого цвета, у хвойных - покраснение хвоинок от кончика к основанию.
Фтористый водород	Предприятия фтористых химикатов, заводы фосфорных удобрений.	У хвойных - хлоротическое увядание и появление пятен от зеленовато-жёлтых до коричневых, у лиственных - некроз кончиков и краёв листьев, сначала поверхность как бы смочена водой, потом становится серо-зелёной, затем коричневой.
Хлор, хлористый водород	Электролиз с выделением хлора. Калийная промышленность, сжигание отходов полихлорвинила, бурого угля с повышенным содержанием солей.	Быстрое сбрасывание листьев. По краям листа появляются пятна от тёмно-зелёного до черного цвета, которые затем обесцвечиваются до белого или становятся бурыми. Сходны с признаками повреждения двуокисью серы.
Окислы азота	Выхлопные газы, химическая промышленность.	Сходны с двуокисью серы.
Озон	В особых метеоусловиях образуется в нижних слоях атмосферы.	Пятнистость металлическая или коричневая, со временем обесцвечивается до рыжевато-коричневого и белого. Хлороз и опадение листьев. Сходны с симптомами повреждения патогенами.
Аммиак	Комбинаты промышленного откорма животных, навозная жижа, производство удобрений.	При высоких дозах - почернение листьев, при малых - посеребрение.
Этилен	Автомобильные выбросы.	Старение листьев, хлороз, опад цветков и плодов.

Исходя из анализа таблицы и представленных наблюдений можно сделать вывод:

Хвоя ели обыкновенной на первом участке повреждена такими веществами как двуокись серы. Ее выбросы в атмосферу происходят при сжигании бурого и каменного угля в котельных, (приложение № 3) печах частных домов, источниками загрязнения также являются электростанции, химические предприятия. В данной ситуации участок ели возле школы в с.Огоньки подвержен выбросами вредных веществ из местной котельной , которая работает девять месяцев в году , а также рядом с первым участком находится более десятка домов с печным отоплением. Это свыше двадцати квартир, которые два раза в день сжигают в среднем по 20-30 килограммов угля. Поэтому ель обыкновенная на данном участке заражена хлорозом, частично некрозом, явно выражено изменение окраски хвои.

Вторая причина морфологических изменений у ели обыкновенной вызвана действием выхлопных газов, которые выделяют окислы азота и этилена. В двух метрах от насаждений ели проходит автотрасса Огоньки- Невельск. Общая проходимость автотранспорта составляет около 1200 автомобилей в сутки. Наибольший пик проходимости автотранспорта с 8-до 11 часов и с 16-19 часов. В зимнее время дорога посыпается песком с солью, которая при расчистке дороги попадает на деревья в больших количествах. Это способствует как механическим повреждениям деревьев, так и химическим ожогам тканей. В загрязнённой атмосфере появляются повреждения и снижается продолжительность жизни хвои ели.

Рис 3. Поврежденная хвоя.

На втором участке, который располагается в двух километрах от первого в лесной зоне, больших отклонений в морфологии ели не наблюдается. Это говорит о благоприятной экологической обстановке на данном участке.

Рис 4. Ель обыкновенная.

2.3 Исследование «Определение состояния генеративных органов ели обыкновенной» (измеряемые показатели - размеры шишек)

Цель: Определить загрязняющие вещества в атмосфере и их влияние на генеративные органы.

Оборудование: шишки, мягкая линейка.

Для исследования берём шишки - 50 штук с 10 деревьев 15-20 летнего возраста и 50 штук с 10 деревьев 40 летнего возраста. Определяем их линейные размеры мерной лентой. Фиксируем данные в тетрадь.

Подсчитываем средние показатели для ключевых участков и данные заносим в таблицу.

Таблица 6.

Определение состояния генеративных органов ели обыкновенной.

Средние значения по 10 деревьям	Участок № 1	Участок № 2
Средняя длина шишки, см Средний диаметр шишки, см	15 8	22 12

Рис 5. Измерение шишек ели обыкновенной.

Сравниваем данные с результатами прошлых лет (2008 г.). На первом участке, который находится вблизи котельной, средняя длина шишки 15 см.(2009-2010 г). Это на 1,5 см меньше, чем в 2008 году. На втором участке средние показатели длины и диаметра шишки на 0,8 см больше, чем в 2008 году.

Вывод:

Первый участок подвергается загрязнению атмосферы. Присутствует двуокись серы при сжигании угля в котельной, этилен при автомобильных выбросах, окислы азота, соли. В результате под действием загрязнителей происходит подавление репродуктивной деятельности ели. Замечено, что число шишек на деревьях первого участка снижается. За последние 3 года на 15 %. Также изменяются размеры женских шишек до 20 %. На втором участке наблюдается прирост шишек, размеры увеличены на 0,8 см, количество шишек на деревьях увеличено или остаются неизменным, ежегодно увеличивается общий прирост. Это говорит о здоровом состоянии деревьев.

4. Заключение

Проведённые исследования на примере ели обыкновенной, методом биоиндикации мониторинга экологического состояния двух участков окрестности с. Огоньки подтверждают, что первый участок находящийся вдоль трассы Огоньки - Невельск наиболее подвержен атмосферному загрязнению нежели участок № 2, находящийся в лесной зоне в 2-х километрах от с. Огоньки. Исследования подтверждают, что вблизи автодороги имеются выбросы этилена, окислы азота, двуокись серы выбрасывается при сгорании угля в местной котельной и в результате печного отопления частного жилого сектора. В результате влияния вредных веществ на ель происходят морфологические изменения, повреждения стволов, густоты кроны, заражённость болезнями хвои, как хлороз и некроз, усыхание деревьев, механическое повреждение тканей деревьев, что приводит к постепенной гибели отдельных особей. В лесной зоне на участке № 2 таких проявлений не наблюдается, так как атмосфера не засоряется вредными веществами. Чтобы восполнить утраченное необходимо заниматься воспроизводством посадок новых деревьев и своевременно осуществлять уход за ними, вести постоянную профилактику среди населения.

Литература

1. Алексеев С.В. и другие. Практикум по экологии. - М: АО МДС, 1996.

2. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем /Под ред. Р. Шуберт. М.: Мир, 1998.

3. Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды / Р. Гудериан. - М.: Мир, 1979 - 200 с.

4. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.

5. Экология: учебно-методическое пособие к лабораторным и практическим занятиям/Сост.: Пьянзина Г.И., Денисова Я.В. - Южно-Сахалинск, Издательство СОИПиПКК, 2008 г.-64 стр.

Приложение

Рис 1. Карта юга Сахалина.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис 2. Первоначальное состояние посадки ели, участок № 1 конец 60-х годов.

Рис 3. Поврежденная ель- сухостой

Рис 4. Исследование хвои

Рис 5. Котельная, выбросы которой влияют на состояние ели обыкновенной на первом участке.

Размещено на Allbest.ru