МКОУ «Городовиковская многопрофильная гимназия

им. Б.Б. Городовикова»







Автор работы: Торопцова Мария

ученица 8 класса

Руководитель: Плещенко Марина

Николаевна

г. Городовиковск, 2016 год


Введение
Согласно закону Российской федерации «Об охране окружающей природной среды» (1992) зеленые зоны городов и населенных пунктов относятся к особо охраняемым природным территориям. Растительность на улицах городов, поселков рассматривается, прежде всего, с точки зрения улучшения среды жизни человека, в гигиеническом и эстетическом отношениях.

Растения играют в жизни горожан очень большую роль. Гектар зеленых насаждений поглощает за 1 час около 8 л углекислого газа- столько же выделяют при дыхании за это время примерно 200 человек. Дерево средней величины может обеспечить дыхание 3 людям. Зеленые насаждения смягчают летнюю жару и сухость, защищают нас от палящего солнца, сильных ветров и от шума. Растения ионизируют воздух, выделяют биологически активные вещества - фитонциды. Работая как живой фильтр, городские растения поглощают пыль, токсичные газы из воздуха и тяжелые металлы из почвы. Флора городов складывается из разных экологических типов. В силу специфических условий города в нем значительное число растений относится к ксероморфному типу, т.е. растения приспособлены к недостатку влаги. Комплекс видов, сложившихся в городе называют синантропным. Черты синантропизации максимально выражены у растений в центре города, где складываются наиболее специфические условия. В центре среднегодовая температура воздуха на несколько градусов выше, а относительная влажность ниже, чем на окраинах города. Непрозрачность атмосферы из-за запыленности здесь больше на 10%, суммарное загрязнение в 5 раз выше, чем на окраине. Растения реагируют на условия жизни изменением процессов жизнедеятельности. Измеряя скорость роста деревьев, интенсивность цветения и плодоношения, фотосинтеза и дыхания, особенности морфологии можно узнать о степени благополучия окружающей среды. Городская растительность- индикатор условий жизни. Загрязнение воздуха, воды, почвы оказывает влияние на физиологические функции растений, их внешний облик, состояние, продолжительность жизни, генеративную сферу. Вещества- токсиканты адсорбируются на клеточных оболочках растений, проникают внутрь клеток, нарушают обмен веществ; в результате резко снижается фотосинтез, усиливается дыхание. Обычно признаки поражения выражаются в некрозе края листа, побурении листьев и хвои, появлении уродств, отмирании. Пыль, оседающая на листья, действует как экран, снижающий доступ света и усиливающий поглощение тепловой радиации. Кроме того, возможна закупорка листьев пылевыми частицами. В нашем городе из-за экстремальных климатических условий вся древесная растительность не может произрастать естественным путем,
поэтому все древесные насаждения являются искусственными, т.е. агроценозами. В состав древесной растительности нашего города входят вечнозеленые растения - сосна, ель, туя, а также акация, клен, тополь. Как же реагирует древесная растительность на антропогенное влияние?
Целью

нашего

исследования
явилось изучение влияния выбросов автотранспорта на состояние и линейный прирост сосны.
Задачи, которые нужно было выполнить:
1. Заложить площадки для исследования; 2.Расположить несколько площадок в исследуемом районе; 3.Провести исследования на разных площадках; 4.Заложить контрольную площадку в чистом районе; 5.Сравнить показатели на пробных площадках и на контрольной.
Этапы исследовательской работы:

I-

подготовительный
(изучение проблемы, методов и исследований)
II-

сбор материала, проведение исследований

III-

аналитический (
проведение анализа, составление отчета)
Методы, используемые при проведении исследований:

наблюдения

эксперимента

анализа

проектирования
Данная исследовательская работа проводилась в городе Городовиковске в течение весенне-осеннего периода этого года. Методика работы заключалась в изучении биоиндикации воздуха по состоянию хвои сосны и влияния выбросов автотранспорта на линейный прирост сосны.

Литературный обзор
Все виды современного транспорта наносят большой ущерб биосфере, но наиболее опасен для нее автомобильный транспорт. Загрязнение воздуха автотранспортом отличается значительной неравномерностью в пространстве и во времени, поэтому очень важен оперативный и детальный учет интенсивности и структуры транспортных потоков, особенно в городах и крупных населенных пунктах. Санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток транспорта в жилой зоне интенсивностью не более 200 машин в час. Сегодня в мире примерно 600 млн. штук автомобилей. В выхлопных газах двигателей содержатся более 200 химических соединений и элементов? наибольший вклад в структуру загрязнения вносят окислы углерода и азота, углеводороды, сернистые соединения, сажа. В среднем каждый автомобиль выбрасывает в сутки 3,5-4 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу. При использовании этилированного (с добавлением свинца) бензина этот высокотоксичный элемент попадает в выхлопы. В организм человека свинец попадает с продуктами, выращенными у дорог, с молоком коров, которые выпасались на обочинах дорог. Повышенное содержание свинца отмечено в организме детей, играющих вблизи автотрасс, у гаражей и т. д. «Вклад» автомобильного транспорта в загрязнение атмосферы составляет сегодня в большинстве регионов России не менее 30%. Автомобили используют кислород атмосферы. для них ежегодно расширяется сеть дорог с твердым покрытием, которые густой сетью опутывают планету. Содержание таких дорог требует очень больших затрат энергии. Кроме того, каждый автомобиль, стирая шины, поставляет в атмосферу 5-8 кг резиновой пыли ежегодно.
А как вредные вещества влияют на растения?
Разные древесные породы неодинаково чувствительны к этому воздействию. Одни из них более стойки, другие напротив, очень уязвимы. Каждая древесная порода чувствительна по-своему. Это отчасти зависит от того, как долго на дереве сохраняются листья или хвоя, какова продолжительность их жизни. Например, наши лиственные деревья с опадающей ежегодно листвой лучше противостоят вредному воздействию выбросов, чем вечнозеленые хвойные, у которых хвоинки живут несколько лет. Действие на лесные насаждения различных ядовитых веществ, содержащихся в воздухе, специфично. Каждое из них приводит к тем или иным нарушениям жизнедеятельности лесных растений, прежде всего деревьев. Но эти нарушения в разных случаях неодинаковы. Основной реакцией дерева на неблагоприятные факторы является снижение прироста хвои, побегов у деревьев, относительного контроля. Контрольными деревьями должны быть деревья, которые находятся вне зоны воздействия выбросов.

Методика исследования

1. Изучение влияния автомобильного транспорта на линейный прирост

сосны
1. Заложить площадки: 3 исследуемых ( 2- в городском парке, 1 – возле школы). 1- по ул. Пионерская ( бывшее здание станции юннатов)-контрольная площадка 2. На всех площадках взять одну хвойную породу — сосну. 3. С одной стороны (с южной), на одинаковой высоте 1,5 м произвести 10 замеров центральных побегов. 4. На каждом побеге подсчитать длину побега, длину хвои, количество хвоинок. Такие измерения производить на каждой площадке, в т. ч. и на контрольной. 5. Расчет влияния выбросов на рост побегов производить относительно контроля. Данные контрольной площадки берутся за 100%. 6. Проводить анализ по всем площадкам, то есть длина побегов, длина хвои, количество хвоинок на побегах. 7. По всем полученным материалам сделать заключение об интенсивности выбросов. 8. Провести анализ влияния выбросов на нарушение прироста побегов.
2. Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию хвои сосны
1. Выберать в разных частях заложенных площадок несколько взрослых деревьев сосны, с которых будет удобно собирать хвою. 2. С нескольких боковых побегов в средней части кроны деревьев сосны отбирают 200-300 пар хвоинок второго и третьего года жизни. Вся хвоя делится на три части (неповрежденная хвоя, хвоя с пятнами и хвоя с признаками усыхания). 3. Подсчитывается количество хвоинок в каждой группе. 4.Данные заносятся в таблицу.

Результаты исследования
В результате исследований у нас получилось следующее:
Таблица 1

Влияние автотранспорта на линейный прирост сосны обыкновенной
Показатели Площадка №1 ( в центре города) Площадка №2 (городской парк) Площадка №3 (Школа №4) Контроль (станция юннатов) Длина побега 2.5 1,6 2,3 5,1 Длина хвои 3.2 3,1 3.8 5,9 Количество хвоинок 24 22 26 34 Итак, 1.
Средняя длина побегов
на исследуемых площадках равняется (2.5+1.6+2,3 ) : 3 = 2,1 см на контрольной площадке — 5,1 см. 2 .
Вычисляемый линейный прирост
однолетних побегов на исследуемых площадках составляет 41% относительно контроля. Вычисление производим с помощью пропорции: 5,1- 100% 2,1- х% ( 2,1х 100) : 5,1 = 41 %
Потеря древесины по однолетним побегам составляет 59%.
100% -41% = 59% 3.
Количество хвои на побеге:
(24+22+26) : 3 = 24 хвоинки Среднее количество хвои на побеге на исследуемых площадках составило 24 хвоинки, На контрольной площадке — 34 хвоинки.
Среднее количество хвои уменьшается на исследуемых площадках на

24%.
4 .
Средняя

длина

хвои
на исследуемых площадках вычисляется следующим образом: (3,2+3,8+3,1) : 3 =3,3 см На контрольной площадке — 5,9 см.
Разница между исследуемыми площадками и контрольной — 56%.


Таким образом,

средняя длина хвои на контрольной площадке

больше на 44%, чем на исследуемых.

Таблица 2

Повреждение и усыхание хвоинок сосны в результате выбросов

автотранспорта
Общее число хвоинок Кол-во хвоинок с пятнами % хвоинок с пятнами Кол-во хвоинок с усыханием % хвоинок с усыханием Пробные площадки 200 95 47,5 63 31,5 №1 (центр города) 200 105 52,5 98 49 №2 ( город. парк) 200 56 28,0 39 19,5 №3 ( тер- рия школы № 4) 200 32 16,0 13 6,5 контрольная
Вывод:
Из таблицы видно, что воздух на пробных площадках №1 и №2 загрязнен очень сильно, так как состояние хвои сосны плохое: наблюдается большой процент хвоинок с пятнами и даже с усыханием. На площадке № 3 (пришкольная территория школы № 4) процент хвоинок с пятнами на 24, 5 % меньше по сравнению со2 площадкой, с усыханием хвои на 29,5% меньше по сравнению со 2 площадкой и на 12% меньше, чем на первой. Изучая хвою на контрольном участке видно, что там выбросы автомобилей незначительны, потому что хвоя находится в хорошем состоянии. % хвои с пятнами и усыханием незначителен.

Выводы
1. Таким образом, можно сделать выводы, что выбросы автомобильного транспорта в районе городского парка значительны, так как они действуют на линейный прирост сосны, который уменьшается на 41%, то есть потеря древесины по однолетним побегам составляет 59%: среднее количество хвои на побеге уменьшается на 24%; средняя длина хвои становится меньше на 44%. 2. Хвои на побеге становится меньше, средняя длина хвои уменьшается, сам побег становится короче, следовательно, такая хвойная порода, как сосна плохо противостоит вредному воздействию автомобильного транспорта, намного хуже, чем лиственные породы, у которых листва опадает ежегодно, у сосны же хвоинки живут несколько лет. 3. В сравнении с тополем (наши исследования прошлого года), по сосне показатели выше: потеря древесины по однолетним побегам у тополя — 20%, у сосны же — 59%, средняя длина листьев у тополя становится меньше на 30%, у сосны — на 44% следовательно, сосна очень чувствительна к вредным выбросам автомобильного транспорта и является неустойчивой к антропогенному воздействию (негазоустойчива). 4. При изучении биоиндикации воздуха по состоянию хвои сосны можно сделать вывод о том, что на площадках № 1 и №2 загрязнение автомобильным транспортом велико, так как наблюдается большой процент хвои с пятнами 52,5% и 47, 5 % соответственно, а также наблюдается усыхание хвои – 31, 5 % на площадке №1 и 49% на второй пробной площадке. 5. Наименьший процент хвои с пятнами и усыханием наблюдается в местах, где автомобильное движение невелико ( пришкольная территория школы №4 и территория по ул. Пионерской)
Наши практические рекомендации:
сосны вблизи автомобильных дорог сажать не следует, так как они будут угнетены выбросами автомобилей и будут плохо расти.

Список литературы
1. Алексеев С.В. Практикум по экологии. М., АО МДС, 1996. 2. Алексеев С.В., Груздева Н.В. Экологический центр в образовательной системе школы. СПб, 2000. 3. Вронский В.А. Антропогенные загрязнения атмосферы и растения. Биология в школе, 1992, № 3-4. 4. Горышина Т.К. Растения в городе. Л., Изд-во ЛГУ, 1991. 5. Груздева Н.В. Материалы спецкурса «Экологические исследования в Ленинградской области». Л.,1991. 6. Мамедов Н.М., Суравегина И.Т. Экология. Учебное пособие. М., Школа-экспресс, 2003. 7. Практические задания по экологии. Владимир, 2004. 8. Рыжов И.Н., Рыжова Н.А. Городская среда. Биология в школе, 2005, №1. 9. Снакин В.В. и др. Экологический мониторинг. Методическое пособие для учителей. -М.: РЭФИА, 2006. 10.Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. М.,Высшая школа, 2007. 11.Сытник К.М. Биосфера. Экология. Охрана природы. / Справоч.пособие. Киев., 2004