Оценка состояния зеленых зон города и определение степени влияния антропогенного фактора на них

Сегодня как никогда остро стоит вопрос о необходимости изменения преподавания биологии, и в частности экологии, в школе. С каждым годом становится все тяжелее объяснить ученикам о том, как важно беречь природу, ведь задача школы состоит не только в том, чтобы сформировать определенный объем знаний по экологии, но и способствовать приобретению навыков научного анализа явлений природы, показать антропогенное влияния на нее. Наиболее эффективно объяснение путем практического обучения. И основным направлением внеклассной работы учащихся я вижу в проектной деятельности. Исследовательский характер такой работы способствует воспитанию у школьников инициативы, увеличивает интерес к изучению предмета.

В этой работе приводятся примеры методик, используемых для комплексного определения состояния зеленых насаждений города Москва. В конце исследования предлагается заполнить экологический паспорт (Приложение1.DOC), в который записываются данные всех проведенных методик. На основе результатов учащиеся могут сделать вывод о состоянии зеленой зоны и предложить меры по ее охране.

Зеленые насаждения издавна считаются надежной и проверенной защитой от загрязнения воздуха, их справедливо называют “легкими города”. Конечно, зеленые насаждения и украшают город, но, прежде всего, они играют важную роль в деле оздоровления окружающей среды.

Цель работы: оценить состояние зеленых насаждений в районах города Москвы и отметить, каково антропогенное воздействие на зеленые зоны города.

Задачи:

Образовательные:

1. Изучить методы определения состояния зеленых насаждений.
2. Продолжить формирование представлений об экосистеме, биоценозе, влиянии антропогенных факторов, повторить и систематизировать знания о: типах почв, строении лишайников, особенностях голосеменных.

Воспитательные:

1. Продолжить формирование ответственности, товарищеский дух и взаимопомощь в результате работы в бригадах (группах) при оценке состояния зеленых насаждений в собственном районе.
2. Продолжить воспитание экологического мышления, понимания необходимости защиты окружающей среды от воздействия антропогенного фактора (концепция устойчивого развития).

Развивающие:

1. Сформировать навыки оценки зеленых насаждений по предложенным методикам. Продолжить развивать навыки самостоятельной работы и работы в группах.
2. Выработать навыки работы с необходимым оборудованием в связи с оценкой состояний зеленых насаждений.
3. Развить умение делать выводы на основании полученных результатов по оценке состояния зеленых насаждений.

Исследования состояния почвы.

Первый этап оценки любого зеленого насаждения лучше всего начинать с оценки состояния почвы. Мы знаем, что почва является очень важной средой для растений, т.к. вода и минеральные вещества поступают в растение с помощью корней именно из почвы. . Обычно определяются: механический состав, кислотность, увлажненность и количество почвенных обитателей.

Полный анализ почвы требует много времени и труда. Очень важная характеристика почвы – ее механический состав, т.к. он определяет видовой состав и жизненность растений. Он позволяет также судить о плодородии почвы. Одно и то же растение сосны будет иметь различный внешний вид на супеси и на тяжелом суглинке.

Механический состав почвы – это относительное (в процентах) содержание в ней частиц различных размеров. Вы уже поняли, что механический состав играет важную роль в жизни растений. Поэтому мы начнем свою работу именно с определения механического состава почвы.

Для начала ваших исследований вам понадобится оборудование: рулетка на 10 м, лопатка, веревка, нож или ножницы.

Для проведения исследований почв необходимо правильно взять почвенный образец. Для этого необходимо заложить пробную площадку, т.е. тот участок зеленой зоны, который вы будете исследовать на свойства почвы. Рекомендуется взять участок площадью 100 м? (10x10м), т.е. любая сторона этого участка будет равна 10 м. Для удобства можно отметить границы участка с помощью веревок, укрепленных на высоких палках. Длину каждой стороны измерьте с помощью рулетки.

Рекомендуется составлять средние образцы почвы из 5-8 индивидуальных проб, взятых в различных точках участка. На практике для отбора почвенных образцов часто используют метод “конверта”, т.е. в каждой из пяти точек, как указано на рисунке, необходимо взять образец почвы с помощью лопатки (его называют индивидуальным), а затем смешать эти 5 индивидуальных образцов, и полученный средний образец использовать для проведения исследования.

Теперь перейдем непосредственно к определению механического состава почвы с помощью мокрого метода, или метода раскатывания шнура.

Цель: изучить механический состав почвы изучаемой зеленой зоны города и посмотреть влияние механического состава на внешний вид растений.

Оборудование: средний образец почвы, вода.

Ход работы:

1. Возьмите образец почвы, смочите и размягчите его пальцами до консистенции теста (в таком состоянии вода из почвы не отжимается, но почва поблескивает от воды и мажется).

2. Хорошо размятую почву раскатайте на ладони в шнур толщиной около 3 мм и сверните в колечко диаметром около 3 см.

3. Вид этого шнура (см. рис.) и будет показателем механического состава почвы: глина — шнур легко свертывается в кольцо без трещин;
тяжелый суглинок — шнур легко скатывается, при свертывании в кольцо дает трещины;
средний суглинок — шнур легко образуется, но при свертывании в кольцо распадается;
легкий суглинок — шнур распадается на части при малейшей попытке свернуть его в кольцо; супесь — шнур при скатывании распадается на части;
песок — шнур не образуется.

Сделайте вывод о влиянии механического состава почвы на внешний вид растений одного вида, произрастающих на разных типах почв.

Подсчитайте количество видов растений, выросших на данном типе почв в пределах вашей пробной площадки зеленой зоны города. И сравните это количество с числом видов, выросших в пределах площадки с другим типом почвы.

Исследования состояния воздуха.

Роль атмосферы в природных процессах очень важна. Чистый воздух необходим для жизни человека, других животных и для растений. Последнее время очень многие говорят о загрязнении воздуха, ведь это отражается, прежде всего, на нашем здоровье. Но как исследовать состояние воздуха? Это очень трудоемкий и требующий сложной техники процесс.

Вы можете оценить состояние воздуха в вашем зеленом насаждении с помощью метода лихеноиндикации. Оказывается, существуют такие живые организмы, которые способны изменять свой внешний вид в зависимости от степени загрязненности воздуха. Вам они уже знакомы. Это лишайники. Лихеноиндикация – это метод биоиндикации, в котором биоиндикаторами являются лишайники.

Лишайники – широко распространенные организмы с достаточно высокой выносливостью к климатическим факторам и чувствительностью к загрязнителям окружающей среды.

Вспомните некоторые сведения об этих удивительных организмах.

Внешнее строение лишайников

Вегетативное тело лишайника - таллом, или слоевище. По внешнему виду различают три типа талломов лишайников: накипные, листоватые и кустистые.

Слоевище накипного лишайника представляет собой корочку, прочно сросшуюся с субстратом - корой дерева, древесиной, поверхностью камней. Его невозможно отделить от субстрата без повреждения.

 

 

 

Листоватые лишайники имеют вид чешуек или пластинок, прикрепленных к субстрату с помощью пучков грибных нитей (гиф).

 

У кустистых лишайников таллом состоит из ветвей или более толстых, чаще ветвящихся стволиков.

 

 

Влияние загрязнения воздуха на состояние лишайников

Лишайники способны долгое время пребывать в сухом, почти обезвоженном состоянии, когда их влажность составляет от 2 до 10% сухой массы. При этом они не погибают, а лишь приостанавливают все жизненные процессы до первого увлажнения.

Погрузившись в такой “сон”, лишайники могут выдерживать сильное солнечное облучение, сильное нагревание и охлаждение.

Определение состояния воздуха по внешнему строению лишайников

Цель: методом лихеноиндикации выявить степень загрязненности воздуха в изучаемом зеленом насаждении.

Эта методика не потребует особого оборудования.

Методы оценки загрязненности атмосферы по встречаемости лишайников основаны на следующих закономерностях:

1. Чем сильнее загрязнен воздух города, тем меньше встречается в нем видов лишайников (один - два).
2. Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев.

     

3. При повышении загрязненности воздуха исчезают первыми кустистые лишайники, за ними листоватые, последними – накипные.

На основании этих закономерностей количественно оцените чистоту воздуха в вашей зеленой зоне города. Частота встречаемости (в %)

Оценка частоты встречаемости и степени покрытия по пятибалльной шкале

Ход работы:

1. Пройдите по исследуемой территории и отметьте, сколько видов лишайников вам встретилось. К какому типу они относятся (кустистые, накипные или листоватые)?

2. Определите частоту встречаемости и степень покрытия лишайниками дерева.

3. Данные занесите в таблицу:

4. Сравните ваши данные с данными в таблице методики. Определите балл оценки состояния воздуха. Чем выше балл оценки, тем чище воздух на исследуемой территории.

5. Составьте таблицу для разных участков данного зеленого насаждения:

1) вблизи дороги;
2) в глубине зеленой зоны;
3) у тропинки.

Сравните данные. Сделайте вывод о влиянии человека и его деятельности на состояние воздуха в зеленой зоне.

Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию сосны

Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обусловливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за “эталон биодиагностики”. Информативными по загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои.

Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы

В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические (участки, где разрушен хлорофилл) точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязненной атмосфере появляются повреждения и снижается продолжительность жизни хвои сосны. На рис. показаны различные варианты состояния хвои сосны.

1 – хвоинки без пятен

2 – хвоинки с черными

3 – хвоинки с усыханием и желтыми пятнами

Цель: методом биоиндикации определить степень загрязненности воздуха в изучаемой зеленой зоне.

Оборудование: пакеты для хвоинок.

Ход работы:

Выберите в разных частях леса несколько взрослых деревьев сосны, с которых будет удобно собирать хвою. 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), и подсчитывается количество хвоинок в каждой группе. Данные заносятся в таблицу с указанием даты отбора проб с каждой сосны.

Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы (измеряемые показатели- количество хвоинок).

По полученным данным составьте карту загрязнения воздуха. Сравните ее с картой, полученной с помощью метода лихеноиндикации.

Полученные данные оформите в виде экологического паспорта. Дайте свою оценку комплексному состоянию данной зеленой зоны города Москвы: неудовлетворительное, удовлетворительное, хорошее, отличное.

Выделите причины, которые привели зеленую зону к такому состоянию.

Предложите меры по охране данного зеленого насаждения, которые обращены: к Московскому правительству, к руководству округа, к отдельному человеку.

Сделайте карточки:

Зеленого цвета, на которых вы напишите параметры зеленой зоны, которые находятся в хорошем и отличном состоянии. На другой стороне этой карточки опишите меры для поддержания данной обстановки.

Красного цвета, на которых вы напишите параметры, вызывающие опасения. На другой стороне опишите меры, необходимые для срочного проведения.

Напишите свод правил, который должен соблюдать человек, посещающий любую зеленую зону города Москва.

Предлагается следующая форма экопаспорта

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ _________________________города ________________

1. Географическое положение _________________________________________________

2. Рельеф местности _________________________________________________________

3. Тип почвы _______________________________________________________________

4. Мертвый покров (состав опада, равномерность, лесная подстилка) ________________

___________________________________________________________________________

5. Влияние человека и животных (следы рубок, пожаров, пикники и т.п.) ____________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

6. Рекомендуемые меры по охране территории ___________________________________

___________________________________________________________________________

7. Древесный ярус:

Повреждения древесных пород ________________________________________________

Возобновление древесных пород (есть или нет молодые деревья) ___________________

Прогноз развития ___________________________________________________________

8. Кустарниковый ярус:

9. Травянистый покров:

10. Моховой и лишайниковый покров:

Степень покрытия деревьев ___________________________________________________

Степень покрытия почвы _____________________________________________________

Характер распределения (равномерное или мозаичное) ____________________________

11. Результата исследования состояния почвы:

Механический состав ________________________________________________________

Кислотность ________________________________________________________________

Плодородие ________________________________________________________________

Увлажненность _____________________________________________________________

12. Результаты исследования состояния воздуха:

Метод лихеноиндикации

Определение состояния хвои сосны обыкновенной

Степень загрязнения автотранспортом