Введение.
Серьезное загрязнение атмосферы началось в XIX
веке в связи с ростом потребления всех видов
топлива. Размеры воздушного океана нашей планеты
огромны, и может показаться, что сотни тонн
загрязнений, поступающих ежегодно в атмосферу и
составляющих менее одной десяти тысячной доли
процентов от массы атмосферы, являются лишь
каплей в море. Однако это далеко не так, потому
что с течением времени количество загрязняющих
атмосферу веществ накапливается. В настоящее
время увеличение загрязнения атмосферного
воздуха токсичными веществами, выделяемыми
промышленными предприятиями и автомобильным
транспортом, является одной из важнейших
проблем, стоящих перед человечеством
Загрязнение воздуха оказывает вредное
воздействие на человека и окружающую среду.
Город Чехов является одним из самых молодых
городов Подмосковья. Чеховский район расположен
на юге Московской области. Его территория
составляет 860 кв.км. Промышленность района
представлена предприятиями: энергетической,
литейной, полиграфической, кондитерской и
строительной индустрии.
Экологическая обстановка в г. Чехове, как и в
любом другом густонаселенном и промышленном
городе, ухудшается. Наблюдается увеличение
численности жителей при ограниченном росте
жилой площади и увеличение числа транспортных
единиц и выхлопных газов, загрязняющих
атмосферу.
Некоторые организмы являются чувствительными
индикаторами изменений условий окружающей
среды. К таким организмам относят лишайники,
которые поглощают аэрозоли и газы всей
поверхностью талломов. Большое количество
химических элементов лишайники получают из
атмосферы с осадками и пылью. Особенно много
минеральных и органических веществ попадает в
тело эпифитных лишайников, растущих на стволах
деревьев. Лишайники весьма чувствительны к
загрязнению воздуха и поэтому быстро погибают в
крупных городах. По этой причине они могут
служить индикаторами загрязненности воздуха
вредными веществами. Они представляют собой
идеальное средство для контроля за загрязнением
среды, так как их численность и видовое
разнообразие резко возрастают с увеличением
расстояния от источника загрязнения. Поэтому в
последние время лишайники широко применяются
при оценке загрязнения воздуха и контроля
радиоактивной обстановки. По их видовому составу
и встречаемости можно судить о степени
загрязнения воздуха. Наиболее резко лишайники
реагируют на диоксид серы...
Лишайники – своеобразные симбиотические
организмы, слоевище которых образовано грибом и
водорослью с преобладанием в большинстве
случаев первого.
Эпифитные лишайники предпочитают старые
деревья, играет роль вид поверхности коры. На
крупнобугристой коре старых деревьев обычно
селятся кустистые виды, реже встречаются
листоватые и накипные виды, а на гладкой коре
поселяются, в основном, накипные лишайники.
Имеются виды лишайников, устойчивых и
неустойчивых к городской среде. Выявлена
корреляция между загрязнением воздуха отходами
промышленных предприятий (серным диоксидом,
окислами азота, соединениями фтора) и видовым
разнообразием лишайников: чем выше загрязнение
атмосферы, тем менее богата их флора (Приложение
1 , табл. № 1). При повышении загрязнения
воздуха отличается последовательное
исследование лишайников: сначала вымирают
кустистые, потом листовые, затем накипные.
Наиболее устойчивы к загрязнению некоторые виды родов Xantoria (Ксантория), Physcia (Фисция), Anaptycia (Анаптихия), Hypogymnia (Гипогимния), Lecanora (Леканора ).
На этой основе стало развиваться особое направление индикационной экологии – лихеноиндикация. Методы оценки загрязненности атмосферы по встречаемости лишайников основаны на следующих закономерностях:
- чем сильнее загрязнен воздух города, тем меньше встречаются в нем видов лишайников, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и других субстратах и тем ниже их жизнеспособность;
- при повышении степени загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними – листовые и последними – накипные.
На основании этих закономерностей можно количественно оценить чистоту воздуха в конкретном месте микрорайона города.
Цели исследования:
- изучение морфологических и экологических особенностей лишайников;
- изучение видового разнообразия эпифитных лишайников;
- исследование жизнеспособности видов по состоянию слоевища;
- определение степени проективного покрытия в различных микрорайонах города;
- оценка степени частоты воздуха на исследуемых участках;
- предложение способов решения проблемы по улучшению чистоты воздуха.
Методы исследования:
- Изучение теоретического материала.
- Изучение методик исследования.
- Практическое выполнение исследования.
Работа выполнялась на занятиях экологического кружка МОУ СОШ № 1 города Чехова в летне-осенний сезон 2007–2008 года в различных микрорайонах города:
- Микрорайон Чеховского полиграфического комбината (парк около комбината).
- Микрорайон Чеховского регенератного завода (аллея около комбината).
- Парк-усадьба Васильчиковых-Гончаровых (1,5 км в глубине парка).
Работа № 1. «Изучение морфологических и экологических особенностей лишайников».
Цели работы:.
- Изучить морфологические и экологические особенности лишайников.
- Расширить представление о морфологических типах и экологических группах лишайников по их отношению к субстрату.
Выполнение работы:
1. Изучение специальной литературы по данной
теме.
2. Описание морфологических и экологических
групп лишайников.
1. По отношению к субстрату и другим условиям местообитания среди лишайников различают несколько крупных основных экологических групп:
Эпилитные лишайники – живущие на поверхности горных пород.
Эпифитные лишайники – растущие на коре деревьев и кустарников.
Эпигейные лишайники – растущие на поверхности почвы.
Эпифильные лишайники – развивающиеся на хвое и листьях вечнозеленых растений.
Эпибриофитные лишайники – обитающие на дерновинках мхов, и другие.
2. В различных местообитаниях на скалах, почве, стволах деревьев и т. д. лишайники образуют растительные группировки – синузии, которые характеризуются определенным видовым составом и определенными морфологическими типами. На распределение лишайников влияют как физические, так и химические свойства субстрата.
Работа № 2. «Изучение видового разнообразия эпифитных лишайников, их жизнеспособности и состояния слоевищ»
Цели работы:
- Изучить видовое разнообразие эпифитных лишайников на исследуемых территориях.
- Исследовать жизнеспособность и состояние слоевищ лишайников.
Оборудование:
- Справочник-определитель водорослей лишайников и мохообразных. Издательство «Мысль», Москва, 1978 год.
- Блокнот, карандаш, коробка для сбора образцов.
Выполнение работы.
1. Выбрали для визуального обследования 3
площадки (2 с антропогенной нагрузкой около
крупных промышленных предприятий – Чеховского
полиграфического комбината и Чеховского
регенератного завода и одну удаленную от города
– парк-усадьбу Васильчиковых-Гончаровых.)
2 .Обследовали по 10 случайно выбранных деревьев
на каждой площадке с целью изучения видового
разнообразия; жизнеспособности и состояния
слоевищ.
3. Сравнили результаты исследований.
4. Объяснили причины различий, обнаруженных при
изучении опытных площадок.
5. Занесли полученные данные в таблицу, сделали
выводы.
Данные представлены в таблице № 2, Приложение 1. Систематический обзор лишайников представлен в Приложении 2.
Выводы.
На участках с антропогенной нагрузкой видовое разнообразие лишайников не велико. В основном представлены виды рода Ксантория и рода Фисция. У основания стволов деревьев встречается накипной лишайник леканора. Жизнеспособность лишайников на этих участках низкая, слоевище чахлое. На участке с уменьшенной антропогенной нагрузкой встречаются виды родов Ксантория, Фисция и Гипогимния. Жизнеспособность лишайников на этом участке умеренная, но встречаются лишайники с высокой степенью жизнеспособности и здоровым слоевищем.
Итоги.
Проведенные наблюдения свидетельствуют о том, что видовое разнообразие, жизнеспособность и состояние слоевищ лишайников зависит от состояния атмосферы. По состоянию лишайникового покрова можно судить о степени загрязнения воздуха. Лишайники могут служить индикаторами его чистоты. Серьезные антропогенные нагрузки связаны с выбросом различных загрязняющих компонентов крупными промышленными предприятиями – Чеховским полиграфическим комбинатом (ЧПК) и Чеховским регенератным заводом (ЧРЗ). Загрязнению атмосферного воздуха способствуют находящаяся в 200 метрах от ЧПК автозаправочная станция и автостоянка около ЧРЗ. Усугубляет ситуацию оживленный поток автотранспорта по улице Полиграфистов (микрорайон ЧПК) и улице Чехова (микрорайон ЧРЗ).
Работа № 3. «Оценка чистоты воздуха по частоте встречаемости и степени проективного покрытия лишайниками»
Методика рекомендована: Пчелкин А. В., Боголюбов А. С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды. Методическое пособие. М.,Экосистема, 1997, 25с
Цели работы:
- Исследовать степень проективного покрытия лишайниками в процентах в микрорайонах с высокой антропогенной нагрузкой и микрорайоне с уменьшенной антропогенной нагрузкой.
- Выявить количество видов лишайников и количество лишайников доминирующего вида.
- Произвести оценку чистоты воздуха по частоте встречаемости и степени проективного покрытия лишайниками на исследуемых участках..
- Сравнить полученные результаты.
Выполнение работы.
1. Выделили три микрорайона в городе с различной
антропогенной нагрузкой.
2. Определили степень проективного покрытия
лишайниками на десяти деревьях методом
сеточек-квадратов. Использовали сеточки 10 х 10 см,
представляющие собой рамки, на которые через
каждый сантиметр натянуты продольные и
поперечные тонкие проволочки. Рамку накладывали
на ствол дерева и фиксировали.
Затем определяли число (a) единичных квадратов, в
которых лишайники занимают на глаз больше
половины площади квадрата, такое покрытие
принимали за 100 %; определяли число (b) квадратов, в
которых лишайники занимают менее половины
площади квадрата, такое покрытие принимали за 50 %.
Общее покрытие в процентах вычисляли по формуле
(c – число исследованных площадок):
R = 100 a + 50 b / c.
3. Выявляли количество видов лишайников,
количество доминирующего вида и степень
проективного покрытия на каждом дереве с
юго-западной и северо-восточной стороны.
4. Оценка встречаемости и покрытия давалась по
пятибалльной шкале.
5. Сравнили результаты, полученные на трех
опытных площадках. .
6. Занесли полученные данные в таблицы и сделали
выводы.
Данные по результатам работы представлены в Приложении 3 таблицы 1–3
Выводы.
Микрорайон Полиграфического комбината находится в зоне умеренного загрязнения (степень проективного покрытия 3 балла). Загрязнение атмосферного воздуха связано с выбросом загрязняющих компонентов Чеховским полиграфическим комбинатом и расположенной в 200 метрах от него автозаправочной станции.
Микрорайон Регенератного завода находится в зоне сильного загрязнения (степень проективного покрытия 2 балла). На стволах деревьев в основном встречаются накипные лишайники с низкой жизнеспособностью и чахлым слоевищем. Воздух сильно загрязнен веществами, выбрасываемыми Чеховским регенератным заводом, а также автотранспортом, следующим по улице Чехова.
Парк-усадьба Васильчиковых-Гончаровых находится в зоне относительно чистого воздуха (степень проективного покрытия 4 балла). Это связано с тем, что парк – один из наиболее озелененных районов и находится достаточно далеко от промышленных предприятий.
Практические рекомендации по результатам исследований.
Проблемы экологии городов – это в
первую очередь проблемы уменьшения выбросов в
окружающую среду различных загрязнителей. Их
необходимо решать путем создания новых
малоотходных технологий производственных
процессов и эффективных очистных сооружений.
Необходимо вести регулярные наблюдения за
состоянием экосистем и их элементов –
экологический мониторинг.
Регулярно (один раз в два года) проводить оценку
чистоты воздуха методом лихе-ноиндикации,
изучать разнообразие лишайников и состояние их
покрова.
В целях регуляции газового состава воздуха и
степени его загрязнения необходимо высаживать
деревья, разбивать скверы, газоны, парки в
микрорайонах с высокой антропогенной нагрузкой
(вдоль крупных автомагистралей, около
промышленных предприятий, котельных и пр.).
Использовать для озеленения наиболее устойчивые
к воздействию пыли, дыма и газа виды древесных
пород: тополь, липу, клен, вяз, клен ясенелистный,
акацию белую, боярышник обыкновенный, шиповник,
бересклет, барбарис обыкновенный, бузину
красную. Проводить целенаправленную и
планомерную работу по обновлению зеленого фонда
Установить контроль за строительством АЗС и
предприятий автосервиса в черте города с целью
улучшения экологической ситуации и возможности
создания мест интенсивной рекреации.
Комплекс мероприятий по организации зоны отдыха,
туризма и благоустройству территории
парка-усадьбы Васильчиковых-Гончаровых:
благоустройство туристических и рекреационных
маршрутов (экскурсионных, познавательных,
экологических уголков и пр.), устройство и
оборудование площадок и мест отдыха, питьевых
источников по санитарным нормам.
Результаты исследований и практические
рекомендации направлены в экологический отдел
городской администрации.
Литература
1. Жизнь растений. Т.3. Водоросли. Лишайники. М.,
Просвещение, 1977, 487 с.
2. «Водоросли, лишайники и мохообразные»;
справочник-определитель, М.: «Мысль», 1978 г.
3. Определитель лишайников России. Т.6-8.
4. Пчелкин А.В., Боголюбов А.С. Методы
лихеноиндикации загрязнений окружающей среды:
Методическое пособие. М., Экосистема, 1997, 25 с.
5. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Экология России»;
1996 г. М.:, АО МДС.
6. Мансурова С.Е. «Следим за окружающей
средой нашего города », М., «Владос», 2001
г.