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:

1. Микрорайон Чеховского полиграфического комбината (парк около комбината).
2. Микрорайон Чеховского регенератного завода (аллея около комбината).
3. 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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

Приложения