kopilkaurokov.ru - сайт для учителей

Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей

Исследовательская работа БИОИНДИКАЦИОННАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ с. ПЕСТРЕЦЫ ПО МОРФОМЕТРИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ ЛИСТЬЕВ БЕРЕЗЫ БОРОДАВЧАТОЙ

Нажмите, чтобы узнать подробности

 

Влияние воздушного загрязнения на зеленые растения

Цель работы: оценить благоприятность окружающей среды  территории села Пестрецы по асимметрии листьев древесных пород растений.

Объект исследования: Береза повислая (Береза бородавчатая).

Теоретические основы построения ассортиментов газоустойчивых растений

Наблюдения за березой бородавчатой осуществлялись в трех точках: 1 – растения зеленой полосы вдоль улиц Молодежной и Мишанина (опыт 1), 2 – на расстоянии 100 метров от дороги (опыт 2), 3 – в глубине парковой зоны отдыха - 900-1000 метров от дороги (контроль). Элементы учета: длина прироста основного и боковых побегов березы за вегетационный период, размер боковых и верхушечных почек, площадь листовой пластинки, длина и количество жилок в листе, длина черешка листа, длина женского соплодия, виды повреждений листа, качество пыльцевых зерен.

Возраст растений, используемых для наблюдения примерно одинаков, все пробы были взяты на одной высоте от поверхности земли. Измерение длины и ширины учетных объектов осуществлялось сантиметровой лентой, изучение площади листовой пластинки проводилось на аналогах листьев, переведенных на миллиметровую бумагу, что облегчило подсчет площади листа. Методика анализа качества пыльцы заключается в определении процента ненормальных (абортивных) пыльцевых зерен.

Взятие проб осуществлялось один раз в вегетационный период: май 2012, 2013 г.г. – пыльца; июль 2012, 2013 г.г. – побеги березы бородавчатой. Повторность шестикратная.

При наблюдениях и измерениях проводилась статистическая обработка полученных результатов. Это позволило оценить точность и достоверность полученных результатов, избежать ошибочных выводов.

По литературным данным [3,9] в выбросах автомототранспорта преобладают свинец, сажа, оксид азота, оксид углерода, углеводороды, диоксид серы, иногда превышающие ПДК в несколько раз. Наибольшую опасность для растений представляет сернистый ангидрит (SO2), соединения фтора (HF, FSi4), хлористый водород (HCl), оксиды азота (NO, NO2), пылевые частицы, содержащие абсорбированные газы и оксиды различных металлов.

Выбросы автомототранспорта – это комплекс различных инградиентов. Суммарное действие этих веществ на растения иное, чем каждого газа в отдельности.

В первую очередь, отрицательное воздействие воздушного загрязнения сказывается на листьях. Листва задерживает  пыль, очищает воздух. Химическое действие пыли определяется составом, количеством и токсичностью для данного растения. Физическое действие пыли проявляется, прежде всего, в образовании чехла, препятствующего нормальному тепло- и влагообмену листа с атмосферой и уменьшающего интенсивность доступного для растений света. Температура листа повышается на 8-10С, соответственно увеличивается скорость транспирации. При сплошном покрытии листьев пылью испарение воды прекращается, и растения погибают. Иногда физиологические повреждения не сопровождаются внешними изменениями, но обычно признаки поражения растений токсикантами выражаются в некрозах края листа, побурении листьев, уродливых формах листа («смятые листья»), скручивании, «ожогах», а в тяжелейших случаях – засыхании и опадании листьев, отмирании растений [2].

Сильное повреждение листового аппарата не всегда приводит к гибели растения. Благодаря регенерационной способности растения восстанавливают новые листья и побеги взамен поврежденных.

 

Биоиндикационная оценка состояния окружающей среды с. Пестрецы по

                                                      ассиметрии листьев деревьев

 

Методика исследования

Наблюдения за состоянием побега осуществляли на живом растении, без отделения побега от основного растения. При измерении длины побега пользовались сантиметровой лентой. Из полученных измерений произвольно взяли каждое пятое измерение. Таким образом, n = 50. Затем провели статистическую обработку данных.

 

 

 

 

 

 

Результаты исследования

При анализе полученных данных была установлена достоверность в различиях длины основного однолетнего побега в опыте и контроле. В условиях сильного атмосферного загрязнения происходит снижение величины прироста однолетнего побега березы бородавчатой за вегетационный период (диаграмма 1)

 

Разница в длине побега в зоне сильного загрязнения составляет: основного – 31,4 %, бокового – 42,3 %. В сравнении с 2012 годом происходит снижение средней длины побега в среднем на 1 %. Это может быть связано с увеличением количества загрязняющих веществ в воздухе или с климатическими условиями вегетационного периода, (сравнительный анализ не производился). Изучая данные встречаемости побегов различной длины, было отмечено, что в опыте чаще всего встречаются побеги с длиной 21-23 см, а у контрольных растений – 25-35 см.( диаграмма 2)

 

В процессе приспособления к условиям загрязненной атмосферы у растений появляется мелкоклеточность, утолщение клеточных оболочек, уменьшение площади листовой пластинки, увеличение жилкования и количества устьиц [7].

Анализируя длину листовой пластинки у растений произрастающих в зоне загрязнения и условно чистом по воздушному загрязнению регионе, мной было обнаружено, что в опыте происходит значительное снижение величины признака (диаграмма 3).

 

 

 

При статистической обработке данных в 2012 году опыт был признан недостоверным, хотя полученное значение t = 1,93 очень близко к достоверному (t = 2). Это позволило предположить, что загрязнение воздуха оказывает влияния на рост листа в длину), а недостоверность опыта вызвана неточностью измерений.

При изучении зависимости ширины листа от величины атмосферного загрязнения было установлено, что растения вдоль автотрассы имеют более узкие листья (диаграмма 4).

 

Статистическая обработка данных и определение достоверности полученных результатов говорит о высокой точности опыта.

Полученные данные позволяют утверждать об отрицательном воздействии автомобильного транспорта на ширину листовой пластинки березы бородавчатой.

Анализируя длину черешка листовой пластинки у растений разных участков произрастания (опыт и контроль) я получила следующие результаты: у растений, произрастающих в придорожной зоне, происходит уменьшение длины черешка листа (диаграмма 5).

 

При сравнительной характеристике длины черешка листьев, произрастающих в разных условиях загрязнения воздуха, было отмечено, что у опытных растений чаще встречаются листья с черешком длиной 21-22 мм., а у контрольных растений с черешком длиной 25-30 мм. (диаграмма 6).

Достоверность опыта высокая, что позволяет говорить о прямой зависимости длины черешка от количества загрязняющих веществ в воздухе.

Изучение площади листовой пластинки проводилось на аналогах листьев, переведенных на миллиметровую бумагу, что позволило с большей точностью высчитать их поверхность.

Анализ полученных данных и статистическая обработка результатов позволили установить зависимость между площадью листа и экологическими условиями произрастания .

Сильная загазованность атмосферного воздуха вызывает резкое снижение площади листовой пластинки (диаграмма 7). Этот признак хорошо прослеживается, доступен для изучения, легко просчитывается, что позволяет использовать его как показатель загрязнения воздушной среды.

При изучении количества жилок в листе, величины боковых и верхушечных почек не получено достоверных различий в результатах между данными опыта и контроля, что говорит о возможной устойчивости данных показателей к автомобильному загрязнению воздуха.

Действующая на растения двуокись азота вызывает периферическое повреждение листьев, скручивание их вовнутрь, появление коричневой окраски на завершающем этапе развития листьев. Присутствие в атмосфере NO2 задерживает рост и развитие овощных культур, снижают их урожайность и качество продукции [7, 9, 14].

Большую опасность для растений представляют фтористые соединения, оказывающие фитотоксическое действие в небольших концентрациях (менее 0,6 мкг/ м3). Фтор не является необходимым для развития растений элементом и не участвует в обмене веществ. Поэтому и не происходит его детоксикация в растительной клетке. Фтор накапливается в растениях, создавая опасность для здоровья животных и человека при употреблении растений на корм или в пищу [7,9]. Большая часть фтора в виде пыли, осевшей на поверхности растений, смывается осадками и не проникает внутрь растений.

Появление симптомов повреждений связано с перемещением фторидов, поглощенных из воздуха к верхушкам и краям листьев. В начале на листьях образуются хлоротические пятна, сопровождающиеся некрозами и иссушением тканей. Листья покрываются пятнами светло-коричневого и бурого цвета. Газообразные токсиканты начинают оказывать влияние на растение с момента контакта с покровными тканями. Важную роль в проявлении устойчивости растений играет устьичный аппарат листьев, как механизм, с участием которого происходит проникновение газов внутрь листа [6].

Сернистый газ, повреждая растения, способствует ослаблению их устойчивости к различным факторам среды, болезням, вредителям. Признаки повреждения растений сероводородом – потеря тургора, появление светло-желтых и буро-черных пятен, ожогов преимущественно в середине листовой пластинки. В основе патологических изменений лежит нарушение структуры цитоплазматических мембран, падение интенсивности фотосинтеза и дыхания листьев растений. Молодые листья сильнее поглощают сернистый газ и больше страдают. Наряду со снижением количества хлорофилла сернистый газ вызывает сдвиги в структуре мембран хлоропластов. Они становятся неправильной формы, происходит утоньшение их мембран. Под действием значительных концентраций вредных газов, особенно двуокиси серы и фтора, клетки мезофилла сплющиваются, сама клетка деформируется, разрушаются хлоропласты, и происходит падение интенсивности фотосинтеза [7, 9, 12].

Реакция растительного организма на газообразные токсиканты определяется химической природой токсиканта (реакционностью, концентрацией, продолжительностью взаимодействия с растением), а также индивидуальными особенностями растений (интенсивностью газообмена, способностью нейтрализовать токсикант и регенерировать частично нарушенные клеточные органеллы и функциональные системы) (7,9).

Под влиянием различных веществ, содержащихся в выхлопных газах, происходит видимое повреждение листьев. В процессе изучения поверхности листа было выявлено 5 типов повреждений: точечный и пятнистый некроз, мертвый край листа и мертвая верхушка, изменение этих повреждений показано на диаграммах 8,9,10,11.

 

Заключение

Известно, что деформация листа связана с действием этилена, содержащегося в выхлопных газах автомобиля. Небольшое уменьшение количества деформированных листьев в 2012году можно объяснить погрешностью опыта.

По степени видимых повреждений листа можно установить интенсивность атмосферного загрязнения. Чем выше количество атмосферных токсикантов, тем больше степень различных повреждений вегетирующих органов. Разница между опытными и контрольными растениями составила 95, 34 %.

От уровня физического и химического загрязнения среды в большой степени зависит качество пыльцевых зерен. Пыльца отличается высокой чувствительностью к действию отрицательных факторов и может являться индикатором загрязнения среды генетически активными компонентами. У плодовых культур затормаживаются процессы созревания пыльцы, повреждаются рыльца пестиков в цветках, вследствие чего снижается плодоношение, ухудшается качество продукции растениеводства, снижается урожайность [9]. Генетически активные факторы среды нарушают процесс образования пыльцы, доводя до полного отсутствия в пыльниках нормальных пыльцевых зерен.

 

 

 

Выводы:

  1. В  процессе приспособления к условиям загрязнённой атмосферы у растений происходит снижение величины прироста побегов  , уменьшение длины черешка листа и площади листовой пластинки, листья становятся более узкими , с точечным и пятнистым некрозом , мёртвыми краем листа и верхушкой.
  2. При изучении количества жилок в листе , величины боковых и верхушечных почек не получено достоверных различий  в результатах между данными опыта и контроля , что говорит о возможной устойчивости этих показателей к автомобильному загрязнению воздуха.
  3. Увеличение количества листьев берёзы с отмирающими в процессе вегетации краев и верхушкой листа - можно предположить , что это вызвано возросшим количеством соединений азота и фтора в воздухе вдоль автомагистралей.

 

Рекомендации:

  1. Для улучшения экологической обстановки территории села Пестрецы необходимы новые насаждения древесных культур .
  2. Пестречинскому лесничеству Лаишевского лесхоза РТ для создания зелёного наряда села использовать рябину обыкновенную , сирень обыкновенную , лиственницу , липу мелколиственную , которые обладают наибольшей газоустойчивостью к атмосферному загрязнению.

 

 

 

 

 

 

 

 

Просмотр содержимого документа
«исследовательская работа БИОИНДИКАЦИОННАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ с. ПЕСТРЕЦЫ ПО МОРФОМЕТРИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ ЛИСТЬЕВ БЕРЕЗЫ БОРОДАВЧАТОЙ »

БИОИНДИКАЦИОННАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ  ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ  с. ПЕСТРЕЦЫ ПО МОРФОМЕТРИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ ЛИСТЬЕВ БЕРЕЗЫ БОРОДАВЧАТОЙ    Исследовательская работа Потапова Е. 8 класс, Пестречинская средняя школа, с углубленным изучением отдельных предметов.  Учитель  биологии: Геффель В.И , высшая квалификационная категория.

БИОИНДИКАЦИОННАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ с. ПЕСТРЕЦЫ ПО МОРФОМЕТРИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ ЛИСТЬЕВ БЕРЕЗЫ БОРОДАВЧАТОЙ

Исследовательская работа

Потапова Е. 8 класс,

Пестречинская средняя школа, с углубленным изучением отдельных предметов.

Учитель биологии:

Геффель В.И ,

высшая квалификационная категория.

Цель работы Определение благоприятности окружающей среды территории села Пестрецы по  морфометрическим параметрам листьев берёзы бородавчатой

Цель работы

Определение благоприятности окружающей среды территории села Пестрецы по морфометрическим параметрам листьев берёзы бородавчатой

Задачи:

Задачи:

  • Выявить наиболее благоприятные территории для роста и развития берёзы бородавчатой.
  • Определить возможность ее
  • использования в озеленении улиц с. Пестрецы .
В последнее время для интегральной оценки состояния окружающей среды стал широко использоваться биоиндикационный подход, основанный на оценке морфометрических параметров. Это связано с тем, что при антропогенном воздействии листья растений не только меняют окраску, но и имеют аномальную конфигурацию. Проявление таких отклонений (флуктуирующей асимметрии) это результат несовершенства развития. Иными словами, флуктуирующая асимметрия характеризует способность организма к формированию фенотипа при минимальном уровне онтогенетических нарушений, который в свою очередь является показателем степени соответствия условий среды требованиям организма. Таким образом, речь идет о качестве среды, ее здоровье.

В последнее время для интегральной оценки состояния окружающей среды стал широко использоваться биоиндикационный подход, основанный на оценке морфометрических параметров. Это связано с тем, что при антропогенном воздействии листья растений не только меняют окраску, но и имеют аномальную конфигурацию. Проявление таких отклонений (флуктуирующей асимметрии) это результат несовершенства развития.

Иными словами, флуктуирующая асимметрия характеризует способность организма к формированию фенотипа при минимальном уровне онтогенетических нарушений, который в свою очередь является показателем степени соответствия условий среды требованиям организма. Таким образом, речь идет о качестве среды, ее здоровье.

Объект исследования Береза бородавчатая

Объект исследования

Береза бородавчатая

Территория исследования Береза повислая Участок №1 – растения зелёной полосы вдоль улиц Молодёжная и Мишанина(опыт 1) Участок №2 –на расстоянии 100 метров от дороги (опыт 2) Участок №3 –парковая зона отдыха , 900-1000 метров от дороги (контроль)

Территория исследования

Береза повислая

Участок №1 – растения зелёной полосы вдоль улиц Молодёжная и Мишанина(опыт 1)

Участок №2 –на расстоянии 100 метров от дороги (опыт 2)

Участок №3 –парковая зона отдыха , 900-1000 метров от дороги (контроль)

Изучалась величина прироста побега за вегетационный период, длина и количество жилок в листе, длина черешка листа, размер почек и женского соплодия, ширина и длина листа, наличие различных повреждений листа, качество пыльцевых зерен. Для оценки точности и достоверности полученных результатов проводилась статистическая обработка данных.
  • Изучалась величина прироста побега за вегетационный период, длина и количество жилок в листе, длина черешка листа, размер почек и женского соплодия, ширина и длина листа, наличие различных повреждений листа, качество пыльцевых зерен. Для оценки точности и достоверности полученных результатов проводилась статистическая обработка данных.
Диаграмма 1. Средняя величина однолетнего побега березы

Диаграмма 1. Средняя величина однолетнего побега березы

Диаграмма 2 Длина побега, см.

Диаграмма 2 Длина побега, см.

Диаграмма 3. Средняя длина листовой пластинки, мм

Диаграмма 3. Средняя длина листовой пластинки, мм

Диаграмма 4.  Средняя ширина листа, мм

Диаграмма 4. Средняя ширина листа, мм

Диаграмма 5. Длина черешка листовой пластинки, мм

Диаграмма 5. Длина черешка листовой пластинки, мм

Диаграмма 6. Длина черешка листовой пластинки, мм

Диаграмма 6. Длина черешка листовой пластинки, мм

Диаграмма 7.  Средняя площадь листовой пластинки, см 2

Диаграмма 7. Средняя площадь листовой пластинки, см 2

Диаграмма 8 Точечный некроз листьев березы, %

Диаграмма 8 Точечный некроз листьев березы, %

Диаграмма 9.  Пятнистый некроз листьев березы, %

Диаграмма 9. Пятнистый некроз листьев березы, %

Диаграмма 10.  Мертвый край листа, %

Диаграмма 10. Мертвый край листа, %

Диаграмма 11 . Мертвая верхушка листа, %

Диаграмма 11 . Мертвая верхушка листа, %

Диаграмма 12. Изменения формы листовой пластинки, %

Диаграмма 12. Изменения формы листовой пластинки, %

Диаграмма 13. Качество пыльцевых зерен, %

Диаграмма 13. Качество пыльцевых зерен, %

Диаграмма 14. Длина женского соплодия, мм

Диаграмма 14. Длина женского соплодия, мм

Диаграмма 15 . Длина женского соплодия, мм.

Диаграмма 15 . Длина женского соплодия, мм.

Выводы

Выводы

  • Подводя итоги выполненной работы можно сказать, что имеющиеся литературные данные об отрицательном воздействии автомототранспорта на рост и развитие растений были подтверждены результатами исследовательской работы.
  • · В зоне сильного воздействия выхлопных газов автомототранспорта происходит нарушение роста и развития растения (уменьшение величины прироста побега, размеров и площади листа, увеличивается количество нарушений поверхности листовой пластинки и качества пыльцевых зерен);
  • · Не получено достоверных различий между количеством жилок в листе и величиной верхушечных и боковых почек в результатах опыта и контроля, что говорит о возможной устойчивости данных показателей к атмосферному загрязнению;
Критерием, используемым для выявления загрязнения атмосферы автомототранспортом, можно считать: площадь листовой пластинки, наличие некрозов и отмерших частей листа, длина черешка листа, количество абортивных пыльцевых зерен в цветках березы;  Увеличение количества листьев берёзы с отмирающими в процессе вегетации краёв и верхушкой листа можно предположить, что это вызвано возросшим количеством соединений азота и фтора воздуха вдоль автодорог.  Возможно использование березы для озеленения города, при условии контроля над наличием вредителей и болезнями растения.
  • Критерием, используемым для выявления загрязнения атмосферы автомототранспортом, можно считать: площадь листовой пластинки, наличие некрозов и отмерших частей листа, длина черешка листа, количество абортивных пыльцевых зерен в цветках березы;
  • Увеличение количества листьев берёзы с отмирающими в процессе вегетации краёв и верхушкой листа можно предположить, что это вызвано возросшим количеством соединений азота и фтора воздуха вдоль автодорог.
  • Возможно использование березы для озеленения города, при условии контроля над наличием вредителей и болезнями растения.
Рекомендации:

Рекомендации:

  • Для улучшения экологической обстановки территории села Пестрецы необходимы новые насаждения древесных культур .
  • Пестречинскому лесничеству Лаишевского лесхоза РТ для создания зелёного наряда села использовать рябину обыкновенную , сирень обыкновенную , лиственницу , липу мелколиственную, тополь пирамидальный, которые обладают наибольшей газоустойчивостью к атмосферному загрязнению.
ЛИТЕРАТУРА

ЛИТЕРАТУРА

  • Баранник А.П. Озеленение городов Кузбасса, Кемерово, 1984, 88 с.
  • Горышина Т.К. Экология растений, М., Высшая школа, 1979
  • Жизнь растений, т. 5. Цветковые растения (под ред. А.Л. Тахтаджяна)- М.: Просвещение, 1980, с. 314-320
  • Захаров В. Б. Биология. Просвещение 2000
  • Изучение динамики роста побегов, формирования почек и цветков у плодовых растений, Метод. Руководство под ред. В.Л. Витковского, Л., 1979
  • Красинский Н.П., Теоретические основы построения ассортиментов газоустойчивых растений. В кн.: Дымоустойчивость растений и дымоустойчивые ассортименты, М.: 1998
  • Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда, М., 1974
  • Культиасов И.М. Экология растений, М., изд-во МГУ,2009
  • Природа и экологические проблемы Кузбасса, Кемерово, ИУУ, 1983, 120с.
  • Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур, Мичуринск, 1973
  • Опыт и методы экологического мониторинга, Пущино, 2008
  • Растения и чистота природной среды, сб.ст.; Минск, 1993, 90 с.
  • Рубин Б.А. Курс физиологии растений, М., Высшая школа, 1976, с. 157-167
  • Школьный экологический мониторинг, Учебно-метод. пособие под ред. Т.Я. Ашихминой.- М.: АГАР, 2010


Получите в подарок сайт учителя

Предмет: Биология

Категория: Презентации

Целевая аудитория: 8 класс.
Урок соответствует ФГОС

Автор: Геффель Венера Ивановна

Дата: 18.06.2014

Номер свидетельства: 106860

ПОЛУЧИТЕ БЕСПЛАТНО!!!
Личный сайт учителя
Получите в подарок сайт учителя


Видеоуроки для учителей

Курсы для учителей

ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО

Добавить свою работу

* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт

Удобный поиск материалов для учителей

Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства