Научно- исследовательский проект по экологии " Город будущего- город без проблем"

Исследовательский проект « Город будущего- город без проблем»

Руководитель проекта:

Педагог дополнительного образования Калантарова Е. Р.

МУ ДО Центр внешкольной работы г. Маркс Саратовская область

Введение

Город, в котором я родилась и живу, носит название Маркс. Город мой небольшой, но очень зелёный. Расположен на левом берегу Волги (Волгоградское водохранилище), в 50 км от ж.д. станции Покровск, в 60 км к северо-востоку от Саратова.

Я очень люблю свой город, горжусь им. Он небольшой, но у него богатая история, имеются многочисленные памятники архитектуры, разбиты аллеи, скверы. Я хочу остановиться на парке Победы, который можно назвать и сквером. Немного истории о возникновении такого парка в нашем городе.

Самой тяжёлой и разрушительной для нашего народа стала Великая Отечественная война. Много жизней было положено на алтарь Победы. С каждым днём остаётся всё меньше ветеранов, тех, кто завоевал нам право жить под мирным небом. Новые поколения не должны забывать имена тех, кому они обязаны жизнью.

Открытие памятника состоялось 9 мая 1970 года. К скверу подъехал кортеж машин, в 1из которых находился факел, зажжённый в Саратове. Это огонь городов- героев. Право зажечь огонь было предоставлено 1 секретарю горкома КПСС И. П. Кузнецову. Имена погибших марксовцев навсегда занесены в списки и размещены в нишах памятника. А зажжённый огонь- это огонь сердец тех, кого нет больше с нами. С тех пор каждый год 9 мая жители нашего города приходят к монументу и возлагают цветы.

Так в нашем городе появился парк Победы. Он занимает очень небольшую площадь и расположен на улице Победы. Со всех сторон парк окружают одноэтажные дома, улицы с небольшой загруженностью автотранспортом. Парк не имеет значительной территории, но при этом выполняет важное эстетическое и воспитательное значение. Он красив в любое время года. Летом - это зелёный тихий уголок, где можно спрятаться в тени деревьев, зимой можно просто прогуляться по аллеям, осенью здесь бушует буйство красок- оранжевые каштаны, зелёные ели, жёлтые берёзы. Весной парк начинает цвести, особенно красива акация, каштан.

Парк за последние годы сильно изменился в лучшую сторону, высажены новые деревья, благоустроена территория парка, разбиты клумбы. С моей точки зрения парк незаслуженно забывают горожане, именно поэтому я решила провести исследования в этом парке.

Цель исследовательской работы:

Дать общую оценку экологического состояния парка Победы

Задачи:

1. Провести описание и учет видового состава деревьев на территории парка.

2. Оценить степень воздействия факторов урбанизированной среды на состояние древесных насаждений и дать их комплексную оценку

3. Изучить состояние атмосферного воздуха по состоянию хвойных.

4. .Оценить уровень загрязнения атмосферного воздуха по содержанию токсичных веществ в коре деревьев.

5. Провести социологический опрос среди обучающихся школы с целью выяснения их мнения о состоянии парка и предложить собственный проект по улучшению парка Победы

Материал и методика

В своей исследовательской работе я использовала следующие методы: метод наблюдения, метод биоиндикации, социологический опрос, изучение архивных документов, эксперимент. Были изучены представители хвойных и листопадных пород и учтены их морфологические изменения.

Свои исследования я проводила в период август- декабрь в парке Победы. Объект исследования – древесные растения: ель обыкновенная, акация, берёза, каштан

1. Социологический опрос

Опрос был проведён среди обучающихся 7 класса по следующим вопросам:

1. Знаете ли вы о существовании парка Победы в нашем городе?

2. Нравится ли вам этот парк?

3. Как часто вы там бываете?

4. Что бы вы хотели изменить в оформлении парка? Ваши предложения.

2 . Количественная и видовая характеристика древесных насаждений

Был проведён количественный учёт всех древесных пород, произрастающих в парке.

Все данные занесли в таблицу

3. Оценка состояния древостоя парковой зоны с использованием простейшей шкалы.

Оценка состояния древостоя производится для установления вредного влияния антропогенных факторов и прогнозирования судьбы исследуемой экосистемы.

Оценка производится следующим образом:

1.Внутри ключевого участка закладывается пробная площадка 50 кв. м.

2. Определяются виды деревьев.

3. С помощью шкалы визуальной оценки деревьев по внешним признакам определяются баллы состояния отдельных деревьев каждого вида.

4. Вычисляется средний балл состояния для каждого вида по формуле:

Коэффициент состояния (К1, К2, К3 и т.д.) определяют для каждого вида по формуле:

     Σ(b1 • n1)

К1=--------------

N

        где К1- коэффициент состояния конкретного вида; b1- баллы состояния отдельных деревьев одного вида; n1- число деревьев каждого балла    состояния; N- общее число учтенных деревьев каждого вида.

 Результаты визуальных определений в таблицу

Далее о пределить коэффициент состояния паркового древостоя в целом (К) как среднее арифметическое коэффициентов состояния отдельных видов деревьев на пробной площадке:

   К1 + К2+…К3

К=--------------------,

  R

        где К1, К2,.-К3- коэффициенты состояния видов деревьев; R- число видов деревьев.

Оценить состояния древостоя парка , используя следующую градацию:       К≤1,5- здоровый лес; К=1,6-2,5-ослабленный древостой; К=2,6-3,5- сильно ослабленный лес; К=3,6-4,5- усыхающий лес; К≥4,6- погибающий лес.

4.Оценка загрязнения атмосферы по состоянию хвойных пород.

В незагрязнённых лесных экосистемах основная масса хвои здоровая, не имеет повреждений и лишь малая часть хвоинок имеет некротические точки. В загрязнённой атмосфере появляются видимые повреждения.

Появление некрозов (омертвление тканей) чаще проявляется на хвоинках под влиянием загрязняющих веществ. Различают следующие виды некрозов:

краевой некроз (по краям хвоинки);

срединный некроз;

точечный – отмирание тканей листа в виде пятен, рассыпанных по всей поверхности хвоинки

С нескольких боковых побегов в средней части кроны 5 деревьев ели отбирают 100 пар хвоинок. Хвою осматривают при помощи лупы, отмечая хлорозы, некрозы кончиков хвоинок и всей поверхности и их характер ( точки, пятнистость, мозаичность). Определяют цвет повреждений - может быть разным, но все оттенки являются информативными качественными признаками.

Измеряют длину хвои на побеге прошлого года, а также её ширину (в середине хвоинки) при помощи лупы.

Определение продолжительности жизни хвои.

Для удобства проведения исследования методом визуального осмотра выбираются невысокие деревья. Отмечают количество деревьев и возраст хвои ( от 1 до 4 лет)

Сближенность хвоинок.

В результате ухудшения роста побега в загрязнённой зоне пучки хвоинок более сближены и на 10 см побега их больше, чем в чистой зоне. Отмеряют 10 см побега и подсчитывают число хвоинок. Выводится среднее значение.

Все результаты измерений хвои заносятся в таблицу.

5.Определение зольности коры древесных растений как индикационного признака загрязнения воздушной среды.

Исследования, проведённые на древесных растениях показали, что тяжёлые металлы, сера и другие элементы накапливаются в органах растений и по их содержанию можно оценить экологическую обстановку местности.

В исследуемой зоне собирается кора , её высушивают, измельчают и взвешивают. Далее озоляют, после сжигания тигли с золой охлаждают и снова взвешивают, вычисляют % золы с песком. Чтобы определить вес чистой золы в тигель прибавляют дист. воду и 2 мл соляной кислоты и подсушивают для обезвоживания кремниевой кислоты. К сухому остатку прибавляют 2 мл соляной кислоты и 3 мл воды, нагревают и фильтруют горячим. Фильтр, на котором находится песок и кремниевая кислота прокаливают и взвешивают. Разница между полученной массой и массой пустого тигля даёт содержание песка и кремниевой кислоты. Содержание золы высчитывают по формуле:

Х=100.( А- В)/ N

Полученные результаты заносят в таблицу и делают соответствующие выводы.

Полученную золу разбавили водой, профильтровали и провели качественный анализ, определив содержание серы, железа.

Определение серы

К раствору золы прибавляется 5 мл хлорида бария. Выпадение белого осадка свидетельствует о наличии серы.

Определение железа

К раствору золы прибавляют 5 капель роданида калия. Появление розового окрашивания свидетельствует о наличии в золе растений соединений железа.

6.Определение степени запыленности воздуха по листьям деревьев.

В условиях города одним из мощных загрязнителей воздуха является пыль, которая оседает на листьях, вдыхается человеком. Провоцируя кашель и слезотечение. Известно давно, что зелёные растения играют пылезаджерживающую роль. Особенно это актуально для парковых зон.

Вблизи дороги и в центральной части в парке выбрали для контроля по 5 деревьев одной породы. На высоте 1-1,5 м с каждого дерева сорвали по 10 листьев, поместили их в чистую стеклянную банку с крышкой. Определили массу листьев с пылью. Тщательно смыли пыль с поверхности каждого листа и просушили их. Определили массу чистых листьев. Определили разницу. Полученные результаты занести в таблицу

Результаты исследований

1. Социологический опрос

В опросе приняли участие 18 обучающихся 7 класса. На 1 вопрос:

Знаете ли вы о существовании парка Победы в нашем городе? 18 челок ответили утвердительно, что составило 100%

На 2 вопрос:

Нравится ли вам этот парк? – 10 человек ответили утвердительно( 50%), 9 человек ответили- нет (50%)

На 3 вопрос: Как часто вы там бываете? ( 5 человек ответили- редко

( 30%), 10 человек ответили- часто(70%)

Наиболее популярные ответы:

- увеличить число зеленых насаждений парка (посадить больше хвойных - деревьев, разбить дополнительно клумбы для цветов)

построить детскую площадку

-построить кафе на территории парка

Вывод: Основная часть опрошенных одноклассников знакомы с парком Победы, но хотят внести изменение в благоустройстве парка.

2. . Количественная и видовая характеристика древесных насаждений

№	Название растения	Число особей
1	Берёза повислая	21
2	Каштан конский	9
3	Рябина обыкновенная	5
4	Акация белая	86
5	Ель обыкновенная	10
6	Сирень	1
7	Ива	1
8	Абрикос	2
9	Вяз	3
10	Клён	2

Белая акация Берёзы

Рябина обыкновенная

Центральная часть парка

Вывод: Всего на территории парка произрастает 10 видов древесных пород и 1 вид кустарников. Общее количество зелёных насаждений составляет 140

Посадка древесных растений на территории парка произведена рационально: одиночные, рядовые посадки каштана, рябины, групповые – акации, ели обыкновенной, берёзы.

Видовой состав фауны (животный мир) представлен:

Насекомые: 

Кузнечик зеленый ( Tettigonia viridissima) 

Семейство Кузнечики. Отряд Прыгающие прямокрылые. Подотряд Длинноусые прямокрылые или Кузнечиковые. 

Комар-пискун (Culex pipiens) 

Семейство Настоящие комары или кровососущие. Отряд Двукрылые. Подотряд Длинноусые двукрылые..

Муравей древоточец красногрудый ( Camponotus yerculeanus)

Семейство Муравьи. Подотряд Стебельчатобрюхие перепончатокрылые. Отряд Перепончатокрылые. 

Клоп – солдатик

Семейство Красноклопы. Наземные клопы. Отряд Клопы. 

Бабочка Голубянка – Икар

Семейство Голубянки . Отряд Чешуекрылые.

Капустная белянка
Семейство Белянки. Отряд Чешуекрылые

Лимонница или крушинница( семейство белянки)

Майский жук или майский хрущ( семейство пластинчатоусые)

Пресмыкающиеся: ящерица прыткая.

Птицы: синица большая , воробей обыкновенный, ворона серая, галка обыкновенная, трясогузка, свиристель, горлица, голубь.

3. Оценка состояния древостоя парковой зоны с использованием простейшей шкалы.

На территории парка заложили 2 пробные площадки. Определили виды, растущие на пробных площадках. Во время визуального обследования получили следующие данные:

1 пробная площадка-( со стороны ул. Победы левая часть)

1 Акация: 10 деревьев, баллы 2 2 1 1 2 2 1 2 1 1

2 Ель: 3дерева, баллы 1 2 2

3 Берёза: 3 дерева, баллы 2 2 2

4 Каштан: 4 дерева, баллы 1 1 1 2

Общее число учтённых деревьев составило 20. Далее произвели расчёты К состояния отдельных видов деревьев:

К Акация=1,5

К ель=1,6

К берёза= 2

К каштан= 1,2

Далее определили К состояния древостоя на 1 площадке в целом по формуле:

К= К акация + К ель + К берёза+ К каштан/4= 1.5+1,6 +1,2+2/4=1,5

2 пробная площадка( со стороны ул. К. Маркса)

1 Акация: 12 деревьев, баллы 1 1 1 1 2 2 1 2 1 1 3 1

2 Рябина обыкновенная: 1дерево балл1

3 Берёза: 6 деревьев: баллы 2 2 3 1 1 1

4 \Абрикос: 1 дерево 2

Общее число учтённых деревьев составило 20. Далее произвели расчёты К состояния отдельных видов деревьев:

К Акация=1,4

К рябина обыкновенная =1

К берёза =1,5

К абрикос =2

Далее определили К состояния древостоя на 2 площадке в целом по формуле:

К= К акация + К рябина + К берёза+ К абрикос /4= 1.4+1 +1,5+2/4=1,2

Вывод: Такое значение К

1.Изучение хвои ели обыкновенной . произрастающей в парке Победы

Все значения средние

Порядковый номер исследуемого дерева	Длина, см	Ширина, мм.	Число хвоинок на 10см побега( сближенность)	Некрозы, характер и % повреждений хвои и коры
1	1.5	1,2	25	Кончики хвоинок имеют буровато- жёлтое окрашивание % некрозов составляет10%
2	1,2	1,3	30	Хвоя ярко- зелёная, некрозы отсуствуют
3	1.5	1	36	Кончики хвоинок имеют бурое окрашивание, крона изрежена, кора повреждена
4	1.8	1,7	27	Хвоя ярко- зелёная , кора без повреждений, некрозы отсуствуют
5	1	1	20	Кончики хвоинок имеют буровато- жёлтое окрашивание некрозы составляют 5%

Вывод: В парке Победы у исследуемых хвойных деревьев наблюдается незначительное повреждение хвои, некрозы составляют 5-10%, что говорит о средней степени загазованности атмосферы.

5.Определение зольности коры древесных растений как индикационного признака загрязнения воздушной среды.

2. Определение зольности коры

Масса пустого тигля составила- 90 грамм

Масса золы- 5,8 грамм

Масса кремниевой кислоты с песком- 5,5 грамм

% золы составил- 3%

Расчёты:

100. (5,8 – 5,5)

Х=---------------- = 3%

10

100. (6,5– 6,3)

Х=---------------- = 2%

10

Определение зольности коры деревьев

Место взятия коры	Масса пустого тигля, г	Масса абс. сухой навески, г	Масса золы, г	Масса кремниевой кислоты с песком, г	% золы
Парк Победы (центральная часть парка)	90	10	6.5	6,3	2%
Парк Победы( район, прилежащий к дороге)	90	10	5,8	5.5	3%

Вывод: % содержания золы в центральной части парка Победы составил 2%, а вблизи дороги- 3%

В результате качественного анализа золы обнаружили:

.

1.В золе, полученной после сжигания коры собранной в районе дороги, обнаружено небольшое количество соединения серы. Ионы железа отсутствуют.

2. В золе, полученной после сжигания коры собранной с деревьев, произрастающих в центральной части парка не обнаружены соединения серы. Ионы железа отсутствуют.

6.Определение степени запыленности воздуха по листьям деревьев.

Место взятия листьев	Количество листьев	Масса листьев с пылью	Масса чистых листьев	Масса пыли
Центральная часть парка	5	26, 5 гр.	21,3 гр.	5,2 гр.(20%)
Часть парка, примыкающая к дороге	5	31,2гр.	23,4гр.	7,8гр.(26%)

Вывод: Степень запылённости в центральной части парка меньше , чем запылённость вблизи дороги.

Выводы

На основании полученных результатов, можно сделать следующие выводы: как и в любом городе, в нашем родном городе имеется ряд экологических проблем : проблема загазованности и как следствие этого ухудшение качества атмосферного воздуха, что сразу отражается на состоянии зелёных насаждений. Экологическое состояние аллеи Героев носит удовлетворительный характер. Величина ассиметрии листовых пластинок в пределах нормы, концентрация оксида углерода СО в районе аллеи Героев составляет 5, 32 мг/м в кубе, что близко к ПДК.

На исследуемой территории встречается всего 3 вида лишайников, степень покрытия составляет в среднем 30-50%, поэтому, оценив состояние лишайников, можно сделать вывод о чистоте воздуха в аллее. Так как встречаются листоватые формы, то аллея относится к территории с небольшим загрязнением. Основная причина - дороги, протянувшиеся вдоль аллеи с 2 сторон.

Гуляя по аллее, я невольно обратила внимание на кору деревьев, форму стволов и ветвей, и сделала интересные фотографии( см Приложение 2)

Аллея остаётся излюбленным местом для горожан. Хочется предложить несколько вариантов по её улучшению. Необходимо поставить лавочки в аллее, чтобы можно было посидеть в тени берёз; попробовать рассадить более неприхотливые виды цветов. А ещё хочется обратиться к моим сверстникам. Я неоднократно наблюдала непристойное поведение в аллее, осквернение бюстов наших земляков. Давайте бережно относится к нашей памяти!

Что лично мы можем сделать для решения экологических проблем?

1. Принимать участие в акциях по озеленению города.

2. Проводить просветительскую работу среди своих сверстников.

Только от нас с вами будет зависеть чистота таких замечательных мест отдыха в нашем городе.

Литература

1. Т. Я. Ашихмина Школьный экологический мониторинг.. Изд-во « Агар», 2000

2. А. М. Былова Экология растений. Москва 1999 г.

3. Биологический эксперимент в школе А. В. Бинас, Р. Д. Мащ, А. Н. Никишов и др.- М.: просвещение, 1990.-192 страницы.: ил.

4.А. Н. Захлебный. Экологическое образование школьников во внеклассной работе. М.: изд-во « Просвещение», 1984

5.Практикум по экологии и охране окружающей среды.

А. И. Фёдорова, А. Н. Никольская. М. : изд-во « ВЛАДОС», 2001

6. Энциклопедия живой природы. Жизнь растений т. 5

Москва 2004 г.