Изучение атмосферного воздуха. Работа №76022

Методика проведения исследовательской работы на тему:

«Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию хвои сосны обыкновенной»

Общие теоретические вопросы. Сильное антропогенное воздействие на растительные сообщества оказывают загрязняющие вещества в окружающем воздухе, такие, как диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и др. Среди них наиболее типичным является диоксид серы, образующийся при сгорании серосодержащего топлива (работа предприятий теплоэнергетики, котельных, отопительных печей населения, а также транспорта, особенно дизельного). В лесной зоне России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обусловливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния. Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои сосны. В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. При загрязнении атмосферного воздуха появляются повреждения и снижается продолжительность жизни хвои сосны. На рис.показаны различные варианты состояния хвои сосны.

1 2 3 4 5 6

Повреждение и усыхание хвои сосны: 1 - хвоинки без пятен; 2, 3 - с черными и желтыми пятнами; 4-6 - хвоинки с усыханием.

В то же время следует учитывать, что повреждение хвои может быть обусловлено различными заболеваниями, не связанными с загрязнением атмосферного воздуха.

Цель работы: оценка состояния атмосферного воздуха на территории школьного лесничества (населенного пункта) методом биоиндикации по состоянию хвои сосны.

Задачи:

1. Изучение проблемы загрязнения атмосферного воздуха: источники загрязнения, причины и его влияние на растительный и животный мир.

2. Знакомство с методикой оценки загрязненности атмосферы по состоянию хвои сосны обыкновенной.

3. Проведение сравнительного анализа состояния хвои сосны на пробных площадях исследуемой территории.

4. Проведение многолетних наблюдений за качеством атмосферного воздуха на территории школьного лесничества (населенного пункта).

Объект исследования. Объектом исследования являются сосновые древостои, имеющие различное положение относительно источников загрязнения воздуха.

Отбор проб хвои следует проводить в сентябре-октябре.

Оборудование: журнал для записей, полиэтиленовые мешочки для отобранных проб хвои, этикетки (с указанием места и даты отбора проб), письменные принадлежности.

Ход работы

Методика индикации чистоты атмосферы по хвое сосны состоит в следующем.

1. Пробные площади закладываются в местах, где предполагается различная интенсивность загрязнения воздуха от местных источников: рядом с оживленными автомобильными и железными дорогами, населенными пунктами, промышленными объектами – с учетом преобладающего направления ветра, а также на территории, удаленной от источников загрязнения. Такие площади будут контрольными. Обследуемую территорию (ее план) также можно разбить сеткой на квадраты (размером, например, 100 х 100 м), в этом случае пробные площади закладываются в узлах сетки или внутри квадрата.

2. На каждой пробной площади с нескольких боковых побегов в средней части кроны (с разных сторон) 5-10 деревьев сосны в 15-20-летнем возрасте отбирают 200-300 пар хвоинок второго и третьего года жизни. Каждую пробу помещают в два полиэтиленовых пакета, между которыми помещают этикетку с указанием места и даты отбора проб.

3. Анализ хвои проводят в помещении. Вся хвоя делится на три части (неповрежденная хвоя, хвоя с пятнами и хвоя с признаками усыхания), и подсчитывается количество хвоинок в каждой группе.

Методы обработки и оформления

1. Дается обоснование выбора пробных площадей и в текстовой или табличной форме приводится их характеристика: положение, площадь, рельеф, таксационные показатели древостоя и др.

2. Оформляется план исследуемой территории, где отражается расположение лесных массивов, пробных площадей относительно друг друга и источников загрязнения воздуха (населенный пункт, дороги, промышленные объекты), по возможности на плане приводится роза ветров.

3. Результаты анализа хвои заносятся в таблицу с указанием даты отбора проб на каждой пробной площади и для наглядности представляются в виде диаграмм и графиков.

4. При достаточном количестве пробных площадей (особенно при закладке их способом квадратов) для иллюстрации и пространственного анализа следует построить карты показателей (процент хвоинок с пятнами, процент хвоинок с усыханием, процент неповрежденных хвоинок), для наглядности пространство между линиями можно закрашивать в соответствии с цветовой шкалой) или количественного фона (составляется цветовая шкала (например, красный – оранжевый – желтый – бледно – зеленый – зеленый), где каждому цвету соответствует интервал значений определенного показателя) и каждый квадрат закрашивается определенным цветом).

В зависимости от возможностей карту можно нарисовать от руки или оформить в электронном виде в черно-белом (штриховка, оттенки серого) или цветном варианте (самым простым и удобным инструментом для этого может послужить MS Word с его панелью рисования).

Обсуждение и анализ результатов исследования. Полученные результаты по пробным площадям сравниваются между собой и с данными контрольной площади по относительным показателям, делается вывод о степени загрязнения воздуха на различных участках исследуемой территории. При сравнении можно использовать следующие показатели: процент хвоинок с пятнами, процент хвоинок с усыханием или процент неповрежденных (здоровых) хвоинок. Чем выше процент здоровых хвоинок, тем чище воздух.

Если наблюдения проводятся в течение нескольких лет, то проводится сравнение с результатами предыдущих лет и делается вывод об изменении загрязнения атмосферы. В этом случае необходимо каждый год проводить отбор хвои в одни и те же сроки.

Сделать вывод о причинах различия состояния хвои сосны и, следовательно, воздуха на пробных площадях.

Предложить реальные рекомендации по улучшению качества атмосферного воздуха и хозяйственному использованию территории (например, перенести места отдыха людей из неблагоприятного района).

Выводы и рекомендации

Выявили различный уровень состояния атмосферного воздуха на исследуемой территории: наиболее загрязнен воздух на пробной площади …, наименее на пробной площади ….

Возможные причины этого явления заключаются в

следующем...

Для улучшения экологической ситуации в исследуемом районе необходимо ….