Директор школы Сазончикова Л. Б. 14. 06. 2010 г. Экзаменационный реферат по биологии: Роль древесных растений в оптимизации придорожных территорий
Скачать 0.54 Mb.
|
2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 2.1. Оценка транспортной нагрузки на придорожные территории В настоящее время исследования урбосреды и связанные с ними теоретические и прикладные экологические проблемы необычайно актуальны: города становятся основной средой обитания человека. Вопросы качества окружающей человека среды в условиях современного роста таких экосистем, промышленного строительства и развития автотранспорта приобретают особое значение. Урбанизированные территории испытывают наибольшее антропогенное давление комплекса многочисленных факторов с доминированием промышленно-транспортного воздействия, основная опасность которого в окрестностях локальных источников загрязнения заключается в том, что повреждение экосистем может привести к полной деградации природных комплексов. В связи с чем в рамках проводимого исследования была определена антропогенная нагрузка на придорожные территории, осуществляемая в результате работы различных видов транспорта (приложение 6). Анализ данных таблицы П.6.1 (приложения 6) показывает, что исследованные придорожные территории отличаются по уровню транспортной нагрузки. В целом для всех точек пробоотбора были отмечены 4 вида транспорта (легковые, грузовые бензиновые и дизельные автомобили и автобусы), различающиеся по нормам расхода топлива, объемам выбрасываемых загрязнителей. Среди видов транспорта наиболее представленными являются легковые бензиновые автомобили (60-85% от общей нагрузки), наименее – автобусы (<5%). Проведенное исследование позволило выявить точку (п. Агролес), транспортная нагрузка на придорожную зону которой максимальна (1327 шт./час, что на 30-95% выше, чем для остальных точек). Это связано с тем, что п. Агролес располагается по трассе «Москва – Крым» и отличается большой загруженностью. Также большой автотранспортной нагрузкой характеризуется III точка пробоотбора (ул. Коммунаров, г. Плавск), расположенная на центральной улице районного центра Плавского района (948 шт./час). Другая точка (II, ул. Октябрьская), расположенная в г. Плавске, имеет меньшую транспортную нагрузку (170 шт./час). Это обусловлено тем, что данная улица не является центральной и располагается в старой части города. Минимальной автотранспортной нагрузкой (67 шт./час) отличается I точка пробоотбора (ул. Заводская, п. Октябрьский), что связано с ее удаленностью от крупных автодорог. В общем объеме газообразных выбросов, осуществляемых в результате работы автотранспорта, преобладающими являются угарный газ, комплекс углеводородов и диоксид азота (табл. П.6.2, приложение 6). При этом угарный газ составляет порядка 80% от общего объема выбросов. Как и полагалось ожидать в связи с уровнем автотранспортной нагрузки III и IV точек пробоотбора, придорожные территории именно этих точек обогащаются максимальным объемом загрязнителей за счет эмиссии выхлопных газом. В частности, в атмосферу придорожных территорий п. Агролес поступает на 28-95% большее количество газов, чем в других точках. В тоже время минимальным объемом характеризуется I точка пробоотбора (ул. Заводская, п. Октябрьский) (0,614 л CO/час, 0,105 л CxHy/час, 0,047 л NxOy/час). Таким образом, проведенное исследование показало, что придорожные территории отличаются количеством поступающих в них поллютантов в связи с различающимся уровнем антропогенной нагрузки, определяемым транспортной загруженностью прилегающих автодорог. 2.2. Оценка уровня загрязнения придорожных территорий с помощью метода биоиндикации всхожести семян кресс-салата Кресс-салат - однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей. Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов; уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян). Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места. Стрессовая реакция популяции кресс-салата близка к прямо пропорциональной по отношению к степени воздействия: чем более загрязнена среда, тем всхожесть меньше, а число особей с морфологическими нарушениями больше. Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента [3]. В результате проведенного исследования были исследованы образцы почв придорожных территорий методом биоиндикации с использованием всхожести семян кресс-салата узколистного (табл.П.7.1, приложение 7). Проверка всхожести семян до лабораторного опыта показала 93-95%-ную всхожесть. Проведенное исследование показало, что почвы придорожных территорий различаются по уровню загрязнения. В таблице 5 представлены данные по всхожести семян кресс-салата и их биомассы. Проведенное исследование позволило выявить отрицательную коррелятивную связь (r = -0,98) между показателями «всхожесть» и «автотранспортная нагрузка». Точки, отличающиеся максимальной автотранспортной нагрузкой (III-IV), характеризуются средним уровнем загрязнения (всхожесть в III точке – 54,4±1,5%; в IV – 35,4±2,5%), ведущем к снижению биомассы проростков в 2-2,5 раза по сравнению с контролем. Уровень загрязнения I-II точек пробоотбора характеризуется как «слабое», выражающееся в снижении биомассы проростков в 1,5 раза. Данный факт также подтверждается тем, что проростки, выращенные на почвах этих территорий нормальной длины, крепкие, ровные (рис.П.7.2, приложение 7). Таким образом, по данным биоиндикации с использованием всхожести кресс-салата можно заключить, что состояние почв придорожных территорий характеризуется как удовлетворительное, напрямую коррелирующее с уровнем автотранспортной нагрузки. 2.3. Оценка способности древесных растений придорожных территорий к механической аккумуляции пылевых выбросов Как известно, помимо газообразных выбросов в результате работы автотранспорта в окружающую среду поступает большой объем твердых поллютантов, в основном в форме пыли. Именно пылевые частицы определяют миграцию элементов, в том числе и тяжелых металлов. Поступающие в окружающую среду поллютанты могут оседать на поверхности почвы, изменяя при этом нормальные кислотно-основные и окислительно-восстановительные условия. Важнейшим биологическим фильтром, способным поглощать аэрозольные частицы и аккумулировать часть токсичных соединений являются зеленые растения. При этом существенный вклад в биологическую очистку окружающей среды вносит древесная флора, накапливающая большое количество биомассы в течение вегетационного периода [2]. Поглощение пыли и аэрозолей из воздуха листьями зависит от свойств самих растений (размера и формы листовых пластинок, густота покрова листовой поверхности, степени покрытия листьев воском, характера архитектоники кроны и положения в них листьев). Исследования пылезадерживающих свойств растений впервые проведены Г.Д.Ярославцевым (1954) и М.Ф.Ефимовым (1959) [4,24]. Были установлены различия в запылении листьев в зависимости от положения в кроне, характера текстуры и возраста листовых пластинок, их видовой принадлежности. Максимальной пылезадерживающей способностью обладают виды растений, листья которых имеют сравнительно большие размеры с крупными железистыми волосками, выделяющими клейкую жидкость, и рельефное плотное жилкование. Признанными биофильтрами являются также хвойные. Так сосна обыкновенная способна задерживать в 10-15 раз больше пыли, чем другие древесные породы, в частности – лиственные (осина, береза, черемуха, вяз, клен и др.) [22]. Но не только морфологические особенности листьев определяют сорбцию загрязнителей из воздуха. Важна роль условий и характера загрязнения (размера частиц пыли и водорастворимых металлов, их концентрации, температуры среды, степени освещенности) [16]. Проблема пылезадерживающей способности растений особо актуальна в связи с тем, что именно пылевые частицы определяют миграцию элементов, в том числе и тяжелых металлов. Например, легкое опушение листьев липы и клейкая поверхность тополя обуславливают высокое содержание в них стронция (а также титана, меди, хрома, никеля) по сравнению с другими видами деревьев [10]. Исследование флористического состава древесных сообществ показало, что основными древесными породами, использующимися в озеленении придорожных территорий Плавского района, являются: клен остролистный и ясенелистный, липа сердцевидная, береза повислая, тополь черный. При этом виды различаются по пылезадерживающей способности листовых пластинок. Как говорилось выше, наибольшей автотранспортной нагрузкой и среднем уровнем загрязнения характеризуются III и IV точки пробоотбора. В связи с этим придорожные территории именно этих точек характеризуются максимальным объемом поступающих газопылевых выбросов, оседающих на поверхности листвы древостоя. Анализ данных таблицы 6 позволяет заключить, что в условиях придорожных зон, отличающихся повышенным уровнем автотранспортной нагрузки, количество аккумулированных листовыми пластинками древесных растений поллютантов превосходит таковое в 1,5-6,5 раз по сравнению с контролем (приложение 8). Проведенное исследование показало, что максимальной пылезадерживающей способностью обладают липа сердцевидная (265,5 мг/дм2) и тополь черный (240,3 мг/дм2), минимальной – клен остролистный (не более 36,4 мг/дм2). Высокая степень аккумуляции поллютантов данными видами становится возможной благодаря рельефности листовой пластинки (липа сердцевидная) и клейким выделениям (тополь черный). Таким образом, исследованные виды древесных растений различаются по пылезадерживающей способности, что делает возможным подбор древесных пород для создания санитарно-защитных полос придорожных территорий и рекультивации нарушенных земель. При этом подбор озеленителей должен основываться на предпочтении пород, которые являются аборигенными, отличающимися малотребовательностью к условиям произрастания, высокой засухо- и морозоустойчивостью, быстрым ростом, декоративностью, устойчивостью к промышленным загрязнителям и способностью аккумулировать их в большей степени. 2.4. Экологическое состояние древостоя придорожных территорий Произрастание древесных растений в условиях придорожных территорий и влияния поллютантов, поступающих в окружающую среду, в результате работы автотранспорта, приводит к формированию комплекса разнообразных изменений в процессах жизнедеятельности организма. Изучение ответных реакций растений на антропогенное воздействие актуально в связи с возможностью оценки негативных последствий на другие группы живых организмов, в том числе и человека. Использование в качестве объектов таких исследований древесных растений объясняется их общепризнанной биосферной и средостабилизирующей функцией как фитофильтра на пути распространения загрязнителей [8]. Реакция растений на воздействие извне может выражаться и изучаться на разных уровнях организации: от молекулярного до экосистемного. На уровне тканей и органов растений отклонения от нормы развития при воздействии загрязняющих веществ оказываются большей частью результатом дисфункции системы нормальной регуляции онтогенеза, патологических отклонений в процессах транспорта веществ, нарушений межорганных и межтканевых взаимодействий, в механическом повреждении кристаллической структуры воскового покрытия, что вызывает увеличение потерь воды при транспирации и поражение поверхности листьев, лишенных воскового покрытия, паразитами [22]. Для многих видов характерно появление в промышленной зоне ряда признаков, которые принято считать индикаторами ксероморфизма: уменьшение размера и толщины листовых пластинок, повышение плотности тканей и количества эпидермальных клеток и устьиц на единицу площади и прочее, что Ю.З. Кулагин объясняет предадаптивной устойчивостью растений в изменившихся условиях местообитания. В связи с чем в рамках проводимого исследования нами было изучено воздействие эмиссии выхлопных газов на морфологическую структуру листа древесных растений придорожных территорий. Показано, что в условиях придорожных территорий происходит уменьшение площади листа от 3% до 56% по сравнение с контролем в зависимости от вида и точки пробоотбора. При этом наибольший эффект воздействия газопылевых выбросов в пределах придорожных территорий проявляется на листьях клена ясенелистного. Для данного вида характерно уменьшение площади листа на 40-56% по сравнению с контролем (приложение 9). Для тополя черного в условиях придорожных территорий I и II точек пробоотбора характерно минимальное снижение площади листа на 3% по сравнению с контролем, но ее значительное уменьшение в III и IV точках пробоотбора. В рамках исследования было обнаружено, что для березы повислой в пределах придорожной зоны III точки пробоотбора увеличение площади листа на 20% (0,12±0,01 дм2 против 0,1±0,01 дм2 в контроле). При этом во всех остальных точках также как и для других видов происходит уменьшение площади листа на 20-30% по сравнению с контролем. Однако, как было указано выше, нарушения жизнедеятельности растений под влиянием газопылевых выбросов затрагивают не только суборганизменные уровни организации жизни, но и надорганизменные. При этом в качестве интегрального показателя устойчивости древесных растений в условиях придорожной зоны наиболее целесообразно использовать оценку жизненного состояния древостоя. Проведенное исследование показало, что жизненность изученных древесных растений колеблется в пределах 1-3 баллов (приложение 10). Выявлена низкая жизненность (категория «сильно ослабленные») у тополя черного (энтомопоражения, некрозы), произрастающего в пределах IV точки пробоотбора. Как указывалось выше, придорожные территории п. Агролес (IV точка), отличаются максимальным объемом поступающих загрязнителей, превышающем таковое на 28-95% в других точках (табл.4). Снижение жизненного состояния древесных растений подтверждает полученные данные по уровню загрязненности почвы («среднее загрязнение») (табл. П.7.1, приложение 7). Остальные виды характеризуются как «здоровые» или «ослабленные» в зависимости от точки пробоотбора и, соответственно уровня загрязнения (приложение 10). Оценка экологического состояния древостоя каждой из исследованных точек пробоотбора в целом показало, что данный показатель устойчивости различается для различных придорожных территорий (приложение 11). При этом древостои придорожных территорий характеризуются, как «здоровые» или «ослабленные». III и IV точки пробоотбора характеризующиеся максимальной автотранспортной нагрузкой (948 шт./час и 1327 шт./час соответственно) характеризуются снижением общего экологического состояния (категория «ослабленные») до 2,1±0,2 и 2,4±0,2 балла. Сравнительный анализ данных таблицы 8 свидетельствует о том, что: - во всех точках пробоотбора (за исключением контроля) здоровый древостой тополя черного отсутствует; - среди основных повреждений, негативно влияющих на состояние древостоя в целом можно назвать некротические и хлоротические изменения листьев, суховершинность и ажурность кроны, появление сухих ветвей в кроне; - выявлена прямая коррелятивная связь (r = 0,98) между автотранспортной нагрузкой и коэффициентом состояния древостоя. В целом связь между этими параметрами выражается с помощью следующего модельного уравнения, построенного в среде статистического пакета программы MS Excel 2003: КДр = 0,0009*N + 1,2597, где: КДр – моделируемая переменная – коэффициент состояния древостоя, балл; N – переменная величина – суммарная автотранспортная нагрузка, шт./час. Построенная модель позволяет количественно и качественно описывать взаимосвязь между этими параметрами с величиной достоверности аппроксимации (R2), равной 0,9639 (приложение 12). Таким образом, в условиях существования древесных культур на придорожных территориях, они испытывают негативное воздействие поллютантов, поступающих в результате работы автотранспорта. |
Похожие:
 | Сазончикова Л. Б. 14. 06. 2010 г. Экзаменационный реферат по биологии:... Научный консультант: д б н., профессор тгпу им. Л. Н. Толстого Иванищев Виктор Васильевич | | Тенденции изменения верхней границы распространения древесных видов растений на западном кавказе Целью данной работы является определение тенденций изменения верхнего предела распространения древесных видов растений в верхнегорном... |
| Реферат по биологии биосфера и сфера разума Другие исследователи французские химики Ж. Б. Дюма (1800-1884), Ж. Бусенго (1802-1887), немецкий химик Ю. Либих (1803-1873) выяснили... | | Биоэкологические особенности древесных растений и обоснование их... Охватывает 15% изменчивости и высоко значимо отрицательно коррелирует с длиной годичного побега. Главные компоненты 3 и 4 можно характеризовать... |
 | Реферат по биологии на тему «Центр Происхождения Культурных Растений» ... | | Моу «Шолинская основная общеобразовательная школа» Изучить приспособления древесных, травянистых форм растений к перенесению неблагоприятных условий |
| Роль комнатных растений в жизни людей. Разновидности комнатных растений Цели: познакомить учащихся с ролью комнатных растений в жизни человека; разновидностями комнатных растений | | Цель исследования оценка состояния древесных насаждений Демского... Белоусов А. И., Ткачев С. Б. Дискретная математика: Учеб для вузов / Под ред. В. С. Зарубина и А. П. Крищенко. – 4-е изд. М. Изд-во... |
| Лекция жизненные формы древесных растений, их общий и ежегодный (фенологический)... Международная научно – методическая конференция «Декабрьские чтения имени С. Б. Барнгольц» | | Конспект урока по теме: Класс Однодольные. Семейство Лилейные Однодольные; признаки растений семейства Лилейные, роль растений данного семейства в природе и жизни человека; уметь определять по... |
| Анализ работы школы 2010-2011 учебный год Утверждаю Директор школы: О. В. Кузьмина Педагогический совет – одна из форм коллегиального управления организацией образования | | Реферат отличают следующие признаки Школьный экзаменационный реферат – это творческая работа учащегося, в которой на основании краткого письменного изложения и оценки... |
| Урок биологии в формате тркм. 7 класс, тема: «Многообразие видов... Учебник: «Биология. Многообразие живых организмов»; В. Б. Захаров, Н. И. Сонин. Москва : «Дрофа», 2000г | | Теоретическое обоснование и практическое использование молекулярно-генетических... Работа выполнена в государственном научном учреждении – Всероссийском научно-исследовательском институте биологической защиты растений... |
| План подготовки к гиа по биологии. 2012/2013 учебный год Ботаника – наука о растениях. Разнообразие растений. Органы цветковых растений – общий обзор | | План подготовки к егэ по биологии. 2012/2013 учебный год Ботаника – наука о растениях. Разнообразие растений. Органы цветковых растений – общий обзор |
