Исследовательская работа"Лишайники- индикаторы чистоты воздуха"

Исследовательская работа «Лишайники- индикаторы чистоты воздуха»

Автор работы: Ермекеев Максим, воспитанник

подготовительной группы № 7»Ягодка»,

МБДОУ «Детский сад  №15 «Сказка»», города Шумерля.

Руководитель: Куркова Е.В.

г. Шумерля, 2015 г.

Лишайники - индикаторы чистоты воздуха

Автор работы: Ермекеев Максим, воспитанник

    подготовительной группы № 7»Ягодка»,

МБДОУ «Детский сад  №15 «Сказка»», города Шумерля.

Руководитель: Куркова Е.В.,

ВВЕДЕНИЕ

   В последние годы безопасности человека все больше угрожает загрязнение окружающей среды, в частности, загрязнение атмосферы, которое опасно тем, что человек не может его чувствовать. Таким образом, одной из проблем безопасности 21 века является обнаружение загрязнения атмосферы, его нейтрализация. Сделать это можно с помощью биологических индикаторов, в качестве которых можно использовать лишайники (симбиоз гриба и водоросли) – не только одних из самых выносливых организмов на планете, но еще и самых чувствительных.

    Поэтому я задумался, какая экологическая обстановка в нашем городе. Обходя окрестности леса, я обратил внимание, что на стволах деревьев растут разные виды лишайников.  В лесу их больше, а в городе меньше. Со своими вопросами я обратился к своей воспитательнице,  и мы решили  исследовать состав лишайников и применить  их в качестве биоиндикаторов при оценке загрязнения атмосферного воздуха нашего города.

   Актуальность работы заключается в следующем: проведя мониторинговые исследования атмосферного воздуха привлечь внимание населения г.Шумерля  к проблеме загрязнения воздуха.

   Цель: Определение степени загрязнения воздуха на улицах г.Шумерли  с помощью метода лихеноиндикации.

   Объект исследования: лишайниковая флора г.Шумерля.

   Задачи:

1. Выявить наличие лишайников на улицах г.Шумерли
2. Определить видовой состав лишайников.
3. По видовому составу определить степень загрязнения воздуха на улицах                 г. Шумерли.
4. Сравнить результаты исследований в разных  районах города и составить «Экологическую карту города».

   Для выполнения поставленных целей и задач проекта, мы использовали следующие методы исследования:

• Аналитический метод
• Маршрутный

·        Сравнительный анализ результатов

·        Опросный метод

·        Обработка  полученных  данных

Основная часть

На первом подготовительном этапе исследования, который включал в себя выбор проблемы и темы, разработку целей и задач, среди воспитанников старших и подготовительных групп было проведено анкетирование (приложение 1).

   В анкетировании приняли участие 65 воспитанников. При анализе результатов анкетирования, мы пришли  к выводу, что воспитанники детского сада не знают, что такое лишайники и что по ним можно определить чистоту воздуха. Результаты анкетирования отражены в диаграмме (приложение 2). Это убедило нас в актуальности выбранной нами темы.

   Результаты исследования помогли бы нам сформулировать более четкое представление о лишайниках у воспитанников старших и подготовительных групп нашего детского сада.

   Исследование включало в себя 3 этапа:

   1 этап - поисково-теоретический (изучение проблемы, анализ литературы);

   2 этап - непосредственно теоретическое исследование;

   3 этап - обобщающий (систематизация материала, обобщение результатов,      формирование выводов).

   Работа началась со знакомства с литературой, которая имелась в группе, и в  библиотеке по данной теме. Это различные справочники, энциклопедии, журналы, книги. Также мы  знакомились с материалами, помещенными в интернете.

   Материал, собранный нами  нужно было собрать воедино, так, чтобы все задачи нашего исследования не остались без внимания, обобщить результаты, сформулировать выводы.

2.1. Лишайники.

   Лишайников на свете примерно 20— 25 тысяч видов. Живут они повсюду: есть в Арктике, есть в Антарктиде, есть в высоких горах, в жарких пусты­нях, в тропических лесах, в тайге. Тело лишайников называется слое­вищем. Лишайники состоят из двух совершенно разных организмов: водоросли и гриба и образуют самостоятельную группу.

   Гриб дает приют водоросли и обеспечивает ее водой и минеральными солями. В обмен на это водоросль снабжает гриб другими питательными веществами. Окрашены они в разные цве­та: белый, ярко-жёлтый, оранжевый, розовый, красноватый, голубоватый, серый, оливковый, коричневый...

   Можно встретить серые, зеленоватые иногда оранжевые наросты на стволах деревьев. Они внешне напоминают цветные пятна. Кто-то может подумать, что это заболевание коры деревьев. На самом деле это хороший признак, свидетельствующий о благополучном экологическом состоянии воздушной среды. Ибо лишайники, а это именно они, растут в таких местах, где воздух не загрязнен. В крупных городах, в промышленных зонах лишайники  полностью отсутствуют, такие места называют даже «лишайниковыми пустынями».

2.1.Виды лишайников.

   Среди лишайников выделяют три группы по строению: накипные, листоватые и кустистые.

   Накипные лишайники наиболее выносливые, они произрастают в местах со среднем загрязнением воздуха и отсутствуют только на сильно загрязненных участках городов. Тонкая корочка, полностью сросшаяся с той поверхностью, на которой она разместилась,— это лишайник накипной. Его можно увидеть на коре дерева, на почве, на камне, на скале. Если попробуете эту корочку снять, оторвать, ничего не получится — только повредите лишайник. Массовый вид накипных лишайников – серовато-беловатый графис.

   Листоватые лишайники обитают в зонах слабого загрязнения. Они имеют форму мелких чешуек и пластинок. Листоватые лишайники похожи на листья. Тело как бы состоит из множества листочков. Оно плоское, стелет­ся по камням, деревьям, по какой-нибудь другой поверхности, прикрепляясь особыми нитями, напоминающими маленькие корешки. Листоватый лишайник обычно можно отделить от поверхности: он связан с ней непрочно. Листоватые лишайники – это пепельно-серая гипогимния, серо-зеленая пармелия, оранжевая ксантория или стеная золотнянка.

   Кустистые лишайники не выдерживают даже слабого загрязнения. Они напоминают маленькие кустики, растущие на ветвях вверх или свисающие  вниз, наподобие бороды. Кустистые лишайники – зеленоватая уснея, серебристая кладония.

2.2.  Лишайники покидают города.

    В одном научном журнале были на­печатаны две фотографии. На них кустики лишайника. На одной — жалкий, хилый, покрытый болезненными тёмными пятнами кустик. Он рос в та­ком месте, где воздух сильно загряз­нён. На другой фотографии — здоровый, зелёный кустик. Он был сорван в лесу далеко от города, там, где воздух чистый. Вот так и другие лишайники: если воздух отравлен заводами, фабриками, выхлопными газами автомобилей, они не могут нормально жить и развиваться. В дыму, гари и копоти хиреют, болеют и, наконец, погибают. Ещё в прошлом веке учёные заметили, что из городов исчезают многие лишайники. Сейчас известно: первыми покидают го­рода лишайники кустистые, потом листоватые, затем накип­ные. Очень боятся загрязнения уснеи, пармелии. А вот ксантория довольно стойко переносит отравление воздуха. Одна­ко очень сильного загрязнения не выдерживает и она.

   Учёные научились определять состояние воздуха в горо­дах и их окрестностях по лишайникам. В тех местах, где растут, например, ксантории, загрязнённость средняя. А если на деревьях встречаются пармелия и уснея, воздух чистый. Там, где загрязнение велико, лишайники не растут, а их место занимают зеленые водоросли.

2.3. Материал и методика исследования

   В качестве методики  исследования, нами была принята методика определения степени загрязнения воздуха по лишайникам, которая включала:

1.               Выбор района, в котором будут проводиться наблюдения.

2.               Составление картосхемы города.

3.               Нанесение на картосхему     заводов,   других  предприятий,  дорог с интенсивным транспортным движением.

4.               Разбивку выбранной территории на сектора.

5.               Выбор в каждом секторе 5 отдельно стоящих старых, но здоровых,
растущих вертикально деревьев.

6.               Подсчет количества видов лишайников.

7.               Деление    всех    обнаруженных   видов   на   3    группы:    кустистые,
листоватые,  накипные.

8.               Проведение  оценки  степени  покрытия  древесного  ствола  лишайниками.  Для  этого  на высоте 30 - 150 см. на наиболее заросшую лишайниками часть коры накладывали рамку или сеточку, которая представляет собой жёсткий контур прямоугольной или квадратной формы с соотношением стороны 1/1 или 2/2, разделенные на квадраты размером 1х1 см.  (приложение 3). Этот метод общепринят в лихенологии. В простейшем варианте сеточка - это металлическая или деревянная рамка размером 10 на 10 см,  внутри которой через каждый сантиметр натянуты продольные и поперечные проволочки или леска так же может быть использован и пластик. Рамку накладывают на ствол и фиксируют (кнопками, булавками). Сначала считают число квадратов сеточки, в которых лишайники занимают на глаз больше половины площадки квадрата , условно приписывая им покрытие,  равное 100%. Затем подсчитывают число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площадки квадрата, условно приписывая им покрытие, равное 50% и складывают данные.

9.               Занесение полученных результатов в таблицы

      На основе анализа полученных данных  была определена степень загрязнения воздуха.

   Полученные данные позволили составить «Экологическую карту города», отражающая степень загрязнения воздуха г.Шумерля и выделить  на территории исследования  следующие зоны: «лишайниковая пустыня», «зона соревнований» и «зона нормальной жизнедеятельности».

2.4. Результаты  исследования

   По оценке качества воздуха по количеству лишайников мы получили следующие данные (приложение 4):

Территория «Камчатка» имеет два  вида листоватых лишайников – это гипогимния и степная золотнянка, а также накипные лишайники. Соответственно – это зона «соревнования».

Территория Порецкого шоссе имеет 2 вида листоватых лишайников – это гипогимния и степная золотнянка, а также накипные лишайники. Соответственно – это зона «соревнования».

Территория леса по улице Сурской имеется 1 вид кустистых лишайников  - это уснея, 3 вида листоватых лишайников – пармелия, гипогимния, степная золотнянка, а также накипные лишайники. Соответственно это «нормальная» зона.

Территория района церкви имеет три  вида листоватых лишайников – это пармелия,  гипогимния и степная золотнянка, а также накипные лишайники. Соответственно – это «нормальная «зона.

Территория центра города 2 вида листоватых лишайников – это гипогимния и степная золотнянка, а также накипные лишайники. Соответственно – это зона «соревнований».

   По оценке качества воздуха по покрытию лишайниками стволов деревьев мы  имеем следующие данные (приложение 5):

На территории района « Камчатка» покрытие лишайниками ствола дерева в среднем составляет 34 квадратика при 3 видах лишайников и это район с умеренно загрязненным воздухом.

Территория района церкви покрытие лишайниками ствола дерева в среднем составляет 51 квадратик при 4 видах лишайников и это район с чистым воздухом.

Территория Порецкого шоссе покрытие лишайниками ствола дерева в среднем составляет 35 квадратиков  при 3 видах лишайников и это район с умеренно загрязненным воздухом.

Территория леса по улице Сурской покрытие лишайниками ствола дерева в среднем составляет 85 квадратиков  при 5 видах лишайников и это район с  очень чистым воздухом.

Территория центра города покрытие лишайниками ствола дерева в среднем составляет 13 квадратиков  при 3 видах лишайников и это район с  сильно загрязненным воздухом.

    Для определения степени загрязнения воздуха в городе Шумерля мы решили провести еще одно исследование. В данных районах мы выбрали  для исследования   деревья  растущие вдоль автомобильных дорог на центральных улицах  и посчитали общее количество деревьев, количество деревьев, на которых располагаются лишайники, виды лишайников и какой вид лишайника там преобладает (приложение 6). Обобщив,  результаты наблюдений мы имеем, что по улице  Жукова   (центр города) преобладают накипные лишайники и зеленые водоросли, по улице  Сурской   на территории леса лишайники располагаются равномерно, по улице  Коммунальная преобладает стенная золотнянка,  по улице Островского стенная золотнянка, по Порецкому  шоссе преобладают накипные лишайники. Сравнив полученные данные с таблицей (приложение 7),  мы пришли к выводу, что районы с зелеными водорослями  на стволах деревьев (центр города) – это районы с сильным загрязнением, со стенной  золотнянкой (район  церкви, Порецкого шоссе, район «Камчатки» - это районы со  средним  загрязнением, с кустистыми и  листоватыми лишайниками  на деревьях (серо-зеленая пармелия и пепельно-серая гипогимния)   - это зона с чистым воздухом (территория леса по улице Сурской).

   Сравнив результаты оценки качества воздуха по количеству лишайников (приложение 8) с оценкой  качества воздуха по покрытию лишайниками стволов деревьев (приложение 9) в городе Шумерля  можно выделить 3 зоны:

1. зона «соревнований» - территория «Камчатки», территория Порецкого шоссе, территория центра города.
2. «Зона нормальной жизнедеятельности» - территория леса по улице Сурская, территория церкви.
3. «Лишайниковая пустыня» в нашем городе отсутствует.

Выводы:

1. Проведенное  исследование  показало, что лихенофлора города Шумерля насчитывает пять  видов  лишайников.
2. Выделено две  зоны загрязнения «Зона «соревнований» и «Зона нормальной жизнедеятельности»
3. Составлена «Экологическая карта города», отражающая степень загрязнения воздуха  в городе Шумерля, на котором разные по качеству воздуха участки («лишайниковые зоны») выделены различными цветами (приложение 10).
4. Экологическая обстановка в городе  в целом благоприятна.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев С. В. Груздева Н. В., Муравьёв А. Г., Гущина Э. В. Практикум по экологии: Учебное пособие под ред. С. В.Алексеева – М.: АО МДС, 1996.
2. Андерсон Ф.К., Трешоу М. Реакция лишайников на атмосферное загрязнение // Загрязнение воздуха и жизнь растений. – Л.: Наука, 1998. – с.296 –326.
3. Большой Энциклопедический Словарь. Биология. М.: БРЭ, 1998.
4. Бородина Е. А., Дзюба Л. В. Экскурсии по паркам и скверам как средство экологического воспитания: учебное пособие. Комсомольск – на – Амуре: изд-во  Комсомольского – на – Амуре Госпед. ун-та, 2000.
5. Ван В. М., Бабкина С. В. Определитель древесных растений города Комсомольск – на – Амуре – изд–во Горкомприроде, 1997 – 105 с.
6. Воротников В. П., Сидоренко М. В., Широков А. И. Метод фитоиндикации наземных экосистем Экологический мониторинг. Ч. 1 Методы биомониторинга. Н.Н., Изд. ННГУ, 1995.
7. Гарибова Л.В. и др. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР. – М.-: Мысль, 1978.
8. Жизнь растений. Под ред. М. М. Голлербаха. Т. 3. М.: Просвещение, 1977.
9. Мэннинг У., Федер У. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений. – Л.: Гидрометиздат, 1985.
10. Развитие исследовательской деятельности учащихся: Методический сборник. – Сост. Обухов А. С., М.: Народное образование, 2001.
11. Чхобадзе А.Б. Лихеноиндикация состояния окружающей среды // Методы изучения состояния окружающей среды. Практикум по экологии. Ч.2 – Вологда: Русь, 1996. – с.38-52.
12. Шапиро И.С. Растение-сфинкс. Лишайники и биомониторинг. – М.: Гидрометиздат, 1991.
13. Энциклопедический словарь юного биолога. Сост. М. Е. Аспиз – М.: Педагогика, 1986

Приложение 1

Анкета.

        Группа____________

       Воспитанник (ца)__________________

  1) Знаете ли вы, что такое лишайники?

a.  Смесь грибов и водорослей.

b.   Нет, не знаю.

c.  Просто водоросли.

 2) Знаете ли вы какую пользу они приносят?

a.  Очищают воздух.

b.  Нет, не знаю.

c.  Загрязняют воздух.

  3) Знаете ли вы, что лишайники– это экологически чистые  растения?

a.    Да.

b.    Нет.

Приложение  2

Результаты анкетирования воспитанников

Старшая группа

   Подготовительная группа

Контрольная  (итоговая) таблица

Приложение 3

Рамка для определения степени покрытия лишайниками стволов деревьев

(в натуральную величину)

Приложение4

Оценка качества воздуха по количеству лишайников

Территория «Камчатка»

Качество воздуха	Наличие (+ ) или отсутствие (-) лишайников
	Кустистые	Листоватые
	Уснея	Пармелия	Гипогимния	Степная золотнянка	Накипные
Чистый воздух – «нормальная» зона
Загрязненный воздух – зона «соревнования»	-	-	+	+	+
Очень  загрязненный воздух-«лишайниковая пустыня»

Территория Порецкого шоссе

Качество воздуха	Наличие (+ ) или отсутствие (-) лишайников
	Кустистые	Листоватые
	Уснея	Пармелия	Гипогимния	Степная золотнянка	Накипные
Чистый воздух – «нормальная» зона
Загрязненный воздух – зона «соревнования»	_	_	+	+	+
Очень загрязненный воздух – «лишайниковая пустыня»

Территория леса по улице Сурской

Качество воздуха	Наличие (+ ) или отсутствие (-) лишайников
	Кустистые	Листоватые
	Уснея	Пармелия	Гипогимния	Степная золотнянка	Накипные
Чистый воздух – «нормальная» зона	+	+	+	+	+
Загрязненный воздух – зона «соревнования»
Очень загрязненный воздух – «лишайниковая пустыня»

Территория района  церкви

Качество воздуха	Наличие (+ ) или отсутствие (-) лишайников
	Кустистые	Листоватые
	Уснея	Пармелия	Гипогимния	Степная золотнянка	Накипные
Чистый воздух – «нормальная» зона	-	+	+	+	+
Загрязненный воздух – зона «соревнования»
Очень загрязненный воздух – «лишайниковая пустыня»

Территория центра города

Качество воздуха	Наличие (+ ) или отсутствие (-) лишайников
	Кустистые	Листоватые
	Уснея	Пармелия	Гипогимния	Степная золотнянка	Накипные
Чистый воздух – «нормальная» зона
Загрязненный воздух – зона «соревнования»
Очень загрязненный воздух – «лишайниковая пустыня»	-	_	+	+	+

Приложение 5

Оценка качества воздуха по покрытию лишайниками стволов деревьев

Территория района «Камчатка»

Признаки	Деревья
	1	2	3	4	5	В среднем
Покрытие лишайниками ствола дерева (число квадратиков)	_	_	34	21	47	34
Число видов лишайников	_	_	+	+	+	3

Территория района церкви

Признаки	Деревья
	1	2	3	4	5	В среднем
Покрытие лишайниками ствола дерева (число квадратиков)	_	43	38	56	68	51
Число видов лишайников	_	+	+	+	+	4

Территория района Порецкого шоссе

Признаки	Деревья
	1	2	3	4	5	В среднем
Покрытие лишайниками ствола дерева (число квадратиков)	_	_	24	36	45	35
Число видов лишайников	_	_	+	+	+	3

Территория леса по улице Сурской

+

Признаки	Деревья
	1	2	3	4	5	В среднем
Покрытие лишайниками ствола дерева (число квадратиков)	65	94	78	89	100	85
Число видов лишайников	+	+	+	+	+	5

Территория центра города

Признаки	Деревья
	1	2	3	4	5	В среднем
Покрытие лишайниками ствола дерева (число квадратиков)	_	_	5	14	20	13
Число видов лишайников	_	_	+	+	+	3

Приложение 6

Степень загрязнения воздуха на разных участках в городе Шумерля

Название улицы.	Кол-во деревьев	Кол-во деревьев, на которых располагаются лишайники	Виды лишайников	Преобладающие виды
Ул. Жукова   (центр города)	54	21	Гипогимния, стенная золотнянка, накипные.	Накипные, зеленые водоросли
Ул. Сурская  (территория леса)	79	52	Уснея, пармелия, гипогимния, стенная золотнянка, накипные.	равномерно
Ул. Коммунальная (Камчатка)	95	45	Гипогимния, стенная  золотнянка, накипные.	Стенная золотнянка
Ул. Островского   (территория  церкви).	33	20	Пармелия, стенная золотнянка, накипные.	Стенная золотнянка
Порецкое шоссе	65	32	Гипогимния, стенная  золотнянка, накипные.	Накипные, стенная золотнянка

Приложение 7

Сильное загрязнение	Среднее загрязнение	Загрязнения почти нет (низкое загрязнение)
Зеленые водоросли на стволах деревьев.	Листоватые лишайники на стволах деревьев (стенная золотнянка).	Листовые лишайники на деревьях (серо-зеленая пармелия и пепельно-серая гипогимния), кустистые лишайники.

Приложение 8

Результаты оценки качества воздуха по количеству лишайников

Приложение 9

Оценка качества воздуха по покрытию лишайниками стволов деревьев

-

Приложение 10

Экологическая карта города