Проект Лишайники в городской среде

VII межмуниципальная научно-практическая конференция

обучающихся общеобразовательных организаций

«Школьная исследовательская инициатива»

Естественнонаучная секция секция

Подсекция «Экология растений и животных»

ЛИШАЙНИКИ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ

(на примере Бутурлиновского района)

Проектно-исследовательская работа по биологии

Автор: Мамаева Злата и Филимонова Варвара

обучающиеся 5 «А» класса

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Бутурлиновская средняя общеобразовательная школа

                                                    Руководитель: учитель биологии Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Бутурлиновская средняя общеобразовательная школа

                                                             Романцова Людмила Николаевна.

г. Бутурлиновка, 2017

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение………………………………………………………………………3 2. Лишайники в природе………………………………………………………..5 3. Практическая часть. 3.1 «Изучение видового разнообразия лишайников в посадке» ………........6 3.2 Анализ чистоты воздуха при помощи лишайников………………………9 4. Выводы………………………………………………………………………..9 5. Литература и Интернет-ресурсы…………………………………………...11

6. Приложение…………………………………………………………………12

1.Введение

 Лишайники - своеобразная группа комплексных организмов, состоящих из двух представителей разных царств природы, находящихся в симбиотических отношениях: грибов, относящихся к царству грибов и водорослей из царства растений. Грибы обеспечивают водоросли минеральными веществами и водой, а водоросли отдают взамен продукты фотосинтеза, т.е. питание.
     Наука о лишайниках – лихенология, насчитывает более 100 лет. Выяснением сущности их устройства Симпсоном Швендереном в 1867г. было в XVlll веке как настоящее открытие. Лишайники чутко реагируют на загрязнение атмосферы, поэтому их используют в качестве индикаторов состояния окружающей среды. Чем чище воздух, тем разнообразие лишайников больше.
В настоящее время основным источником загрязнения является автотранспорт, на его долю приходится более 80% всех выбросов в атмосферу. (5). Основные загрязняющие вещества: СО, NO, NO₂, взвешенные вещества (пыль), SO₂. В последние десятилетия показано, что из компонентов загрязненного воздуха на лишайники самое отрицательное влияние оказывают NO, NO₂ и SO₂ (3).
Наша школа находится в микрорайоне города, рядом с которым  располагается аэродром, автострада и невдалеке автозаправка. Нашему городу уже 100 лет, а школа построена в 2014 году. В своей работе мы предполагали выяснить могут ли лишайники расти на территории нашего района, познакомиться с разнообразием лишайников и их реакцией на загрязняющие вещества, содержащиеся в воздухе.

Цели исследования: выяснить растут ли в микрорайоне школы лишайники как биоиндикаторы чистоты окружающей среды.

Задачи исследования:
1. Изучение видового разнообразия лишайников в микрорайоне школы как индикаторов чистоты окружающей среды.
2. Анализ экологических особенностей и субстратного распределения лишайников.
3. Выявить предпочтения лишайников к субстрату в городе
4. Обзор литературы

Объект исследования: лишайники

Предмет исследования: видовое разнообразие лишайников

Методы исследования: визуальный, описательный, сравнительный

Практическая значимость работы

Материал, изложенный в данном проекте, может быть использован учителем при подготовке к уроку «Лишайники», а также учащимися для подготовки к докладам.

2. Лишайники в природе

На земном шаре известно более 25000 видов лишайников и ежегодно лихенологии открывают еще ранее не известные виды. На территории Воронежской области произрастает более 200 видов лишайников.

Лишайники отличаются большим разнообразием форм, окрасок, размеров и строений. Окраска их зависит от пигментов, а также от окраски лишайниковых веществ.  По форме лишайники очень различны, как и по окраске. Они могут иметь форму прикипевшей корочки, листовидной пластинки или кустика.  По этим признакам они делятся на три основные морфологические группы: накипные, листоватые и кустистые.

   Тимирязев К.А. в одной из своих популярных лекций 1880-х годов назвал их «растениями-сфинксами». Сфинкс – загадочное существо с двойной природой – головой женщины и туловищем льва. Лишайник же также обладает двойственной природой, как было уже расписано выше, водоросль и гриб. На основании данного описания и изученного материала по биологии создана модель «Строение лишайника», которая может в дальнейшем использоваться на уроках биологии в 5 и 6 классах.

Лишайники, обитающие на стволах деревьев, являются эпифитами – растут на поверхности стволов и ветвей поверхностно и в разрез с общепринятым мнением не являются паразитами.
    Среди эпифитных лишайников можно выделить несколько подгрупп: 

- эпифилльные лишайники, растущие на листьях деревьев и кустарников;

- настоящие эпифитные лишайники, растущие на коре;

- эпиксильные лишайники, растущие на обнаженной и обработанной древесине.

Группа эпифитных лишайников, растущих на коре деревьев очень многочисленна. Очень часто они сплошь покрывают ствол дерева на большом протяжении. На участке коры величиной не более ладони иногда можно насчитать до 38 видов лишайников, которые растут вплотную друг к другу и даже один на другом.
    Количество и густота лишайников на стволе зависят в основном от освещенности. Возраст некоторых видов, обитающих в Антарктиде, насчитывает 10000 лет. Рост всех видов лишайников зависит от условий обитания и может колебаться, то замедляясь, то увеличиваясь.
    Лишайники, приспособленные к существованию при малой освещенности, поселяются ближе к основанию ствола, а светолюбивые поднимают выше по стволу.

Высокая чувствительность лишайников к загрязнению среды объясняется следующими факторами:

•  У лишайников отсутствует непроницаемая кутикула, благодаря чему обмен газов происходит свободно через всю поверхность.

•  Большинство токсичных газов концентрируется в дождевой воде, а лишайники впитывают её всей поверхностью тела (таллома) в отличие от цветковых, которые поглощают воду в основном из почвы.

•  Большинство цветковых растений в наших широтах активно растут только летом, когда уровень загрязненности обычно ниже; в то же время некоторые лишайники обладают способностью к росту при температуре ниже 0°С.

•  В отличие от цветковых растений лишайники не способны избавляться от пораженных ядовитыми веществами частей своего тела каждый год.

Таким образом, лишайники являются интегральным индикатором состояния среды. Поэтому лишайники широко используются для мониторинга состояния окружающей среды. Данная система мониторинга называется лихеноиндикацией.

3. Практическая часть

3.1 «Изучение видового разнообразия местных лишайников»

          В январе – феврале 2017 года нами был произведено маршрутное обследование лесополосы по ул Дорожная, которая находится около школы. Лишайники были обнаружены на четырёх видах деревьев: берёза, ясень, вяз, клён. На стволах деревьев определяли расположение лишайников в соответствии со сторонами света. На высоте 110 -120 см мы определяли общее проективное покрытие лишайников и фотографировали объект (3). Для определения лишайников использовали определитель лишайников (1). Консультации по вопросам определения лишайников осуществлялось в школьной лаборатории с учителем биологии  
Результаты. Нами было определено и собрано 2 вида лишайников: Physcia stellaris, Parmelia sulcata. (таблица 1). Создан гербарий местных лишайников.

№ пробы	Древесная порода	преобладающие
1.	берёза	Physcia stellaris
2.	ясень	Parmelia sulcata
3.	вяз	Parmelia sulcata
4.	вяз	Parmelia sulcata

Таблица 1                          Виды лишайников

Все лишайники относятся к группе листоватых лишайникам. На исследованной территории преобладает лишайник рода Physcia. Чуть реже встречается лишайник рода Parmelia. На вязах разнообразие видов лишайников богаче, что, вероятно, связано с возрастом деревьев (таблица, рис.1). На ясене встречен только один род лишайника - Parmelia

Основная масса лишайников располагается на южной стороне стволов деревьев. Преобладает синевато-серый цвет образцов.
На деревьях рода вяз количество  лишайников на коре намного больше (2 вида), чем на остальных деревьях. Это обусловлено возрастом этих деревьев. Вязы посажены  более 30 лет назад. Определение видов этих лишайников было затруднено, так как их талломы был повреждены. Вероятно, это связано с воздействием автотранспорта.
На более молодых деревьях, таких как берёза, рябина поселились только представители Physcia. Лишайники молодые. Тела их не изменены, На молодых талломах этих лишайников ещё не образовались органы размножения. Таким образом, рост лишайников и проективное покрытие коры зависят от возраста деревьев. А загрязняющие вещества оказывают влияние только на строение таллома исследованных лишайников.

3.2. Анализ чистоты воздуха при помощи лишайников

Лишайники распространены по всей планете, начиная с тундры и кончая тропиками. Они поселяются на досках, коре деревьев, на бесплодной почве, потому что здесь нет конкуренции со стороны высших растений, в то же время они очень чувствительны к химическим загрязнениям: “Лишайниковая пустыня”, т.е. отсутствие лишайников, указывает на сильное загрязнение воздуха двуокисью серы свыше 0,3 мг/м³. Если произрастают некоторые выносливые по отношению к загрязнителям лишайники (ксантории, фисции, мканоры), то воздух загрязнён умеренно (количество двуокиси серы колеблется между 0,05 – 0,02 мг/м³). Произрастающие на стволах виды естественной флоры (пармелии, и др.) указывают на довольно чистый воздух, двуокись серы меньше 0,05 мг/м³. Чем чище воздух, тем больше видовое разнообразие лишайников, тем интенсивнее их рост.

На территории города нами было обнаружено 2 вида лишайников. Непосредственно в городе 2 вида, а на его окраинах появляется и третий вид. Следовательно, атмосферный воздух в пределах города средней загрязнённости, а на окраинах чистая зона

4. Выводы

1.Наиболее приспособлен к условиям обитания в нашем микрорайоне лишайник рода Physcia; преобладают лишайники вида Physcia и

2. Разнообразие лишайников зависит от возраста деревьев, на которых они растут.

3. Наши исследования не позволили выявить видовую приуроченность к определённым породам деревьев.

4. Загрязняющие вещества воздействуют только на строение таллома.

5. Атмосферный воздух города Бутурлиновка имеет среднее загрязнение. На окраинах воздух становится чище. Факторами влияния на загрязнённость атмосферного воздуха является:

ü Автотранспорт;

ü Наличие вблизи лесополосы аэродрома и автозаправки

Рекомендации

1. Предотвратить загрязнение атмосферы можно путём рационального размещения источников вредных выбросов и расширение площадей декоративных насаждений, состоящих из достаточно газоустойчивых растений (6): дуб черешчатый, сосна обыкновенная, береза обыкновенная, ясень маньчжурский, орех маньчжурский, вяз шершавый, многие виды тополя и ивы, дерен белый, лох серебристый и узколистный, бузина обыкновенная, магония падуболистная, барбарис Тунберга, шиповник собачий, снежноягодник белый. Есть среди таких растений и красивоцветущие - декоративные яблони, калина обыкновенная, сирень венгерская (она более устойчива к загазованности, чем обыкновенная), жимолость татарская, карагана древовидная (желтая акация), черемуха, лапчатка кустарниковая, многие виды спиреи; вне конкуренции конский каштан - это самый мощный "фильтр" в растительном мире.

2. Особое значение в связи с резким увеличением автомобильного парка города приобретает борьба с выхлопными газами, чтобы решить эту проблему нужно вывести центральную автодорогу за пределы города. Применять в автомобилях аппараты-нейтрализаторы, которые уже выпускаются в промышленности, модернизацию двигателей, перевод городского транспорта на экологическое топливо (газ).

3. Вынести за пределы города автозаправки.

4. При сжигании мусора на свалке в атмосферу выбрасываются различные вредные соединения, нужно сортировать мусор и искать формы его переработки.

5. Литература

1.    
Голубкова Н. С. Определитель лишайников средней полосы европейской части СССР. — М.; Л.: Наука, 1966. — 412 с.

2.    
Жизнь растений, т. 3 "Водоросли, Лишайники" под ред. проф. М.М.Голлербаха. М.: "Просвещение", 1977. – 487 с.

3.    
Пчелкин А. В., Боголюбов А. С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды. Методическое пособие. – М.: Экосистема, 1997. –25 с.

4.    
Шапиро И.А. Лишайники: удивительные организмы и индикаторы состояния окружающей среды. Пособие для учителей и старшеклассников. - СПб.: Крисмас+, 2003. – 108 c.

Интернет-ресурсы

5.      Газоустойчивые растения https://www.greeninfo.ru/decor_trees/quercus_robur/gazoustojchivie-rastenija_art.html/Forum

6.      Растения-инопланетяне (или Лишайники в вашем САДУ) - http://ksist.ru/index.php?newsid=3

Приложение 1

Рис. 1. Разнообразие видов лишайников

Physcia stellaris