Оценка здоровья природной среды по нарушениям симметрии листьев берёзы

XIII межрегиональная конференция-фестиваль научного творчества учащейся молодежи «Юность Большой Волги»   Направление  «Биологические науки» Подсекция  «Экология»       Семёнкина Екатерина Александровна Научный руководитель: Глухова Ольга Владимировна—преподаватель. Учебное заведение: Алатырский техникум железнодорожного транспорта—филиал Самарского государственного университета путей сообщения.     Оценка здоровья природной среды по нарушениям симметрии листьев берёзы. Чебоксары -  2011 г.

 

Содержание.

 

1. Введение…………………………………………………………………………. 3
2. Основная часть ………………………………………………………………….  5
3. Обработка материала …………………………………………………………….8
4. Результаты………………………………………………………………………...10
5. Выводы………………………………………………………………………….11
6. Литература……………………..………………………………………………..12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

Для человека природа  –   среда   жизни   и  источник  существования.  Как биологический вид он нуждается в определённом составе  воздуха,  чистой воде, растениях, животных. Своей   жизнедеятельностью   человек  не  влияет  на  окружающую среду, больше чем другие организмы. Однако,  это  влияние  многократно  возрастает  из – за трудовой деятельности человека. Именно из-за этого влияние человека на природную среду приобрело настолько  крупные масштабы, что  превратилась в угрозу нарушения существующего  в   природе   равновесия.   И,  прежде   всего,   это связано с  загрязнениями окружающей среды.

      Любое нарушение  равновесия, постоянства в окружающей  среде не может не сказаться на живых организмах, обитающих в ней, в том числе и на человеке. Всё возрастающее негативное воздействие человека на природную среду диктует необходимость контроля за её состоянием.

Ни для кого не секрет, что живые организмы очень чувствительны к изменениям в окружающей их среде. Некоторые из них служат удобными для человека индикаторами состояния среды. Растения- индикаторы—это растения, по наличию или состоянию которых дается качественная или количественная оценка состояния окружающей среды. К ним относятся: хвойные растения, водоросли, лишайники, а также листья березы.

C целью проведения биологического мониторинга можно использовать только те виды живых организмов, которые отвечают требования биоиндикаторов. Оптимальными в данном отношении являются древесные растения потому, что, во- первых, у древесных форм растений ежегодно формируются листья, во- вторых, многие виды имеют повсеместное распространение и четко выраженные признаки, что позволяет проводить постоянный мониторинг. Растения, как продуценты экосистемы, в течении всей жизни, привязанные к локальной территории и подвержены влиянию двух сред: почвенной и воздушной, наиболее полно отражают весь комплекс стрессирующих воздействий на систему. Традиционные методы, оценивающие химические и физические показатели, не дают комплексного представления о воздействии на биологическую систему, тогда как биоиндикационные показатели отражают реакцию организма на всё многообразие действующих на него факторов.

Отечественные и зарубежные учёные исследовали, насколько строго соблюдают разные организмы симметричность признаков с левой и правой сторон и обнаружили, что при ухудшении состояния среды все чаще возникают сбои в точном соответствии лево- и правосторонних признаков

 

Цель работы: оценить чистоту воздуха 3-х районов г. Алатырь по асимметрии листьев березы.

Актуальность исследования обусловлена ухудшением состояния природной среды, как в Алатыре, так и в мире в целом. В современных условиях важное значение приобретает оценка экологического состояния природных популяций.  

Задачи:

• Апробация методики сбора и измерения материала для оценки качества среды по березе повислой. Для этого мы использовали метод интегральной биологической оценки, разработанный Центром экологической политики России (Захаров и др.).
• Выявление с помощью неё экологически неблагоприятных районов г. Алатыря.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основная часть.

Симметрия – это соразмерность, одинаковость в расположении частей чего-нибудь по противоположным сторонам от точки, прямой или плоскости.

В природе встречаются разные типы симметрии. Но наиболее распространена осевая или зеркальная симметрия. Большинство живых организмов двусторонне симметричны, т.е. через их тело можно провести только 1 ось, которая поделит это тело на 2 одинаковые половины: правую и левую. Кажущиеся симметричными листья березы на самом деле далеко не симметричны. Причиной возникновения асимметрии  развития, обычно являются  факторы окружающей среды. В последнее время окружающая среда серьезно изменилась из–за все возрастающего влияния на нее человека. Чаще всего это связано с загрязнениями окружающей среды. В городских условиях имеются специфические вредные воздействия, и в первую очередь к ним следует отнести химические.

Основными загрязнителями атмосферного воздуха в г. Алатырь являются промышленные предприятия, автомобильный транспорт, жилищно-коммунальное хозяйство. В настоящее время на территории города под контролем Роспотребнадзора находится 11 промышленных объектов производства, которые являются источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека. Весомый вклад в загрязнение атмосферного воздуха населённых мест вносит автомобильный транспорт. По данным Чувашстата на начало 2009 года на территории г. Алатырь зарегистрировано 6980 единиц автотранспорта, из них легковых—5875, грузовых—816.

В городах широко распространено отравление корней деревьев при их близком расположении к неисправным канализационным установкам, выгребным ямам, сточным трубам и канавам, газовым трубам, а также в тех случаях, когда вблизи них находится мусор или материалы, содержащие ядовитые вещества. При неисправности канализационных труб, выгребных ям и тому подобного, вещества могут отравлять корни непосредственно, а органические, обычно разлагаясь, выделяют ядовитые для корней газы или способствуют развитию вредной микрофлоры.

 

 

Методы исследования:

Для проведения исследований по биоиндикации воздушной среды был использован метод сбора и измерения материала для оценки качества среды по березе повислой, разработанная Захаровым В. М., Барановым А. С., Борисовым В. И., Валецким А. В., Кряжевой Н. Г., Чистяковой Е. К., Чибинишвили А. Т. Мы выбрали это растение не случайно. Во-первых, оно широко распространено в Алатыре и доступно для сбора необходимого материала (листьев). Во-вторых,  именно для данного растения разработана пятибалльная шкала оценки стабильности развития авторами используемой нами методики.

 

 

Стабильность развития в баллах	Качество среды
1-й балл	Условно нормальное
2-й балл	Начальные (незначительные) отклонения от нормы
3-й балл	Средний уровень отклонения от нормы
4-й балл	Существенные (значительные) отклонения от нормы
5-й балл	Критическое состояние

 

Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для березы повислой.

Балл	Величина показателя стабильности развития
I	0.040
II	0.040-0.044
III	0.045-0.049
IV	0.050-0.054
V	0.054

Для исследования было выбрано 3 района: Духовая роща, ул. Тельмана, ул. Комиссариатская. На каждом участке было взято по 10 листьев с разных деревьев.

Материалы:

• Линейка на 10 см с ценой деления 1 мм
• Транспортир с ценой деления 1 град.
• Циркуль- измеритель
• Калькулятор
• Стеклянные банки для хранения материала
• Холодильник

 

 

 

 

Проведение измерений

Для измерения лист берёзы нужно положить перед собой внутренней стороной вверх. У каждого листа измеряют по пять признаков справа и слева.                        

 

 

1. Ширина половинки листа (измерения проводили посередине листовой пластинки)
2. Длина 2 – ой от основания листа жилки второго порядка.
3. Расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка.
4. Расстояние между концами этих жилок.
5. Угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.

Признаки 1-4 оцениваются с помощью циркуля-измерителя, угол между жилками (признак 5) измеряется транспортиром.

 

-- В первом действии для каждого промеренного листа вычисляют отношение величин асимметрии для каждого признака, для этого разность между промерами слева (L) и справа (R) делят на сумму этих же промеров (L-R) / (L+R).

-- Во втором действии вычисляют  показатель асимметрии для каждого  листа, для этого суммируют значение  отношения величин асимметрии  по каждому признаку и делят  на число признаков.

-- В третьем действии вычисляют  показатель стабильности развития, для этого вычисляют среднее  арифметическое всех величин  асимметрии для каждого листа.

Полученные результаты оцениваются по пятибалльной шкале, по данной методике.

 

 

 

 

 

Обработка материала

Первый район исследования:  «Духовая роща»

Таблица для обработки данных по оценке стабильности развития с использованием мерных признаков (промеры листа).

№ листа	1 признак		2 признак		3 признак		4 признак		5 признак
	Слева	Справа	Слева	Справа	Слева	Справа	Слева	Справа	Слева	Справа
1	22	24	31	34	7	7	10	10	45	48
2	22	25	31	32	8	8	10	11	55	55
3	17	18	34	35	5	5	12	14	44	46
4	22	24	34	36	8	7	13	13	42	45
5	18	18	32	36	5	5	11	11	41	40
6	18	18	37	40	7	6	12	15	40	39
7	19	17	39	38	4	4	13	13	41	37
8	18	17	40	37	7	6	12	11	37	38
9	18	19	37	34	5	3	13	10	41	46
10	20	21	34	34	6	6	11	9	39	39

 

Таблица для расчета интегрального показателя флуктуирующей асимметрии в выборке.

№ листа	1 признак	2 признак	3 признак	4 признак	5 признак	Величина асимметрии
1	0,043	0,046	0	0	0,032	0,024
2	0,063	0,015	0	0,047	0	0,025
3	0,028	0,014	0	0,076	0,022	0,028
4	0,043	0,028	0,066	0	0,034	0,034
5	0	0,058	0	0	0,012	0,014
6	0	0,038	0,076	0,111	0,012	0,047
7	0,55	0,012	0	0	0,051	0,023
8	0,028	0,038	0,076	0,043	0,013	0,039
9	0,027	0,042	0,25	0,130	0,057	0,101
10	0,024	0	0	0,1	0	0,024

Величина Асимметрии в выборке 0,036.

Состояние среды—условно нормальное.

Второй район исследования: «ул. Тельмана»

 

№ листа	1 признак		2 признак		3 признак		4 признак		5 признак
	Слева	Справа	Слева	Справа	Слева	Справа	Слева	Справа	Слева	Справа
1	19	19	34	33	5	4	13	12	51	54
2	18	18	41	43	6	5	14	13	39	37
3	14	15	29	30	5	5	10	9	40	45
4	15	17	34	33	6	6	12	11	43	47
5	14	13	31	31	6	8	12	12	40	55
6	21	22	49	47	5	5	15	16	33	38
7	17	18	36	40	5	6	13	11	36	43
8	25	23	38	35	4	3	14	10	51	58
9	22	19	32	27	5	5	12	10	47	42
10	16	16	31	32	5	5	10	10	39	38