Новолодская, Е.Г. Организация исследовательской дея

Новолодская, Е.Г. Организация исследовательской деятельности студентов при оценке
экологического состояния зеленых насаждений в процессе изучения дисциплины
«Школьный практикум: эколого-географический мониторинг» // Проблемы рекреационного
природопользования [Текст]: сборник научных статей. Выпуск 8 / отв. ред. С.В. Попов;
Алтайская гос. акад. обр-я им. В.М. Шукшина. – Бийск: ФГБОУ ВПО «АГАО», 2015. – ISBN
978-5-85127-851-8. – С. 45-53.
ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ ПРИ
ОЦЕНКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ
В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
«ШКОЛЬНЫЙ ПРАКТИКУМ: ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ»
Е.Г. Новолодская
Алтайская государственная академия образования имени В.М. Шукшина
Одной из задач современной системы образования является вовлечение студентов в
исследовательскую деятельность, развитие и совершенствование умений планирования и
проведения наблюдений, обобщения результатов исследования, формулирования выводов.
Данная задача частично реализуется в системе изучения вузовской дисциплины «Школьный
практикум:
эколого-географический
мониторинг»
(направление
подготовки:
«педагогическое образование», профили: «география» и «биология и география»),
предусматривающей формирование компетенций: способность определять географические
объекты, явления и процессы; владение методами естественнонаучных и социальноэкономических исследований и пр.
Школьный экологический мониторинг – часть системы экологического образования,
ориентированная на формирование экологических знаний, умений и навыков и
мировоззрения на базе практической деятельности, включающей программные наблюдения
за состоянием окружающей среды своей местности. Мониторинг – комплексная система
наблюдений, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды под влиянием
антропогенных факторов [3]. Этот термин появился перед проведением Стокгольмской
конференции ООН по окружающей среде (июнь, 1972 г.) в дополнение к понятию
«контроль». Данное направление в изучении окружающей среды получило свое
теоретическое и методическое обоснование.
Экологический мониторинг – организованный мониторинг окружающей среды, при
котором:
• обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека
и биологических объектов (микроорганизмов, грибов, растений, животных и пр.);
• производится оценка состояния и функциональной ценности экосистем;
• создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда
целевые показатели экологических условий не достигаются.
Задачами экологического мониторинга являются:
• наблюдение за источником антропогенного воздействия;
• наблюдение за фактором воздействия на окружающую среду;
• наблюдение за состоянием природной среды под влиянием факторов
антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.
В процессе освоения дисциплины «Школьный практикум: эколого-географический
мониторинг» студенты знакомятся с организацией и методами мониторинговых наблюдений
со школьниками за объектами природной среды и приёмами обработки информации. Цель
дисциплины: познакомить студентов с технологией организации исследовательской
деятельности учащихся в рамках школьного эколого-географического мониторинга. К
важнейшим задачам относятся:
• изучение методик проведения эколого-географического мониторинга по основным
направлениям: фенологический, мониторинг биоты и сред техногенного воздействия;
• формирование и развитие у студентов методических умений и навыков в
организации мониторинговых исследований учащихся;
•
совершенствование
умений
использования
полученных
результатов
исследовательской работы на уроках географии, биологии и экологии, а также при
организации других форм учебно-воспитательного процесса.
Основными содержательными линиями данного курса выступают:
• концепция организации школьного экологического мониторинга:
•• классификация: по территориальному признаку (локальный, региональный,
глобальный), по объекту наблюдения (базовый и импактный), по методам ведения
(дистанционный и наземный);
•• объекты: природные (почва, воздух, вода, биота), ключевые участки, отдельные
экосистемы, микрорайон школы и пр.;
•• методы: геоиндикационный, биоиндикационный, физико-химический,
фенологический и пр.;
•• уровни и документация;
• организация исследовательской деятельности учащихся в рамках мониторинга:
•• виды: творческие работы, реферативные или теоретико-исследовательские
(литературные обзоры), отчеты (об экспедициях, поездках, походах), учебноисследовательские работы прикладные, опытно-проблемные), комплексные;
•• этапы: подготовительный, экспериментальный, камеральный, отчетный,
информационный, практический;
•• методы реализации исследовательских проектов;
• индикация нарушенности экосистем:
•• по статическим признакам неблагополучного состояния и динамическим
признакам неблагоприятных изменений территорий;
•• классы экологического неблагополучия и скорости нарастания неблагополучных
процессов (экологическая норма, экологический риск, экологический кризис, экологическое
бедствие);
• биоиндикация как основной метод экологического мониторинга:
•• разделы: гидроиндикация, педоиндикация, галоиндикация, индикация
загрязнения окружающей среды;
•• объекты: типы природных объектов (почва, воздух, вода), их свойства и
процессы, протекающие в них;
•• уровни: видовой и биоценотический;
•• виды: неспецифическая и специфическая;
•• методы: регистрирующая и биоиндикация по аккумуляции;
• мониторинг сред техногенного воздействия:
•• методики мониторинга воздушной среды: биоиндикация по состоянию сосны,
лихеноиндикация, анализ пылевого загрязнения, учёт автотранспортной нагрузки и др.;
•• методики мониторинга почвы: фаунистическая биоиндикация, использование
почвенных водорослей, учёт беспозвоночных, изучение растений-индикаторов (водного
режима, кислотности и пр.), определение биологической активности и др.;
•• методики мониторинга водных объектов: альгоиндикация, биотический индекс,
определение уровня загрязненности и токсичности водоема и др.;
• мониторинг биоты:
•• методики мониторинга зелёных насаждений: физико-географическая и
природоохранная характеристика, «паспорт дерева», изучение повреждений древесных
растений насекомыми-вредителями, рекогносцировочное и детальное обследования парка,
исследование экологической роли растений в городской среде и др.;
•• методики мониторинга лугового фитоценоза: биоиндикация по фенотипам
белого клевера, изучение энтомофауны и пр.;
•• методики мониторинга лесного фитоценоза: описание ярусов, определение
жизненности и обилия растений, лесопатологическая оценка, характеристика возобновления
леса, анализ рекреационной нагрузки и др.;
• организация и программа фенологических наблюдений: наблюдения за
гидрометеорологическими явлениями, явлениями в мире растений и животных,
сельскохозяйственная фенология; обработка результатов наблюдений и способы
графической интерпретации материалов.
Рассмотрим способы организации исследовательской работы студентов при оценке
экологического состояния зеленых насаждений в рамках изучения данной дисциплины.
Выбирается объект(ы) исследования – парк(и) (скверы) города, проводится инвентаризация
зеленых насаждений и составляется план. Мониторинговые исследования проводятся
студентами по предлагаемым инструкционным картам. По мере накопления фактических
данных, полученные результаты отражаются в сводных таблицах [2].
Физико-географическая характеристика парка (сквера) включает показатели:
• географическое положение;
• общий характер рельефа;
• тип почвы;
• тип зеленых насаждений (естественные, искусственные);
• занимаемая площадь;
• граничащие объекты.
Выявляются проводимые мероприятия по охране и восстановлению данных зеленых
насаждений, наличие и состояние необходимого оборудования:
• санитарные рубки и новые посадки;
• искусственные гнезда для птиц и кострища;
• лесопарковая мебель и укрытия от дождя;
• спортивные и игровые площадки и поляны;
• дорожно-тропиночная сеть;
• мусоросборники;
• аншлаги-указатели и др.
Определяются виды использования парка (сквера):
• пешие и велосипедные прогулки;
• отдых в благоустроенных местах;
• занятия спортом;
• организация пикников;
• сбор цветов, ягод, грибов, лекарственных трав;
• рыбная ловля;
• выгул собак и пр.
Характеристика экологической роли данных зеленых насаждений осуществляется
студентами по следующим направлениям:
• «растения-создатели микроклимата» – выявление видового состава растений,
способствующих созданию экологически здоровых условий среды: охлаждение и
ароматизация воздуха, снижение шума, выделение фитонцидов;
• «растения-столовые для птиц» – определение видового состава «растенийкормушек», привлекающих птиц в течение всего года, количественного соотношения корма
и кормящихся птиц по сезонам;
• «растения-указатели времени» – наблюдение и регистрирование времени закрытия и
открытия венчиков и соцветий цветковых растений;
• «растения-предсказатели погоды» –
наблюдение за положением соцветий
декоративно-цветковых растений перед дождем, во время и после дождя; появлением капель
влаги на цветках и листьях перед дождем; состоянием цветков в период резких колебаний
температур и при переходе к ясной или пасмурной погоде; выявление факторов усиления и
ослабления аромата;
• «растения-собиратели пыли» – подсчет количества пыли, осаждаемой на листовых
пластинках древесных и кустарниковых пород парка (сквера), определение самых
запыленных участков; составление шкалы степени запыленности (чистый воздух, слабое
загрязнение, умеренное загрязнение, сильное загрязнение), построение картосхемы
запыленности.
При инвентаризации зеленых насаждений парка (сквера) каждый студент выбирает
несколько древесных растений и оформляет «паспорт дерева», в котором описывает
основные показатели и изменения объекта [1]:
• основные характеристики:
•• порода дерева;
•• состояние коры: гладкая, толстая, тонкая и т.п.;
•• окружность и диаметр ствола;
•• форма и размер листьев (хвои), цветов, плодов и семян (при их наличии),
цветовая гамма;
•• форма кроны: треугольная, овальная, яйцевидная, круглая, пирамидальная и др.;
•• ширина и густота кроны: густая, средней густоты, ажурная (сквозистая);
•• примерный возраст дерева (по количеству междоузлий на стволе);
•• примерная высота дерева;
• порядок размещения веток на стволе, динамика изменения прироста;
• наличие лишайников на дереве:
•• видовой состав лишайниковой флоры;
•• степень покрытия (пятибалльная шкала) и примерная площадь покрытия ствола
лишайниками,
•• жизненность каждого вида: наличие и состояние плодовых тел, размеры розеток
и состояние слоевища;
•• признаки повреждений: изменение окраски слоевища, появление на слоевище
пятен различной окраски, уменьшение степени прикрепления лишайников к субстрату,
появление трещин на слоевищах;
• присутствие насекомых-вредителей на дереве:
•• типы повреждений и их динамика;
•• частота встречаемости насекомых-вредителей;
• наличие механических повреждений на дереве: следы рубок, пожара, дупла и др.,
степень (сильное, среднее, слабое) и динамика повреждений;
• категория состояния дерева по морфологическим показателям: здоровое,
ослабленное, сильно ослабленное, усыхающее, сухое;
• влияние, оказываемое деревом на окружающую среду:
•• выделяет фитонциды;
•• освежает и охлаждает воздух;
•• снижает шум;
•• предсказывает изменение погоды;
•• указывает время суток;
•• привлекает птиц и т.п.
При наличие липовых посадок оценивается солевое загрязнение почвы по степени
краевого хлороза на листьях (хлороз – утрата листовой пластинкой зеленой окраски
вследствие разрушения хлорофилла и появления желтой окраски, что приводит к отмиранию
участков листа в целом и раннему сбрасыванию их на землю) или полного некроза тканей:
уровень и источники засоления, интенсивность их воздействия.
Объединяя и анализируя результаты наблюдений, студенты составляют «паспорт
зеленых насаждений» парка (сквера):
• географическое положение;
• общий характер рельефа, мелкие формы рельефа;
• тип зеленых насаждений (естественные, посадки);
• примерный возраст насаждений;
• площадь, занимаемая зелеными насаждениями;
• сводные таблицы состояния зеленых насаждений.
Проводится обследование зеленых насаждений в плане характеристики наличия
лишайников:
• частота встречаемости каждого типа лишайников (накипные, листоватые,
кустистые) в % и степень покрытия деревьев каждым видом в %;
• средние показатели жизнеспособности каждого типа лишайников: наличие
плодовых тел, величина розеток, состояние слоевищ;
• средние баллы встречаемости и покрытия для каждого типа лишайников и
показатель относительной чистоты атмосферы (ОЧА).
Дается характеристика повреждений зеленых насаждений парка (сквера) насекомымивредителями:
• видовой состав вредителей по типам повреждений: скелетирование, объедание,
выгрызание, свертывание листьев, галлы и пр.;
• степень опасности насекомых-вредителей: особо опасные, вредоносные,
маловредоносные;
• частота встречаемости отдельных видов вредителей в насаждениях: массовые,
обычные, единично встречающиеся;
• степень повреждения зеленых насаждений: сильно повреждаемые, средне
повреждаемые, слабо повреждаемые;
• наиболее устойчивые к воздействию вредителей породы в зеленых насаждениях;
• степень усыхания насаждений (определяется по наличию сухих ветвей в кронах с
подразделением их по породам и в % отношении от общего количества деревьев): усохшие,
усыхающие, суховершинные, с частично усохшей кроной;
• характер распределения усыхающих деревьев и насаждений: одиночный, групповой,
куртинный, сплошной.
Формулируются выводы об экологическом состоянии зеленых насаждений парка
(сквера), определяется динамика дальнейших изменений, составляются предложения и
проводятся экологические рейды по оздоровлению условий пришкольной территории
(парка), улучшению общего экологического и эстетического состояния насаждений,
благоустройству.
Исследовательская деятельность является одним из методов проблемного обучения.
Исследовательский характер выполняемой работы в рамках экологического мониторинга
способствует формированию у студентов научной инициативы, стимулирует развитие
аналитического и логического мышления, увеличивает интерес к изучению состояния и
динамики изменений окружающей среды. Кроме того, мониторинговая деятельность
студентов способствует повышению их экологической грамотности,
развитию
экологической культуры, формирует активную позицию в созидании вокруг себя
экологически здоровой среды обитания и в самосозидании, в решении экологических
проблем ближайшего окружения и пропагандировании природоохранных идей.
Таким образом, организация исследовательской работы студентов в рамках
экологического
мониторинга
является
частью
многоэтапной,
постоянной
и
целенаправленной работы, ориентированной на закрепление навыков принятия решений в
выборе приемлемого варианта экологической деятельности – формирование мобильной,
динамичной поведенческой системы: выработка экологических убеждений на основе
обретаемых знаний и опыта → устойчивая мотивация на самосозидание и созидание
экологически здоровой среды → готовность к правильному взаимодействию с природой и
самоконтролируемая активность в оздоровлении природной среды.
Литература:
1. Новолодская, Е.Г. Комплексные исследовательские проекты учащихся в системе экологовалеологического мониторинга [Текст] // Астраханский вестник экологического образования. – 2012. – № 1. –
С. 76-86.
2. Новолодская, Е.Г. Школьный экологический мониторинг: организация проектной деятельности
учащихся [Текст]: учебно-методическое пособие для студентов вузов / Алтайская гос. академия обр-я им. В.М.
Шукшина. – Бийск: ФГБОУ ВПО «АГАО», 2012. – 248 с.
3. Экологический мониторинг [Текст]: учебно-методическое пособие / под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.:
Академический Проект, 2006. – 416 с.