Оценка стабильности развития березы повислой на участке

Муниципальное общеобразовательное учреждение Козельская основная
общеобразовательная школа №2 МО «Муниципальный район «Козельский
район» Калужской области
Исследовательская работа по теме:
«Оценка стабильности развития
березы повислой на участке
Оптинского лесничества»
Выполнила:
Зайцева Мария Сергеевна
ученица 8 класса
Руководитель: Черных Алла Владимировна
учитель химии и биологии
Консультант: Еремеева Ирина Петровна
методист НП «Угра»
г. Козельск
2010 г.
1
Содержание
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Введение
Цели и задачи
Методика работы
Полученные результаты
Выводы и рекомендации
Список литературы
3 стр.
4 стр.
4-7 стр.
7-8 стр.
9 стр.
10 стр.
2
1.Введение
Живые организмы тесно связаны с условиями среды. И потому об
изменениях этих условий – загрязнения, повышения или уменьшения
влажности почвы, ее засолении, изменении климата и т.д. часто можно
судить по реакции отдельных организмов и их популяций или по составу
экосистем. Оценка среды по состоянию организмов и видовому составу
экосистем называется биологической индикацией (биоиндикацией).
Достоинство биоиндикации в том, что организмы могут характеризовать
не только состояние среды в данный момент, но и ее изменения за
длительное время.
Существуют разные биологические индикаторы. О наличии некоторых
загрязнителей можно судить по внешним признакам растений или животных.
Благодаря «памяти» этих организмов, можно узнать и о роли тех факторов,
которые в настоящее время не действует. Живые организмы несут
наибольшее количество информации об окружающей их среде обитания. В
нормальных условиях организм реагирует на воздействие среды посредством
сложной физиологической системы буферных гомеостатических механизмов.
Под воздействием неблагоприятных условий эти механизмы могут быть так
нарушены, что это приводит к нарушению самого развития. Кроме этого,
реакция живого организма позволяет оценить антропогенное воздействие
на среду обитания. Следовательно, преимущество биологической оценки
качества среды определяется получением непосредственной характеристики
здоровья среды, ее пригодности для живых организмов, в том числе
человека.
В настоящее время наиболее доступным биоиндикатором, по мнению
целого ряда авторов, является стабильность развития живых организмов,
измеряемая по степени асимметрии морфологических структур. Суть метода
заключается в определении и анализе ответной реакции растений и мелких
животных на условия существования, то есть местообитание живых
организмов, которая оценивается с точки зрения благоприятности для их
жизни и развития.
Четыре года назад мы проводили биоиндикацию воздушного
загрязнения по состоянию хвои сосны. В настоящее время сделали оценку
стабильности развития березы повислой на участке Оптинского лесничества,
принадлежащего национальному парку «Угра».
3
2.Цели и задачи
Для проведения исследования мы определили для себя следующую цель:
 Оценить стабильность развития березы повислой на участке
Оптинского лесничества национального парка «Угра»
На основании данной цели сформулировали задачи:
 Провести сбор листьев березы повислой в период с конца мая до их
опадания осенью;
 Провести все необходимые измерения собранных листьев;
 Сделать вычисления показателя асимметричности листьев березы
повислой на каждом исследуемом участке;

Сравнить полученные показатели с картой оценки экологического
качества природной среды на территории Калужской области и сделать
выводы.
3.Методика работы
Чтобы провести данную работу, мы воспользовались методикой сбора и
обработки материала для оценки стабильности развития березы повислой,
предложенной в 1-ом сборнике материалов по дополнительному
экологическому образованию.
Для сбора материала в качестве объекта выбрали березу бородавчатую
или повислую (Betula pendula Roth) (рис. 1).
Сбор листьев проводили с конца мая
до опадания листьев в октябре. Собирали их
на четырех участках, находящихся в равных
условиях освещенности, влажности.
Для анализа использовали средневозрастные
растения. На каждом участке обследовали
по десять берез, растущих рядом
друг с другом, собирая по десять листьев
с каждого дерева. При этом учитывали
положение листьев на березе, то есть
сбор материала проводили в нижней части
Рис.1. Береза повислая.
4
кроны, на уровне вытянутой руки, стараясь задействовать ветки разных
направлений (север, юг, запад, восток). Использовали листья с укороченных
побегов (рис.2)
Рис.2. Типы побегов березы.
Для обработки собранного материала использовали: линейку, циркульизмеритель, транспортир. Одна выборка обрабатывалась одним человеком.
С одного листа снимали показатели по 5-ти параметрам с левой и правой
стороны листа (рис.3):
1.
Ширина половинки листа. Для
измерения лист складывают поперек пополам,
прикладывая макушку листа к основанию,
потом разгибают и по образовавшейся складке
производят измерения;
2. Длина второй жилки второго порядка от
основания листа;
3. Расстояние между основаниями первой и
второй жилок второго порядка;
4. Расстояние между концами этих жилок;
Рис.3. Параметры листа.
5.Угол между главной жилкой и второй от
основания жилкой второго порядка.
5
Первые четыре параметра снимали циркулем-измерителем, угол между
жилками измеряли транспортиром. Полученные измерения заносили в
таблицу №1
Таблица 1. Значения промеров листа.
Дата
Исполнитель
Место сбора
№
листа
1.Ширина
половинок
листа, мм.
2. Длина 2й
жилки, мм.
3.Расстояние
между
основаниями 1й
и 2й жилок, мм.
4.Расстояние
между
концами 1й и
2й жилок, мм.
5.Угол
между
центральной
и 2й жилкой,
градусы.
л
л
л
л
л
п
п
п
п
п
1
Затем вычислили величину асимметричности, обозначая
значение одного из промеров X, тогда значение промера слевой и справой
стороны стали обозначать Xл и Xп соответственно. Сначала находили
относительное различие между значениями признака слева и справа – Y для
каждого признака по формуле:
𝑌=
X л−X п
Xл+X п
Потом нашли значение среднего относительного различия между
сторонами на признак для каждого листа – Z:
Z=
𝒀𝟏+𝒀𝟐+𝒀𝟑+𝒀𝟒+𝒀𝟓
𝑵
Данные записывали во вспомогательной таблице 2.
Таблица №2. Вспомогательная таблица для вычислений
№ листа
1признак
𝑌=
X л − Xп
Xл + X п
2признак
𝑌=
X л − Xп
Xл + X п
3признак
𝑌=
X л − Xп
Xл + X п
4признак
𝑌=
X л − Xп
Xл + X п
5признак
𝑌=
X л−Xп
Xл + X п
Среднее
относительное
различие на
признак, Z
Z=
𝒀𝟏+𝒀𝟐+𝒀𝟑+𝒀𝟒+𝒀𝟓
𝑵
1
6
После чего подсчитали среднее относительное различие на признак выборки
(X):
𝑍1+ 𝑍2 + …+ 𝑍𝑛
X=
𝑛
Где n – число значений Z, то есть число листьев. Этот показатель
характеризует степень асимметричности организма. Полученные данные мы
сравнили с показателями таблицы 3.
Таблица 3. Значение показателя асимметричности
Балл
Значение показателя асимметричности
1балл
До 0,055
2балл
0,055 – 0,060
3балл
0,060 – 0,065
4балл
0,065 – 0,070
5балл
Более 0,07
1 балл – это условная норма, а 5 баллов критическое состояние.
4.Полученные результаты
В ходе выполнения работы нами были обследованы четыре участка.
Участок №1 расположен в квартале 65 литере 18 возле карьера. Он
находится в 200 метрах от шоссейной дороги и в 150 метрах от линии
электропередач. Карьер ранее использовался для вывоза песка.
Участок №2 находится в квартале № 73 литере 19 в 500 метрах от
стрельбища, то есть военного полигона, предназначенного для обучения
солдат владением оружия. В 650 метрах с западной стороны участка
расположена свалка твердых бытовых отходов, которая была закрыта год
назад. С северной стороны участка в 150 метрах проходит шоссейная дорога.
Участок №3 расположен в квартале №73 выделе 7. С северной стороны
в 50 метрах от него пролегает железная дорога, а с южной стороны
примыкает шоссе.
Участок №4 находится в квартале №70 литере 11 в 500 метрах от
деревни Сосенки. С южной стороны от него в 50 метрах проходит шоссейная
дорога.
В результате произведенных измерений и вычислений по вышеописанной
методике, у нас получились следующие данные (таблица 4):
7
Таблица №4
№ участка
Значение показателя асимметричности
№1
0,069
№2
0,069
№3
0,064
№4
0,054
Из данных таблицы №3 и №4 видно, что на первом и втором участках
значение асимметричности составляет 4 балла. Это соответствует
почти критическому состоянию окружающей среды. Объясняется это
тем, что данные территории несут на себе наибольшую антропогенную
нагрузку.
На участке №3 значение асимметричности составляет 3 балла, что означает
среднюю антропогенную нагрузку. Значение асимметричности на четвертом
участке 1 балл, что соответствует нормальному состоянию природы.
Полученные нами данные, мы сравнили с картой оценки
экологического качества природной среды на территории Калужской области
по березе за 1997 год (рис. 4.). Наши показатели превышают данные 1997
года на 0,001-0,011, так как они соответствуют 0,0530- 0,0580
и находятся в пределах нормы.
Козельск
Рис.4. Карта оценки экологического качества природной среды на
территории Калужской области по березе (1997 г.).
8
5. Выводы и рекомендации
В результате проведенной нами исследовательской работы, мы пришли к
следующим выводам:
1. Показатели асимметричности на первом и втором участках превышают
норму на 0,014 единиц и близки к критическому показателю;
2. На участке номер три показатель асимметричности составляет 0,064
единиц, что соответствует среднему значению состояния природной
среды;
3. Участок номер четыре имеет самую лучшую оценку экологического
качества природной среды и соответствует 0,054 единицам;
4. Такие разные показатели состояния среды объясняются тем, что
антропогенная нагрузка на них не одинакова;
5. Мы видим также, что произошло изменение показателей значения
асимметричности по сравнению с 1997 годом.
9
6.Список литературы
1. Здоровье среды (школьный практикум). Региональное учебнометодическое пособие / Стрельцов А.Б., Константинов Е.Л.,
Захаров В.М., и др. – Калуга.: Издательство КГПУ им. К.Э.
Циолковского, 2000. – 40с.
2. Константинов Е.Л. Анализ уровня стабильности развития березы
бородавчатой (Betula pendula Roth) как метод биоиндикации
качества среды / Проблемы общей биологии и прикладной
экологии: Сб. тр. Молодых ученых. – Саратов: Изд-во Сарат. унта, 1997. Вып.1. с. 107-108.
3. Материалы по дополнительному экологическому образованию
учащихся (сборник статей). Вып.1./ Под ред. В.В. Королева и
Э.А. Поляковой. – Калуга: Изд-во КГПУ им. К.Э.Циолковского.
2004.-199 с.
4. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. Учебник из
Федерального комплекта для 9-11-х классов
общеобразовательной школы. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: АО
МДС, 1996. - 272 с.
10