Определение площади листьев у древесных растений в загрязненной и чистой зонах

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕСИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«РЯЗАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРОТЕХНОЛОГИЧЕКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.П.КОСТЫЧЕВА 

ФАКУЛЬТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

И БИОТЕХНОЛОГИИ 

Кафедра биологи и разведения животных 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине «Прикладная экология» на тему:

«Определение  площади листьев  у древесных растений в загрязненной и  чистой зонах» 
 

Выполнила:

студентка 43 (А) группы

Бондарева

Полина  Андреевна 

Проверил:

канд. биол. наук,

Доцент  Новак

Александра  Ивановна 
 
 
 

Рязань - 2011

Содержание:

1. Введение……………………………………………………………………….….3
2. Обзор литературы
1. Основные виды загрязнения городских экосистем………………………...5
2. Биоиндикация…………………………………………………………………6
3. Влияние факторов среды на физиологические процессы растения……….9
3. Собственные исследования
1. Характеристика местности………………………………………………….12
2. Материалы и методы исследований………………………………………..13
3. Результаты исследований…………………………………………………...15
4. Заключение………………………………….…………………………………..27
5. Выводы………………………………..…………………………………………29
6. Список литературы……………………………..………………………………30
7. Приложения……………………………………………………………………..31

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

    В настоящее время особенно остро  стоит проблема сохранения биоразнообразия, в том числе и человека, напрямую связанного с ухудшением состояния  качества окружающей среды. Для своевременной  оценки параметров среды создана  система экологического мониторинга, включающего химические, физические и биологические методы оценки качества среды. Среда определяет весь комплекс морфофизиологических и поведенческих  особенностей организма.  Оценка среды  по состоянию организмов и видовому составу называется биологической  индикацией (биоиндикацией) (Миркин, Наумова 1996г.[7])

    Растения  реагируют на загрязнение окружающей среды, и морфологически, и физиологически. Все процессы жизнедеятельности, в  том числе и рост разных частей органов растения подвержены очень  большой изменчивости, в зависимости  от воздействия на них факторов.

      Все метамерные органы растений  реагируют на загрязнение среды  и абиотические факторы. Ростовые  процессы у растений включают  в себя множество подпроцессов  и фактически являются суммирующими. Растения подвержены очень большой  изменчивости (Особенно размеры  листьев) и диапазон их нормы  реакции очень широк. Так, размеры  листьев могут сильно увеличиваться  после обрезки деревьев, та как  приток пластических веществ  и фитогормонов из корневых  систем распределяется на оставшиеся  после обрезки листья, а так  же стимулирует пробуждение спящих  почек. В то же время размер  листьев сильно уменьшается в  результате длительной весенней  засухи. В связи с этим при  биоиндикации требуется исключение  указанных вариантов и при  взятии листьев нужно применять  большую выборку (20 образцов). В  санитарных зонах предприятий,  в уличных посадках в большинстве  случаев размеры листьев уменьшены  по сравнению с более чистой  загородной территорией. Исключением  являются выбросы азотно –  туковых заводов, в зоне влияния которых размеры листьев могут быть увеличены из - за включения азота в метаболические процессы(образование белков и др.).

    Существует  несколько способов измерения площади  листьев. По методике М.С. Миллера (Летние практические… 1973) – это весовой  метод, при помощи светочувствительной  бумаги, подсчета квадратиков на миллиметровой  бумаге, планиметрический.

    Модификацией  данного метода является разработка Л.В. Дорогань, где предварительно для  древесной породы определяется переводной коэффициент, а затем, путем измерение  длинны и ширины производят массовые вычисления листьев. Это значительно  ускоряет работу при больших выборках, что необходимо при выполнении дипломных  и научных работ, когда в измерение  включается большое количество образцов.

    Цель  работы:

      определить уровень загрязнения  атмосферного воздуха весовым  методом по методике М.С.Миллера. Достижение цели происходит путем поэтапного решения конкретных задач.

    Задачи:

1. Определить площадь листьев у древесных растений.
2. Вычислить среднеарифметические величины и сравнить между собой.
3. Построить вариационные кривые встречаемости листьев определенной площади в разных условиях среды.
4. Сравнить листья между собой.

 
 
 
 
 

Обзор литературы.

    1. Основные виды  загрязнений городских  экосистем 

    На  всех стадиях своего развития человек  был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось  высокоиндустриальное общество, опасное  вмешательство человека в природу  резко усилилось, расширился объём  этого вмешательства, оно стало  многообразнее и сейчас грозит стать  глобальной опасностью для человечества. Человеку приходится все больше вмешиваться  в хозяйство биосферы - той части  нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее  время подвергается нарастающему антропогенному воздействию.

    В сложившейся ситуации возрастает роль растений, произрастающих в городе и его окрестностях, которые способствуют созданию особого микроклимата и  смягчают вредное воздействие антропогенных  факторов. Однако они, как и другие организмы испытывают на себе отрицательное  влияние загрязнения среды.

    Можно выделить несколько наиболее существенных типов промышленного загрязнения  городской среды, любой из которых  не улучшает экологическую ситуацию на планете.

    Наиболее  масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них – газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Эти факторы, к которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере. В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов. Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта приходится (в зависимости от развития в данном городе промышленности и числа автомобилей) от 30 до 70 % общей массы выбросов. В России, в целом по стране, по крайней мере, 40 % общей массы основных загрязняющих веществ составляют выбросы подвижных источников (Болбас М. М. 1993 год[1]).

    Очень велико загрязнение поверхности  планеты твердыми отходами. Городские свалки промышленного и бытового мусора занимают очень большие площади. В составе мусора могут оказаться ядовитые вещества, которые потом могут попасть в грунтовые воды или в водоемы.

    При выпадении кислотных дождей значительно  повышается кислотность почвы, что  резко снижает рост растений.

    Если  автомобили используют бензин, содержащий свинец, то почвы вдоль дорог загрязняются токсичным металлам, выбрасываемым  вместе с выхлопными газами.

    При вымывании этих токсичных веществ  из почвы они попадают в грунтовые воды и вызывают тем самым их химическое загрязнение.

    Таким образом,  загрязнение среды обитания организмов, в том числе и растений оказывает существенное воздействие  на все их физиологические процессы, что резко снижает их адаптивные качества.

    2. Биоиндикация -  один из методов экологического мониторинга. Учеными отмечено, что экологическая ситуация в любом городе, может кардинально изменится не только за продолжительное время, но и за считанные часы, так как  интенсивность выбросов предприятиями отходов в атмосферу, или в водоем иногда катастрофически увеличивается. Поэтому необходимо вести регулярное наблюдение за состоянием экосистем и их элементов. Такие постоянные наблюдения называются экологическим мониторингом (от латинского слова «монитор» - тот, кто напоминают, предупреждает). (Миркин, Наумова 1996 год[7]).

      Понятие «экологический мониторинг»  определяется ведущими специалистами  - экологами следующим образом:                                                                                                                                         

• система наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения (Федоров А.А, 1974[15]; Израэль Ю.А., 1984[5]; Соколов, Селиванов Н.В., 2007[12]);
• слежение за биологическими объектами и мониторинг с помощью биоиндикаторов (Н.Ф.Реймерс 1990[11]);
• определение состояния живых систем на всех уровнях организации и отклика их на загрязнение среды (А.Н.Никольская 2001[9]).

    Под "здоровьем среды" (Захаров  В.Б., 1999[4]), в самом общем смысле, понимается ее состояние (качество), необходимое для обеспечения здоровья человека и других видов живых существ.

    Методы  оценки абиотических и биотических  факторов местообитания при помощи биологических систем часто называют биоиндикацией (лат. - indicare - указывать). В соответствии с этим, организмы  или сообщества организмов, жизненные  функции которых так тесно  коррелируют с определенными  факторами среды, что могут применяться  для их оценки, называют биоиндикаторами. При биоиндикации изменения биологической  системы всегда зависят как от антропогенных, так и от природных  факторов среды. Эта система реагирует  на воздействие среды в целом  в соответствии со своей предрасположенностью, то есть такими внутренними факторами, как условия питания, возраст, генетически  контролируемая устойчивость и уже  присутствующими нарушениями. Существуют различные формы биоиндикации. Если две одинаковые реакции вызываются различными антропогенными факторами, то говорят о неспецифической  биоиндикации. Если же те или иные происходящие изменения можно связать только с одним фактором, то речь идет о специфической биоиндикации. Если биоиндикатор реагирует значительным отклонением жизненных проявлений от нормы, то он является чувствительным биоиндикатором. Аккумулятивные биоиндикаторы, напротив, накапливают антропогенное воздействие большей частью без быстро проявляющихся нарушений. Для биоиндикации пригодны в основном два метода - пассивный и активный мониторинг. В первом случае у свободно живущих организмов исследуются видимые или незаметные повреждения или отклонения от нормы, являющиеся признаками стрессового воздействия. При активном мониторинге пытаются обнаружить те же самые воздействия на тест - организмах, находящихся в стандартизированных условиях на исследуемой территории. (Н. Ф. Реймерс 1990[11]).

    Используемые  для целей экомониторинга виды-биоиндикаторы  отвечают следующим требованиям:                                                                                                                                        

• являются доказательно исследованными;
• методически хорошо отработаны;
• имеют адекватный отклик измеряемых параметров на изменение экологической ситуации;
• обладают достаточной чувствительностью;
• зарекомендовали себя как виды-биоиндикаторы в аналогичных исследованиях;
• широко распространены по всей обследуемой территории, являются массовыми видами;
• удобны для сбора (коллекционирования);
• удобны для обработки и хранения;
• имеют четкие (заметные) и удобно читаемые изменяющиеся признаки, удобные для замеров в практической работе. (А.Н.Никольская 2001[9]).