close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

- Фонд "Общественное мнение";pdf

код для вставкиСкачать
Оценка экологического состояния
отдельных зон г. Тихвина по
интегральным характеристикам
асимметрии листьев березы повислои
(Betula pendula Roth)
Автор проекта: Богданова Мария
Образовательное учреждение: МОУ ДОД «Тихвинский ЦДТ»
Научные руководители: Игумнова Ольга Юрьевна
Тихвин – один из районных центров на северо-востоке Ленинградской
области. Как и большинство населенных пунктов в России, он испытывает влияние
вредных выбросов промышленных предприятий и автотранспорта. Загрязнение
атмосферного воздуха, последующее осаждение вредных веществ на почву и
растительный покров приводят к их значительному накоплению в объектах
окружающей среды. Для жителей города это грозит риском увеличения уровня
заболеваний, а для экосистем – угнетением отдельных их компонентов,
сокращением видового разнообразия. Для того, чтобы держать ситуацию под
контролем, необходимо следить за экологической обстановкой в районе, проводить
мониторинговые исследования среды.
Возможность получить интегральную характеристику качества среды, дают
биологические методы, т.к. именно живые организмы несут наибольшее количество
информации об окружающей их среде обитания.
Оптимальным
объектом
биоиндикации
антропогенных
воздействий
являются растения. Институтом биологии развития РАН и Международным фондом
"Биотест" под руководством д.б.н., чл.-корр. РАН В.М.Захарова была разработана и
рекомендована к применению методика оценки состояния природных популяций на
основе
анализа
флюктуирующей
асимметрии,
характеризующей
мелкие
ненаправленные нарушения развития и являющейся ответом организма на
состояние окружающей среды. Данная методика получила положительную оценку
Главного
управления
аналитического
контроля
при
Минприроды
РФ
рекомендована им для проведения оценки экологического состояния территорий.
и
Наиболее удобным для организации исследований модельным объектом,
являются
листья
листопадных
деревьев.
Поскольку
одним
из
наиболее
распространенных видов деревьев средней полосы Евразии являются березы, в
качестве объекта изучения в рамках данной работы мы использовали листья березы
повислой (Betula pendula Roth.), которая широко представлена как в городской
среде, так и за ее пределами.
Цель: биоиндикационная оценка качества среды на территории города
Тихвина и его пригорода путем выявления стабильности развития березы повислой
(Betula pendula Roth.) по интегральным характеристикам асимметрии листьев.
Задачи:
1. Провести рекогносцировочное обследование территории для проведения
исследований.
2. Оценить экологическое состояние среды обитания биологических объектов
и человека на выбранных модельных точках.
3. Определить эффективность природоохранных мероприятий в зонах с
повышенной антропогенной нагрузкой, опираясь на результаты исследований, и
разработать рекомендации по улучшению экологической ситуации на модельных
точках с высоким уровнем загрязнения.
Описание проекта.
Флюктуирующая
асимметрия
представляет
собой
небольшие
ненаправленные отклонения живых организмов от строгой билатеральной
симметрии.
Увеличение
степени
асимметрии
живого
организма
является
неспецифической реакцией на воздействие любого неблагоприятного фактора, что
позволяет определить степень отклонения среды от экологической комфортности и
локализовать участки с такими отклонениями. Высокий показатель асимметрии
указывает на неоптимальность среды обитания исследуемых объектов, а низкий на
ее комфортность.
В
нашей
асимметрии
научно-исследовательской
осуществлялась
нами
на
работе
органном
оценка
уровне
флюктуирующей
–
изучались
морфометрические параметры листьев.
При сборе материала листья отбирались по следующим принципам:
- во всех выборках использовался строго один вид - береза бородавчатая;
- сбор биологических объектов осуществлялся в одном вегетационном
периоде (с 13 – по 16 сентября 2013г.);
- для анализа использовались только средневозрастные растения;
- выборки материала производились с растений, находящихся в сходных
экологических условиях (по уровню освещенности, влажности и т.д.);
- выборка листьев на каждой опытной площадке производилась в полосе
100метров с 10 близко растущих деревьев по 10 листьев с каждого;
- листья брались из нижней части кроны, на уровне поднятой руки, с
укороченных побегов, с максимального количества доступных веток (см. рис.1,2).
Уд
л
ин
ён
ны
й
по
бе
г
Укороченны е
п о б е ги
При выполнении измерений выполнялись следующие операции. Лист березы
помещали пред собой внутренней стороной вверх. С каждого листа отдельно
снимались показатели по 5 параметрам с левой и правой стороны листа (см.
Приложение рис. № 3): ширина половинки листа, длина второй жилки второго
порядка от основания листа, расстояние между основаниями первой и второй жилок
второго порядка, расстояние между концами первой и второй жилок второго
порядка, угол между главной жилкой и второй от основания жилкой второго
порядка. Эти значения занесены в обобщающую таблицу.
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 первой и второй жилок второго порядка
5. Угол между главной жилкой
и второй от основания жилкой второго
порядка.
После замеров на первичном биологическом материале выбранных признаков
рассчитывались
коэффициенты
флюктуирующей
асимметрии.
Вычисления
производились по стандартным формулам статистической обработки материала по
системе ИЮПАК.
Величина асимметричности для каждого листа оценивалась с помощью
интегрального показателя асимметрии. Для его вычисления необходимо было
осуществить несколько действий.
В первом действии находится относительное различие между значениями
признака слева и справа - (Y) для каждого признака и для каждого листа модельного
дерева - относительные величины асимметрии для каждого признака.
Во втором действии находится значение среднего относительного различия
между сторонами на признак для каждого листа (Z) - показатель асимметрии для
каждого листа, где N – число признаков (5).
После этого вычисляется среднее относительное различие на признак для
выборки Х, т.е. интегральный показатель асимметричности, где n - число значений Z
Полученный при помощи ряда вычислений показатель характеризует степень
асимметричности
организма.
Числовое
значение
интегрального
показателя
асимметричности заносится в таблицу для каждого опытного участка (см
Приложение, Таблица №1).
Для данного показателя разработана 5 балльная шкала отклонения от нормы
(Захаров
В.М.,
Крысанов
Е.Ю.,
1996).
Каждому
баллу
соответствует
свой
определенный интервал значений коэффициента флюктуирующей асимметрии (см.
таблица №1). Чем выше уровень значений этого показателя, тем ниже уровень
гомеостаза развития.
Относительная шкала оценки состояния организма для Европейской части
России.
Всего было обследовано 6 площадок, в общей сложности на всех участках
было отобрано 600 листьев с 60 деревьев, произведено 6000 измерений и 3601
расчет.
Площадки располагались в зонах с разной техногенной нагрузкой.
Карта – СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ МОДЕЛЬНЫХ ТОЧЕК ОБСЛЕДОВАНИЯ
Точки обследований:
1С
зеленая зона в
районе
садоводства
«Кайвакса»
Ю
Эталонная Зона
Фоновая Зона в
городской среде
Зона сильного
загрязнения
Зона экстремального
Загрязнения
точка №1 - зеленая зона за городом: садоводство «Кайвакса» в 15 км от города
Тихвина, 1,5 км от жилых построек.
точка №2 – территория спортивного комплекса в Тихвине за 1микрорайоном;
точка №3 - территория вокруг лицея №7 г. Тихвина в 4м микрорайоне;
точка №4 - объездная автомобильная дорога за 4 микрорайоном (у дома №12) с
интенсивностью движения 84 легковых и 24 грузовых машины в час.
точка №5 - железнодорожный вокзал г.Тихвина, перрон;
точка №6 - промышленная зона города, Тихвинский Феррохромный завод, завод
«Титран», 100м от проходной.
Система пластических признаков берёзы повислой (Betula pendula Roth.),
которая использовалась для вычисления и популяционной оценки показателя
флуктуирующей асимметрии для всей выборки, была представлена определением:
относительных величин асимметрии для каждого признака каждого промерного
листа; показателей асимметрии для каждого листа в целом.
Интегральный
показатель
флюктуирующей
асимметрии
в
баллах
в
различных зонах г. Тихвина и его окрестностях представлен в таблице №3.
Проанализировав
результаты
вычисления
интегрального
показателя
развития, мы пришли к следующим выводам.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. В результате рекогносцировочных обследований нами было выбрано и
обследовано 6 модельных точек в городе Тихвине и пригороде с различной
степенью антропогенной нагрузки. Для анализа нами было взято по десять листьев
с 10 деревьев березы повислой на каждой площадке.
2. Мы оценили экологическое состояние в различных модельных точках и выявили
следующие закономерности:
2.1. В условиях городской среды интегральный показатель асимметрии варьирует от
2 до 5 баллов шкалы оценки состояния биоценоза, что соответствует как небольшим
отклонениям от нормы, так и критическим - в зависимости от места отбора проб.
Опираясь на результаты этих исследований, было составлено экологическое
районирование различных обследованных зон города Тихвина и выявлены
следующие зоны: Зона экстремального загрязнения, Зона сильного загрязнения,
фоновая городская зона и Эталонная зона.
На основании анализа коэффициента асимметрии березы повислой в точке
№1 – «Зеленая зона» в 2013году состояние среды было охарактеризовано, как
экологически стабильное и благоприятное для нормального развития биоценоза.
Мы отнесли ее к эталонной зоне (1 балл).
В точке №2 « Стадион» и в точке №3 «Лицей №7» качество среды на
основании анализа стабильности развития березы повислой характеризуется как
«незначительное нарушение экологического равновесия», что вызвано, скорее всего,
общим влиянием урбосреды на экологическую ситуацию в городе в целом.
Поэтому мы отнесли данные модельные точки к фоновой зоне, характерной в
целом для жилых кварталов города (1-2 балла).
Наиболее
серьезные
нарушения
развития,
вызванные
экологически
нестабильной ситуацией, мы выявили в нескольких точках. В точке №4 «Объездная
автодорога» и точке №6 «Промышленная зона» исследования показали, что
здоровье среды характеризуется на данных участках, как "сильно загрязненная» с
существенными (3 балла) и опасными (4балла) нарушениями соответственно.
Данные модельные точки мы отнесли к зоне сильного загрязнения.
2.2. В зоне экстремального загрязнения (модельная точка № 5 –
«Железнодорожный вокзал») интегральный показатель значительно больше (0,081
балл), чем в шкале, предложенной методикой. Это говорит о том, что на данном
участке токсическое воздействие загрязняющих веществ экстремально высоко.
3. Исследования показали, что в значительной части изученных зон города
состояние окружающей среды можно охарактеризовать как неблагополучное, в
отдельных модельных точках - с высокой степенью отклонения от условно
здорового состояния. По всей видимости, данные зафиксированные нарушения
вызваны непосредственной близостью автодорог на всех подобных исследуемых
участках или промышленных предприятий. А в загородной зоне негативное влияние
антропогенного пресса сведено к минимальному значению, что подтверждает и
низкий интегральный показатель флюктуирующей асимметрии, приравниваемый к
первому баллу состояния среды, т.е. экологически благоприятной.
Привлекали ли Вы местное население, органы власти и местного
самоуправления, бизнеса и СМИ к решению проблемы в ходе выполнения
проекта? Каким образом Вы распространяли информацию о рассматриваемой
проблеме и способах её решения?
Оценивая систему природоохранных мер в точках обследования, приходится
констатировать
факт,
руководствомпредприятий
что
и
на
города
данном
мер
этапе
недостаточно,
предпринимаемых
поскольку
многие
модельные точки показали довольно высокий уровень загрязнения среды.
Так, даже на современном уровне развития, система железнодорожных
перевозок находится в России на отсталом технологическом уровне с точки зрения
обеспечения экологической безопасности. На железнодорожные зоны не оденешь
защитного колпака, который бы смог защитить окружающую среду от вредных
выбросов. Однако, возможен более реальный путь, когда железные дороги проходят
в отдалении нескольких десятков километров от жилых кварталов городов – на
пустошах и в промышленных зонах. К сожалению, в г.Тихвине железнодорожные
пути проходят в непосредственной близости от жилой части города (около 200
метров), а тот городской парк с зелеными насаждениями, который хоть каким-то
образом задерживал загрязнения уничтожен ураганом.
Теперь на его месте пустырь. Мы бы хотели привлечь внимание жителей
города и, конечно же, службу благоустройства к данной проблеме. Ведь разбив
новый сквер, мы смогли бы улучшить экологическую ситуацию в районе
железнодорожного вокзала.
Более
жесткий
контроль
следует
осуществлять
санитарно-
эпидемиологической службе города за работой предприятий, особенно тех, что
находятся в промышленной зоне. Мы предлагаем восстановить в местной газете
рубрику «Экологический контроль», в которой еженедельно печатались данные
замеров санитарно-эпидемиологической службой уровня загрязнения. Нельзя
оставлять проблему загрязнения вредными выбросам предприятий без внимания
властей и жителей города.
Мы понимаем, что за конкретными мероприятиями стоят немалые суммы, но
экологическая ситуация в городе, несомненно, не ждет отлагательств и требует
немедленного вмешательства со стороны властей для выделения бюджетных
средств на решение данной проблемы.
Данные нашего исследования были представлены в администрации города,
на районной научно-практической конференции, на классных часах в ОУ города. В
мае 2014 года был проведен субботник около железнодорожного вокзала и начато
озеленение пустующих территории.
Проведенные исследования и полученные результаты свидетельствуют о
необходимости еще более детального изучения данной территории. Применение
методики
интегральной
оценки
здоровья
среды
является
удобной
и
информативной. Мы планируем продолжить данные исследования в течение
следующих лет и расширить зону исследования, включив в нее территорию
природного парка «Вепсский лес».
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа