XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Построение лихеноидикационной карты-схемы лесного массива на северо-востоке города Хотьково
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Существование человечества и обеспечение его устойчивого развития невозможно без использования природных ресурсов и самого потенциала природной среды. И в то же время без воздействия самого человека на природную среду и последующих за этим эффектов (нередко весьма негативных). Всё возрастающее антропогенное воздействие на окружающую среду стало в наши дни важнейшей проблемой человечества.
Экономическое развитие во всём мире идёт без должного учёта исчерпаемости многих видов невозобновляемых природных ресурсов, без понимания того обстоятельства, что способность биосферы к восстановлению не беспредельна. Природная среда быстро деградирует под натиском человеческой деятельности. Особенно большой вред окружающей среде наносят быстро развивающиеся топливно-энергетический комплекс, транспорт и производства, связанные с переработкой нефти и газа. Научный анализ иногда очень тонких, небольших эффектов дает возможность выявить новые неизвестные эффекты различных антропогенных воздействий и прогнозировать их. Такой анализ в настоящее время осуществляется в рамках экологического мониторинга - информационной системы наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданной с целью выделения антропогенной составляющей на фоне природных процессов. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование являются сегодня важнейшими национальными и межгосударственными задачами.
Актуальность темы. В наше время загрязнение атмосферы является одной из главных проблем человечества. Одним из самых доступных методов оценки состояния воздуха является лихеноиндикация. Этот метод может использоваться с разными целями: оценка состояния атмосферы района, например для выбора места для покупки недвижимости или ежедневных прогулок; оценка состояния экосистем для своевременного принятия мер по сохранению природы.
Новизна работы, заключается в том, что нами показан процесс изменения численности эпифитных листоватых и накипных лишайников экосистемы г. Хотьково и его окрестностей Сергиево-Посадского городского округа. В работе изложена практико-ориентированная деятельность обучающихся по оценке экологической ситуации окружающей среды на вышеуказанной территории.
Объект изучения: эпифитные листоватые и накипные лишайники.
Предмет исследования: лиственные и хвойные породы деревьев г. Хотьково и его окрестностей Сергиево-Посадского городского округа.
Цель и задачи исследования. Целью данного исследования являлась оценка экологического состояния воздушной среды г. Хотьково и его окрестностей с помощью методов лихеноиндикации, построение карты-схемы экологически чистых и загрязненных участков леса на северо-западе г. Хотьково, пополнение новыми данными о состоянии окружающей среды Сергиево-Посадского городского округа территориально по г. Хотьково справочника «Сергиево-Посадский городской округ: окружающая среда».
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
- выявить видовой состав эпифитных листоватых и накипных лишайников экосистемы города Хотьково и его окрестностей, изучить их систематическую структуру;
- провести экобиоморфологический анализ листоватых и накипных лишайников выбранного района, изучить экологическую группу лишайников по субстратной приуроченности;
- изучить особенности распределения эпифитных листоватых и накипных лишайников по территории выбранного района в зависимости от загрязнения атмосферного воздуха;
- собрать данные и проанализировать их для определения экологически чистых и загрязненных участков выбранного района
- построить карту-схему чистоты атмосферного воздуха по данным лихеноиндикации для территории исследования.
Глава 1. Географическое положение территории исследования.
Рис. 1. Картосхема территории исследования.
Территория исследования является разновозрастным лесным массивом, расположенным на северо-западе промышленной зоны города Хотьково, окружённым Анисимовским оврагом, дорогой между посёлком Механизаторов, деревней Жучки, деревней Ахтырка, деревней Кудрино, и ограниченным бетонной дорогой с северо-востока. Территория слабо холмистая, очень сильно развиты оврагообразовательные процессы, встречаются болота, одна малая река Чёрный Овраг и много ручьёв. По лесу проложена густая сеть тропинок, зимой на которых местные жители нарезают круговую лыжню.
Глава 2. Теоретические основы лихеноиндекации.
2.1. Сущность лихеноиндекации.
Лихеноиндикация - комплекс методов, позволяющих с помощью лишайников определить общий уровень содержания основных загрязняющих веществ в атмосфере и почве. Лихеноиндикация, как и все методы биоиндикации, опирается на закон экологической индивидуальности видов. Виды реагируют на определенные факторы внешней среды по-разному. Каждый вид характеризуется индивидуальной толерантностью, индивидуальной экологической амплитудой. В течение 130 лет развития методов лихеноиндикации накоплен обширный фактический материал, характеризующий реакцию нескольких сотен видов лишайников на антропогенные изменения внутренней атмосферы экосистемы и других компонентов среды. Это позволило создать типологию лишайников на антропогенные изменения внутренней атмосферы экосистемы и других компонентов среды, и объединить виды в классы полеотолерантности, т.е. в группы, члены которых более или менее одинаково реагируют на определенные загрязняющие вещества и их концентрацию в атмосферном воздухе и почве.
Экологических рядов выносливости (типологии) лишайников в отношении степени загрязненности воздуха составлено множество. Они основаны на регистрации видового состава (жизненности, покрытия и обилия видов) на территориях с различной загрязненностью воздуха.
В 1970 г. появилась типология лишайников английских лихенологов Хоксвоса и Роуза по их чувствительности к загрязнению атмосферного воздуха диоксидом серы. Она широко используется в последние годы в лихеноиндикации. В нашей стране наиболее популярна типология полеотолерантности Х. Х. Трасса. Известно, что на антропогенно измененные жизненные условия реагируют не только отдельные виды, но и целые их группировки, образующие биоценозы и их структурные части. Если такие группировки образованы из видов, принадлежащих к одной или нескольким экологически близким жизненным формам и заселяющих более или менее однородные части местообитания, говорят о синузиях. Так различные группировки образуют лишайники на стволах деревьев, на пнях, скалах, заборах, стенах домов, камнях, почвах. Для индикации загрязнений изучают распространение и экологию не только отдельных видов лишайников, но и их группировок - синузий. По индексам полеотолерантности лихеносинузий проводят оценку загрязненности различных районов города и лихенологическое картографирование.
Лихеноиндикация является достаточно точным, простым и дешевым методом исследования окружающей среды, но она не может заменить химических, физико-химических и физических методов мониторинга. Лишь комплексное применение перечисленных методов исследования позволяет получить информацию, всесторонне характеризующую состояние и динамику изменения окружающей среды.
Один из ведущих лихенологов Х. Х. Трасс разделил методы лихеноиндикации на 3 группы:
- методы, основанные на изучении изменений, происходящих в лишайниках под влиянием загрязнений;
- методы, основанные на изучении изменений видового состава лишайников, происходящих под влиянием загрязнений;
- методы изучения лишайниковых сообществ в загрязненных районах и составление специальных карт.
При использовании методов первой группы выбирают индикаторный вид, наиболее чувствительный к какому-либо загрязнению и следят за такими параметрами растения как кислотность и электропроводность клеточного сока, содержание хлорофилла в лишайниковых водорослях, содержание серы, железа, ртути, кадмия и других загрязнителей в слоевище лишайника и т.д. Для изучения воздействия различных загрязнителей на лишайники широко используются различные способы трансплантации - искусственного переноса лишайников из чистых в загрязненные территории.
Для объективной оценки воздействия отдельных загрязнителей на лишайники ставят специальные лабораторные опыты, при проведении которых лишайники подвергаются воздействию загрязняющего вещества в разных концентрациях и с различной продолжительностью экспонирования.
Выносливость лишайников, относящихся к различным систематическим группам, при действии на них воздушных загрязнений не одинакова. Чем выше концентрация загрязняющих веществ в воздухе, тем беднее видовой состав лишайников. По реакции к загрязнению воздуха виды лишайников делят на три категории:
1) самые чувствительные, исчезающие при первых симптомах загрязнения;
2) среднечувствительные, приходящие на смену погибшим чувствительным видам, с которыми они не могли конкурировать, пока воздух был чистым;
3) самые выносливые, к загрязнению (накипные лишайники из рода леканора и листоватые из родов ксантория и фисция).
На основе индивидуальных особенностей лишайников были разработаны шкалы полеотолерантности лишайников для различных стран (Англия, Норвегия, Голландия, Австрия, Эстония). Шкала полеотолерантности эпифитных лишайников Эстонии (Х. Трасс) включает десять классов. В 1-й, 2-й и 3-й классы входят лишайники, встречающиеся только в природных ландшафтах (в лесах, болотах, вдали от населенных пунктов) и в слабо окультуренной местности (в лесных массивах рядом с населенными пунктами, лугах). В 4-й, 5-й и 6-й классы включены лишайники, более или менее часто встречающиеся в умеренно окультуренном ландшафте (поселках, малых городах, парках, окрестностях больших городов и кладбищах). Классы 7-10 объединяют те виды лишайников, которые распространены в сильно окультуренных районах (средних и больших городах).
Для того чтобы установить местную принадлежность вида к классу полеотолерантности, все его местонахождения распределяются по типам местообитаний. Классом полеотолерантности данного вида считается тот класс, где вид наиболее часто встречается и имеет наивысшее покрытие и жизнеспособность. В конце 60-х годов в Эстонии и Канаде были разработаны методы лихеноиндикационного картирования загрязненности атмосферного воздуха на основе изучения лишайниковых группировок (синузий) и вычисления индексов полеотолерантности, отражающих влияние загрязнения на лишайники, где n - количество видов на площадке описания, Аi - класс полеотолерантности вида, Сi - покрытие вида, Cn суммарное покрытие видов. Индекс полеотолерантности вычисляется на деревьях для четырех небольших площадок (40х40) в двух экспозициях (в направлении источника загрязнения и на противоположной стороне ствола) на двух высотах (у основания ствола и на высоте 1,4-1,6 м). Для описания лишайников отбираются деревья диаметром ствола 0,5-1 м. Следует избегать придорожные деревья, так как лишайники на этих деревьях подвергаются дополнительному воздействию антропогенных факторов, по сравнению с деревьями, растущими далеко от дорог. Оценка покрытия дается по 10-ти бальной шкале (табл. 1).
Таблица 1. Оценка покрытия в %
|
Балл |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Оценка покрытия в % |
1-3 |
3-5 |
5-10 |
10-20 |
20-30 |
30-40 |
40-50 |
50-60 |
60-80 |
80-100 |
Значения ИП колеблются между 0 и 10. Чем больше значение ИП, тем более загрязнен воздух в соответствующем местообитании. В зависимости от точности работы на индикационных картах можно выделить различное число изотоксичных зон.
Лихеноиндикационные исследования должны включать следующие основные этапы:
- изучение всей флоры лишайников территории и ее ближайших окрестностей; на основе повторных инвентаризаций флор устанавливаются изменения состояния атмосферы;
- составление лихеноиндикационной карты на основе анализа эпифитных лихеносинузий и вычисления индексов полеотолерантности;
- заложение постоянных площадок для слежения за изменением различных биологических, физиологических и биохимических параметров у тествидов (скорость роста, интенсивность роста, интенсивность газообмена, состояние фотосинтезирующего аппарата и др.) площадки закладываются в различных по состоянию загрязнения атмосферы зонах;
- наблюдения проводятся за анатомо-морфологическими, физиолого-биохимическими и биологическими признаками, изменяющимися под влиянием загрязняющих веществ.
Существенное влияние на развитие лишайникового слоевища, начиная с начального его этапа, оказывает загрязнение атмосферы или почвы. Особенно чувствительны к загрязнению атмосферы прорастающие споры лишайников.
Таким образом, лишайники являются интегральным индикатором состояния среды и косвенно отражают общую «благоприятность» комплекса абиотических факторов среды на биотические. Кроме того, большинство химических соединений, негативно влияющих на флору лишайников, входят в состав основных химических элементов и соединений, содержащихся в выбросах большинства промышленных производств, что позволяет использовать лишайники именно в качестве индикаторов антропогенной нагрузки. Все это предопределило использование лишайников и лихеноиндикации в системе глобального мониторинга состояния окружающей среды
2.2. Морфология и анатомическое строение лишайников.
Лишайники (Lichenes) - своеобразная группа низших споровых растений, тело (слоевище, таллом) которых образовано разными организмами: грибом (микобионтом) и водорослью (фитобионтом) с преобладанием в большинстве случаев первого. Водоросль снабжает гриб созданными ею в процессе фотосинтеза органическими веществами, а получает от него воду с растворенными минеральными солями. Кроме того, гриб защищает водоросль от высыхания.
Такая природа лишайников позволяет им получать питание не только из почвы, но и из воздуха, атмосферных осадков, влаги, росы и туманов, частиц пыли, осаждающихся на слоевищах. По этой причине лишайники обладают уникальной способностью существовать в крайне неблагоприятных условиях, часто совершенно непригодных для других организмов: на голых скалах и камнях, крышах домов, коре деревьев и даже на стекле. Грибы, входящие в состав лишайников, в основном относятся к сумчатым и крайне редко к базидиальным. Фикобионтами лишайников являются преимущественно одноклеточные, реже нитчатые водоросли. Они составляют 10-15% всего объема слоевища. Водоросли относятся к зеленым, сине-зеленым, иногда к желто-зеленым и очень редко к бурым. Из сине-зеленых водорослей чаще всего встречается требуксия (Trebouxia), которая входит в состав почти половины всех лишайников. Из сине-зеленых водорослей чаще всего присутствует носток (Nostoc).
Лишайники - многолетние живые организмы серого, серо-зеленого,
желтого, бурого и темно-бурого цветов. Возраст их может достигать десятков, сотен и даже тысяч лет. В силу очень малой скорости накопления органических веществ ежегодный прирост слоевища невелик и составляет в среднем 0,5-0,7 мм в год.
По внешнему виду талломы лишайников делятся на три группы:
1) накипные или корковые;
2) листоватые;
3) кустистые.
Между ними есть переходные формы
2.2.1. Накипные лишайники.
Накипные лишайники наиболее распространены (около 80% видов), имеют таллом в виде порошкообразного налета или корочки, прочно связанной с субстратом и неотделимой от него. Корочка может быть весьма тонкой (1-2 мм), иногда бывает и довольно толстой, достигая в толщину 0,5 сантиметра. Накипные лишайники наиболее примитивная группа. Как правило, накипные лишайники имеют слоевище, плотно сросшееся с субстратом сердцевинными гифами, но у некоторых лишайников прикрепление к субстрату происходит с помощью подслоевища. Подслоевище чаще всего бывает темной окраски и образовано грибными темноокрашенными гифами. Оно никогда не содержит водорослей. Черную кайму такого подслоевища нередко можно наблюдать по периферии слоевищ некоторых накипных лишайников или же между гифами ассимиляционного слоевища. Наиболее примитивный тип накипного слоевища - это слоевище в виде тонкого порошкообразного налета. Оно носит название лепрозного.
Лепрозные слоевища состоят из скоплений отдельных комочков - клубочков водорослей, окруженных грибными гифами. Лепрозные слоевища чаще всего бывают желтоватого или зеленовато-беловатого цвета и нередко покрывают большие поверхности скал или стволов деревьев. Обычно они развиваются во влажных тенистых местах. Их можно встретить на поверхности отвесных скал в узких и темных горных ущельях, в лесах на сырых гниющих пнях, на разлагающихся остатках растений или на поверхности слегка увлажненной почвы. Более высокоорганизованное накипное слоевище имеет вид сплошной плотной корочки. Такие слоевища имеют уже дифференцированную структуру: на поперечном срезе можно наблюдать коровой слой, слой водорослей и сердцевину. Корочка этих лишайников может быть цельной, гладкой или иметь неровную поверхность - бородавчатую, бугорчатую, c различными шиповидными выростами. Нередко слоевище бывает поделено мелкими трещинками на отдельные площадочки, одинаковые по форме и размеру. Эти мелкие площадки носят название ареол, а сами слоевища называют ареолированными. Лишайники с ареолированными слоевищами встречаются только на каменистом субстрате.
2.2.2. Листоватые лишайники.
Листоватые лишайники, более высокоорганизованны, имеют вид распростертых по субстрату одной (диаметром до 5 см) или нескольких пластинок, прикрепляющихся к субстрату ризоидами или пучком гиф, называемых ризинами или гомфом, и довольно легко отделяющихся от субстрата без значительного повреждения слоевища. Для них наиболее характерна округлая форма, которая обусловлена горизонтально-радиальным ростом гиф. Молодые слоевища обычно имеют правильную округлую форму, но позднее они начинают неравномерно разрастаться и форма их делается неправильной. Часто форма слоевища определяется характером субстрата. Чем ровнее его поверхность, тем более правильную округлую форму имеют слоевища листоватых лишайников. Наиболее простое слоевище листоватых лишайников имеет вид одной крупной листовидной пластинки, достигающей в диаметре 10-12 см. Такая пластинка чаще всего плотная, кожистая, окрашенная в темносерый, темно-коричневый или черный цвет. Слоевище, состоящее из одной пластинки, называется монофильным. Монофильное пластинчатое слоевище обычно прикрепляется к субстрату только своей центральной частью, c помощью толстой короткой ножки, называемой гомфом. Если слоевище лишайника состоит из нескольких листовидных пластинок, то их называют полифильными. Нередко пластинчатое слоевище по краям выемчато вырезано или рассечено на широкие доли (лишайники рода пельтигера (Peltigera)). Во влажных старых тенистых лесах на стволах деревьев или мшистых скалах растут причудливо вырезанные крупнолистоватые лишайники рода лобория (Loboria) и стикт (Sticta). Эти лишайники довольно рыхло прикрепляются к субстрату всей своей нижней поверхностью, свободными остаются только приподнимающиеся кверху края. Более сложными по строению являются листоватые слоевища, расчлененные на множество мелких лопастей. Эти лопасти бывают самого разного размера и формы. Как правило, они собраны в округлые розетки, но иногда образуют слоевища неопределенных, бесконечно разнообразных форм - по внешнему облику напоминают искусно сплетенные кружева, окутывающие разноцветным чехлом стволы и ветви деревьев, скалы, стены зданий (Hypogymnia physodes, Xantoria parietina). Характерной особенностью листоватого слоевища лишайников является его дорсовентральное строение, при котором верхняя поверхность отличается по строению и окраске от нижней. Например, у лишайников (Peltigera) верхняя сторона слоевища сероватая или серовато-коричневая, гладкая или слегка шероховатая, а нижняя - беловатая, розоватая, в центре нередко черно-серая, войлочная, с многочисленными жилками и лохматыми тяжами прикрепленных гиф. У видов рода гипогимния (Hypogimnia) верхняя сторона гладкая, серая, а нижняя - черная. В отличие от накипных лишайников, слоевище которых целиком плотно срастается с субстратом, листоватые лишайники обычно довольно рыхло с ним связаны и в большинстве случаев могут быть легко от него отделены. Только некоторые виды рода гипогимния, прикрепляются к субстрату прямо нижним коровым слоем.
Глава 3. Использование лишайников в экологическом мониторинге и биоиндикационных исследованиях.
Методики исследования.
Методики исследования. Организмы-индикаторы должны отвечать строго определенным требованиям:
1) не должны быть слишком чувствительными и слишком устойчивыми к загрязнению;
2) должны быть широко распространенными по земному шару, причем каждый вид должен быть приурочен к определенному местообитанию.
Лишайники соответствуют предложенным критериям. Они реагируют на загрязнение несколько иначе, чем высшие растения.
Например, при кратковременных воздействиях высоких концентраций фенолов, когда у высших растений проявляются признаки угнетения, лишайник внешне никак не меняется. Вместе с тем долговременное воздействие низких концентраций загрязнителей вызывает у лишайников такие повреждения, которые не исчезают вплоть до гибели их слоевищ. Это связано с тем, что лишайники возобновляют свои клетки медленно и отличаются крайне медленным ростом.
Один из ведущих эстонских лихенологов Х. Х. Трасс (Н. Trass)
разделил методы лихеноиндикации на три группы:
1) Организменный уровень. Методы, которые позволяют изучать изменения, происходящие в строении и жизненных функциях лишайников.
2) Флористический уровень. Описание видов лишайников, обитающих в районах с разной степенью загрязнения атмосферы.
3) Ценотический уровень. Методы изучения лишайниковых сообществ в загрязненных районах и составление специальных лихеноиндикационных карт.
Метод визуальной оценки. Покрытие каждого вида на стволе дерева может быть так же представлено в качестве визуальной оценки. Это сделано с помощью небольших пробных площадок, расположенных на стволе дерева на определенной высоте (1,5 м). Площадки 10х10 м обследованы в разных участках леса (рис. 2.), в основном по лыжне, и в некоторых случаях по краям. Модельные деревья обследовали приблизительно одновозрастные, без видимых повреждений, из пород в основном выбирали сосну обыкновенную, ель европейскую и березу повислую (по причине их легкого определения в зимнем лесу).
Для определения проективного покрытия использовали балльную шкалу Браун-Бланке, объединяющая покрытие и обилие:
+ - встречается редко, степень покрытия ничтожна.
1 - индивидуумов много, степень покрытия мала или особи разрежены, но площадь покрытия большая.
2 - индивидуумов много, степень проективного покрытия не менее 10%, но не более 25%.
3 - любое количество индивидуумов, степень покрытия 25-50%.
4 - любое количество индивидуумов, степень покрытия 50-75%.
5 - степень покрытия более 75%.
Метод визуальной оценки используется преимущественно при биоиндикационных исследованиях.
Сбор данных лихеноиндикации.
Рис. 2. Картосхема точек лихеноиндикации.
Мы провели оценку степени покрытия древесных стволов способом наложения рамки на высоте 1,5 м по балльной шкале Браун-Бланке. число особей в нашем случае составило в лесах (точки №2, №3, №6, №7) 4 шкала, где степень покрытия составляла 60-75%, на территории границ леса (точки № 1, №4, №5, №8, (№9) - от 25 до 40%, это 3 шкала, а в промышленной зоне (точка №10) - + шкала (встречаются редко, площадь покрытия ничтожна). Вывод: лес на северо-востоке города Хотьково является относительно незагрязненной территорией.
Проведена практическая работа «Изучение факторов, определяющих изменение эпифитной лихенофлоры территории исследования». При этом выявлено, что существенное влияние на формирование лихенофлоры урбанизированной территории оказывает атмосферное загрязнение. Эпифитные лишайники обладают металлоаккумулирующей способностью, а содержание тяжелых металлов в их слоевищах находится в непосредственной зависимости от концентрации этих элементов в воздухе. Лишайники, растущие вблизи источников атмосферного загрязнения, в нашем случае у дороги, если не исчезали совсем, то чаще всего утратили свой нарядный, привлекательный вид. На краях лопастей появился беловатый налет, уменьшился размер слоевищ. На грибных гифах в изобилии появляются бактерии, клетки водорослей уменьшаются в размере, а иногда совсем погибают; бывает, что разрушается весь водорослевый слой таллома. Одним словом, лишайники выглядят больными.
Вывод: у дороги лишайники встречаются редко, выглядят больными, что подтверждает сильную загазованность, а около промышленной зоны мы не обнаружили лишайников.
Таблица 2. Спектр жизненных форм эпифитных лишайников леса на северо-востоке города Хотьково.
|
Тип |
Класс |
Встречаемость |
Коли-чество видов |
|
Плагиотропные |
накипные |
Единичные экзепляры |
2 |
|
3 |
|||
|
1 |
|||
|
листоватые |
Массовое покрытие |
3 |
|
|
1 |
|||
|
Ортотропные |
кустистые |
Единичные экземпляры |
2 |
|
1 |
|||
|
Всего |
13 |
||
Влияние выбросов промышленных предприятий.
Основные предприятия города специализируются на производстве электроизоляционных материалов: ПАО «Электроизолит» и ЗАО «Диэлектрик». На заводе «Про-Аква» выпускаются полипропиленовые трубы. Имеются также заводы теплоизоляционных материалов, листопрокатный, мостовых конструкций; ткацкая фабрика, фабрика резных и художественных изделий. Также в городе расположен Центральный НИИ специального машиностроения (углепластиковые конструкции).
Все заводы расположены компактно в северо-западной части города, в промзоне. Это с одной стороны хорошо, так как в большей части города воздух будет чище: из-за отсутствия источников загрязнения, а с другой стороны плохо - так как концентрация загрязняющих веществ в этой части города максимальна. Если проанализировать диаграмму розы ветров для города Хотькова, то мы заметим, что в 10% дней года ветер может переносить эти вредные вещества в лес, расположенный на территории исследования. (На самом деле чуть меньше, так как при подсчете не учитывались выходные и нерабочие дни в году).
Рис. 3. Среднегодовой график розы ветров в г. Хотьково.
Влияние выбросов автотранспорта.
Вокруг территории исследования проходят три основные дороги. Мы разделили их по уровню выбросов на 3 группы:
Слабое влияние выбросов автомобилей (голубой цвет) - дорога от заводской парковки через лес на хутор Калабино, используется очень редко, не более 20 машин в сутки.
Среднее влияние выбросов автомобилей (синий цвет) - дорога от деревень Стройково, Кудрино, Ахтырка и близлежащих дачных участков в город Хотьково (около 300 автомобилей в сутки).
Сильное влияние выбросов автомобилей (фиолетовый цвет) - дорога от деревни Жучки, поселка Механизаторов, через город Хотьково до заводской парковки ЦНИИСМ (Более 1000 автомобилей в сутки).
Рис. 4. Картосхема автодорог вокруг района исследования. (голубой цвет - слабое влияние выбросов автотранспорта, синий цвет - среднее влияние выбросов автотранспорта, фиолетовый цвет - сильное влияние выбросов автотранспорта).
3.3. Построение картосхемы экологической чистоты воздуха территории исследования.
Для построения картосхемы экологической чистоты воздуха мы использовали распечатку снимка с сайта «Яндекс карты», на который нанесли значения чистоты воздуха, полученные в результате лихеноиндикации территории исследования. Мы подобрали цветовую гамму для шкалы:
Голубой цвет - чистый воздух (много лишайников);
Синий цвет - относительно чистый воздух (лишайники есть, но не в большом количестве);
Фиолетовый цвет - относительно грязный воздух (мало лишайников, единичные экземпляры).
Далее используя метод генерализации, мы нанесли цветовую гамму на коартографическую основу достигли цели нашей работы. (Рис. 5).
Рис. 5. Экологическая карта-схема чистоты атмосферного воздуха по данным лихеноиндикации.
Заключение
Экологический мониторинг является информационной основой для широкого спектра природоохранной деятельности. Постоянный мониторинг лежит в основе функционирования кадастровых и геоинформационных систем, а также экосистемного анализа.
Данные экологического мониторинга используются при принятии управленческих решений, проведении экологической экспертизы (например, для оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС), экологического аудита и в других смежных областях.
Перспективным направлением является биологический мониторинг. В этой области до сих пор слабо формализованы методы оценки, но потребность в определении качества среды очень высока. Для понимания закономерностей функционирования популяционно-видового, экосистемного уровня и надэкосистемных структур необходимо применять новейшие разработки этого направления. Это методы биоиндикации, математические методы сравнительного анализа компонентов биоразнообразия, информационные технологии и т. д.
Концепция создания комплексной системы мониторинга природной среды в целом в настоящее время практически не реализуема, т. к. существующая система фактически состоит из отдельных подсистем мониторинга качества объектов ОС (вода, воздух, почва), которые слабо методологически связаны между собой.
Выводы: В целом методы оценки загрязненности атмосферы по встречаемости лишайников (лихеноиндикации) основаны на следующих закономерностях: чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше встречается видов лишайников (вместо десятков один-два вида); чем сильнее загрязнен воздух, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев. При повышении загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними - листоватые, последними - накипные. На основании этих закономерностей можно оценить чистоту воздуха в конкретном месте территории исследования.
В целом, можно отметить, что в северо-восточном лесном поясе г. Хотьково средний уровень атмосферного загрязнения.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты, полученные в ходе нашего исследования, вносят определенный вклад в изучение флоры, биологии.ю морфологии, экологии эпифитных лишайников экосистемы города Хотьково и его окресностей. Нашей группой был проведен анализ эпифитной лихенофлоры экосистемы города Хотьково и его окресностей, выявлено влияние загрязнений атмосферного воздуха на лишайники. Полученные результаты позволяют обосновать выбор и использование конкретных видов лишайников в качестве индикаторов для оценки загрязнения атмосферной среды населенных пунктов. Применение биоиндикационных методов совместно с инструментальными при изучении антропогенной трансформации лихенофлоры экосистем городов может способствовать правильному принятию экологически значимых решений.
Рассмотренные и апробированные в работе методы могут быть использованы при проведении индикационных работ в городах нашего региона.
Данные по систематике, географии и экологии лишайников, материалы полевых описаний лишайникового покрова могут быть использованы на уроках биологии и краеведения в 6 классах.
Практические рекомендации по результатам исследований.
Проблемы экологии городов - это в первую очередь проблемы уменьшения выбросов в окружающую среду различных загрязнителей. Необходимо вести регулярные наблюдения за состоянием экосистем и их элементов - экологический мониторинг.
Регулярно (один раз в два года) проводить оценку чистоты атмосферного воздуха методом лихеноиндикации, изучать разнообразие лишайников и состояние их покрова.
В целях регуляции газового состава воздуха и степени его загрязнения необходимо высаживать деревья, разбивать скверы, газоны, парки в районах с высокой антропогенной нагрузкой (вдоль крупных автомагистралей, около промышленных предприятий, котельных и пр.).
Использовать для озеленения наиболее устойчивые к воздействию пыли, дыма и газа виды древесных пород: тополь, липу, клен, вяз, клен ясенелистный, акацию белую, боярышник обыкновенный, шиповник, бересклет, барбарис обыкновенный, бузину красную. Проводить целенаправленную и планомерную работу по обновлению зеленого фонда.
Составленная в ходе исследования лихеноиндикационная картосхема территории исследуемого района, позволят выявить как районы с наибольшим антропогенным загрязнением атмосферной среды и являющиеся в связи с этим неблагоприятными в экологическом плане, так и районы, характеризующиеся относительно невысоким уровнем атмосферного загрязнения.
Список источников и литературы
Жизнь растений. Том 3. Водоросли. Лишайники. М., Просвещение, 1977.
Каблов, В.Ф. Мониторинг окружающей среды [Электронный ресурс]: учебное пособие. Часть 1. /В. Ф. Каблов, Н. А. Соколова, И. Н. Хлобжева, В. Г. Кочетков; ВПИ (филиал) ВолгГТУ. - Электрон. текстовые дан. (1файл: 1,1 МБ): Волжский, 2017.
Определитель лишайников СССР. Выпуск 2. - Л.: Наука, 1974.
Определитель лишайников России. Т.6-8.
Трасс Х. Х. - Классы полеотолерантности лишайников и экологический мониторинг. - В кн.: Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем, Л.: Гидрометеоиздат, 1985, т.7.
Чеснокова С. М. Лихеноиндикация загрязнения окружающей среды. Практикум. - Владимир: Владим. гос. ун-т., 1999.
URL:Архив погоды в в Хотьково (Россия), ☂️ климат по месяцам, роза ветров в Хотьково (world-weather.ru) роза ветров в Хотьково - Яндекс: нашлось 13 тыс. результатов (yandex.ru) (Дата обращения 18.02.2023).
URL:Сервис ЯндексКарты (Дата обращения 15.02.2023).