XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Определение экологического состояния зон отдыха города Краснотурьинска

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Новик В.К. 1

---

1МАОУ "ООШ №28"

Полевая И.И. 1

---

1МАОУ "ООШ №28"

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Все мы - дети природы. Сегодня уже ясно, что наше здоровье во многом зависит от её здоровья. Природа всегда выступала как друг и защитник человека, она дарила ему свои блага, создавала условия для жизни. Природе мы во многом обязаны своим здоровьем и благополучием.

Однако в последнее время отношения природы с человеком заметно ухудшились, что сразу же сказалось на здоровье населения земного шара. Ответственность за это ложится на человечество. Научно-технический прогресс, умножив мощь людей, принёс и немало огорчений. Появились новые болезни. Стали сказываться острее на здоровье семьи природные явления, которые мы ранее не замечали. Погода не перестаёт удивлять нас своими парадоксами: то сильным морозом и тяжёлыми снегопадами там, где никто не слышал о снеге, то неожиданным теплом там, где о нём только мечтают.

Изменилась природа, и вернуть её в прежнее состояние мы не можем. Сегодня речь идёт о том, чтобы сберечь оставшееся, не дать развернуться разрушительному процессу.

Всё чаще я замечаю, как в нашем городе улучшают состояние проезжей части дорог, расширяют автострады, при этом выкорчёвывают и вырубают деревья, растущие по обочинам дорог. Это хорошо, что город благоустраивают, дороги ремонтируют, но где же забота о нашем здоровье?

Единственными островками природы в городе остаются парковые зоны или зелёные островки отдыха.

На сегодняшний день, проблема состояния и развития парков является актуальной. Большое внимание уделяется вопросам улучшения городских парков и разрабатываются проекты реконструкции парковых зон.

Цель работы состоит в изучении экологического состояния природных уголков города, т.е. парковых зон для отдыха и поддержания здоровья краснотурьинцев.

Для достижения этой цели необходимо было решить задачи:

1. Определить, каково экологическое состояние парковых ансамблей и зон отдыха в городе.

2. С помощью метода лихеноиндикации определить качество воздуха в этих уголках нашего города

3. Определить мероприятия, улучшающие состояние парковых зон.

Предполагаю (гипотеза), что используя метод лихеноиндикации, можно определить экологическое состояние зон отдыха в городе.

Таким образом, объектом исследования становятся городские парки и зоны отдыха Краснотурьинска, а предметом – состояние лишайниковой флоры в этих зонах.

Методы исследования: метод биоиндикации (методика Назаренко. «Индикация состояния окружающей среды методом лихеноиндикации), статистический метод (цифровой анализ полученных данных), сравнительный метод (сопоставление результатов), аналитический (анализ и формулировка выводов)

1. Теоретическая часть проекта. Обзор литературы

1.1 Роль парков и зон отдыха в поддержании здоровья населения города

Парковые зоны и места отдыха являются сердцем города и играют значительную роль в жизни не только крупных городов, но и в жизни небольших провинциальных городков. Городские парки — это место, где люди могут проводить свободное время, поближе узнать друг друга в безопасной обстановке, отдыхать от городской суеты и просто наслаждаться природой. Парковые зоны способствуют улучшению качества воздуха и являются средой обитания и развития представителей флоры и фауны. Также они помогают сплочению городского населения и повышению качества его жизни [1]. По наблюдениям деятельности парков культуры и отдыха оказалось, что в первой половине дня в основном их посещают пожилые люди, часть из них с детьми дошкольного возраста. Вечером парк посещают преимущественно молодые и среднего возраста люди, чтобы отдохнуть от суеты рабочего дня, насладиться тишиной и приблизиться к природе.

Таким образом, основное назначение городских парков — обеспечение отдыха посетителей. Основным требованием к этим паркам является наличие зоны тихого отдыха с прогулочными уголками, и зоны активного отдыха с территориями для развлечений, зрелищ и игр. В состав парков могут быть включены территории памятников архитектуры и садово-паркового искусства [2].

На сегодняшний день, проблема состояния и развития парков является актуальной. Большое внимание уделяется вопросам улучшения городских парков и разрабатываются проекты реконструкции парковых зон. Основной задачей строительства нового или реконструкции существующего парка является создание контрастной по отношению к городу архитектурно-художественной обстановки [2]. Тишина, чередование открытых и затененных пространств, водоемы и фонтаны, красочный цветочный убор, живописные группы деревьев и кустaрников на фоне гaзонов, оргaнически включенные в этот прирoдный кoмплекс, окaзывают положительное влияние на нервную систему, нaстроение и сaмочувствие посетителей [3].

1.2 Использование лишайников в мониторинге и биоиндикационных исследованиях.

Одними из наиболее известных биологических индикаторов являются лишайники, чувствительность которых связана с их физиологией и симбиотической природой. Лишайники выбраны объектом глобального биологического мониторинга, поскольку они распространены по всему Земному шару и поскольку их реакция на внешнее воздействие очень сильна, а собственная изменчивость незначительна по сравнению с другими организмами. Из всех экологических групп лишайников наибольшей чувствительностью обладают лишайники-эпифиты.

Итак, чувствительность лишайников к загрязнению воздуха определяется

• симбиотической природой (напомним, что лишайник — симбиоз гриба и водоросли со сложным обменным равновесием между этими двумя организмами);

• большой абсорбционной поверхностью (все вещества, включая газообразные и растворенные в воде токсиканы, поглощаются всей поверхностью таллома);

• высокой гидрофильностью;

• средой обитания (осадки, стекающие по стволу, содержат значительно более высокие концентрации токсиканов, чем осадки на открытых местах);

• длительностью жизни.

Лишайники-эпифиты, т.е. лишайники, обитающие на коре деревьев, являются организмами, чувствительными к изменению содержания в воздухе ряда химических элементов и соединений, входящих в состав выбросов большинства промышленных производств. К числу важнейших по влиянию на окружающую среду химических веществ этого ряда относятся сернистый ангидрид, оксиды азота, тяжелые металлы, фториды!(Что, как раз, интересно для наших исследований, касающихся выбросов алюминиевого производства).

Используя лишайники, легко организовать систему биомониторинга - систему долгосрочных наблюдений за изменением степени загрязнения по состоянию биологических тест-объектов. [4]

Лишайники по-разному реагируют на загрязненность воздуха: некоторые  из них  не  выносят  даже  малейшего загрязнения  и погибают; другие, наоборот, живут  только  в городах  и прочих населенных пунктах, хорошо приспособившись к  соответствующим  антропогенным  условиям.

Изучив это  свойство  лишайников, можно  использовать  их  для  общей  оценки  степени  загрязненности окружающей среды,  особенно атмосферного воздуха. На этой основе  стало развеваться особое  направление  индикационной  экологии - лихеноиндикация.

В самом деле,  внимательный человек, гуляя в лесу, непременно  заметит лишайники, растущие на стволах деревьев,- большие  светлые  пятна  листоватых  пармелий, мучнистые подпалины  накипных  лишайников, свисающих с веток  редкие « бороды» уснеи, алектории и другие. Все они здесь  живые  и нередко покрывают более  половины  поверхности  ствола. Если пройти  через  какой-нибудь городской парк, то  едва  ли  удастся  обнаружить  лишайники, разве только  маленькие  пятнышки  хилых  фрагментов слоевищ в трещинах коры.

При изучении лишайников  многих городов  были  обнаружены  общие закономерности:

• чем больше индустриализацирован город, чем сильнее  загрязнен его воздух, тем меньше  встречается  в нем видов лишайников, тем  меньшую площадь покрывают  они  на  стволах деревьев и других субстратах и тем  ниже их  жизнеспособность; при повышении  степени  загрязненности   воздуха  первыми  исчезают  кустистые лишайники, за ними -  листовые и последними - накипные

• Долгое время  не могли  объяснить, какие  именно  факторы  приводят к обеднению и даже  исчезновению  флоры лишайников в городах.

• Конечно, в городах на лишайники пагубно влияет  не только  сернистый ангидрид, но  и другие  загрязнители - оксиды азота, угарный газ, соединения фтора и другие. Кроме того, в городах  сильно  изменены микроклиматические условия- здесь «суше» чем  в естественных  ландшафтах (примерно на 5%), теплее (в различных городах на 1-3 С), меньше света. Лишайники  предпочитают сырые  местообитания, и  эти  условия, конечно, оказывают на них  определенное  влияние. 

1.3 Закономерности, на которых основаны методы оценки загрязнённости атмосферы по лишайниковой флоре.

1. Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше встречается в нём видов лишaйника.
2. Чем cильнее загpязнён воздух, тем меньшую площадь покpывают лишайники на стволах деpевьев.

3. При повышении загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними – листоватые и последними исчезает накипные лишайники.[6]

1. 4. Методики исследования

1.4.1 Метод сеточек-квадратов

В настоящее время для количественного описания эпифитной лихенофлоры в основном используется метод сеточек-квадратов с соотношением сторон 1:1 или 1:2. Такие сеточки представляют собой жесткий контур прямоугольной или квадратной формы, разделенный на квадраты размером 1 х 1 см тонкими проволочками, натянутыми параллельно сторонам контура. Этот метод является разновидностью метода широко применяемого в геоботанике, обладает такими преимуществами, как наглядность результатов и простота. Он общепринят в лихенологии.

При определении проективного покрытия лишайников обычно пользуются сеточками 10 х 10 см, представляющие собой рамки, на которые через каждый сантиметр натянуты продольные и поперечные тонкие проволочки. Рамку накладывают на ствол дерева и фиксируют. Затем определяют число (a) единичных квадратов, в которых лишайники занимают на глаз больше половины площади квадрата, и им приписывают покрытие, равное 100 %; определяют число (b) квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата, и им приписывают покрытие, равное 50 %. Общее покрытие в процентах вычисляют по формуле (c - число исследованных площадок):

R = 100 a + 50 b / c.

Более точно площадь покрытия определяют с помощью кальки. В отдельных случаях достаточно установить лишь, содержит ли данный единичный квадрат лишайник или нет. Иногда используют сеточки размером 10 х 5; 20 х 20; 10 х 40 см или круглые площадки площадью 0,1 м. Метод сеточек-квадратов используют как при биоиндикационных обследованиях, например, при составлении карт зон загрязнения, так и при исследованиях по системе мониторинга.

1.4.2.Визуальная оценка

Покрытие каждого вида на стволе дерева может быть так же представлено в качестве визуальной оценки. Это можно сделать с помощью небольших пробных площадок, расположенных на стволе дерева на определенной высоте. Для определения проективного покрытия используется балльная шкала 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%, число особей любое.

Метод визуальной оценки используется преимущественно при биоиндикационных исследованиях. [5]

2. Исследовательская часть

2.1. Участки исследования

2.1.1 Бурундук-парк

"Бурундук-парк" по улице Октябрьской был построен в 2018 году, он стал одним из элементов исторической зоны Краснотурьинска "Максимовский проспект". "Бурундучье" название парка от того, что бурундук – символ города Краснотурьинска. Он и на гербе города – центральная фигура. И все потому, что бурундуками прозвали когда-то приезжие местных жителей за зажиточность и до сих пор так называют коренных краснотурьинцев. Мне всегда было интересно, почему на гербе нашего города изображён бурундук. И почему жителей нашего города называют "бурундуками". Даже был праздник для малышей о провозглашении "Страны Бурундии" ⠀Разгадка оказалась не такой сказочной... Всё "по взрослому" - реалии жизни. Старожилы города рассказывают - "Бурундуками звали раньше местных жителей, потому что они были вольнолюбивыми и непокорными. За это их нещадно секли — на спинах оставались полосы, напоминавшие окрас бурундука". Вот так... Хотя, безусловно, эти люди вызывают уважение! В общем, горжусь своими бурундуками!

Как видите, наш парк несмотря на молодость уже имеет свою историю. Жители города очень полюбили это место и как, сейчас это модно провозгласили волонтёрскую акцию «Зелёная волна», с целью возобновления лесопарковой зоны. В Бурундук-парке появились сразу несколько аллей. «Аллея первоклассников» – на ней вместе со своими родителями высадили уральскую рябину, кто в этом году впервые переступил школьный порог. «Аллея выпускников» – свои берёзки посадили будущие выпускники. На «Аллее молодоженов» появились первые деревья – молодые дубки, означающие начало семейной жизни для недавно вступивших в брак. Хотя маленькие жители города не смогли сами посадить дерево, за них это сделали их родители – так образовалась «Аллея новорожденных». Также в парке появилась и аллея «Большая семья». Эта самая большая аллея, на ней посадили деревца сирени и черёмухи многодетные семьи Краснотурьинска. С любовью и заботой, трепетно подошли к посадке большие и маленькие члены семьи, некоторые даже оставили опознавательные знаки: цветочки, бантики, чтобы потом не перепутать, где их дерево. Не мог парк остаться без «Аллеи мудрости», на ней свои деревья яблони посадили наши пенсионеры. За плечами у них не одно посаженное дерево, поэтому высадив свою аллею, старшее поколение помогало молодым.

В основной части парка расположена фигурка Бурундука, находящейся севернее исторический архитектурный ансамбль демонстрирует образы местных жителей и панораму бывшего посёлка Турьинские рудники, с которого началась история города. В планировке парка сохранена также трёхлучевая композиция аллей. Количество видов травянистых растений мною пока не исследовано, но я думаю это будет продолжением моего исследования, начатого на конкурсе. Из животных в основном городские птицы: синицы, воробьи, вороны, мухоловки, снегири, в участках травянистой растительности попадается ящерица прыткая, а также встречаются грызуны и многочисленные насекомые в летний период.

Паркостороительные работы привели к появлению зоны детского отдыха, рекреационных уголков для досуга взрослого населения, установили освещение в виде фонарей исторически близких к эпохе появления Турьинских рудников. На территории парка находится часовня Александра Невского, где иногда проходит богослужение

2 .1.2 Тихомировский парк. Тихомировский парк расположен в центральном районе города, в так называемом "дворянском гнезде". Назван так по фамилии Тихомирова Сергея Степановича, бывшего председателя исполнительного комитета Краснотурьинского городского Совета депутатов трудящихся. По его инициативе и закладывался парк. Методом народных субботников.
В настоящее время парк в состоянии реконструкции. Ещё недавно мы видели сломанные скамейки, заросшие дорожки, неработающий фонтан.

23.12.2022 года состоялось открытие обновленной общественной территории "Тихомировский парк" после завершения работ по благоустройству 2 этапа в рамках Федерального проекта "Формирование современной городской среды"

За этот период строители успели выполнить планировку парка, проложить подземные кабели электроосвещения и видеонаблюдения, заасфальтировать междворовые проезды и построить парковки, а также появились две бетонные скамьи с углублениями для посадки яблонь, уложена Центральная аллея из гранитных плиток на 80 %, Селфи-аллея – 80 %, установлены бортовые камни, залиты железобетонные 8 шт. (все) угловые скамьи, центральная скамья под стелу Алюминий, установлены бортовые камни и выполнено асфальтирование спортивных площадок, и велодорожки, верхнее покрытие – монолитное резиновое (в 2023году).

2 .1.3 Парк влюблённых

Летом 2016 года в Краснотурьинске за Дворцом культуры БАЗа был открыт Парк влюбленных – первый благоустроенный объект на городской набережной.

Здесь регулярно проводились различные массовые мероприятия для горожан любого возраста. По вечерам в теплые летние дни можно было прийти в парк и отдохнуть в компании друзей.

Помимо традиционного бракосочетания в помещении ЗАГСа, в Парке влюбленных можно было организовать романтическую церемонию на свежем воздухе.

2.1.4 Парк Гагарина

Старожилы говорят, что строительство Краснотурьинска началось с двухэтажных домов в районе водной. Здесь люди живут и поныне, но добиться благоустройства горожане не могли десятилетиями. И вот 4 октября территорию парка Гагарина открыли после обновления, которое стало рекордным по вложенным средствам.

Т ут сделали четыре «островка» детских площадок, разбили скамейки, высадили деревья, установили освещение, новые контейнеры и мусорные урны. – Раньше у нас росли тополя и сплошные кусты, – говорит Фаина Тимофеева, жительница дома №30 на улице Серова. – Вернее, тут все заросло. Рады ли мы благоустройству? Конечно, да. Сделали все очень здорово, посадили рябины... разве кто-то против? Работы по благоустройству территории велись краснотурьинским ООО «СеверДорстрой».

2.2. Исследование экологического состояния воздуха в парках города методом лихеноиндикации

2 .2.1. Выбор площадок и отбор деревьев для проведения исследования.

1. На территории парков определили площадки.

2. На каждой выбрали по 10 деревьев одного вида и возраста.

2.2.2. Изучение видового разнообразия лишайников на выбранных площадках

Для определения видов лишайников мы пользовались интернет-ресурсом – определитель лишайников России [6].

В ходе исследований был определён видовой состав лишайников на разных участках. Данные занесены в таблицу

2.2.3 Определение проективного покрытия лишайников

Используя метод визуальной оценки, я проанализировал обилие и площадь покрытия стволов хвойных деревьев лишайниками, а также состояние талломов тест-объектов:

1. Оценил площадь покрытия лишайниками ствола на высоте 2 м от прикорневой зоны у каждого дерева.

2. Зафиксировал данные, учитывая степень повреждения талломов лишайников.

2.2.4 Оценка характера распространения и состояния талломов лишайников на территории парков

Количественные исследования на пробных площадках проводились с использованием 5-балльной шкалы покрытия:

1 – редкие разбросанные островки,

2 - отдалённые группы,

3 – приближенные группы и островки

4 – значительные очаги разных вариаций,

5 – сплошные области покрытий.

Классы витальности эпифитных лишайников:

1. Нормальные

2. Слегка поврежденные

3. Средне поврежденные

4. Сильно поврежденные

5. Мертвые.

2.3. Результаты исследования

2.3.1 Результаты определения видового разнообразия лишайников на участках исследования

При определении видового состава эпифитных лишайников на пробных площадках мы обнаружили 5 видов лишайников:

1.Пармелия бороздчатая

2. Леконора коричневая

3. Ксантория постенная (стенная золотнянка)

4. Ксантория многоплодная

5. Фисция звездчатая

По типу таллома:

листоватые – № 1, 5 – пармелия бороздчатая, фисция звездчатая,

накипные - № 2,3,4, леконора коричневая, ксантория постенная, или настенная золотнянка, ксантория многоплодная.

По типу талломов на территориях парков преобладают накипные лишайники. Нам встретился только два вид лишайника с листоватым типом таллома Пармелия бороздчатая и Фисция звездчатая.

Распределение по площадкам обнаруженных видов представлено в табл. 1

Таблица 1

Сравнительная характеристика видового состава разных участков

Частота встречаемости разных видов лишайников на территории парков

Диаграмма 1

2.3.2 Результаты оценки покрытия лишайниками ствол

2.3.2 Результаты оценки покрытия лишайниками стволов деревьев

Результаты подсчета покрытия лишайников на пробных площадках методом визуальной оценки отражены в таблице 2.

Таблица 2

Результаты оценки покрытия лишайниками стволов деревьев (%)

Таблица 3

Оценка степени загрязнения по шкале Браун- Бланке

2.3.3 Результаты оценки характера распространения и состояния талломов лишайников на территории парков

Результаты оценки характера распространения лишайников на стволах деревьев (баллы) Таблица 4

Диаграмма 2

Классы витальности эпифитных лишайников

2.3.4 Суммарная оценка состояния городских парков города Краснотурьинска

Заключение и выводы

Городские парки обеспечивают население сбалансированной системой отдыха, которая включает в себя места для физической деятельности, занятий спортом, улучшения здоровья, активного и пассивного отдыха.

1. Сравнив состояние воздуха в разных парковых зонах города Краснотурьинска методом лихеноиндекации мы выявили, чем сильнее загрязнен воздух на определенной территории, тем меньше на ней встречаются различные виды лишайников, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и других субстратах и тем ниже их жизнеспособность.

2. Самый загрязненный участок – парк Гагарина, его территория расположена близко к заводу БАЗ СУАл, там самый низкий процент распространения лишайников, из видов только накипные формы. Территория парка утратила большую часть озеленения во время реконструкции и спортивные сооружения, установленные в нём сломаны и пришли в негодность.

3. Парк Влюблённых в рейтинге занимает третье место, так как экологическое загрязнение территории оценивается как промежуточное между неудовлетворительным и удовлетворительным, лишайниковая флора представлена 3-мя видами, среди них накипные и листоватые формы, территория также расположена не далеко от предприятия, но подъезд на автотранспорте к парку запрещён, что снижает (хотя бы частично экологическое загрязнение). Озеленение парка низкое, при планировании парка правильнее было бы все элементы отдыха и сооружения включать в природный ансамбль территории! А так парк выглядит, как бетонный пустырь.

4. Тихомировский парк ввиду его более удачного расположения имеет более благоприятный экологический фон, он удовлетворительный, присутствуют как листоватые (Пармелия) так и накипные лишайники (Ксантория), расположенные однако отдалёнными группами. Но уже сейчас понятно, что парк будет иметь маленькую зелёную зону.

5. Самый оптимальный для отдыха парк – это Бурундук-парк. Экологическое состояние его, несмотря на близкое расположение к автодороге – удовлетворительное, самое большое разнообразие видов лишайников, которые достаточно обильно покрывают большинство стволов деревьев имеют здоровый вид.

Озеленение парка достаточное, есть детская зона, уютные скамеечки, приятное оформление парка, на территории - часовня Александра Невского.

Территория парка, я надеюсь, в будущем будет расширена, так как рядом расположена неосвоенная зона, которая будет обустроена.

Подводя итог, хочется заметить: необходимо облагораживать территории города, делать их доступными для отдыха, но не в ущерб зелёным островкам здоровья, которые постепенно исчезают с лица Краснотурьинска.

Литература

1. Мавлютова О. С. Роль парков в жизни города // Экология. Безопасность. Жизнь, 1997. № 4. — С.249–250

2. 2.  http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-49/18.htm

3. Юскевич, Н. Н. Озеленение городов России/ Н. Н. Юскевич, Л. Б. Лунц. — М., 1986. — 158 с.

4. А.В.Пчёлкин. Лишайники – индикаторы загрязнения. – Волгоград: «Учитель», 2007. – 184с

5.Пчелкин А.В., Боголюбов А.С. «Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды» М., Экосистема 1997

6. Жизнь растений. Т.3. водоросли. Лишайники. М., Просвещение, 1977.

7. Занимательнаяэкология / Сост. В.В. Торопов. – Екатеринбург: Изд-во ООО «УралЭкоЦентр», 2003. – 160 с. (Сер. «Приложение к учебнику»).

8. Рохлов В., Теремов а., Петросова Р. Занимательная ботаника: книга для учащихся, учителей и родителей. –

9.Энциклопедия для детей. Том 19. Экология. \ Ред. коллегия: М. Аксёнова, В. Володин, Г. Вильчек, Е. Ананьева и др. – М.: Аванта+, 2005. – 448 с.

10.Я познаю мир: Детская энциклопедия: Экология \ Авт. сост. А. Е. Чижевский . – М.: АСТ, Астрель2008. – 410 с.

11.Энциклопедия для детей. [Т 2] Биология. – 5-е изд.,\ред. коллегия: М. Аксёнова. Г. Вильчек и др. – М.: Мир энциклопедий Аванта+, 2007. – 704 с.