V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологическое состояние дендрофлоры пришкольного участка

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Хорошилова  В.С. 1Хорошилова  У.С. 1

---

1МБОУ "Лицей" г. Протвино

Казакова С.А. 1

---

1МБОУ "Лицей" г. Протвино

Работа в формате PDF

299.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Мы живем в городе Протвино. Учимся в лицее. Наше учебное учреждение разместилось в здании первой школы, которое было открыто в 1963 году.

Сам город расположен в смешанном лесу. Строители Протвино старались сохранить каждое дерево. Деревья остались не только вдоль тротуаров, но и во дворах, между домами.

Лес сохранился и на территории нашего лицея. Когда озеленяли пришкольный участок, производили дополнительные посадки деревьев и кустарников. При выборе перечня деревьев и кустарников для пришкольной территории учитывались специфика объекта, экологические факторы, функции насаждений, которые они будут выполнять, а также биологические особенности и архитектурные качества растений, их отношение к среде, где они будут произрастать.

Мы решили изучить видовой состав деревьев и кустарников на территории лицея и оценить их экологическое состояние.

Новизна работы заключается в том, что изучение видового состава дендрофлоры школьного двора и его количественный учет практически не проводился.

Актуальность состоит в том, что наша работа будет первым шагом к обновлению экологического паспорта нашего учебного заведения и его составной частью.

Проблема которую мы увидели, это старение зеленых насаждений. Основные признаки старения это потеря декоративности (измельчение листвы, усыхание ветвей, вершин); поражение болезнями и вредителями, механические повреждения и т.п.

Гипотеза Преждевременному старению насаждений на территории лицея способствует отрицательное воздействие антропогенных нагрузок и ухудшение экологии, что вызывает гибель насаждений.

Цель работы:

1.изучить видовой состав деревьев и кустарников на территории лицея;

2.провести оценку жизненного состояния деревьев и кустарников на пришкольной территории.

Задачи:

1. Провести описание и учет видового состава деревьев и кустарников на территории лицея.
2. Определить процентное соотношение деревьев разных видов.
3. Создать гербарий листьев деревьев и кустарников пришкольного участка.
4. Визуально оценить деревья и кустарники по внешним признакам и определить класс состояния растений.
5. Выявить основные повреждения деревьев.
6. Оценить состояние атмосферного воздуха по видовому составу лишайников.
7. Подготовить презентацию результатов исследования в программе Microsoft Power Point.
8. Разработать рекомендации по озеленению пришкольного участка.

Методы:

1. Теоретические (информационно-аналитический).
2. Эмпирические (наблюдение, сравнение, описание, измерение).
3. Математические (статистика).
4. Лихеноиндикация.
5. Метод ИКТ.

Объект исследования: территория МБОУ «Лицей» г. Протвино.

Предмет исследования: деревья и кустарники пришкольной территории.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

I.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

По данной теме нами была изучена специальная литература, из которой мы узнали следующую информацию.

Глава 1. Роль зеленых насаждений

Многолетние разносторонние исследования выявили важную роль зеленых насаждений в жизни города.

Деревья и кустарники являются одними из важнейших элементов городского ландшафта и выполняют разнообразные функции. Эти функции можно подразделить на две большие группы: санитарно-гигиенические и декоративно-планировочные.

В настоящее время, совокупное влияние антропогенных факторов привело к серьезному ухудшению экологической обстановки, особенно в пределах городов. Решение проблемы техногенного воздействия на окружающую среду города приобретает все большее значение. В данных условиях зеленые насаждение могут являться одним из эффективных способов решения данного вопроса. Как же растения влияют на окружающую среду?

Изучая литературу, мы выяснили, что зеленые насаждения выполняют пылезащитную, газозащитную, ветрозащитную функции, оказывают фитонцидное действие, влияют на тепловой режим, влажность воздуха, играют огромную роль в борьбе с шумом.

Приведем некоторые факты.

Установлено, что один гектар деревьев хвойных пород задерживает за год до 40 тонн пыли, а лиственных - около 100 тонн.

Из статьи Лукаревской Т.В. «Растения в условиях города» мы узнали, что одно взрослое дерево каштана очищает от поступающих выхлопных газов пространство объемом до 20 тыс. м3. При этом, в отличие от многих других деревьев, каштан разлагает ядовитые вещества почти без ущерба для своего здоровья. В этой же статье приводится информация, что фитонциды сосны губительно действуют на возбудителей туберкулеза, а фитонциды пихты, тополя, дуба – на бациллы дифтерии. Опыты показали, что в июне-июле фитонциды черемухи обыкновенной подавляют размножение сальмонелл, шигелл и тормозят рост стафилококка.

Особенностью зеленых насаждений является также то, что они в результате фотосинтеза поглощают из воздуха углекислый газ и выделяют кислород. По соответствующим расчетам 1 га зеленых насаждений поглощает в 1 ч 8 л углекислоты (т. е. столько, сколько углекислоты выделяют за это время 200 человек).¹

Ветрозащитное влияние неширокой зеленой полосы, состоящей из восьми рядов деревьев высотой 15-17 м, отмечается на расстоянии 300-600 м. В этой зоне скорость ветра составляет 25-30% первоначальной.²

Температура воздуха среди зеленых насаждений, особенно в жаркую погоду, значительно меньше, чем на открытых местах. Зеленые насаждения, защищая почву и поверхности стен зданий от прямого солнечного облучения, предохраняют их от сильного перегрева и тем самым от повышения температуры воздуха. Температура воздуха внутри зеленого массива в среднем на 2—3° С ниже, чем внутри городского квартала. ³

Листья деревьев и кустарников испаряют в воздух большое количество влаги. Так, один хорошо развитый бук испаряет в день около 0,6 т воды. Если принять относительную влажность на улице, равной 100%, то в жилом квартале с озеленением влажность будет составлять 116%, на бульваре —205%, в парке — 204%.

Исследования показали, что лиственные породы способны поглощать до 25 % звуковой энергии, а 74 % её отражать и рассеивать. Наилучшим в этом отношении являются из хвойных пород ель, пихта; из лиственных - липа, граб и другие.

II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Глава 1. Физико- географическая характеристика обследуемой территории

Дата исследования: июнь-январь

Географическое положение: Центральный Федеральный округ, Московская область, городской округ Протвино

Климат: умеренно-континентальный, сезонность чётко выражена; лето тёплое, зима умеренно холодная

Природная зона: смешанный лес

Почвы: дерново-подзолистые

Наше образовательное учреждение находится в старой части города в лесном массиве.

По данным паспорта общеобразовательного учреждения территория нашего лицея составляет 26220 кв. метра, ограждена металлическим забором высотой 1,5 метра, периметр ограждения составляет 777 метров. Территория озеленена на 100% общей площади, по периметру и на части территории растут деревья (липы, березы, сосны, рябины, акации), декоративные кустарники, разбиты клумбы и рабатки.

Глава 2. Определение видового состава деревьев и кустарников на пришкольной территории

Мы изучили видовое разнообразие дендрофлоры на пришкольном участке. Обследование показало, что на территории лицея произрастает 17 видов деревьев и 8 видов кустарников, относящихся к 12 семействам и 23 родам. (Приложение 1).

Так как наше образовательное учреждение находится в лесном массиве, многие деревья на территории нашего лицея никто не сажал, они растут естественным путем. Это, прежде всего, сосны, березы. Они являются типичными представителями смешанного леса. Смешанный лес в пределах нашего города имеет в своем составе наряду с хвойными и мелколиственными древесными породами широколиственные —липа, клен, вяз. Эти породы деревьев тоже встречаются на территории лицея. Однако много деревьев было посажено. Например, грабы, много лип, голубые ели, рябины, белая акация и практически все кустарники: пузыреплодник, спирея, смородина, барабарис, карагана и т.д.

Определяя виды деревьев, мы были приятно удивлены, что на территории нашего лицея растут три вида кленов: клен остролистный, клен ясенелистный и клен татарский.

Из анализа видового состава деревьев, произрастающих на территории пришкольного участка, 1 место по количеству занимает сосна обыкновенная (64%), 2 место – береза повислая (11%), на 3 месте – липа обыкновенная (5,5 %). (Приложение 2).

Из анализа видового состава кустарников, произрастающих на территории лицея, мы установили, что больше всего растёт жимолости татарской (23%). На втором месте - карагана древовидная и смородина черная ( по 19%). (Приложение 3).

Распределение видов зеленых насаждений по семействам показало, что на пришкольной территории по видовому разнообразию деревьев и кустарников больше всего представителей семейства Розовые. Из деревьев – это рябина, боярышник, яблоня, черёмуха, из кустарников – спирея и пузыреплодник. Растения данного семейства привлекательны в декоративном плане. Весной они красиво и обильно цветут, а осенью многие из них радуют яркими плодами. По четыре вида приходится на семейство Березовые (граб, береза, ольха, лещина) и семейство Сапиндовые (это 3 вида клена и каштан). Остальные 8 семейств цветковых представлены одним (реже двумя) видами растений. (Приложение 4).

По нормам посадки деревьев и кустарников в различных видах городских зеленых насаждений соотношение деревьев и кустарников на участках общеобразовательных школ в нашей климатической зоне должно соответствовать 1:8. На территории лицея по нашим подсчетам 758 деревьев и 35 кустарников, что соответствует соотношению 21:1. Это несоответствие можно объяснить тем, что во время строительства города пытались сохранить каждое дерево. Ведь зеленые насаждения выполняли и стратегическую функцию. Лес хорошо скрывает объекты. А в нашем населенном пункте строился важный стратегический объект - самый мощный в мире ускоритель элементарных частиц.

Глава 3. Оценка жизненного состояния дендрофлоры пришкольного участка

Вторым этапом нашей работы была визуальная оценка деревьев и кустарников пришкольного участка по внешним признакам и определение класса состояния растений.

Как мы это делали?

1. Поскольку количество деревьев на территории лицея большое, для оценки состояния древесной растительности мы заложили 6 пробных участков размером 200 кв.м.
2. Определили все виды деревьев на пробных участках и подсчитали их количество.
3. По шкале визуальной оценки деревьев по внешним признакам определили баллы состояния деревьев каждого вида на пробных участках. (Приложение 5).
4. Определили средний балл состояния каждого вида деревьев по формуле:

К1 = Σ bi x n1 , где К1 — коэффициент состояния отдельных видов N деревьев;

bi — баллы состояния отдельных деревьев;

n1 — общее число деревьев каждого бал­ла состояния;

N — общее число учтенных деревьев каж­дого вида;

Σ — сумма.

5.Определили коэффициент состояния древостоя в целом (К) на пробных участках по формуле: К1+К2+К3

число видов деревьев

6.Оценили состояние древостоя по таблице:

Обследование пробных участков №1-№6 пришкольного участка проводили с 22 июня по 28 июня 2017 года. Данные наших исследований представлены в таблице. (Приложение 6).

Итоговые данные по пробным участкам приведены в следующей таблице:

Анализируя данные, мы пришли к выводу, что состояние древостоя на территории пришкольного участка в целом здоровое. Но необходимо обратить внимание на то, что на территории лицея встречаются и ослабленные деревья. Например, те же сосны (на четырех из пяти участков, где была зафиксирована сосна, коэффициент больше 1.5, что свидетельствует об ослабленном состоянии данной породы деревьев). По визуальной оценке клен татарский, граб обыкновенный, голубая ель также находятся в ослабленном состоянии. Нужно применить комплекс мероприятий по оздоровлению данных насаждений.

Глава 4. Определение степени загрязнения воздуха

Поскольку на территории лицея встречаются ослабленные породы деревьев (из 98 учтенных деревьев-41 дерево имеет ослабленное состояние (42%) и 57 деревьев здоровые (58%), мы решили попытаться определить причины их неблагополучного состояния.

В настоящее время наиболее острую экологическую проблему в городах представляет загрязнение воздуха. Наиболее доступная методика оценки степени загрязнения воздуха – лихеноиндикация, то есть использование лишайников в качестве индикаторов состояния воздуха.

Лишайники — это симбиотические организмы, тело которых (таллом) образовано соединением грибных (микобионт) и водорослевых и/или цианобактериальных (фотобионт) клеток во внешне кажущемся однородным организме. Лишайники используются для наблюдения за распространением в атмосфере более 30 элементов: серы, натрия, кальция, лития, свинца, ртути, фтора, магния, йода и др.

Для биоиндикации воздуха используются следующие жизненные формы лишайников:

1. Накипной (корковый). Слоевище порошкообразное или коркообразное, плотно срастается всей нижней поверхностью с субстратом (без повреждения отделить невозможно), образует разные округлые или неправильной формы пятна.
2. Чешуйчатый. Является разновидностью накипной жизненной формы, но выделяется некоторыми лихенологами в самостоятельную. Слоевище в виде округлых или неправильной формы пятен и розеток, в центре накипное, плотно срастающееся с субстратом, по краям приподнято в виде небольших чешуек, через несколько лет все слоевище может состоять из одних чешуек разных размеров.
3. Пластинчатый. Является разновидностью накипной жизненной формы, но выделяется некоторыми лихенологами в самостоятельную. Слоевище в виде округлых или неправильной формы пятен и розеток, в центре накипное, плотно срастающееся с субстратом, по краям бородавчатое, образует маленькие лопасти, распростертые и плотно прижатые к поверхности субстрата (но не сросшиеся с ним).
4. Листоватый. Таллом имеет плоские лопасти, листообразный, образует плоские округлые или неправильной формы розетки, распростертые по субстрату, прикрепляется ризоидами (тонкие щетинкообразные выросты на нижней стороне слоевища) или срастается всей нижней поверхностью с субстратом.
5. Кустистый. Таллом имеет плоские или округлые веточки, образует прямостоячие или повисающие кустики, прикрепляется к субстрату с помощью гомфа или срастается с субстратом основанием кустика.

Многочисленные исследования показывают следующую зависимость между загрязнением атмосферы и определенными видами лишайников:

- чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше встречается в нем видов лишайников;

- чем сильнее загрязнен воздух, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев;

- первыми при загрязнении исчезают кустистые лишайники, за ними- листоватые, в последнюю очередь- накипные формы лишайников.

Исследуя территорию школы, мы воспользовались простейшими методиками:

- методика определения степени загрязнения воздуха по простейшей шкале (приложение 7);

- две методики определения степени загрязнения воздуха по видовому составу лишайников (приложение 8,9).

3.1. Определение лишайников

Мы обратили внимание на стволы и ветви деревьев на территории лицея. Степень покрытия коры деревьев лишайником высокая.

Пользуясь определителем, попытались установить род обнаруженных лишайников.

Накипные: Листоватые:

1. Леканора (лат. Lecanora) 1. Гипогимния (лат. Hypogymnia)
2. Лепрария (лат. Lepraria) 2. Пармелия (лат. Parmelia)
3. Ксантория (лат. Xanthoria)

Кустистые:

1.Эве́рния (лат. Evernia)

На территории лицея первое место по видовому составу занимают листоватые формы лишайников (50%). 33% от общего числа видов лишайников приходится на накипные формы, 17 % составляют кустистые лишайники.

3.2. Оценка степени загрязненности воздуха

Для оценки степени загрязненности воздуха мы воспользовались простейшей шкалой. (Приложение 7).

Так как на территории лицея был обнаружен кустистый лишайник, можно сделать вывод, что воздух чистый, и загрязнение отсутствует.

Определение степени загрязнения воздуха по видовому составу лишайников показало, что наличие на территории лицея кустистого лишайника Эвернии говорит о чистоте воздуха (5 зона). (Приложение 8).

По второй методике «Определение класса загрязнения по лишайникам» установлено, что воздух на территории лицея относительно чистый, соответствует 2 классу загрязнения – «Норма». (Приложение 9).

Итак, мы установили, что воздух на территории лицея не загрязнен, а следовательно не мог стать причиной ослабления жизненного состояния деревьев.

Глава 5. Оценка антропогенного воздействия на зеленые насаждения

При детальном обследовании различных видов деревьев и кустарников на территории лицея были обнаружены различные виды повреждений зеленых насаждений:поврежденная кора (надрезы; обдиры; раны, полученные деревом при повреждении огнём и т.д.);сломанные ветки;засохшие ветки.

Из 41 учтенного дерева ( по нашей визуальной оценке они отнесены к категории ослабленные и сильно ослабленные): 18 деревьев имеют повреждение коры; 15 деревьев –сломанные ветки, 8 деревьев имеют сухие ветки. Декоративные кустарники также имеют много сухих и сломанных веток.

На пришкольной территории мы подсчитали количество пеньков (161 шт.).

Мы можем предположить, что вырубка деревьев проводилась по разным причинам. Основными из них являются следующие:

- аварийное состояние деревьев, представляющих угрозу жизни людей, зданию;

- нарушение инсоляции (освещенности) помещений, расположенных на 1- 2-ом этажах;

- несоблюдение охранных зон подземных и надземных коммуникаций.

Мы визуально оценили высоту деревьев, измерили диаметр стволов. Предположили, что возраст многих деревьев на территории лицея составляет примерно 40-50 лет.

Естественное старение насаждений наступает при достижении возраста зрелости (возраста критического старения). Критический возраст старения у различных насаждений неодинаков; он определяется породным составом и конкретными условиями произрастания. (Приложение 10). Те породы деревьев, которые растут на территории нашего лицея и находятся в ослабленном состоянии, не достигли ещё возраста критического старения.

Анализируя полученные результаты исследований, мы пришли к выводу, что главной причиной ослабленного состояния некоторых деревьев и кустарников могла стать антропогенная нагрузка (механические повреждения, вытаптывание газонов, уплотнение почвы и т.п.).

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На территории лицея произрастает 17 видов деревьев и 8 видов кустарников, относящихся к 12 семействам и 23 родам.
2. Преобладающими видами деревьев и кустарников на пришкольной территории являются сосна обыкновенная, береза повислая, жимолость татарская.
3. По визуальной оценке состояние древостоя на территории пришкольного участка в целом здоровое.
4. Методом биоиндикации с помощью лишайников выявлено удовлетворительное состояние атмосферы на исследуемой территории.
5. Причиной ослабленного состояния некоторых деревьев является антропогенная нагрузка.
6. Сохранить и восстановить утраченную зелеными насаждениями функциональную эффективность, приостановить процесс распада и предотвратить полную их гибель возможно лишь путем антропогенного вмешательства, т.е. путем реконструкции.

Мы подготовили ряд рекомендаций:

1. Следить и поддерживать состояние древостоя на пришкольной территории. Для этого своевременно проводить вырубку деревьев аварийного и неудовлетворительного состояния и посадку молодых видов.

2. При озеленении территории лицея обратить внимание на использование декоративных кустарников, как посадочного материала. Сирень, чубушник, калина, спирея, жимолость, арония черноплодная, барбарис не только устойчивы в условиях города, но и привлекательны в декоративно-эстетическом плане.

3. Обеспечить зеленым насаждениям должный уход. Организовывать круглый год с/х работы: осеннее и весеннее рыхление почвы, подготовку растений к зиме, снегозадержание, весеннюю обрезку и т. д.

4. Проводить беседы и экскурсии с младшими школьниками и воспитывать у них бережное отношение к природе.

5. Для снижения антропогенной нагрузки подумать об организации игровой площадки, предназначающейся для учащихся младших классов, для детских игр и проведения динамического часа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Т.Я. Ашихмина Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие – Киров: ООО «Типография «Старая Вятка», 2012
2. А.С. Боголюбов, М.В.Кравченко Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикаци- М.: Экосистема, 2001
3. А. И. Ванин Определитель деревьев и кустарников-М.: Лесная промышленность, 1967
4. Е.Г. Куликова Методы определения ценности деревьев в городских насаждениях// Экология, мониторинг и рациональное природопользование. – М.: Изд-во МГУЛ, 1998. – Вып. 294(1)
5. Т.В. Лукаревская Растения в условиях города// журнал «Биология»№8, 2007
6. Л.Б. Лунц Городское зеленое строительство : Учебник для вузов. — Москва: Стройиздат, 1974

Материалы из Википедии

1. В. С.Новиков, И. А Губанов Атлас- определитель высших растений – М.: Просвещение, 1991
2. Т.А. Попова Экология в школе. Мониторинг природной среды – М.: Сфера, 2005
3. В.А. Самкова , Л.И. Шурхал Экология. Живая планета. Практикум.- Изд-во Академкнига, 2011
4. А. Г. Цуриков, О. М. Храмченкова Листоватые и кустистые городские лишайники: атлас-определитель- М-во образования РБ, Гомельский гос. ун-т.им. Ф. Скорины – Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2009. – 123 с.
5. http://proeveryday.ru/index.php?id=trava/smorodina
6. http://landscape.totalarch.com/planting_pollution_atmosphere
7. https://studfiles.net/preview/5388847/page:2/
8. http://ekollog.ru/role-zelenih-nasajdenij-v-gorodskih-ekosistemah.html
9. http://studbooks.net/1131753/agropromyshlennost/vetrozaschitnaya_rol_zelenyh_nasazhdeniy

Приложение 1. Видовой состав зеленых насаждений, произрастающих на территории пришкольного участка

Приложение 2. Процентное соотношение видов деревьев от их общего количества

Приложение 3. Процентное соотношение видов кустарников от их общего количества

Приложение 4. Распределение лиственных пород деревьев и кустарников по семействам

Приложение 5. Шкала визуальной оценки деревьев по внешним признакам

Приложение 6. Результаты обследования пробных участков

Приложение 7. Простейшая шкала для определения степени загрязнения воздуха

Приложение 8. Методика определения степени загрязнения воздуха по видовому составу лишайников №1

Приложение 9. Методика определения степени загрязнения воздуха по видовому составу лишайников №2

Приложение 10. Продолжительность жизни деревьев

1^ http://ekollog.ru/role-zelenih-nasajdenij-v-gorodskih-ekosistemah.html

2^ http://studbooks.net/1131753/agropromyshlennost/vetrozaschitnaya_rol_zelenyh_nasazhdeniy

3^ http://ekollog.ru/role-zelenih-nasajdenij-v-gorodskih-ekosistemah.html