VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Опавшие листья – индикатор чистоты атмосферного воздуха
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Листья - это колоссальный фильтр. Очищая воздух от загрязнения деревья накапливают в кроне токсичные вещества, поглощают все тяжелые металлы.
Для изучения чистоты атмосферного воздуха мы в своих исследованиях использовали листовой опад.
Для этого мы пользовались методиками, которые были разработаны и опубликованы в методических рекомендациях под редакцией Т. Я. Ашихминой, И.М Зарубиной, Л.В. Кондаковой, Е.В. Рябовой.
Согласно данной методике опавшая листва использовалась от всех видов деревьев растущих на данной территории.
Но листья разных деревьев по разному впитывают вредные вещества.
Поэтому для нас актуальным стал вопрос: опавшие листья всех ли деревьев можно использовать в определение чистоты атмосферного воздуха.
Цель работы: выявить деревья, опавшую листву которых можно использовать в определение чистоты атмосферного воздуха.
При этом ставились задачи:
Осенью собрать листву разных видов деревьев в одном месте.
Заложить опыт в трех повторах.
Проанализировать результаты.
Сделать выводы.
Отобраны пробы листового опада от 9 видов деревьев: лиственницы, клена американского, березы, липы, дуба, вяза, осины, клена остролистого, ясеня.
Липа мелколистная издавна считалась полезным деревом. В Древней Руси из её «мочалистой коры» получали лыко, необходимое для плетения лаптей, рогож, мочалок. Из мягкой древесины делали ложки, миски, скалки, веретена и другую домашнюю утварь. Древесина легко поддаётся обработки, но совершенно непригодна для строительства, так как очень мягкая и непрочная. Липа единственное дерево, которое цветёт в нашей местности летом и является отличным медоносом. Осенью легко можно узнать по желтым листьям в форме сердечка. Береза неприхотлива: первой из деревьев захватывает любой свободный клочок земли, поэтому её называют деревом-пионером. Молодые березки можно даже увидеть в таких необычных местах, как карнизы старых кирпичных домов, на вершине развалин старых зданий. Этому есть объяснение: маленькие крылатые плоды березы, которые зреют в сережках, очень легко переносятся ветром на большие расстояния. У березы есть свои «секреты». Всем известно, что ствол березы белый с черным рисунком и легко пачкается. Белый цвет березовой коре предает особое вещество – бетулин. Но что это за черточки на стволе березы? Дело в том, что белая береста – покров ствола березы, который защищает её от высыхания, непроницаем для воды и воздуха. Но в ней есть своеобразные «отдушины», через которые поступает воздух, в том числе газ кислород, который входит в его состав, необходимый для дыхания дерева. Береза приносит немало пользы человеку. В старину из бересты делали много утвари: туески, корзины, сумки. Березовыми дровами отапливали жилище. Осина – примечательна тем, что её округлые листья при каждом дуновении ветра дрожат. Кора на осине зеленоватая. Живёт дерево мало – 100лет. Уже в раннем возрасте у дерева внутри появляется гниль. Легко ломается от ветра. Является прекрасным материалом для изготовления спичек, бочек, корыт.
Клён ясенели́стный, или клён америка́нский (лат. Acer negúndo), родом из Северной Америки. В городских и прочих культурных условиях — злостный древесный сорняк.
Широко распространён, вышел из заброшенных территорий, парков и падавляет, вытесняет аборигенов(берёзу, ольху, иву и др. виды). В настоящее время — опасный инвазионный(агрессивный инородный) вид, с которым не ведётся борьба.
По незнанию местных властей и жителей до сих пор используется для озеленения дворов и скверов.Быстро захватывает городскую территорию и промышленные участки(где разрушен биологический баланс), в дальнейшем перекидывается на сельско-хозяйственные земли и лесные полосы.
Очень активен и подвижен, обладает высокой скоростью роста и устойчив к загрязнению воздуха. Наиболее агрессивен на первых этапах вторжения, выражая это интенсивным спонтанным семенным размножением.
Распространяется самосевом в окрестностях городов и посёлков сначала на нарушенных местах, но вскоре внедряется и в природные сообщества, сорничает. Процесс расселения идёт сравнительно быстро, так как в стадию плодоношения он вступает уже в возрасте 6—7 лет, и смена его поколений происходит быстрее, чем у других видов деревьев. В Средней России отличается буйным ростом и регулярным плодоношением, при этом особо урожайные годы обычно бывают через два года на третий.
В пойменных лесах полностью останавливает возобновление ив и тополей. Выделяет вещества для подавления роста других растений( ингибиторы роста конкурирующих растений). Семена могут переносится ветром на расстояние до 1 км.
Ясень обыкновенный — дерево высотой 20—30 м (иногда до 40 м) и диаметромствола до 1 м. Крона высокоподнятая, ажурная.
Кора серая трещиноватая (у молодых растений — серо-зелёная гладкая).
Почки черноватые, бархатистые. Листья непарноперистые, состоят из 7—15листочков. Листочки ланцетные или продолговато-яйцевидные, сидячие, пильчатые по краю, сверху ярко-зелёного, а снизу светло-зелёного цвета.
Цветки мелкие, без околоцветника, обоеполые, с двумя тычинками и пестиком с двураздельным рыльцем (реже встречаются цветки без пестика), собраны пучками вметёлки на побегах прошлого года. Цветение — до появления листьев, в центреЕвропейской части России — в апреле—мае.
Ясень обыкновенный растёт в широколиственных лесах. Его древесина обладает ценными характеристиками и применяется в промышленности и деревообработке. В европейской части России выше неё ценится только древесина дуба черешчатого (1)
Вяз, или ильм, или берест, или карагач (лат. Úlmus) — род деревьев семейства Вязовые (Ulmaceae).
Считается, что ильмы появились около 40 миллионов лет назад[3] и включают в себя несколько десятков видов. Некоторые виды более известны под названиями вяз, берест; в Поволжье, Южном Урале, на Кавказе, Средней Азии и других регионах расселения тюркских народов вяз мелколистный и вяз приземистый называют карагач.
Преимущественно листопадные растения. Высота деревьев иногда достигает 40 м, при диаметре ствола 2 м, некоторые виды растут в виде кустарника. Крона от широко-цилиндрической с закруглённой вершиной до компактно-шаровидной. Ветвлениесимподиальное; побеги коленчатые. Ветви без колючек и шипов, с тонкими молодыми побегами на главных толстых ветвях. Кора бурая, у молодых деревьев гладкая, позже толстая и грубая, бороздчатая, с продольными трещинами. На ветвях многих южных видов образуются пробковые наросты. Корневая система обычно без стержневого корня, мощная, с отдельными, глубоко идущими корнями и многими боковыми поверхностными. На сильно подзолистых почвах корневая система поверхностная.
Почки сидячие, длиной 2—8 мм, овальные, яйцевидные, острые или тупые, опушенные или голые, с черепичато налегающими чешуями. Листорасположение очерёдное, двурядно-мозаичное, отчего крона почти не просвечивает и дает густую тень. Листьякороткочерешковые, цельные, реже в верхней части лопастные, при основании неравнобокие, размерами от 4 до 20 см, двояко- или троякозубчатые, редко просто зубчатые, заострённые. Прилистники ланцетные, рано опадающие. Даже на одном побеге листья могут различаться размерами и очертаниями, образуя красивое кружево — так называемую вязь. До созревания плодов листья почти не развиваются и начинают быстро расти только после пожелтения плодов. Осенью перед листопадом пластинка листьев окрашивается в светло-жёлтый цвет или буреет; опадают листья раньше, чем у многих других древесных пород.
Цветки мелкие, невзрачные, собраны пучками, сидящими в пазухах листьев, обоеполые, снабжены простым колокольчатым пятираздельным, реже 4—8, околоцветником и таким же количеством тычинок. Завязь верхняя, одногнездая, с одной семяпочкой, сплющенная, переходит в столбик, разделенный на две ветви, представляющие собою два рыльца. Цветки ветроопыляемые, у большинства видов появляются раньше листьев. Цветут обычно до появления листьев, редко осенью (вяз мелколистный (Ulmus parvifolia)).
Плод сплющенный, тонкооболочечный, крылатый орешек, перепончатое крыло которого охватывает семя кругом. Семячечевицеобразное, без эндосперма. Плоды созревают очень рано, в Санкт-Петербурге в июне, в Крыму и на Кавказе в апреле — мае; разносятся ветром, во влажной почве прорастают через несколько дней. Проросток с двумя обратнояйцевидными, плоскими, толстоватыми семядолями, за которыми следует 2—3 пары супротивных просто зубчатых листьев. Южные виды (приземистый(Ulmus pumila), крупноплодный (Ulmus macrocarpa) и другие), растущие на открытых местах, начинают плодоносить с 5—8 лет. Северные лесные виды (вяз шершавый (Ulmus glabra), гладкий (Ulmus laevis), лопастной (Ulmus laciniata) и другие) — с 20—40 лет. Плодоносят растения ежегодно и обильно, давая до 20—30 кг семян на 1 дерево.
Размножаются пнёвой порослью, корневыми отпрысками и семенами. В раннем возрасте растут быстро.
Продолжительность жизни 80—120 лет, доживают до 400 лет. В первый год всходы достигают высоты 10—15 см; затем ежегодный прирост в высоту составляет 30—40 см, и растения сильно ветвятся. В возрасте 40—60 лет годичный прирост около 20 см, позже прирост в высоту падает.
Молодые побеги служат веточным кормом скоту (листья и кора дерева).
Большую роль ильмы играют в озеленении городов и посёлков, широко используются для озеленения улиц, садов и парков, для обсадки дорог, а также в защитных лесонасаждениях.
Свойство древесины вяза сопротивляться гниению при постоянной сырости использовалось в средневековой Европе, где из выдолбленных изнутри стволов вяза изготавливали водопроводные трубы. Древесина вяза использовалась также для постройки опор первого Лондонского моста.
Лиственница очень распространена в нашей стране, как и по всей земле. Несмотря на название, лиственница – это хвойное, но не вечнозелёное дерево. Хвоя лиственницы (мягкая на ощупь) раз в год перед зимой опадает.
У нас дерево растёт на Дальнем Востоке и в Сибири. Диаметр ствола лиственницы – до 1 м, высота – до 50 м, длительность произрастания – более 400 лет (есть лиственницы, которым немногим меньше 800 лет). Использование лиственницы
Из коры лиственницы делают специальный краситель для шкур и тканей. Древесине лиственницы присущи такие качества, как-то: долговечность; высокая прочность материала (лишь немногим уступающая древесине дуба). Если в высохшую древесину лиственницы гвоздь забить никак нельзя, то и извлечь гвоздь, забитый в материал до того, как он успел высохнуть – тоже не получится. Благодаря этим качествам лиственнице нашли широкое применение: и в химической, и в строительной промышленности. Но это касается в большей степени американских вид. (5)
ДубДуб (лат. Quércus) — род деревьев и кустарников семейства Буковые (Fagaceae).
Род объединяет около 600 видов[3]. Естественным ареалом дуба являются регионы Северного полушария с умеренным климатом. Южной границей распространения являются тропические высокогорья; несколько видов встречаются и южнее экватора.
Дуб хорошо узнаваем благодаря его плодам, желудям, являющимися, по сути, орехами.
В России значительно распространён только один вид — Дуб черешчатый (Quercus robur L.) с двумя разновидностями: различие между ними заключается в том, что одна цветёт в середине или в конце весны — это летний дуб, а другая — двумя или тремя неделями позже — это зимний дуб.
Дуб доходит в северо-западной России до Финляндии, до 60° и даже 61° северной широты. В восточном направлении северный предел распространения дуба постепенно спускается к югу, и, подходя к Уральскому хребту, понижается до 57° и несколько южнее. Урал является восточной границей ареала дуба черешчатого.
В России значительно распространён только один вид — Дуб черешчатый (Quercus robur L.) с двумя разновидностями: различие между ними заключается в том, что одна цветёт в середине или в конце весны — это летний дуб, а другая — двумя или тремя неделями позже — это зимний дуб.
Дуб доходит в северо-западной России до Финляндии, до 60° и даже 61° северной широты. В восточном направлении северный предел распространения дуба постепенно спускается к югу, и, подходя к Уральскому хребту, понижается до 57° и несколько южнее. Урал является восточной границей ареала дуба черешчатого (6
Методика и район исследования
Отобраны пробы листового опада от 9 видов деревьев: лиственницы, клена американского, березы, липы, дуба, вяза, осины, клена остролистого, ясеня.
Пробы листового опада были измельчены. 10 см кубических молотого листового опала помещали в чашку Петри, заливали 20 мл. дистиллированной водой; накрывали бинтом, на который клали 20 семян кресс-салата; закрывали крышкой чашку Петри и ставили на подоконник. В качестве контроля использовали простую дистиллированную воду. Через 3-4 дня определяли процент всхожести.
Район исследования
ПаркДетского эколого-биологического центра у ограды по улице Новой, начало октября 2019 года.
Результаты исследования
Всхожесть семян кресс-салата
|
N/n |
Вид деревьев |
Опыт 1 |
Опыт 2 |
Опыт 3 |
|||
|
штук |
% всхо жести |
штук |
% всхо жести |
штук |
% всхо жести |
||
|
1. |
Лиственница |
15 |
75 |
18 |
90 |
18 |
90 |
|
2. |
Клен американский |
19 |
95 |
20 |
100 |
20 |
100 |
|
3. |
Клен остролистый |
10 |
50 |
12 |
60 |
12 |
60 |
|
4. |
Береза |
3 |
15 |
3 |
15 |
3 |
15 |
|
5. |
Липа |
19 |
95 |
19 |
95 |
19 |
95 |
|
6. |
Дуб |
12 |
60 |
10 |
50 |
9 |
45 |
|
7. |
Вяз |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
8. |
Осина |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
9. |
Ясень |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
10. |
Контроль |
19 |
95 |
20 |
100 |
20 |
100 |
Из таблиц видно, что клен американский, липа, лиственница, имели хорошую всхожесть семян (от 75% до 100 %).
На листьях вяза, ясеня и дуба не было ни одного отростка кресс-салата. Всхожесть семя на листьях березы была 15% в 3 повторах, на листьях дуба от 45 до 60 %, клена остролистного от 50 до 60%.
Выводы
Опавшие листья лиственницы, клена американского и липы не могут быть использованы в качестве индикатора чистоты атмосферного воздуха.
Листву вяза, осины и ясеня стоит проверить в экологически чистом районе.
Хорошим индикатора атмосферного воздуха является опавшая листва березы, дуба и клена остролистного.
Заключение
Наши исследования показали, что для определения чистоты атмосферного воздуха нельзя использовать опавшую листву разных деревьев. В пробах даже с одного участка может оказаться листва от разных деревьев.
Литература
Бёрд Р. Цветущие деревья и кустарники. – М. «АРТ-РОДНИК», 2003. – 160 с.
Васильев, В. Н. Род 1144. Ясень — Fraxinus // Флора СССР : в 30 т. / начато при рук. и под гл. ред. В. Л. Комарова. —М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1952. — Т. 18 / ред. тома Б. К. Шишкин, Е. Г. Бобров. — С. 485—502
Запартович Б.Б. и др. С любовью к природе.-М. «Педагогика».,1978.-232с.
Ярмоленко А. В. Род 369. Ильм, Вяз или Берест — Ulmus L. // Флора СССР : в 30 т. / гл. ред. В. Л. Комаров. — М. ; Л. : Изд-во АН СССР,
Источник: https://svetok-v-podarok.ru/listvennitsa-eto-hvoynoe-ili-listvennoe-derevo/
https://a-forester.livejournal.com/157515.html