ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ Мониторинг окружающей природной среды - это комплексная система долгосрочных наблюдений с целью оценки и прогноза изменений состояния биосферы или ее отдельных компонентов под влиянием антропогенных воздействий, предупреждения ситуаций, опасных для здоровья людей и других живых организмов. Мониторинг окружающей природной среды - это комплексная система долгосрочных наблюдений с целью оценки и прогноза изменений состояния биосферы или ее отдельных компонентов под влиянием антропогенных воздействий, предупреждения ситуаций, опасных для здоровья людей и других живых организмов.
ШКОЛЬНЫЙ МОНИТОРИНГ основан на сравнении данных, полученных в результате исследований опытных и контрольных территорий в течение ряда лет; основан на сравнении данных, полученных в результате исследований опытных и контрольных территорий в течение ряда лет; на использовании доступных фенологических, геоиндикационных, биоиндикационных методах, не требующих спец.оборудования. на использовании доступных фенологических, геоиндикационных, биоиндикационных методах, не требующих спец.оборудования.
МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ФИЗИЧЕСКИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ БИОИНДИКАЦИОННЫЕ БИОИНДИКАЦИОННЫЕ БИОИНДИКАЦИЯ – метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов – биоиндикаторов. БИОИНДИКАЦИЯ – метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов – биоиндикаторов.
БИОИНДИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОЗДУХА СОСНА – «ЭТАЛОН БИОДИАГНОСТИКИ» СОСНА – «ЭТАЛОН БИОДИАГНОСТИКИ» Имеют значение морфологические, анатомические изменения и продолжительность жизни хвои. Имеют значение морфологические, анатомические изменения и продолжительность жизни хвои. Загрязнение диоксидом серы вызывает повреждение и преждевременное опадение хвои сосны. Загрязнение диоксидом серы вызывает повреждение и преждевременное опадение хвои сосны.
Методика индикации чистоты атмосферы по хвое сосны 1. С нескольких боковых побегов средней части кроны 5-10 деревьев сосны в летнем возрасте отбирают пар хвоинок 2 и 3 года жизни. 2. Собранную хвою делят на 3 части: неповрежденная, с пятнами,с признаками усыхания. 3. Данные заносят в таблицу. 4. Результаты сравнивают с результатами прошлых лет. 5. Делают вывод об изменении загрязнения атмосферы.
Экологические группы лишайников: Эпифитные – растут на коре деревьев и кустарников – наиболее чувствительны к воздействиям; Эпифитные – растут на коре деревьев и кустарников – наиболее чувствительны к воздействиям; Эпиксильные – растут на обнаженной древесине (стволах без коры, дерев. строениях) Эпиксильные – растут на обнаженной древесине (стволах без коры, дерев. строениях) Эпигейные - растут на почве; Эпигейные - растут на почве; Эпилитные – растут на камнях. Эпилитные – растут на камнях.
Методы лихеноиндикации: Активная (трансплантационная) Лишайники из незагрязненных районов пересаживаются в изучаемый район исследуется их реакция путем фотографирования. Или исследование лишайников в лаборатории. Пассивная Пассивная Наблюдения за изменениями относительной численности лишайников. Наблюдения за изменениями относительной численности лишайников. Измеряют проективное покрытие лишайников, получают среднее значение для исследуемой территории. Измеряют проективное покрытие лишайников, получают среднее значение для исследуемой территории.
Встречаемость лишайников в разных частях города Зоны лишайников Район города Концентрация диоксида серы «Лишайниковая пустыня» Центр города, промышленны районы свыше 0,3 мг\м куб. «Зона угнетения» Районы города со средней загрязненностью 0,05 -0,3 мг\м куб. «Зона нормальной жизнедеятельнос ти» Периферийные районы и пригороды менее 0,05 мг\м куб.
Организация лихеноиндикационных исследований Выбор пробных площадей (переменных или долговременных); Выбор пробных площадей (переменных или долговременных); Маркировка центра пробной площади; Маркировка центра пробной площади; Вокруг центра выбираются деревьев одного возраста и породы; Вокруг центра выбираются деревьев одного возраста и породы;
Для долговременных наблюдений деревья помечаются маркерами;Для долговременных наблюдений деревья помечаются маркерами; Используют методики: оценки «проективного покрытия», «линейных пересечений»Используют методики: оценки «проективного покрытия», «линейных пересечений»
Стандартная методика с помощью «сеточек – квадратов» Сеточка – жесткий контур прямоугольной формы размером 10 х 10 см., разделенный на квадраты 1 х 1 см.из металлической проволоки или лески. Сеточка – жесткий контур прямоугольной формы размером 10 х 10 см., разделенный на квадраты 1 х 1 см.из металлической проволоки или лески. Рамку накладывают на ствол дерева и фиксируют кнопками или гвоздиками. Рамку накладывают на ствол дерева и фиксируют кнопками или гвоздиками.
Подсчитыват лишайники: считают число квадратов сеточки, в которых лишайники занимают больше половины площади квадрата – (а), условно = 100%; Подсчитыват лишайники: считают число квадратов сеточки, в которых лишайники занимают больше половины площади квадрата – (а), условно = 100%; затем считают число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата (b)=50% затем считают число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата (b)=50%
Данные записывают в таблицу: площадки Число квадратов с покрытием 50% (а) Число квадратов с покрытием менее 50% (b) Число пустых квадратов (0) Общее число квадратов (С) (а+ b+ 0) 1 Общее проективное покрытие R вычисляют по формуле: R= (100 а +50 b) \ С Измерения на стволе производят с четырех сторон света. Для измерения проективного покрытия можно использовать прозрачную пленку, расчерченную на квадраты или полосок из пластиковых бутылок.
Успешность проведения лихеноиндикационных исследований зависит от четкости постановки эксперимента и объема достоверности измерений. Успешность проведения лихеноиндикационных исследований зависит от четкости постановки эксперимента и объема достоверности измерений. Исследования должны включать: Исследования должны включать: 1. Изучение лишайников с установлением вида, их численности и местообитания; 2. Составление лихеноиндикационной карты; 3. Заложение постоянных пробных площадей для долговременных исследований.
Слайд 1
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Торбеевская средняя общеобразовательная школа № 1» II школьная научно-исследовательская конференция «Думай глобально - действуй локально» Тема исследования: «Оценка качества окружающей среды методом биоиндикации»
Выполнила: Диденко А. О., учащаяся 9 «б» класса Руководитель: Мишина Елена Александровна, учитель биологии рп. Торбеево 2016 г.
Слайд 2
В качестве таких организмов используются, в лишайники, насекомые, водные животные – гидробионты, микроорганизмы, растения и растительные сообщества – фитобиоиндикаторы.
Биоиндикация – оценка состояния параметров среды с помощью живых объектов - биоиндикаторов.
Слайд 3
Слайд 4
Гипотеза исследования. В середине XIX века финский ученый В. Н ю л а н д е р обратил внимание на видовую бедность лишайниковой флоры в индустриальных районах большого города по сравнению с сельскохозяйственными окраинами.
Предмет исследования: определение качества природной среды (степени загрязнённости воздуха) в посёлке Торбеево методом биоиндикации по лихенофлоре.
Цель: Определить общее состояние экологической обстановки поселка Торбеево в результате изучения лишайниковой ассоциации поселка.
Слайд 5
Задачи:
- познакомиться с методом лихеноиндикации как методом экологического исследования;
- определение виды основных групп лишайников, встречающихся в поселке;
- описать местообитания лихеноиндикаторов;
- выявить уровень осведомленности обучающихся школы №1 об экологической обстановке в Торбеевском районе;
- выявить состояние воздушного бассейна поселка по результатам лихеноиндикации.
Слайд 6
На основании исследований можно будет выделить зоны лишайников, которые позволят судить о степени загрязненности атмосферного воздуха:
лишайниковая пустыня – полное отсутствие лишайников, самые неблагополучные районы с наиболее загрязненным воздушным бассейном.
зона соревнования – лишайниковая флора бедна.
нормальная зона – достаточное количество лишайников, благополучные районы с наиболее чистым атмосферным воздухом: леса, рощи, парки и т.д.
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд 10
Существует ещё один признак деления лишайников, наиболее важный для лихеноиндикации – по чувствительности к атмосферным загрязнителям:
Среднечувствительные. К таким относят, например, некоторые виды пармелий (бороздчатую, скальную) и кладоний (порошистую, бахромчатую).
Высокочувствительные. К ним относятся уснеи (хохлатая, пышная), цетрария сизая, кладония неприглаженная, гипогимния вздутая, ксантория настенная (золотянка).
Слайд 11
Обследованные мною представители лишайниковой ассоциации произрастали:
В лиственной роще
В селитебной зоне поселка около жилых домов, магазинов, в административной зоне.
В центральной части поселка, где находятся автотрасса и магазины
На северной и западной окраинах поселка Торбеево, где естественная природная среда практически не затронута антропогенными воздействиями
В восточной поселковой окраине, (где расположена автотрасса, ведущая в поселок) на въезде в поселок.
На южной окраине поселка.
Характеристика района исследования.
Слайд 12
Методы исследования.
1.Теоретические методы: анализ и синтез литературных данных на начальном этапе исследования - изучение специальной литературы по теории вопроса; проектирование результатов и процессов их достижения на различных этапах поисковой работы;
2. Эмпирические методы: наблюдение; сравнение; опросно-диалоговый метод (проведение анкетирования);
3. Математические методы:
математическая и статистическая обработка полученных в ходе исследования данных, метод визуализации данных (построение диаграмм, таблиц).
Слайд 13
№ вида
лишайника Вид лишайника Обилие,
1- 5 баллов Группа (тип) лишайника Размер таллома, см (min – max)
1 Гипогимния (Hypogymnia) 5 Эпифит 1 – 5
2 Ксантория настенная, золотянка (Xantoria) 5 Эпифит 3 – 6
3 Пармелия (Parmelia) 5 Эпифит 1,5 – 7
4 Фисция (Physcia) 4 Эпифит 2 – 4
5 Цетрария (Cetraria) 5 Эпифит 1 – 8
6 Кладония (Cladonia) 4 Эпигей 1 – 4
7 Пельтигера (Peltigera) 4 Эпигей 3 – 9
8 Цетрария 4 Эпигей 1 – 7
9 Гипогимния 5 Эпиксил 1 – 5
10 Ксантория настенная 5 Эпиксил 4 – 8,5
11 Пармелия 5 Эпиксил 1 – 6
12 Пармелия 3 Эпилит 2 – 6
13 Цетрария 3 Эпилит 1 – 9
14 Фисция 4 Эпилит 2 – 8,5
Таблица №1.
Виды лишайников, произрастающих на территории поселка Торбеево
Слайд 14
Таблица №2. Виды деревьев с эпифитными лихеноиндиикаторами.
№ вида дерева Вид дерева Высотная группа Диаметр стволов (min – max), см Высота деревьев (min – max), см Заселенные части; высота (в м) основной и отдельной встречаемости лишайников
1 Акация белая 1 45 – 98 7,5 - 29 Ствол, крупные ветви; до 7, до 15
2 Береза бородавчатая 1 47 – 71 18 – 26 Ствол, крупные и мелкие ветви; до 9, до 18
3 Ива древовидная 3 27 – 45 0,8 – 2 Ствол, ветви; до 0,5, до 1
4 Клен ясенелистный 1 23 – 45 9 – 20 Ствол, ветви; до 9, до 11
5 Тополь черный 1 69 – 203,5 17 – 21 Ствол, ветви; до 10, до 16
6 Осина 2 43 – 51 5 – 7 Ствол, крупные ветви; до 4,5, до 6
7 Рябина обыкнове́нная 3 21 - 44 3 – 6 Ствол, ветви; до 9, до 18
8 Груша иволистная 3 25 – 31 0,9 – 2,5 Ствол, ветви
9 Яблоня лесная 3 6 - 11 0,5 – 2,5 Ветви; до 0,5
Слайд 15
Ива древовидная
Слайд 16
клен ясенелистный
Слайд 17
Тополь черный
Слайд 18
Дикая яблоня
Слайд 19
Береза бородавчатая
Слайд 20
Акация белая
Слайд 21
Рябина обыкновенная
Слайд 22
Груша иволистная
Слайд 23
Расчёт коэффициента встречаемости лишайников R – коэффициент встречаемости лишайников A – число деревьев, на которых отмечена группа лишайника B - общее число обследованных деревьев R = A / B · 100 % Коэффициент встречаемости: Менее 5 % - очень редко, 5 – 20 % - редко, 20 – 40 % - достаточно часто, 40 – 60 % - часто, 60 – 100 % - очень часто.
«Почвенные ресурсы» - На севере лесной зоны на подзолистых почвах выращивают лен, овес и др. культуры. Восточно-Европейская равнина богата почвенными ресурсами, и большую ценность представляют агроклиматические ресурсы. «За». Почвенные ресурсы. Вся средняя полоса равнины и юг обладают плодородными почвами.
«Разрушение почвы» - Водная эрозия. Ветровая эрозия (дефляция). Овражная эрозия. Чернозём мордовии. Пыльные бури. Почва. Через почву проходит взаимодействие литосферы с атмосферой. Загрязнения почв. Ирригационная эрозия. Наиболее плодородными на территории Мордовии являются чернозёмы. Выщелоченные. Человек получает из почвы не только пищу, но и сырьё, материалы(лес).
«Разнообразие почв» - Материалов накопилось очень много. Ключевые слова темы. Как произошли почвы? Почвы. План урока. Значит, нужна классификация. Докучаев Василий Васильевич. В 1875 году Докучаеву было поручено дать описание русского чернозема. Что является основной причиной образования различных типов почв?
«Уход за почвой» - Садовые ножовки. Копательная. Тема 6. Садово-огородный инвентарь. Скребок с тулейкой. Почвообрабатывающий инструмент. Мотыга. Грабли сварные 14-ти зубые. Косы Серпы вилы. Серпы и косы. Садовые ножи. Инструменты для уборки урожая. Рыхлитель 3-х зубый. Секаторы Сучкорезы шестовые Ножи прививочные Ножи садовые.
«Почвы» - 3 группа. Основополагающий вопрос. Творческое название проекта: «Почвенный покров нашей страны». Дидактические цели проекта. Методические задачи. Тема: «Механический состав почвы и структура почвы». Тема: «Основные свойства почв». Этапы работы над проектом. 4 этап (презентативный). Тема: «Почвенные ресурсы России».
«Загрязнение почвы» - Растения служат хорошим показателем изменения окружающей среды антропогенными загрязнениями. Научное кафе «Изменение климата – изменение образования». А животные в свою очередь интересны как объект, физиологически близкий человеку. Биоиндикаторы кислотных почв. Виды биоиндикаторов. Методы Биоиндикации.
Всего в теме 22 презентации
Cлайд 1
Лекция № 5. Методы и основы биоиндикации Дисциплина «БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ» Зуев И.В. ©Cлайд 2
Биологический мониторинг Биотестирование Биоиндикация Летопись природы (фоновый мониторинг) Токсикология Система нормирования Структура биологического мониторинга Экотоксикология
Cлайд 3
Наиболее часто цитируемой и, в то же время, наиболее идеологически расплывчатой областью экологии является некоторая совокупность методов, называемая “биоиндикацией” (Шитиков с соавт., 2003). Биоиндикация – совокупность методов и критериев оценки качества среды обитания на основе реакций живых организмов и их сообществ в естественных условиях. Биоиндикация – определение и обнаружение биологически значимых антропогенных нагрузок на основании реакции на них живых организмов непосредственно в среде их обитания. Биоиндикация – метод обнаружения и оценки абиотических и биотических факторов местообитания при помощи биологических систем. Биоиндикация - оценка качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию ее биоты в природных условиях. Биоиндикация – метод определения качества среды обитания организмов по видовому составу и показателям количественного развития видов биоиндикаторов и структуре образуемых ими сообществ. Биоиндикация – это оценка качества среды по состоянию тех или иных представителей ее населения – биоты, осуществляемая путем наблюдения за ними, без активного (экспериментального) вмешательства в природные процессы.
Cлайд 4
Ключевые положения Биоиндикация – область и Экологии и Биологического мониторинга Оценивается Качество среды обитания и Факторы среды обитания В качестве оценочного параметра используется Реакция живых организмов Оценка реальной ситуации, а не эксперимент* * - активная биоиндикация
Cлайд 5
Биоиндикация как наука? - специальная терминология - специальные законы Экосистема / окружающая среда Биоиндикатор - особь-группа особей одного вида или сообщества, по наличию или по состоянию которых, а также по их поведению судят о естественных и антропогенных изменениях в среде Информация об объекте системы Информация о системе Экология Общая теория систем, Системная экология/биология
Cлайд 6
Экосистема / окружающая среда Разнообразие биологических переменных характеризующих биоиндикатор специфические реакции неспецифические реакции Многообразие естественных факторов Многообразие анторопогенных факторов Разнообразие критериев качества среды Проблемы биоиндикации
Cлайд 7
существенной многомерностью факторов среды и измеряемых параметров экосистем; сильной взаимообусловленностью всего комплекса измеренных переменных, не позволяющей выделить в чистом виде функциональную связь двух индивидуальных показателей F(y,x); нестационарностью большей части информации об объектах и среде; трудоемкостью проведения всего комплекса измерений в единых координатах пространства и времени, в результате чего обрабатываемые данные имеют обширные пропуски. Задача биоиндикации – плохо формализуемая, по причине сформированы банки многолетних данных по наблюдениям за природными экосистемами; разработан и апробирован ряд методов и математических моделей интегральной оценки состояния сложных систем различного типа, позволяющих, по терминологии А.П. Левича и А.Т.Терехина , осуществлять “поиск детерминации и распознавание образов в многомерном пространстве экологических факторов для выделения границ между областями нормального и патологического функционирования экосистем”; развиваются аппаратные и программные информационные компьютерные технологии, позволяющие анализировать необходимые массивы экологических данных; существует огромный объем неформальных знаний высококвалифицированных специалистов, частично сконцентрированный в методических разработках [Экологический мониторинг.., 1995; Мокров, Гелашвили, 1999]. Пути решения
Cлайд 8
Cлайд 9
Первое направление работ по биоиндикации – утилитарные работы, в области общей экологии. Биоиндикаторы как дешевый аналог аналитического прибора. Внимание на факторах антропогенной природы не акцентируется. …Белка низко гнездо строит - быть морозной зиме, высоко -жди теплой погоды… …Если рано утром пчелы дружно отправляются на медосбор - будет ясный день, сидят на прилетных досках - быть дождю…
Cлайд 10
Второе направление работ по биоиндикации – описание фактического состояния биологического объекта, с нечеткой привязкой к факторам антропогенной природы. В качестве меры сравнения часто используется фон. Образцы отбирались в пределах г. Красноярска с четырёх пробных площадок (ПП), разных по уровню атмосферного загрязнения, три из которых являются территориями, подверженными группам загрязнителей достаточно специфичных, ввиду расположения на них промышленных предприятий: р-н. КрасТЭЦ (зона сильного промышленного загрязнения), Свердловский р-н, прилежащая территория завода медицинских препаратов «КрасФарма» (интенсивные выбросы биологических загрязнителей) и р-н Предмостной площади (интенсивные выбросы выхлопных газов автомобильного транспорта). В качестве чистого (контрольного) района взята территория парка «Роев ручей». Таким образом, введение расчетного параметра А позволяет количественно оценить сравнительный уровень загрязнения атмосферы в разных районах города, что позволяет эффективно использовать метод регистрации термоиндуцированных изменений нулевого уровня флуоресценции для биоиндикации.
Cлайд 11
Третье направление работ по биоиндикации – описание функциональной связи между биологической переменной и фактором / факторами Выделение одного или нескольких факторов среды Сбор полевых данных биоты в широком диапазоне варьирования исследуемого фактора Оценка индикаторной значимости вида или группы видов Состояние биологического объекта,Y y1 y2 y3 y4 Состояние фактора,X x1 x2 x3 x4
Cлайд 12
Токсикология Биоиндикация Изучение взаимосвязи – доза-эффект Возможность моделирования, Возможность оценки доза-эффект, Отсутствие экологического реализма Сложности в формализации, Сложности оценки доза-эффект, Полный экологический реализм ПДК ЭДУ (экологически допустимые уровни воздействия) Биоиндикация НЕ является недорогой заменой физ.хим методам контроля!
Cлайд 13
Четвертое направление работ по биоиндикации – разработка нормативов качества среды на основе априорных суждений или/и выявленной взаимосвязи между факторами и реакцией биоиндикаторов. Пятое направление работ по биоиндикации – оценка качества среды по разработанным нормативам "Правила контроля качества воды водосливов и водотоков" [ГОСТ 17.1.3.07–82]
Cлайд 14
Оценка реакции биологических объектов Оценка физико-химических факторов Возможность непосредственного контроля источника загрязнения Ясность в постановки задачи и интерпретации результатов мониторинга Получение результатов в четких количественных единицах Высокая точность измерения показателей Возможность автоматизации процесса получения данных Возможность оценки воздействия неизученных, трудно-обнаружимых веществ или веществ, в данный момент не присутствующих в биоте. Возможность оценки крайне малых доз веществ Возможность оценки эффектов синергизма и антагонизма, комплекса факторов Относительная дешевизна методов Методы экологического мониторинга Физико-химические методы мониторинга Биоиндикация
Cлайд 15
Биоиндикатор - группа особей одного вида или сообщества, по наличию или по состоянию которых, а также по их поведению судят о естественных и антропогенных изменениях в среде (чувствительные и кумулятивные). Биологические переменные – любой признак, свойство или функция организма (биоиндикатора), популяции, экосистемы Чем ниже ранг биологической переменной, используемой в качестве биоиндикатора, тем более частными и специфичными могут быть выводы о воздействиях факторов среды, и наоборот. Уровни Ступени Молекулярно-клеточная Организменная Надорганизменная Низший Молекулы одного класса Ткани Популяции Средний Органоиды, клетки Органы, их системы Биоценотические комплексы Высший Клетки Организмы Биоценозы
Cлайд 16
Действие поражающего вещества (фактора) Острое Хроническое Материальная кумуляция Функциональная кумуляция Чувствительный биоиндикатор Кумулятивный биоиндикатор
Cлайд 17
Принципы выбора биоиндикаторов (биологических переменных) Фундаментальность биологического воздействия Эффективность биологических измерений Экономическая целесообразность Фундаментальность биологического воздействия Эффективность биологических измерений Существование связи между переменной и переменными роста, воспроизводства, выживаемости особей, популяции и экосистемы Характер связи отклика переменной с действующим загрязнением Характер связи между переменной и откликами на высшем и низшем уровнях Интенсивность действующего фактора, вызывающего наблюдаемый отклик переменной Специфичность отклика к фактору, его вызывавшему Пределы изменения величины действующего фактора, вызывающие наблюдаемый эффект Возможность возврата переменной к своему первоначальному значению после прекращения действия вызвавшего его фактора Величина отрезка времени, в течение которого формируется отклик Легкость обнаружения превышения сигнала над природным фоном Точность измерения отклика
Cлайд 18
Cлайд 19
Cлайд 20
Организм и суборганизменные структуры химический состав клеток; состав, структура и степень функциональной активности ферментов; структурно-функциональные характеристики клеточных органоидов; размеры клеток, их морфологические характеристики, уровень активности; гистологические показатели; концентрации поллютантов в тканях и органах (кумулятивные биоиндикаторы); частота и характер мутаций, канцерогенеза, уродств; физиологические и анатомические показатели организма
Cлайд 21
Оценка стабильности развития (гомеостаз) живых организмов Стабильность: Морфологическая Генетическая Физиологическая Биохимическая Иммунологическая Фоновый мониторинг Локальный мониторинг Оценка стабильности морфологического развития (наиболее простой и оперативный подход) Определение частоты появления фенодевиантов – отклонений в развитии Определение величины флюктуирующей асимметрии билатеральных морфологических признаков (Захаров и др., 2000).
Cлайд 22
Популяции Показатели неравномерности пространственного распределения особей (простейшая характеристика 2/ Скорость абсолютного изменения популяционной плотности Скорость абсолютного изменения биомассы популяции Скорость относительного изменения популяционной плотности rN = , где Скорость относительного изменения популяционной биомассы rB = , где Удельная рождаемость b = Nb Удельная смертность d = Nd Реализуемая доля «биотического потенциала» вида Скорость продуцирования популяции Статические характеристики (в момент времени t) Численность (общее число особей в популяции) Плотность (число особей в единице объема или на единице площади) Биомасса (суммарная масса особей в единице объема или на единице площади) Средняя масса особи (соотношение биомассы и плотности (простейшая характеристика размерно-весовой структуры) Соотношение плотности особей разного пола (простейшая характеристика половой структуры популяции) Показатели неравномерности пространственного распределения особей
Cлайд 23
Динамические характеристики (за период времени Δt = t2 t1) Скорость абсолютного изменения популяционной плотности и биомассы Скорость относительного изменения популяционной плотности биомассы популяции Удельная смертность и рождаемость Реализуемая доля «биотического потенциала» вида (соотношение максимального значения рождаемости, реализуемого изучаемой популяцией, и «биотического потенциала» вида, т.е. максимального значения рождаемости, реализуемого данным видом в идеальных условиях Продукция популяции Скорость продуцирования популяции
Cлайд 24
Многовидовые биосистемы Экосистемы Сообщества (планктон, бентос, почвенная фауна, фитоценоз и др.) Биоиндикаторные показатели сообщества Структурные, статические Функциональные, динамические
Cлайд 25
Видовое разнообразие (количество видов в сообществе); Показатели обилия (численность и биомасса); Соотношение суммарных показателей обилия: видов (видовое разнообразие) или более крупных таксонов; представителей разных стратегий питания (трофическая структура); особей с разными размерами, массой (размерно-весовая структура); видов с различными ценотическими стратегиями (например, r- и К-стратегов; виолентов, патиентов и эксплерентов); видов с разной чувствительностью к воздействиям (эври- и стенобионтов); видов с разным поведением. Структурные и статические показатели сообщества
Cлайд 26
Функциональные и динамические показатели сообщества Показатели динамики статических характеристик сообщества Эколого-физиологические показатели сообщества изменение какой-либо статической характеристики X (плотности, биомассы сообщества, индексов разнообразия) ΔXΔt = X2 – X1 за изучаемый период времени Δt = t2 – t1; скорость абсолютного изменения значений статической характеристики dX/dt ≈ (X2 – X1)Δt 1 в момент времени t; скорость относительного изменения значений статической характеристики rX = (dX/dt) Траты на обмен сообщества (или экосистемы) R = Первичная продукция Вторичная продукция Соотношения продукции, деструкции и биомассы P/B и P/R-коэффициенты
Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию сосны обыкновенной Работу выполнил: Рзаханов Маил Шихалиевич Уч-ся 219 группы
Цель моей работы: Изучить экологическое состояние атмосферного воздуха, используя в качестве индикатора сосну обыкновенную, и на основе этого показателя определить качество здоровья среды для данного вида.
Поставленные задачи: Определения состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы; Уточнить данные относительно экологического состояния леса; Предложить практические рекомендации по мерам охраны на исследуемой территории.
Выбор точек обследования В качестве I участка исследования был выбран (хвойный лес вдоль автотрассы- Лангепас – Покачи –Когалым); В качестве ІІ участка исследования была выбрана лыжная трасса.
Выбор объекта исследования В настоящее время установлено, что на атмосферное загрязнение воздуха более остро реагируют хвойные породы, по сравнению с лиственными. Повышенная чувствительность хвойных связана с длительным сроком жизни хвои (у сосны вместо пяти лет хвоя живет всего 1-2 года, а у ели вместо семи лет - 1-3 года) и поглощением газов, а также снижением массы хвои (ожог, уменьшение длины). Хвойные растения удобны тем, что могут служить биоиндикаторами круглогодично. К тому же сосна обыкновенная достаточно распространенная древесная порода в Западно-Сибирской равнине.
Западно-Сибирская тайга удивляет своей молчаливой красотой. В густых, дремучих, порой непроходимых лесах растут пихты, ели, сосны, лиственницы, осины, красавицы берёзы и др. деревья. СОСНА Сосна - светолюбивое холодостойкое дерево высотой до 40 метров. Сосна растёт в сухих местах. Может расти даже на песках. Сосновые леса всегда сухие. Поэтому в сосновых лесах нужно особенно осторожно обращаться с огнём. Хвоинки сосны длинные, расположены на стебле пучками, по две хвоинки в каждом пучке. Стебель сосны покрыт оранжево-бурой корой. Семена созревают в шишках и лежат на их чешуйках открыто, голо. Шишки короткие, каплевидные – напоминают по форме очень крупные капли воды. На открытых, хорошо освещенных местах у сосны крона пышная, раскидистая, в лесу крона на вершине дерева. Сосна – ценное дерево. Её древесину ценят в строительстве больше, чем древесину ели. Древесину сосны используют в кораблестроении, вагоностроении, в авиационной промышленности. Из смолы сосны получают скипидар, канифоль. Сосна выделяет вещества, которые делают воздух целебным. Не случайно большинство санаториев и домов отдыха построено именно в сосновых лесах. Хвоя сосны содержит много витамина С. Биологическая характеристика вида сосна обыкновенная. (Pinus Silvestris)
Мы на экологической тропе.
Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обусловливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за «эталон биодиагностики». Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои. При хроническом загрязнении лесов диоксидом серы наблюдаются повреждения и преждевременное опадение хвои сосны. В зоне техногенного загрязнения отмечается снижение массы хвои на 30-60%. Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию сосны обыкновенной
Тест для определения уровня загрязнения атмосферы. Шкала оценки повреждения хвои: Хвоинки не имеют пятен. Хвоинки имеют немногочисленные пятна. На хвоинках большое количество желтых и черных пятен, в том числе во всю ширину хвоинки. Шкала оценки усыхания хвои: Сухие участки отсутствуют. Кончики усохли на 2-5 мм (светлый шипик на конце хвоинки не учитывается). Усохла треть хвоинки. Усохло более половины хвоинки или вся жесткая.
Определение продолжительности жизни хвои
Определение некрозов и усыханий хвои 1 – хвоинки без пятен; 2, 3 – хвоинки с черными и желтыми пятнами; 4,5,6 – хвоинки с усыханием
Повреждение и усыхание хвойных 1 участок вблизи дороги 2 участок в глубине леса Общее число обследованных хвоинок 100 100 Количество хвоинок с пятнами 40 23 Процент хвоинок с пятнами 40 23 Количество хвоинок с усыханием 18 27 Процент хвоинок с усыханием 18 27 Количество неповрежденных хвоинок 42 50 Процент неповрежденных хвоинок 42 50 Дата отбора проб осень весна Результаты исследования
Диаграмма, показывающая соотношение повреждённых хвоинок (некрозы) на исследуемых участках
В данной работе я попытался рассмотреть основные экологические проблемы и пришел к выводу, что из-за увеличения масштабов антропогенного воздействия (хозяйственной деятельности человека), особенно в последнее столетие, нарушается равновесие в биосфере, что может привести к необратимым процессам и поставить вопрос о возможности жизни на планете. 1. Проанализировав научные данные о сосне обыкновенной, я изучил их индикационные способности. 2. По итогам моей работы можно сказать, что, несмотря на усиливающуюся антропогенную нагрузку, сохраняется устойчивость данной экосистемы. 3. По изучению растений – биоиндикаторов в данной местности можно сделать вывод, что в разных частях экосистемы – разное загрязнение, но антропогенное воздействие на экосистему усиливается. 4. Загрязненность воздуха в нашем лесу низкая. 5. Вдоль дороги загрязненность воздуха выше, чем в глубине леса. 6. Наш лес хорошее место для отдыха и восстановления сил.
Предлагаю рекомендации по мерам охраны леса 1. Регулярно проводить мониторинг состояния леса 2. Отдыхающим соблюдать Правила пользования лесными богатствами. 3. Проводить экологическое просвещение населения: каждый водитель должен знать, что причина дымления автомобиля – неисправность двигателя, неотлаженность системы питания или зажигания. Только за счет правильной регулировки автодвигателей выброс вредных веществ в атмосферу можно уменьшить до 5 раз. 4. Улучшение качества дорожного полотна; 5. Использовать более безвредное топливо. Мне сейчас стало понятно, что если увеличится количество автотранспорта, то это повлечет за собой ряд нежелательных последствий – такое растение как сосна не сможет существовать в условиях загрязнения. Я выяснил, что деревья с поврежденной хвоей сосны расположены вблизи дорог, а с неповрежденной дальше от дороги. Сосна является индикатором чистого воздуха, там, где воздух сильно загрязнен на хвое сосны появятся повреждения и снизится продолжительность жизни дерева. Таким образом, сосна является основным чистильщиком окружающего воздуха, дает людям тепло, жилище, строительные материалы. Помогает сохранять здоровье. Ее шишками кормятся животные. Свое рассуждение я хочу закончить стихотворением Е.Евтушенко: Берегите эти земли, эти воды, Даже малую былиночку любя. Берегите всех зверей внутри природы, Убивайте лишь зверей внутри себя!
Благодарности Спасибо Всем кто помогал мне в подготовке к исследовательской работе и в обработке результатов и написания отчетов: научному руководителю исследования Асхабовой С.С., преподавателю информатики Фахриевой А.Р., преподавателю информатики и математики Абдусемедовой В.М и одногруппникам.