Введение
Многолетние
растения реагируют на изменения окружающей среды, в том числе
загря знение
воздуха, поэтому они могут служить биоиндикаторами, биологических методов
оценки экологической обстановки немало[1, 2, 5, 6, 9], например, по площади
повреждений
листа можно судить о степени загрязнённости воздуха [17, с. 13-18]. Этим
методом я пользовалась для оценки загрязнённости воздуха г. Ухты в предыдущей
работе (2009г.). Интересно было попробовать провести такую же оценку
загрязнённости воздуха в моём городе с помощью другого метода.
Изучение
литературных источников показало, что одним из широко используемых в последние
годы российскими и зарубежными учёными
методов оценки загрязнённости окружающей среды является, несмотря на серьёзную
критику [13, с.23], метод флуктуирующей асимметрии (ФА) [9, с. 10-16 ]. Его идея заключается в том, насколько строго
соблюдают разные организмы симметричность признаков с левой и правой стороны
при ухудшении состояния среды [5, с. 438]. Чтобы по
результатам таких измерений и расчетов сделать вывод о качестве природной
среды, будут исследованы 12 районов города по 30-50 образцов с каждого пункта.
Для оценки условий среды для некоторых растений ученые [9, с. 58] разработали шкалу,
которая помогает оценить степень отклонений в качестве природной среды от нормы: для определенного вида
организмов оценили величину асимметрии признаков в условиях, близких к
идеальным, где нет никаких явных следов вредных воздействий (1 балл). Затем
получили результаты в условиях с явно неблагоприятными воздействиями для жизни
(5баллов).
Такие балльные системы оценок ученые
разработали к настоящему времени для ряда видов растений, рыб, земноводных и
млекопитающих. Министерство природных ресурсов Российской Федерации
рекомендовало широко использовать этот метод при проведении оценки качества
среды, ее благоприятности для человека в целом ряде ситуаций [13, с. 24].
В документе, рекомендованном Министерством,
приведены списки видов растений, с помощью которых можно проводить такую
оценку. Береза повислая (лат. - Betula pendula Roth) входит в этот список.
Цель, задачи
работы
Целью данной работы является оценка влияния загрязнения
воздушного бассейна города Ухты на морфометрические показатели березы повислой.
Для реализации
данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Определить
вид берез на территории города Ухты.
2. Исследовать
степень загрязнения атмосферного воздуха в различных районах города Ухты.
3. Сравнить
метод ФА с ранее использованным методом оценки чистоты воздуха г. Ухты.
4. Составить
экологическую карту города.
Определение вида растения
В
городской черте распространены два вида берез: повислая и пушистая, Анализируя
внешние признаки, получаем, что растительные организмы, взятые для изучения
воздушного бассейна города Ухты, являются представители семейства березы
повислой.
Банки стеклянные
для хранения материала.
Холодильник
бытовой для хранения материала.
Микрокалькулятор.
Сбор материала
Все
деревья, листья которых будут измеряться
для получения оценок асимметрии, должны быть примерно одного возраста и
размера, а также расти в похожих условиях по освещенности, влажности и т.д.,
так как даже небольшая затененность может вызвать у березы нарушения
стабильности развития.
У
березы повислой листья примерно
одинаковые, среднего размера собирают из нижней части кроны равномерно вокруг
дерева со всех доступных веток, с побегов одного типа. Все листья для одной
выборки складываем в полиэтиленовый пакет с этикеткой (место и дата сбора).
Проведение измерений
Для
измерения лист березы нужно положить перед собой внутренней стороной вверх. У
каждого листа измеряют по пять признаков справа и слева, как показано на рис.1.
Признаки 1-3 оценивают с помощью циркуля-измерителя. Результаты исследований
заносятся в таблицу.
Рис.5. Схема морфологических
признаков, используемых для оценки стабильности развития березы повислой (Betula pendula)
1-
длина жилки второго порядка;
2-
расстояние между концами второй и
третьей жилок;
3-
диагональ от начала жилки второго
порядка до конца жилки третьего порядка.
Обработка результатов исследований
Величину
асимметрии у растений рассчитывают как отношение разницы в оценках слева и
справа к сумме этих оценок. Чтобы получить интегральный показатель стабильности
развития, сначала рассчитывают среднюю относительную величину асимметрии по
всем признакам для каждого листа, сложив
относительные величины асимметрии по каждому признаку и поделив эту сумму на
число признаков. Затем рассчитывают среднее арифметическое по этому показателю
для всех листьев с одной модельной площадки [5,с.49-52].
1. Сначала для каждого листа вычисляются относительные величины
асимметрии по каждому отдельному признаку. При этом модуль разности между
оценками признаков слева (L) и справа (R) делят на сумму этих же оценок:
/
,
Полученные величины заносятся в соответствующие графы таблиц.
2. Затем вычисляют величину асимметрии для каждого листа по всем
признакам. Для этого суммируют значения относительных величин асимметрии по
каждому признаку и делят на число признаков.
3. На последнем этапе вычисляется интегральный показатель
стабильности развития - величина среднего относительного различия между
сторонами на признак. Для этого вычисляют среднее арифметическое всех величин
асимметрии для каждого листа. Это значение округляется до третьего знака после
запятой (см. приложение табл. 1)
Выводы
и заключение:
Мне удалось с помощью
методики Захарова М.В. оценить воздушный бассейн города Ухты, указав
морфометрические показатели; выяснить состояние
растительных организмов в пределах городской черты.
1. Определены
виды берёз на территории г. Ухты: береза
пушистая (Betula pubescens), береза
повислая (Betula pendula)
- Итоговая таблица 1
показывает сводный результат исследований по всем заданным точкам
Ø Наибольшие
величины асимметрии зафиксированы на улице Интернациональной, проспекте Ленина,
улице Юбилейной и вблизи УСМН, 0,081,
0,075, 0,076 и 0,077 соответственно. Это объясняется большим потоком
автотранспорта по центральным магистралям города, а также большой концентрацией
вредных выбросов в атмосферу. В связи с этим эти участки города следует отнести
к наиболее проблемным с экологической точки зрения.
Ø Наименьшие
показатели зафиксированы в парке культуры и отдыха, поселке Шудаяг и на улице
Загородная, 0,022, 0,023, 0,024 соответственно. Это обусловлено благоприятными
условиями для данных зеленых насаждений – почва, свет, количество веществ в
атмосфере.
3.
В проведённом в 2009 году исследовании мной использовался
метод оценки загрязнения воздуха г. Ухты
по площади повреждения листьев берёзы. На улицах с напряжённым движением
автотранспорта выше площадь повреждения листьев и величины асимметрии.
4.
По данным таблицы 1 (см. приложение) составили
экологическую карту города (приложение, рис.2), используя цветовую шкалу по
баллам (от одного до пяти баллов):
·
1 балл – наиболее благоприятные условия;
·
5 баллов – наихудшие условия, требуются незамедлительные
меры по ликвидации концентрации вредных веществ и разгрузки магистралей)
(табл.2 приложения).
Ø Рассматривается
вопрос о выходе к властям с предложениями:
·
об
ограничении интенсивности движения по проблемным улицам, что приведет как к
ликвидации образующихся время от времени пробок на данных дорогах, а также
заметно улучшит экологическую обстановку на них;
·
о
целесообразности пересмотра способа посадки деревьев вдоль автомагистралей,
например, вдоль ул. Ленина необходимо высаживать деревья в два яруса, не только
вдоль самой проезжей части, но и ближе к домам;
·
о
строительстве велосипедных дорожек вдоль
центральных улиц города с целью снижения потока автотранспорта, улучшения
экологической обстановки города и развития массового спорта.
Библиографический список
1.
Астауров Б. Л. Исследования наследственных нарушений
развития билатеральной симметрии в связи с изменчивостью одинаковых структур в
пределах организма / Б. Л. Астауров // Наследственность и развитие / Б. Л.
Астауров. М.: Наука, 1974. С. 54-109.
2.
Банаев Е.В.
О влиянии климата на морфологическую структуру Alnus hirsuta (Betulaceae) // Экология. 2009. №1.
С.22-27.
3.
Гавриков Д.Е., Гречаный Г,В, К вопросу оценки
показателей флуктуирующей асимметрии // Сборник трудов молодых учёных
«Эколого-географические проблемы Байкальского региона». – Улан – Удэ, 1999.
С.108-113
4.
Гелашвили
Д.Б., Чупрунов Е.В., Иудин Д.И. Структурные и биоиндикационные аспекты
флуктуирующей асимметрии билатерально симметричных организмов // Журн. общей
биологии. 2004. Т. 65, № 5. С. 433–444.
5.
Гелашвили Д.Б., Якимов В.Н., Логинов В.В.,. Епланова
Г.В. Cтатистический анализ
флуктуирующей асимметрии билатеральных признаков разноцветной ящурки Eremias
arguta //Актуальные
проблемы герпетологии и токсинологии: Сборник научных трудов. Вып. 7. –
Тольятти, 2004. – С. 45–59.
6.
Гилева Э. А. Уменьшение
флуктуирующей асимметрии у домовой мыши на территориях загрязненных радиоактивными
отходами / Э. А. Гилева, Н. Л. Косарева // Экология. 1984. № 3.
С. 94-97
7.
Государственный Доклад о состоянии окружающей природной
среды в Республике Коми. Сыктывкар, 2002-2007
8.
Захаров В.М. Флуктуирующая
асимметрия билатеральных структур животных в природных популяциях: автореф.
дисс. канд. биол. наук. М.: Ин-т биологии развития АН СССР, 1979. 19 с.
9.
Захаров
В.М., Баранов А.С., Борисов В.И. и др.
Здоровье среды: методика оценки. Оценка состояния природных популяций по
стабильности развития: методологическое руководство для заповедников. М.: Центр
экологической политики России, 2000. C. 66
10.
Захаров В.М.,
Шкиль Ф.Н., Кряжева Н.Г. 2005. Оценка стабильности развития березы в
разных частях ареала // Вестник Нижегородского университета им. Н.И.
Лобачевского. Серия Биология. Вып.1(9). Материалы 8-го Всероссийского
популяционного семинара «Популяции в пространстве и времени», 11-15 апреля 2005
г., с. 77-84
11.
Кряжева Н.Г.,
Чистякова Е.К., Захаров В.М. Анализ стабильности развития берёзы
повислой в условиях химического загрязнения // Экология, 1996. №6. С.441-444.
12.
Козлов М. Стабильность развития: мнимая простота
методики (о методическом руководстве "Здоровье среды: методика
оценки") // Заповедники и национальные парки. – М., 2001, - №36. - с.
23-25.
13.
Методические
рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ
(оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии
морфологических структур) № 460 от 16.10.2003. М.: МПР, 2003. 24 с.
14.
Попова С. А., Н.Г. Стрелова, Л.В. Чалышева – Методы
экологических исследований. Методическое пособие. Сыктывкар , 2004.- 13-18 с.
