Исследовательская работа по теме "Изменение морфологических показателей подорожника большого в условиях с разной антропогенной нагрузкой"

ГУО « УПК Полошковский  детский сад – средняя школа Климовичского района»

Изменение морфологических показателей

подорожника большого

в условиях

 с разной антропогенной нагрузкой

Автор работы:

                                                                                Манюк Елизавета Васильевна ,

учащаяся  7  класса.

Руководитель работы: 

Шалыгина  Снежана Игоревна,

учитель биологии и химии

ГУО «УПК Полошковский детский

сад-средняя школа

                                                                                 Климовичского района»

                                                 аг. Полощково,2020

Оглавление

Введение…………………………………………………………………...3

         Литературный обзор……………………………………………………..4

         1.1 Общая характеристика антропогенной нагрузки………………….4

         1.2 Биоиндикация растений………………………………………………5

         Материалы и методы исследования……………………………………..6

         2.1 Физико-географическая характеристика аг. Полошково………….6

         Результаты исследований…………………………………………............7

         3.1 Состояние атмосферного воздуха и температуры аг. Полошково..7

         3.2Изменение морфологических показателей подорожника большого

          под     влиянием антропогенной нагрузки………………………………7

Заключение…………………………………………………………………9

Список использованных источников……………………………………10

                                                           Введение

        Актуальность исследования: В настоящее время ни один из экологических факторов не оказывает столь существенного и всеобщего, т. е. планетарного, влияния, как человек, хотя это наиболее молодой фактор из всех действующих на природу. Влияние антропогенного фактора постепенно усиливалось до наших дней, эпохи научно-технического прогресса и демографического взрыва. В процессе своей деятельности человек создал большое количество самых разнообразных видов растений, существенным образом преобразовывал естественные природные комплексы, т. е. способствовал появлению у них новых свойств и качеств. Эти изменения создают для одних видов благоприятные условия для размножения и развития, для других – неблагоприятные. Влияние антропогенного фактора в природе может быть как сознательным, так и случайным, или неосознанным. Эти воздействия часто являются положительными, но нередко носят отрицательный характер.

Сохранение природных экосистем и их видового разнообразия это важная задача, для решения которой сначала необходимо оценить современное состояние и тенденции развития флоры, особенно в антропогенно-трансформированных, урбанизированных экосистемах.

Наши исследования в первую очередь были направлены на изучение качества среды агрогородке Полошково, подвергающегося непосредственному антропогенному воздействию. Поскольку одним из перспективных направлений экологического мониторинга среды является метод биоиндикации, в качестве объекта исследования было выбрано наиболее распространенное в регионе и широко используемое как в народной, так и официальной медицине растение – подорожник большой  (Plantago major L.).

Цель работы: оценить влияния разной степени антропогенной нагрузки на морфологические особенности  подорожника большого.

Задачи исследования:

1. Проанализировать состояние атмосферного воздуха и температуры в агр. Полошково за исследуемый период.

2. Изучить изменение морфологических показателей растений подорожника большого под влиянием антропогенной нагрузки разной степени.

Объект исследования: фитоценозы агр. Полошково

          Предмет исследования: морфоструктурные параметры подорожника большого на участках с разной антропогенной нагрузкой.
                                                              ГЛАВА 1

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

                       1.1 Общая характеристика антропогенной нагрузки

          Антропогенная нагрузка - степень прямого или косвенного воздействия человека и его хозяйствования на окружающую природу или на отдельные ее экологические компоненты и элементы. Антропогенная нагрузка включает использование ресурсов популяций видов, входящих в экосистемы (охота, рыбная ловля, заготовка лекарственных растений, вырубка деревьев), выпас скота, рекреационное воздействие, загрязнение (сброс в водоемы промышленных, бытовых и сельскохозяйственных стоков, выпадение из атмосферы взвешенных твердых веществ или кислотных дождей) и др. При рациональном природопользовании антропогенная нагрузка регулируются с помощью экологического нормирования до уровня, который безопасен для экосистем. [9].

Ощутимое воздействие на состояние растительного покрова оказывают массовые посещения лесов отдыхающими и туристами. В этих случаях вредное влияние заключается в вытаптывании, уплотнении почвы и её загрязнении [14].

На современном этапе антропогенное воздействие на растительный покров Земли можно свести к трем основным формам: 1) полное уничтожение растительного покрова; 2) создание культурных фитоценозов на месте естественной растительности;[1].

1.2 Биоиндикация растений

          Биологические индикаторы - организмы, которые реагируют на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения.

При экологическом мониторинге загрязнений использование биологических индикаторов часто дает более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами, так как биологические индикаторы реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Кроме того, обладая «памятью», биологические индикаторы своими реакциями отражают загрязнения за длительный период. На листьях деревьев при загрязнении атмосферы появляются некрозы (отмирающие участки). По присутствию некоторых устойчивых к загрязнению видов и отсутствию неустойчивых видов (например, лишайников) определяется уровень загрязнения атмосферы городов [12].

С помощью растений можно проводить биоиндикацию всех природных сред.

Биомониторинг может осуществляться путем наблюдений за отдельными растениями-индикаторами, популяцией определенного вида и состоянием фитоценоза в целом. На уровне вида обычно производят специфическую индикацию какого-то одного загрязнителя, а на уровне популяции или фитоценоза – общего состояния природной среды [3].

                                               ГЛАВА 2

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

                2.1 Физико-географическая характеристика аг. Полошково

         Расположение, административное деление: аг. Полошково расположен на территории Климовичского района Могилевской области Республики Беларусь. Административный центр Дамамеричского сельсовета

          Полевые исследования проводились в период с 10 июня по 15 июля 2020 года в аг. Полошково.

На территории аг. Полошково, с учетом близости – удаленности от детской игровой площадки и центральной  дороги, были подобраны четыре пробных участка с различным характером  антропогенной нагрузки (Контроль, ПП 1, ПП 2, ПП 3).

Пробная площадь контроль – контрольный участок, расположенный вдалеке от детской площадки и центральной дороги. Пробная площадь № 1 – участок с низкой степенью антропогенной нагрузки, расположенный возле контрольной площадки. Пробная площадь № 2 – участок со средней степенью антропогенной нагрузки, расположенный вблизи детской площадки и центральной дороги. Пробная площадь № 3 – участок с высокой степенью антропогенной нагрузки, расположенный на детской площадке вблизи центральной дороги.

Таким образом, образцы растительного сырья отбирались на четырех пробных площадках в аг. Полошково: ПП контроль, ПП 1   – участок с низким характером антропогенной нагрузки; ПП 2 – участок со средним характером антропогенной нагрузки; ПП 3 – участок с высоким характером антропогенной нагрузки.

Выбирался наиболее типичный, однородный по видовому составу участок. Площадь пробной площадки – 1 м х 10 м. На этой территории закладываются  10 площадок размером 1 м х 1 м, расположенных одна возле одной, по прямой горизонтальной линии.

Для оценки характера антропогенного влияния на морфологические особенности подорожника большого был проведен морфометрический анализ, т. е. были изучены следующие показатели: количество растений на пробных площадках, количество листьев на одном растении, длина листа, ширина листа, длина цветоноса [13]. Статистическая обработка материала осуществлялась с использованием программы Microsoft Excel

   2.2 Состояние атмосферного воздуха и температуры аг. Полошково

По результатам наблюдений состояние атмосферного воздуха на территории агр. Полошково в июне – июле 2020 г. оценивается как стабильное. Средние концентрации основных загрязняющих веществ были ниже установленных нормативов.

По данным измерений средние концентрации оксида углерода, диоксида азота, твердых частиц (пыль) находились в пределах 0,1 – 0, 3 мг/м²,т. е. превышения ПДК не были выявлены.

Таблица 1 ПДК некоторых загрязняющих веществ

       Превышение среднесуточных и максимально разовых ПДК по основным загрязняющим веществам и фенолу не зарегистрировано (по данным Могилевского областного гидрометеорологического центра).

В период проведения исследований (10 июня – 15 июля) температура колебалась в приделах от +14,8 до +31,1.

При низком содержании загрязняющих веществ растительность функционирует как их поглотитель, т.е. их влияние на морфометрические показатели подорожника большого незаметно. За исследуемый период средняя температура была выше на  1-1,2°С по сравнению со  среднемесячной температурой характерной для июня и июля (+18,1°С и +17,0 °С соответственно).

2.3 Изменение морфологических показателей подорожника большого под влиянием антропогенной нагрузки

В период с 10 июня по 15 июля  было исследовано 40 площадок площадью 1м².

Для оценки степени антропогенной нагрузки на морфологические особенности подорожника большого были изучены следующие показатели: количество растений, количество листьев на одном растении, длина листьев, длина цветоноса, ширина листьев. Данные эксперимента – средние значения морфометрических показателей – количество растений, количество листьев, длина листьев, ширина листьев и длина цветоносов – приводятся в таблице 2.

Таблица 2 Морфометрические показатели  подорожника большого исследуемых пробных площадках

        Исходя из данных таблицы 2 однонаправленный характер изменения морфологических признаков имеют все показатели – количество растений, количество листьев на одном растении, длина листьев, ширина листьев, длина цветоноса – уменьшаются (рисунки 1 – 5).

Рисунок 1

Среднее количество подорожника большого на пробных площадках с разной степенью антропогенной нагрузки

Выявлено, что низкие антропогенные нагрузки приводят к уменьшению среднего количества подорожника большого в  1,1 раза; средние антропогенные нагрузки – в 1,4 раза; высокие антропогенные нагрузки – в 2 раза по сравнению с контролем (рисунок 1).

Рисунок 2

Среднее количество листьев на одном растении подорожника большого на пробных площадках с разной степенью антропогенной нагрузки

Из результатов исследования следует, что низкие антропогенные нагрузки приводят к уменьшению среднего значения количества листьев на одном растении подорожника большого в 1,2 раза; средние – в 1,5 раза; высокие – в 2 раза по сравнению с контролем (рисунок 2).

Рисунок 3

Среднее значение длины листьев подорожника большого на пробных площадках с разной степенью антропогенной нагрузки

          По результатам исследования выявлено, что низкие антропогенные нагрузки приводят к уменьшению средней длины листьев растений подорожника большого в 1, 2 раза; средние – в 1,2 раза; высокие – в 1,4 раза по сравнению с контролем (рисунок 3).

                                                                                                                    Рисунок 4

Среднее значение ширины листьев подорожника большого на пробных площадках с разной степенью антропогенной нагрузки

Данная гистограмма показывает, что низкие антропогенные нагрузки приводят к уменьшению ширины листьев растений подорожника большого в  1,1 раза; средние – в 1,2 раза ; высокие – в 1,5 раза по сравнению с контролем (рисунок 4).

Рисунок 5

Среднее значение длины цветоносов подорожника большого на пробных площадках с разной степенью антропогенной нагрузки

Из данных гистограммы следует, что низкие антропогенные нагрузки приводят к уменьшению длины цветоносов растений подорожника большого в 1,2 раза; средние – в 1,5 раза; высокие – в 1,8 раза по сравнению с контролем.

Таким образом, многим растениям свойственна дифференцированная устойчивость различных органов к изменению интенсивности антропогенной нагрузки [9]. Изменения морфометрических показателей  растения подорожника большого находятся в зависимости от степени и характера антропогенной нагрузки. Низкие антропогенные нагрузки приводят к уменьшению числа растений в 1,1 раза, количества листьев на одном растении в 1,2 раза, длины листьев в 1,2 раза, ширины листьев  в 1,1 раза,  длины цветоносов в 1,2 раза по сравнению с контролем.

Высокие антропогенные нагрузки приводят к уменьшению числа растений в 2 раза, количества листьев на одном растении в 2 раза, длины листьев в 1,4 раза, ширины листьев в 1,5 раза,  длины цветоносов в 1,8 раза по сравнению с контролем.

Заключение

Таким образом, по результатам анализа, в целом состояние атмосферного воздуха аг. Полошково оценивается как относительно стабильное. Анализ качества воздуха   свидетельствует о низком уровне загрязнения оксидом углерода, диоксидом азота, твердыми частицами и фенолом.

В период проведения исследований (15 июня – 15 июля) температура колебалась в приделах от +14,1 до +31,1°С. За исследуемый период средняя температура воздуха была выше климатической на 1-1,2°С.

Многим растениям свойственна дифференцированная устойчивость различных органов к изменению интенсивности антропогенной нагрузки. Изменения морфометрических показателей  растения подорожника большого находятся в зависимости от степени и характера антропогенной нагрузки. Количество растений, количество листьев на одном растении, длина листьев, ширина листьев, длина цветоноса имеют однонаправленный характер: уменьшаются с увеличением степени антропогенной нагрузки.

Список использованных источников

1.                 А. Н. Сивоглазов Состояние природной среды Беларуси. Экологический бюллетень // НАН Беларуси [Электронный ресурс]. – 2006. – Режим доступа: http://nasb.gov.by/rus/publications/ecobull/ – Дата доступа: 30.10.2016.

2.                 Белозерский, Б.В. Парки и их проблемы / Б.В. Белозерский // Городское хозяйство. Минск – 2008. – С. 14–15.

3.                 Благосклонов К. Н. Охрана природы / К. Н. Благосклонов, А. А. Иноземцов , В. Н.Тихомиров // Охрана окружающей среды : М.– 1967.

4.                 Боголюбов А. С. Экологические термины / А. С. Боголюбов // Экологический / А. С. Боголюбов. – М., 2001.

5.                 Воротников В.П., Сидоренко М.В., Широков А.И. Методы фитоиндикации наземных экосистем / В. П. Воротников // Экологический мониторинг. Методы биомониторинга. Ч. 1. Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 1995. С. 142–189.

6.                 Голод, Д.С. Растительные ресурсы Беларуси, их состояние и рациональное использование / Д.С. Голод // Природные ресурсы. – М.– 1999. –  № 1. – С. 88–101.

7.                 Доброборский, Б.С. «Термодинамика биологических систем» / Б. С. Доброборский // Характеристика биологических систем растительных организмов. – Москва – 2002.

8.                 Животовский Л.А. Биометрия популяций / Л. А. Животский // Популяционная биометрия. – М.: Наука, – 1991.

9.                 Киселев, П.К. Экология / П. К. Киселев // Основы экологии –  М., – 2009.

10.            Курнишкова А.В., Петров Н.В. География растений с основами ботаники / А. В. Курнишкова // Основы ботаники : учеб. Пособие / А. В. Курнишкова. – Минск, 2008.

11.            Лемеза, Н. А. Геобатаника: учебное пособие / Н. А. Лемеза, М. А. Джус. – Минск: Высш. Шк., 2008. – 255 с.

12.            П. А. Галай Использование природных ресурсов / П. А. Галай // Рациональное и необдуманное использование ресурсов природы. – М.– 2002.

13.            Петросова Н. А. Экология и естествознание / П. С. Голов, А. Н. Сивоглазов , Н. А. Петросова // Естествознание и основы экологии. – С-П., 2006

14.            Шилов, И.А. Экология  И. А. Шилов // Экология : учебное пособие / И.А. Шилов. – М.: Высшая школа, 2000. – 512 с.

Скачано с www.znanio.ru