Методические рекомендации к исследовательским работам по экологии

Данные материалы позволят учителям биологии организовать исследовательскую деятельность учащихся по экологии в школе. Данная разработка может быть использована как в урочной деятельности для организации мини-проектов при изучении раздела "Экология" в курсах биологии 9 и 11 класса, так и при выполнении индивидуальных и групповых проектов по экологии для участия в региональном и всероссийском этапе ВСОШ по экологии и для выполнения исследовательских работ по экологии для научно-практических конференций разных уровней.

Министерство образования Российской Федерации Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Гимназия № 30» города Иваново Методические рекомендации к исследовательским работам по экологии АВТОРСОСТАВИТЕЛЬ: УЧИТЕЛЬ БИОЛОГИИ ВЫСШЕЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ КАТЕГОРИИ ИВАКИНА ИРИНА ВЛАДИМИРОВНА 1 ИВАНОВО – 2017 ВВЕДЕНИЕ Исследовательская и проектная деятельность является способом формирования метапредметных результатов обучения в условиях реализации ФГОС. Согласно ФГОС, в каждой школе должна иметься Программа развития универсальных учебных действий, обеспечивающая формирование у обучающихся основ культуры исследовательской и проектной деятельности и навыков разработки, реализации и общественной презентации обучающимися результатов исследования, предметного или метапредметного учебного проекта. Исследовательская деятельность направлена на получение учащимися субъективно новых представлений об объектах и явлениях окружающего мира с помощью научного метода. Предполагает наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере. Она поддерживает познавательную активность учащихся, включает школьников в процесс реального исследования состояния окружающего мира, ставит перед ними проблемные вопросы, требующие нетрадиционного решения. Для выполнения работ учащимся необходимы знания из биологии, химии, географии, математики, применение информационных технологий в практической деятельности (постановка компьютерного эксперимента, машинная обработка полученных данных и выводы), поэтому на первый план выходит интеграционная сущность данных работ, реализация межпредметных связей в обучении. Исследовательские работы ведутся по следующим направлениям:  Мониторинг окружающей среды, включающий изучение природных экосистем, анализ их состояния, изучение разнообразных методик биоиндикации и применение их в общей системе мониторинга среды.  Моделирование в экологии (моделирование и прогнозирование различных показателей урбанизированной среды).  Фитоценологические исследования различных типов биогеоценозов, их строения и роли в растительном покрове.  Экология человека (влияние антропогенных факторов среды на показатели жизнедеятельности человека). Работа над темами исследовательских работ предлагает изучение достаточно широкого спектра вопросов и анализа разносторонней информации. Для этого учащиеся разбиваются на творческие группы. Внутри группы каждый ученик, выполняя определенную работу, может реально оценить свои способности, 2 приобретенные умения и реализовать их в практической деятельности. Кроме того, важным моментом является предоставление ученику свободы выбора: найти из предложенных наиболее интересную и актуальную тему для него, самому увидеть проблему, обозначить ее и попытаться решить. Объем работы может быть различным, но должен быть правильно оформлен с учетом всех требований к исследовательским работам и содержать документы, отражающие полевые наблюдения, бланки геоботанических описаний, наборы фотографий (если они делались), коллекции и гербарии. Готовые исследовательские работы представляются в виде докладов или презентаций (в зависимости от технических возможностей учебного учреждения). Данное пособие содержит методические рекомендации для школьников:  об основных направлениях исследовательской деятельности, их подробной характеристике;     о порядке проведения исследований; работе с данными; графическом представлении данных; по темам исследовательских работ (с указанием для каждой из них краткого пояснения, целей и задач, хода работы, списка рекомендуемой литературы). 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Деятельность учащихся организуется в следующих направлениях: Выбор темы исследования и постановка проблемы; Выбор методики проведения исследований; Выполнение экспериментальной части работы;   Сбор информации по данной теме;    Обработка полученного материала и представление данных;  Анализ полученных данных и оценка исследования;  Составление отчета по выполненной работе;  Представление отчета. 1.1. ВЫБОР ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ Ознакомьтесь со всеми предлагаемыми темами исследования и методическими рекомендациями к ним. Выберите наиболее актуальную для вас тему из предложенного списка и попытайтесь увидеть и обозначить в ней проблему. Определите цель и задачи вашей исследовательской работы. 1.2. СБОР ИНФОРМАЦИИ ПО ТЕМЕ 3 Для сбора информации требуется сначала определить необходимый круг вопросов, которые требуется изучить, чтобы выполнить работу. Найти подходящую литературу, причем, не забывать о том, что кроме традиционных библиотек и книг в них, имеются современные вычислительные машины с целым комплексом разнообразных программ, электронных библиотек и энциклопедий. При возникновении какихлибо вопросов по ходу изучения литературы следует проконсультироваться с научным руководителем (учителем) или обратиться (при наличии такой возможности) к ведущим специалистам в этой области. 1.3. ВЫБОР МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ От выбора методики будет зависеть весь дальнейший ход работы. Поэтому разработка своих методик или выбор готовых и их уточнение является весьма важным моментом для будущей экспериментальной части. Вы должны прогнозировать, какой результат будет получен в ходе исследования, основываясь на знаниях по данной теме. Рекомендуется делать пробные эксперименты, прежде чем начать детальное исследование. Это поможет вам выбрать подходящий прибор, подходящие методики, диапазон измерений. Продумайте способ проведения эксперимента (в идеале следует рассмотреть альтернативные приборы и методики и обосновать ваш окончательный выбор). Эксперимент разрабатывается для проверки обоснованности гипотезы и включает сбор данных, используя соответствующие приборы и инструменты. Помните, что существуют параметры, значения которых должны контролироваться и оставаться постоянными для соблюдения чистоты эксперимента; другие параметры могут изменяться – это независимые (задаваемые) переменные. Контрольный эксперимент проводится по той же схеме, за исключением того, что величина задаваемой переменной фиксируется. Контроль подтверждает чистоту эксперимента. 1.4. ВЫПОЛНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЧАСТИ РАБОТЫ Сбор материалов может проводиться индивидуально или группой. Применяйте все навыки, приобретенные вами в ходе изучения курса и литературы по теме вашего исследования. Записывайте все полученные показания. Везде, где это возможно, повторяйте измерения несколько раз и определяйте среднее значение. Используйте точные отлаженные инструменты. Анализируйте данные по ходу работы, чтобы иметь возможность изменить свой подход к проблеме и проверять сомнительные результаты. 4 1.5. ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ После получения экспериментального материала, результатов наблюдений, наступает важный и сложный этап по обработке и представлению данных. Работа с данными включает несколько этапов: 1сбор экспериментальных данных (фактической информации, полученной в ходе исследования); 2обработка данных (перевод измерений); 3представление данных в графической или иной форме). Обработка данных включает составление таблиц с данными. Заголовок таблицы должен быть информативным (влияние переменной, приведенной в левой колонке, на переменную, приведенную в правой колонке). Рамка вокруг таблицы делает ее более законченной и аккуратной. Помните, что независимая переменная всегда помещается в левой колонке, причем, заголовок колонки должен включать название переменной и ее размерность; единицы измерения всегда указываются в заголовке колонки, а не рядом с численными значениями; в таблице не должно быть пробелов (пропущенные значения обозначаются как ««). Далее следует колонка зависимой переменной. Далее следует колонка обработанных данных, которые выводятся из исходных данных (например, если сделано три измерения зависимого параметра, среднее значение этих измерений будет относиться к обработанным данным). Графическое представление данных более наглядно демонстрирует соотношения между переменными. График можно построить на основе таблицы данных, руководствуясь определенными правилами: 1заголовок должен быть информативным (влияние переменной по оси х на переменную по оси у); 2на оси «х» откладывается независимый параметр, а на оси «у» зависимая переменная; 3линии осей должны быть прочерчены черным цветом; оси должны быть прямые и не иметь разрывов; 4нулевая точка должна быть показана на обеих осях; 5масштаб осей должен обозначаться через равные промежутки; обозначаться на всем интервале, на котором имеются точки; эффективно использовать пространство; 6точки на графике должны быть четко обозначены; 7после того, как все точки нанесены, их можно соединить плавной кривой или серией прямых отрезков; кривая не должна продолжаться дальше последней обозначенной точки. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ И ОЦЕНКА 1.1. ИССЛЕДОВАНИЯ Анализ полученных данных может включать: Вычисление результата; Построение графика; Статистический анализ; Анализ несоответствий между первоначальными данными, промежуточным и конечным результатами. 5 При оценке исследования вы должны: Выявить систематические ошибки в проведении эксперимента; Оценить, насколько результаты эксперимента соответствуют теории; Проанализировать возникшие несоответствия; Определить слабые и сильные стороны методики эксперимента; На основании полученного опыта предложить альтернативные подходы, с помощью которых можно усовершенствовать эксперимент. 1.7. СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА О ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЕ Отчет составляется по следующему плану: Введение, в котором обосновывается выбор темы, ее актуальность, цели и задачи исследования. 1. Литературный обзор данных по выбранной теме (со ссылками на источники). 2. Характеристика места исследования. 3. Объекты и методы исследования. 4. Полученные результаты и их обсуждение. Выводы. Библиографический список литературы. Приложения. Отчет можно считать хорошим, если он позволяет повторить сделанное вами (при желании проверить ваши результаты). Отчет, напечатанный на компьютере, гораздо легче исправить, если вы чтото упустили, кроме того, он более удобен для чтения. Отчет должен иметь титульный лист (см. Приложение № 1). 1.8. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА Готовые исследовательские работы представляются в виде докладов или презентаций (в зависимости от технических возможностей учебного учреждения). Доклад должен быть заранее спланирован и написан; продолжительность доклада должна составлять около 15 минут. В докладе должны быть отражены кратко цели и задачи работы, обоснование выбранной методики и описание результатов собственных исследований с демонстрацией собранных гербариев, коллекций, фотографий, графиков и таблиц, составленных в ходе исследования. В докладе необходимо указать соответствуют ли полученные данные литературным и объяснить это соответствие или несоответствие. В конце доклада нужно озвучить выводы по работе. 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕМАМ ИССЛЕДОВАНИЙ. 6 ТЕМА 1. ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ СООБЩЕСТВА СМЕШАННОГО ЛЕСА Леса – основной тип зональной растительности Ивановской области. Они занимают большие площади. В зависимости от доминирующих древесных пород леса принято делить на хвойные и лиственные. Среди хвойных лесов выделяют темнохвойные (различные типы ельников) и светлохвойные (различные типы сосняков); среди лиственных – широколиственные (дубравы, липняки) и мелколиственные (березняки, осинники). Смешанные леса образованы как хвойными, так и лиственными породами. Флора лесов довольно самобытна и специфична. Видовое богатство флоры определяется прежде всего комплексом почвенно климатических условий. Цели работы: познакомиться с особенностями и структурой фитоценоза смешанного леса, изучить многообразие видов растений смешанного леса, изучить надземную ярусность растительности смешанного леса. План выполнения работы: 1. Выбрать несколько подходящих для решения поставленных задач участков смешанного леса. Все впечатления и соображения, возникшие при осмотре участка, запишите в полевой дневник с обязательным указанием даты и географического положения участка. 2. После осмотра выберите и отметьте пробную площадь, которая должна иметь четкие границы. Размер пробной площадки при изучении лесного сообщества составляет квадратную площадку 10 х 10 метров. Начертите план выбранной пробной площадки. Отметьте на плане в соответствии с масштабом деревья, кустарники, особенности рельефа. 3. Составить физикогеографическую характеристику пробной площади. Для этого заполните бланк, используя сделанные во время осмотра записи в полевом дневнике, карту той местности, где вы выполняете работу и начерченный вами план площадки (см.Приложение № 2). 4. Изучить многообразие видов растений смешанного леса, составить систематический список каждого из описанных участков. Расположить выявленные виды растений в списке по жизненным формам. По шкале учета определите обилие каждого вида на пробной площади, а также отметьте участие вида в изучаемом сообществе (см. Приложение № 3). 5. Изучить надземную ярусность растительности смешанного леса. Сделать описание ярусов растительности пробной площадки, полученные данные занести в таблицу (см. Приложение № 3). 6. Собрать гербарий наиболее типичных растений леса. Сделать фотографии и описать особенности редких видов. 7 7. Сравнить флору и структуру описанных участков лесов. Объяснить особенности каждого из участков. Отметить общие и отличительные черты. Рекомендуемая литература. 1. Александрова В.П., Гусейнов А.Н., Нифантьева Е.А., Болгова И.В., Шапошникова И.А. Изучаем экологию города на примере московского столичного региона (пособие учителю по организации практических занятий) // М.: Издательство Бином. – 2009. – 400 стр., илл. 2. Алявдина К.П., Виноградова В.П. Определитель растений. Ярославль, 1972. 3. Бабенко В.Г., Зайцева Е.Ю., Пахневич А.В., Савинов И.А. биология: Материалы к урокамэкскурсиям. – М.: Издво НЦ ЭНАС, 2002. – 288с. 4. Карпачевский Л.П. Лес и лесные почвы. М.: Лесная промышленность, 1981. 5. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломещ Ф.И. Современная наука о растительности: Учеб. М.: Логос, 2000. 6. Полуяхтов К.К. Структура лесных фитоценозов и их изучение: Учеб. Пособие. Горький: Издво Горьк. унта, 1978. 7. Пряхин В.Д., Николаенко В.Т. Пригородные леса. М.: Лесная промышленность, 1981. 8. Определитель сосудистых растений / Губанов И.А., Киселева Н.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. М.: Аргус, 1995 ТЕМА 2. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕКРЕАЦИОННЫХ НАГРУЗОК НА ЛЕСНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ В настоящее время леса испытывают сильные антропогенные воздействия, особенно пригородные и находящиеся в окрестностях населенных пунктов. Даже, казалось бы, безобидное нахождение людей в лесу является рекреационной нагрузкой на лесную экосистему и вызывает ее постепенное разрушение: уплотнение почв от передвижения людей препятствует прорастанию семян и возобновлению растительности, изменяются условия жизнедеятельности почвенных организмов, сокращается общая численность животных. Хозяйственная и рекреационная деятельность человека изменяет структуру лесных ценозов и их флористический состав. Малоустойчивые лесные виды сменяются антропогеноустойчивыми и синантропными видами – происходит сукцессия экосистемы, сопровождающаяся обеднением природных сообществ. Изучение современного состояния лесов очень важно, так как позволяет судить о динамике их развития и об устойчивости лесных экосистем. Цель работы: определение степени нарушенности экосистемы лесного сообщества под влиянием антропогенного фактора и разработка мер по восстановлению экосистемы. План выполнения работы: 8 1. Проанализируйте основные характеристики рекреационной деградации лесных экосистем. 2. Проведите изучение видового состава (с помощью определителей). Составьте систематический список найденных и определенных видов растений. 3. Сделайте качественный анализ состояния различных ярусов лесного сообщества. Полученные данные внесите в таблицу (см. Приложение № 4). 4. Отметьте включения нелесных видов растений. Вселение вида (луговая, полевая, придорожная растительность) происходит чаще всего с помощью человека; семена и споры растений могут быть занесены ветром и животными. Включения нелесных видов подсчитываются в процентах от общего видового состава исследуемой территории. Полученные данные внесите в таблицу (см. Приложение № 4). 5. Выявите степень антропогенных нарушений и деградации изучаемой лесной экосистемы; оценить устойчивость изученных участков леса. 6. Предложите и обоснуйте меры для стабилизации изучаемой лесной экосистемы в условиях действия антропогенного фактора. Рекомендуемая литература. 1. Александрова В.П., Гусейнов А.Н., Нифантьева Е.А., Болгова И.В., Шапошникова И.А. Изучаем экологию города на примере московского столичного региона (пособие учителю по организации практических занятий) // М.: Издательство Бином. – 2009. – 400 стр., илл. 2. Алявдина К.П., Виноградова В.П. Определитель растений. Ярославль, 1972. 3. Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии. Учеб. Пособие. М.: АО МДС, 1996. 4. Гарай И.В., Спиридонов В.И. Устойчивость рекреационных лесов. Новосибирск: Наука, 1977. 5. Гончар М.Т. Лесные фитоценозы: повышение продуктивности и охрана. Львов: Вища шк., 1983. 6. Молчанов А.А. Воздействие антропогенных факторов на лес. М.: Наука,1978. 7. Определитель сосудистых растений / Губанов И.А., Киселева Н.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. М.: Аргус, 1995 8. Таран И.В., Спиридонов В.Н. Устойчивость рекреационных лесов. Новосибирск: Наука, 1977. ТЕМА 3. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПАРКА_____________ (НАЗВАНИЕ) Экологически чистая полноценная внешняя среда наряду с другими факторами является важной предпосылкой сохранения и укрепления здоровья и развития людей. Поэтому исключительно важное значение приобретает озеленение 9 урбанизированных территорий. Зеленые насаждения выполняют самые различные функции, важнейшими из которых являются оздоровление воздушного бассейна города и улучшение микроклимата: предохранение от чрезмерного перегревания почвы, стен домов, тротуаров, увлажнение и очищение воздуха. Они улавливают 70 80 % аэрозолей и пыли из воздуха. Один гектар леса в течение года очищает от пыли и многих вредных примесей более 18 млн. кубометров воздуха; деревья и кустарники, произрастающие на площади 1 гектар, улавливают за сезон до 60 тонн пыли. Очищая от пыли воздух, деревья и кустарники собирают ее, главным образом, на своих листьях. Поэтому изучение содержания пыли на листве из различных мест может дать ценную информацию о чистоте воздушной среды. Следовательно, изучение экологического состояния и видового состава растительности парка очень важно для решения вопросов рационального озеленения и оптимизации окружающей человека среды. Цель работы дать комплексную оценку экологического состояния парка _________________, предложить рекомендации по улучшению ассортимента и характеру ухода. План выполнения работы: 1. Выберите и обследуйте любой парк города (села). 2. Составьте плансхему с указанием размещения насаждений, пользуясь системой условных обозначений. 3. Выявите видовой состав деревьев и кустарников. Обратите внимание на формы и разновидности растений. Результаты сведите в таблицу (см. Приложение № 5). 4. Оцените состояние каждого из видов, пользуясь пятибальной шкалой. Выявите устойчивые виды. Результаты занесите в таблицу (см. Приложение № 5). 5. Отметьте декоративные качества растений, особенности роста, наличие механических повреждений стволов и ветвей, характер олиственности. Обратите внимание на повреждения листьев насекомымивредителями или патогенными грибами. Результаты занесите в таблицу (см. Приложение № 5). 6. Изучите степень запыленности воздуха в различных местах парка. Для этого соберите листья на разных участках парка и на разной высоте (в глубине парка, вблизи автомагистрали, со стороны жилых домов, со стороны промышленных предприятий и т.д.). Приложите к поверхности листьев клеящуюся прозрачную пленку. Снимите пленку с листьев вместе со слоем пыли, приклейте ее на лист бумаги. Сравните отпечатки между собой. Оцените степень запыленности по пятибалльной шкале: Внешнее запыленности при наблюдении проявление прозрачной Степень запыленности 10 Ба лл липкой ленты Очень большое количество пылевых скоплений, делающее ленту непрозрачной Большое количество пылевых скоплений на липком слое, ухудшающее прозрачность ленты Хорошо заметные скопления пылевых частиц, хорошо различимые даже при беглом взгляде, но не ухудшающие прозрачность ленты Заметное наличие пылевых частиц Очень высокая Высокая Средняя Малая Едва заметное наличие пылевых Незначительная частиц на прозрачной ленте 5 4 3 2 1 7. По результатам наблюдений заполните таблицу «Степень запыленности воздуха в парке _________» (см. Приложение № 6). Сделайте вывод о сравнительной степени и причинах запыленности парка. Рекомендуемая литература. 1. Александрова В.П., Гусейнов А.Н., Нифантьева Е.А., Болгова И.В., Шапошникова И.А. Изучаем экологию города на примере московского столичного региона (пособие учителю по организации практических занятий) // М.: Издательство Бином. – 2009. – 400 стр., илл. 2. Алексеев С.В. Задания и практические работы по экологической оценке состояния окружающей среды / Метод. Рекомендации для учителей школ, преподавателей ПТУ и ССУЗ. СПб, 1992. 3. Алявдина К.П., Виноградова В.П. Определитель растений. Ярославль, 1972. 4. Определитель сосудистых растений / Губанов И.А., Киселева Н.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. М.: Аргус, 1995 5. Рева М.И., Негробов В.К. Озеленение городов и сел. Донецк: Донбасс, 1970. 6. Руководство по контролю загрязнений атмосферы РД 52.04.18689. М., 1991. 7. Рычин Ю.В. Деревья и кустарники лесов, парков, садов средней полосы Европейской части СССР. М.: Учпедгиз, 1972. 8. Федорчук А.Т. Древесные растения садов и парков Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1980. 11 9. Холявко В.С., ГлобаМихайленко Д.А. Дендрология и основы зеленого строительства. М.: Агропромиздат, 1988. ТЕМА 4. СИНЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДОЕМА Водоемы в виде прудов, озер, болот, речек, канав, ям с водой и просто лужи можно встретить не только за городом, но и в черте города. Все они, даже самые загрязненные, имеют свой особый растительный и животный мир, заселены простейшими организмами и бактериями. В водоемах встречаются насекомые и ракообразные, черви и моллюски, рыбы и земноводные, водоросли и цветковые растения – обитатели дна, толщи воды, ее поверхностной пленки и береговой линии. Все эти организмы приспособлены к жизни в водной или наземноводной средах. В водном сообществе можно найти примеры разных способов размножения, развития, получения энергии и взаимоотношений между организмами. Синэкологическое исследование водоема включает изучение его абиотического и биотического компонентов, их взаимовлияния друг на друга. Имея эту информацию, можно объяснять природу и значение факторов, регулирующих численность и распределение организмов в пищевой сети водоема. Цель работы: изучить компоненты пресноводного сообщества, установить взаимосвязи организмов сообщества со средой обитания. План выполнения работы: 1. Выберите любой небольшой пресный водоем (пруд, озеро, карьер, канава). Натяните рулетку вдоль одной из его сторон. Получится базовая линия. 1. В направлении, перпендикулярном базовой линии, отмерьте расстояния до определенных естественных ориентиров, находящихся в пределах изучаемого участка. Запишите эти значения. 2. На листе миллиметровой бумаги в соответствующем масштабе начертите базовую линию и перенесите все отмеренные в перпендикулярном направлении расстояния. Затем соедините полученные точки. Поделите на карте базовую линию на равные отрезки и проложите перпендикулярно к ней линейные трансекты. Таким образом вы получите карту водоема, разбитую сеткой на квадраты. Используя эту карту, перенесите все данные на местность и натяните с помощью колышков веревочную решетку. 12 Сетка дает возможность точно обозначить исследуемые участки при последующем изучении. 3. Отметьте на карте положение участков, ясно различающихся по структуре и растительности. 4. Планомерно исследуйте участок (слева направо): сначала осмотрите берег и поверхность водоема, отметьте на карте крупных животных и плавающие и погруженные в воду растения; затем исследуйте дно водоема. Запишите все встречающиеся виды растений и животных, их численность, состояние (см. Приложение № 7). Используйте следующие методы сбора организмов: планктонная сеть, ловля водным сачком. Собранные организмы классифицируйте с помощью определительных таблиц, а численность устанавливайте путем прямого подсчета. Отметьте количество автотрофов, травоядных и хищных животных. 5. Измерьте факторы окружающей среды и результаты занесите в бланк описания водоема (см. Приложение № 7): приблизительная оценка солености воды, рН воды, температура воды, прозрачность воды. Сделайте вывод о влиянии этих факторов на видовое многообразие данного сообщества. Отметьте степень антропогенных нарушений изучаемого водоема и 6. характер его хозяйственного использования. Рекомендуемая литература. 1. Алявдина К.П., Виноградова В.П. Определитель растений. Ярославль, 1972. 1. Горышина Т.К. Экология растений. М.: Высш. Школа,, 1979. 3. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология в 3х томах. М.: Мир, 1996. 4. Определитель сосудистых растений / Губанов И.А., Киселева Н.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. М.: Аргус, 1995 5. Райков Б.Е., РимскийКорсаков М.Н. Зоологические экскурсии. М.: Топикал, 1994. 6. Шилов М.П. Местная флора: Учеб. Пособие. Иваново, 1989. 13 ТЕМА 5. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМА Роль воды во всех жизненных процессах огромна. Вода в огромных количествах используется в мелиорации, животноводстве, практически во всех отраслях промышленности. Хозяйственная деятельность человека привела к заметному ухудшению качества природных вод. Деградация природных вод связана в первую очередь с увеличением солесодержания и уменьшением содержания растворенного в воде кислорода. При этом именно сточные воды испытывают наиболее сильный пресс антропогенного воздействия. Современные методы контроля качества природных вод включают лишь показатели БПК (биологическая потребность в кислороде) и кислотности, а также измерение ПДК (предельнодопустимых концентраций) на некоторые вещества. Ни один из показателей, ни все вместе взятые не могут непосредственно характеризовать токсичность воды для водных организмов. Это возможно лишь при помощи организмовбиоиндикаторов. Для биотестирования в качестве индикаторов используются самые различные организмы. Самыми распространенными биоиндикаторами являются дафнии и растения семейства рясковые, обитающие в поверхностных слоях воды, которые оказываются самыми загрязненными в результате выбросов промышленных и сельскохозяйственных предприятий, смыва удобрений и ядохимикатов с полей. Таким образом, информацию о качестве воды и ее влиянии на организмы можно получить лишь при использовании одновременно гидрохимических анализов и результатов биотестирования. Цель работы: провести качественную и количественную оценку загрязненности воды в природном водоеме. План выполнения работы: 1. Выберите любой природный водоем (можно выбрать два водоема – один в промышленной зоне, а другой – удаленный от промышленной зоны). Опишите водоем, результаты занесите в бланк описания водоема (см. Приложение № 8). 1. Проведите определение органолептических показателей качества воды: налейте в пробирку около 5 мл воды из исследуемого водоема (сделайте несколько проб из разных частей водоема) и закройте пробкой. 2. а) определите мутность (прозрачность) воды, рассматривая пробирку на темном фоне при достаточном боковом освещении. Выберите подходящую степень мутности (мутность отсутствует, слабо опалесцирующая, опалесцирующая, слабо мутная, очень мутная), результаты поместите в бланк описания водоема (см. Приложение № 8). 14 б) определите запах воды. Поочередно открывайте пробки у пробирок (колб) и определяйте запах воды. Результаты наблюдений занесите в таблицу (см. Приложение №8). Характер проявления запаха Балл Интенсивность запаха Отсутствует Очень слабая Слабая Запах не ощущается Запах слегка обнаруживаемый Запах замечается, если обратить на это внимание Заметная Запах легко замечается, вызывает неодобрительный отзыв о воде Отчетливая Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья Очень сильная Запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья 0 1 2 3 4 5 Символ Характер запаха А Б Г Д З Р С Т Н Ароматический Болотный Гнилостный Древесный Землистый Рыбный Сероводорода Травянистый Неопределенный Примерный род запаха Огуречный, цветочный Илистый, тинистый Фекальный, сточный Запах мокрой щепы, древесины Прелый, свежевспаханной земли Рыбьего жира, рыбы Тухлых яиц Сена, свежескошенной травы Запах естественного происхождения, не подходящий под предыдущие определения в) определите цветность, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (слабожелтоватая, светложелтоватая, желтая, интенсивножелтая, коричневатая, краснокоричневая, зеленая и т.д.). Результаты наблюдений занесите в таблицу (см. Приложение № 8). г) определите температуру воды в водоеме. Для этого погрузите термометр непосредственно в воду не менее, чем на одну треть шкалы и выдержите в погруженном состоянии не менее 5 минут. Не вынимая термометра из воды, произведите отсчет показаний. Определите температуру воды в нескольких местах водоема, отстоящих друг от друга не менее, чем на несколько сот метров. Результаты наблюдений занесите в таблицу (см. Приложение № 8). 4. Определите кислотность природной воды (рН). Для этого в пробирку налейте 5 мл анализируемой воды. Добавьте пипеткойкапельницей 34 капли раствора 15 универсального индикатора и встряхните пробирку. Окраску раствора сразу же сравните с контрольной шкалой, выбирая ближайший по характеру окраски образец шкалы. Окраску наблюдайте сверху через открытое отверстие пробирки на белом фоне при достаточном освещении. Результаты занесите в таблицу (см. Приложение № 8). Проанализируйте полученные результаты и сделайте вывод об экологическом состоянии водоема (качестве воды). 5. Проведите биоиндикацию загрязнения водоема по состоянию популяции растений семейства Рясковые. Выберите маршрут, где будет производиться взятие проб. В каждой точке возьмите 3 пробы на расстоянии 23 метра друг от друга: ведром соберите ряски с поверхности 0,5 квадратного метра. Все плавающие растения из ведра соберите шумовкой и поместите в сосуд или полиэтиленовый пакет, на котором укажите номер пробы и точку сбора. Пробу разделите по видам, пользуясь следующей схемойопределителем: а) Многокоренник обыкновенный: корней несколько, если корни не развиты – материнский щиток крупный (510 мм); б) Ряска тройчатая: корень один, щиток вытянутый, на верхушке заостренный; в) Ряска горбатая: щиток округлый, с нижней стороны щитка отчетливо выраженное вздутие; если вздутия на нижней стороне нет – это Ряска малая. После разбора пробы все полученные данные занесите в таблицу (см. Приложение № 8). Проведите экспрессоценку качества воды, используя самый массовый вид (обычно это Ряска малая) по таблице: Число щитков / число особей 1,7 01 1,3 2,0 ≥ 2,0 % щитков с повреж дениями 0 10 20 30 40 50 ≥50 12 3 3 4 4 4 5 2 3 4 4 4 4 5 3 3 3 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Условные обозначения: 1 вода очень чистая; 2 чистая; 3 умеренно загрязненная; 4 загрязненная; 5 грязная; прочерком обозначены комбинации, встречаемость которых исключается. К повреждениям щитков относят черные и бурые пятна (некроз), пожелтения (хлороз). Количество и размер пятен не учитываются. Сделайте вывод об экологическом состоянии водоема. 16 6. Проведите биоиндикацию качества воды в водоеме с помощью дафний. Для этого возьмите воду из исследуемого водоема. Для контроля возьмите очищенную воду. В каждый стакан поместите 10 рачков в возрасте 24 суток (отловить пипеткой и поместить на предметное стекло, затем смыть в опытный и контрольный стаканы; методика культивирования дафний см. в Приложении № 9). Во время эксперимента дафний не кормите. Снимите результаты через 1, 2, 4, 8, 24, 48 часов. Те животные, которые после легкого встряхивания стакана не начинают двигаться, считаются погибшими. Занесите данные в таблицу (см. Приложение № 8). Рассчитайте среднее количество дафний, выживших в контрольной воде и в воде из исследуемого водоема. Затем вычислите процент гибели дафний в исследуемой воде и в контроле по формуле: среднее арифметическое (количество экземпляров, выживших в контроле и опыте). По данным таблицы (см. Приложение № 8) постройте графики динамики численности дафний в исследуемой воде и в контрольной. Сделайте вывод об экологическом состоянии воды в исследуемом водоеме. Следует иметь в виду, что при гибели более 50% особей вода считается сильно токсичной и непригодной для использования в питьевых целях. До 10% гибели вода считается нетоксичной. При гибели 20% особей концентрация загрязнителей в воде считается вредной. хх 1, хх  ( 100 , где К ) 2 х  1  1 2 7. Сравните данные химических методов определения экологического состояния воды и данные, полученные с помощью метода биоиндикации. Рекомендуемая литература. 1. Алявдина К.П., Виноградова В.П. Определитель растений. Ярославль, 1972. 2. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 3. Кузнецов М.А., Ибрагимов А.К., Неручев В.А., Юлова Г.А. Полевой практикум по экологии. М., 1994. 4. Новиков Ю.В. и др. Методы исследования качества воды водоемов /под ред. Щицковой А.П. М., 1990. 5. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. М.: ВЛАДОС, 2002. ТЕМА 6. ИЗУЧЕНИЕ ФЛОРЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ЛУГОВ Луга – это биогеоценозы, растительность которых представлена травянистыми сообществами. Во флоре лугов преобладают мезофильные растения, в основном, многолетние злаки. В зависимости от характера увлажнения различают пойменные и материковые луга. Материковые луга делятся на суходольные, связанные с повышенными формами рельефа, и низинные, приуроченные к понижениям. Флора лугов довольно богата, она формируется из лесных, опушечных и сорных видов. 17 Богатство флористического состава зависит от особенностей формирования и интенсивности хозяйственного использования. Луга в лесной зоне имеют преимущественно вторичное происхождение, многие несут сильные антропогенные нагрузки и в значительной степени трасформированы. В первую очередь, антропогенное воздействие затрагивает почвы, нарушая их структуру. Нарушения почвы являются сложными, имеющими черты прямого и косвенного воздействий. Цель работы: изучить особенности флоры и структуру лугового фитоценоза, оценить степень антропогенных нарушений, сравнить различные типы лугов. План выполнения работы: 1. 2. 4. Выберите несколько участков одного из типов лугов (пойменного, суходольного, низинного). 1. Сделайте геоботанические описания пробных площадок и результаты занесите в таблицу (см. Приложение № 10). Выявите видовой состав произрастающих на исследуемых площадках растений, используя определители. 3. Составьте систематический список видов каждого участка, соберите гербарий наиболее типичных растений луга. По возможности сделайте фотографии наиболее красивых и интересных участков луга. Сравнить флору описанных участков, выявить наиболее типичные растения луга. 5. Определить богатство почвы каждого из изучаемых участков. Результаты занесите в таблицу (см. Приложение № 10). 6. Охарактеризуйте степень антропогенных нарушений изученных лугов. Результаты исследований занесите в таблицу (см. Приложение № 10). Приложите к описанию иллюстративный материал: карты, схемы, фотографии, зарисовки, образцы природных объектов и т.д. 7. Спрогнозируйте экологические последствия от выявленных нарушений. Сформулируйте предложения по снижению антропогенных воздействий на почву и по ее восстановлению. Среди Ваших предложений выделите организационные и технические мероприятия. 8. Выберите несколько участков другого типа луга, проведите исследования по указанному выше плану. 9. Сравните различные типы лугов, сделайте выводы. Рекомендуемая литература. 1. Алявдина К.П., Виноградова В.П. Определитель растений. Ярославль, 1972. 2. Андреев Н.Г. Луговедение. М.: Колос, 1971. 18 3. Кузнецов М.А., Ибрагимов А.К., Неручев В.А., Юлова Г.А. Полевой практикум по экологии. М., 1994. 4. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломещ Ф.И. Современная наука о растительности: Учеб. М.: Логос, 2000. 5. Определитель сосудистых растений / Губанов И.А., Киселева Н.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. М.: Аргус, 1995 6. Пономарева И.Н. Экология растений с основами биоценологии. М.: Колос,1971. Радов А.С., Пустовой И.В., Корольков А.В. Практикум по агрохимии / Под ред. Проф. Радова Ф.С. Изд. 2е. М., 1991. 7. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. М.: ВЛАДОС, 2002. ТЕМА 7. ИЗУЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИШКОЛЬНОЙ ТЕРРИТОРИИ Экологически чистая полноценная внешняя среда наряду с другими факторами является важной предпосылкой сохранения и укрепления здоровья людей. Подавляющее большинство школ располагается в городах и селах и лишь небольшая их часть функционирует за пределами населенных пунктов. Непременным экологическим требованием является расположение детских учреждений на достаточном удалении от предприятий, шоссейных дорог, рынков, гаражей и т.п., однако, оно не всегда выполняется. Поэтому, исключительно важное значение приобретает озеленение пришкольной территории. Зеленые насаждения играют важную роль в регуляции микроклимата: предохраняют от чрезмерного перегревания почву, стены домов, тротуары, увлажняют и очищают воздух. Зеленые насаждения поглощают звуковые волны, снижают внешнюю шумовую нагрузку. Цель работы: комплексная оценка экологического состояния пришкольной территории. План выполнения работы: 1. Составьте карту микрорайона, включающего близко расположенные жилые дома, магазины, учреждения быта, автострады, промышленные предприятия, парки, скверы, бульвары и т.д. Отметьте на карте положение школы. На карте пришкольного участка отметьте следующие зоны: 1.  учебноопытная зона (участки различных культур, цветочно декоративные растения и т.д.);  спортивная зона;  зона отдыха (площадка для подвижных игр); 19  хозяйственная зона. 2. Результаты оценки занесите в таблицу (см. Приложение № 11). 3. Проанализируйте планировку пришкольного участка и сделайте вывод о ее соответствии санитарногигиеническим нормам (спортивная площадка должна располагаться в глубине участка и отделяться от окон учебных помещений полосой зеленых насаждений; хозяйственная зона должна размещаться со стороны входа в производственные помещения столовой и иметь отдельный въезд с улицы). С помощью рулетки произведите измерения основных показателей, характеризующих зеленую защитную зону пришкольной территории. Полученные данные занесите в таблицу (см. Приложение № 11). 4. 5. Отметьте на карте микрорайона с помощью условных обозначений зеленые насаждения, газоны. Сделайте вывод о соответствии зеленой зоны вашей пришкольной территории санитарногигиеническим нормам. 6. Определите видовой состав деревьев и кустарников пришкольной территории пользуясь определителями растений. Опишите состояние растений, фазу вегетации, обилие. Результаты занесите в таблицу (см. Приложение № 11). 7. Сделайте выбор о правильности подбора зеленых насаждений по видовому составу, учитывая следующие данные. На листовой поверхности одного взрослого растения осаждается за летний период пыли: Вяз До 34 кг До 23 кг Тополь шершавый Вяз перистоветвистый Ива Клен До 18 кг До 38 кг До 33 кг канадский Ясень Сирень Акация До 27 кг До 1,6 кг До 0,2 кг Хорошими поглотителями свинца по обочинам дорог являются акация желтая, липа, береза. Наиболее устойчивы к загрязнению воздуха газами тополь, ива белая, клен американский, белая акация, сирень, береза бородавчатая, барбарис. 8. Выберите несколько площадок 1м х 1м на газонах пришкольной территории. Определите видовой состав травянистых растений. Подсчитайте общее количество видов. Опишите состояние и ухоженность газонов. 9. Внесите конкретные предложения по улучшению планировки пришкольной территории. Составьте новую карту на основе этих предложений с указанием рекомендуемых вами растений. 20 11. Изучите степень запыленности воздуха на различных участках пришкольной территории. Для этого соберите листья на разных участках и на разной высоте (в глубине, вблизи автомагистрали, со стороны жилых домов, со стороны промышленных предприятий и т.д.). Приложите к поверхности листьев клеящуюся прозрачную пленку. Снимите пленку с листьев вместе со слоем пыли, приклейте ее на лист бумаги. Сравните отпечатки между собой. Оцените степень запыленности по пятибалльной шкале: Внешнее липкой ленты запыленности при наблюдении проявление прозрачной Степень запыленности Ба лл Очень большое количество пылевых скоплений, делающее ленту непрозрачной Большое количество пылевых скоплений на липком слое, ухудшающее прозрачность ленты Хорошо заметные скопления пылевых частиц, хорошо различимые даже при беглом взгляде, но не ухудшающие прозрачность ленты Заметное наличие пылевых частиц Очень высокая Высокая Средняя Малая Едва заметное наличие пылевых Незначительная 5 4 3 2 1 частиц на прозрачной ленте Сделайте вывод о степени запыленности листьев в разных участках пришкольной территории. 10. Проведите качественную оценку загрязнения воздуха на пришкольной территории с помощью лишайников (лихеноиндикация). Разбейте территорию на квадраты, например, 10 х 10 метров. В каждом квадрате выберите 10 отдельно стоящих старых, но здоровых, растущих вертикально деревьев. На каждом дереве подсчитайте количество видов лишайников. Не обязательно знать, как точно называются виды, надо лишь различить их по цвету и форме слоевища. Для более точного подсчета используйте лупу. Проведите оценку степени покрытия древесного ствола. Для этого на высоте 30150 см на наиболее заросшую лишайниками часть коры наложите рамку. Подсчитайте, какой процент общей площади рамки занимают лишайники. Кроме деревьев, можно исследовать обрастание лишайниками камней, стен домов и т.п. Полученные результаты занесите в таблицу (см. Приложение № 11). Определите степень загрязнения воздуха по таблице: 21 Зона Степень загрязнения Наличие (+) или отсутствие () лишайников Кустист ые Листов ые ые Накипн + + + + + 1 2 3 4 Загрязнения нет Слабое загрязнение Среднее загрязнение Сильное загрязнение + («лишайниковая пустыня») Сделайте вывод о степени загрязнения воздуха на изучаемой территории. 11. С помощью шумомера определите уровень шума на пришкольной территории: со стороны жилого массива; у зеленой полосы со стороны автострады; у зеленой полосы со стороны школы и т.д. Сделайте вывод об уровне шумовой нагрузки на пришкольной территории и роли зеленых насаждений в поглощении звука. 12. Обобщите полученные данные и сделайте вывод об экологическом состоянии пришкольной территории и путях его улучшения. Рекомендуемая литература. 1. Алексеев С.В. Задания и практические работы по экологической оценке состояния окружающей среды / Метод. Рекомендации для учителей школ, преподавателей ПТУ и ССУЗ. СПб, 1992. 2. Алявдина К.П., Виноградова В.П. Определитель растений. Ярославль, 1972. 3. Определитель сосудистых растений / Губанов И.А., Киселева Н.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. М.: Аргус, 1995 4. Рева М.И., Негробов В.К. Озеленение городов и сел. Донецк: Донбасс, 1970. 5. Руководство по контролю загрязнений атмосферы РД 52.04.18689. М., 1991. 6. Рычин Ю.В. Деревья и кустарники лесов, парков, садов средней полосы Европейской части СССР. М.: Учпедгиз, 1972. 7. Федорчук А.Т. Древесные растения садов и парков Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1980. 8. Холявко В.С., ГлобаМихайленко Д.А. Дендрология и основы зеленого строительства. М.: Агропромиздат, 1988. 22 ТЕМА 8. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОГЕННОГО ЭКОТОПА Экотопы, сформировавшиеся в результате интенсивной хозяйственной деятельности человека, называют техногенными. Они очень специфичны и не имеют природных аналогов. К ним относятся карьеры, отвалы, индустриальные пустыри, территории промышленных предприятий, строительные участки, железнодорожные откосы и т.п. Флора техногенных экотопов формируется стихийно, благодаря заносу диаспор как местных, так и адвентивных видов растений. В структуре флоры преобладают экологически пластичные виды, способные переносить различные неблагоприятные факторы внешней среды (почвенные и атмосферные загрязнения, отсутствие влаги, бедность почв или субстратов, механические повреждения и др.). Изучение флоры и состояния техногенных экотопов в настоящее время очень актуально и имеет большое теоретическое и практическое значение. Данные исследования помогают в решении проблем рекультивации индустриально нарушенных территорий и оптимизации среды. Цель работы: исследовать один из типов техногенных экотопов; оценить его экологическое состояние, выявить характерные черты флоры одного из типов антропогенных экотопов, отметить специфичность видового состава, оценить активность растений. План выполнения работы: 1. Обследуйте выбранный экотоп. Выявите особенности рельефа, нарушенность почв, оцените характер загрязнений. Результаты занесите в табл. (см. Приложение № 12 ). 1. Составьте геоэкологическую карту последствий воздействия человека на природу изучаемой территории. Топографическая основа карты – это карта или картосхема изучаемой местности. Ее можно разработать самостоятельно или взять в районном отделе архитектуры. 2. Изучите видовой состав встречающейся на исследуемой территории растительности; определите с помощью определителей систематическое положение обнаруженных видов. Отметьте состояние растений, обратив внимание на особенности роста, цветения, плодоношения, характер олиственности, наличие повреждений вегетативных и генеративных органов). Оценить степень активности видов по 5ти бальной системе Б.А. Юрцева (1982). Результаты занесите в табл. (см. Приложение № 12 ). 3. На картографическую основу нанесите границы ландшафтов и с помощью условных значков нанесите информацию о видовом составе растительности. 4. Изучите видовой состав встречающихся на исследуемой территории животных; На картографическую основу нанесите границы ландшафтов и с 23 помощью условных значков нанесите информацию о видовом составе животного мира. 5. На исследуемой территории определите типы почв, их кислотность, текстуру почвы, содержание гумуса (методики исследования смотри урок №5 «Методики оценки экологического состояния почвы»); результаты занесите в табл. (см. Приложение № 12). Полученные данные условными значками нанесите на карту местности. 6. Сделайте выводы, ответив на следующие вопросы:  Какова ваша комплексная оценка экологического состояния изучаемой территории?  Какие меры по улучшению экологической обстановки вы можете предложить?  Каков прогноз изученной техногенной среды (смоделируйте, как будет развиваться в дальнейшем изученная антропогенная экосистема). Рекомендуемая литература. 1. Алексеев С.В. Задания и практические работы по экологической оценке состояния окружающей среды / Метод. Рекомендации для учителей школ, преподавателей ПТУ и ССУЗ. СПб, 1992. 2. Алявдина К.П., Виноградова В.П. Определитель растений. Ярославль, 1972. 3. Определитель сосудистых растений / Губанов И.А., Киселева Н.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. М.: Аргус, 1995 3. Борисова Е.А. Флора антропогенных экотопов в г.Иванове // Вопросы экологии ВолжскоОкского междуречья. – межвуз. сб. науч. тр. Ковров: КГТА, 1999. 4. Исаков Ю.А., Казанская Н.С., Паморилов Д.В. Классификация, география и антропогенная трансформация экосистем. М.: Наука, 1980. 5. Промышленная ботаника / Е.Н. Кондратюк и др. Киев: Наукова думка, 1980. ТЕМА 9. ВЛИЯНИЕ НАРУШЕНИЙ ЦИРКАДНЫХ РИТМОВ СНА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОДРОСТКОВ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ Урбанизация, помимо крупных преимуществ, имеет некоторые существенные недостатки, одним из которых является отрицательное влияние на здоровье человека. С медикобиологических позиций помимо влияния на процесс акселерации, аллергизации населения, роста онкологической заболеваемости и смертности, роста доли лиц с избыточным весом, отставания 24 физиологического возраста от календарного и «омоложения» многих форм патологии городская среда оказывает значительное влияние на человеческие биоритмы. Биологические ритмы — важнейший механизм регуляции функций биосистем, сформировавшийся, как правило, под воздействием абиотических факторов. В условиях городской жизни они могут нарушаться. Это прежде всего относится к циркадным ритмам: новым экологическим фактором стало использование электроосвещения, продлившего световой день, что, в свою очередь, приводит к десинхронозу. Понимание того, почему и какие нарушения сна как маркера психофизиологического и соматического здоровья, встречаются у подростков. А затем принятие соответствующих управленческих и организационных мер по исправлению и/или профилактике этих проблем, поможет добиться успеха в долгосрочной перспективе здоровьесберегающих технологий. Цель работы: исследовать нарушения сна у учащихся 911 классов общеобразовательных учебных заведений и оценить их влияние на психоэмоциональное состояние подростков. План выполнения работы: 1. Исследование было независимым (анкетирование проведено анонимно, респонденты не получали никаких вознаграждений за участие в исследовании). Для определения дневной сонливости, продолжительности и качества сна проведите анетирование. Для этого используйте модифицированную анкету оценки качества сна, разработанную Алексеевой А.Н. и соавторами, а также модифицированную шкалу оценки сонливости Эпворта (Приложение 13, 14). 2. Проведите статистическую обработкуа базы данных с использованием пакета прикладных программ STATISTICA v.10.0 (StatSoft, USA). Описательная статистика для качественных учетных признаков представлена в виде абсолютных значений, процентных долей и их стандартной ошибки. Вид распределения определяется с помощью критерия Шапиро – Уилка. Данные для вариационных рядов с непараметрическим распределением представляются в виде медианы. Для сравнения долей используйте двухсторонний критерий Фишера, при уровне значимости p<0,05. 3. Сделайте выводы, ответив на следующие вопросы:  Какое количество учащихся (в процентах) имеют проблемы со сном;  Что именно является проявлением нарушений циркадных ритма сна, согласно исследованию;  Каковы причины нарушения циркадных ритмов сна? Рекомендуемая литература: 1. Алексеева А.Н., Жданова В.Н., Шнайдер Н.А., Газенкампф К.А. Циркадные нарушения сна у школьников старших классов крупного 25 промышленного города Сибири // Международный студенческий научный вестник. – 2016. № 45.; URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=16587. 2. Кантимирова Е.А., Маховская Т.С., Галась А.Ю., Петрова М.М., Шнайдер Н.А., Дмитренко Д.В., Газенкампф К.А., Грушкина О.С., Романова И.В., Медведева Н.Н. Эффективность сна как маркер здоровья студентов младших курсов медицинского университета // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 4. – С. 436. 3. Коробкин В.И. Передельский Л.В. Экология: учебник для вузов. – Изд.20е. – М.: Феникс, 2015 – 601с. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (Образец титульного листа) Министерство Образования Российской Федерации Муниципальное Образовательное Учреждение Средняя школа (лицей, гимназия) № ______ ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕКРЕАЦИОННЫХ НАГРУЗОК НА ЛЕСНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ 26 Иследовательская работа учеников (ученика) _____ класса средней школы № ______ Иванова И.И., Сидорова А.А. Научный руководитель – учитель биологии __________ ИВАНОВО – 2015 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ФИЗИКОГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЛАНК ОПИСАНИЯ ПРОБНОЙ ПЛОЩАДИ ________________________________________________________________ № _____ Дата __________ Исследователь (и) _____________________________ 27 Географическое положение ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Общий характер рельефа___________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ Краткая характеристика почвы ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Тип леса ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Размер пробной площадки ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Окружение ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Следы деятельности человека ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Мелкие формы рельефа на обследуемой площадке ____________________________________________________________________ ПРИЛОЖЕНИЕ БЛАНК ОПИСАНИЯ ЛЕСНОГО ФИТОЦЕНОЗА 3 №_________ Дата _________ Исследователь (и) ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 28 Название ассоциации ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Описание древостоя Оби лие Назва ние вида Высота я а ш ь л о б и а н я а щ ю а д а л б о е р п Диаметр Фено фаза й и ш ь л о б и а н й и щ ю а д а л б о е р п и р П а ч е м е и н е в т с е щ б о о с в е и т с а ч У ) х а л л а б в ( е и н я о т с о с е щ б О Описание подлеска Степень выраженности подлеска ____________________________________ Состав подлеска Название вида Оби лие Фено фаза Высота ь л о б и а Н я а ш ю а д а л б о е р П я а щ е и н я о т с о с ) е х е а щ л л б а О б в ( и р П а ч е м е и н е в т с е щ б о о с в е и т с а ч У Описание травяного покрова Общее проективное покрытие (в %) _______________________________________ Состав 29 Обилие Высота Фенофаза Назва ние вида е е щ б О е и н я о т с о с ) х а л л а б в ( а ч е м и р П е и н е и т с а ч У в т с е щ б о о с е в Мохово – лишайниковый покров (общее покрытие, особенности) ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Лесная подстилка (мощность в см., состав) ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМЫ СМЕШАННОГО ЛЕСА №_________ Дата _________ Исследователь (и) ______________________ Состояние ярусов Вклю При 30 древо стоя под лес ка и круп ного под рос та Под роста млад ших воз рас тов траво стоя мохово лишай нико вого покро ва меча ние чения нелес ных видов и и ц а д а р г е д я и д а т С й о н с е л я и н я о т с о с а к и т с и р е т к а р а Х ы м е т с и с о к э ПРИЛОЖЕНИЕ 5 ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТОЯНИЯ ДЕНДРОФЛОРЫ ЭКОСИСТЕМЫ ПАРКА _____________ №_________ Дата _________ Исследователь (и) ______________________ Высота Диаметр Фено 31 Оби лие Назва ние вида фаза й и ш ь л о б и а н я а ш ь л о б и а н я а щ ю а д а л б о е р п й и щ ю а д а л б о е р п а в т с е ч а к е ы н в и т а р о к е Д ) х а л л а б в ( е и н я о т с о с е е щ б О й и н е д ж е р в о п х и к с е ч и н а х е м е и ч и л а Н е и н е д ж е р в о П и л и и м ы м о к е с а Н и м а б и р г ПРИЛОЖЕНИЕ 6 СТЕПЕНЬ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА В ПАРКЕ _______________ . Высота от поверхности почвы Степень запыленности Место произрастания У автомагистрали У жилых домов В глубине зеленой зоны Вблизи промышленных предприятий ПРИЛОЖЕНИЕ 7 БЛАНК ОПИСАНИЯ ВОДОЕМА ________________________________. Дата _________ Исследователь (и) __________________________________ Местоположение ____________________________________________________________________ Окружение ______________________________________________________ 32 Температура воздуха ______________________________________________ Осадки__________________________________________________________ Облачность (освещенность)________________________________________ Направление ветра _______________________________________________ Время дня _______________________________________________________ Соленость воды __________________________________________________ рН воды _________________________________________________________ Прозрачность воды ______________________________________________ № квадрата _________ Размер исследуемого квадрата _____________________________________ Видовой состав растений: Название вида Численность Состояние Видовой состав животных: Название вида Численность Состояние Трофический уровень Видовой состав планктона: Название вида Трофический уровень Численность Характеристика хозяйственного использования________________________ Антропогенные нарушения ________________________________________ ПРИЛОЖЕНИЕ 8 БЛАНК ОПИСАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМА ____________________ № _________ Дата _________ Исследователь (и) __________________________ Название водоема ________________________________________________ 33 Площадь водоема ________________________________________________ Как осуществляется поверхностный сток воды в водоем (быстро, медленно, застаиваясь, и т. д.), загрязняет ли он водоем ___________________ За счет чего происходит пополнение вод водоема _____________________ Характеристика окружения _______________________________________ Краткая характеристика растительности прилегающей местности __________________________________________________________________ Какое влияние оказывает на водоем прилегающая растительность ___________________________________________________________________ Органолептические показатели воды: Характеристика Температура Максимальная разность температур в точках отбора Запах: характер интенсивность Цветность Мутность Единица измерения ° С ° С Словесное описание Баллы Словесное описание Словесное описание Кислотность (рН) воды: № пробы Тип водоема Состояние популяций ряски: Условия отбора (место и способ отбора) Значения Значение рН пробы Вид ряски Число растений (особей) Общее число щитков 34 Число щитков с повреждениями в общем % щитков с повреждениями количестве щитков Состояние популяций дафний: Состояние воды Количество дафний через промежутки времени (часах) 1 2 4 8 4 2 8 4 Исходная численн ость Исследуемая вода (№ пробы) Контрольная вода е е н д е р С е м ф и р а е о к с е ч и т ПРИЛОЖЕНИЕ 9 МЕТОДИКА КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ДАФНИЙ Из природного водоема отбирается 3040 самок и помещается в банку. Количество воды постепенно доводится до 1 литра. Это необходимо для адаптации дафний к новым условиям. Кормят дафний 1 раз в сутки одноклеточными водорослями. Для корма можно использовать разведенные дрожжи, но кормить ими часто нельзя, не более 12 раз в неделю (можно растереть вареный желток от куриного яйца и подкармливать дафний 1 раз в неделю). Температура при выращивании дафний должна быть в пределах от +18°С до +22°С. В течение 810 часов в сутки дафний нужно освещать лампами мощностью 40 ватт. Один раз в неделю накопившийся на дне банки осадок удаляется стеклянной трубочкой и наполовину заменяют воду. Вода для выращивания дафний требует специальной подготовки. Воду берут из чистого пресного водоема. Выдерживают 3 дня при комнатной температуре, регулярно аэрируют при помощи аквариумного компрессора. Можно взять водопроводную воду, но ее необходимо отстаивать для удаления хлора и пропускать через гранулированный активированный уголь (положить в трубку высотой 1 метр). ПРИЛОЖЕНИЕ 10 35 БЛАНК ОПИСАНИЯ ЛУГОВОГО ФИТОЦЕНОЗА №_________ Дата _________ Исследователь (и) ______________________ Местоположение _________________________________________________ Окружение (поля, дороги и т.д.) _____________________________________ Название ассоциации ______________________________________________ Размер пробной площадки __________________________________________ Общее проективное покрытие _______________________________________ Средняя высота травостоя ___________________________________________ Видовой состав травостоя (описывается по группам: 1) злаки; 2) бобовые; 3) разнотравье): Обилие Состояние Название вида Обилие Состояние Обилие Состояние Название вида Обилие Состояние Обилие Состояние Название вида Обилие Состояние Название вида Злаки Название вида Бобов ые Название Вида Разнотр авье Моховой покров ________________________________________________________ Богатство почвы органическим веществом : № пробы Высота слоя почвы в сосуде, мм верхнего слоя (h верх.) нижнего слоя (h нижн.) h верх. h нижн. Виды антропогенных нарушений: 36 Виды нарушений Сельскохозяйственные В чем выражается нарушение Перекрытие почвенного профиля (укажите,чем) ____ ______________________________________________ Лесохозяйственные Эрозия почвы (ветровая, водная) Промышленные Строительные _________________ Механическое нарушение (уплотнение, переувлажнение, иссушение), замусоривание, пожарища и др. ________________________________ Загрязнение почв (засоление, закисление, загрязнение нефтепродуктами, удобрениями, тяжелыми металлами) __________________________ Транспортные Перекрытие и уплотнение почвенного слоя__________________________________________ Рекреационные Уплотнение, замусоривание, пирогенные нарушения_____________________________________ Характеристика нарушений: Показатели нарушений Площадь распространени я Признаки выявленных нарушений Стадия нарушения Вид антропогенных воздействий, явившихся причиной нарушений Характер воздействий Влияние на природный Описание нарушений Форма участка, протяженность, ширина, общая площадь _________________________________ (Укажите, в чем выражаются нарушения) __________ Начальная, развитая, сильная, катастрофическая и др. ______________________________________________ (Укажите вид воздействия) ______________________________________________________ Низкая, средняя, высокая, очень высокая; продолжительная, периодическая ________________________________________ (Опишите, в чем выражается влияние) ____________________ 37 комплекс ______________________________________________________ ПРИЛОЖЕНИЕ 11 БЛАНК ОПИСАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИШКОЛЬНОЙ ТЕРРИТОРИИ. №_________ Дата _________ Исследователь (и) ______________________ Местоположение _________________________________________________ ________________________________________________________________ Окружение (жилые дома, дороги и т.д.) ______________________________ ________________________________________________________________ Планировка пришкольной территории: Производимые измерения Расстояние от границ школы до промышленных предприятий, магазинов, предприятий быта Расстояние от школы до жилых домов Расстояние от школы до автострады Полученные Результа ты Санитарно гигиенические нормы (не менее), м 50 10 25 (оптимальное 100) Состояние зеленой защитной полосы пришкольного участка: Измерения Ширина защитной полосы из деревьев и кустарников:   На границе территории Со автомагистрали стороны 38 Полученные результ аты Санитарно Гигиеничес кие нормы (не менее), м 1,5 6 Площадь деревьев и кустарников по периметру крон, приходящаяся на одного учащегося (включая близлежащие парки, скверы м 2 т.д.), и Расстояние от школы до деревьев Расстояние от школы до кустарников Расстояние (узколистными) Расстояние между между деревьями деревьями (широколистными) Количество деревьев на 1 га (100 х 100 м) Состояние дендрофлоры пришкольного участка: 50 10 5 56 810 90150 Оби лие Фено фаза Назва ние вида Общее Состоя ние (в баллах) Деко ратив ные качества Наличие механических повреждений Повреждение насекомыми или грибами Состояние травянистых растений: Назва ние вида Обили е Состоя ние Результаты лихеноиндикации: Признаки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 Деревья Общее количество видов лишайников, в том числе: Кустистых Листовых Накипных Степень покрытия древесного ствола 39 лишайниками, % ПРИЛОЖЕНИЕ 12 БЛАНК ОПИСАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОГЕННОГО ЭКОТОПА ________________________________ №_________ Дата _________ Исследователь (и) ______________________ Местоположение _________________________________________________ Рельеф __________________________________________________________ Нарушенность почв: Виды нарушений Сельскохозяйственные Перекрытие почвенного профиля (укажите,чем) В чем выражается нарушение ____ ______________________________________________ Лесохозяйственные Эрозия почвы (ветровая, водная) Промышленные Строительные _________________ Механическое нарушение (уплотнение, переувлажнение, иссушение), замусоривание, пожарища и др. ________________________________ Загрязнение почв (засоление, закисление, загрязнение нефтепродуктами, удобрениями, тяжелыми металлами) __________________________ Транспортные Перекрытие и уплотнение почвенного слоя__________________________________________ Рекреационные Уплотнение, замусоривание, пирогенные нарушения_____________________________________ Характеристика нарушений: Показатели нарушений Площадь распространени Описание нарушений Форма участка, протяженность, ширина, общая площадь _________________________________ я Признаки выявленных нарушений (Укажите, в чем выражаются нарушения) __________ 40 Стадия нарушения Вид антропогенных воздействий, явившихся причиной нарушений Характер воздействий Влияние на природный комплекс Начальная, развитая, сильная, катастрофическая и др. ______________________________________________ (Укажите вид воздействия) ______________________________________________________ Низкая, средняя, высокая, очень высокая; продолжительная, периодическая ________________________________________ (Опишите, в чем выражается влияние) ____________________ ______________________________________________________ Видовой состав и состояние растительности: Назва ние вида Состоя ние (в баллах) Особен ности роста Особенно сти цвете ния и пло доношения Харак тер олист венност и Степень активности видов (в баллах) Наличие поврежде ний Видовой состав животных:___________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Почвы (тип, кислотность, текстура, содержание гумуса) ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ПРИЛОЖЕНИЕ 13 Модифицированная анкета оценки качества сна (Алексеева А.Н. и соавт., 2015 г.) 41 Анкета сна школьника старших классов Дата : «__»__201 Дата рождения: «__» __» __Возраст__Пол : муж, жен. Рост_ см. Вес_ кг. Прочитайте , пожалуйста, внимательно указания по заполнению анкеты! Если необходимо ответить «Да» или «Нет» , то обведите правильный ответ кружком Если необходимо выбрать ответ из списка , то укажите правильный ответ крестиком в скобках (+ ). Следующие вопросы о сне в течение последних 3 месяцев 1. Удовлетворены ли Вы в общем качеством Вашего ночного сна? Да / Нет 2. Если у Вас имеются проблемы со сном, то в течение какого времени? ___лет __мес __нед 3. Сколько ночей в неделю у Вас отмечаются проблемы со сном? _____ 4. Сформулируйте Вашу основную проблему со сном: _________________________________ 5. Укажите в среднем, в какое время ложитесь спать вечером в будние дни? ______в выходные дни_______ 6. В какое время просыпаетесь в будние дни ?________в выходные дни________ 7. В среднем, продолжительность сна в будние дни?________в выходные дни_________ 8. Как пробуждаетесь? ( ) Встаёте самостоятельно ( ) Использую будильник ( ) Будят родители или др. родственники? ( ) Нужно пробудить несколько раз, прежде, чем встаёте с постели 42 Сколько времени в среднем уходит на пробуждение? ____ч. ___мин. Сколько времени в среднем уходит на засыпание?__ч. ______мин. Спите днём? Да/Нет Если да, то как долго?__ч. __мин Если у вас была возможность установить свой собственный график, Вы бы предпочли: ( ) Ложиться спать рано и рано вставать ( ) Ложиться спать поздно и поздно вставать ( )Нет предпочтений 13. Принимали ли Вы когдалибо принимал снотворные средства? Да/ нет. Если да, то в каких дозах и как часто: __________________________________________________________ 14. Отмечаются ли у Вас следующие симптомы? Боязнь не заснуть Трудности с засыпанием Пробуждения среди ночи Беспокойный сон Ночью «лезут мысли» в голову Ночная потливость Ранние пробуждения в 4–5 утра Неосвежающий сон Разбитость по утрам Головная боль по утрам Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Снижение памяти Хроническая дневная усталость Раздражительность Тревожность Внутренняя напряженность Снижение настроения Храп Всхрапывания Остановки дыхания во сне Пробуждения от нехватки воздуха Ночные приступы удушья (20–40 43 Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Дневная сонливость Затруднение усвоения программы Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет секунд) Затруднение дыхания в полож. на спине Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет Да / Нет 15. Какой из следующих элементов есть у Вас в спальне: Телевизор, DVD, компьютер, Интернет, Видео игры, телефон/мобильный телефон. 16.Сколько времени в среднем в сутки затрачиваете на выполнение домашнего задания?___ч___мин. 17. Сколько времени в среднем в течение суток Вы пользуетесь интернетом? __ч___мин. Смотрите телевизор?____ч.__мин 18. Вы занимаетесь физическими занятиями (спорт. секции , танцы и др.) ? Да/Нет ( какими ?) ________________ 19. Ваша успеваемость( средний балл)__________ 20. Употребляет ли Вы напитки, содержащие кофеин (кола, кофе, молочный шоколад или др.) или едите шоколад в больших количествах? 21.Вы курите? Да/Нет. Если курите , то сколько сигарет выкуриваете в день? ____шт. Как давно Вы курите? __лет ___мес. 22. Принимает алкоголь?Да/Нет . Если Да , какие алкогольные напитки и как часто в неделю_______________________________ 23.У Вас отдельная комната для сна? Да/Нет 24. Удаётся ли Вам соблюдать определённое время для укладывания в постель? 44 Да/Нет ПРИЛОЖЕНИЕ 14 Модифицированная шкала оценки сонливости Эпворта (Алексеева А.Н. и соавт., 2015 г.) Шкала оценки сонливости. Какова вероятность, что Вы может задремать или уснуть в приведённых ниже ситуациях: 0 = никогда; 1 = низкая вероятность; 2 = умеренная вероятность; 3 = высокая вероятность Вероятность дремоты или засыпания СИТУАЦИЯ Читая сидя Просматривая телепередачи Сидя в общественном месте без проявления активности (на занятиях или в кино, театре) В качестве пассажира в машине при движении без остановки в течение часа Во время отдыха в кровати во второй половине дня, если позволяет ситуация Сидя в спокойной обстановке после обеда Сидя и разговаривая с кемлибо Во время игры с друзьями 45 46

Методические рекомендации к исследовательским работам по экологии

Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

18.06.2018