Комплексное исследование городского парка. исследовательская работа комплексное исследование парка. Исследовательская работа Комплексное исследование городского парка
 Скачать 2.57 Mb.
|
|
Региональный этап 22 Всероссийской олимпиады учебных, научно-исследовательских проектов детей и молодёжи «Созвездие-2022» среди обучающихся образовательных организаций Костромской области Муниципальное общеобразовательное учреждение Коткишевская основная общеобразовательная школа город Нея и Нейский район Номинация: «Сохраним Землю». Исследовательская работа «Комплексное исследование городского парка»  Выполнила: Учащаяся 9 класса МОУ Коткишевской ООШ город Нея и Нейский район Просвирова Надежда Дмитриевна Научный руководитель: Орлова Ольга Поликарповна преподаватель химии, биологии, экологии МОУ Коткишевской ООШ Нея – 2021-2022 Содержание работы: 1. Введение…………………………………………………………… 3 2. Цели и задачи исследования…………………………………….4 3. Методы исследования..................................................................4 4. Методика проведения исследований…………………… .5-10 5. Результаты исследований…………………………………11-17 6. Социологический опрос……………………………………17-18 7. Выводы, заключения ……………………………………... 18-19 8. Используемая литература……………………………………20 7. Приложения …………………………………...……………22-27 Введение. Одной из острых проблем современности, стоящей перед человечеством, является проблема сохранение качества окружающей среды. Я считаю эту тему актуальной на сегодняшний день, так как ученые уже давно пришли к очевидному выводу: активная деятельность человека наносит Земле непоправимый вред. Вообще роль зеленых насаждений очень велика. Они выполняют газозащитную и ветрозащитную функции, снижают запыленность и загазованность воздуха, обладают фитонцидным действием, влияют на тепловой режим и влажность воздуха, борются с шумом. Парк в наши дни испытывает на себе сильное влияние со стороны человека. Это влияние не только велико, но и очень разнообразно. Тут и вечерняя дискотека, и массовые гулянья, и выгул животных, и загрязнение атмосферы ядовитыми газами.… А как реагируют насаждения на всё это? Какие изменения в них происходят? Насколько они опасны для самого существования парка? Вмешательство человека в жизнь парка нельзя остановить. Оно неизбежно будет продолжаться и дальше. Но всем надо стремиться к тому, чтобы причинять парку наименьший вред. Чтобы он как можно меньше страдал от нашего вмешательства в его жизнь. Что для этого нужно? Программа действий включает перечень дел, которые планирую выполнить сама с помощью мероприятий, выполнение которых относится к компетенции местных органов власти. Данной программой предусматривается связь с природоохранной организацией города и редакцией местной газеты с целью получения консультаций специалистов, информирования населения о полученных результатах исследований и возможного сотрудничества. Актуальность такой работы и в том, что зачастую достоверная информация недостаточна, требуется уточнение и поиск новых фактов. В связи с этим я поставила перед собой цель исследования - изучить экологическое состояние городского парка, определив степень загрязнения растений, разработать проект его благоустройства. Задачи: Оценить экологическое состояния городского парка; а) по состоянию лишайников; б) по состоянию сосны обыкновенной Предложить практические рекомендации по мерам охраны на исследуемой территории. Разработать проект благоустройства городского парк. Оценить эстетичность парка. Объект исследования: Городской парк «Сосновый бор» Гипотеза: экологическое состояние нейского городского парка благоприятное, в нем можно отдыхать и взрослым, и детям т. к. рядом имеется сцена со скамейками, детская площадка, Актуальность: Антропогенное воздействие отрицательно влияет на наш парк, как место отдыха людей Новизна работы: определение загрязненности парка по нескольким аспектам, количественный учет всех насаждений парка, мониторинг. Социологическое исследование. Оценка эстетических характеристик парка. Методы исследования: Теоретические (анализ и синтез) Эмпирические (наблюдение, сравнение, эксперимент) Математические (статистические, диаграммы, таблицы) Исследовательские: (проведение эксперимента) Методика проведения исследования. Первым этапом проведённого исследования было комплексное исследование парка с проведением биомониторинга окружающей среды на примере древесной и травянистой растительности. Вторым этапом было определение индикации чистоты атмосферы по хвое сосны. Визуальная и количественная оценка состояния хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Третьим этапом работы - нахождение и определение лишайников на площадке. Определение видов лишайников проводились согласно справочнику-определителю. В результате были выявлены зависимость видового разнообразия эпифитной лишайниковой растительности и наиболее стойкие к загрязнению виды. Четвертым этапом было проведение социологического опроса. 1 этап 1. Комплексное исследование парка. Определите видовой состав растительности. 2. Выявите признаки загрязнений и отметьте их в таблице , проставив соответствующее количество баллов. Степень загрязнения определяется по следующим критериям: очень слабая: 1 – 5% от общего количества объектов (1 балл); слабая: 6- 20% (2 балла); средняя: 21-30% (3 балла); сильная: 31-50% (4 балла); очень сильная: более 50% (5 баллов). Сделайте общий вывод о состоянии исследуемой территории на основании подсчёта общего количества баллов. Результаты занесите в таблицу1. 2.Биомониторинг окружающей среды на примере древесной растительности. Методика. Установить чёткое увеличение разнообразия видов по мере удаления от источника загрязнения. Для биомониторинга используют индекс Симпсона. Оборудование: определители древесных пород, рулетка. Ход работы: Выберите три участка парка размером в 2 га (200м * 200м) в разных частях парка (в нашем случае у автодороги, у кочегарки и в центре парка). Подсчитайте количество деревьев и кустарников каждого вида. Результаты подсчета запишите в форме таблицы. Рассчитайте индекс Симпсона по общей формуле: D = Σ (n*(n-1)), (N*(N-1)) Σ - знак суммирования; n-число особей каждого вида; N-общее число особей 2 этап Биоиндикация. Биоиндикация – это оценка состояния окружающей среды по реакции живых организмов (растения, животные). Биоиндикаторы – это биологические объекты, используемые для оценки состояния среды. Систему наблюдений за этой реакцией называют биологическим мониторингом. Хвойные растения чувствительны к загрязнению среды. Они особенно сильно страдают от сернистого газа. Продолжительность жизни хвои у сосны составляет 3-4 года. За это время она накапливает такое количество сернистого газа, которое может существенно превысить пороговые значения. Под влиянием токсиканта у сосны происходят следующие изменения: -уменьшение продолжительности жизни хвои -отмирание побегов -появление некрозов (омертвление тканей) -изреживание кроны -уменьшение ширины годичных колец Информативным признаком определенного уровня загрязнения атмосферы является состояние хвои: изменение окраски (хлороз, пожелтение), преждевременное увядание хвои и дефолиация, время жизни, наличие некротических пятен. При этом форма и цвет некротического пятна является специфической реакцией на определенный вид загрязнения, а доля пораженной поверхности хвоинки может быть использована для количественной оценки реакции фитоиндикатора. Для индикационных целей могут быть использованы также морфологические и анатомические характеристики хвои сосны. Хвоепад (листопад) у сосны происходит осенью. Зеленые хвоинки располагаются на прошлогодних и побегах этого года, а желтые на более старых, которым уже более 3 лет. Также у сосны происходит изреживание кроны, появляется много сухих веток, покрытых редкой короткой хвоей. Сернистый газ поглощается растением через устьица, растворяется в жидкой фазе клеток (цитоплазме) и вызывает отравление живых тканей. Скорость поступления фитотоксиканта сильно зависит от влажности воздуха и насыщенности листьев водой. Увлажненные хвоинки поглощают сернистый газ в несколько раз больше, чем сухие. Растение интенсивно накапливает в тканях серу. Молодые хвоинки (молодые деревья) активнее поглощают сернистый газ, чем старые. Поэтому возраст сосновой хвои указывает на степень загрязнения. При концентрации сернистого газа 1:1000000 хвоя сосны опадает. Фотосинтез полностью прекращается. Появление некрозов (омертвление тканей) чаще проявляется на хвоинках сосны под влиянием загрязняющих веществ. Различают следующие виды некрозов: -краевой некроз (по краям хвоинки); -срединный некроз; -точечный – отмирание тканей листа в виде пятен, рассыпанных по всей поверхности хвоинки (См. Схема№1)  1)сухая хвоинка 2)усохло более половины хвоинки 3)усола треть хвоинки 4-6) усохли кончики хвоинок 7)здоровая хвоинка Вывод. Изреживание кроны происходит в результате обесхвоенности (дефолиации), когда воздействие загрязняющих веществ (в том числе и сернистый газ) приводит к разрушению верхней части дерева.  3 этап. Методика определения степени загрязнения воздуха по лишайникам. В лихеноиндикационных исследованиях используются различные деревья. Для оценки загрязнения атмосферы парка выбирается вид дерева, который наиболее распространен на исследуемой территории. Для оценки загрязнения атмосферы конкретного участка, улицы или парка описывают лишайники, которые растут на деревьях по обеим сторонам улицы или аллеи парка на каждом третьем, пятом или десятом дереве. Отмечают, какие виды лишайников встретились на площадке, какой процент общей площади рамки занимает каждый растущий там вид. Кроме того, указывают жизнеспособность каждого образца: есть ли у него плодовые тела, здоровое или чахлое слоевище. Обследование можно провести по наличию какого-то одного вида лишайников на данной территории или подсчитать количество всех видов лишайников, произрастающих в районе исследования. Кроме выявления видового состава, определяют размеры розеток лишайников и степень покрытия в процентах. Оценка встречаемости и покрытия дается по 5-бальной шкале. Таким образом, для каждой площадки описания и для каждого типа роста лишайников – кустистых, листовых и накипных – выставляются баллы встречаемости и покрытия. После проведения исследований на нескольких десятках деревьев делается расчет средних баллов встречаемости и покрытия для каждого типа роста лишайников – накипных (Н), листовых (Л) и кустистых (К). зная баллы средней встречаемости и покрытия Н,Л,К, легко рассчитать показатель относительной чистоты атмосферы (ОЧА) по формуле: ОЧА=  .Чем выше показатель ОЧА (ближе к единице), тем чище воздух местообитания. Имеется прямая связь между ОЧА и средней концентрацией диоксида серы в атмосфере. Результаты вносятся в таблицу   Исследовательская часть 1этап. Я использовала методику «комплексное исследование парка» для выявления видового состава растительности и выявления признаков загрязнений в городском сосновом парке. Я определили методом подсчета видовой состав растительности: - деревья (5видов) липа, тополь, сосна, береза, клен - кустарники (1вид) акация - травянистые растения (31 вид) 2. Выявила признаки загрязнений и отметила их в таблице, проставив соответствующее количество баллов. Таблица №1
Вывод: На 1 участке степень загрязнения очень слабая, на втором слабая, что говорит о том, что у кочегарки загрязненность выше. Был получен следующий результат: деревья городского парка средней продолжительности жизни, кустарники взрослые и молодые; у 126 деревьев и кустарников обнаружили повреждения в виде сломанных ветвей. Суховершинные деревья располагаются радом с кочегаркой. Я сделала вывод: деревья в парке начинают усыхать с верхушек от влияния дыма. Содержащего диоксид серы, многие растения парка страдают от поломок. 2 этап исследования. Биомониторинг окружающей среды на примере древесной растительности. Я установила чёткое увеличение разнообразия видов по мере удаления от источника загрязнения. Для биомониторинга использовала индекс Симпсона. Оборудование: определители древесных пород, рулетка. Ход работы: Выбрала два участка парка размером в 2 га (200м * 200м) в разных частях парка. Подсчитала количество деревьев и кустарников каждого вида. Результаты подсчета записала в форме таблицы 3.
Я рассчитала индекс Симпсона по общей формуле: D = Σ (n*(n-1)), (N*(N-1)) 1)Подставила данные в формулу и рассчитала индекс Симпсона. D = (296*295) +(15*14) +(36*35) +(15*14) +) (5*4) +(40*39) +(10*9)/(451*450)=0,4467 2) Определила величину, обратную D 1/D = 2,23. 3) Определила площадь парка и древесно-кустарниковой растительности в квадратных метрах и рассчитала их в % от общей площади парка. Я получила следующий результат: расчет % растительности от площади парка составил 61 %. Следовательно: зелёных насаждений больше половины площади парка, не требуется озеленение. 4)Подсчитала и определила с помощью определителя количество травянистых растений. В нашем парке произрастает 18 семейств растений, 31 вид растений, которые я определила по определителю. (См. приложение 1) Вывод: Используя обратный индекс Симпсона 1/D, который будет соответствовать возрастанию видового разнообразия. Тем самым я доказала, что чем дальше от источника загрязнения, тем видовое разнообразие больше. 3 этап. Используя метод визуальной и количественной оценки, определить состояние хвои сосны обыкновенной (Pinus silvestris). Шкала оценки повреждения хвои: 1.Хвоинки не имеют пятен. 2.Хвоинки имеют немногочисленные пятна. 3.На хвоинках большое количество желтых и черных пятен, в том числе во всю ширину хвоинки. Шкала оценки усыхания хвои: 1.Сухие участки отсутствуют. 2.Кончики усохли на2-5мм (светлый шипик на конце хвоинки не учитывается). 3.Усохла треть хвоинки. 4.Усохло более половины хвоинки или вся она жесткая. Ход работы: С нескольких боковых побегов в средней части кроны 10 деревьев сосны в 15-20 летнем возрасте отобрала 100 пар хвоинок второго и третьего года жизни, мне помогали собирать хвою кружковцы из нашего кружка «Красота и здоровье человека». Всю хвою разделила на 3 части: -неповреждённая хвоя (1 класс); -хвоя с пятнами (2,3 класс); -хвоя с признаками усыхания (4 класс). Использовала определитель. Я выбрала - участок соснового леса вблизи автодороги возле тропинки - участок №1, - участок соснового леса рядом с кочегаркой - №2. - участок в центре соснового леса в парке около сцены - №3.   С 10 деревьев собрала хвою - 100 штук. Визуально сделала анализ их состояния. Подсчитала количество хвоинок в каждой группе и внесла данные результаты исследования занесла в таблицу №4. 2. Результаты биоиндикации: Сосна очень чувствительна к ядовитым газам, которые выбрасывают трубы заводов и фабрик. В особенности вреден для нее сернистый газ. У таких деревьев много сухих отмерших веточек, а те, что остались в живых, покрыты короткой, редкой хвоей. В результате хвоя почти не снабжает дерево органическими веществами. В центре парка основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений и лишь малая часть хвоинок (12%) имеет светло-зеленые пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. У проезжей части процент усыхания хвоинок и хвоинок с пятнами (21%) больше, чем в центре парка, но меньше, чем у кочегарки. На диаграмме представлены результаты сравнения исследования на участке №1, 2, 3. (См. Приложение 3) Определение загрязненности атмосферы по продолжительности жизни хвои. В незагрязненном лесу основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятня и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязненной атмосфере проявляются повреждения, и снижается продолжительность жизни хвои сосны. Методика определения состояния хвои: 1) Выбрать конкретные участки соснового бора, контрастные по уровню атмосферного загрязнения – вблизи автодорог, предприятий и т.д. 2) Осмотреть не менее 20 деревьев на каждом участке. 3) Данные занести в таблицу. Цель работы: Определить продолжительность жизни хвои сосны в разных участках парка Ход работы: 1) Выбрала участок леса вблизи автодороги возле тропы – участок №1, а также участок леса в центре тропы – №2. Участок №3 контрастный по уровню загрязнения – рядом расположена кочегарка. 2) Осмотрела не менее 20 деревьев на каждом участке 3) Вычислила продолжительность жизни хвои по формуле: 3) Результаты исследования занесла в таблицу №3. (См. приложение 2) Чувствительной к техногенному загрязнению воздуха является продолжительность жизни хвои сосны (от 1 до 4-5 и более лет). Вычислила индекс продолжительности жизни хвои сосны по формуле: Q = 3В1 + 2В2 + В3 разделить на В1 + В2 + В3 Где В1 + В2 + В3 - количество деревьев с данной продолжительностью жизни хвои. Находим Q: Q1 =3* 8+ 2*7 + 5 = 2,15 8 + 7 + 5 Q 2= 3*5 + 2*7 + 4 = 1,65 5 + 7 + 8 Q3= 3*9+ 2*7+ 4 = 2,25 9 + 7 + 4 Q ср= 2,016 Наблюдение: В нашем парке меньше всего продолжительность жизни хвои наблюдается на участке №2, это 40% с возрастом 2-3года. Вывод: Чувствительной к техногенному загрязнению воздуха является продолжительность жизни хвои сосны (от 1 до 4-5 и более лет). Это подтверждает, что воздух больше всего загрязнен в парке рядом с кочегаркой. (См приложение 2). В результате третьего этапа исследований выявлено наличие листоватых и накипных и отсутствие кустистых морфологических типов лишайников на исследуемых участках –около кочегарки и присутствие всех типов на контрольном участке в центре парка. В соответствии с таблицей №4 определения степени загрязнённости воздуха, отсутствие кустистых, но наличие листовых и накипных типов лишайников говорит о слабой загрязнённости воздуха на исследуемой территории. 1- основание ствола 2 - на высоте 1, 4 м В результате определения видов лишайников выяснено, что в парке произрастают такие виды лишайников как «Пармелия бороздчатая — густобородая ( Parmelia sulcata Tayl), а также небольшое количество накипных лишайников порошковатого типа, такие, как Лецидея скрученная (Lecidea glomerurosa) и Леканора разнообразная (Lecanora allophana), кустистый лишайник Уснея бородатая «(Usnea dasypoga)» (См. приложение 4, таблицы 5,6). 4 этап исследования. Социологическое исследование. Оценка эстетических характеристик парка. Для эстетической оценки парка было сделано 10 фотографий в разных его точках и в разное время года. Фотографии были показаны 20-ти респондентам разного пола и возраста для оценки эмоционально-эстетического впечатления. Людям задавался вопрос: «Какова для вас эстетическая ценность данного места?» (высокая, средняя, удовлетворительная, неудовлетворительная). (См. приложение 5) Вывод: Больше всего опрошенных любят гулять с детьми на детской площадке и в центре парка, потому что это более эстетичные места для посетителей. Любят люди бродить и по аллее парка, так как там есть места для отдыха (скамейки). Самое загрязнённое место около танцевальной площадки, так как здесь больше всего собирается молодёжи, которая не бережёт экологию парка, бросая бумажки, бутылки, окурки и т.д.    Природоохранные мероприятия, в которых участвуют школьники: охрана птиц городского парка, подкормка их в зимний период; помощь в уборке территории парка от мусора.4. Выводы: В данной работе я попыталась рассмотреть основные экологические проблемы и пришла к выводу, что из-за увеличения масштабов антропогенного воздействия (хозяйственной деятельности человека), особенно в последнее столетие, нарушается равновесие в биосфере, что может привести к необратимым процессам и поставить вопрос о возможности жизни на планете. 1. Проанализировав научные данные о сосне обыкновенной, я изучила их индикационные способности. 2. По итогам моей работы можно сказать, что, несмотря на усиливающуюся антропогенную нагрузку, сохраняется устойчивость данной экосистемы. 3. По изучению растений – биоиндикаторов в данном парке можно сделать вывод, что в разных частях его - разное загрязнение, но антропогенное воздействие на экосистему усиливается. 4. Загрязнённость воздуха в нашем сосновом парке низкая. 5. Вдоль дороги загрязнённость воздуха выше, чем в глубине парка. 6. Сильная загрязненность наблюдается в зоне техногенного воздействия, поэтому обязательно надо принимать меры по снижению загрязнения, например, ставить фильтры на трубу. 7. Наш парк хорошее место для отдыха и восстановления сил. Мне сейчас стало понятно, что если увеличится количество автотранспорта, то это повлечет за собой ряд нежелательных последствий – такое растение как сосна не сможет существовать в условиях загрязнения. Я выяснила, что деревья с поврежденной хвоей сосны расположены вблизи дорог, а с неповрежденной дальше от дороги. Сосна является индикатором чистого воздуха, там, где воздух сильно загрязнен на хвое сосны появятся повреждения, и снизится продолжительность жизни дерева. Таким образом, сосна является основным чистильщиком окружающего воздуха, дает людям тепло, жилище, строительные материалы. Помогает сохранять здоровье. Её шишками кормятся животные и птицы, особенно часто наблюдаем в парке белок и большого пестрого дятла. Заключение Источников антропогенного характера, вызывающих загрязнение атмосферы, а также нарушения экологического равновесия в биосфере, - множество. Однако самыми значительными из них являются два: транспорт и промышленность. Источниками загрязнения нашего парка являются дым отопительных печей, выхлопные газы автомобилей и кочегарка, находящаяся рядом с парком. Сосновые леса наиболее чувствительны к загрязнению воздуха. Мои предложения по мерам охраны парка: 1. Регулярно проводить мониторинг состояния соснового бора. 2. Посетителям парка и отдыхающим соблюдать «Правила пользования лесными богатствами». 3. Проводить экологическое просвещение населения: 4. Каждый водитель должен знать, что причина дымления автомобиля – неисправность двигателя, неотлаженность системы питания или зажигания. 4. Учащимся и посетителям парка не загрязнять его во время проведения городских мероприятий и дискотек. Литература. 1.Виноградов, Б.В. Растительные индикаторы и их использование при изучении природных ресурсов. - М: высшая школа, 1964. 2.Ломаева, С.Н. Биоиндикация загрязнений окружающей среды. – Тюмень, 1998. -25 с. 3. «Экология растений с основами биогеоценологии», И.Н. Пономарева 4. Алексеев С. В. И другие. Практикум по экологии. – М: АО МДС, 1996. 5. Биология в школе. Научно-методический журнал. №1, 2 2007. 6. Биология. Газета. №2, 2002. 7 Бондарук М.М. Биология. Дополнительные материалы к урокам и внеклассным мероприятиям по биологии и экологии в 10-11 классах. – Волгоград. Издательство «Учитель» 8. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Учебно-метод. пособие, М.: АГАР, 2000. 9.Приложение к 1 сентября «Биология» 34/1995 Приложение 1
Приложение 2 Схема №1. Схема определения продолжительности жизни хвои сосны  Таблица №2 Продолжительность жизни хвои сосны обыкновенной
Приложение 3 Таблица№4 Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязнённости атмосферы (измеряемые показатели – количество хвоинок)
Диаграмма 1. «Определение состояния хвои сосны обыкновенной.  Приложение 4 Таблица №5,6
Приложение 5 Таблица 7
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||