Лишайники и высшие растения как индикаторы загрязнений
Обновлено: 05.10.2024
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
Объект исследования : роль лишайников в природе и жизни человека. Предмет исследования: лишайники – симбиотические организмы. Цель работы: выяснить, как с помощью лишайников определить чистоту атмосферы . Задачи работы : - дать биологическую характеристику лишайникам и выявить их особенности использования в биоиндикации; - выявить присутствующие в парках морфологические типы лишайников и сделать выводы о загрязненности воздуха; -обнаружить наиболее стойкие к загрязнениям лишайники;
ГИПОТЕЗА: Если изучить качественный и количественный состав лишайников в своем поселке, можно предположить, насколько чист воздух
Методы исследования: - обобщение, - интерпретация( объяснение, сравнение), - сбор фактов( наблюдение, изучение материалов)
В настоящее время классифицировано более 20 000 лишайников. И каждый год ученые обнаруживают и описывают десятки новых неизвестных науке видов. Лишайники - очень интересные по своему строению и свойствам комплексные организмы, тело которых всегда образовано двумя компонентами - грибом и водорослью. Тело лишайника - слоевище или таллом, не расчленено на органы и ткани.
КУСТИСТЫЕ ЛИШАЙНИКИ -Кустистые, которые либо растут как маленькие кустики, либо свисают с дерева вниз, подобно бороде.
ЛИСТОВЫЕ ЛИШАЙНИКИ -Листовые в форме мелких пластинок, чешуек, прикреплены к поверхности тонкими нитями гриба. их легко можно отделить от субстрата.
НАКИПНЫЕ ЛИШАЙНИКИ -Накипные (коркоподобные), похожие на плоские корки, плотно срастающиеся с корой, камнями, почвой; их трудно отделить, они влажные, на ощупь бархатистые.
Экологические группы лишайников - эпифитные - растут на коре деревьев и кустарников; - эпиксильные- растут на обнаженной древесине (стволах без коры, деревянных строениях и т.д.); - эпигейные- растут на земле; - эпилитные- растут на скалах и камнях. - переходные -растут между почвой и стволом дерева.
Лишайники - индикаторы загрязнения воздуха и окружающей среды. Лишайники очень чувствительны к воздушному загрязнению, они – настоящие индикаторы загрязнения воздуха и окружающей среды. При изменении состава атмосферного воздуха, его загрязнении, фиксируют их, меняя качественный и количественный состав, а иногда и вымирают, т.е они - биоиндикаторы. Биоиндикаторы- это группа особей одного вида или сообщества, по наличию, состоянию и поведению которых судят о естественных и антропогенных изменениях в среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей . Наука об организмах - биоиндикаторах называется биоиндикацией. Изучая лишайники, можно использовать их для общей оценки степени загрязненности окружающей среды, особенно атмосферного воздуха. Именно на этой основе стало развиваться особое направление индикационной экологии – лихеноиндикация
Лишайники и загрязненность атмосферного воздуха Главной особенностью лишайников, учитываемая в лихеноиндикации - последовательность вымирания разных типов лишайников при увеличении загрязнения атмосферного воздуха загрязнителями. Так, первыми погибают кустистые лишайники, затем листоватые, потом накипные. Самым устойчивым к загрязнениям воздуха является лиmайник – ксантория постенная или стенная золотянка (Xantoriaparientina). Ксантория постенная
Определение степени загрязненности воздуха по наличию или отсутствию различных морфологических типов лишайников.
Изменение морфологических признаков у Phisciaapolia и Parmelia
Встречаемость лишайников 1.Чем сильнее загрязнен воздух на определенной территории, тем меньше на ней встречаются различные виды лишайников, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и других субстратах и тем ниже их жизнеспособность. 2.С увеличением загрязнения резко уменьшаются размеры лишайников. На загрязненных участках средний диаметр не превышает 50 мкм. 3.Первыми при повышении загрязненности воздуха исчезают кустистые лишайники, затем листоватые и последними накипные. 4.Проанализировав полученные данные по этим площадкам, можно сделать вывод, что загрязнение атмосферы в окрестностях среднее.
В ходе проведенных исследований мы выявили следующие закономерности: 1) Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше на деревьях встречается видов лишайников и тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев; 2) Первыми при повышении загрязнения исчезают кустистые лишайники, затем листоватые и накипные;
Спасибо за внимание
Краткое описание документа:
Проектно-исследовательская работа по биологии. Целью работы было выявление роли лишайников как индикаторов чистоты атмосферы. В ходе работы были решены задачи: дана биологическая характеристика лишайников и выявлены особенности использования их в биоиндикации, изучены морфологические типы лишайников в парках и сделаны выводы о загрязнении атмосферного воздуха в данной местности.
Среди растений самыми чувствительными индикаторами общего загрязнения воздуха являются лишайники. К следующей группе хороших биоиндикаторов чистоты воздуха относятся мхи и голосеменные, в частности, хвойные (ель, сосна), затем идут цветковые растения.
Древесные цветковые менее устойчивы к загрязнению, по сравнению с многолетними и особенно однолетними травами. Это в значительной степени связано с размерами и продолжительностью жизни зеленых частей растений. При небольших размерах, лишайники живут десятки лет, хвоя сосны - до 5-6, ели 15-16 лет. Цветковые древесные растения ежегодно с наступлением неблагоприятного периода года сбрасывают листья, а вместе с ними и значительное количество накопленных за сезон вегетации загрязняющих веществ. У многолетних трав ежегодно происходит возобновление и отмирание большей части надземных органов. Это повышает их устойчивость к токсикантам.
К лишайникам относятся живые организмы, тело которых образовано грибом (мико- бионтом) и водорослью (фикобионтом), находящимся в симбиотических отношениях. В роли фикобионта кроме зеленых и желтозеленых водорослей могут выступать синезеленые водоросли и фототрофные простейшие. Микобионты лишайников - грибы, принадлежащие к классам сумчатых (аскомицетов) и реже базидиомицетов. Гриб получает от водоросли или фототрофного простейшего органические вещества, снабжая их водой и растворенными минеральными солями, предоставляя им среду обитания, защищая от пересыхания. Лишайники получают питание из почвы, воздуха, атмосферных осадков, влаги росы и туманов, частиц пыли оседающей на слоевищах, поэтому крайне чувствительны к любым изменениям среды обитания. Растут лишайники очень медленно, их прирост составляет от 1 до 8 мм в год. Средний возраст лишайников от 30 до 80 лет, отдельные лишайники доживают до нескольких сот лет. Описано более 26 тыс. видов лишайников.
Среди них наибольшее видовое разнообразие отмечается у эпифитных лишайников, поселяющихся на коре деревьев. Эпифитные лишайники широко используются в качестве биоиндикаторов загрязнений воздуха.
Основные причины низкой устойчивости лишайников к атмосферному загрязнению следующие: высокая чувствительность водорослевого компонента лишайников, пигменты которого под действием загрязнителей быстро разрушаются; отсутствие защитных покровов и связанное с этим беспрепятственное поглощение газов слоевищами лишайников; повышенная требовательность к кислотности субстрата, изменение которой сверх определенного предела приводит к гибели лишайников, небольшие размеры их тела и значительная продолжительность жизни. Аккумулируя загрязняющие вещества из атмосферы, лишайники гибнут при хроническом воздействии даже их низких концентраций. Лишайники нормально растут и обильны на стволах деревьев при концентрации окислов серы 3-7 мкг/м3. При концентрации сернистого ангидрида (З03) 30 мкг/м3 исчезают эпифитные лишайники родов иэпеа, 1-оЬапа, ЯатаНпа, С1ас1оп1а, Нуродутта. У лишайников наиболее чувствительны к БО? фиксация углекислого газа и нарушение целостности мембран, измеряемое по выходу калия из таллома. Высокая летальность лишайников при фумигации 302обусловлена их слабыми защитными возможностями. Летальная доза 302 для многих лишайников составляет в среднем около 52 мкг/м3.
Лишайники как индикаторы загрязнений воздуха широко используются в Эстонии, Канаде, Великобритании, Германии. С этой целью по степени влияния антропогенных факторов на различные виды лишайников было выделено 10 классов их полеотолерантности. Вид относится к тому классу полеотолерантности, при антропогенных условиях которого он наиболее часто встречается, имеет наивысшие показатели покрытия и жизненности. Иными словами, он является индикатором этих условий (Трасс, 1985). К первому классу относятся естественные местообитания практически без антропогенного влияния, а к десятому городские и индустриальные условия обитания с сильным антропогенным влиянием и среднегодовым содержанием в02 в воздухе более 150 мкг/м3 (табл.
17). Как видно из данных табл. 17, видовой состав лишайников индикаторов степени загрязнения воздуха, относящихся к одному классу полеотолерантности, в разных природных условиях существенно различается, хотя имеются и широкораспространенные индикаторы. В частности, индикаторами очень сильно и сильно измененных местообитаний (9, 10 классы полеотоле-
рантности) в Эстонии и Прибайкалье являются лишайники Lepraria incana, Xanthoria parietana Англии и Эстонии Lecanora conizaeoides', умеренно и сильно антропогенно измененныgt; местообитаний (7 класс) в Англии, Эстонии и Прибайкалье - Physcia ascendens, Эстонии v Прибайкалье Candelariella vitellina; естественных и антропогенно умеренно измененныgt; местообитаний (6 класс) в Англии, Эстонии и Прибайкалье - Hypogymnia physodes, Англии v Эстонии - Evernia prumastri, Англии и Прибайкалье - Ra- malina farinacea\ естественных, слабо и умеренно измененных местообитаний (4 класс) в Англии и Эстонии Physcia aipolia; естественных и антропогенно слабоизмененных местообитаний (2 и 3 классы) в Эстонии и Прибайкалье - Bryoria fuscescens, Ramalina calicaris; естественных местообитаний без ощутимого антропогенного влияния повсеместно виды рода Usnea. Некоторые лишайники не образуют плодовых тел при сильном загрязнении воздуха, однако способны размножаться вегетативно (Lecanora muralis, Bacidia rubella, Mycoblastus sanguinarius и др.).
В Германии и Эстонии в целях лихенодиагностики пространственного распределения загрязнения воздуха применялось картирование распространения лишайников-инди- каторов по мере удаления от источников загрязнений. По уменьшению обилия лишайников можно судить о повышении стресса на сильно загрязненных территориях. Степень покрытия коры деревьев лишайниками уменьшается по мере увеличения концентрации S02 в воздухе.
В конце 60-х годов XX века в Эстонии и Канаде были разработаны методы лихеноин- дикационного картирования загрязненности атмосферного воздуха на основе изучения эпифитных лишайниковых группировок и вычисления средних индексов полеотолерант- ности (ИП) по формуле:
где п — число видов на площадке описания, ai — класс полеотолерантности вида, с; — покрытие вида, сп — суммарное покрытие видов.
Лишайники — своеобразная группа низших растений. В лишайниках сочетаются два организма с противоположными свойствами: водоросль (чаще зеленая), которая в процессе фотосинтеза создает органическое вещество, и гриб, потребляющий это вещество. [2; с. 67].
Стоит ознакомиться с видами лишайников, которые были замечены на изучаемой территории.
Кладония — слоевища делятся на первичные и вторичные. Первичные слоевища чешуйчатые или накипные, существуют постоянно или быстро исчезают. На них развиваются вторичные слоевища полые изнутри, часто покрыты чешуйками.
Рис. 1. Кладония. Фото Зубревой А. И.
Пармелия бороздчатая — слоевища до 15 см диаметром, листоватое, неправильной розетковидной формы, с сетчатоморщинистой поверхностью. Лопасти до 2 см длиной, 2–4 мм шириной, ветвистые, на концах тупые.
Рис. 2. Пармелия Бороздчатая. Фото Гончаровой Е. А.
Эверния — слоевище кустистое, до 10 см длина, с округлыми или плоскими вильчато — ветвящимися лопастями. Основание слоевища прикреплено к субстрату, слоевище прямостоячее или повисающее.
Рис. 3. Эверния. Фото Зубревой А. И.
Разумеется, для более полного анализа состояния окружающей среды необходимо было производить подсчет лишайников в разных зонах, что мы и сделали. Нами были выбраны лесная зона, рекреационная зона и зона рядом с рекреационной.
Изучение лишайников влесной зоне
Был произведен подсчет лишайников на территории удаленной от обитания людей. На площадке 10х10 м нами были выбраны 8 старых, но здоровых деревьев для исследования.
Актуальность темы. В наше время окружающая среда находится в состоянии экологического кризиса. Это тесно связано с современной деятельностью человека. В последние годы безопасности человека все больше угрожает загрязнение окружающей среды, в частности, загрязнение атмосферы. Вследствие загрязнения воздуха растет число больных, страдающих такими заболеваниями, как хронический бронхит, различные аллергические заболевания и рак легких. Человеку нужен чистый воздух. И наша задача сохранить его. Сделать это можно с помощью биологических индикаторов, в качестве которых можно использовать лишайники - широко распространенные организмы с достаточно высокой выносливостью к климатическим факторам и чувствительностью к загрязнителям окружающей среды.
Поэтому я задумалась, какая экологическая обстановка в моем родном городе. Гуляя по улицам города я обратила внимание, что на стволах деревьев растут разные виды лишайников (лишайники являются индикатором чистоты воздуха ). Ближе к дороге лишайники не обнаружились, поэтому я решила определить наличие вредных веществ в воздухе своего города с помощью лишайников.М
Цель работы:
Выяснить загрязненность атмосферы по встречаемости лишайников и определить наличие вредных веществ в городе Кулебаки Нижегородской области.
Задачи:
1)Изучить строение лишайников как биоиндикаторов.
2)По видовому составу определить степень загрязнения воздуха.
3)Выявить наличие в слоевищах лишайников свинца, железа и серы.
4)Сделать вывод о благополучии города.
5) Собрать коллекцию лишайников.
Значимость работы:
Данная исследовательская работа дает возможность судить не только об экологической обстановке той местности, где я проживаю, но и возможно облегчит процесс предупреждения заболеваний, и их устранения, так как растительность, окружающая нас, это не только объект изучения науки, но и часть жизни человека.
Основная часть
Объект исследования: эпифитные лишайники, растущие на деревьях.
Предмет исследования: разные районы г.Кулебаки:
Глава 1 Обзор методической литературы
1.1. Влияние загрязнения на состояние лишайников.
Растения способны накапливать загрязняющие вещества и, прежде всего, катионы тяжелых металлов, поглощенные ими из воздуха и атмосферных осадков. Наибольшей металлоаккумулирующей способностью обладают эпифитные лишайники, растущие на деревьях. Быстрая аккумуляция токсичных веществ вызывает отчетливые анатомо-морфологические изменения в талломах. Тщательное наблюдение за лишайниками позволяет узнать, насколько велико давление человека на природу, каким видам деревьев и животных это вредит, сколько загрязнителей концентрируется в воздухе и воде каждого конкретного района. Большое количество химических элементов лишайники получают из атмосферы с осадками и пылью. Поглощение элементов из дождевой воды идет очень быстро и сопровождается их концентрированием. Изучение лишайниковой флоры показывает, что состояние окружающей среды оказывает существенное влияние на развитие лишайников. По их видовому составу и встречаемости можно судить о степени загрязнения воздуха.
Глава II .Методика и техника исследования.
В г. Кулебаки главным источником загрязнения атмосферы является металлургическая промышленность, затем, в порядке убывания следуют транспорт , жилищно-коммунальное хозяйство, лесхоз.
Для успешного выполнения поставленных задач я воспользовалась такими методами как наблюдение, исследование, сравнение, химический анализ. В связи с тем, что лишайники поглощают воду всей поверхностью тела в основном из атмосферных осадков и отчасти из водяных паров, влажность слоевищ непостоянна и зависит от влажности окружающей среды, слоевище лишайников часто сравнивают с фильтровальной бумагой. Поэтому я решила исследовать слоевище лишайников на содержание некоторых химических элементов (сера, железо и свинец) классическим методом сжигания, а образующую золу подвергнуть химическому анализу. В качестве индикаторов я выбрала эпифитные лишайники, растущие на коре деревьев, поскольку они очень удобны для наблюдений, так как доступны в любое время года и хорошо заметны на стволах деревьев.
1.структура и состав фитоценоза на пробных площадках должны быть примерно схожими;
2.учётные площадки (участки коры дерева, на котором производится непосредственный подсчёт площади покрытия лишайниками), выбираются на высоте от 30 до 150 см от основания ствола дерева;
3.на каждой пробной площадке выбирается 10 отдельно стоящих, здоровых, растущих вертикально деревьев с диаметром ствола 25- 40 см .;
4.на каждом дереве подсчитывается количество видов лишайников. Все обнаруженные виды разделяются на три группы: кустистые, листовые, накипные.
Оценка степени покрытия ствола лишайниками проводится по методике измерения проективного покрытия: для этого на высоте 30 – 150 см на наиболее заросшую лишайниками часть коры накладывается прозрачная палетка размером 10 x 10 см (палетку расчерчивают на квадраты размером 1 x 1 см). Перед началом измерений заготавливаются специальные таблицы, в которые затем заносятся результаты исследований .
Подсчёт лишайников проводится следующим образом:
- Считается число квадратов сеточки, в которых лишайники визуально занимают больше половины площади квадрата (А), условно приписывая им покрытие, равное 100%;
- Считается число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата (В), условно приписывая им покрытие, равное 50%;
- Вычисляется общее проективное покрытие в процентах ( R ) – по формуле: R =(100А+50В):С,
где С – общее число квадратов сеточки (в данном случае при использовании сеточки 10 x 10 см с ячейками 1 x 1 см, С=100).
4.Рассчитываем показатель относительной чистоты атмосферы(ОЧА) по формуле: ОЧА=(Н +2 х Л + 3 х К) / 30,
где Н- накипные лишайники, Л - листоватые, К- кустистые.
Чем выше показатель ОЧА (ближе к единице), тем чище воздух местообитания .
Оценка частоты встречаемости и степени покрытия по пятибалльной шкале. Таблица №2
Читайте также: