Мхи являются индикаторами какой атмосферы

Обновлено: 04.10.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

выявление зависимости роста эпифитных мхов от экологического состояния окружающей среды;
провести необходимые исследования путём наблюдения;
создать и представить мультимедийный проект.
ЦЕЛЬ:
ЗАДАЧИ:
оценить уровень загрязнённости воздуха по интенсивности роста эпифитных мхов

Материально-техническое и
учебно-методическое оснащение:
рулетка,
квадрат-сетка,
лупа;
компьютер с доступом в Интернет,
фотоаппарат,
сканер,
учебная и учебно-методическая литература

Известно, что эпифитные лишайники и мхи являются биологическими индикаторами аэротехногенного загрязнения. Они не имеют корневой системы и поглощают токсины не из субстрата, а из атмосферного воздуха.
Мхи являются хорошими аккумуляторами серы и тяжёлых металлов.

Методика проведения исследования подразделялась на 2 этапа:
· 1 этап – проведение полевых исследований,
· 2 этап – обработка данных и результатов работы.

Определили участки обследования, которые находились вдоль линии, перпендикулярной автомагистрали.

Всего было выбрано 3 площадки, расположенные на разном расстоянии от автомагистрали:
· 1-я – возле дороги,
· 2-я – 2 км от дороги (посёлок Ганусово),
· 3-я – 4 км от дороги (посёлок Рылеево).

На каждом дереве провели описание мхов от основания до высоты 1,5 м.
При этом визуально оценивали жизненность мохового покрытия.
На каждом участке заложили пробную площадку 30*30 м и выбрали по 10 отдельно стоящих старых, но здоровых, растущих вертикально деревьев

Для оценки жизненности мхов использовали 3-балльную шкалу:
1 балл – жизненность хорошая (полная) – мох хорошо развивается, имеет достаточную на ощупь увлажненность;
2 балла – жизненность удовлетворительная (угнетение) – растение угнетено, что выражается в меньших размерах взрослых особей;
3 балла – жизненность неудовлетворительная (сильное угнетение) – мох угнетён так сильно, что наблюдается резкое отклонение во внешнем облике взрослых особей.

На каждом дереве провели минимум 4 учёта с помощью сетки: 2 – у основания ствола (с разных его сторон) и 2 на высоте 1,4м – 1,6м. Для проведения учетов использовали квадрат-сетку размером 20*20 см.
Накладывая сетку на ствол дерева, подсчитали площадь, занятую эпифитными мхами. Сначала подсчитали количество малых квадратов, полностью покрывающих заросшие мхами участки (А). Затем провели учёт малых квадратов, частично занятых мхами (В). Площадь заселения ствола мхами определили по формуле:
S=(А+0,5В) / 4

Полученные данные оформили в виде таблицы
2 этап работы
Экологическое состояние и распределение мхов на берёзе

В результате проведённых исследований мы сделали вывод о степени загрязнения воздуха в районе пробных площадок. Оценку уровня загрязнения воздуха провели по 5-балльной шкале (см. таблицу на след.слайде).

Влияние загрязнения воздуха на распределение эпифитных мхов

Над проектом работали:
Лемяскин Павел – ученик 6 класса
Маликов Михаил – ученик 6 класса

Руководитель проекта – учитель биологии Миляева Мария Панаётовна

Российские физики придумали, как с помощью мхов оценивать качество воздуха в городах, и выяснили, где и как нужно размещать моховые детекторы и какие факторы могут влиять при этом на качество мониторинга. Статья об исследовании опубликована в Environmental Monitoring and Assessment. Работа поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ).

Мох часто используют в экологических исследованиях, поскольку он растет везде, неприхотлив и постоянно накапливает загрязняющие вещества из окружающей среды. Для активного биомониторинга (когда исследуют не выросший естественным образом мох, а специально размещенный в нужной зоне) его впервые использовали почти полвека назад. Впрочем, единого обоснованного протокола таких исследований до сих пор нет, поэтому достоверно не известно, какие факторы при этом нужно учитывать. К примеру, неясно, сказываются ли на эффективности исследования условия размещения мха.

Чтобы выяснить, какие факторы влияют на качество мониторинга, группа физиков и биологов из Томского политехнического университета и Томского государственного университета предложила собственный метод. В отличие от большинства предыдущих исследований ученые выбрали мох, растущий не на земле, а на стволах деревьев. Такие мхи называются эпифитными. В ходе эксперимента ученые закрепили тонкие слои мха (не более 1 см толщиной) на нейлоновой сетке с мелкой ячейкой и поместили на стволы деревьев в двух разных местах в городской черте Томска. Исследователи выбирали растущие рядом деревья разных видов: тополя и березы. На стволе каждого дерева на высоте 0,5 и 1,5 м крепили вертикально по 3-4 планшета. Всего было использовано 27 сеток размером примерно с лист бумаги А4. Они находились на деревьях больше 20 недель — с конца мая по начало октября. При этом мох на большинстве сеток сохранил жизнеспособность.

Мхи служат индикаторами условий среды, её загрязненности, они быстро вымирают в загрязнённой среде. Куртинки и подушки мхов сохраняют влажность, а раз так, 'то по химическому составу веществ, растворенных в этой влаге, можно определить загрязненность атмосферы - в частности, наличие в ней сернистого ангидрида.
Соглашаясь с предыдущим ответом - мхи это индикаторы влажности почвы.

Индикаторами чего? Наступления неблагоприятной среды? Или, например, мхи растут с северной стороны деревьев . А так же мох является индикатором того, что данная местность сырая и болотистая.

Сфагновые мхи растут на верховых болотах, которые наиболее распространены в северном полушарии нашей планеты. Например, в центральной части Западно-Сибирской равнины, где осадков выпадает в среднем более 500 мм в год, формируется зона с избыточным увлажнением. Незначительная степень испарения и затрудненный сток создают крайне благоприятные условия для развития болотообразовательных процессов [3]. Формирующееся болото представляет собой природное образование, занимающее часть земной поверхности и представляющее собой отложения торфа, насыщенные водой и покрытые специфической растительностью [5]. Торф образующаяся в результате отмирания и неполного распада болотных растений в условиях повышенного увлажнения при недостатке кислорода [6].

Болота и заболоченные почвы образуются за счет заболачивания суши или зарастания водоемов. Верховые болота развиваются на более приподнятых элементах рельефа (на водоразделах, террасах рек). Здесь заболачивание суши происходит вследствие почвообразовательных процессов, застаивания поверхностных вод, их высокого стояния или выклинивания [4]. При начавшемся процессе болотообразования растительные ассоциации, менее приспособленные к условиям недостатка минерального питания и избытку влаги, сменяются более приспособленными, например, сфагновыми мхами. Накопление органического вещества отмерших растений в полуразложившемся и неразложившемся виде увеличивает влагоемкость, замедляет поверхностный сток, уменьшает водопроницаемость, что способствует застаиванию воды, ухудшению аэрации, развитию последующего заболачивания. Далее развитие болота происходит по схеме: травяное болото — зеленомоховое болото — сфагновое болото [4].

К мхам относятся низкие (высотой до 10–20 см) растения, состоящие из одного или нескольких стебельков со спирально расположенными на них листьями. Корней мхи не имеют: у некоторых из них корни заменяются волосковидными многоклеточными образованиями, так называемыми ризоидами. На болотах встречаются мхи двух порядков: зеленые (бурые) и сфагновые (белые торфяные) мхи. В порядок зеленых мхов входит несколько семейств, название одного из них часто относят ко всему семейству зеленых мхов, называя их гипновыми мхами. Все сфагновые мхи принадлежат к одному семейству, объединяющему один только род Sphagnum (Рис. 1).

Рис. 1. Общий вид мха Sphagnum

Моховые подушки (кочки) на болотах состоят из сфагнового мха, который постоянно нарастает вверх, а в нижних частях отмирает, накапливая слой торфа. В отличие от многих других мхов, у сфагнума нет корней, поэтому растет он очень плотно и одно растение поддерживает другое. Отмершая часть мха не перегнивает, во-первых, из-за недостатка кислорода, а во-вторых, сам мох выделяет вещества, препятствующие гниению и обладающие бактерицидными свойствами.

Рис. 2. Структура сфагнового мха под микроскопом

На территории России наибольшей заболоченностью отличается Томская область, где расположен самый большой в мире болотный массив — Большое Васюганское болото. Сфагновые мхи верхового болота в окрестностях городов Томска и Северска в Томской области накапливают в себе бόльшие, по сравнению с болотами фоновых районов (где отсутствуют источники загрязнения), концентрации редкоземельных и радиоактивных элементов (Ba, Sr, Rb, Co, лантаноиды, U, Th). А источниками повышенных концентраций этих химических элементов являются в основном крупные предприятия, такие как Сибирский Химический Комбинат и тепловые электростанции, использующие для сжигания уголь.

Верховое болото, ежегодно накапливающее в себе выпавшие из атмосферы загрязняющие вещества, хорошо отражает временные интервалы загрязнения окружающей среды химическими элементами, что хорошо заметно, при сравнении его с фоновыми не загрязненными районами [13]. К тому же, ученые из Томского политехнического университета с кафедры геоэкологии и геохимии, долгое время изучающие химический состав компонентов природной среды (почвы, снег, донные отложения озер, лишайники) в Томской области, также отмечают загрязнение окружающей среды г. Томска и его окрестностей схожим спектром химических элементов [9].

Особенно много верховых болот в районах добычи углеводородного сырья в Томской области. Так как при добыче нефти и газа окружающая среда загрязняется в основном углеводородами, то содержания большинства химических элементов во мхах здесь ниже, чем в окрестностях г. Томска (Рис. 3). Но такие химические элементы, как натрий, бром и сурьма в болоте, расположенном в районе влияния нефтедобывающего комплекса Томской области, наоборот выше, что в целом характерно для нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего производств [10,12].

Рис. 3. Содержание химических элементов в сфагновых мхах болот, расположенных вблизи г. Томска (1) и в районе добычи нефти Томской области (2)

Рис. 4. Листоватые и кустистые формы лишайников (фото Ю. Носкова)

Лишайники являются медленнорастущими организмами. Замедленный рост лишайников, особенно накипных форм, обуславливает продолжительность их жизни. К примеру, возраст отдельных слоевищ лишайника Risocarpongeographicum достигает 4000 лет, а в среднем возраст большинства кустистых и листоватых форм не превышает 50–100 лет [7]. Благодаря высокой продолжительности жизни и постоянного прироста, учёные успешно применяют лишайники для определения возраста субстратов, на которых они произрастают. Этот метод, называемый лихенометрией, используют для установления возраста ледниковых морен, археологических находок.

Распространение и обилие лишайниковой флоры с середины 19 в. используются для индикации загрязнения атмосферного воздуха (лихеноиндикация). В настоящее время установлено, что индекс, основанный на количестве видов лишайников и их встречаемости, на площадке-сетке, весьма надёжен и для многих городов были созданы детальные карты качества воздуха [1]. Для наблюдения за состоянием воздуха предпочтительней использовать эпифитные лишайники, т. е. произрастающие на стволах и ветвях деревьев, поскольку они являются наиболее чувствительными к изменению содержания в воздухе химических веществ.

В Томской области выбор эпифитных лишайников для исследований состояния атмосферного воздуха был продиктован тем обстоятельством, что 91 % территории региона занимает площадь лесного фонда [11], что, соответственно, характеризуется широким распространением лихенофлоры.

По результатам исследования химического состава лишайников, произрастающих в окрестностях городов Томска и Северска, было выявлено, что эпифиты накапливают в себе бόльшие, по сравнению с таковыми из фоновых территорий и районов добычи нефти и газа Томской области, концентрации кальция, стронция, сурьмы, редкоземельных и радиоактивных элементов. Происходит это за счёт влияния выбросов от источников загрязнения воздуха Сибирского Химического комбината, нефтехимического производства, тепловых электростанций, работающих на угле.

В районах нефтедобывающего комплекса, в процессе основных и подготовительных работ при нефтедобыче происходит загрязнение приземного слоя атмосферы углеводородами, оксидами азота и углерода, сажей, бензапиреном, тяжёлыми металлами. Небольшой перечень загрязнителей регулярно контролируется измерительными приборами, однако значительно более широкий спектр загрязняющих веществ, возможно определить, анализируя слоевища лишайников. Так, удалось установить, что по сравнению с лишайниками окрестностей Томска, лишайники из районов нефтедобычи накапливают повышенные концентрации хрома, цинка, мышьяка, брома, рубидия, бария и золота, что согласуется с данными, полученными при исследованиях иных компонентов биосферы данного региона [10, 12] (Рис. 5).

Рис. 5. Содержание химических элементов в эпифитных лишайниках (мг/кг), произрастающих в районе добычи нефти Томской области (1) и вблизи г. Томска (2)

Трудно умалить роль обоих рассмотренных групп: мхов и лишайников, в оценке качества атмосферного воздуха. При исследовании загрязнения воздуха одинаково хорошо использовать и те и другие. Уровни накопления химических элементов в лишайниках и мхах находятся примерно в одном диапазоне. Однако, по содержаниям загрязняющих веществ лишайники отличаются от мхов повышенным концентрированием скандия, брома, церия, самария, европия, тербия, лантана, иттербия, лютеция, тория и урана не более, чем в 2,3 раза. Мхи же лучше концентрируют рубидий, серебро, золото, барий и цезий (Рис. 6).

Считается, что в настоящее время на Земле еженедельно исчезает один вид растений. Можем ли мы, люди, изменить ситуацию, остановить гибель растений, которые являются частью экосистемы и играют свою роль не только в пределах экосистемы, но и служат контролерами воздуха, которым мы дышим?

Рис. 6. Содержание химических элементов во мхах и лишайниках, мг/кг

1. Баргальи Р. Биогеохимия наземных растений. Пер. с англ. — И. Н. Михайловой (Институт экологии растений и животных, г. Екатеринбург). — М.: ГЕОС, 2005. — 457 с.

2. Березина Н. А. Прогулки на верховое болото // Вестник ТГПУ. — 2008. — Вып. 4 (78). — С. 87–89.

3. Болота Западной Сибири, их роль в биосфере / Под ред. А. А. Земцова. — 2-е изд. — Томск: ТГУ, СибНИИТ, 2000. — 72 с.

4. Владыченский С. А. Сельскохозяйственная мелиорация почв. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1964. — 416 с.

5. ГОСТ 19179–73. Гидрология суши. Термины и определения.

6. ГОСТ 21123–85. Торф. Термины и определения.

7. Жизнь растений (Водоросли. Лишайники) / Под ред. М. М. Голлербаха. — М.: Просвещение, 1977. -Т. 3.- 545 с.

8. Инсарова И. Д., Инсаров Г. Э. Сравнительные оценки чувствительности эпифитных лишайников различных видов к загрязнению воздуха // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидрометеоиздат. — 1989-. Т. 12. C. 113–175.

9. Рихванов Л. П., Язиков Е. Г., Сухих Ю. И., Барановская Н. В., Волков В. Т., Волкова Н. Н., Архангельский В. В., Архангельская Т. А., Денисова О. А., Шатилов А. Ю., Янкович Е. П. Эколого-геохимические особенности природных сред Томского района и заболеваемость населения. — Томск, 2006. — 216 с.

10. Шатилов А. Ю. Вещественный состав и геохимическая характеристика атмосферных выпадений на территории Обского бассейна: диссер. … канд. геол.-мин. наук. — Томск, 2001. — 205 с.

11. Экологический мониторинг: Доклад о состоянии окружающей среды Томской области в 2011 году / гл. ред. А. М. Адам, редкол.: В. А. Коняшкин, А. В. Дмитриев, Ю. В. Лунева. — Томск: Графика DTP, 2012. — 166 с.

12. Язиков Е. Г. Экогеохимия урбанизированных территорий юга Западной Сибири: автореферат диссер. … доктора геол.-мин. наук. — Томск, 2006. — 45 с.

13. Mezhibor A., Arbuzov S., Rikhvanov L., Gauthier-Lafaye F. History of the Pollution in Tomsk Region (Siberia, Russia) According to the Study of High-Moor Peat Formations // International Journal of Geosciences. — 2011. — V. 2. — № 4. — Р. 493–501.

[1] Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 12–05–31522.

Основные термины (генерируются автоматически): лишайник, мох, Томская область, верховое болото, атмосферный воздух, элемент, болото, томск, район добычи нефти, сфагновый мох.

Вложение	Размер
indikatsiya_chistoty_vozdukha.ppt	2.23 МБ

Подписи к слайдам:

выявление зависимости роста эпифитных мхов от экологического состояния окружающей среды; провести необходимые исследования путём наблюдения; создать и представить мультимедийный проект. ЦЕЛЬ: ЗАДАЧИ: оценить уровень загрязнённости воздуха по интенсивности роста эпифитных мхов

Материально-техническое и учебно-методическое оснащение : рулетка, квадрат-сетка, лупа; компьютер с доступом в Интернет, фотоаппарат, сканер, учебная и учебно-методическая литература

Перед нами стояла задача оценить степень и уровень загрязнения воздуха на территории нашего посёлка, расположенного в 4-х км от автомагистрали, соединяющей Каширское и Рязанское шоссе. Известно, что эпифитные лишайники и мхи являются биологическими индикаторами аэротехногенного загрязнения. Они не имеют корневой системы и поглощают токсины не из субстрата, а из атмосферного воздуха. Мхи являются хорошими аккумуляторами серы и тяжёлых металлов. Методика проведения исследования подразделялась на 2 этапа:  1 этап – проведение полевых исследований,  2 этап – обработка данных и результатов работы.

Определили участки обследования, которые находились вдоль линии, перпендикулярной автомагистрали. Всего было выбрано 3 площадки, расположенные на разном расстоянии от автомагистрали:  1-я – возле дороги,  2-я – 2 км от дороги (посёлок Ганусово),  3-я – 4 км от дороги (посёлок Рылеево). 1 этап работы

На каждом дереве провели описание мхов от основания до высоты 1,5 м. При этом визуально оценивали жизненность мохового покрытия. На каждом участке заложили пробную площадку 30*30 м и выбрали по 10 отдельно стоящих старых, но здоровых, растущих вертикально деревьев

Для оценки жизненности мхов использовали 3-балльную шкалу : 1 балл – жизненность хорошая (полная) – мох хорошо развивается, имеет достаточную на ощупь увлажненность; 2 балла – жизненность удовлетворительная (угнетение) – растение угнетено, что выражается в меньших размерах взрослых особей; 3 балла – жизненность неудовлетворительная (сильное угнетение) – мох угнетён так сильно, что наблюдается резкое отклонение во внешнем облике взрослых особей.

На каждом дереве провели минимум 4 учёта с помощью сетки: 2 – у основания ствола (с разных его сторон) и 2 на высоте 1,4м – 1,6м. Для проведения учетов использовали квадрат-сетку размером 20*20 см. Накладывая сетку на ствол дерева, подсчитали площадь, занятую эпифитными мхами. Сначала подсчитали количество малых квадратов, полностью покрывающих заросшие мхами участки ( А ). Затем провели учёт малых квадратов, частично занятых мхами ( В ). Площадь заселения ствола мхами определили по формуле: S =(А+0,5В) / 4

Полученные данные оформили в виде таблицы 2 этап работы Экологическое состояние и распределение мхов на берёзе № дерева Жизненность мхов, баллы Площадь, покрытая мхами (м 2 ) 1-вый участок 2-рой участок 3-тий участок 1-вый участок 2-рой участок 3-тий участок 1 - 3 1 - 0,02 0,26 2 - 2 1 - 0,04 0,39 3 3 2 1 0,02 0,04 0,38 4 - 3 2 - 0,02 0,40 5 - 2 1 - 0,12 0,52 6 3 2 1 0,04 0,08 0,46 7 - 2 2 - 0,14 0,38 8 - 3 1 - 0,06 0,48 9 - 3 1 - 0,04 0,44 10 - 3 1 - 0,02 0,50

Влияние загрязнения воздуха на распределение эпифитных мхов Зона загрязнения воздуха Встречаемость эпифитных мхов Оценка загрязнения воздуха 1. _______ Мхи на стволах деревьев отсутствуют Очень сильное загрязнение 2. Участок №1 Эпифитные мхи отсутствуют. На северной стороне деревьев встречается зеленоватый налёт водорослей Сильное загрязнение 3. Участок №2 У основания деревьев присутствует незначительное количество мхов Среднее загрязнение 4. Участок №3 Появление мхов на стволах деревьев по всей обследуемой высоте. Небольшое загрязнение 5. _______ Высокое видовое разнообразие эпифитных мхов по всей обследуемой высоте деревьев Воздух чистый

Над проектом работали: Лемяскин Павел – ученик 6 класса Маликов Михаил – ученик 6 класса Руководитель проекта – учитель биологии Миляева Мария Панаётовна

Читайте также:

Мхи являются индикаторами какой атмосферы

Описание презентации по отдельным слайдам:

Похожие статьи

Определение Cd и Ni в атмосферном воздухе города Баку.

Растительные вещества в природе: биоразложение и ресинтез

Экология Арктики: растения и их фунгицидная активность

Проблемы классификации торфяников и сапропелей

Обзор методов биоиндикации и биотестирования для оценки.

Система управления в сфере природопользования и охраны.

Формирование познавательных универсальных учебных действий.

Способы очистки морских акваторий от нефтяных загрязнений

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам: