Повышение концентрации в атмосфере какого газа наиболее губительно для лишайников

Обновлено: 05.10.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Исследовательская работа

Лихеноиндикация как один из методов оценки загрязнения окружающей среды.

Выполнил: Рауш Артур

2.1.Общая характеристика лишайников.

2.2Влияние загрязнений на лишайники.

2.3Причины высокой чувствительности лишайников к загрязнениям.

3 Методика работы

Лихеноиндикация — комплекс методов, позволяющих с помощью лишайников определить общий уровень содержания основных загрязняющих веществ в атмосфере и почве. Лихеноиндикация, как и все методы биоиндикации, опирается на закон экологической индивидуальности видов. Виды реагируют на определенные факторы внешней среды по-разному. Каждый вид характеризуется индивидуальной экологической толерантностью. В течение 130 лет развития методов лихеноиндикации накоплен обширный фактический материал, характеризующий реакцию нескольких сотен видов лишайников на антропогенные изменения компонентов среды. Лихеноиндикация является достаточно точным, простым и дешевым методом исследования окружающей среды, но она не может заменить химических, физико-химических и физических методов мониторинга. Лишь комплексное применение перечисленных методов исследования позволяет получить информацию, всесторонне характеризующую состояние и динамику изменения окружающей среды.

Актуальность выбранной темы объясняется тем, что лишайники можно смело назвать лучшими объектами исследования при биоиндикации окружающей среды, с повышенной чувствительностью к загрязнению природной среды.

Область исследования: экология человека.

Проблема: определить, как разнообразие эпифитных лишайников зависит от степени загрязненности воздуха.

Объект исследования: эпифитные лишайники. Лишайники выбраны потому, что они чутко реагируют на характер и состав субстрата, на котором растут, на состав воздуха; их реакция на внешнее воздействие очень сильна, а собственная изменчивость незначительна и чрезвычайно замедленна по сравнению с другими организмами. Из всех экологических групп наибольшей чувствительностью обладают эпифитные лишайники, т.е. лишайники, растущие на коре деревьев.

Предмет исследования: видовой состав лишайников в различных районах города.

Гипотеза исследования: видовое разнообразие лишайников и их обилие будет характерно для районов города, в меньшей степени подверженных действию загрязняющих веществ.

Цель моей работы: исследовать зависимость видового разнообразия эпифитных, (произрастающих на растениях), лишайников от степени загрязненности атмосферы.

1. Определить видовое разнообразие лишайников в различных районах города.

2. Оценить состояние атмосферного воздуха по видовому составу лишайников.

3. Определить границы лишайниковых зон в отдельных районах города.

Методы работы:

1. Описательный: анализ литературных источников и Интернет-ресурсов;

2. Исследовательский: определения видового разнообразия лишайников методом лихеноиндикации;

3. Анализ и обобщение: обработка полученных результатов.

Этапы работы:

1. Изучение литературы по данной теме;

2. Исследование видового состава лишайников в разных районах города и оценка состояния атмосферного воздуха;

3. Оформление результатов.

Данная работа носит как теоретический, так и практический характер, так как:

Методы лихеноиндикации, виды эпифитных лишайников были изучены через литературные источники и материалы Интернет-ресурсов

А в ходе исследования была выявлена зависимость видового разнообразия эпифитных лишайников от степени загрязненности атмосферы.

2.Основная часть

2.1Общая характеристика лишайников.

Лишайники – это симбиотические организмы, тело которых состоит из автотрофного и гетеротрофного компонентов – зеленых или сине-зеленых водорослей и гриба. Для каждой систематической группы лишайников характерна постоянная, сложившаяся в процессе эволюции форма сожительства определенного гриба с определенной водорослью.

Лишайники встречаются почти во всех наземных экосистемах. Гифы лишайников выделяют кислоты, растворяющие такие твердые породы, как гранит, и проникают в мелкие трещинки, щели. Они превращают гранит в рыхлую массу и подготавливают субстрат для заселения более требовательными к минеральному питанию растениями.

Виды лишайников.

Тело лишайников называется слоевищем, или талломом. В зависимости от внешнего вида слоевища различают лишайники:

Талломы накипных лишайников имеют вид порошистого налета, тонкой корочки или мелких чешуек, могут быть погружены в субстрат (камень или дерево) или располагаться на его поверхности. В нашей местности наиболее часто встречается накипной лишайник – бацидия.

Талломы листоватых лишайников представляют собой одну или несколько цельных или рассеченных листовидных лопастей, обычно расположенных горизонтально. В слоевище прослеживается четкая дифференциация слоев. На нижней поверхности этих лишайников имеются особые органы, с помощью которых они прикрепляются к поверхности - ризины. К листоватым лишайникам относятся: пармелия, ксантория настенная (золотисто-желтый лишайник на коре).

Кустистые лишайники имеют вид прямостоячих или свисающих кустиков, обладающих вертикальным ростом. Таллом может быть разветвленно-кустистым или иметь удлиненно-цилиндрическую, палочковидную или кубковидную формы. Такие лишайники обладают, в отличие, от накипных и листоватых, вертикальным ростом, который позволяет им лучше использовать свет для фотосинтеза. К кустистым лишайникам, встречающимся в нашей местности относится лишайник – бородач.

Строение лишайников.

У большинства лишайников слоевище имеет верхний и нижний корковые слои из плотного сплетения грибных нитей – гифов, между которыми находится рыхлый слой грибных нитей с водорослями и сердцевина, также состоящая из рыхлого слоя грибных нитей и воздушных полостей. Корковый слой грибов защищает водоросли от чрезмерного освещения. В слое водорослей осуществляется фотосинтез и накопление органических веществ. Этот слой находится непосредственно под верхним корковым слоем. Основная функция сердцевинного слоя – проведение воздуха к клеткам водорослей, содержащим хлорофилл.

Питание лишайников.

Симбиотические взаимоотношения гриба и водорослей проявляются в том, что нити гриба в теле лишайника как бы осуществляют функцию корней, а клетки водорослей – листьев зеленых растений. Водоросль через гриб обеспечивается водой и растворенными в ней минеральными солями. Гриб получает от водоросли органические вещества. Физиология гриба и водоросли в слоевище лишайника во многом отличается от физиологии свободноживущих грибов и водорослей. Водоросль, входящая в организм лишайника, отделенная от гриба, как правило, может существовать самостоятельно. Гриб отдельно от водоросли жить не может.

2.2 Влияние загрязнений атмосферного воздуха на лишайники.

Загрязнение атмосферы губительно для большинства лишайников, поэтому наличие лишайников свидетельствует о чистоте воздуха в данной местности.

Среди многообразия лишайников встречаются виды с разной чувствительностью к атмосферному загрязнению. Встречаются даже виды, хорошо развивающиеся в загрязненном воздухе. Большинство же видов отличается высокой и средней чувствительностью к изменению химического состава воздуха, иногда в сотни раз превышающей чувствительность человеческого организма. Это обусловлено рядом факторов связанных с физиологией этих растений.

В условиях города на лишайники оказывают влияние освещенность, температура, физические и химические свойства субстрата и особенно состав воздуха .

Широкое использование лишайников в качестве биоиндикаторов началось во второй половине двадцатого века. Исследования, выполненные в Великобритании, Канаде, Эстонии, Германии, Беларуси и России, подтвердили связь состояния лишайников с уровнем загрязнения воздушной среды сернистым газом.

В середине 19 века финский ученый В.Нюландер указал на бедность лишайниковой флоры в индустриальных районах большого города по сравнению с сельскохозяйственными окраинами. Было установлено, что при повышении уровня загрязненности воздуха, первыми из городов исчезают кустистые формы лишайников, затем листоватые и, наконец, наиболее устойчивые – накипные.

В основе изменения видового состава лишайниковых сообществ под влиянием загрязнения лежит дифференциальная чувствительность различных видов к воздействию поллютантов (загрязняющих веществ).

2.3 Причина повышенной чувствительности лишайников к составу атмосферы.

В качестве причин, обусловливающих малую устойчивость лишайников к загрязненному воздуху, называют следующие: высокая чувствительность водоросли (фитокомпонент 80% видов лишайников) и высокие требования к кислотности субстрата, изменение которой приводит к гибели лишайника.

У лишайнико газообмен происходит через всю поверхность тела. Также всей поверхностью лишайники впитывают дождевую воду, где концентрируется много токсичных газов. Эти организмы сохраняют способность к росту при температуре чуть ниже 0 0 С.

Наиболее опасные для лишайников загрязнители воздушного бассейна города – окислы азота, угарный газ, соединения фтора. Самое негативное воздействие на них оказывают соединения серы, особенно сернистый газ, который уже в концентрации 0,5 мг/м угнетает большинство лишайников, а в концентрации 0,5 мг/м губителен практически для всех видов лишайников. Сернистый газ выделяется в атмосферу при сжигании нефтепродуктов (бензин, дизельное топливо) и угля, его выбрасывают в атмосферу заводы деревообрабатывающей промышленности, аммиачные производства.

Загрязнители воздуха нарушают пигментную систему фотосинтеза, окисляя хлорофилл, разрушающийся уже при рН 3,2 – 3,4, и нарушая процесс транспорта органических веществ.

Свидетельством загрязненности воздуха в отдельных районах города могут служить не только отсутствие кустистых или листоватых форм лишайников, но и их внешний вид.

При больших концентрациях наиболее встречающегося загрязнителя – двуокиси серы – лишайники преждевременно стареют. Именно так лихенологии называют состояние организма, когда слоевище нарастает по краям, а сердцевинные его части отстают от субстрата и выпадают. В этом случае колонии листоватых лишайников имеют форму полумесяца. Кроме того, по мере приближения к источнику загрязнения слоевища лишайников становятся более толстыми и компактными.

Чувствительность лишайников к загрязнению обусловлена несколькими причинами:

лишайники представляют собой симбиоз гриба и водорослей и любое, даже не значительное, влияние может изменять баланс взаимодействия между симбионтами, что сказывается на их жизнеспособности;

лишайники поглощают аэрозоли и газы всей поверхностью талломов, а также периодически подвергаются дегидратации талломов (обезвоживанию), что приводит к росту концентрации загрязняющих веществ в талломах до высоких уровней;

водоросль требуксия (Trebuxia), входящая в состав 80% видов лишайников, обладает высокой чувствительностью к повышенным концентрациям сернистого газа в атмосфере;

четкая зависимость лишайников от величины кислотности субстрата (рН среды), поллютанты могут изменять значения рН в ту или иную строну, и эти значения могут выходить за пределы выносливости одних видов и поселению на данном субстрате других.

3. Методика работы

Работа проходила в г.Семикаракорске. Для исследования видового разнообразия лишайников нами были выбраны три участка: переулок Атаманский (протяженностью 400м, удаленностью от дороги 3 м), улица Калинина (протяженностью 400м, удаленностью от дороги 3 м), урочище Сусарево (противопожарная дорога пойменного леса протяженностью 400м, шириной 15м). Для проведения наблюдений использовали мелкомасштабную карту города, где отметили исследуемые территории.

На первом этапе работы было проведено предварительное обследование данных территорий. В результате получена следующая информация:

1. Расположение пункта наблюдения.

2. Присутствие или отсутствие лишайниковой растительности на данной

3.Определены экземпляры лишайников присутствующие на каждом экспериментальном участке.

На каждом из исследуемых территорий были выбраны участки протяженностью 400 метров. На этих участках произвольно были отобраны разные деревья (по виду, возрасту). На деревьях был проведен учет лишайниковой флоры.

Подсчет лишайников на каждом участке ствола производился следующим образом:

Подсчитывалось число квадратов, в которых лишайники занимают на глаз больше половины площади квадрата ( а ), условно приписывая им покрытие, равное 100%.

Подсчитывалось число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата ( в ), условно приписывая им покрытие, равное 50%. Данные записывали в рабочую таблицу.(Приложение)

Общее проективное покрытие в процентах ( Р ) вычислялось по формуле:

Р = ( 100 а + 50 в) / С, где С – общее количество квадратов палетки (при использовании палетки 20*20 см с ячейками 2*2 см, С = 100)

Измерялся диаметр ствола, удаленность квадрат – сетки от почвы, с помощью компаса определялась экспозицию.

Используя атласы, определялись виды лишайников. Для этого тонким ножом снимал лишайник вместе с тонким слоем субстрата. Так как у старых деревьев слой пробки достаточно широкий, целостность коры дерева не нарушается и не причиняется вреда растению.

Визуально определялось обилие для каждого вида по пятибалльной шкале:

5 баллов – слоевища встречаются в большом количестве и обильно;

4 балла - слоевища встречаются обильно;

3 балла - слоевища встречаются в небольшом количестве;

2 балла - слоевища встречаются в очень малом количестве;

1 балл - слоевища встречаются единично.

Обилие и проективное покрытие лишайников – важнейшие показатели благоприятности среды.

Задания Д22 № 6410

Наибольшую роль в увеличении концентрации углекислого газа в атмосфере играет

Самое большое количество углекислого газа выделяют предприятия.

тьфу! невнимательная я какая, прочитала неправильно вопрос и ответила неверно.

самую большую роль в увеличении концентрации углекислого газа играют извержения вулканов, промышленные выбросы - около 5 %

Укажите источник Ваших сведений, пожалуйста.

"Во времена молодой Земли вулканическая активность была главным источником углекислого газа, а сейчас его вулканическая эмиссия (около 130—230 млн тонн в год) составляет менее 1 % от антропогенной"

х. В течение последних десятилетий было показано, что из компонентов загрязненного воздуха на лишайники самое отрицательное влияние оказывает двуокись серы. Экспериментально установлено, что это вещество уже в концентрации 0,08 — 0,10 мг на 1 м3 воздуха начинает вредно действовать на многие лишайники: в хлоропластах водорослевых клеток появляются бурые пятна, начинается деградация хлорофилла, плодовые тела лишайников хиреют. Концентрация SO2, равная 0,5 мг/м3, губительна для всех видов лишайников, произрастающих в естественных ландшафтах. Интересные данные были получены также методом пересадки некоторых лишайников из природных условий в городские, при этом у разных видов выявилась различная реакция на изменение условий: одни быстро вымирали, другие приспосабливались даже к отравленной среде.

различные виды лишайников действительно обладают разной чувствительностью. Одни растут только в естественных, не тронутых культурой ландшафтах, другие переносят умеренное влияние цивилизации, сохраняясь в небольших поселках, селах и пр. , а третьи способны расти и в крупных городах, по крайней мере на их окраинах.

Особая чувствительность лишайников объясняется тем, что они не могут выделять в среду поглощенные токсические вещества, которые вызывают физиологические нарушения и морфологические изменения.

Сами вопрос придумали или как?

Лишайники самые требовательные к чистоте организмы. Назвать их растениями не могу, так как это симбиоз гриба и водоросли.

Из воздуха все частички твёрдые оседают на землю. А там -- лишайник самый низкий из растительности. Вот он и терпит первым поражение.

Потому что кустистые лишайники обитают на свободной поверхности, а остальные чаще встречаются в закрытых или изогнутых пространствах.

Один из специфических методов мониторинга загрязнения окружающей среды — биоиндикация, определение степени загрязнения геофизических сред с помощью живых организмов, биоиндикаторов. Живые индикаторы не должны быть слишком чувствительными и слишком устойчивыми к загрязнению. Необходимо, чтобы у них был достаточно продолжительный жизненный цикл. Важно, чтобы такие организмы были широко распространены по планете, причем каждый вид должен быть приурочен к определенному местообитанию. Лишайники вполне отвечают всем этим требованиям. Они реагируют на загрязнение иначе, чем высшие растения. Долговременное воздействие низких концентраций загрязняющих веществ вызывает у лишайников такие повреждения, которые не исчезают вплоть до гибели их слоевищ. Это, видимо, связано с тем, что лишайники возобновляют свои клетки очень медленно, в то время как у высших растений поврежденные ткани заменяются новыми достаточно быстро. Биоиндикация имеет ряд преимуществ перед инструментальными методами. Она отличается высокой эффективностью, не требует больших затрат и дает возможность характеризовать состояние среды за длительный промежуток времени.

В наземных экосистемах для биоиндикации часто используют данные исследования лихенофлоры, так как лишайники являются весьма чувствительными индикаторами практически любого загрязнения воздушной среды. Процедура определения качества воздуха с помощью лишайников носит название лихеноиндикации.

Основные причины, обусловливающие малую устойчивость лишайников и их группировок 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;
строгие требования к кислотности субстрата, изменение которой сверх определенного предела влечет гибель лишайников [1, 7].

В связи с тем, что лишайники поглощают воду всей поверхностью тела в основном из атмосферных осадков и отчасти из водяных паров, влажность слоевищ непосредственно и зависит от влажности окружающей среды. Таким образом, поступление воды в лишайники происходит, в отличие от высших растений, по физическим, а не по физиологическим законам. Недаром слоевище лишайников часто сравнивают с фильтровальной бумагой.

Индикация уровня и динамики загрязнения атмосферного воздуха с помощью эпифитных лишайников — один из многочисленных видов биоиндикации. Эпифитные лишайники предпочитают старые деревья, причем для них имеет значение поверхность коры. На крупнобугристой коре старых деревьев обычно селятся кустистые виды, реже встречаются листоватые и накипные. На слабоморщинистой коре молодых деревьев растут листоватые и накипные виды, а на гладкой коре поселяются в основном накипные лишайники. На частоту встречаемости лишайников влияет и кислотность субстанции. На коре, имеющей нейтральную реакцию, лишайники чувствуют себя лучше, чем на кислом субстрате. Этим объясняется различный состав лихенофлоры, на разных деревьях [4, 5].

Лихеноиндикационные исследования имеют как свои плюсы, так и минусы. К несомненным достоинствам нужно отнести низкие материальные затраты на их реализацию, оперативность, способность охватить значительные по площади территории, возможность получения достоверного интегрированного показателя степени нарушенности растительного компонента конкретно геосистемы под влиянием определенных негативных факторов, сопряженных во времени и локализованных в пространстве, лишайники очень медленно растут и долго живут, за ними легко ухаживать и их просто пересаживать, у лишайников нет сосудистой системы, виды лишайников варьируют к SO₂ от очень чувствительных до невосприимчивых, лишайники более чувствительны к низким концентрациям SO₂, чем высшие растения, отмечена хорошая корреляция между распространением лишайников и концентрацией SO₂ в воздухе [2].

К недостаткам следует отнести слабую способность к регенерации, ответная реакция лишайников на воздействие высоких концентраций SO₂ замедленная, подсчет и определение видов лишайников достаточно трудоемки, а также необходимость учета мультивариантности действия всех известных факторов среды в комплексе с антропогенным влиянием на лишайниковый компонент биогеоценозов (это справедливо в отношении всех без исключения живых объектов, а также естественных, смешанных и искусственных экосистем вообще) и невозможностью дать абсолютные значения концентрации поллютантов в воздухе в отличие от физико-химических методов.

Среди множества методов оценки состояния атмосферного воздуха определенное место приобрела индикация по состоянию лишайников. Такой метод достаточно прост и удобен для индикации атмосферного загрязнения. В ходе исследовательской работы было выбрано три участка в городе Грозный, где проводилась индикация на уровне видов.

В данном случае индикатом является воздушная среда в сравнении территории городской черты и лесного массива. А индикатором были выбраны древесные растения, подвергшиеся осмотру, такие как: тополь черный (Pópulus nígra), тополь серебристый (Pópulus álba), клён ясенели́стный (Acer negúndo), акация серебристая (Acacia dealbata Link), ясень обыкновенный (Fráxinus excélsior).

Предметом исследования стала индикация с помощью лишайников. Выбраны были эпифитные лишайники, т. е. лишайники, растущие на коре деревьев. Первый участок – это территория третьего корпуса ЧГУ. Здесь были рассмотрены древесные насаждения внутреннего двора и ботанического сада.

Всего на первом участке было изучено 24 древесных насаждений из которых лишь на 3 были обнаружены лишайники, что составляет 12,5 %. Это говорит о том, что качество атмосферного воздуха на данном участке низкое, но присутствие лишайников указывает на то, что степень загрязненности не самая высокая [6, 11].

Участком № 2 была выбрана ул. Маяковского, которая ведет к центральной части города и является перегруженной потоком автомобильного транспорта. В процентном соотношении здесь прослеживается следующая последовательность: Акация серебристая (Acacia dealbata Link), Тополь черный (Pópulus nígra), Тополь серебристый (Pópulus álba), Ясень обыкновенный (Fráxinus excélsior) и Клён ясенели́стный, или (Acer negúndo). При тщательном осмотре лишь на 1 из 26 рассмотренных деревьев были обнаружены лишайники, что свидетельствует о повышенном индексе загрязнения воздуха [8, 13].

Для сравнения, третий участок необходимо было выбрать максимально чистую и незагрязненную зону. Таким участком выбран Старосунженский лесной массив.

Лишайники на стволах деревьев вдоль дороги по ул. Маяковской встречаются очень редко и находятся в более угнетенном состоянии, чем лишайники на территории двора третьего корпуса ЧГУ. Частота встречаемости и относительная численность лишайника — пармелии и ксантории на территории двора третьего корпуса университета значительно выше, чем по ул. Маяковского.

Воздушная атмосфера г. Грозный в районе ул. бульвара Дудаева (3 корпус ЧГУ) и ул. Маяковской чаще всего загрязняется выбросами предприятий жилищно-коммунального хозяйства и автотранспорта, в которых содержатся такие вредные соединения как оксиды углерода, серы, азота, сажа, бензопирен, альдегиды и другие вещества, которые попадая в воздух, плохо влияют на все живые организмы. Таким образом мы пришли к выводу, что на участке № 1 общее количество лишайников составило 12 %, на участке № 2–3,8 % и на участке № 3–100 %.

Максимальное количество лишайников было отмечено на участке № 3-это Старосунженский лесной массив, по статистическим параметрам лихеноиндикации атмосферный воздух в этом районе наименее загрязнен и является самым чистым. Восемь процентов от всех изученных видов древесной растительности пришлось на участок № 1 – это территория третьего корпуса Чеченского госуниверситета. Здесь показания лихеноиндикации свидетельствуют, что загрязненность атмосферного воздуха не является критическим в отличие от участка № 2 по ул. Маяковского, где степень загрязненности воздуха в сравнении с предыдущими участками максимальная [10, 12].

Из-за большого потока автотранспорта по ул. Маяковского в воздушной среде образуется большое количество окиси углерода, окислов азота, углеводородов, двуокиси серы, твердых частиц и бензпирена, к которым очень чувствительны лишайники. Поэтому большое содержание вредных веществ в атмосферном воздухе обуславливает отсутствие лишайников на древесных насаждениях вдоль по ул. Маяковского [3, 9].

Результаты проведенного исследования показали, что из эпифитных лишайников, на стволах деревьев г. Грозный были обнаружены листоватые и накипные лишайники. Из разновидностей листоватых были представлены пармелия и ксантория, а из накипных –леканора. Лишайники на стволах деревьев в лесной зоне обладают явным преимуществом как в количественном отношении так и в качественном.

По результатам собственных наблюдений можно сделать вывод и оценить чистоту атмосферного воздуха в городе. Чем больше антропогенная нагрузка на территорию, тем скуднее лишайниковая флора и более загрязнен воздух.

Основные термины (генерируются автоматически): лишайник, атмосферный воздух, участок, воздушная среда, грозный, ствол деревьев, атмосферное загрязнение, помощь лишайников, слоевище лишайников, Старосунженский лесной массив.

Повышение концентрации в атмосфере какого газа наиболее губительно для лишайников

Похожие статьи

Определение качества воздуха в д. Ирсаево Мишкинского района.

Лишайники – индикаторы чистоты воздуха

Метод биоиндикации загрязнения окружающей среды на примере.

Эпифитные лишайники родов Usnea, Evernia и Lobaria, как.

Некоторые предложения по озеленению учреждений.

Некоторые подходы к оценке состояния атмосферного воздуха.

Состояние флоры и сосудистых растений в зависимости от.

Влияние нефтяного загрязнения почв на формирование.