Фитоиндикация состояния окружающей среды в городе Заволжье

АНО НОУ  «Волжский университет им. В.Н.Татищева» (институт)

Экологический факультет

Кафедра биоэкологии  и естественных наук 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БИОИНДИКАЦИЯ» 
 

Тема: «Фитоиндикация состояния окружающей среды в  городе Заволжье» 
 
 
 
 
 

Исполнитель ………………………………………………… 

     Группа  ЭКО –  

Руководитель

К.б.н., доцент…………………………………………………. 
 
 
 

ТОЛЬЯТТИ

2011

 

Аннотация

      Предложенная  курсовая работа содержит описание методики измерения площади листьев древесных растений, а так же применение этой методики для определения экологического состояния разных зон города Заволжья.

      Всего в работе содержится 30 страниц текста, включая 6 таблицы, 3 формулы, 5 рисунков, 1 приложение и 19 литературный источник.

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...4

1. Теоретическая  часть……………………………………………………………7

1.1 Общие принципы  использования биоиндикаторов………………………...7

1.2 Особенности  использования растений в качестве  биоиндикаторов………9

1.3 Морфологические  изменения растений, используемые  в биоиндикации……………………………………………………………………12

1.4  Методика  определения площади листовой  пластины древесных растений  в загрязненной и чистой зонах  города………………………………………….14

2. Практическая  часть…………………………………………………………...18

2.1. Объекты наибольшего  загрязнения окружающей среды  города Заволжья………………………………………………………………………….18

2.2. Описание  выполненного исследования……………………………………18

2.3 Результаты……………………………………………………………………19

2.4  Выводы………………………………………………………………………23

Заключение……………………………………………………………………….25

Список  литературы……………………………………………………………....27

Приложение  А…………………………………………………………………....30 

 

Введение

     Проблема  сохранения окружающей среды в настоящее  время концентрирует на себе внимание исследователей всего мира. В связи  с усилением антропогенной нагрузки, испытываемой природными комплексами, становится необходимой разработка и апробация методик, позволяющих  оценивать экологическое состояние  природно–антропогенных сред.[17]

     Биоиндикация  – это оценка состояния среды  с помощью живых объектов. Живые  объекты (или системы) – это клетки, организмы, популяции, сообщества. С их помощью может производиться оценка как абиотических факторов (температура, влажность, кислотность, соленость, содержание поллютантов и т.д.) так и биотических (благополучие организмов, их популяций и сообществ). Термин «биоиндикация» чаще используется в европейской научной литературе, а в американской его обычно заменяют аналогичным по смыслу названием «экотоксикология».

     Часто задают вопрос: «Почему для оценки качества среды приходится использовать живые объекты, когда это проще  делать физико-химическими методами?»  По мнению Ван Штраалена (1998), существуют по крайней мере 3 случая, когда биоиндикация становится незаменимой.

1. Фактор не может быть измерен. Это особенно характерно для попыток реконструкции климата прошлых эпох. Так, анализ пыльцы растений в Северной Америке за длительный период показал смену теплого влажного климата сухим прохладным и далее замену лесных сообществ на травяные. В другом случае остатки диатомовых водорослей (соотношение ацидофильных и базофильных видов) позволило утверждать, что в прошлом вода в озерах Швеции имела кислую реакцию по вполне естественным причинам.
2. Фактор трудно измерить. Некоторые пестициды так быстро разлагаются, что не позволяют выявить их исходную концентрацию в почве. Например, инсектицид дельтаметрин активен лишь несколько часов после его распыления, в то время как его действие на фауну (жуков и пауков) прослеживается в течение нескольких недель.
3. Фактор легко измерить, но трудно интерпретировать. Данные о концепции в окружающей среде различных поллютантов (если их концентрация не запредельно высока) не содержат ответа на вопрос, насколько ситуация опасна для живой природы.

      Показатели  предельно допустимой концепции (ПДК) различных веществ разработаны  лишь для человека. Однако, очевидно, эти показатели не могут быть распространены на другие живые существа. Есть более  чувствительные виды, и они могут  оказаться ключевыми для поддержания  экосистем. С точки зрения охраны природы, важнее получить ответ на вопрос, к каким последствиям приведет та или иная концентрация загрязнителя в среде. Эту задачу и решает биондикация, позволяя оценить биологические  последствия антропогенного изменения  среды. Физические и химические методы дают качественные и количественные характеристики фактора, но лишь косвенно судят о его биологическом  действии. Биоиндикация, наоборот, позволяет  получить информацию о биологических  последствиях изменения среды и  сделать лишь косвенные выводы об особенностях самого фактора. Таким  образом, при оценке состояния среды  желательно сочетать физико-химические методы  с биологическими.

     Популярность  биоиндикации обусловлена также  простотой, скоростью и дешевизной определения качества среды. Например, при засолении почвы в городе листья липы по краям желтеют еще  до наступления осени. Выявить такие  участки можно, просто осматривая деревья. В таких случаях биоиндикация позволяет быстро обнаружить наиболее загрязненные местообитания. [2]

     Особо широко используют ботанические (растительные) индикаторы. Из всех компонентов экосистемы наибольшее значение имеет растительный покров как наиболее доступный для  наблюдения и чутко реагирующий  на все изменения внешней среды. Использование растительного покрова  как индикатора условий среды выделяют в особое направление ботанических исследований, которое называют фитоиндикацией.[7]

     Цель  работы: определение качества состояния окружающей среды в городе Заволжье методом фитоиндикации.

     Задачи:

      1. Ознакомиться с общие принципы  использования биоиндикаторов;

     2. Изучить особенности использования растений в качестве биоиндикаторов;

     3. Изучить морфологические изменения  растений, используемые в биоиндикации;

     4. Ознакомиться с методикой определения  площади листовой пластины древесных  растений;

     5. Оценить качество среды изучаемой  местности на примере окрестностей  города Заволжья.  
 

 

     

1. Теоретическая  часть

1.1 Общие принципы  использования биоиндикаторов

     Биоиндикаторы (от био и лат. indico — указываю, определяю) — организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Их индикаторная значимость определяется экологической толерантностью биологической системы. В пределах зоны толерантности организм способен поддерживать свой гомеостаз. Любой фактор, если он выходит за пределы «зоны комфорта» для данного организма, является стрессовым. В этом случае организм реагирует ответной реакцией различной интенсивности и длительности, проявление которой зависит от вида и является показателем его индикаторной ценности. Именно ответную реакцию определяют методы биоиндикации. Биологическая система реагирует на воздействие среды в целом, а не только на отдельные факторы, причем амплитуда колебаний физиологической толерантности модифицируется внутренним состоянием системы — условиями питания, возрастом, генетически контролируемой устойчивостью.

     Многолетний опыт ученых разных стран по контролю состояния окружающей среды показал  преимущества, которыми обладают живые  индикаторы:

     ·  в условиях хронических антропогенных нагрузок могут реагировать даже на относительно слабые воздействия вследствие кумулятивного эффекта; реакции проявляются при накоплении не которых критических значений суммарных дозовых нагрузок;

     ·  суммируют влияние всех без исключения биологически важных воздействий и отражают состояние окружающей среды в целом, включая ее загрязнение и другие антропогенные изменения;

     ·  исключают необходимость регистрации химических и физических параметров, характеризующих состояние окружающей среды;

     ·  фиксируют скорость происходящих изменений;

     ·  вскрывают тенденции развития природной среды;

     ·  указывают пути и места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений и ядов, возможные пути их попадания в пищу человека;

     ·  позволяют судить о степени вредности любых синтезируемых человеком веществ для живой природы и для него самого, при чем дают возможность контролировать их действие.[15]

     Выделяют  две формы отклика живых организмов, используемых в целях биоиндикации, — специфическую и неспецифическую. В первом случае происходящие изменения связаны с действием одного какого-либо фактора. При неспецифической биоиндикации различные антропогенные факторы вызывают одинаковые ре акции.

     В зависимости от типа ответной реакции  биоиндикаторы под разделяют  на чувствительные и кумулятивные. Чувствительные биоиндикаторы реагируют на стресс значительным отклонением от жизненных норм, а кумулятивные накапливают антропогенное воздействие, значительно превышающее нормальный уровень в природе, без видимых изменений.[19]

     В качестве биоиндикаторов могут быть использованы представители всех «царств» живой природы. Для биоиндикации не при годны организмы, поврежденные болезнями, вредителями и паразитами. Идеальный биологический индикатор  должен удовлетворять ряду требований:

     ·  быть типичным для данных условий;

     ·  иметь высокую численность в исследуемом экотопе;

     ·  обитать в данном месте в течение ряда лет, что дает возможность проследить динамику загрязнения;

     ·  находиться в условиях, удобных для отбора проб;

     ·  давать возможность проводить прямые анализы без предварительного концентрирования проб;

     ·  характеризоваться положительной корреляцией между концентрацией загрязняющих веществ в организме-индикаторе и объекте исследования;

     ·  использоваться в естественных условиях его существования; »иметь короткий период онтогенеза, чтобы была возможность отслеживания влияния фактора на последующие поколения.[9]

     Ответная  реакция биоиндикатора на определенное физическое или химическое воздействие  должна быть четко выражена, т.е. специфична, легко регистрироваться визуально  или с помощью приборов.

     Для биоиндикации необходимо выбирать наиболее чувствительные сообщества, характеризующиеся  максимальными скоростью отклика  и выраженностью параметров. Например, в водных эко системах наиболее чувствительными  являются планктонные со общества, которые быстро реагируют на изменение  среды благо даря короткому жизненному циклу и высокой скорости воспроизводства. Бентосные сообщества, где организмы  имеют достаточно длинный жизненный  цикл, более консервативны: перестройки  происходят в них при длительном хроническом загрязнении, приводящем к необратимости процессов.

     К методам биоиндикации, которые можно  применять при исследовании экосистемы, относится выявление в изучаемой  зоне редких и исчезающих видов. Список таких организмов, по сути, является набором индикаторных видов, наиболее чувствительных к антропогенному воздействию.[3]