5597
.pdf21
Задание 5.2.
Анализ анатомии листьев мезофильных и ксерофильных злаков
близких видов
Материал: фиксированные в спирте с глицерином листья овсяницы луговой — Festuca pratensis Huds и овсяницы овечьей — F. Ovina L. или осоки шаровидой — Carex globularis, гербарные экземпляры этих растений.
Ход работы:
Приготовьте поперечные срезы листьев, обработайте флороглюцином с соляной кислотой. Рассмотрите срезы под микроскопом и найдите устьица.
Обратите внимание на расположение кроющих волосков, сравните характер расположения и степень развития проводящей и механической ткани,
хлоренхимы и толщины эпидермы, наличие моторных клеток, толщины листа.
На основании структуры листа решите, какой из видов более ксерофилен.
Проверьте правильность вывода, для чего сравните ареалы и биотопическую приуроченность двух исследуемых видов, используя определитель. Заполните таблицу 6, сделайте выводы.
Таблица 6. Особенности анатомического строения листьев злаков и осок
|
Характеристика |
Овсяница луговая |
Овсяница овечья |
Осока шаровидная |
|
растений |
|
|
|
1. |
Расположение |
|
|
|
кроющих волосков |
|
|
|
|
2. |
Степень развития |
|
|
|
проводящей ткани |
|
|
|
|
3. |
Степень развития |
|
|
|
механической ткани |
|
|
|
|
4. |
Степень развития |
|
|
|
хлоренхимы |
|
|
|
|
5. |
Толщина эпидермы |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Толщина листа |
|
|
|
|
|
|
|
|
22
Методы анализа воздействия экологических факторов на окружающую
среду.
На планете почти не осталось не затронутых человеком природных геосистем. На большей части земного пространства природная геосистема выступает в качестве составной части сложных пространственно временных образований, включающих природу, население хозяйство. Например, городская урбосистема. Она обладает двойственным характером развития: с одной стороны – функционирует по законам природы, с другой – социально-
экономического развития общества.
Существование в городской среде производственных объектов,
транспорта связано с потреблением природных ресурсов и выбросами в нее многочисленных разнообразных отходов. Это, естественно, оказывает влияние на природный ландшафт, нарушая и видоизменяя его, а также на здоровье человека.
Наиболее распространенными в настоящее время критериями оценки качества атмосферного воздуха, пресных и морских вод, почвы – являются предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ. ПДК загрязняющего вещества – это максимальная концентрация вещества в окружающей среде, которая не оказывает воздействия на здоровье человека и не вызывает отдаленных мутагенных и канцерогенных последствий.
Существует большое количество методов, позволяющих оценить воздействие экологических факторов на окружающую среду. Все они делятся две большие группы: лабораторные и полевые методы. В качестве лабораторных методов используют химические, физико-химические и биологические (моделирование биологических процессов). В основе полевых методов лежит сбор и обработка информации в естественных условиях.
23
Лабораторная работа 6.
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕКРЕАЦИОННЫХ НАГРУЗОК НА ЛЕСНЫЕ
ЭКОСИСТЕМЫ В ГОРОДЕ.
Цель работы: Определение степени нарушенности экосистем лесного сообщества под влиянием антропогенного фактора и разработка мер по их восстановлению.
Теоретическая часть
С развитием процесса урбанизации естественная природная среда в городах очень сильно изменяется.
Зеленые растения выполняют жизненно важные функции; среди них следует отметить санитарно-гигиенические функции, влияние на микроклимат города: смягчая летнюю жару и сухость, растения защищают от палящего солнца и сильных ветров. Городская растительность способствует повышению ионизации воздуха. Хорошо известен противошумовой эффект зеленых насаждений, связанный с большой звукоотражательной способностью листвы деревьев.
Городская растительность выступает в качестве своеобразного живого фильтра, поглощающего из воздуха пыль и различные химические загрязнения.
Велика также и эстетическая ценность растений.
Во флоре любого города можно различить виды: местные или автохтонные, по происхождению, и виды аллохтонные, т.е. попавшие на данную территорию из других областей земного шара. Соотношение местных и адвентивных видов в городах складывается, как правило, с явным преимуществом последних. Большинство местных представителей изгоняется из городской флоры уже при закладке городов, а впоследствии им трудно акклиматизироваться в городе, т.к. условия очень сильно отличаются от привычных. Причем из сохранившихся местных видов обычно мало лесных,
большей частью это луговые, степные и растения открытых пространств.
24
Городские условия накладывают отпечаток на экологический состав флоры. Лучше приживаются виды, приспособленные к недостатку влаги
(ксерофиты), засоленности почв (галофиты), а также увеличивается доля азотолюбивых (нитрофильных) видов.
Влияние городских условий на растения также просматривается и по различным показателям жизненных процессов, внешнего облика, особенностям строения его органов, долговечности растения в данных условиях. У городских деревьев нарушены процессы фотосинтеза, поэтому они имеют более редкую крону, мелкие листья, короткие побеги.
Активное посещение горожанами парков, садов, других зеленых уголков приводит к прямым и косвенным воздействиям на растительные сообщества. К
прямым воздействиям относятся поломка деревьев и кустарников,
замусоривание и т.д. Повсеместно наблюдается уплотнение верхнего слоя почвы и как результат - нарушение водно-воздушного режима.
Экспериментальная часть.
Проанализировать основные характеристики деградации лесных экосистем.
1.Провести изучение видового состава.
2.Дать характеристику стадий рекреационной деградации лесных
экосистем.
3.Данные занести в таблицу 7
Таблица 7. Таблица результатов.
Стадия |
Хар-ка |
|
|
Состояние ярусов |
|
Включения |
||
деграда- |
состояния |
|
|
|
|
|
|
нелесных |
древо- |
подлеска |
|
подроста |
траво- |
мохово-ли |
|||
ции |
лесной |
|
экосистем |
|||||
стоя |
крупного |
|
младших |
стоя |
шайниково- |
|||
|
экосистемы |
|
подроста |
|
возрастов |
|
го покрова |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Сделать вывод о степени деградации изученной лесной экосистемы.
25
Лабораторная работа 7.
РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА КОЛИЧЕСТВА ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ
ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХ ОТ АВТОТРАНСПОРТА
Цель работы: Ознакомление с основными видами антропогенных загрязнений окружающей среды и методами их экспрессного анализа.
Оборудование: калькулятор.
Теоретическая часть
Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами азота NOx и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по СО и более 50%
по NOx от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NOx можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированных двигателей, а также двигателя в режиме прогрева.
Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных газов за определенный промежуток времени.
Квыбрасываемым вредным веществам относятся угарный газ
(концентрация в выхлопных газах 0,3 – 10% объема), углеводороды – несгоревшее топливо (до 3% объема) и оксиды азота (до 0,8% объема), сажа.
Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчетным методом. Исходными данными для расчета количества выбросов являются:
1.Количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку автотрассы в единицу времени;
2.Нормы расхода топлива автотранспортом (табл. 8);
3.Значение эмпирических коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего (табл. 9).
26
Таблица 8. Средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в
условиях города
Тип автотранспорта |
Средние нормы расхода |
Удельный расход |
|
|
топлива (л/км) |
топлива Yi (л/км) |
|
Легковой автомобиль |
11 - 13 |
0,11 – |
0,13 |
Грузовой автомобиль |
29 - 33 |
0,29 – |
0,33 |
|
|
|
|
Автобус |
41 - 44 |
0,41 |
– 0,44 |
|
|
|
|
Дизельный грузовой |
31 - 34 |
0,31 |
– 0,34 |
автомобиль |
|
|
|
Таблица 9. Значение эмпирических коэффициентов, определяющих выброс
вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего
Вид топлива |
|
Значение коэффициента (К) |
|
|
|
СО2 |
углеводороды |
|
NOx |
Бензин |
0,6 |
0,1 |
|
0,04 |
Дизельное топливо |
0,1 |
0,03 |
|
0,04 |
Экспериментальная часть
1.Необходимо выбрать участок автотрассы длиной 0,5 -1 км, имеющий хороший обзор;
2.Измерить длину участка l, м;
3.Определить количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в какой-либо период времени в течение 20 минут. При этом заполнить таблицу 10
Таблица 10. Количество автотранспорта.
Тип автотранспорта |
Количество, |
Всего за 20 |
За 1 час, |
Общий путь |
|
шт |
минут |
|
за 1 час, L, км |
Легковые автомобили |
|
|
|
|
Грузовые автомобили |
|
|
|
|
Автобусы |
|
|
|
|
Дизельные грузовые |
|
|
|
|
автомобили |
|
|
|
|
4. Рассчитать общий путь, пройденный выявленным количеством |
||||
автомобилей каждого типа за 1 час (L, км); |
|
27 |
|
Li = Ni · l |
(9) |
Где Ni – количество автомобилей каждого типа за 1 час; i - обозначение типа автотранспорта;
Li – общий путь, км;
l – длина участка автодороги, м.
Результат занести в таблицу 8.
5. Рассчитать количество топлива (Qi, л) разного вида, сжигаемого при движении двигателями автомашин.
Qi = Li ·Yi |
(10) |
Где Li – общий путь, км;
Yi – удельный расход топлива, л/км.
Результат занести в таблицу 11.
6. Определить общее количество сожженного топлива каждого вида (ΣQ).
Таблица 11. Количество топлива, сжигаемого при движении двигателями автомашин.
Тип автомашины |
Ni |
|
Qi |
|
|
Бензин |
Дизельное топливо |
Легковой автомобиль |
|
|
|
Грузовой автомобиль |
|
|
|
Автобус |
|
|
|
Дизельные грузовые |
|
|
|
автомобили |
|
|
|
|
Всего (ΣQ) |
|
7. Рассчитать количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего по таблице 12.
28
Таблица 12. Количество вредных веществ, выделяющихся при работе
двигателей с использованием различного вида топлива.
Вид топлива |
Σ Q, л |
|
Количество вредных веществ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
СО |
|
углеводороды |
NO2 |
Бензин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дизельное |
|
|
|
|
|
топливо |
|
|
|
|
|
|
Всего V, л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. Рассчитать массу выделившихся вредных веществ (m, г), по формуле
(11), а также количество чистого воздуха необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно-допустимых условий окружающей среды. Данные занести в таблицу 13.
m = (V · M)/22,4 |
(11) |
Где М – молекулярная масса вещества, гр;
V – количество вредных веществ, выделяющихся при работе двигателей с
использованием различного вида топлива.
Таблица 13. Таблица результатов.
Вид вредного |
Количество, л |
Масса, г |
Количество |
Значение ПДК, |
вещества |
|
|
воздуха для |
мг/м3 |
|
|
|
разбавления |
|
|
|
|
|
|
СО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Углеводороды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. Сопоставить полученные результаты с количеством выбросов вредных
веществ от автотранспорта полученными СЭС.
29
10. Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследованного вами участка автомагистрали.
Лабораторная работа 8
МЕТОДЫ БИОИНДИКАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НАЗЕМНЫХ
ЭКОСИСТЕМ.
Цель работы: проведение качественной оценки загрязненности воздуха по
состоянию хвои сосны.
Теоретическая часть
Биоиндикация – это оценка состояния окружающей среды по реакции
живых организмов.
Взависимости от свойств используемого биоиндикатора различают специфическую и неспецифическую биоиндикацию. Термин неспецифическая биоиндикация используют в том случае, когда различные антропогенные факторы вызывают одни и те же ответные реакции. Если те или иные происходящие изменения можно связать только с одним фактором, то речь идет
оспецифической биоиндикации.
Вкачестве биоиндикаторов используют животных, растения, бактерии,
вирусы.
Одним из перспективных объектов биоиндикации являются лишайники.
Они распространены по всему земному шару и могут служить объектом мониторинга на всех уровнях: локальном, региональном и глобальном.
Для определения загрязненности различных водоемов в качестве растений-индикаторов используют растения семейства рясковые. Рясковые плавают на поверхности воды или слегка погружены в воду и обладают высокой чувствительностью к загрязнению водной среды.
Для выявления загрязнения воздушной среды и почвы видом-
индикатором может служить сосна. В её коре, древесине и хвое могут
30
накапливаться загрязняющие вещества, оказывая влияние на рост и
жизнедеятельность дерева.
Экспериментальная часть.
1.Выбрать район, в котором будет проводиться обследование растений сосны (Pinus sylvestris)
2.Составить карту района.
3.На карте пометить близлежащие предприятия, дороги с интенсивным транспортным движением (антропогенная нагрузка).
4.На карте пометить точки обследования.
5.В районе помеченной точки найдите участок леса, где растут молодые сосенки высотой 1-1,5 метра.
6.Оценить степень вытоптанности участка :
1)вытаптывания нет,
2)вытоптаны тропы,
3)ни травы, ни кустарников нет,
4)осталось немного травы вокруг деревьев.
При высокой вытоптанности территории (3-4) экспресс оценка
воздушного загрязнения невозможна.
7.Выбрать 5 молодых сосен, растущих на открытом месте с 8-15
мутовками боковых побегов на главном стволе, отстоящих друг от друга на
расстоянии 10-20 метров.
8.У каждого деревца осмотреть хвоинки участка центрального побега предыдущего года (второго сверху). Если деревья очень большие, то обследование проводится на боковом побеге в четвертой сверху мутовке.
9.Определить класс повреждений и усыханий хвои.
Классы повреждения хвои: 1 – хвоинки без пятен, 2 хвоинки с небольшим числом мелких пятен, 3 – хвоинки с большим числом черных и желтых пятен, некоторые из них крупные во всю ширину хвоинки.