2. 3Определение морфологических параметров годичных побегов растений 16 Министерство образования Республики Мордовия МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 36» Исследовательский проект Влияние загрязнения атмосферы на рост древесных побегов г. Саранска Выполнил: Арапов Артём ученик 11 А класса, школы №36 Научный руководитель: Буянкина Н.М. учитель школы №36 Саранск 2006 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Загрязнение атмосферы г. Саранска 5 1.2 Влияние загрязнения атмосферы на растения 10 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 13 2.1 Биологическая характеристика исследуемого вида 14 2.2 Описание исследуемых площадок 15 2.3Определение морфологических параметров годичных побегов растений 16 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 16 ВЫВОДЫ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Известно, что без пищи человек может жить несколько недель, без воды - несколько дней, а без кислорода - всего лишь мгновения. Не менее требовательны и растения. На одну весовую часть их в среднем расходуется 300 частей воды и 3000 частей воздуха. В данном случае речь идёт не только о кислороде, но и об углекислоте. Растения на 95% состоят из углерода углекислоты, - потребляемой в процессе фотосинтеза. Оба компонента – и кислород, и углекислота, содержатся в воздухе (21 и 0,03%). Кроме того, в воздухе находятся азот (78%), аргон (0,01%) и ряд примесей (водяные пары, фитонциды, промышленные газы). В связи с ростом промышленного производства всё актуальнее встаёт вопрос защиты растений от вредных выбросов, загрязняющих атмосферу. Веществ, выделяемых предприятиями и транспортом, сотни. Наиболее распространены сернистый и серный ангидриды, соединения фтора, хлора, окиси азота и углерода, сероводород, аммиак и др. Выбрасываются и твёрдые частицы в виде несгоревших остатков угля, золы, сульфатов и сульфитов; окислов железа, меди, цинка, кремния; хлоридов, соединений кальция, натрия, и т.д. В состав жидких аэрозолей, также загрязняющих атмосферу, входят пары кислот, фенолов и веществ, образующихся в результате взаимодействия газов и твёрдых частиц с водными парами. Многие из этих соединений – двуокись серы, серный ангидрид, окись и двуокись азота, азотистый ангидрид и др., - растворяясь в воде, образуют вредные для растений кислоты. Токсичен и аммиак, превращающийся в водном растворе, в щёлочь. Отрицательное влияние оказывают на растения фтористые соединения и пары ртути. Соединения хлора в малых концентрациях не вредны, однако при большом скоплении вызывают значительные функциональные расстройства и гибель растений. Относительно безвредны окись углерода и сероводород, слабо растворимые в воде. Промышленные газы и аэрозоли могут оказывать на растения комплексное и индивидуальное воздействие. Но нередко эффект повреждения вызывается одним, преобладающим в среде соединением. Для таких веществ устанавливают предельно допустимые концентрации их в воздухе. Так, сернистый газ токсичен для многих видов при концентрации 10 %, окислы азота и азотной кислоты – при 2,5 10 %, пары соляной кислоты – при 5 10%. Влияние токсического вещества начинается с адсорбции его на клеточных оболочках и проникновения в ткани листа. Накапливаясь в них сверх допустимого уровня, токсикант вызывает у растений различные нарушения в структурной организации и функциональной деятельности. Начальными признаками поражения являются снижение транспирации и фотосинтеза. Ухудшение поглощающих функций корня. Эти сдвиги вначале обратимы, но по мере накопления отравляющего вещества происходят резкие изменения ультраструктуры клеток (разбухание и расслизнение оболочки, нарушение структуры митохондрий и хлоропластов), а затем и ухудшение углеводного, белкового и фосфорного обменов. Нужно сказать, что промышленные выбросы не всегда вредны. Некоторые из входящих в них элементов (азот, сера) необходимы растениям, и если их в среде мало токсикант может использоваться как питательное вещество. По данным Р. Гудериана (1979), газация растений двуокисью серы обеспечивает в ряде случаев прибавку урожая сельхозпосевов (Майснер, 1981). В связи с этим целью нашей работы явилось изучение влияния загрязнения атмосферы на рост древесных побегов березы бородавчатой (Betula pendula L.) в условиях г. Саранска. В задачи исследования входило: 1. Знакомство с литературой по данному вопросу. 2. Освоение методики измерения длины, площади, массы древесных побегов. 3. Статистическая обработка материала и анализ полученных данных. 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Воздух в городе, его состав и качество наиболее точно характеризуют состояние окружающей среды. 1.1 Загрязнение атмосферы г. Саранска Саранск – крупный промышленный центр России, который в середине 1990 – х гг. характеризовался как неблагополучный по экологической обстановке город. Саранск периодически входил в число российских городов, отличавшихся повышенным уровнем загрязнения окружающей среды. По количеству выбросов и объему сточных вод (в том числе, недостаточно очищенных), приходящихся на одного жителя в год, он не уступал многим промышленным центрам страны. Это сопровождалось эмиссией различных веществ в окружающую среду и её загрязнением, что негативно влияло и продолжает сказываться на состоянии окружающей среды Источников загрязнения в Саранске много: это тепловые электростанции, предприятия светотехнической, электротехнической, химической промышленности, стройматериалов и, конечно же, автотранспорт. Котельные, заводы производят выбросы из низких источников (высотой до 10-20 м), характеризуются большим несовершенством технологического оборудования, что и определяет высокую концентрацию вредных веществ в приземном слое воздуха (Галахова и др., 1991). По данным отче­тов 2-ТП (воздух), представленных промышленными, сельскохозяйственными, ком­мунальными и другими предприятиями республики, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников в 2002 году составили 54,356 тыс. тонн, что на 1,858 тыс. тонн меньше предыдущего года; от передвижных источников 67,8 тыс. тонн, что на уровне предыдущего года. Суммарные выбросы составили 122,156 тыс. тонн, что на 1,858 тыс. тонн меньше предыдущего года. Общее количество выделяемых загрязняющих веществ от всех стационарных источ­ников в 2002 году составило 391,36 тыс. тонн. Из поступивших на очистные соору­жения уловлено и обезврежено 334,004 тыс. тонн, или 86,9% загрязнений. В общей величине валовых выбросов загрязняющих веществ, выбросы от передвиж­ных источников составили 55,5% от общего объема, что объясняется ростом численности индивидуального автотранспорта. Передвижные источники дают 89,6% поступления в воздушный бассейн оксида углерода, 30,5%- углеводоро­дов, 78,7% - сажи, 53%- окислов азота, 19%- сернистого ангидрида. В последние два года наметилась тенденция к уменьшению выбрасываемых вредных веществ. Валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, тыс. тонн Ингредиенты 1998 1999 2000 2001 2002 Выбросы вредных в-в от стационар­ных выбросов 39,279 49,506 60,016 56,214 54,356 В том числе твер­дых 8,485 19,351 19,512 19,786 19,662 Газообразных и жидких 30,814 26,91 40,504 36,428 34,694 (+) или (-) с преды­дущим годом -8,017 +10,227 +10,51 -3,836 -1,858 Выбросы вредных в-в от передвижных источников 61,057 67,162 66,357 67,8 67,8 (+) или (-) с преды­дущим годом +2,907 +6,105 -0,805 +1,472 __ Суммарные вы­бросы 100,336 116,668 126,331 124,014 122,156 (+) или (-) с преды­дущим годом -5,43 +16,332 +9,666 -2,317 -1,858 По массе выбросов основными загрязняющими веществами являются: метан, пыль неорганическая, оксид углерода, окислы азота, диоксид серы, зола, доля которых составляет 98% от выбросов стационарных источников. Доля загрязняющих веществ в атмосфере, тыс. тонн Загрязняющие вещества 1998 1999 2000 2001 2002 Метан 2,679 3,277 19,36 16,496 14,811 Пыль неорганическая 6,582 17,858 18,023 18,422 18,324 Оксид углерода 7,866 7,174 6,292 6,212 6,042 Окислы азота 6,305 7,411 6,799 7,075 7,077 Диоксид серы 9,866 10,077 8,428 4,533 3,115 Зола 0,878 0,795 0,691 0,584 0,543 Не менее важным критерием оценки состояния воздушного бассейна является такой показатель, как количество загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу, в расчете на одного жителя республики. В 2002 году этот показатель составил 0,136 тонн, что на уровне предыдущего года. Одним из крупнейших загрязнителей атмосферного воздуха республики является автомобильный транспорт. Транспортный комплекс в Мордовии включает в себя в основном автомобильный транспорт, выбросы от железнодорожного и авиационного транспорта незначительные. Выбросы загрязняющих веществ от передвижных источников и стационарными объектами транспортного комплекса за 2002 год, тыс. тонн Показа тели Все-го Твер-дые Сажа Газооб. и жидкие Диоксид серы Оксид углерода Окис-лы азота Угле-водо-роды Передвижные 67,8 0,181 0,181 67,619 0,825 52,226 8,062 6,506 Стационарные 1,851 0,922 0,023 0,299 0,074 0,302 0,172 0,366 Автотранспортные 0,218 0,024 0,001 0,194 0,002 0,078 0,017 0,096 Дорожное хоз-во 1,235 0,824 0,002 0,411 0,058 0,13 0,046 0,177 ж/д 0,363 0,072 0,019 0,291 0,014 0,079 0,105 0,093 аэропорт 0,035 0,002 0,001 0,033 __ 0,015 0,004 0,014 По-прежнему автомобильный транспорт сохраняет доминирующую роль в загрязнении атмосферы. По г. Саранску выбросы от автотранспорта составляют 79,5% от суммарных выбросов по городу, в том числе: окись углерода – 91,8%, сажа – 92,8%, окислы азота – 60,5%, углеводороды – 99,9%, диоксид серы – 11,5% (Гос. доклад о .., 2002). В основном увеличение автомобильного парка дает индивидуальный легковой транспорт на 6%, однако за счет снижения количества грузового автотранспорта выбросы остались на уровне предыдущего года. При столь интенсивном росте автомобильного парка его средний возраст остается значительным и превышает 10 лет. Среди отраслей транспортного комплекса автомобильный транспорт лидирует по степени возрастающего негативного воздействия на окружающую среду и здоровье населения, так как из 67,7 тыс. тонн выбросов от автомобильного транспорта около 80% приходится на населенные пункты и особенно г. Саранск – 79,5%. Воздействие автотранспорта на окружающую среду определяется техническим состоянием парка транспортных средств и качеством используемого топлива. В целях улучшения экологической обстановки с 1994 года государственными контролирующими органами РМ ежегодно проводятся целевые мероприятия по охране окружающей среды от выбросов автотранспортного комплекса. Одним из важнейшим условий снижения выбросов от автотранспорта является поддержание экологических показателей эксплуатируемых автомобилей на нормативом уровне, особенно во время работы автомобилей на холостом ходу. Исследования атмосферного воздуха показывают, что в пределах г. Саранска можно выделить две крупные зоны чрезвычайно интенсивного загрязнения атмосферы. Это северная промзона, где уровни свинца, ванадия, хрома, никеля, кадмия, формальдегида постоянно или эпизодически превышают ПДК, и центральная часть города, где уровни этих ингредиентов также превышают ПДК. Остальные районы города характеризуются более низким уровнем загрязнения (Гос. доклад о ..., 2003). Как правило, сильному загрязнению воздуха способствуют определённые условия атмосферные циркуляции, складывающаяся системе ветров. Для Саранска самыми неблагоприятными являются ветры северного направления со скоростью 5-6 м/с. Они способствуют перемещению выбросов предприятий северной промышленной зоны в центральную часть города и район Заречный. При южных и юго-западных ветрах большое загрязнение прослеживается в северной и северо-восточной частях города. При ветрах восточного направления наиболее загрязнённым оказывается район Светотехники. Основными загрязнителями атмосферного воздуха города являются: ОАО «Мордовэнерго», ОАО «Лисма – СИС и ЭВС», ОАО «Лисма - СЭЛЗ», ОАО «Саранский завод «Резинотехника»», ОАО «Саранский приборостроительный завод», Тепловые сети, ОАО «Завод «Сарансккабель»», ОАО «Железобетон» (ЖБК -2), ЗАО «Саранская пивоваренная компания», ОАО «Электровыпрямитель», ОАО «Авторемонтный завод «Саранский»», ОАО «Саранский завод «Центролит»», ОАО «Сарэкс», ДРСУ – 2, ОАО «Биохимик», ТОО «Тепличное», ОАО «Саранский завод автосамосвалов» (Ямашкин, 2001). Сегодня ОАО «Резинотехника» выпускает около 13 тыс. изделий: формовые РТИ (различные прокладки, манжеты, уплотнительные кольца, втулки, и др.); неформовые (мебельную ленту, шланги, ремни, различные виды прорезиненных технических тканей, клеи и др.). Каждый год завод осваивает до 80 новых изделий. В связи с активной производственной деятельностью актуальными становится вопросы загрязнения и охраны окружающей среды. Завод осуществляет выброс вредных веществ, как в атмосферу города, так и в водные объекты. В атмосферу выбрасывается более 40 веществ: оксид углерода (IV), углеводороды, бензин, этилацетат. Газообразные вещества выбрасываются в атмосферу без очистки. Выброс взвешенных частиц улавливается с помощью фильтров. В воду выбрасываются нефтепродукты, взвешенные вещества, хлориды, сульфаты, нитраты, фосфаты, медь, железо, свинец (Басихина, 2005). Завод имеет очистные сооружения, оборотное водоснабжение, пылеулавливающие установки, заводской полигон, куда поступают заводские выбросы. Некоторая часть отходов идет на переработку. Основные загрязняющие компоненты – сажа и свинец. Для контроля воздушной среды в производственных цехах и атмосферном воздухе на территории завода организована лаборатория промышленной санитарии. 1.2 Влияние загрязнения атмосферы на растения Наземные органы растений обеспечивают организмы воздушным питанием, приводят эффективное улавливание и аккумулирование энергии солнечной радиации, обмен энергией и веществами со средой. Токсические газы и пары проникают в листья и другие органы растения по тем же путям, которые используются для обычного газообмена. Накопление в тканях токсических веществ или оседание на поверхности листьев, побегов и плодов выше определённого уровня нарушает функциональную деятельность и структуру, прежде всего, ассимиляционного аппарата. Ранними симптомами происходящих в растениях нарушений под влиянием содержащихся в воздухе вредных веществ являются изменения активности фотосинтеза, дыхания и транспирации, обнаруживаемые с помощью, чувствительных физиологических методов, а нарушение структуры и клеток – под световым или электронным микроскопом. Начальные изменения физиологической активности и структуры органов растений обычно неглубокие и исчезают при устранении вызвавшей причины – действующего газа или пыли (Майснер, 1981). Визуально различимые симптомы поражения листьев атмосферными токсикантами проявляется у разных видов по-разному, и зависят от концентрации, продолжительности действия и токсичности действующих веществ. В большинстве случаев они имеют вид верхушечного краевого хлороза или некроза листьев, сворачивания или гофрированности листовой пластинки, реже рассеянных по листовой пластинке некротических точек или пятен, общего потемнения, потери тургора и преждевременного опадения листьев. Неоднозначная поражаемость растений токсическими газами и аэрозолями в сходных условиях отображает разную их газоустойчивость, пылеустойчивость и дымоустойчивость. Реакция растения на загазованность зависит и от их состояния и фазы развития. Осенью, по мере завершения вегетации, они устойчивее, чем летом; зимой – выносливее, чем осенью. В результате хронических и острых поражений снижается плотность облиственности крон деревьев вплоть до полной потери листьев всей или частью кроны со стороны источника газов. На таких деревьях резко сокращается прирост, формируются укороченные побеги или флагообразная крона (Илькун, 1978). Под действием значительных концентраций вредных газов, особенно двуокиси серы и фтора, клетки мезофилла сплющиваются, их стенки спадают, pH клеточного сока снижается, нарушается углеводно – азотный режим, сама клетка деформируется, хлоропласты и хлорофилл разрушаются – всё это в мезофилле происходит довольно быстро. Сосудистая ткань повреждается несколько меньше, а одревесневшие, лигнифицированные клетки почти не меняются. Поэтому ксилема повреждается обычно мало, но флоэма – нежная «живая» ткань – повреждается довольно сильно. Кроме того, газы подавляют движение протоплазмы и растяжение клеток (Кулагин, 1974). Даже невысокие концентрации промышленных газов влияют на физиологические функции, снижая, например, интенсивность транспирации почти в 1,5 – 2 раза. У деревьев в верхней части кроны транспирация падает быстро, верхушки побегов подсыхают. Дневной ход транспирации у поврежденных деревьев становится более изменчивым, что связано с нарушением регулярной деятельности устьиц. Дымовые газы угнетают фотосинтез, причем у сосны, например, он снижается более чем в 2 раза. Значительное повышение концентрации вредных веществ в клеточном соке может вызвать «острую реакцию» - некрозы участков листа. Но длительное более низких концентраций вызывает хронические повреждения. Токсичность SO2 сильно варьирует в зависимости от температуры и светового режима. Максимальные повреждения проявляются в полуденное время при наибольшей освещенности и высокой температуре, а минимальные ночью, при затемнение газовые повреждения слабее, чем на открытом месте, газочувствительность листьев снижается с усилением их ксероморфность (Илькун,1978). Угнетение роста и развития зависит от чувствительности породы: из хвойных пород сильнее всего подавляется рост у лиственницы, несколько меньше у ели, а у лиственных - сильнее у осины. Воздействие дымовых газов неблагоприятно сказывается и на развитии корневой системы: сильно снижается общая масса корней, а физиологически активных корней становится в 2 – 4 раза меньше, чем у неповрежденных растений. Однако одно и то же вещество у разных видов может вызвать неодинаковые эффекты, и наоборот, сходные повреждения могут быть вызваны различными веществами. Представители разных семейств повреждаются газами по-разному, но в пределах одного семейства имеются значительные колебания по устойчивости отдельных родов и видов. Особенно чувствительны к газовым загрязнителям лишайники: 0,01 концентрации SO2 , вредной для высших растений, уже нарушает дыхание лишайников, угнетает рост. В последнее время имеется много работ, показывающих, что распространение лишайников, например, по территории города, четко отражает степень загрязнения атмосферы. Травянистые растения повреждаются сернистым и другими газами обычно слабее, чем древесные (Барахтенова, 1988). 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследования проводились в сентябре 2004 года на 3-х участках: территории школы №36 г. Саранска, завода «Резинотехника» и Атемарского леса. В качестве объекта исследования использовалась береза бородавчатая ( Betula pendula L . ) сем. Березовые (Betulaceae ), которая встречается в достаточном количестве на выбранных площадках. В связи с тем, что ростовые процессы у древесных растений завершаются к концу лета - началу осени, именно осенний период времени (до листопада) был выбран для сбора материала. Исследовательская работа включала ряд этапов: 1. Определение экспериментальных площадок. 2.Сбор древесных побегов берёзы с исследуемых площадок. 3.Измерение длины годичного прироста побегов. 4 Определение массы побегов. 5.Определение количества листьев на них и листвой площади. 6 Статистическая обработка полученного материала. 7. Анализ полученных данных и их обсуждение. 2.1 Биологическая характеристика исследуемого вида Класс: Магнолиопсиды или Двудольные – МА GNOLIOPSIDA или DICOTYLEDONES Порядок: Буковые – FAGALES Семейство: Березовые – Betulaceae Род: Береза – Betula L . Вид Береза бородавчатая (повислая) – В. р endula Род береза включает около 65 видов (Тахтаджян, 1991). Березовые – типичные бореальные растения, расположенные во всех умеренных, внетропических областях северного полушария. В Евразии наибольшим ареалом обладает береза повислая (бородавчатая) – B. рendula, распространенная во всей лесной и лесостепной зоне. Она образует, чистые насаждения и входит в состав смешанного леса. Береза повислая (бородавчатая) – однодомное, листопадное, ветроопыляемое дерево, с мощной корневой системой. Листья очередные, с перистонервным жилкованием, с более или менее длинными черешками, голые, треугольно-ромбические. Основание листа клиновидное, цельнокрайное. Молодые ветви берез покрыты пробкой. Наружные слои пробки, содержащие характерные крупные, горизонтально вытянутые чечевички, легко отслаиваются. Своеобразный белый цвет коры березы связан с наличием в ее клетках особого белого порошкообразного вещества – бетулина, высыпающегося из клеток при отшелушевании коры. Весной по мере раскрывания вегетативных почек и развертывания молодых листьев на двухгодичном побеге становятся все более заметными почки последующего года вегетации. Их развитие продолжается все лето, приостанавливается зимой и возобновляется весной следующего года. В одних почках содержится только побег с листьями, в других с соцветиями того или иного пола и листьями, а в третьих – только с соцветиями. По внешнему виду мужские и женские соцветия обычно хорошо различаются: мужские соцветия длинные, сережковидные, во время цветения висячие; женские – короткие, прямостоячие, шишковидные. Цветет одновременно с распусканием листьев. После опыления мужские сережки усыхают и отваливаются, женские продолжаются развиваться, видоизменяются и превращаются в соплодия. Плод – орешек, с 2 перепончатыми крыльями по сторонам. Созревает к концу лета или осенью. 2.2 Характеристика исследуемых площадок Для проведения исследований влияния загрязнения на некоторые морфофизиологические особенности березы, нами было выбраны три участка в г. Саранске, различных в экологическом отношении. Площадка №1 – Саранская средняя школа №36 расположена в северо-восточной части города. Её территория с южной стороны ограничена ул. Проспект 70 лет Октября, с северной ул. Гожувской, с восточной ул. Косарева, с западной ул. Севастопольская. Наиболее интенсивное движение транспорта осуществляется по улицам Севастопольская и Косарева, но вторая более удалена от территории школы. Площадка №2 – аллея Саранского завода «Резинотехника», расположенного также в северо-восточной части на окраине города, от территории школы он удалён примерно на 5 км. Недалеко от территории завода проходит шоссейная дорога. Площадка №3 участок лесного массива «Атемарский лес», расположенный в восточной части города Саранска, удалённый от жилого района Заречный примерно на 10 км., относится к территории Лямбирьского района Республики Мордовия. 2.3 Определение морфологических параметров годичных побегов растений На вышеуказанных площадках выбирали объект исследования – древесные растения березы бородавчатой (B. pendula). Сравнительное изучение проводилось на 5 произвольно выбранных растениях в каждом варианте. С каждого дерева срезали по 10 побегов одного возраста первого яруса. У срезанных побегов с помощью линейки измеряли высоту годичного прироста. Определяли количество листьев. Взвешивание побегов производили на аптечных весах. Площадь листовой поверхности с помощью миллиметровой бумаги. Все данные заносили в таблицу 1 (Приложения). Статистическую обработку данных проводили по методике Б.А. Доспехова (1985). 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Известно, что растения являются индикаторами загрязнения воздуха и реагируют на те концентрации, которые для животных еще не опасны. Таким индикационным показателем загрязнения воздуха может служить ежегодный прирост побегов, который на загрязненных участках может быть на 20-50 % ниже, чем на контрольных (Ашихмина, 2000). Проведенное исследование показало, что деревья, растущие в черте города, испытывают явный антропогенный стресс по сравнению с деревьями, растущими в лесу . У них в большей степени наблюдались изменения в окраске листьев (хлороз), деформация листовых пластинок, преждевременное опадение листьев, что можно косвенно рассматривать как действие загрязняющих веществ на эти растения. Морфологические параметры годичных побегов березы также изменялись в зависимости от условий обитания (Табл. 1). Данные таблицы 1 получены на основе статистической обработки результатов исследования, приведенных в таблице 1 Приложения. Максимальные размеры имели исследованные растения на площадке №3 (территория Атемарского леса), что позволяет использовать эту площадку в качестве контроля. Так, в этих условиях у березы длина годичного побега составила 262,4 мм, масса побегов – 2,7 г, число листьев у березы – 9,5 шт. На этой же площадке наблюдалась наибольшая площадь листовой поверхности – 1373 мм2 . Таблица 1. – Влияние окружающей среды на некоторые биоморфологические признаки березы бородавчатой в условиях г. Саранска (2004 г.) Признаки сравнения Атемарский лес Территория «Резинотехники» Территория школы №36 Длина 1побега, мм 262,4±12,13 172,3±6,59 189,7±5,80 Масса 1 побега, г 2,7±0,21 1,2±0,16 1,4±0,10 Количество листьев, шт. 9,5±0,52 7,6±0,45 5,5±0,24 Площадь листовой пластинки, мм2 1373,4±54,98 1030,4±35,06 840,5±32,79 Результаты наблюдения показали, что у березы на площадках №1 (район школы) и №2 (расположенной около завода), в условиях загрязнения прирост годичных побегов был на 28-34% ниже, чем на площадке №3. Значительно отличались побеги и по своей массе. На 1 и 2 площадках значение массы побегов было в 1,9 - 2,2 раза меньше, чем у березы в естественных условиях. В зависимости от условий обитания значительно отличались растения и по числу листьев на сформированных побегах. В окрестностях ОАО «Резинотехника» число листьев на березе было на 20 % меньше, чем в условиях контроля. Еще меньшее значение количества листьев - 42 % отмечалось в условиях школы (площадка №1). В связи с тем, что число листьев тесно коррелирует с общей площадью листовой поверхности, очевидно, что в антропогенных условиях (на площадках № 1 и №2) также уменьшается и площадь листовой поверхности на 25 и 39 % соответственно. ВЫВОДЫ В ходе проведенного исследования можно сделать следующие выводы: 1. Изменение исследуемых признаков годичных побегов березы в разных условиях показывают, что действительно растения произрастают в неодинаковых условиях. 2. Исследуемый вид – береза бородавчатая - подвержен негативному влиянию окружающей среды. Уменьшение значений, прежде всего площади листьев ведет к снижению фотосинтетической продуктивности, а в конечном итоге к снижению интенсивности обмена веществ растений. 3. Изменению, под влиянием окружающей среды, подвергаются все биометрические параметры побегов, но в большей степени – масса побегов и количество листьев. 4. Наибольшие изменения в сторону уменьшения происходит на площадках 1 и 2. Особенно неблагоприятные условия для растений складываются на территории школы (площадка №1), что вероятно объясняется действием нескольких негативных факторов. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Безуглая Э.Ю. «Чем дышит промышленный город». – Л., 1991. С.15 – 19. 2. Галахова Э.Н., Лошкарёва З.П., Михалевская Е.И. Закономерности распределения вредных веществ в атмосфере города Саранска. В сб. «Географические исследования регионального природно- ресурсного потенциала».- Саранск, Изд-во Мордов. ун-та,1991г. – С.63 – 70. 3. Государственный доклад. О состоянии окружающей среды Республики Мордовии в 2002 г. - Саранск, Издательство Мордовского университета 2003 г.- С.7 -19. 4. Государственный доклад. Состояние природных ресурсов и охрана окружающей среды Республики Мордовии в 2003 г. - Саранск, Издательство Мордовского университета 2004 г. – С. 4-6. 5. Доспехов Б.А. «Методика полевого опыта». - М.: Колос.- 1985. –С.183 – 217. 6. Илькун Г.М. «Загрязнители атмосферы и растения». Киев, 1978. – С.174 – 185. 7. Майснер А.Д. «Жизнь растений в неблагоприятных условиях». Минск, «Вышэйная школа». 1981. – С.48 – 58. 8. Тахтаджян А. Л. «Жизнь растений». М., «Просвещение» 1982. –Том 5. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Таблица 1. – Некоторые биометрические признаки березы бородавчатой разных мест обитания (Саранск, 2004 г.) Признаки сравнения Атемарский лес Территория «Резинотехники» Территория школы №36 Длина побегов (мм) 340 238 350 375 323 268 225 235 343 186 284 254 366 456 287 327 231 275 156 278 571 335 180 249 321 368 355 264 348 380 216 178 282 234 199 196 181 193 187 211 244 206 212 150 145 155 170 192 263 294 130 166 140 144 181 167 138 136 144 220 193 190 222 226 122 243 130 260 235 134 156 144 142 164 157 130 145 98 159 314 215 133 187 135 155 63 115 147 156 151 174 149 119 134 120 130 113 176 115 154 176 132 147 160 240 259 180 100 240 170 240 190 232 310 205 188 126 207 226 281 152 169 173 147 196 178 185 215 208 122 182 146 212 198 242 216 180 210 195 214 172 183 168 152 136 143 182 212 201 186 Среднее значение длины 262.42 172.32 189.68 Среднее квадратичное отклонение 85.75606 46.63085 41.02041 Ошибка средней выборки 12.12774 6.594598 5.801162 Критерий достоверности 0.9230213 0.7651854 Масса побегов (г) 5.7 6,0 3.1 5.2 2.6 2,0 1.1 1.9 4.7 2.8 2.8 2,0 1.7 2.1 1.8 3,0 4,0 2.1 1,0 2,0 2.4 2,0 2,0 3,0 4.8 5.2 3,0 7.4 5,0 1.5 3.5 1.4 2.5 0.9 2.1 2,0 1.8 1.1 1.9 2.4 1.8 2.9 3,0 2.1 3.1 3,0 1.5 0.7 1.5 1.1 0.1 2,0 0.6 0.7 0.4 0.5 1.2 1.5 0.8 0.7 1.2 1.8 1.6 3,0 2.1 2.7 1.1 0.9 0.5 0.7 0.7 0.5 0.5 0.7 0.7 1.1 0.9 1,0 0.9 0.8 1.6 2.8 1.5 2.5 1,0 2.6 0.6 1,0 1.8 1.8 2.4 0.9 1,0 0.7 1.1 0.8 0.7 1.2 1,0 1.1 1.5 0.6 1.1 1.8 0.3 0.8 1.2 1.3 1.6 2,0 1.9 1.6 2.4 2.1 0.8 1.5 2.1 1.7 1.9 0.8 1.2 1.6 0.3 0.5 1.5 2.5 1.8 0.6 1.6 2,0 2.2 1.7 0.7 2.7 3.9 2.1 1.6 0.9 1.3 0.3 1.1 1.5 1,0 2.1 0.3 0.9 1.7 2,0 0.7 0.9 Среднее значение массы 2.684 1.2 1.41 Среднее квадратичное отклонение 1.466992 1.171167 0.7229616 Ошибка средней выборки 0.207464 0.165628 0.1022422 Критерий достоверности 0.7905825 0.7790142 Количество листьев (шт.) 12 10 20 9 12 20 20 8 14 9 11 8 9 12 8 10 8 8 7 8 13 14 6 7 11 10 15 9 10 14 7 5 8 8 10 8 6 5 8 7 9 6 9 6 5 5 6 6 8 11 5 7 4 6 8 7 6 5 6 7 12 10 12 12 8 9 6 5 14 12 6 8 6 6 5 7 5 9 5 5 22 10 9 7 12 10 6 7 6 8 5 8 7 5 4 6 6 5 5 4 3 5 7 8 5 6 6 4 8 5 5 6 8 9 6 3 7 8 4 5 4 8 5 9 5 7 6 3 2 6 6 5 7 3 3 7 6 4 4 5 4 4 7 5 5 4 8 5 4 6 Среднее значение 9,5 7.58 5.5 Среднее квадратичное отклонение 3.688094 3.235076 1.717259 Ошибка средней выборки 0.5215752 0.4575088 0.2428571 Критерий достоверности 0.3913663 1.084571 Площадь листовой пластинки мм2 1225 1225 1500 1125 1425 1025 2525 975 1000 925 1350 950 1175 1350 1450 1200 1325 1145 1525 1225 1425 1125 950 1375 1225 1175 1225 750 1350 2025 2750 1775 1450 1325 2150 1150 1425 1150 1250 1125 1225 1725 1000 1975 1325 1150 1400 1150 1675 1025 1200 1150 900 550 1075 1400 825 950 450 700 875 1125 1575 975 775 1075 675 950 1125 1150 850 975 1350 1150 975 1400 1000 1225 725 950 1150 875 945 900 1075 700 850 1025 1250 1000 925 1375 1025 900 1100 1600 725 975 1375 850 1075 850 1025 975 575 1025 975 950 700 1225 825 550 700 450 675 775 600 925 1000 575 475 825 775 1075 1300 675 725 775 800 675 625 900 650 1125 625 875 750 1225 500 850 825 1075 950 675 700 525 475 1175 775 900 1325 1000 725 Среднее значение 1373.4 1030.4 840.5 Среднее квадратичное отклонение 388.7841 247.9213 231.8713 Ошибка средней выборки 54.98237 35.06137 32.79155 Критерий достоверности 0.7438649 1.177217 Приложение