Исследовательская работа по теме: «Оценка загрязнения воздуха по состоянию хвои сосны»

Литературный обзор

Сосна обыкновенная – неточный перевод с латыни. Если переводить дословно- будет сосна лесная. Конечно, какая же она обыкновенная? Лесная красавица, загадочная и щедрая целительница людских душ и тел.

Сосна обыкновенная (Pinus silvestris ) образует леса в европейской части и Сибири. Дерево высотой 35-40 м. Хвоинки по 2 в пучке. Шишки длиной 3-7 см, продолговато-яйцевидные. Даёт строевую и поделочную древесину, топливо, дёготь, смолу, вар, живичный скипидар, эфирное скипидарное масло, канифоль. Из хвои получают витамин С, опилки используют для выращивания кормовых дрожжей. Посадки сосны служат для закрепления песков.

При благоприятных условиях сосна может жить 350-400 лет, но в среднем живет лет 150-200. очень светолюбива, так любит свет, что ни одна веточка не переносит его недостатка, потому и отмирают у сосен, растущих в лесу, нижние ветви, обнажая янтарный ствол. Возраст сосны можно примерно определить по количеству мутовок плюс 5-6 лет. К почве сосна не требовательна, растет и на песках, и в заболоченных местах, не переносит только засоленности. А вот в загазованном воздухе она сильно страдает: начинает отмирать крупные ветви, а потом и верхушка, и дерево медленно умирает. Сосна может служить индикатором загрязнения атмосферы.

Это еще одно интересное и полезное свойство сосны – способность очищать воздух от вредных бактерий. Так это или нет, а вот от микробов нас сосны точно защищают. Сосна- один из рекордсменов в растительном мире по количеству выделяемых фитонцидов- веществ, губительных для многих микроорганизмов. Ученые установили, что в воздухе соснового леса в 10 раз меньше бактерий, чем, например, в березовом лесу.

В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждении и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязненной атмосфере появляются повреждения и снижается продолжительность жизни сосны.

Основной реакцией дерева на неблагоприятные факторы является снижение прироста хвои, побегов у деревьев, подвергшихся воздействию выбросов промышленных предприятий и выбросов автомобильного транспорта, относительно контроля.

Какие же вещества наиболее опасны для растений? Это сернистый газ, фтор, хлор, аммиак, фенол, окислы азота, сероводород, уксусная кислота, пары ртути, хлористый водород, окись углерода. Но все же врагом №1 надо считать для леса сернистый газ. Это вещество в особенно больших количествах попадает в атмосферу и при этом очень ядовито для растений.

Однако разные древесные породы неодинаково чувствительны к этому воздействию. Одни из них более стойки, другие, напротив, очень уязвимы. Каждая древесная порода чувствительна по-своему. Это отчасти зависит от того, как долго сохраняются на дереве листья или хвоя, какова продолжительность их жизни.

Например, наши лиственные деревья с опадающей ежегодно листвой лучше противостоят вредному воздействию промышленных выбросов, чем вечнозеленые хвойные, у которых хвоинки живут несколько лет. Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосно­вые леса. Это обусловливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за «эталон биодиагностики».

Все виды современного транспорта наносят большой ущерб биосфере, но наиболее опасен для нее автомобильный транспорт. Загрязнение воздуха автотранспортом отличается значительной неравномерностью в пространстве и во времени, поэтому очень важен оперативный и детальный учет интенсивности и структуры транспортных потоков, особенно в городах и крупных населенных пунктах. Санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток транспорта в жилой зоне интенсивностью не более 200 машин в час. Сегодня в мире примерно 600 млн. штук автомобилей. В выхлопных газах двигателей содержатся более 200 химических соединений и элементов? Наибольший вклад в структуру загрязнения вносят окислы углерода и азота, углеводороды, сернистые соединения, сажа. В среднем каждый автомобиль выбрасывает в сутки 3,5-4 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу. При использовании этилированного (с добавлением свинца) бензина этот высокотоксичный элемент попадает в выхлопы. В организм человека свинец попадает с продуктами, выращенными у дорог, с молоком коров, которые выпасались на обочинах дорог. Повышенное содержание свинца отмечено в организме детей, играющих вблизи автотрасс, у гаражей и т. д. «Вклад» автомобильного транспорта в загрязнение атмосферы составляет сегодня в большинстве регионов России не менее 30%. Автомобили используют кислород атмосферы. Кроме того, каждый автомобиль, стирая шины, поставляет в атмосферу 5-8 кг резиновой пыли ежегодно.

НЕКРОЗ-омертвление участка тканей растений, чаще всего это отмирание листьев под влиянием загрязняющих веществ. Положение на растении и цвет некроза иногда позволяют сделать заключение о степени и виде воздействия.

Методика исследования

На всех площадках взяли одну хвойную породу — сосну. Для исследования подбирались деревья одного возраста 12-15 лет. Учитывая, что все ростовые процессы у древесных растений заканчиваются во 2-ой - 3-ей декаде августа, все замеры проводились в начале сентября. Методика индикации чистоты атмосферы по хвое сосны состоит в следующем - на каждой пробной площади с десяти деревьев срезают ветви в средней части кроны. На этих ветвях измеряют длину хвои (50хвоинок), количество хвоинок на 10 см побега, сухой вес 100 хвоинок, а также частота встречаемости некрозов и длина некротического участка. Вся хвоя делится на три части (неповрежденная хвоя, хвоя с пятнами и хвоя с признаками усыхания), и подсчитывается количество хвоинок в каждой группе. Такие измерения произвели на каждой площадке, в т. ч. и на контрольной.

Расчет влияния выбросов на хвою сосны производится относительно контроля. Данные контрольной площадки берутся за 100%. Так провели анализ по всем площадкам, то есть длина хвои, количество хвоинок на 10 см побега, вес 100 сухих хвоинок. По всем полученным материалам сделали заключение об интенсивности выбросов.

Практическая часть

Особенности морфологического строения побегов сосны обыкновенной, произрастающей в районах с различным уровнем атмосферного загрязнения

В результате исследований у нас получилось следующее:

1. 
   Среднее количество хвои на 10см побега на исследуемых площадках составило в среднем- 79 хвоинок, на контрольной площадке — 89 хвоинок.
   
2. 
   Средняя длина хвои на исследуемых площадках — 3,7 см, на контрольной — 4 см.
   
3. 
   Сухой вес 100 хвоинок на исследуемых площадках 840мг, на контрольной- 1г170мг
   

Хвои на побеге становится меньше, средняя длина хвои уменьшается, следовательно, такая хвойная порода, как сосна плохо противостоит вредному воздействию, намного хуже, чем лиственные породы, у которых листва опадает ежегодно, у сосны же хвоинки живут несколько лет. Следовательно, сосна очень чувствительна к вредным выбросам автомобильного транспорта, ПКС и является неустойчивой к антропогенному воздействию (негазоустойчива).