И С С Л Е Д О В А Т Е Л Ь С К А Р О Б О Т А

П О Б І О Л О Г І І

«Вплив вихлопних газів автомобілів на розмір приросту, біомасу іжиттєздатність пилку хвойних рослин пам'ятки природи «Комсомольськагай ».

Керівник: вчитель Виконав: учень 11-Б класу,біології Ярликова Н.А. школи № 15 Кирюшин Олег

м. Твер

1999
Вступ:
Глобальне забруднення атмосфери, повітря позначається на станіприродних екосистем, власне на зеленому покриві нашої планети. Одним знайбільш наочних показників стану біосфери служать лісу, їхсамопочуття.
Дерева, що виростають в «Комсомольській гаю» уздовж траси Москва -
Санкт-Петербург (М-10) схильні до шкідливих впливів автотранспорту. Великийшкоди завдає пил (розпилюються в повітрі асфальт і бетон доріг, гумапокришок автомобілів) та сажа сильно послаблюють газообмін, процеси диханняі асиміляції, викликає пригнічення рослин і ослаблення їх зростання.
Близько дороги викидають сміття з проїжджаючих машин, що проникає поступовов землю довго розкладається твердий сміття перешкоджає росту кореневоїсистеми. Зчищати з дороги сніг разом із сіллю, якою посипаютьдороги, потрапляє прямо під коріння дерев, завдаючи тим самим величезної шкодиїх коріння і близько земної частині стовбура. Важкі - вантажні, та мабуть ілегкові машини викликають тряску грунту, а отже і її ущільнення.
Ущільнення ж грунту супроводжується погіршенням її структури, зменшеннямвологості на 30-60% і скважність (на18-20%). У таких грунтах різкозменшується кількість корисних мікроорганізмів, показником цього єзниження (у 2-3 рази) інтенсивності виділення Co2 в одиницю часу. Урезультаті сповільнюються процеси перекладу поживних речовин в живильнедля рослин стан. На ущільнених грунтах послаблюється такожінтенсивність дихання коренів. Ущільнення грунту зменшує їїводопроникність, повітря та повітрообмін; коефіцієнтводопроникності грунту на ущільнених ділянках більш ніж у сім разів нижче,ніж у неущільнених. На ущільнених грунтах збільшується глибинапромерзання. Хвойні дерева менш стійкі до ущільнення грунту.
Спостереження В.Д. Зелікова та В.Г. Пшеновой показали, що погіршення водно -повітряного режиму грунтів (зменшення кількості вологи та кисню) іпорушення мінерального живлення дерев, що викликають різке ослаблення їхзростання, виникають при ущільненні верхнього грунтового шару, причому в першучергу від ущільнення грунтів страждає ялина, потім сосна і береза.
Але всі ці фактори, якими злими вони б не здавалися, мало порівнянні звпливом продуктів роботи двигуна. У вихлопних газах двигуніввнутрішнього згоряння містяться: окис вуглецю, оксиди азоту,вуглеводні, альдегіди, сажа і багато іншого. До цього треба додатиканцерогенні речовини (такі, як бензапірен), а також сполуки свинцю
(осідають уздовж доріг) внаслідок використання етилованого бензину.
В ідеальному випадку при згоранні палива повинні виходити тільки вуглекислийгаз і пари води, наприклад:

C9 H20 1402 = 9CO2 10 H2 O

Проте із-за неповного згоряння (і різного роду добавок) утворюютьсярізні хімічні речовини:

C9 H20 +9.502 = 9CO 10 H2 O

C8 H18 +2.502 = 4CH3-COH + H2 O

PB (C2 H5) 4 2 CH3 CH2 Bг +14.502 = PB Bг2 12 CO2 15 H2 O
І ще багато чого іншого.
Дуже небезпечний Фотохімічний туман (зміг Лос - Анджелеського типу),що виникає при дії сонячної радіації на газові викиди
(переважно автотранспорту). У складній суміші вуглеводнів та оксидівазоту автомобільних викидів протікають фотохімічні перетворення: врезультаті утворюються різні продукти (вільні радикали, альдегіди,перекису і багато чого іншого), що значно перевищують за своєю токсичностівихідні забруднювачі. Так, у фотохімічному зміг виявити
ПЕРОКСІАЦЕТІЛНІТРАТ (ПАН), який пошкоджує рослини, різнісполуки викликають кислотні дощі. Дослідники в Європі та СШАвиявили, що кислотні опади шкодять деревам як безпосередньо, так іпобічно, вищелачівая з грунту і хвої необхідні для їх росту БіоГая.
Експерименти підтвердили, що дощі і хмари з високою кислотністю можутьвимивати магній, калій і кальцій як з хвої дерев, так і з грунту, наякій вони ростуть. Коли ці живильні елементи видаляються з хвої,дерева намагаються відшкодувати втрату, посиливши їх всмоктування з грунту. Якщогрунт вже вищелочена кислотними опадами, рослини не можуть компенсувативтрачені БіоГая, і в них з'являються ознаки «голодування», наприкладпожовтіння хвої. Коли дерева ослаблені забрудненням, вони стаютьчутливі до природних стресів типу комах-шкідників, хвороб,коливань клімату (посух, заморозків, тощо), якими можуть булипротистояти до цього. Значення шкоди, завданої лісах, невичерпується загибеллю пошкоджених дерев. Коли вплив забрудненняповітря посилюється, може порушаться вся екосистема в цілому. На відміну відздоровою, зазвичай витримує періодичні пожежі й нашестя комах,вона при хронічній експозиції атмосферного забруднення, поступово втрачаєздатність справлятися з природними стресами. Деякі вчені вважають,що будь-яка екосистема в цих умовах рано чи пізно припинить своєіснування.

Відтворення собі подібних - загальна властивість будь-якого організму. Уіндивідуальному розвиток вищих квіткових рослин репродуктивний періодпов'язаний з глибоким змінами обміну речовин, фізіології, анатомії таморфології окремих органів і організму в цілому. Ч. Дарвін в роботі
«Дія перехресного запилення і самозапилення» вказував на великучутливість генеративних елементів квіток до зовнішніх умов. Вінвідзначав, що навряд чи існує в природі що або більш дивовижне, ніжчутливість статевих елементів до зовнішніх впливів і витонченість їхвзаємної подібності. Деякі невеликі зміни зовнішніх умов абозапилення власним пилком можуть призвести до їх повної стерильності ізробити рослини фертильним при запиленні пилком будь-якої особи того ж виду.
Таким чином, Ч. Дарвін характеризував жіночі і чоловічі генеративніелементи як дуже реактивні і чутливі до різних впливів.

Мета роботи

Визначити вплив викидів автомобільного транспорту на розмірприросту, біомасу і життєздатність пилку хвойних дерев
«Комсомольській гаю».

Методика Для визначення бокового та верхівкового приросту і біомаси.

1) Виберіть 3 сосни і 3 їли одного віку, що ростуть на однорідному ділянці, але на різній відстані від дороги
2) Виміряйте у них величину верхнього і бокового приросту останнього року
3) Вибірково зберіть з крони хвою в целофанові пакети з кожної сосонки окремо (1000 шт.)
4) Виміряйте довжину 100 шт. хвоїнок з кожного пакету і обчисліть Ср величиною довжину хвої:

? (Vх р)

М = п

М - середня величина

V - варіанту, довжина хвої

Р - частота зустрічальності n - загальна кількість варіантів

- знак підсумовування

5) Зважити 1000 хвоїнок з кожного пакету окремо.

Визначте біомасу сирого речовини
6) Висушіть 1000 хвоїнок на батареї з кожного пакету окремо і визначте біомасу сухої речовини шляхом зважування
7) Отримані дані зведіть до таблиці
8) Проаналізуйте отримані результати і зробіть висновки

Практична частина:

Були обрані три сосни і їли три приблизно одного віку,виростають в «Комсомольській гаю», поблизу мікрорайону «Юність» у травні
1999 року:
1) сосна і ялина поблизу авто шосе (С-Петербурзьке ш.)
2) сосна і ялина на відстані 100 метрів від шосе.
3) сосна і ялина на відстані 200 метрів від шосе.

З кожного з шести дерев була зібрана хвоя (по 1000 хвоїнок),виміряна величина верхнього і бокового приросту останнього року, вимірянадовжина 100 штук хвоїнок з кожного дерева.
1) За формулою:

? (Vх р)

М = п,де,

М - середня величина довжини хвої,
? - Знак підсумовування,
V - довжина хвої,р - частота зустрічальності,п - загальна кількість варіантів,знайдена середня довжина хвоїнок всіх досвідчених дерев.

Середня величина довжини хвоїнок наведено в таблиці № 1

| Варіант | Сосна (СР довжина) | Ялина (СР |
| | | Довжина) |
| 1 Поблизу | 5,3 | 0,9 |
| 2 100 м | 6,5 | 1,2 |
| 3 200 м | 6,7 | 1,4 |

2) виважено 1000 хвоїнок з кожного з шести дерев в сирому і сухому вигляді.
3) Дані дослідження наведені в таблиці № 2

| Об'єкт | Видалити-ні | При-| При-| Ср.длі-| Біомаса (м.) |
| дослідні. | є від | Зростання | зріст | на хвої | |
| | Дороги | Наверх | в бік | (см) | |
| | | (См) | (см) | | |
| | | | | | Сире | Сухе |
| Сосна | Поблизу | 13,0 | 12,0 | 5,3 | 9,5 | 6,7 |
| Сосна | 100 м | 15,0 | 16,0 | 6,5 | 30,74 | 10,8 |
| Сосна | 200 м | 21,0 | 19,6 | 6,7 | 31,62 | 11,0 |
| Ялина | Поблизу | 25,0 | 7,5 | 0,9 | 4,0 | 2,3 |
| Ялина | 100 м | 20,0 | 12,5 | 1,2 | 4,76 | 2,24 |
| Ялина | 200 м | 20,0 | 16,0 | 1,4 | 5,6 | 3,4 |

Сосна

Ель

< br>Висновки:
У міру віддалення від дороги у дерев збільшується боковий і верхівковийприріст, так само довжина хвої. Досвід показав так само, що біомаса речовини
(хвої) в сирому і сухому видах збільшується прямо пропорційно відстанідо дороги. З цього можна зробити висновок: «дорога» вкрай негативно впливаєна посадки що знаходяться за її узбіччях. Вони одні з перших приймають «удар»автотранспорту з навколишнього середовища.

Методика дослідження життєздатності пилку.

Під життєздатність пилку звичайно розуміють її здатністьпроростати на рильце маточки за наявності всіх необхідних сприятливихумов. Життєздатна (т.е.жівая) пилок фізіологічно дуже активна.
Це використовується в практиці для визначення життєздатності пилку.

Розроблено багато способів визначення життєздатності пилку. Длядослідницької роботи підійде метод вологої камери Ван Тигель.

Камера Ван Тигель складається з скляного циліндричного кільця,яке прикріплено до предметного скла парафіном, а зверху кільце накритепокривним склом. Усередині кільця поміщають краплю води. На нижню поверхнюпокривного скла наносять краплю штучного середовища для пророщуванняпилку. Покривні скло прикріплюють до скла вазеліном.

Як середовище для пророщування пилку зазвичай служить 1% розчинагар-агару на дистильованої воді з додаванням сахарози або глюкози.
Сахарози або глюкози необхідно від 5 до 40% залежно від виду рослин.
Температура краплі середовища має велике значення. Вона повинна бути приблизнодорівнює температурі квітки, яка буває на 2-50 вище температуринавколишнього повітря в період масового цвітіння рослин у природнихумовах.

На краплю висівають досліджувану пилок і, перевернувши покривне скло,накривають їм кільце камери Ван-Тигель. Відсоток пророслих пилкових зеренвизначають не менше, ніж для 5-20 полів зору мікроскопа. За пророслізерна приймаються ті, у яких довжина пилкової трубки перевищує діаметрпилку не менше, ніж у два рази. Цей метод дає занижені результати.

При пророщування пилку використовувалася наступна середа:
20% глюкози + 1% агар-агару
20% сахарози + 30% глюкози + 1% агар-агару
30% глюкози
1% агар-агару

Підрахунок кількості пророслих зерен проводиться через годину для 5-20полів зору протягом 6 годин. Середня кількість пророслих пилковихзерен підраховують за такою формулою:

? х i? х i - сума всіх видів варіантівсукупностіх =----, де --------, nn - число варіантів (Рокицький, 1964)

При вивченні проростання пилку в різних середовищах цікаво порівнятижиттєздатність зерен, що зберігалися в ексікаторе при кімнатній температуріі в холодильнику в 50% цукровому сиропі при температурі -20, -30. Методиказберігання пилку в холодильнику описана у Венгеровського С.І. і Джелал Н.І.
(1970 р.), які працювали з пилком зернобобових культур. За їх данимипилку, що зберігалася в цілком сформувалися бутонах, які занурювалисяв 50% цукровий сироп, виявилися за своєю запліднюючої здатності вдвічівище, ніж пилок, що зберігалася в ексікаторе.

Практична частина:

Були обрані 10 сосен, 5в безпосередній близькості від дороги та 5 в гущігаї. З них зібрано пилок. Пилок з кожного дерева пророщена в живильномурозчині: 10% глюкози, + 20% сахарози, і трохи желатину замість агар -агару. Відповідно до методики був порахований середній відсоток проростанняпилку з кожного дерева. Отримані результати наведені в таблиці № 3.

Таблиця № 3
| № дерева | середній% проростання |
| 1сосна при дорозі | 5% |
| 2сосна у дороги | 15% |
| 3сосна при дорозі | 7% |
| 4сосна у дороги | 10% |
| 5сосна при дорозі | 3% |
| Сер. % Проростання пилку | 8% |
| дерев біля дороги | |
| 1сосна в гущі гаї | 10% |
| 2сосна в гущі гаї | 50% |
| 3сосна в гущі гаї | 35% |
| 4сосна в гущі гаї | 48% |
| 5сосна в гущі гаї | 29% |
| Сер. % Проростання пилку | 34,4% |
| дерев в гущі гаї | |

Висновок:
Аналізуючи отримані результати, приходимо до висновку: «дорога» вкрай погановпливає на життєздатність пилку, і як наслідок з цього на здатністьоновлення популяції.

Висновки:

У міру віддалення від дороги у дерев збільшується боковий і верхівковийприріст, життєздатність пилку, і так занадто довга хвої. Досвід показав такж, що біомаса речовини (хвої) в сирому і сухому видах збільшується прямопропорційно відстані до дороги. З цього можна зробити висновок:
«Дорога» вкрай негативно впливає на посадки що знаходяться за її узбіччях нажиттєздатність пилку, і як наслідок з цього на здатність оновленняпопуляції. Дерева одні з перших приймають «удар» автотранспорту понавколишньому середовищу.

Список літератури:
1) Природокористування 10-11 навчальний посібник (ав. Н.Ф. Винокурова; Г.С.

Камерілова; В. В. Ніколіна; В. І. Сиротін, В. М. Смирнова.) 1995р .
2) Охорона природи: (Факультатів. курс). Посібник для учнів/А. В. Міхєєв,

К.В. Пашканг, М.М. Родзевич.

Просвещение 1983.
3) Бібліотека «джерельця» - додаток до газети «Родник» № 3,4 - 1997р. серія

«Біолог»
4) Місто і природа (міські природні насадження) Ав. Л.О. Машинський Стройиздат Москва 1973р.
5) Наука про навколишнє середовище: як влаштований світ: у 2 томах. Т 1.

Ав. Б. Небель. «Світ» 1993р
6) Екологічні нариси про природу і людину «прогрес» - 1988
7) Ч. Дарвін «Дія перехресного запилення і самозапилення»

Зміст:

Ст.

1) Введеніе_________________________________________1

2) Мета раработи____________________________________3

(бічний і верхівковий приріст, біомаса)

3) Методика ________________________________________3

4) Практична часть________________________________4

5) Висновки _________________________________________6 < br>(дослідження життєздатності пилку)

6) Методіка________________________________________6

7) Практична часть________________________________8

8) Виводи__________________________________________8

9) Загальні виводи____________________________________9
10) Список літератури_______________________________10
11) Содержаніе_____________________________________11
-----------------------< br>