Проекты

Изучение видового состава эпифитных лишайников городского округа Серпухов в целях выявления эффективных биоиндикаторов и разработки методики оценки состояния окружающей среды с их помощью

Работа победителя конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Экология и природопользование»

Направление работы: Биоиндикация (лихеноиндикация)
Авторы работы: ГБОУ Школа № 902 «Диалог»
Предметы: Биология, Химия, География, Экология
Классы: 11 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

По мнению учёных, из-за своего симбиотического строения (гриб и водоросль), климатической устойчивости и долгого срока жизни (составляющего около 50 лет) лишайники являются эффективными биоиндикаторами — экономически выгодным средством диагностики состояния окружающей среды. Но лихенофлора районов малой площади изучена недостаточно — мы располагаем лишь некоторыми закономерностями произрастания этих комплексных организмов.

Работа углубит знания в этой области относительно городского округа Серпухов, её результаты могут быть использованы в последующих исследованиях лишайников и территорий.

Цель

Составление алгоритма оценки степени загрязнённости произвольной локации с помощью эпифитных лишайников на основе закономерностей произрастания различных их видов в городском округе Серпухов.

Задачи

1. Собрать информацию и биоматериалы для последующего их анализа.

2. Определить закономерность произрастания видов в зависимости от факторов загрязнения окружающей среды.

3. Выявить возможность применения изучаемых видов в качестве биоиндикаторов.

4. Составить алгоритм оценки степени загрязнённости локации с помощью эпифитных лишайников.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Фотоаппарат

• Канцелярский нож

• Пластиковые контейнеры для сбора слоевищ

• Электронно-оптический микроскоп

• Плёнка, разделённая на квадраты по 1 см2 (для измерения площадей покрытия)

Описание

Для проведения исследования выбраны шесть контрольных точек (территорий) для сбора и фотофиксации лишайников. Точки выбирались в зависимости от степени загрязнения (с учётом расстояния от источников загрязнения и направления ветра), а также характера предполагаемых загрязнителей (в порядке повышения степени загрязнения).

Территории, выбранные в качестве сбора и изучения лишайников:

– д. «Байденки»;

– д. «Лужки»;

– окраина г. Протвино;

– д. «Райсеменовское»;

– полигон твёрдых бытовых отходов «Лесная»;

– бор в центре г. Серпухов.

Точки «Байденки» и «Лужки» выбирались как наиболее удалённые от предприятий, а на точках «Райсеменовское» и «Протвино» ожидалось улучшение экологической обстановки. Две оставшиеся точки были выбраны в качестве территории с наиболее неблагоприятной экологической обстановкой, связанной с повышенной концентрацией соединений серы и формальдегида в воздухе.

Для исследования с каждой территории были собраны лишайники и помещены в подписанные пластиковые контейнеры, при этом проводились фотофиксация слоевищ и измерение площадей покрытия с помощью сетки-плёнки (методика Пчёлкина). Затем определялась видовая принадлежность обнаруженных образцов, при этом фиксировались изменения слоевищ лишайников под влиянием неблагоприятных факторов среды.

Выявлены закономерности произрастания изучаемых видов лишайников. Установлено, что накипные лишайники, например, Леканора настенная, неэффективны в качестве биоиндикаторов, так как обладают устойчивостью к загрязнениям. Листоватые лишайники, например, Пармелия бороздчатая и Гипогимния вздутая, требовательны к уровню освещения. После анализа полученных данных сделаны выводы о способности лишайников реагировать на колебания факторов экологических условий.

Результаты

1. При неблагоприятной экологической обстановке происходит изменение видового состава лишайников и частичный некроз слоевища. Улучшение экологической ситуации благоприятно влияет на увеличение площади покрытия лишайниками.

2. Результат анализа лихенофлоры исследуемых территорий показал возможность применения каждого исследуемого вида лишайников в целях биоиндикации состояния окружающей среды. Выявлены наиболее эффективные представители лишайников в качестве биоиндикаторов загрязнений окружающей среды (роды Hypogymnia, Cladonia).

3. На основе полученных в результате исследования знаний составлен алгоритм быстрой оценки экологической обстановки произвольной локации, позволяющий провести анализ экологической обстановки территории просто и быстро.

Выводы

Лишайники можно использовать в качестве биоиндикаторов, располагая достаточной информацией об особенностях произрастания каждого изучаемого вида.

Перспективы использования результатов работы

Данная работа углубила знания относительно лихенофлоры городского округа Серпухов, её результаты могут быть использованы в последующих исследованиях лишайников и территорий. Разработанный в ходе работы лихеноиндикационный алгоритм можно применять в дальнейшем для быстрой оценки экологического состояния произвольных локаций и последующего сравнения экологических обстановок различных территорий.

Награды/достижения

Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2020 года – призёр.
Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину» 2020 года — призёр

Мнение автора

«Участие в конференции «Наука для жизни» вызвало исключительно положительные эмоции и впечатления: защита проектных работ была отлично организована, эксперты внимательно слушали участников, а главное, были компетентны и увлечены тематикой секции, в которой осуществлялась защита (в моём случае это экология). Хочу выразить благодарность жюри и организаторам, а школьникам пожелать удачи в первых научных изысканиях!»