Отчет по практике в УНПК "Степное"

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………

1 МЕТОДЫ, ПРЕДШЕСТВУЮЩИЕ ПОСТАНОВКЕ ЭКСПЕРИМЕНТА В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ………………………………………………..

2 ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ХОДЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДИКИ И КАТЕГОРИИ ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ………………………………

3 АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ………………………………..

ВЫВОДЫ…………………………………………………………………

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………….

 

ВВЕДЕНИЕ.

 

Цель практики:

Закрепление основных теоретических  положений курса «Экология». Обучение основным методикам экологических  исследований и развитие системного экологического мышления при проведении оценки устойчивости функционирования экосистем различного уровня организации.

 

 

Задачи учебной практики:

1.Закрепление основных теоретических знаний по пройденному курсу «Экология».

2.Изучение методов экологических исследований (наблюдение, экспериментальная статистическая обработка).

3.Изучение основных типов экосистем и биологического разнообразия Саратовской области.

4.Изучение влияния экологических факторов (антропогенные – на состояние окружающей среды).

5.Изучение и оценка экологического состояния естественных экосистем.

6.Изучение и оценка полуестественных экосистем.

7.Изучение и оценка экосостояния антропогенных систем.

8.Изучение и экологическая оценка водных экосистем.

 

 

 

 

 

 

 

 

Календарный план.

№п/п	дата	тема	задание
1.	25.06.2012	Цель и задачи учебной практики.	1.Инструктаж по технике безопасности. 2.Организация учебных бригад: 4 бригада, Заводской район,              ул. Огородная. 3.Определение маршрутов и объектов исследования по          ул. Огородная. 4.Подготовка материалов и оборудования для проведения учебной практики. 5.Выезд на объект исследования              (ул.  Огородная) и отбор проб почвы для оценки состояния различных типов экосистем.
2.	26.06.2012	Экологический мониторинг почв.	Постановка опытов с использованием тест – семян растений Кресс –  салата в лаборатории №328 СГАУ    им. Н.И.Вавилова (опыт №1)
3.	27.06.2012	Изучение антропогенных факторов загрязнения окружающей среды.	1.Изучение загрязнения окружающей  среды на территории Саратовской  области. 2.Расчет и оценка количества  выбросов вредных веществ в  атмосферный воздух от передвижных  источников загрязнения. 3.Учет результатов опыта №1.
4.	28.06.2012	Оценка экологического состояния  атмосферного воздуха различных  типов экосистем.	1.Отбор растительных образцов листьев Березы повислой (Betula pendula Roth)  на ул.Огородная. 2.Отбор растительных образцов листьев Тополя пирамидального (Populus pyramidalis) на ул.Огородная. 3.Определение показателей флуктуирующей асимметрии листьев Березы повислой (Betula pendula Roth). 4.Учет результатов опыта №1.
5.	29.06.2012	Изучение методов экологических  исследований (физических, химических, биологических).	1.Посещение лаборатории ООО  «Испытательный лабораторный центр» (филиал кафедры ботаники и  экологии). 2.Определение показателей флуктуирующей  асимметрии листьев Тополя пирамидального  (Populus pyramidalis) 3. Учет результатов опыта №1. 4.Определение количества микробов в атмосферном воздухе (опыт №2).
6.	02.07.2012	Мониторинг биоты.	1.Описание флоры и фауны парка культуры и отдыха им.Горького. 2.Учет результатов опыта №1. 3.Учет результатов опыта №2.
7.	03.07.2012	Изучение состояния водных экосистем  различных типов.	1.Определение состояния естественных  и полуестественных водных экосистем  методом «Подводной пробы»: Пруды городского парка культуры и  отдыха им.Горького; Волгоградское водохранилище (опыт №3); Воды из прудов ТЭЦ-5 2.Учет результатов опыта №1. 3.Учет результатов опыта №2.
8.	04.07.2012	Методы статистической обработки  результатов экспериментов.	1. Учет результатов опыта №1. 2.Учет результатов опыта №2. 3. Учет результатов опыта №3. 4.Статистическая обработка и  анализ результатов исследования.
9.	05.07.2012	Оформление документации.	1.Оформление индивидуального отчета  по практике.
10.	06.07.2012	Зачет.	1.Предоставление требуемой документации, гербария. Защита отчета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 МЕТОДЫ, ПРЕДШЕСТВУЮЩИЕ ПОСТАНОВКЕ ЭКСПЕРИМЕНТА В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ.

Для решения этих основных задач современной экологии выделяют три главные группы методов:

1- натурные наблюдения;

2- эксперименты;

3- моделирование.

Натурные наблюдения в  природе - исторически первый прием  экологического исследования. Эти исследования прошли длительный путь развития - от красочных  описаний картин природы до современных  комплексных программ изучения экосистем  с помощью новейшей аппаратуры и  космических спутников. В практике современных экологических исследований может использоваться сложнейшая трехуровневая  система наблюдений. Например, контроль качества поверхностных вод и  экологического состояния водоема  с использованием космических аппаратов, аэрофотосъемок, автоматических самописцев и других дистанционных и инструментальных методов. Однако, несмотря на совершенствование  технических средств натурных исследований, неоднократно предпринимавшиеся попытки  объединения разных специалистов в  лучшем случае завершается публикацией  научного сборника, в котором независимо существуют статьи по ботанике зоологии, микробиологии, химии, гидрологии, метеорологии и другим дисциплинам и отсутствует  междисциплинарный синтез. Прогресса  натурные экологические исследования достигли в конце 70 годов ХХ века, с развитием стационаров международных  программ, которые предусматривают  всесторонние глобальные наблюдения характерных  типов экосистем, исследования на специальных  полигонах и их междисциплинарный  синтез.

Эксперименты широко применяют  в экологии и в других естественных науках. Отличие эксперимента от наблюдения состоит в том, что исследователь  сознательно вносит определенные изменения  в экосистему и следит за ее ответной реакцией. Например, слежение за перемещением стада оленей в естественных условиях с помощью вживленных в тело животных миниатюрных радиопередатчиков является не экспериментом, а всего лишь наблюдением. В то же время регистрация (даже без всякой аппаратуры) численности того же стада после введения искусственной подкормки будет экологическим экспериментом. Число возможных воздействий экспериментатора на экосистему необозримо, так же как число сознательно варьируемых факторов. Эксперименты делят на лабораторные и полевые.  В лабораторных экспериментах можно обеспечить контроль большого числа факторов, исключив воздействие неконтролируемых.

Классической схемой проведения лабораторных опытов является однофакторный  эксперимент, когда изучается влияние  избранного фактора при зафиксированных  значениях всех остальных. Однако при  изучении биологических объектов (в  отличие от физических) однофакторный  эксперимент малоэффективен, так  как поведение биосистем зависит  от комплекса факторов. Поэтому лишь многофакторные эксперименты с предварительным  планированием могут дать удовлетворительные результаты в экологии.

Меняя условия опыта, в  лаборатории можно достичь заранее  запрограммированного результата. Так, можно получить самые разные значения допустимых концентраций токсичных  веществ в воде, если варьировать  условия содержания организмов, на которых проводятся опыты. Влияние  тех же веществ на те же организмы  и в тех же дозах в естественных условиях водоема будет отличаться от полученных в лабораторных условиях. Поэтому в экологии лабораторные эксперименты играют второстепенную роль.

В естественных условиях экспериментатор  контролирует экологические факторы  ограничено, так как динамика процессов  зависит от многих факторов, в том  числе от погодных, биологических  и антропогенных. Несмотря на это  эксперименты в природных условиях имеют огромное значение в экологических исследованиях, несмотря на то, что не может быть обеспечен высокий уровень контроля экспериментатора над всеми факторами внешней среды.

Непреднамеренные эксперименты, являясь следствием естественных процессов  ил антропогенной деятельности, вносят немалый вклад познание природы. Непреднамеренные антропогенные эксперименты - это вся история развития цивилизации, в процессе которой человек постоянно  экспериментирует с природой. Значение натурного эксперимента в экологии чрезвычайно велико. Однако экологический  эксперимент более эффективен в  сочетании с моделированием. Моделирование. Под моделированием понимается изучение экологических процессов с помощью  лабораторных, натурных или математических моделей. Модели биосистем многочисленны  и классификация их почти невозможна. Модель - это имитация того или иного  явления реального мира, позволяющая  делать прогнозы. Модель может быть вербальной (словесной или графической), т. е. неформализованной. Если необходимы достаточно надежные количественные прогнозы, то модель должна быть формализованной, строго математической. Модели, созданные  на ЭВМ, позволяют получать на выходе искомые характеристики при изменении, добавлении или исключении каких-либо параметров модели. Применение математики для отслеживания природных явлений  используется для обработки экспериментов  и описания работы биосистем становится. При этом необходимо доказать адекватность математического вида биосистемы реальному  объекту. Этапы в развития моделирования экосистем следующие:

1) переход от эксперимента  к адекватной математической  модели;

2) построение математических  моделей с различной глубиной  содержания;

3) переход от одних  моделей к другим;

4) систематизация математических  моделей биосистем различного  уровня иерархии.

Но, несмотря на необходимость  критического взгляда на математическое моделирование явлений природы обойтись только описательными методами уже невозможно. Стратегия моделирования заключается в попытке путем упрощения получить модель, свойства и поведение которой можно легко изучать. В то же время модель должна иметь достаточное сходство с оригиналом, чтобы результаты ее изучения были применимы к оригиналу. Переход от модели к оригиналу называется интерпретацией модели. Обычно оригинал представляет собой многокомпонентную систему, где взаимодействия между популяциями столь сложны, что не поддаются достаточно удовлетворительному анализу. В то же время законы функционирования некоторой модели могут быть найдены тем или иным путем. Учитывая это, исследования системы можно заменить исследованиями модели, о затем интерпретировать результаты применительно к оригиналу. При работе с реальными лабораторными моделями установление адекватности модели оригиналу, а следовательно, обоснование возможности применения результатов моделирования к изучаемой природной системе. В отличие от аэро или гидродинамики, где разработаны количественные критерии подобия модели оригиналу, в экологии таких критериев нет. Идеальные знаковые модели богаче возможностями, чем реальные, так как почти не связаны техническими ограничениями их создания. Знаковые модели - концептуальные и математические - имеют в экологии наибольшее значение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ХОДЕ  ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДИКИ И КАТЕГОРИИ  ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ

 

Для оценки загрязнения почвы  был использован кресс –салат. Он обладает повышенной чувствительностью  к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также загрязнению  воздуха газообразными выбросами  автотранспорта.

Перед постановкой эксперимента на участке исследования на ул.Огородная  были заложены пробные площадки (рис.1)

 

10 м.

 

 

 

 

                                                       10 м.

Рис. 1. Пробная площадка.

Размер пробной площадки составляет 10×10 м, а по углам и  в центре площадки отбираются образцы  глубиной до 25 см. отобранные образцы  перемешиваются и отбирается средняя проба (примерно 1 кг.)

Данная почва была использована для закладки эксперимента, каждый опытный вариант в трехкратной  повторности.

Для анализа в пластиковый  контейнер насыпалась почва слоем  в 1 см, на которую раскидывались  семена кресс – салата по 30 шт. в  каждый контейнер, затем повторно насыпалась почва и поливалась.

В течение 14 суток подсчитывалось количество проросших семян, оценивались всходы по следующим критериям:

1.Загрязнение отсутствует (всхожесть семян составляет 90 – 100 %). Всходы дружные; проростки крепкие, ровные.

2.Слабое загрязнение (всхожесть семян составляет 60 – 90 %). Проростки почти нормальной длины, крепкие, ровные.

3.Среднее загрязнение (всхожесть семян составляет 20 – 60 %). Проростки, по сравнению с контролем, короче и тоньше, некоторые имеют уродства.

4.Сильное загрязнение (всхожесть очень слабая – меньше 20 %). Проростки мелкие и уродливые.

 

Расчет и оценка количества выбросов вредных веществ в атмосферный  воздух от передвижных источников выбросов проводится на основе расчетных методов.

Для этого был выбран участок  трассы длиной 0,5 км. На выбранном участке (ул.Огородная) в течение 20 минут  было подсчитано количество легковых автомобилей, грузовых, автобусов и дизельно-грузовых автомобилей, затем был рассчитан общий путь, пройденный каждым видом транспорта.

l = N_i×L

где,

N_i – количество каждого типа транспорта за 1 час;

l – длина участка

Далее было рассчитано количество топлива разного вида, сжигаемого двигателями автомобилей.

Q_i = L_i×Y_i

где,

L_i –общий путь, пройденный автомобилем;

Y_i – удельный расход топлива.

Затем было рассчитано количество выделившихся вредных видов веществ (л.)по каждому виду топлива.

 

Для оценки уровня загрязнения  атмосферного воздуха был использован  морфогенетический подход, который  предусматривал анализ морфогенетических  нарушений в индивидуальном развитии Березы повислой (Betula pendula Roth) и Тополя пирамидального (Populus pyramidalis),возникающих в результате воздействия на них стрессирующих факторов, прежде всего загрязнителей. В качестве основного оценочного показателя используются флуктуирующая асимметрия листьев. Сбор листьев осуществляется после остановки их роста.

Каждая выборка включала в себя 100 листьев (по 10 листьев с 10 растений). Листья собирались из нижней части кроны деревьев. Для измерения листьев березы и тополя помещали перед собой нижний стороной и с каждого листа снимали показатели по 5 промерам с левой и правой стороны листа:

1.Ширина левой и правой  половинок листа;

2.Длина второй от основания  листа жилки второго порядка;

3.Расстояние между основаниями  первой и второй жилок второго  порядка;