МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 013100 “ЭКОЛОГИЯ”

ТЕМА: “ ОПЫТ МОНИТОРИНГОВЫХ РАБОТ В ДЕТСКОМ ПАРКЕ “ОРЛЁНОК”

ГОРОДА ВОРОНЕЖА”

ИСПОЛНИТЕЛЬ 

СТУДЕНТ 4 КУРСА

ЕСТЕСТВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКОГО

ФАКУЛЬТЕТА

ОТДЕЛЕНИЯ  ЭКОЛОГИЯ

МАНДРЫКИН А.А.

Mirage.vrn@rambler.ru

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

ЕРМОЛЕНКО Н.Н.

ВОРОНЕЖ 2001

СОДЕРЖАНИЕ

	Стр.
Введение	2
1. Роль и место исследовательских работ со школьниками.	7
2. Формы школьного экологического мониторинга.	11
2.1. Цели и задачи школьного экомониторинга.	11
2.2. Огранизационные формы школьного экомониторинга.	12
2.3. Методы и виды мониторинга.	14
2.3.1. Лихеноиндикация загрязнения атмосферного воздуха.	19
2.3.2. Мониторинг парков и скверов.	27
2.3.3. Использование листьев липы в качестве биоиндикатора солевого загрязнения почвы.	35
2.3.4. Влияние транспортных средств на экологическое состояние города.	36
2.3.5. Обработка данных и оформление результатов.	39
3. Мониторинговые работы в детском парке “Орленок”.	41
3.1. Оценка уровня загрязнения  атмосферного воздуха по величине автотранспортной нагрузки.	41
3.2. Лихеноиндикация загрязнения атмосферного воздуха в парке	44
3.3. Оценка эстетического и санитарно-гигиенического состояния древостоя в парке	45
Заключение	49
Список используемых источников	52

ВВЕДЕНИЕ.

   Острота современных проблем взаимодействия общества и природы поставила ряд новых  задач перед школой и педагогикой, которые призваны подготовить молодое поколение, способное преодолеть последствия негативных воздействий человека на природу,  бережно относиться к ней в будущем. Очевидно, что дело нельзя ограничить "просвещением" школьников в области охраны природы. Комплекс экологических проблем современности потребовал нового  философского  осмысления,  коренного  пересмотра  ряда  социально-экономических вопросов,  новых научных  поисков  и  более полного  и последовательного отражения многоаспектности экологии в школьном образовании[14].

Данная дипломная работа посвящена школьному экологическому мониторингу парков. От латинского monitor — предостерегающий, наблюдающий — происходит английский термин мониторинг [англ. monitoring], означающий наблюдение, оценку и прогноз состояния окружающей среды в связи с хозяйственной деятельностью человека. Более конкретная формулировка определения мониторинга предложена академиком РАН  Ю.А. Израэлем в 1974 г., в соответствии, с которой под мониторингом состояния природной среды, и в первую очередь загрязнения и эффектов, вызываемых в биосфере, подразумевают комплексную систему наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния биосферы или ее отдельных элементов под влиянием антропогенных воздействий.

Программа ЮНЕСКО от 1974 г. определяет мониторинг как систему длительных наблюдений в пространстве и во времени, дающую информацию о прошлом и настоящем состояниях окружающей природной среды, позволяющую прогнозировать на будущее изменение ее параметров, имеющих особенное значение для человечества[27].

Исследовательская деятельность школьников, их непосредственное общение с природой, – пожалуй, самый надежный путь обретения экологического сознания и экологических знаний. Именно поэтому столь важна роль школьного экомониторинга – той области воспитательной и образовательной деятельности, которой и посвящена дипломная работа.

Помимо анализа системы, целей и задач школьного мониторинга, в дипломная работе рассматриваются ряд конкретных его методов, например – оценка чистоты атмосферного воздуха по величине автотранспортной нагрузки (п. 3.1), лихеноиндикация (п. 3.2.), и др.

Конкретной темой данной работы выбран мониторинг парков.

Цель работы учебно-познавательная: изучить закономерности и изменения, происходящие в городском парке “Орленок”.

Задачами в работе были:

1.        Разработать систему школьного экологического мониторинга парков.

2.        Выявить интенсивность движения автотранспорта вблизи парка “Орленок”.

3.        Определить уровень загрязнений атмосферного воздуха с помощью лишайников в парке “Орленок”.

4.        Получить достоверные данные эстетической и санитарно-гигиенической оценки древостоя в парке “Орленок”.

Среда обитания современного человека – это искусственно-естественная среда. Ее формируют как биологические, так и социальные факторы, которые связаны между собой и взаимообусловлены. Одна из важнейших функций, которую призваны выполнять парки – оптимизация  состояния городской среды, обеспечение возможно более высокого уровня экологического комфорта. Основной сущностной характеристикой парка является синтез его биологической и социальной составляющих.

Наличие парка значительно повышает качественные характеристики среды обитания человека. Это происходит в силу того, что парк способствует удовлетворению экологических потребностей. Условно эти потребности можно разделить на две основные группы: биоэкологические и социоэкологические. В этой связи прослеживаются два аспекта в деятельности парка: биоэкологический и социоэкологический. При рассмотрении биоэкологического аспекта необходимо учитывать потребности физического существования человека. Обширные массивы зелени выполняют важную санитарно-оздоровительную функцию, являются резервуарами и поставщиками чистого воздуха, аккумулируют вредные вещества, регулируют почвенные и гидрологические процессы. Дерево средней величины  за 24 часа восстанавливает столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трёх человек[22]. Фитонциды, выделяемые растениями, убивают болезнетворные бактерии или задерживают их развитие. Не следует забывать и о том, что парки защищают нас от пыли и городского шума, который, судя по некоторым исследованиям, вызывает нарушения функций человеческого организма идентичные по характеру нарушениям при действии некоторых ядовитых препаратов[13].

В крупных городах лишь на территории парков сохраняются относительно обширные не асфальтированные площади, а повсеместное асфальтирование и нарушение микрорельефа ведет к ухудшению геоморфологической ситуации города. Даже при значительном изменении чисто природных характеристик городской парк в условиях урбанизированной ландшафта является своеобразным “заповедником”.

Отношение человека к природе – социальная проблема. Она может быть включена в социоэкологическую часть парковая деятельность. Формирование рационального природопользования  и есть задача парка в области собственно экологического воспитания, повышения уровня экологической культуры. Экологическая культура как неотъемлемая часть мировоззрения, должна определять уровень деятельности парка.

Социологический аспект парковой деятельности многообразен, это объясняется многофункциональностью парка.

Один из методологических подходов к организации работы парков состоит в единстве био- и социологических аспектов. Этот подход, является основным при рассмотрении парка в контексте экологических проблем. И здесь может быть выделен из принципов организации работы парка: все мероприятии, проводимые в нем, должны быть связаны в той или иной мере с его природной основой.

В динамике функций парковой деятельности в настоящее время явно наметился процесс "экологизации“ всех направлений, в то же время в содержательном отношении усиливается тенденция дифференциации парков, что привело к широкому распространению их тематических типов. Следовательно, возникла необходимость организации парков, имеющих преимущественно экологическую ориентацию (национальные парки, лесопарки и др., т.е. в которых биоэкологический аспект преобладает). Эти парки, конечно, не должны иметь на своей территории громоздких аттракционных комплексов. Отсюда возникает проблема их нерентабельности, особенно обострившаяся ориентация на самоокупаемости парка. Но ведь нельзя повсеместно ориентироваться на сиюминутную выгоду. Подобные парки, безусловно, окупят себя, но эта окупаемость имеет морально-этическую окраску: организация полноценного отдыха, оздоровительные, воспитательные мероприятия.

Комплексный тип парка, наиболее распространен на сегодняшний день, в равной степени должен включать социо- и биоэкологический аспекты деятельности. Но в этих парках целесообразно создавать экологические мини-парки. Они могут быть включены в зоны тихого отдыха, которые должны быть в парках любого типа. На восприятие человеком окружающего пространства будет влиять и направленность внимания. Пейзаж может восприниматься как картина, как фон-декорация для какого-либо действия (праздничного гуляния, спортивного состязания или детских игр). Причем в последнем случае один и тот пейзаж будет по-разному восприниматься участниками действия (например, теми, кто развлекается на аттракционах, и наблюдает со стороны).

Важнейшая задача сегодняшнего дня – формирование экологической культуры, которая предполагает наличие  у человека определенных знаний, а также его практических действий согласующихся с требованием бережного отношения к природе.

В этом случае парк выступает, прежде всего, визуальным представителем природы в городе, где использование и эксплуатация природы должны ограничиваться преимущественно ее визуальным потреблением. Проведение мероприятий экологической направленности, которые являются, как правило, массовыми и имеют обычно эпизодический характер, но, тем не менее, способствуют повышению экологической культуры населения. В сфере экологической воспитания – организация систематических занятий с целью получения конкретных экологических знаний. В парках рекомендуется создавать различные кружки.

Основным методом проводимых мною исследований является биоиндикационный метод, который  имеет ряд преимуществ в сравнении дистанционным и физико-химическим методом.  Отлаженная система оценки качества среды обитания на основе данных химико-аналитического контроля, который проводится в настоящее время во многих регионах России не всегда эффективна. При использовании такого подхода, необходимо определить содержание многочисленных компонентов загрязняющих веществ в разных природных средах, затем сравнить их концентрации с предельно допустимыми и на этой основе сделать вывод об "опасности" или "безопасности" для биоты и человека комплексного воздействия всех этих факторов. Оказывается, на каждом из указанных этапов ожидают проблемы и трудности, непреодолимые с позиций химико-аналитического контроля. Первая проблема состоит в том, что химический анализ позволяет установить концентрации относительно небольшого числа потенциально опасных и уже известных токсичных и мутагенных веществ. Где гарантия, что именно тот компонент, концентрация которого не определена, не оказывает негативное влияние на биологические системы? Вопрос о стоимости самой процедуры химического анализа, для осуществления которой, как минимум, требуется развитая приборная база и подготовка квалифицированных специалистов.

Даже если возможно узнать исключительно много о химическом составе анализируемых субстратов, возникнет необходимость нормирования содержания поллютантов. И эта последняя проблема является наиболее сложной. В Российской Федерации установлены ПДК примерно для 1400 веществ в воде, более чем для 300 веществ в воздухе и 100 в почвах[6], т. е. для относительно небольшой части мутагенов, поступающих в окружающую среду. В разных странах для одних и тех же токсикантов значения ПДК существенно различаются[17,19,30]. Но это еще не главный “недостаток” химико-аналитического контроля, ограничивающий его применение для оценки качества среды обитания.

В реальной ситуации на животные и растительные организмы оказывает влияние комплекс химических, физических и биологических факторов, совместное действие которых в зависимости от природы, интенсивности и порядка воздействия агентов обусловливает принципиально разные типы ответной реакции клетки организма[10,11,20]. Поэтому результирующий отклик биологической системы на комбинированное сочетанное воздействие нельзя предвидеть исходя только из информации об эффектах раздельного действия агентов. В связи с этим, существующий принцип нормирования поллютантов, основанный на их предельно допустимых концентрациях, приводит или к недооценке, или к переоценке возможных последствий повышения техногенной нагрузки на популяции животных и растений и может быть правильным только в случае аддитивного взаимодействия факторов.

1. РОЛЬ И МЕСТО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ СО ШКОЛЬНИКАМИ.

Методисты выделяют в качестве центральных моментов экологического образования три взаимосвязанные его части:

- знание экологических законов, правил, теорий, научных фактов; осознание единства в системе “природа – человек”;                     

- эмоционально-эстетическое и нравственное восприятие природы, художественные образы ее выражения и отношение к ней человека. Здесь уместно вспомнить слова Сухомлинского, обращенные к учителям: “Идите в поле,  в парк,  пейте из источника мысли, и эта живая вода сделает ваших питомцев мудрыми исследователями, пытливыми, любознательными людьми и поэтами.”[25];

 - деятельность в реальных социоприродных ситуациях, связанных с решением экологических проблем.

Формирование названных качеств у школьников особенно эффективно про­исходит в процессе самостоятельной поисково-исследовательской деятельности. Исследовательская деятельность – один из методов проблемного обучения.

Исследования учеников в области экологии сочетают в себе использование теоретических знаний и эксперимента, строить план исследования, требуют умения моделировать, осуществлять эксперимент, иметь навыки эколо­гического картографирования, построения схем и  диаграмм.

В процессе исследовательской деятельности ученик должен научиться сам формулировать изучаемую экологическую проблему, выдвигать и обосновывать причины ее возникновения, разрабатывать и проводить эк­сперимент, делать выводы и предложения.

Большое воспитательное значение имеет эмоциональное воздействие экологического эксперимента. Исследовательский эксперимент, воздействуя  на учащихся, возбуждает интерес к решению экологических проблем и, в особенности к изучению проблем своей местности, вызывает чувство удовлетворения полученными результатами. Такой подход к организации исследовательской деятельно­сти способствует повышению качества экологического обра­зования, обеспечению преем­ственности образовательных уровней. В вузах такие учащиеся, как правило, продолжают самостоятельную научно-исследовательскую работу, становятся активными членами студенческих научных обществ[2].

Основными формами экологической работы, в которых реализуются исследовательская    деятельность,    являются:    школьные  экологические  кружки,  науч­но-исследовательские группы, экологические отряды, центры, экологические летние лагеря, школьные научные общества, научно-практические конферен­ции и многое другое.  

Можно выделить три основных вида исследовательской деятельности уча­щихся по экологии: 1) теоретические исследования; 2) прикладные, опытно-проблемные;    3) системные, комплексные исследования по единой программе школь­ного экологического мониторинга.

Теоретико-исследовательская работа направлена на изу­чение литературы, подготовку докладов, статей, тематических конферен­ций по проблемам экологии. Сюда входит эколого-краеведческая деятель­ность, способствующая выявлению особенностей отношений природы, истории и культуры родного края.

Большинство прикладных, опытно-проблемных исследований проводит­ся в виде индивидуальных экспериментальных заданий и самостоятель­ных исследований по прикладной региональной и  проблемной тематике. Практика педагогической деятельности показывает, что наиболее приемлемыми и активно применяемыми видами исследовательской работы по экологии в базовых школах являются пока прикладные и опытно-проблемные исследования.

Третий вид исследовательской деятельности школьников будет подробно рассмотрен в п.2.

Исследовательская деятельность по экологии предполагает наличие нескольких основных этапов:

Этап 1. Подготовительный. Учащиеся изучают литературу, занимаются сбором предварительных данных об объекте изучения, подбирают методики и необходимое оборудование, заводят дневники.

Этап 2. Экспериментальный. В процессе полевых исследований, экспедиций, экологических практик и других видов экологической деятельности учащиеся проводят системные наблюдения, сбор информации, закладывают опытные ключевые участки, делают их описание.

Этап 3. Камеральный. Осуществляется обработка образцов экспедиционных материалов, оп­ределяется видовой состав, создаются коллекции и гербарии, составля­ются таблицы, проводится математическая обработка результатов, пост­роение карт, диаграмм и  графиков.

Этап 4. Аналитический. Проводится работа по выявлению причинно-следственных связей, за­кономерностей, экологических проблем, составляются рекомендации и предложения.

Этап 5. Отчетный. Составляется отчет об исследовательской работе по следующим раз­делам: актуальность темы;  цель и задачи исследования; литературный обзор;  экспериментальная часть (описание методик исследования, поста­новки эксперимента, использование и комментарий чертежей, диаграмм, таблиц и  фотографий); выводы и предложения по работе; список литературы. Результаты исследования вносятся в экопаспорт школьного монито­ринга. Заполненный экопаспорт микрорайона школы направляется в рай­онную опорную по экологической работе школу, а оттуда – в региональный эколого-биологический центр школьников. На основе полученных материалов готовятся доклады на конферен­ции, оформляются творческие работы на конкурсы.

Этап 6. Информационный. Этот этап деятельности предусматривает ознакомление коллектива школы, населения микрорайона, органов власти, ведомств и служб, печа­ти с полученными результатами, предложениями и рекомендациями.

Этап 7. Практический. Личное участие школьников в практической работе по охране приро­ды. Важными видами природоохранной работы учащихся, к которой по­буждает исследовательская деятельность, являются: участие в реализации высказанных в работе предложений и рекомен­даций; участие с докладами на научно-практических конференциях школь­ников, в конкурсах, олимпиадах, выставках; пропаганда экологических знаний (подготовка лекций, бесед, устных журналов, проведение экскурсий, разработка листовок, плакатов, издание стенных и печатных газет, оформление выставок, проведение тематичес­ких вечеров, праздников, посвященных Дню окружающей среды, Дню здоровья и другое);  участие в практических делах по озеленению улиц, парков, зон отдыха и т.д.;  сохранение и использование эстетических ценностей природы;  пропаганда здорового образа жизни, овладение знаниями основных законов по охране природы[2].

Практическая деятельность школьников в природе многообразна и разнопланова. Широко известны кампании, акции, различные месячники, декады, деятельность экологических патрулей, трудовых экологических лагерей, школьные лесничества, объединения подростковых клубов, эко­логические дружины и другие формы природоохранной работы. Участие в природоохранной деятельности, знание основных законов по охране при­роды, как на федеральном, так и на региональном уровне позволяют уча­щимся более грамотно делать выводы, предложения и рекомендации по итогам исследовательской работы, понимать причины, порождающие про­блемы охраны природы, и основные направления экологической политики, как в регионе, так и на государственном уровне. Использование активных форм экологического образования и в первую очередь исследовательской деятельности, связанной с непосредственным общением с природой, спо­собствует получению учащимися прочных экологических знаний и пре­вращению этих знаний в мировоззрение[8].

2. ФОРМЫ ШКОЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА.

2.1. Цели и задачи школьного мониторинга.

В п.1. упоминались три вида исследовательской деятельности школьников. Одним из видов такой деятельности, включающим системные, комплексные иссле­дования, является школьный экологический мониторинг, который вводится в практику работы школ лишь в последние годы[24].

Школьный экологический мониторинг – это часть системы экологического образования, предназначенная для формирования экологи­ческих знаний, умений, навыков и мировоззрения на базе практической деятельности, включающей программные наблюдения за состоянием ок­ружающей среды своей местности.

 Целями школьного экологического мониторинга являются:

- формирование экологических знаний и культуры подрастающего по­коления в ходе практической деятельности;

- обеспечение учета показателей экологического состоя­ния территорий на уровне биогеоценозов, в том числе параметров, не от­слеживаемых ведомственными сетями наблюдений[2].

Более подробно (с учетом каждого этапа) данные цели можно определить так:

- начальное образование: формирование основных представле­ний о взаимосвязях человека с природой и ценностных установ­ках по отношению к явлениям и процессам биосферы;

- основная школа — становление экологической культуры, здорового образа жизни, приобретение навыков экологически це­лесообразной деятельности на основе понимания целостности че­ловека и его единства со всеми формами жизни на Земле; понимание системного строения природной среды и опасности по­тери биосферой жизнепригодных качеств;

- полная средняя школа: становление нравственной и экологи­ческой ответственности как черты личности на основе понимания сущности жизни и экологических проблем локального, регио­нального и глобального уровней, предпосылок и путей их реше­ния, создания условий перехода к устойчивому развитию[28].

Основные задачи мониторинга можно коротко сформулировать следующим образом:

- получение надежных, достоверных сведений об изменениях в состоянии окружающей среды и отдельных ее элементов путем систематических наблюдений по научной программе;

- организация взаимодействия челове­ка с природой на основе экоимператива;

- создание научной основы для принятия экологически целе­сообразных решений и их реализации;

- открытость экологической информации для всех людей и публичное обсуждение экологических проблем.

Естественно, от учащихся и их наставников не требуется про­ведения всего объема наблюдений и измерений, которые предпи­сывает государственный экологический мониторинг. Матери­альная и приборная база школ для этого не приспособлена. Поэ­тому для систематического наблюдения экологических изменений школьникам предлагаются чаще не инструментальные методы, а доступные описательные шкалы, которые позволяют замечать, сравнивать и фиксировать в ландшафте, флоре и фауне, естест­венных экосистемах и природно-антропогенных комплексах из­менения, вызываемые экологическими причинами.

2.2. Организационная форма школьного экологического мониторинга

Правовой статус школьного экологического мониторинга (ШЭМ)  устанавливается Целевой комплексной про­граммой экологического образования населения. Положением о ШЭМ, утверждаемым Департаментом образования, другими документами, при­нятыми для ШЭМ в регионе. При наличии территориальной системы комплексного экологического мониторинга региона школьный экологический мониторинг может быть включен в нее в качестве подсистемы. Мониторинг проводится по единой для всего региона программе, с одинаковыми объектами контроля, методиками их исследований, одними и теми же принципами выбора контролируемой территории, с одинаковой периодичностью измерений и отчетности. Однако для сельских и городс­ких школ могут применяться разные системы показателей с учетом осо­бенностей их территорий[2].

По объектам наблюдения школьный экологический монито­ринг совпадает с общим научным мониторингом: это мониторинг окружающей среды. Однако методы его должны быть доступны для школьников, а необходимое оборудование должно быть в на­личии в школе. По масштабам наблюдения школьный экологиче­ский мониторинг в начальный период является локальным, затем о подключением нескольких школ переходит в районный и об­ластной[28].

Исследовательская деятельность в рамках ШЭМ может проводиться на локальном уровне экологического мониторинга средними школами, специализированными гимназиями, лицеями, Дворцами и Домами детского творчества, эколого-биологическими центрами и другими внешкольными учреждениями, ученические коллективы которых по единой программе и в единые сроки под руководством учителей осуществляют наблюдения за окружающей природной средой – сбор, первич­ную обработку и хранение данных для их использования в системе реги­онального экологического мониторинга.

Организацией исследовательской работы учащихся в биологическом и химическом аспектах мониторинга руководят учителя биологии, экологии, химии, а в географическом – учителя географии.

Основными формами школьного экомониторинга в учебной деятельно­сти являются: урок в виде практических или лабораторных работ, факуль­тативные занятия, практикумы. Во внеклассной деятельности – кружки, научно-исследовательские группы, практикумы, летние экологические лагеря, экскурсии, экспедиции, конкурсы и олимпиады.

Для руководства экологической работой в школе целесообразно иметь экологический совет, формируемый на принципах добровольности и деле­гирования. В составе совета наряду с учителями желательно участие ро­дителей, специалистов по экологии и школьников старших классов. Руко­водитель совета может быть выбран или назначен на основе взаимного согласия. Это может быть учитель биологии, экологии, географии или химии.

Материалы исследований по программе ШЭМ представляются в виде отчета – экопаспорта территории микрорайона школы. Экопаспорт выпус­кается с периодичностью один раз в год в 2-х экземплярах. Первый отчет должен представлять собой заполненный экологический паспорт по мик­рорайону школы с оценкой его экологического состояния на момент орга­низации школьного мониторинга и начала участия коллектива школы в комплексном экомониторинге области. Эту оценку экологического состояния микрорайона следует считать своеобразной точкой отсчета, относитель­ными контрольными показателями, с которыми можно будет сравнивать показатели состояния окружающей среды в последующие годы. Следую­щие отчеты будут представлять собой сведения за соответствующий год по тем же разделам паспорта (кроме общей характеристики микро­района) с внесением всех показателей, даже если они и не изменились. Один экземпляр отчета остается в школе, а другой направляется в опор­ную школу района по экологической работе. Руководители опорных школ, собрав экопаспорта от всех школ района, направляют их в эколого-биологические центры школьников для анализа и обобщения результатов.

Методическая поддержка мониторинга должна осуществляться по линии департамента образования через учреждения повышения квалифи­кации учителей, совместную научно-исследовательскую работу с кафед­рами вузов, при участии региональных центров экологического образова­ния населения и информационно-аналитических центров региональных гос­комитетов по охране природы.

2.3. Методы и виды мониторинга

Существует несколько вариантов классификаций видов мониторинга в зависимости от принципов его назна­чения.

В зависимости от территории, охватываемой наблюдениями, или, иными словами, По масштабам анализируемой информации мониторинг подразделяется на три уровня: глобальный, региональный и локальный. Глав­ной задачей глобального мониторинга является слежение за общемировы­ми процессами и явлениями, включая антропогенные воздействия на био­сферу. Региональный мониторинг включает в себя слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления мо­гут отличаться и по природному характеру, и по антропогенным воздей­ствиям от базового фона, характерного для всей биосферы. Локальный мониторинг – это слежение за естественными природными явлениями и антропогенными воздействиями на небольших территориях.

Кроме того, в зависимости от объекта наблюдения различают монито­ринг базовый (фоновый) и импактный. Целью базового мониторинга явля­ется слежение за общебиосферными явлениями в природной среде, не подверженной региональным антропогенным воздействиям. На глобаль­ном уровне базовый мониторинг проводится на территориях биосферных заповедников – строго охраняемых больших участков, практически не испытывающих локальных воздействий деятельности человека. Импактный мониторинг – это мониторинг региональных и локальных антропоген­ных воздействий в особо опасных зонах и точках[2].

Другой способ различать мониторинг зависимости от объектов наблюдения  подразделяет его на: мониторинг окружающей среды (атмосферного воздуха, воды, почвы) и биологический мониторинг (флоры и фауны) [28].

По целям, различают следующие виды мониторинга:  учебно-познавательный;  научно-исследовательский;  диагностический;  фоновый;  контрольный;  прогностический;  проектировочный и другие.

По используемым для наблюдения методам различают мониторинг назем­ный и дистанционный. Дистанционный мониторинг – это совокупность авиационных и кос­мических методов    наблюдения.    Наземный   мониторинг  осуществляется биологическими методами и физико-химическими  исследования компо­нентов природной среды (атмосферный воздух, недра, почвы, поверхност­ные и подземные воды, растительность, животный мир, наземные и вод­ные экосистемы в целом), на которые распространяется антропогенное воздействие, то есть опре­деляется, как  биоиндикационный и физико-химический.

Биоиндикационные методы.

О возможности использования живых организмов в качестве показателей определенных природных условий писали еще ученые Древнего Рима и Греции.

В работах М.В. Ломоносова и А.Н. Радищева есть упоминания о растениях указателях особенностей почв, горных пород и  подземных вод.

В XIX в. С развитием экологии растений была показана связь растений с факторами окружающей среды. О возможности растительной биоиндикации писал геолог А.М. Карпинский. Почвовед С.К. Чаянов – использовал характер распределения растительных сообществ для составления почвенных карт, а геолог П.А. Ососков – геологических карт. Большой вклад в развитие биоиндикации внес русский ученый-почвовед В.В. Докучаев.

В начале XX в. под биоиндикацией понимали регистрацию наличия или отсутствия того или иного явления, отмечая в терминах “есть” - “нет”. В настоящее время для целого класса индикаторных видов растений и животных целесообразно говорить не только о наличии отсутствии фактора , но и о степени его влияния на природный комплекс. Разные степени влияния на окружающую природную среду, регистрируемые с помощью этих видов, позволяют ввести шкалу воздействий (например, нет воздействия – слабое – среднее – сильное). Наличие шкалы экологического фактора позволяет намного более верно оценивать исследуемую территорию.

Виды и методы биоиндикации.

По современным представлениям биоиндикаторы – организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Биоиндикация – метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, особенностям развития организмов – биоиндикаторов или их отсутствия.

Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации. Ими могут быть типы природных объектов (почва, вода, воздух), различные свойства этих объектов (механический, химический состав и др.) и определенные процессы (эрозия, дефляция, заболачивание и т.п.) происходящие, в том числе под влиянием человека.

При выборе биоиндикаторов один из крупнейших американских экологов Ю. Одум предлагает учитывать следующие соображения.

1.       Стенотопные виды (приспособленные к существованию в строго определенных условиях), более редкие виды, как правило, являются лучшими индикаторами, чем эвритопные (широко распространенные, обладающие широким диапазоном экологической выносливости).

2.       Более крупные виды являются обычно лучшими индикаторами, чем мелкие, так как скорость оборота последних в биоценозах выше, и они могут не попасть в пробу в момент исследований.

3.       При выделении вида (группы видов), используемого в качестве индикатора воздействия того или иного фактора, необходимо иметь полевые и экспериментальные сведения о лимитирующих значениях данного фактора с учетом возможных реакций организма.

4.       Численное соотношение разных видов (популяций или сообществ) более показательно и является более надежным индикатором, чем численность одного вида.

Биоиндикационные исследования подразделяются на два уровня: видовой и биоценотический. Видовой уровень включает в себя констатацию присутствия организма, а биоценотический учитываются различные показатели разнообразия видов, продуктивность данного сообщества.

Но современным представлениям биоиндикаторы - организмы, присутствие, количество или особенности, развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Биоиндикация – метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям организмов-биоиндикаторов.

Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации. Существуют различные виды биоиндикации. Если одна и та же реакция вызывается различными факторами, то говорят о неспецифической биоиндикации. Если же те или иные происходящие изменения можно связать только с одним фактором, то речь идет о специфической биоиндикации. Например, лишайники и хвойные деревья могут характеризовать чистоту воздуха и наличие промышленных загрязнений в местах их произрастания. Видовой состав животных и низших растений, обитающих в почве, является специфическим для различных почвенных комплексов.

Методы биоиндикации подразделяются на два вида: регистрирующая биоиндикация и биоиндикация по аккумуляции.

Физико-химические методы. Наиболее доступным в школьных условиях является качественный анализ. Он всегда предшествует количественному, так как выбор метода количественного определения зависит от данных качественного анализа. Из количественных методов в школьной практике могут быть рекомендованы титриметрический (объемный), гравиметрический и метод визуальной колориметрии.

Гравиметрический метод. Суть  метода – определение массы и процентного содержания какого-либо элемента, иона или химического соединения, находящегося в испытуемой пробе[2].

Наряду с методами и видами мониторинга следует сказать о типах программ школьного мониторинга. Научно-методический совет по экологическому образованию предлагает два типа программ школьного экологического монито­ринга.

Общие программы. Они предлагаются как обязательные для всех школ. Основа их выполнения – комплексные знания по экологии, географии, биологии, физике и химии.

Таких программ три:

- фенологический мониторинг,

- мониторинг ландшафтов,

- мониторинг окружающего воздуха.

Конкретные программы мониторинга. Эти программы предлагаются как элективные – на инициативный выбор школа­ми.

- гидрологический мониторинг (наблюдения за реками, озера­ми, ручьями, родниками;

- мониторинг леса (наблюдения антропогенных изменений лесных экосистем);

- популяционный мониторинг (наблюдения за сохранением популяций редких растений и животных, сохранением биоразно­образия в природе);

- мониторинг заказников  и  памятников природы (наблюдения  за  соблюдением охранного режима);

- мониторинг парков и скверов;

-  мониторинг    агроценозов   (наблюдения   за   состоянием пахот­ных угодий, лугов  и пастбищ);

-  лихеноиндикация загрязнения атмосферного воздуха

- мониторинг  жилых  комплексов  (наблюдения  за  изменением  экологической обстановки в малых городах, ПГТ, селах, деревнях);

-  эколого-демографический мониторинг на примере “малой родины” и др. [28].

Переходя к описанию конкретных методик, следует добавить, что согласно сложившейся школьной практике диагностика воздушного загрязнения проводится по состоянию со­сновых сообществ, эпифитных лишайников, данным анализа снегового покрова, оценке запыленности листвы, кислотности осадков и автотранс­портной нагрузки.

Исходя из этого и всего сказанного в п.2.3., для более подробного рассмотрения из ряда методов и конкретных программ школьного мониторинга мною выбраны следующие: лихеноиндикация загрязнения атмосферного воздуха (п.2.3.1.), мониторинг парков и скверов (п.2.3.2.); использование листьев липы в качестве биоиндикатора солевого загрязнения почвы (п.2.3.3.), оценка чистоты атмосферного воздуха по величине автотранспортной нагрузки (п.2.3.4.)

2.3.1. Лихеноиндикация загрязнения атмосферного воздуха.

Одной из конкретных программ школьного мониторинга является мониторинг методом лихеноиндикации.  Индикация уровня и динамики загрязнения атмосферного воздуха с помощью эпифитных лишайников – один из многочисленных видов биоиндикации.

Предполагают, что эти симбиотические организмы существуют на Земле не менее 200 миллионов лет назад. Одно можно сказать определенно: они появились на планете позже, чем свободно живущие водоросли и грибы.

Имеется много основательных доводов в пользу мнения о высокой чувствительности лишайников к загрязнению среды обитания. Еще в XIX веке отмечалось обеднение видового состава эпифитных лишайников в крупных городах, что связывалось с загрязнением. Позднее, когда антропогенное воздействие на среду стало гораздо масштабнее и начало сказываться на здоровье людей, повсеместно возрос интерес к лишайникам как биоиндикаторам качества среды, особенно воздуха, ибо все необходимое для жизнедеятельности эти организмы получают аэральным путем.

Было установлено, что на них губительно действует, прежде всего, вещества, увеличивающие кислотность среды, ускоряющие окислительные процессы, т.е. такие соединения как SO2, HF, HCl, оксиды азота, озон. В то время для лишайников сравнительно безвредны токсичные для других организмов тяжелые металлы, накапливаемые в слоевищах в значительных количествах, а также естественные и искусственные радиоактивные изотопы[4].

 Минеральные вещества в виде водных растворов поступают в слоевище лишайника из почвы, коры деревьев, горных пород. Поглощение элементов из дождевой воды идет очень быстро и сопровождается их концентрированием. При повышении концентрации соединений металлов в воздухе резко возрастает их содержание в слоевищах лишайников, причем в накоплении металлов они далеко опережают сосудистые растения. Лишайники чрезвычайно чувствительны к токсичным газообразным продуктам и, особенно к диоксиду серы (SО₂).

Лишайники используются для наблюдения за распространением в атмосфере более 30 элементов: серы, натрия, кальция, лития, свинца, ртути, фтора, магния, йода и др. Состав минеральных элементов в лишайниковом слоевище определяют классическим методом сжигания[5]. На высокие концентрации цинка лишайники реагируют по-разному от изменении в окраске до изменении в размерах.

Некоторые исследователи связывают накопление металлов в слоевищах лишайников с характерным окрашиванием. Так, накопление железа, по их мнению, является причиной того, что слоевища некоторых видов этих растений приобретают коричневый оттенок, а накопление меди – зеленый[26].

Ниже (табл.1) характеризуются жизненные формы лишайников, которые могут быть использованы для биоиндикации атмосферы.

Таблица 1 [28].

Жизненные формы лишайников.

Жизненная форма	Характерные внешние признаки
Накипной     (корковый)	Слоевище порошкообразное или коркообразное, плотно срастается всей нижней поверхностью с субстратом (без  повреждения отделить невозможно), образует разные округлые или неправильной формы пятна.
Чешуйчатый	Является разновидностью накипной жизненной формы, но выделяется некоторыми лихенологами в самостоятельную. Слоевище в виде округлых или неправильной формы пятен и розеток, в центре накипное, плотно срастающееся с субстратом, по краям приподнято в виде небольших чешуек, через несколько лет  все слоевище может состоять из одних чешуек разных размеров.
Пластинчатый	Является разновидностью накипной жизненной формы, но выделяется некоторыми лихенологами в самостоятельную. Слоевище в виде округлых или неправильной формы пятен и розеток, в центре накипное, плотно срастающееся с субстратом, по краям бородавчатое, образует маленькие лопасти, распростертые и плотно прижатые к поверхности субстрата (но не сросшиеся с ним).
Листоватый	Таллом имеет плоские лопасти, листообразный, образует плоские округлые или неправильной формы розетки, распростертые по субстрату, прикрепляется ризинами (тонкие щетинкообразные выросты на нижней стороне слоевища) или срастается всей нижней поверхностью с субстратом.
Кустистый	Таллом имеет плоские или округлые веточки, образует прямостоячие или повисающие кустики, прикрепляется к субстрату  с помощью гомфа или срастается с субстратом основанием кустика.

Многочисленные исследования в районах промышленных объектов на заводских и прилегающих к ним территориях показывают прямую зависимость между загрязнением атмосферы и сокращением численности определенных видов лишайников. Особая чувствительность лишайников объясняется тем, что они не могут выделять в среду поглощенные токсические вещества.

По мере приближения к источнику загрязнения слоевища лишайника становятся толстыми, компактными и почти совсем утрачивают плодовые тела, обильно покрываются соредиями. Дальнейшее загрязнение атмосферы приводит к тому, что лопасти лишайников окрашиваются в беловатый, коричневый или фиолетовый цвет, их талломы сморщиваются и растения погибают.

На городской территории выделяют уровни – так называемые “зоны лишайников” (табл. 2).

Таблица 2 [2].

Встречаемость лишайников в разных частях города в зависимости                                                         от среднего количества диоксида серы в воздухе.

Зоны лишайников	Район города	Концентра­ция диоксида серы
“Лишайниковая пустыня” (отсутствуют листоватые и кустистые лишайники)	Центр города и про­мышленные районы с сильно загрязнен­ным воздухом.	Свыше 0,3 мг/м3
“Зона угнетения” (флора бедна)	Районы города со средней загрязненностью.	0,05-0,3 мг/м3
“Зона нормальной жизне-деятельности”. (максимальное видовое разнообразие;  встре-чаются, в том числе и кустистые виды.)	Периферийные районы и пригороды.	Менее 0,05 мг/м3

Таким образом, методы оценки загрязненности атмосферы по встречаемости лишайников основаны на следующих закономерностях.

1.  Чем сильнее загрязнен воздух города, тем меньше встречается в нем видов лишайников (вместо десятков может быть один-два вида).

2.  Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев. При повышении загрязненности воздуха исчезают первыми кустистые лишайники (растения в виде кустиков с широким плоским основани­ем); за ними –  листоватые (растут в виде чешуек, отделяющихся от коры); последними – накипные (имеют слоевище в виде корочки, сросшейся с корой).

На основании этих закономерностей можно количественно оценить чистоту воздуха в конкретном месте микрорайона школы.

Лихеноиндикационные исследования имеют как свои плюсы, так и минусы. К несомненным достоинствам нужно отнести низкие материальные затраты на их реализацию, оперативность, способность охватить значительные по площади территории, возможность получения достоверного интегрированного показателя степени нарушенности растительного компонента конкретно геосистемы под влиянием определенных негативных факторов, сопряженных во времени и локализованных в пространстве, лишайники очень медленно растут и долго живут, за ними легко ухаживать и их просто пересаживать, у лишайников нет сосудистой системы, виды лишайников варьируют к SO2 от очень чувствительных до невосприимчивых, лишайники более чувствительны к низким концентрациям SO2, чем высшие растения, отмечена хорошая корреляция между распространением лишайников и концентрацией SO2 в окружающем воздухе. К недостаткам следует отнести слабую способность к регенерации, ответная реакция лишайников на воздействие высоких концентраций SO2 замедленная, подсчет и определение видов лишайников достаточно трудоемки, а также необходимость учета мультивариантности действия всех известных факторов среды в комплексе с антропогенным влиянием на лишайниковый компонент биогеоценозов (это справедливо в отношении всех без исключения живых объектов, а также естественных, смешанных и искусственных геосистем вообще) и невозможностью дать абсолютные значения концентрации поллютантов в воздухе в отличие от физико-химических методов[16].

Для школьных исследований лихенологические работы вполне доступны, что доказывает опыт зарубежных стран. Из множества методик, применяемых в лихеноиндикации, можно предложить изучение динамики проективного покрытия и частоты встречаемости эпифитных видов лишайников вдоль трансект, сложенных от источников загрязнения, и картирование этих параметров методом квадратов.

В качестве объектов исследования лучше всего подходят листоватые или кустистые эпифиты с крупными слоевищами достаточно яркой окраски, имеющие хорошую чувствительность к загрязнению воздуха.

Определение проективного покрытия и частоты встречаемости.

Оборудование:  лупа, компас, палетка, рулетка (1,5 м).

Палетка представляет собой квадратный кусок оргстекла раз­мером 10´10 см, расчерченный процарапанными линиями на ква­драты 1´1 см. Площадь палетки принимается за 100 %, один квадрат будет состав­лять 1 %. Если талломы выбран­ных видов лишайников не образу­ют сомкнутых скоплений, реко­мендуется обвести контуры каждого отдельного слоевища фломастером и затем подсчитать их суммарное проективное покрытие. После этого контуры необходимо стереть мокрой губкой, чтобы они не мешали при дальнейших замерах. При измерении проективного покрытия кустистых видов надо плотно прижать палеткой их слоевища к поверхности коры, следя при этом, чтобы они не сбивались в комки, т.к. результаты будут ошибочны. Проективное покрытие определяется для каждого вида лишайника отдельно.

Методика.

1. Проективное покрытие и частота встречаемости лишайников определяются на отдельно стоящих, старых, растущих верти­кально деревьях одной породы (например, только на тополях или только на липах). На территории зеленого насаждения можно брать сразу несколько древесных пород для сравнения. Для определения проективного покрытия берут выборку не менее 10 стволов одной породы, для определения частоты встречаемости — не менее 50.

2. Проективное покрытие определяется на всех деревьях на одной высоте с четырех экспозиций (на северной, южной, западной и восточной частях ствола – определяется по компасу). Наиболее часто замеры делают на высоте 1,5 м (уровень груди), но можно делать их и у основания ствола (0,5—0,7 м).

3. Для определения частоты встречаемости вида лишайника осматривают все дерево от основания ствола до нижних ветвей. При этом важен сам факт наличия растения на дереве, но можно также отмечать и степень его обилия (очень редко, редко, достаточно часто, часто, очень часто).

4. Полученные результаты заносятся в полевые дневники в виде таблиц. Пример таблицы для полевых дневников приведен ниже (таб. 3).

Таблица 3 [28].

Проективное покрытие ___________________________________________________(вид лишайника)

Местонахождение __________________________(название зеленого насаждения и его координаты)

№ дерева	Порода	Экспозиция ствола				Среднее пр.п.
		Север	Юг	запад	восток
1
2
3

Обработка результатов. Для каждого дерева высчитывается среднее проективное покрытие, полученные данные заносятся в таблицу. После определения среднего проективного покрытия для каждого модельного, дерева можно высчитать среднее проективное покрытие эпифитных лишайников в обследуемом зеленом насаждении (парке, сквере, саде, лесопарке) по отдельным древесным породам (тополя, липы, березы и др.).

Частоту встречаемости рассчитывают по формуле:

                                              

где  R  —  коэффициент встречаемости (в  %),

       А  —  число деревьев, на которых отмечен вид лишайника,

       В  —  общее число обследованных деревьев[28].

Для каждого вида лишайника по каждой отдельной древесной породе высчитывается значение частоты встречаемости, получен­ные данные заносятся в таблицу. Так же можно вычислить общую частоту встречаемости каждого вида лишайника на всех древесных породах для всего обследованного зеленого насаждения.

Выявление зон с загрязненным воздухом методом трансект.

Для выявления зон с разным уровнем загрязнения воздуха на местности от источника вредных веществ закладываются трансекты в нескольких географических направлениях с учетом господ­ствующих ветров (данные по розе ветров можно получить из метеорологических справочников или на местной метеостанции). Вдоль трансект через определенное расстояние (вблизи, 200—500, 400—1000, 800—2000 м и далее) закладываются пробные площади, на которых проводят измерения проективного покрытия и частоты встречаемости лишайников-биомониторов. Если есть опыт работы и необходимая литература (определители, справоч­ники), можно сделать сборы и выявить полный видовой состав эпифитных лишайников в данной точке.

После обработки полученных данных (среднее проективное покрытие по видам и древесным породам, частота встречаемости по видам и породам, наличие в лихенофлоре видов с определен­ной жизненной формой) делаются выводы об изменении качества атмосферного воздуха по мере удаления от источника загрязнения вдоль трансект (таблица 3). На карте точки со сходными лихеноиндикационными показателями соединяют линиями, выделяя, таким образом зоны с определенным уровнем загрязненно­сти воздуха.

Выявление зон с загрязненным воздухом методом квадратов.

Для выявления зон с разным уровнем загрязнения воздуха исследуемая территория разбивается на квадраты (наносятся на карту). Размеры квадратов варьируют в зависимости от размеров охватываемой территории (небольшие населенные пункты – 0,2´0,2 км, средние – 0,5´0,5 км, крупные города и промзоны – 1´1 км, большие массивы естественных насаждений леса, болота – 2´2 км или 4´4 км). В границах квадратов закладываются пробные площади, на которых проводят измерения проективного покрытия и частоты встречаемости лишайников-биомониторов. Если есть опыт работы и необходимая литература (определители справочники), можно сделать сборы и выявить полный видовой состав эпифитных лишайников в данной точке.

После обработки полученных данных (среднее проективно покрытие по видам и древесным породам, частота встречаемости) по видам и породам, наличие в лихенофлоре видов с определенной жизненной формой) делаются выводы о качестве атмосферного воздуха в границах каждого квадрата (таблица 4). На карте квадраты со сходными лихеноиндикационными показателями отмечают одинаковым цветом, выделяя, таким образом, зоны с определенным уровнем загрязненности воздуха.

Таблица 4 [28].

Качественная оценка уровня загрязненности атмосферного воздуха газообразными и твердыми поллютантами по наличию лишайников определенных жизненных форм

Зона	Качественный уровень загрязненности воздуха	Жизненная форма
		Накипные	Листоватые	Кустистые
1	Очень высокий. “Лишайниковая пустыня”	?	?	-
2	Высокий	+	+	?
3	Средний	++	++	+
4	Низкий	+++	+++	++
5	Очень низкий. Фоновый уровень загрязнения атмосферы	+++	+++	+++

Примечание: ? - возможны находки зачаточных слоевищ, + — малое число видов, ++ — значительное число видов, +++ — очень большое число видов лишайников.

Иногда устойчивость лишайников к загрязнению обусловлена внешними условиями. Хорошо смачиваемое слоевище страдает от загрязнения больше, чем плохо смачиваемое. Если субстрат, на котором растет лишайник, имеет щелочную реакцию, то переносить загрязнение ему легче. Важным является и преобладающее в данной местности направление ветров, несущие губительные газы и пыль. Но иногда в объяснении причины устойчивости лишайника к загрязнению надо искать внутри самого лишайника. Большую роль играет проницаемость клеток, присутствие некоторых лишайниковых веществ, нейтрализующих кислотные выпадения[26]. Исчезновение эпифитных лишайников при появлении воздушного загрязнения происходит постепенно и зависит от концентрации вредных  веществ, а  также от особенностей субстрата, на котором они растут, но есть у лишайников враги и в мире животных. Например, большой вред им наносят им слизни, улитки и некоторые насекомые. Одним из факторов, влияющих на произрастание эпифитных лишайников, является естественная кислотность коры.  Значение pH коры у древесных растений различно, и они условно делятся на три группы по этому показателю:1) деревья с кислой корой – сосна, ель, лиственница, пихта, береза (pH=3.4-3.7);2) деревья с умеренно кислой корой  - дуб, платан, ольха, ивы разных видов (pH=4.1-5.1); 3) деревья с так называемой субнейтральной или нейтральной корой – тополя разных видов, вяз, липа, осина, ясень (pH=5.3-5.9). При увеличении концентрации диоксида серы в воздухе происходит подкисление коры (особенно ее поверхностного слоя), если же в воздухе присутствует цементная пыль или известь содержащие вещества, происходит подщелачивание коры. Для примера приводится таблица 5, в которой обобщены данные наблюдений ученых лихенологов за реакцией лишайников на подкисление деревьев, относящихся к разным группам.

Таблица 5[28].

Последовательность исчезновения накипных лишайников

при умеренном загрязнении воздуха диоксидом серы

(среднегодовой уровень – 30-170 мг/м3 воздуха).

Этап	Характеристика этапа
1	Лишайники исчезают с деревьев с кислой корой и низкой буферной способностью (хвойные и береза).
2	Чувствительные виды лишайников исчезают с деревьев с умеренно кислой корой (дуб, платан, ольха, ива). По мере закисления коры флора лишайников обедняется с одновременным увеличением доли в ней видов, устойчивых к диоксиду серы.
3	Эпифитные лишайники исчезают с деревьев с субнейтральной / нейтральной корой и высокой буферной способностью (тополя, вяз, липа, ясень, осина).

При проведении лихеноиндикационных исследований необходимо учитывать всю информацию, так как от этого зависят точность и правильность оценок качества воздуха.

2.3.2 Экологический мониторинг парков и скверов.

Создание новых парков в наше время – вещь проблематичная: к тому не располагает социально-экономическое положение нашей страны.

Именно поэтому особую важность приобретает проблема сохранения уже существующих насаждений.

Говоря о мониторинге парков и скверов, еще раз напомню о тех функциях, которые они выполняют.

В жаркий летний день над нагретым асфальтом и раскаленными железными крышами домов образуются всходящие потоки теплого воздуха, поднимающие мельчайшие частицы пыли, которые долго держатся в воздухе. А над старым парком, разбитым в центре города, возникают нисходящие потоки воздуха, потому что поверхность листьев значительно прохладнее асфальта и железа. Пыль, увлекаемая нисходящими токами воздуха, оседает на листьях. Один гектара деревьев хвойных пород задерживает за год до 40 тонн пыли, а лиственных – около 100 тонн[13].

К санитарно-гигиеническим свойствам растений относится также их способность выделять особые летучие органические соединения, называемые фитонцидами, которые убивают болезнетворные бактерии или задерживают их развитие. Эти свойства приобретают особую ценность в условиях города, где воздух содержится в 10 раз больше болезнетворных растений, чем воздух полей и лесов.

Ряд факторов, например – нерациональная застройка, интенсивное развитие автотранспорта и другие факторы создают повышенный шумовой фон города.  Борьба с шумом в городах – острая гигиеническая проблема, обусловленная усиливающимися темпами урбанизации[12].

 Шум не только травмирует, но и угнетают психику, разрушает здоровье, снижая физические и умственные способности человека. Исследования показали, что характер нарушений функций человеческого организма, вызываемый шумом, идентичен нарушениям при действии на него некоторых ядовитых препаратов. В связи с этим следует помнить, что деревья парков и скверов – мощные поглотители шума.

Говоря об особенностях именно парковых растений, можно отметить, что в составе парковых насаждений у растений наблюдаются более интенсивные процессы фотосинтеза и дыхание по сравнению с теми, которые произрастают на асфальтированных улицах и вблизи магистралей.

Однако, защищая нас от вредных факторов, сами растения не остаются неуязвимыми: если концентрация вредных газов превышает предельно допустимые нормы, то клетки растений разрушаются и это, приводит к угнетению роста и развития, а иногда и к гибели растений.

Состояние скверов и парков, в особенности старинных, вызы­вает обоснованную тревогу за их будущее. В большинстве своем парки не имеют надлежащего ухода, и старые деревья-патриархи преждевременно гибнут. Для организации надлежащего ухода необходимы экологическое обследование парковых ценозов.

Этапы по изучению парков и скверов [28].

Первый этап. Обследование любого парка следует начинать с изучения исто­рии его создания, а также с промеров его площади, определения современных контуров парка с севера на юг и с запада на восток, с уточнения стиля планировки и расположения дорожно-тропиночной сети. Данные параметры могут быть выявлены уже в апреле — начале мая.

 Группа учащихся историков-краеведов по опубликованным материалам, архивным данным и воспоминаниям очевидцев и старожилов могут описать историю посадок парка.

          Второй этап. В конце мая — начале июня можно приступить к экологическому исследованию древесных насаждений и учету травянистых раннецветущих растений. Экологическая оценка парковых ценозов может быть осуществлена по участкам, границы между кото­рыми определяются дорожно-тропиночной сетью. Каждая бригада школьников из 2—3 человек может вести картирование деревьев и составление ведомостей по своему участку:

1) каждое дерево большое и маленькое вносится в перечетную ведомость и на план (картосхему) участка с указанием породы, видового названия, размеров в высоту, расположения.

2) на высоте грудной клетки исследователи портновским сан­тиметром в 150 см или мерной вилкой измеряют диаметр дерева; в перечетную ведомость записывается диаметр в сантиметрах. Примечание: окружность дерева определяется по формуле  S  =  2pR  =  pD ,  если каждые 3 см принять за 1, то при обхвате дерева получается величина диаметра;                        

3) затем проводится санитарно-гигиеническая и эстетическая оценка каждого дерева.

Обойдите каждое дерево со всех сторон и в соответствии с об­щепринятыми шкалами укажите римской цифрой класс жизненной устойчивости и арабской цифрой декоративную оценку в баллах. Ниже шкала  жизнеустойчивости деревьев (санитарно-гигиеническая оценка по Б. Г. Нестерову, 1983 и эстетическая оценка декоративности по В.А. Агальцовой, 1993).  

Методика санитарно-гигиенической оценки или жизненной устойчивости деревьев.

Первый класс устойчивости (I): деревья совершенно здоровые, с признаками хорошего роста и развития.

Второй класс устойчивости (II); деревья с несколько замед­ленным приростом по высоте, с единичными сухими сучьями в кроне и незначительными (по 10—15 см) наружными поврежде­ниями ствола, без образования гнилей.

Третий класс устойчивости (III): деревья явно ослабленные, с наружной кроной, укороченными побегами, бледной окраской хвои у хвойных, с наличием дупел и стволовых гнилей, морозобойных трещин площадью свыше 150 см², прекратившимся или слабым приростом по высоте, со значительным количеством сухих сучьев (до 1/3 высоты) или суховершинностью.

Четвертый класс устойчивости (IV): деревья усыхающие, с наличием сильно распространившихся стволовых гнилей, плодо­вых тел на стволах, в кроне до 2/3 сухих ветвей, больших дупел и сухих вершин.

Пятый класс устойчивости (V): деревья, усохшие или со слабыми признаками жизнеспособности, полностью пораженные стволовыми гнилями и стволовыми вредителями.

Методика эстетической оценки.  

Эстетическая оценка проводится при наружных обследованиях в трехбалльной системе:

1 — дерево имеет высокие декоративные качества; проведения санитарных мероприятий не требуется;

2 — дерево средней декоративности, требуются небольшие работы по лечению ран, обрезке сухих ветвей и сучьев с последую­щей заделкой и декорированном мест повреждения;

3 — дерево имеет низкие декоративные качества, с засохшими или поломанными стволами и отводится в рубку (класс жизненной устойчивости обычно V).

По выполнении этого этапа работы в перечетной ведомости запись по каждому дереву дополняется соответствующими обобщениями.

Третий этап. Этот этап предполагает выявление видового состава кустарни­ков и места произрастания их. В перечетную ведомость вносятся родовые и видовые названия кустарников, а на картосхеме отмечаются точками или галочками (VV) место их произрастания.

Если возникают трудности в определении видового состава ку­старников, то побеги закладываются в гербарий, и в осенний период осуществляется их идентификация по определителям деревьев и кустарников.

Четвертый этап  связан с уточнением видового состава травянистых растений и их ценотической принадлежности и экологической группы. Обилие особей того или иного вида можно определить по приближенной шкале оценок встречаемости: 1) обильно, 2) часто, 3) рассеянно, 4) единично в пределах каждого участка парка. Списки растений каждого участка парка составляются по образцу: вид; фитоценоз; экотип; встречаемость. Род, вид, обилие фиксируются при натурных обследованиях; ценотическая принадлежность и экологическая группа — при камеральной обработке.                                

Особое внимание при выявлении видового состава травянистых растений следует обратить на редкие красивоцветущие дикорастущие (ландыш майский, колокольчик широколистный, печеночница благородная, аквилегия (водосбор), гвоздика, маргаритка и другие). Вынос их в виде букетов должен быть запрещен.                          

При камеральной обработке в осенне-зимний период систематического списка травянистых растений обратите внимания на процентное соотношение лесных, луговых, сорных видов. Обилие последних (крапива, бодяк, лопух, горец конский, горец туполистный и др.) свидетельствует о бурьянистом характере травянистого покрова и необходимости искоренения сорных видов и подсева луговых трав.                                     

Подобное состояние травянистого покрова парков — следствие выпаса скота, что совершенно недопустимо на парковых территориях.                                                 

Для полного учета всех травянистых видов парка, так как сроки вегетации и цветения разновременные, необходим трехкратный срез видового разнообразия:

1) в начале июня;

2) в середине июля;

3) в конце августа.

При осеннем учете трав попутно обратите внимание на семенную продуктивность древесных насаждений и сделайте текстовую запись в перечетной ведомости деревьев.

Пятый этап. Этот этап камеральной обработки приурочен к осенне-зимнему периоду. По результатам камеральной обработки составляются:

1) сводная подеревная ведомость и 2) сводная ведомость кустар­ников.

Анализ сводных ведомостей проведите по следующим па­раметрам:

- количество древесных пород и кустарников парка;

- число экземпляров каждой древесной породы;

- распределение пород по диаметрам стволов и число экземп­ляров в каждой группе по толщине стволов (от 1 до 20; от 21 до 40; от 41 до 60; от 61 до 80; от 81 до 100; от 101 до 120 см и т.д.). И в этой же таблице укажите число деревьев-патриархов (диамет­ром стволов свыше 61 см) и их долю (в %) к общему числу деревьев;

- анализ санитарно-гигиенической и эстетической оценок про­цедите по количеству экземпляров по породам: а) в каждом классе устойчивости и б) по баллу декоративности. Напишите итоговые выводы и рекомендации;

- выявите общее количество кустарников парка и приведите данные о каждой группе: сколько видов интродуцированных;

- сколько аборигенных, сорных (бузина, малина и другие); какие нуждаются в прореживании, а какие в омоложении или вырубке (горные из самосева);

- составьте сводный систематический список травянистых рас­тений по семействам, родам, видам, частоте встречаемости, цено­тической приуроченности (лесной или луговой, сорный или декоративный виды) и экологической группе (мезофит, мезоксерофит, мезогигрофит, гигрофит, гидрофит);

- подсчитайте процентное соотношение видов по ценотической принадлежности и экологическим группам и сделайте выводы и рекомендации по улучшению травянистого покрова;

- до написания отчета обсудите с учителем (научным руково­дителем), в комитете экологии и со всеми участниками обследования выводы и рекомендации и выступите на научно-практи­ческой конференции;

- итоговый отчет, его написание и оформление с карто­схемами, диаграммами, фотографиями можно поручить от­дельным исследователям, владеющим оформительскими навыка­ми.

Биомониторинг парков и скверов.

Мониторинг осуществляется учащимися в последующие годы с учетом реализации научно обоснованных рекомендаций по охране, соблюдению сохранного режима и благоустройству, использованию, ремонту, санитарно-гигиеническому уходу со стороны природопользователя, школы, населения.                     

Природопользователю вручается экологический паспорт. Целесообразно разъяснять и контролировать соблюдение землепользователями допустимого режима хозяйствования на парковых территориях.

Форма годичного отчета по мониторингу в первом разделе должна содержать сведения о географическом положении, площади парка и сквера, природопользователе (землепользователе).

Второй раздел включает учет параметров. Ниже приводятся параметры, единицы их измерения по породам (видам) деревьев кустарников или травянистых растений для ежегодного мониторинга.

1. Количество экземпляров семенных деревьев среди посаженных по породам.

2. Количество экземпляров деревьев среди патриархов, пораженных вредителями, в том числе грибами.

3. Количество   экземпляров   деревьев,   срубленных   при   санитарно-гигиенических работах.

4. Количество экземпляров деревьев, посаженных идентично рядом с утраченными.

5. Количество экземпляров деревьев, подвергнутых ремонту дупел.

6. Количество экземпляров деревьев, очищенных от грибов-паразитов.

7. Величина (в см) годичных приростов побегов, срезов по 10 измерениям у молодых деревьев (толщина диаметра до 20 см).

8.  Виды кустарников, подвергнутых омоложению или прореживанию.                                        

9. Сроки  и  вид  подкормок, применяемых в парке для поддержания жизни старых деревьев.                             

10. Сроки и вид защитного воздействия (химического, механического, биологического или антропогенного), применяемого борьбе с вредителями.

11. Сроки и площади сенокошения на открытых полянах (без выкашивания травы под пологом деревьев).

12. Виды декоративных растений, возделываемых в партерной части парка.

Раз в пять лет, проводится полное экологическое обследование по параметрам, приведенным ранее. По данным этого обстоятельного мониторинга вносятся уточнения в экологический паспорт охраняемого объекта[28].

Для парковых территорий разработан допустимый режим поведения и хозяйствования, применяемый в России.

В заключение темы парков следует указать, что помимо муниципальных землепользователей существуют юридические лица, арендующие территории парков и скверов. Положение и деятельность таких лиц регламентируется Постановлением Правительства РФ "Положение о порядке предоставления в аренду земельных участков, природных объектов, зданий и сооружений на территориях национальных парков для осуществления деятельности по обеспечению регулируемого туризма и отдыха" (от 03.08.96 № 926) [18 см. также 23].

2.3.3. Использование листьев липы в качестве биоиндикатора

 солевого загрязнения почвы.

Для предотвращения  гололедицы на проезжих частях улиц городов часто используют песчано-солевую смесь. В весеннюю пору в период таяния снега часть соли растворяется и вместе с талой водой уносится в реки, а часть соли вместе с песком оказывается на газонах, приводя к загрязнению почвы. Большинство растений не выносит хлорид-ионов и гибнет, древесные растения ослабляются, у них повреждаются листья, уменьшается фотосинтезирующая поверхность и замедляется рост, рано опадают листья. Особенно чувствительны к солевому загрязнению липы. Показателем реакции липы  на солевой фактор появления краевого хлороза на листьях, то есть утраты листовой пластинкой зеленой окраски вследствие разрушения хлорофилла и появления желтой окраски, что приводит к отмиранию участков листа в целом. О степени засоления почвы газонов можно судить по величине повреждения листовых пластинок. Выделяется 4 степени повреждения, соответствующие характеру засоления почв:

   1.  На крае листа появляется узкая желтая полоска, в почве отмечаются следы соли;

2. Повреждения проявляются в виде широкой краевой полосы, при этом отмечается среднее количество соли;

3.     Обширная зона краевого некроза с желтой пограничной полоской;

4.     Большая часть листовой пластинки отмирает, количество соли в почве крайне велико и граничит с пределами выносливости вида.

Для борьбы с засолением иногда прибегают к смене почвенного покрова на газонах[2].

2.3.4. Влияние транспортных средств на экологическое состояние города

Автомобильный транспорт – один из основных факторов, создающих повышенный шумовой фон в населенных пунктах. В п.2.3.2. уже говорилось о том уроне, который наносится этим шумом. Работа транспорта приводит к формированию дымопылевого  купола, что влияет на изменение количества солнечной радиации, поступающей к поверхности Земли, температуры и влажности воздуха. Автомобильные выхлопы являются источником загрязнения почв, что ведет к нарушению условий обитания растений и животных. Загрязненный воздух воздействует на здания, сооружения, вызывая усиленную коррозию стальной арматуры, чугунных и бронзовых памятников [28].

В данном же пункте речь пойдет об автотранспортном загрязнении атмосферы и о таком методе школьного мониторинга, как  учет автотранспортной нагрузки.

Известно, что основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются тепловая энергетика, промышленные предприятия и автомобильный транспорт, причем последний служит в городских условиях наиболее мощным загрязнителем атмосферы.  В выхлопных газах двигателей содержится более 200 химических соединений и элементов; наибольший вклад в структуру загрязняющих веществ вносят оксиды углерода и азота, углеводороды, сернистые соединения, сажа.     

Загрязнение воздуха отработанными газами автомобилей 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 авт./час.

           Учет автотранспортной нагрузки можно провести следующим мето­дом, пригодным как для городских, так и для сельских районов. Суть его заключается в том, что на каждой выбранной улице намечается один или несколько створов наблюдений. Желательно, чтобы они располага­лись вдали от остановок транспорта, были удобны и (что особенно важно) безопасны для наблюдателей. Каждую проехавшую мимо автомашину ученик отмечает точкой в соответствующей гра­фе учетной таблицы, при этом целесообразно провести отдельный учет легковых автомобилей, грузовых машин и автобусов. Смена наблюдателей на створах должна проводиться не реже чем через 1-1,5 час[2].

На одних и тех же створах возможно проведение разнообразных на­блюдений:

-   в разное время дня (суточные изменения);

-   в разные дни недели, но в одно и то же время (недельные изме­рения);

-  в  разные  сезоны  года,  но  в  одни  и  те же дни (сезонная динамика движения транспорта).

По данным учетных таблиц можно построить графики суточной и недельной динамики движения транспорта на конкретной улице, сравнить транспортные потоки в центр и из центра города, сопоставить интенсивность дви­жения на оживленной магистрали, возле своей школы, на улице вблизи своего дома и т.д. При построении графика на горизонтальной оси откладывается время (в часах – для суточной динамики или в днях – для длительного периода наблюдений), а на вертикальной оси –  суммарная интенсивность транспортного потока. Такие графики легко сравнить между собой.

 В целях единообразия и получения информации в региональном плане необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

- выбирать не менее двух постов наблюдений (с незначительным и наиболее интенсивным движением транспорта), на которых будет проводиться ежегодное изучение автотранспортного потока;         

-   проводить измерение в одни и те же сроки: ежедневные наблюдения с 14 до 15 ч. в разные периоды года. Возможен вариант, когда машины учитываются в двух интервалах, например, с 9 до 10 часов и с 16 до 17 часов, отсчет количества машин идет в течение 10 минут, следующие 10 минут - отдых и т.д. Запись результатов натурных наблюдений проводится по форме (табл.6,7,8,9);

-         в экопаспорте парка проставлять среднюю за период наблюдений интенсивность транспортного потока (авт./час.).

Таблица 6 [28].

Учетная карточка оценки транспортных потоков

в населенном пункте.

ф.и.о. наблюдателя	Схема расположения места работы наблюдателя
	Количество машин (N), в том числе
Время наблюдения	Грузовые	Легковые	Автобусы	Другой автотранспорт

 

 Суммируя результаты наблюдений по интервалам, можно подсчитать среднесуточное число различных машин.

Таблица 7 [28].

                                   Расход топлива автотранспортом.

Вид транспорта	Норма расхода топлива (H) на 1 км, л/км
Легковой автомобиль	0.10-0.13
Грузовой автомобиль	0.29-0.34
Автобус	0.41-0.44

                                         

Таблица 8 [28].

                                       Выбросы вредных веществ автотранспортом.

Вредное вещество	М , г/моль	Доля в выхлопных газах, (D), %
Угарный газ	28	0.3-10.0
Углеводороды	26	до 3.0
Диоксид азота	30	до 0.8

Таблица 9 [28].

Коэффициенты вредных выбросов при сжигании автомобильного топлива.

Вид топлива	Значение коэффициента (K).
	Угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	0.6	0.1	0.4

Алгоритмы расчетов (на основании данных табл.6,7,8,9):

    1.Число единиц каждого вида автотранспорта (N1,2,3) в час. h (число за 10 мин.)´6=N1,2,3

    2.  Путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого вида (L, км): L= l ´ N,

где l –длина наблюдаемого участка улицы, в км , N- количество автомобилей каждого вида.

3.     Количество топлива (Q , л) разного вида: Q=H ´ L

4.     Объем (V) вредных примесей, выбрасываемых при сжигании каждого вида топлива: V=Q ´ D ´ K.

5.      Масса (m,г) каждого вида вредного вещества: m = V / 22.4 ´ М, где М – молярная масса, г/моль;Vm= 22.4 л/моль –молярный объем газа при н.у.

2.3.5. Обработка данных и оформление результатов.

Оценка среднего значения и погрешности.

При наблюдениях или измерениях возникает необходимость установления их точности. Рассмотрим конкретный пример. В ходе изучения санитарно-гигиенического состояния клена остролистного в 2001 году было обследовано 426 деревьев и получены следующие результаты: 1 класса – 30 деревьев; 2 класса – 323 дерева; 3 класса – 62 дерева; 4 класса – 9 дерева; 5 класса – 2. Среднее значение оказалось равным 2,13. При таком количестве измерений можно считать, что среднее значение практически не измениться, если число наблюдений будет увеличиваться. В математической статистике разрабатываются способы оценки погрешностей, и обосновывается необходимая повторность наблюдений.

В 2002 году обследовано 50 деревьев клена остролистного к первому классу отнесено 3 дерева, ко второму – 30 деревьев, к третьему – 12, к четвертому – 5 и деревьев пятого класса выявлено не было. Среднее из этих значений равно 2,2. Для определения, насколько оно может, отличаться от истинного в соответствии с правилами статистики находят, отклонения измеренных высот прироста от их среднего значения. Вычисляется сумма квадратов этих отклонений, которая равна 24. Полученное значение делится на число измерений, уменьшенное на 1. Результат называется дисперсией выборки (D=0,5). Квадратный корень из дисперсии называется среднеквадратическим отклонением (s=0,7). Затем находят погрешность оценки среднего, равна отношению среднеквадратического отклонения к корню квадратному из числа измерений, умноженному на коэффициент t, который может быть найден из таблицы 10.

Таблица 10[2].

Коэффициент t для расчета погрешности

 среднего выборочного значения.

Количество измерений	Число t	Количество измерений	Число t
3	4,3	8	2,4
4	3,2	9-10	2,3
5	2,8	11-14	2,2
6	2,6	15-30	2,1
7	2,5	Более 30	2,0

Среднее значение обычно записывают вместе с величиной погрешности М=2,2±0,2. При расчете среднего значения какой-либо величины в отчете необходимо привести еще 4 числа:

1.  среднее значение;

2.  погрешность среднего значения;

3.  среднеквадратическое отклонение;

4.  количество измерений.

3. Школьный экологический мониторинг

детского парка “Орленок”.

История создания парка.

В октябре 1940 года площадь III Интернационала (бывший Кадетский плац) была превращена в парк. Ее обширную территорию засадили ценными породами деревьев и кустарников, выделенными ВГУ из своего ботанического сада.

Официальное открытие Детского парка состоялось в 1954 году. Автором проекта его планировки,  выполненного  в  1948 году,  был  архитектор  Н. Я. Неведров.  Территорию благоустроили и обнесли кованой металлической оградой (сейчас отсутствует). Парадный вход в парк, выполненный в классическом стиле, решен в виде торжественных пропилей тогда же на главной аллее, в центре парка, был возведен изящный по своим пропорциям фонтан, отличительной особенностью которого являются водометы в виде львиных голов[1].

 3.1. Влияние транспортных средств.

Проблема загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами, содержащимися в отработанных газах автомобилей по-прежнему, является одной из острых.

Особенную актуальность проблема эксплуатации автотранспорта имеет для нашего города. Воронеж входит в число 9 городов РФ, где велики выбросы от автотранспорта. По состоянию на 1993 год у нас зарегистрировано 109747 единиц автотранспорта. Из них в личном пользовании граждан находится 88747 автомобилей, а на балансе государственных муниципальных предприятий 21000 единиц[29]. По данным ГИБДД УВД продолжается быстрый рост городского парка транспортных средств. Количество автомобилей за 1999 год увеличилось на 16 тысяч единиц и составило на 01.01.2000г. - 211 тысяч автомашин, из этого количества автомобили индивидуальных владельцев составляют 87,2% (184,2 тысячи). Валовой выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух от передвижных источников за 1999 год возрос и составил 123,5 тыс. тонн[15]. Увеличение автотранспорта будет сказываться и на состоянии парка. По причине проезда автомобилей по центральным улицам.

Проведенные мною исследования показали, что парк  окружен автодорогами, что негативно сказывается на посетителях, живых организмах населяющих территорию парка, увеличивает опасность для пешеходов, ограничивает свободу передвижения, приводит к ослаблению связей между людьми. Общая протяженность автодорог прилегающих к парку около 1 км. Все дороги однополосные и двухсторонние за исключением прилегающей дороги по улице Чайковского (светофоров приводящих к локальному повышению выбросов вредных веществ за счет работы двигателей на холостом ходу  нет).

Движение транспортных средств вблизи парка имеет следующий вид(см диагр.1 и прил.1).

Авт.

Диагр.1 Суммарное количество автомобилей у парка “Орленок”

 в рабочие дни с 8-20 часов авт./час.

По методике описанной в п. 2.3.3 можно рассчитать количество вредных веществ выбрасываемых при сжигании топлива.

Таблица 10.

Учетная карточка транспортных потоков

         Около парка ”Орленок” авт./час.

(в рабочие дни с 8-20 часов)

Прилегающая к парку улица	Количество машин, в том числе
	Грузовые	Легковые	Автобусы	другие
Чайковского	-	65	-	-
Студенческая	4	274	-	-
Феоктистова	21	847	22	-
Фр.Энгельса	20	861	56	-

Примечание Количество единиц транспорта в выходные дни может снижаться на 50-60% по причине не  использования служебных автомобилей, выезда        за город и т.д.

Таблица 11

Выбросы автотранспорта около парка “Орленок” г./час

(в рабочие дни с 8-20 часов) .

Прилегающая к парку улица	Угарный Газ	Углеводороды	Диоксид  азота
Чайковского	5.85	0.27	0.03
Студенческая	11.08	0.51	0.06
Феоктистова	88.85	4.13	0.51
Фр.Энгельса	42.92	2.24	0.25

 Примечание количество выбросов зависит от марки автомашины, режима работы двигателя, состояния автодороги и т.д.

Понижение вредности транспорта делается одной из важнейших задач отрасли. Основные пути этого:

-         разработка наиболее безопасного вида топлива или другого энергоисточника;

-         дожигание и очистка выхлопа;

-         образование живой изгороди, так изгородь высотой 1 м и шириной 75 см, образованная живыми растениями вдоль автомагистрали с интенсивностью движения до 12000 автомашин в день поглощает до 50% выхлопных газов. Специальные анализы показали, что устойчивостью к загрязнителям воздуха, но и почвы вдоль магистралей обладают деревья и кустарники с глубокой корневой системой[3]. Воздухоочистительная функция может быть объединена с ветрозащитной и разделительной;

-         поиск новых двигателей (их усовершенствование) для имеющихся транспортных средств;

-         создание новых транспортных средств;

-         замена одних транспортных средств другими;

-         пассивная и активная защита от шума.

Нормативы очистки транспортных выбросов все время ужесточаются. В США имеющиеся технологии сокращают объем выбросов автомобилей на 96%. В Калифорнии норматив очистки поднят до 98,4%. Дальше очистка делается экономически абсолютно нерентабельной требует неоправданных затрат в рамках имеющихся и перспективных технологий.

Для улучшения ситуации с ходом технического прогресса убыстряется смена марок автомобилей. В Японии, например, выгоднее продать старый автомобиль с более высоким выбросом за рубеж, где ниже экологические требования, чем продолжить его эксплуатацию после истечения гарантийного срока.

Замена одних транспортных средств другими обычна в городском хозяйстве. Троллейбус и трамвай могут облегчить положение. Необходимо заметить, что использование электротранспорта резко повышает расход энергии и общую загрязненность среды. Это связано с удлинением цикла от получения энергоисточника до использования энергии с неизбежными потерями  на каждом этапе такого цикла (например, потери при передаче электроэнергии по проводам, в контактах и т.п.). Местный относительный выигрыш в чистоте среды города может оборачиваться абсолютным проигрышем для окружающих город территорий. В ряде случаев троллейбус не улучшает, а, наоборот, ухудшает экологическую ситуацию. Это происходит на узких улицах, где громоздкие машины снижают скорость движения автомобилей, вызывают частые остановки с работой двигателей на холостом ходу[21].

 3.2. Оценка уровня загрязненности атмосферного воздуха

 с помощью лишайников.

Лихеноиндикационный метод анализа чистоты воздуха показал, что приблизительно на каждом четвертом дереве (от числа обследованных 645 деревьев) встречаются лишайники, которые представлены одной жизненной формой – накипные. Подробнее данные исследований приводятся ниже (см. табл.12,13 и приложение 2).

Таблица 12.

Частота встречаемости лишайников в парке “Орленок”.

Название породы	Число деревьев, на    котором отмечен лишайник. (А)	Общее число обследованных деревьев. (В)	Коэффициент встречаемости (R) , (в  %).
Тополь черный	27	60	45,00
Вяз	20	66	30,30
Клен	67	244	27,46
Липа	42	189	22,22
Акация белая	1	18	5,56
Береза	0	35	0
Туя	0	15	0
Рябина	0	12	0
Ель	0	6	0

Примечание береза, туя, рябина, ель обследовались в разных частях парка, что компенсирует небольшое число изученных деревьев.

Таблица 13.

Статистическая оценка проективного покрытия лишайников

 на преобладающих породах в парке “Орленок”.

Порода дерева	Год	Среднее проективное покрытие	D	s	m	Количество измерений
Липа	2002	3	43,04	6,56	2,8	25
Клен	2002	4,56	110,27	10,5	4,41	25

Наибольшие коэффициенты (R) и среднее проективное покрытие у тополя черного и вязов, что в первую очередь связано с особенностями субстрата (см. табл.5) и, как правило, большинство тополей и вязов произрастает в центре парка, т.е. удалены от автодорог. Замечено скопление лишайников на гниющих сучьях старых деревьев. На хвойных деревьях, а также березе лишайники отсутствуют по причине кислой коры и низкой буферной способности (см. табл.5).

Совмещая исследования по влиянию транспортных средств на состояние атмосферного воздуха (см. диагр.1) и лихеноиндикации (см. табл.4,12,13) я прихожу к выводу, что загрязнение воздуха в парке “Орленок” является фактором, ограничивающим разнообразие жизненных форм и коэффициента встречаемости лишайников, следовательно,  парк является “лишайниковой пустыней”. Из таблицы 2 следует, что концентрация диоксида серы свыше 0,3 мг/ м³.

Лихеноиндикация – один из важнейших и простейших методов экологического мониторинга. Однако, этот метод не всегда применим. Дело в том, что лишайники, как и любые живые организмы, откликаются на всякое изменение окружающей среды. Поэтому в природе часто не возможно установить конкретную причину тех или иных повреждений лишайников. Простое воздействие температуры или влажности может перекрывать влияние загрязнения, особенно если концентрация поллютанта невелика.

 3.3. Оценка эстетического и санитарно-гигиенического состояния

древостоя в парке “Орленок”.

По моим данным в парке “Орленок” около 1280 деревьев из них 36% клена остролистного, 25% липы, 13% вяза, тополя черного 9%. По методике описанной в п. 2.3.2. можно изучить эстетическое и санитарно-гигиеническое состояние древостоя в парке.

Диагр.2 Оценка эстетического состояние древостоя.

 в парке “Орленок” (обследовано 100% деревьев).

Оценка санитарно-гигиенического состояния древостоя

 в парке “Орленок”.

По методике описанной в п. 2.3.2. можно изучить санитарно-гигиеническое состояние древостоя.

Диагр. 3. Оценка санитарно-гигиенического состояния древостоя

 в парке “Орленок” (обследовано 100% деревьев).

За 2001 год произошли незначительные изменения, которые находятся в пределах статистической погрешности. Возможно, большее количество повреждений липы в сравнении с кленом объясняется произрастанием вблизи автодорог и чувствительностью к солевому загрязнению. Подробнее смотри таблицу 14.

Таблица 14.

Статистическая оценка санитарно-гигиенического состояния

преобладающих пород деревьев в парке “Орленок”.

Порода дерева	Год	Средний балл состояния	D	s	m	Количество измерений
Липа	2001	2,3	0,48	0,69	0,1	293
	2002	2,4	0,8	0,9	0,3	50
Клен	2001	2,1	0,33	0,57	0,1	426
	2002	2,2	0,5	0,7	0,2	50

Возраст листьев – важное условие устойчивости к техногенному повреждению, существенное для многих видов. Пораженные загрязнителями воздушного бассейна молодые листья опадают быстрее, чем старые, но вместе с тем по отношению к некоторым загрязнителям атмосферы, в частности к SO2, молодые листья оказываются более устойчивыми, чем старые. Объяснение этому большой тургор молодых листьев. Итог повреждения растений загрязнителями воздушного бассейна наряду с возрастом поражаемых органов зависит от экологической обстановки на протяжении срока воздействия патогенного агента. Отсутствие регулярных мероприятий по уходу и восстановлению насаждений парка, таких как внесение удобрений, обрезка ветвей способствующее не только улучшению эстетического, но и санитарно-гигиенического состояния вызывая рост и развитие побегов из спящих почек, пломбирование дупел, зачистке или заделке сухобочин, снятию плодовых тел при грибной инфекции, а также загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами автомобилей привели к снижению жизнеустойчивости зеленых насаждений и привели к полученному результату (см. диагр 2,3).

Значительную дополнительную сложность в тестировании техногенных патологических явлений создают:

1.  Влияние на выраженность симптомов поражения экологических условий произрастания растений;

2.  Изменчивость симптомов поражения в зависимости от возрастных отличий поражаемых растений;

3.  Неизвестность многих признаков для тестирования поражения;

4.  Неопределенность связи доза-эффект, зависимости характера и глубины поражения от активности патогенного агента;

5.  Отсутствие четких сведений о характере индивидуального и совместного воздействия патогенных агентов.

Способность растений реагировать на воздействия химических загрязнителей, поглощать их и вызывать их детоксикацию существенна не только для целей индикации, но и для целей геогигиены.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Материал, представленный в дипломной работе, позволяет увидеть, что:

-         экомониторинг вполне доступен для школьных условий;

-         экологический мониторинг – новая и интересная сфера деятельности;

-         без вклада школьников в сегодняшних экономических условиях осуществление государственной программы экомониторинга невозможно.

Следует призвать учителей и школьников участвовать в организации посильного и доступного экологического мониторин­га, который станет инструментом в научном познании мира, характера и последствий взаимоотношений человека с природой, поможет строить эти отношения на научной основе, сохранять и приумножать богатства природы. Для успешного преодоления глобальных экологических проблем надо научиться их видеть и решать, прежде всего, в региональном и локальном масштабе. Для этого и нужен как начальное звено экологический монито­ринг в школе.

По моим исследованиям состояние парка “Орленок”, вызывает озабоченность. Большинство деревьев, требует проведение мероприятий по уходу и восстановлению (обрезка сухих ветвей и сучьев с последующей заделкой декорированием мест повреждения, а также декорирование механических повреждений деревьев возникших в результате реконструкции парка) и только приблизительно 5% деревьев находится в хорошем состоянии и не требует проведения работ. При строительстве аттракционов производится рубка деревьев[7]. На значительной территории парка отсутствует травяной покров, что не улучшает внешний облик парка. Клумбы на территории парка оставляют желать лучшего. Отсутствие необходимого количества урн повышает замусоренность парка.

 Автомобильный транспорт. Парк, находится в центре города и его со всех сторон, окружают автодороги. По некоторым исследованиям при интенсивности транспортного потока равного 314 авт./час превышается ПДК по пыли [10] (см. диагр. 1). Сжигание листвы и мусора осенью и весной на территории парка не улучшает качество воздуха, о чем также свидетельствует результаты лихеноиндикации атмосферного воздуха. При этом следует помнить о том, что парк является местом отдыха и к нему должны применяться более строгие требования к концентрациям загрязняющих веществ. Какое место занимает экологический аспект в проводимой в настоящее время реконструкции парка остается не ясно.

Мерами по улучшению состоянию парка, например, могут быть:

-         цветочное оформление парка;

-         установка скамеек и прочей парковой мебели;

-         улучшение состояния дорожно-тропиночной сети и полное исключение движения по живому надпочвенному покрову;

-         замена погибших деревьев приблизительно 4% деревьев следует произвести посадки молодых здоровых саженцев, строго соблюдая местоположение старого дерева, соответствие молодого виду погибшего, с учетом формы и характера ветвления. Соблюдение породного состава при восстановлении заведомо известных деревьев-патриархов (около 4% обследовано 700 деревьев) сохранит ландшафтную особенность и колорит парка.

Американский писатель и общественный деятель Уильям Дуглас, в своей книге “Трехсотлетняя война” пишет: “Человечеству присущ инстинкт разрушения независимо от расы и цвета кожи”. Лозунгом человечеству всегда была война, а не мир. Каждое поколение вело свою войну, и с течением времени усиливалась лишь ее жестокость в результате так называемых достижений науки и технике… Жестокое насилие, которому мы подвергаем окружающую среду,- еще одна форма разрушения, угрожающая самому человечества. По-видимому, это проявление сил, лежащих глубоко в подсознании.

Подобные высказывания типичны для многих ученых и общественных деятелей.

Объяснение этому найти нетрудно. В условиях, когда производство нацелено на получение максимальной прибыли, иначе и быть не может, поскольку природные блага рассматриваются лишь как эксплуатируемый ресурс, и с чем меньшими издержками этот ресурс потребляется, тем успешнее реализуется цели предпринимателя. Авансированный капитал должен приносить прибыль, а если при этом страдает природа, то “тем хуже для природы”

В условиях господства частной собственности такое положение легко объяснимо. Если дополнительные затраты, связанные с освобождением ресурсосберегающих или противозагрязняющих технологий, повышают общие издержки производства и ведут к снижению прибыли, то предприниматель, естественно не идет на такие затраты. Для частного предпринимателя такое поведение закономерно, поскольку при жестокой конкуренции понижение уровня прибыли, равносильно краху.

В настоящий момент  перед чело­вечеством стоит вопрос о необхо­димости изменения своего отноше­ния к природе и обеспечения соот­ветствующего воспитания и образо­вания нового поколения. Основой как регионального, так и национального развития общества должна стать гармония человека и природы. Каж­дый человек должен понимать, что только в гармонии с природой, возможно, его существование на пла­нете Земля.

В заключение хотелось напомнить фразу писателя Платонова: “Человечество - без облагораживания его животными и растениями - погибнет, оскудеет, впадет в злобу отчаяния, как одинокий в одиночество” [9 с 537] .

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1. Архитектурно-планировочное развитие города Воронежа (советский период): Учеб. пособие / Г.А.Чесноков : Воронеж. Гос. арх. - строит. акад. Воронеж, 1998. - 176 с.

2. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг: Учебно-методическое пособие.– М.:Агар, 1999.­ - 386 с.

     3. Биологические методы оценки природной среды: “Наука”, 1978.-280 с.

4.  Биоиндикация и биомониторинг. М.:Наука,1991. - 288 с.

5. Боголюбов А.С. Методы лихеноиндикации загрязнения окружающей среды. – М.: Экосистема, 1998. - 127 с.

6.  Брач Б.Я., Копышева И.А., Кочан И.Г. Мониторинг окружающей среды в Республике Коми. Сыктывкар, 1995. - 143 с.

7.     Воронежский куръер №6 от 01.23.01

8.     Воронков Н.А.  Основы общей экологии. ­– М.: Агар, 1997. - 87 с.

9.     Грушко Е.А., Медведев Ю.М. Энциклопедия русской мудрости.- М.:ЗАО Издательство ЭКСМО-Пресс, 1999.-592 с.

10.           Докл. 1-й науч. - практ. конф. “Экология большого города” - Пермь. -1996. - 27 с.

11.           Дубинин Н.П., Пашин Ю.В. Мутагенез и окружающая среда. М.: Наука, 1978. - 198 с.

12.           Елшин  И.М. Строителю об охране окружающей природной среды. –М.: Стройиздат, 1995. ­- 215 с.

13.           Зарубин Г.П., Новиков Ю.В. Гигиена города. М.: Медицина, 1995. -144 с.

14.           Зверев И.Д.  Экология в школьном обучении: Методическое пособие. / Изд. 2-е.­ – М.: Просвещение, 1996. - 298 с.

15.          Комитет по охране окружающей среды г. Воронежа. Информационный бюллетень N6(33) Ноябрь 2000.- 23 с.

16.           Мэннинг У., Федер У. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений.-Л.:Гидрометеоиздат,1985.-143 с.

17.           Орлов Д.С., Малинина М.С., Мотузова Г.В. Химическое загрязнение почв и их охрана. М.: Агропромиздат, 1991. – 209 с.

18.           Постановление Правительства РФ "Положение о порядке предоставления в аренду земельных участков, природных объектов, зданий и сооружений на территориях национальных парков для осуществления деятельности по обеспечению регулируемого туризма и отдыха" от 03.08.96 № 926. Собрание законодательств. Ст. 3999.

19.           Пурмаль А.П.. Антропогенная токсикация планеты. Часть I // Соросовский образовательный журнал, 1998. №9

20.           Радиобиологические эффекты и окружающая среда. Виленчик М.М. и др. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 144 с.

21.           Реймерс А.Ф. Надежды на выживание человечества : Концептуальная экология.-М.: ИЦ “Россия молодая”,1992.- 367 с.

22.           Родзевич Н.Н., Пашканг К.В. Охрана и преобразование природы. –  М.: Просвещение, 1994. - 277 с.

23.           "Российская газета". – № 194 от 10.10.96.

24.           Специфика экологического мониторинга // Экология. – 1996. – № 2. – 6 с.

25.           Сухомлинский В.А.  Сердце отдаю детям. – СПб: Прометей,  1993.-156 с.

26.  Шапиро И.А. Загадки растения-сфинкса. Лишайники и экологический мониторинг. Л., Гидрометеоиздат, 1991. - 80 с.

27.  Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб.пособие для вузов/ Д.А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева и др.; под ред. Л.А. Муравья.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.- 447 с.

28.   Экологический мониторинг в школе. / Под ред. Коробейниковой Л.А. – Вологда: Русь, 1998. - 212 с.

29.   Экологическая обстановка в городе Воронеже. : Сборник. - Воронеж: “Воронеж”,1994. - 48 с.

30.  Tummala P. Reddy, Vaidyanatu K. Synergistic interaction of g-rays and some methal salts in chlorophil mutation induction in rice // Mutat. Res. 1978. Vol. 52;

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

• 14:21 05 Июля 2016
  Российско-китайский медуниверситет откроет магистерскую программу по TCM
• 01:21 05 Июля 2016
  На форуме МГУ Россия и Китай обсудят научно-образовательное сотрудничество
• 11:00 04 Июля 2016
  Реморенко: "ЕГЭ-туризм" в России сходит на нет
• 10:52 04 Июля 2016
  Летняя российско-австрийская школа откроется в Москве
• 15:31 01 Июля 2016
  В СПбГУ могут воссоздать географический факультет

Заказать уникальную работу