Научно-издательский центр «Открытие» otkritieinfo ru Современная биология: вопросы и ответы




старонка9/11
Дата канвертавання24.04.2016
Памер1.98 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

САМОЗАРОСТАНИЕ БУРОУГОЛЬНЫХ ОТВАЛОВ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

А. Н. Белов

ДВФУ, Школа Педагогики, г. Уссурийск, Россия

belka6666@inbox.ru
Одним из основных энергоносителей для Приморского края является уголь. Наиболее широко распространена добыча бурого угля, месторождения которого широко распространены по Приморскому краю. Добыча бурого угля производится преимущественно открытым способом, что приводит к серьезным ландшафтно-рекреационным проблемам. В районах открытой угледобычи формируются карьеры и отвалы, что приводит к отчуждению значительных площадей плодородных земель. Добыча угля открытым способом производится на глубине от 15 до 90 и более метров, что влияет как на структуру, так и на химический состав вмещающих пород. Изменение структуры пород проводит к повышению скорости эрозийных процессов и выветривания.

На дне карьерных выемок отработанных месторождений формируются техногенные водоёмы, которые в течение десяти и более лет остаются безжизненными. Вода из таких водоёмов содержит повышенное количество сульфатов, солей железа и алюминия. Вода из таких техногенных водоёмов попадает в почвенные грунтовые воды и близлежащие водоёмы, что приводит к значительному ухудшению их состава. Сами по себе глубокие карьерные выработки способствуют общему снижению уровня грунтовых вод, что негативно сказывается на общем водном режиме прилегающих к выработкам почв. В конечном итоге почвы вокруг угольных разрезов также изменяют структуру и химический состав, что приводит к их деградации.

Для того чтобы избежать серьезных экологических последствий необходимо, прежде всего, восстановить растительный покров отработанных угольных карьеров. Это позволит резко уменьшить эрозийные процессы, нормализовать водный режим и стабилизировать химический состав отвалов.

Каждый год в Приморском крае происходит отчуждение больших площадей плодородных земель под буроугольные карьеры и лишь незначительная не значительная их часть в последствие подвергается рекультивации. Это связано прежде всего с большими материальными затратами на рекультивационные работы. Они предусматривают реконструкцию ландшафта, восстановление плодородного слоя почвы и посадку растений.

Но существует и другой путь – управляемое самозаростание отвалов. В этом случае необходимо следовать естественному синтезу слегка корректируя и ускоряя его.

Свежие отвалы имеют высокую кислотность, большое содержание сульфатов, солей железа и калия, повышенную концентрацию подвижных форм алюминия. Поэтому первые 2-3 года на них практически ничего не произрастает. Под действием осадков происходит промывка верхних горизонтов отвалов и происходит их заселение полевым хвощом. На этом этапе никаких сторонних усилий не требуется, кроме внесения культуры симбиотических грибов. Сплошной напочвенный покров из хвоща полевого способствует переводу поверхностного стока в глубинный, обеспечивая, тем самым, дальнейшее раскисление и рассоление верхних горизонтов грунта. Затем начинается внедрение рудеральных видов – осота, ослинника двулетнего, полыней.

На определенном этапе в эти простые рудеральные сообщества начинают проникать в травянистые азотонакопители – клевер луговой, астрагалы. И это очень важный момент, именно в этот период необходимо внести дополнительный семенной материал травянистых азотонакопителй – клевера лугового и полевого, люпинов, вик, желательно предварительно обработанных соответствующими культурами клубеньковых бактерий. Если этого не сделать, в остепненных районах рудеральные сообщества сменяются бурьянистой растительностью представленной полынно-вейниковыми группировками, с редкими вкраплениями мелколиственных пород. После внедрения травянистых азотонакопителй необходимо внести семенной материал ценных луговых злаков. Нет необходимости в сплошном засеве вышеуказанным семенным материалом, вполне достаточно точечное, контагиозное внедрение. Для окончательного формирования луговых ценозов необходимо внедрение типичной, луговой микрофлоры.

Для формирования самозаростания по древесному типу, после окончательного внедрения травянистых азотонакопителей необходимо внесение семян мелколиственных пород – березы маньчжурской, ив, тополя Давида, тополя корейского. Возможен и другой путь – после внедрения травянистых азотонакопителей занести семена древесно-кустарниковых – облепихи, лещины разнолистной, леспедецы двуцветной. Через год после появления всходов произвести подсев семян мелколиственных пород. В дальнейшем, производить разброс почв из мелколиственных лесов, содержащих соответствующую микрофлору и диаспоры травянистых растений.



Такой способ значительно дешевле и менее трудозатратен, чем рекультивация и позволит восстанавливать растительный покров на больших площадях.


ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД

С ПОМОЩЬЮ ТЕСТ-ОРГАНИЗМОВ

О. О. Борщова

МОУ Гимназия № 10 города Мурманска, г. Мурманск, Россия

e-mail: oborshchov@mail.ru
Актуальность работы: биотестирование в последние годы является одним из бурно развивающихся направлений биологии. В настоящее время это особенно значимо, так как повсеместно водоемы нуждаются в постоянном мониторинге за качеством воды в силу стабильного ухудшения экологической обстановки. Проведение дорогостоящих анализов природных вод на наличие токсинов не всегда представляется возможным, что представляет экспресс-методы биотестирования весьма актуальными, а поиск чувствительных организмов-биоиндикаторов и их всестороннее изучение весьма перспективными. Доступность выбранных методик оценки качества природных вод позволяет широко внедрять их в практику природоохранных мероприятий.

Новизна: в 2010 году впервые проведена проверка качества природных вод Кольского района одним из экспресс-способов биотестирования с помощью моллюсков Pomacea bridgesii (Reeve, 1856) [1]. В этом году расширили территорию исследования водоемов, впервые в Мурманской области применив другие методики биотестирования и виды тест-организмов, что позволило внести личный вклад в мониторинг окружающей среды региона.

Цель исследования: определить качество природных вод Кольского района Мурманской области, основываясь на анализе поведенческих реакций моллюсков Pomacea bridgesii (Reeve, 1856), Pomacea canaliculata (Lamarck, 1822)и пиявок Hirudo medicinalis (Linnaeus, 1758.) в различных пробах воды.

Объект исследования: экологическое состояние озерных вод Кольского района Мурманской области.

Предмет исследования: поведенческие реакции моллюсков P. Canaliculata, P. bridgesii и пиявок H. medicinalis в контрольной и опытных пробах воды.

Гипотеза исследования: если изучить отклонения поведенческих реакций тест-организмов от нормы в различных пробах воды, то это позволит судить о токсичности изучаемой среды.

Ход работы и полученные результаты: биологические методы тестирования подразумевают экспериментальное определение токсичности воды по изменению поведения тест-организмов (чувствительных к загрязнению водных организмов, используемых при биотестировании). Биотестирование является интегральной оценкой воды, в его задачу не входит идентификация загрязняющих веществ и определение их концентраций [2]. В качестве биоиндикаторов использовались моллюски и пиявки, поскольку они доступны и обладают важными для тест-организма качествами: чувствительны к действию токсических веществ и одновременно резистентны к ним. При проведении биотестирования под определением «токсичность» (от греческого toxikon-яд) мы подразумевали способность вещества вызывать нарушения физиологических функций организма, в результате чего возникают симптомы интоксикаций, а при тяжелых поражениях - его гибель [3]. При биотестировании использовались ПРМ-тест и тест «Пищевое поведение». В нормальных условиях (контрольные опыты) моллюски активно двигались, осуществляли поиск пищи. Одна из поведенческих реакций - вентиляция легких, которая осуществляется ритмичными прокачивающими движениями с трубкой-сифоном, находящейся над поверхностью воды. В нормальных условиях это наблюдалось не часто – 1 раз в 5-15 минут или реже, при этом улитки сохраняли высокую двигательную активность. Когда моллюск попадал в токсичную среду, то его организм отвечает на это генерализованной стрессовой реакцией. Это было установлено при тестировании пробы воды с раствором бриллиантового зеленого спиртового 1%. Моллюски или лежали на дне с закрытой роговой крышечкой (operculum) и длительно не вентилировали лёгкие (реакция отгораживания от вредного воздействия грязной воды, снижение потребности в кислороде), или неоднократно поднимались к поверхности воды за свежим воздухом и часто так и оставались у поверхности, выставив трубку-сифон наружу (потребность в большем объеме кислорода), при этом двигательная активность моллюсков заметно падала. Выделялась слизь. Наблюдалась пищевая дезориентация. При проведении экспериментов зафиксированные данные аналогичны тем, которые получал кандидат биологических наук В. Ковалёв, автор многочисленных методик биотестирования [4,5]. В опытах с пиявками медицинскими рассматривали их поведение в контрольных пробах и в пробах природных вод различных концентрациях (растворах с контрольной водой). В контрольных опытах пиявки находились в состоянии покоя. При попадании их в токсичную среду, их состояние менялось со статичного на динамичное. Результаты оценивали по эмпирическому показателю критерия Стьюдента. Если количество неподвижных пиявок в опыте достоверно меньше, чем в контроле, считали пробу воды токсичной.

Выводы: 1. Поведенческие реакции моллюсков зависят от условий среды, в которую их поместили. При проведении контрольного опыта определены стандартные поведенческие реакции моллюска (активное локомоторное движение и активный поиск пищи), которые взяты за основу ее поведения в нетоксичной водной среде. При попадании улитки в токсичную среду снижается локомоторная активность, уменьшается или увеличивается потребность в кислороде, проявляется реакция отгораживания от зараженной среды, пищевая дезориентация. При нахождении в воде солей тяжелых металлов нога моллюска перестает прилипать к любой поверхности, скользит, чем затрудняет передвижение улитки. Поведенческие реакции пиявки медицинской зависят от условий среды, в которую их поместили. При проведении контрольного опыта определена стандартная поведенческая реакция пиявки (состояние покоя), которая взята за основу ее поведения в нетоксичной водной среде. При попадании пиявки в токсичную среду происходит смена статичного состояния на динамичное.

2. При оценке результатов Z – тестом и проверив гипотезу по критерию Стьюдента в контрольных и опытных пробах установили: воды озер Кольского района Килп, Килпъявр, Голубого, Зеленого и Саамского не содержат токсических агентов; воды озер Тулпъявр, Аэродромное, Мутного и Местного токсически заражены; воды озера Явр имеют повышенную концентрацию солей тяжелых металлов.
Литература

  1. Исследование природных вод на токсичность с помощью моллюсков Pomacea bridgesii / Борщова О. О. // Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции «Современные вопросы науки XXI век», часть 1 – Тамбов, 2011. – С. 10-12

  2. Биоиндикация и биотестирование природных сред и объектов в организации экологического мониторинга на территории зоны защитных мероприятий объектов уничтожения химического оружия / Ашихмина Т. Я., Домрачева Л. И., Дабах Е. В., Кантор Г. Я., Огородникова С.Ю., Тимонюк В. М. // Химическое разоружение. Открытый электронный журнал. – 2010. http://rg.ru

  3. Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов / Остроумов С. А. // М.: МАКС. Пресс 2011, Серия «Наука. Образование. Инновации» - 200 с.

  4. Экспресс-способ биотестирования пресных вод "Бегущая улитка"/ Зайцева О. В., Ковалев В. В., Шувалова Н. Е. // Заявка на патент N гос. рег. 92001891. - 19.10.1992.

  5. Биотестирование в домашних условиях, часть I,II / В. Ковалёв//@vitawater.ru-2011


ОСОБЕННОСТИ РЕЛЬЕФА И СТЕПЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ АВТОТРАНСПОРТА АДМИНИСТРАТИВНЫХ РАЙОНОВ Г. УФЫ

И. Р. Вильданова, А. Ю. Кулагин

БГПУ им. М.Акмуллы , г.Уфа, Россия, 77ririna77@mail.ru
Степень загрязненности воздуха в значительной степени зависит от разнообразных условий. Влияние направления ветра на уровень загрязнения воздуха в городе следует специально изучать, поскольку нужно учитывать, что поток воздуха может быть искажен под влиянием сложного рельефа. Поэтому при расчёте загрязнения атмосферы необходимо учитывать особенности рельефа.

Цель работы – изучить особенности рельефа и степень загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта административных районов г.Уфы.

Уфа – столица Республики Башкортостан, административно-политический, экономический, научный и культурный центр республики. Географические координаты (54045' с.ш., 56003' в.д.). Расположена на берегу реки Белой, при впадении в нее рек Уфа и Дема, в Башкирском Предуралье, в пределах Прибельской увалисто-волнистой равнины, вытянута с юго-запада на северо-восток на 50 км. Площадь города составляет 765 км2. Это один из крупнейших городов Уральского региона Российской Федерации. Абсолютная отметка над уровнем моря - 212 метров. В основном, город занимает пространство в междуречье рек Уфы и Белой, полуофициально именуется Уфимский полуостров [3].

Современная Уфа разделена на семь административных районов: Дёмский, Калининский, Кировский, Ленинский, Октябрьский, Орджоникидзевский, Советский.

Демский район города Уфы расположен в южной части города, на севере он граничит с Кировским и Ленинским районами, на юге, востоке и западе его граница проходит вдоль территории Уфимского района. Калининский район — один из самых больших по площади районов, расположенный в северо-восточной части города Уфы. Кировский район имеет территорию, состоящую из двух отдельных частей, территорию в связи с присоединением сельских поселений из округи города. Ленинский район Уфы расположен в западной части города Уфы и граничит с Дёмским, Кировским, Советским и Октябрьским районами. Октябрьский район города Уфы, как и Кировский район, имеет в своем составе две территории. Орджоникидзевский район Уфы - административный район, расположенный в северо-западной части города Уфы. Советский район расположен в самом центре Уфы, в сердце нашей столицы.

В тектоническом отношении описываемая территория принадлежит Бирской впадине, это отражается ее кристаллическим фундаментом. Максимального развития эта структура достигла в каменно-угольное и раннепермское время. В позднепермское время она была приподнята и приобрела вид широкого и пологого прогиба, осложненного валами и локальными структурами. По указанной структуре проходит долина реки Белой (Вельская депрессия). Последняя формировалась в новейшее время и заполнена мощной толщей неоген-четвертичных отложений [3]. Согласно его схеме геоморфологического районирования, изучаемая территория расположена на юго-востоке Камско-Бельского понижения. Она была заложена в допалеозойское время, но оформилась как современная структура в миоцен-плиоценовый период.

Территория неоднократно испытывала дифференцированные прогибания, конечным итогом которых является Вельская депрессия, в пределах которой расположена территория зеленой зоны г. Уфы.

Формирование современного рельефа происходило в сложных геологических, тектонических и климатических условиях под воздействием эндогенных и экзогенных процессов. Сформировавшийся эрозионно-аккумулятивный рельеф представлен с одной стороны выровненной поверхностью с развитой речной сетью с наличием озер, болот и отдельных элементов суффозионно-карстового рельефа, с другой - преобладают крутые и обрывистые склоны с выходом пермских пород, где активно развиваются карстовые процессы. Абсолютные отметки этой поверхности могут достигать 140-180 м над уровнем моря.

В пределах северо-западной части зеленой зоны г. Уфы долина реки Белой достигает ширины 10-12 километров, в ней выделяется пойма, имеющая высоту 5-7 метров и достигающая ширины 5 км. К пойме приурочены береговые валы, озера - старицы, заболоченные карстовые и суффозионные понижения. Часть их заполнена водой и представляет временные и постоянные озерки различной глубины [3].

Участки низкой поймы характеризуются логово-гривистым рельефом. Левобережная водораздельная равнина представляет собой плиоценовую поверхность выравнивания абсолютной высотой 140-200 метров. Местами она имеет холмисто-увалистый рельеф и расчленена оврагами и балками, характеризуется широким развитием карста. Особенно закарстованы склоны долин, имеющие южную экспозицию.

Развитая структура автотранспорта города Уфы дает не только положительное (быстрое передвижение и сообщение как внутри города, так и за его пределами), но также негативно влияет на уровень загрязнения атмосферы. На долю загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта приходится более 60% всех вредных выбросов [1]. Высокие концентрации вредных веществ (оксиды азота, угарный газ, альдегиды, канцерогенные углеводороды и др.), находящихся в выбросах автотранспортных средств достигаются высоких вблизи улиц с оживленным движением [2]. Также на уровень содержания выхлопных газов в атмосфере оказывает влияние рельеф местности и направление воздушных потоков. В частности, для города Уфы характерно передвижение воздушных масс в северном и северо-восточном направлении. В результате деятельности воздушных потоков происходит смешение воздушных масс с выбросами автотранспортных средств потокам происходит перемещение воздушных масс с высоким содержанием вредных веществ из северо-восточном и северном направлении. На севере и северо-востоке города Уфы расположен Орджоникидзевский и Калининский районы. Таким образом, большая часть выбросов автотранспорта перемещается с потоками воздуха в Орджоникидзевский и Калининский районы.

Высоким содержанием в атмосфере выбросов автотранспорта характеризуются также Октябрьский район (микрорайон Сипайлово), что связано с тем, что данная местность имеет меньшую высоту над уровнем моря. При строительстве данного микрорайона производилось поднятие поверхности для уменьшения влияния половодья. Но при этом в рельефе местности сильных изменений не произошло.

Для Кировского района также характерен высокий уровень загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта. Рельеф данного района образуют участки, которые характеризуются логово-гривистым рельефом и имеют абсолютную высоту 140-200 метров над уровнем моря [3].

Территории Дёмского, Советского и Ленинского районов имеют более равнинную поверхность. Направление воздушных потоков направляется с их территории.

Таким образом, за счет особенностей в строении рельефа города Уфы происходит сильное загрязнение выбросами автотранспорта районов имеющих низкий уровень относительно уровня моря. Также на распространение выхлопных газов автотранспорта оказывает влияние преобладающие потоки воздушных масс.
Литература


  1. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды республики Башкортостан в 2010 году».

  2. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Ибатуллин У.Г. Экология Башкортостана: Учебник для профессиональных средних учебных заведений. Изд. 2-е, дополн. – Уфа: АДИ-Пресс, 2005.

  3. Турикешев Г.Т.-Г. Краткий очерк по физической географии окрестностей г. Уфы. Учебное пособие. Уфа, 2000.


ОСОБЕННОСТИ ИНТЕНСИВНОСТИ ТРАНСПИРАЦИИ У ТРАВЯНИСТЫХ РАСТЕНИЙ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ПИРОГЕННОЙ СУКЦЕСИИ

О. С. Голубцова

ГОУ ВПО Нижневартовский государственный гуманитарный университет, Нижневартовск, Россия, golubtsova-os@mail.ru.

Пожар в лесу может иметь естественное и антропогенное происхождение, оказывает значительное влияние на дальнейший тип растительности и динамику растительных сообществ. Расширение хозяйственной деятельности человека повышает риск возникновения новых очагов пожаров. В связи с этим, изучение процессов восстановления лесных сообществ после пожаров является крайне актуальным. На территории ХМАО-Югры, Нижневартовского района данная проблема исследована недостаточно.

Нами был изучен комплекс экологических факторов и особенности транспирации у доминирующих видов травянистых растений, находящихся на шести участках с разными стадиями пирогенной сукцессии в подзоне средней тайги.

Исследования, выявили, что наиболее интенсивно транспирируют растения кипрейно-разнотравного сообщества, в ходе сукцессии интенсивность транспирации снижалась, позднесукцессионные растения имели низкий уровень транспирации (рис. 1.).



Рис. 1. Общие усредненные суточные кривые интенсивности транспирации листьев травянистых растений на разных этапах пирогенной сукцессии, в течение всего вегетационного периода.
Максимальные значения транспирации отмечены у Иван-чая (Chamaenerion angustifolium) – 0,77±0,3г/дм2ч в кипрейно-разнотравном сообществе. В травяно-кустарничковом сообществе показатели его транспирации были ниже в 4,5 раза. Вероятно, это связано с его узким диапазоном экологической толерантности по отношению к свету. Согласно экологическим шкалам Е. Ландольта (1977) и Д.Н. Цыганова (1983) Иван-чай (Chamaenerion angustifolium) является типичным светолюбивым растением, может расти только на открытых пространствах или при легком затенении.

Минимальные значения интенсивности транспирации отмечены у Осоки шаровидной (Carex globularis) – 0,12±0,3г/дм2ч в кедровнике хвощово-осоковом. В сосново-кедровом брусничном сообществе данные ее транспирации были немного выше – 0,14±0,3г/дм2ч. По отношению к свету она относится к светло-лесной экологической группе, по отношению к влаге обладает широким диапазоном толерантности – от сухолесолуговой до болотно-лесолуговой [1,2].

Особенности изменения водного режима у растений являются показателями их адаптивных свойств, в процессе послепожарного возобновления леса [3,4,5,6].

Известно, что транспирация зависит от освещенности, влажности почвы и воздуха, температуры воздуха [7].

У травянистых растений на начальном этапе пирогенной сукцессии интенсивность транспирации была наиболее высокой. Известно, что светолюбивые виды растений транспирируют более интенсивно, чем тенелюбивые, это предохраняет их от перегрева и обеспечивает поддержание водного режима [8,9].

Наиболее низкую интенсивность транспирации имели растения на поздних стадиях сукцессионного процесса в сосново-березовом брусничном и сосново-кедровом брусничном сообществах.

Величина диапазона изменений интенсивности транспирации свидетельствует о способности растений регулировать водный обмен [10].

Высокая интенсивность транспирации у травянистых растений на первых этапах послепожарного возобновления леса, возможно, указывает на более активный характер водного обмена по сравнению с растениями поздних стадий.

Известно, что теневыносливые и тенелюбивые виды представляют тип растений с пониженным обменом веществ, они являются гидростабильными [11].

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что в процессе послепожарного возобновления леса интенсивность транспирации у травянистых растений снижалась, это указывает на то, что в связи с изменением экологических условий на поздних стадиях водный режим становится менее напряженным.


Литература

  1. Landolt E. Okologische Zeigerwerts zur Sweizer Flora. Veroff. Geobot. Inst. ETH. Zurich. 1977. H.64. S. 1-208.

  2. Цыганов Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. – М.: Наука. 1983. – 196с.

  3. Серебряков Н.Г. Экологическая морфология растений. М., 1962. – 420 с.

  4. Горышина Т.К. Экология травянистых растений лесостепной дубравы. – Л. : Ленинг. ун-т.-1975.-127С.

  5. Полевой, В.В. Физиология растений / В. В. Полевой. – М.: Высшая школа, 1989. – 464 с.

  6. Ипатов В.С., Кирикова А.А. Фитоценология: Учебник. – СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 1999. – 316 с.

  7. Кузнецов В.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений: Учеб. для вузов / Вл. В. Кузнецов, Г.А. Дмитриева: – М.: Высш. шк., 2005. – 736с.

  8. Практикум физиологии растений. Под. ред. проф. И.И. Гунара. М.: «Колос», 1972. – 168 с. с илл.

  9. Алехина Н.Д., Балнокин Ю.В., Гавриленко В.Ф. и др. Физиология растений: Учебник для студ. вузов / Под ред. И.П. Ермакова. – М.: Издательский центр "Академия", 2007. – 640 с.

  10. Прокопьев Е.П. Экология растений (особи, виды, экогруппы, жизненные формы) / Е. П. Прокопьев. – Томск: Томский гос. ун-т. – 2001. – 340 с.

  11. Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во С. – Петерб. ун-та, 2002, 244с.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка