Книги по разным темам
Pages: | 1 | 2 | 3 | 1 На правах рукописи
Меркурьева Елена Юрьевна Геоэкологическая оценка состояния воздушного бассейна урбанизированных территорий Липецкой области методом лихеноиндикации 25.00.36 - геоэкология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук
Воронеж - 2011 2
Работа выполнена в Липецком государственном педагогическом университете
Научный консультант: доктор географических наук, профессор Кочуров Борис Иванович
Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор Григорьевская Анна Яковлевна доктор географических наук, профессор Чендев Юрий Георгиевич
Ведущая организация: ГОУ ВПО г. Москвы Московский городской педагогический университет
Защита состоится л1 апреля 2011 г. в 15-30 на заседании диссертационного совета Д_212.038.17 при Воронежском государственном университете по адресу: 394068 г. Воронеж, ул. Хользунова, 40, ауд. 303.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного университета.
Автореферат разослан л18 февраля 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор географических наук, профессор Куролап С.А.
3
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Существующая система мониторинга и оценки качества воздуха в городах, как правило, основана на данных по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу, получаемых со стационарных (как правило, весьма редко представленных) постов наблюдений за концентрацией веществ в воздухе, размещение которых приурочено к крупным промышленным центрам. Подобная ситуация характерна и для Липецкой области. В настоящее время система мониторинга атмосферного воздуха представляет собой посты наблюдения, расположенные в г. Липецк и не затрагивающие остальные города области. Поэтому для быстрой и достаточно надежной экологической оценки загрязнения воздуха и его состояния применяются методы биоиндикации. В качестве биоиндикатора широко используются лишайники, а сам метод носит название лихеноиндикация. Методы лихеноиндикации, развиваясь в течение последних десятилетий, показали перспективность, поскольку отличаются малозатратностью и достаточно высокой информативностью. Очень часто изменение качества воздушного бассейна, а именно, увеличение или уменьшение загрязнителей в воздухе городов, не проявляется достаточно быстро и заметно. В связи с этим, индикаторное значение лишайников возрастает, так как любые изменения в воздушной среде находят свое отражение на особенностях состава лихенобиоты (Бязров, 1991, Трасс, 1985).
ишайники считаются сравнительно надежными индикаторами загрязнения воздушного бассейна территории, и их используют в качестве биоиндикаторов степени загрязнения воздуха, выделяя в населенных пунктах лишайниковые зоны.
ихенологические исследования в пределах городских территорий Липецкой области крупномасштабно не проводились.
Существуют данные об использовании лишайников в качестве биоиндикаторов воздушного загрязнения только для г. Липецк (Попова, 2007). В связи с этим, весьма актуальным является вопрос по изучению лихенобиоты урбанизированных территорий Липецкой области и возможностям ее применения для оценки качества воздушного бассейна.
Цель и задачи исследования. Целью исследования являлась геоэкологическая оценка состояния атмосферного воздуха урбанизированных территорий Липецкой области методом лихеноиндикации.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
- изучить природные и социально-экономические особенности исследуемой территории и их влияние на лихенобиоту;
- выявить видовой состав лишайников исследуемых территорий;
- провести таксономический, географический, эколого-субстратный и биоморфологический анализы лихенобиоты;
- разработать и составить карты лихенобиоты городов Липецкой области, показывающие различные уровни антропогенного воздействия;
- выявить особенности изменений в составе лихенобиоты урбанизированных территорий под влиянием антропогенного воздействия;
- провести геоэкологическую оценку качества воздушного бассейна методом лихеноиндикации.
Объект исследований - воздушная среда урбанизированных территорий Липецкой области (на примере г.г. Липецк, Елец, Задонск, Усмань, Данков, Грязи и Чаплыгин).
Предмет исследований - геоэкологическое состояние атмосферного воздуха городов методом лихеноиндикации.
Защищаемые положения:
1. Особенности формирования видового состава и структуры лихенобиоты урбанизированных территорий Липецкой области под воздействием атмосферного загрязнения.
2. Геоэкологическое зонирование внутригородского пространства по состоянию лихенобиоты и степени антропогенного воздействия.
3. Геоэкологическая оценка качества воздушного бассейна городских территорий по состоянию лихенобиоты (на примере г.
ипецк).
Организация и методика исследований. Для исследования нами были выбраны семь городов Липецкой области (Липецк, Грязи, Данков, Елец, Задонск, Чаплыгин и Усмань). В пригородную часть города Липецка мы отнесли поселки городского типа - Казинка, Матырский, Сырский, Сселки, Желтые Пески и Заречье общей площадью более 50 км. В качестве лусловно фоновой территории использовалась территория Добровского ландшафтного заказника, расположенного на северо-востоке Липецкой области.
Сборы и определение лихенологического материала в пределах исследуемых территорий проводились с 2000 по 2008 гг.
Определение образцов выполнено по общепринятой методике А.Н.Окснер (1974), с применением стандартных реактивов в лаборатории кафедры биологии и экологии растений ЛГПУ, МГУ и БИН РАН. Таксономический анализ лихенобиоты дан на основе системы Ascomycota (Outline of Ascomycota, 2001). Географический анализ лихенобиоты и анализ жизненных форм представлен в соответствии с данными Н. С. Голубковой (1983). Все собранные образцы хранятся в гербарии кафедры ботаники и экологии растений ЛГПУ.
В качестве программного обеспечения, для создания картосхем использовалась программа ArcGIS 9.3.
Статистическая обработка полученных данных проводилась на основе оценки существенности разности между долями по t - критерию Стьюдента в программном приложении Microsoft Excel для Windows. Различия выявлялись между эколого-субстратными группами лишайников, типами ареалов, географическими элементами, а также среди жизненных форм.
Для лихеноиндикационного картографирования территория городов была разбита на квадраты, в каждом из которых проведены сборы лишайников со всех типов субстрата. Также учитывался общий видовой состав лишайников исследуемых территорий, наличие/отсутствие, распространение индикаторных видов 1-ой и 2ой групп. Индикаторные виды 1-ой и 2-ой групп выбраны согласно Е.Э. Мучник (2004) по г. Воронежу. Индикаторами 2-ой группы являются среднечувствительные к загрязнению виды: Parmelia sulcata и Hypogymnia physodes с баллом токсикофобности (БТ) 2-3, а индикаторами 1-ой группы - более чувствительные виды: Pleurosticta acetabulum и Physconia distorta, имеющих БТ 4-5. При составлении списка выявленных видов использовалась номенклатура сводки R.
Santesson et al. (2004), в данном случае названия лишайников даны без указания авторов, так как они имеются в диссертации. Для глазомерной оценки степени покрытия видов использовалась шкала Браун-Бланке, объединяющая проективное покрытие и обилие.
Проводился учет видов с более высоким баллом токсикофобности (4), чем индикаторные.
На основе анализа видового состава выявленных видов проведено геоэкологическое зонирование внутригородского пространства по состоянию лихенобиоты и степени антропогенного воздействия, по результатам которого составлены карто-схемы пространственного размещения лихенобиоты в пределах городов Липецкой области.
Для оценки уровня загрязнения воздуха использовались материалы, предоставленные ГУ Липецкий областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Это данные о средних концентрациях загрязняющих веществ и их превышений, значения индекса загрязнения атмосферы (ИЗА), учитывающего шесть примесей и представляющего собой сумму концентраций выбранных загрязняющих веществ в долях ПДК. Также вычислялся индекс чистоты атмосферы (ИАЧ), отражающий влияние загрязнения воздуха на лишайники.
Научная новизна работы. Осуществлено лихеноиндикационное картографирование городских территорий Липецкой области, которое позволяет получить объективную информацию о состоянии воздушного бассейна. На основе пространственного размещения лихенобиоты и ее состояния в городах Липецкой области дана оценка качества воздуха в зонах с разным уровнем антропогенного воздействия. Изучены особенности формирования таксономического, географического, экологосубстратного и биоморфологического составов лихенобиоты в условиях городов Липецкой области. Выявлены особенности пространственного распределения лишайников по территории семи городов Липецкой области. В Добровском заказнике автором обнаружены виды, ранее в литературных источниках не встречавшиеся.
Практическая значимость работы. На основе собственных полученных данных впервые составлен список видового состава городской лихенобиоты, что вносит определенный вклад в изучение флоры, биологии и экологии лишайников для Липецкой области.
Составлена коллекция гербарных образцов. В результате исследования установлено, что состояние лихенобиоты является индикатором качества атмосферы городских территорий.
Составленные в ходе исследования лихеноиндикационные карты городских территорий позволили выявить районы с различной степенью антропогенного воздействия, что может служить основой для дальнейших индикационных и мониторинговых работ за состоянием воздуха. Методика по обработке данных и картографированию позволяет оценить геоэкологическое состояние воздуха городской территории. Материалы исследований используются при чтении курса Биоиндикация на отделениях экологии и биологии ЛГПУ.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на конференции, посвященной памяти Н.С. Камышева, 30 ноября 2001 г., Антропогенное влияние на флору и растительность (Липецк, 2001), на II научно-практической региональной конференции Антропогенное влияние на флору и растительность (Липецк, 2007), на научно-практической конференции Экологические проблемы урбанизированных территорий (Елец, 2007), на научной конференции Флора и растительность Центрального Черноземья (Курск, 2007), на II областной научно-практической конференции Теория и практика изучения регионального компонента в системе школьного образования, (Липецк, 2007), на научно-практической конференции Круг географии в XXI веке: взгляд молодого ученого, посвященной 140-летию со дня рождения выдающегося российского географа В.П.
Семенова-Тянь-Шанского, в рамках VI ежегодного Большого географического фестиваля (Санкт-Петербург, 2010).
Внедрение. Результаты работы используются по курсу Экология и Биология с основами экологии в Елецком государственном университете им. Бунина.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано научных работ, в том числе в научном журнале Проблемы региональной экологии (2009), соответствующем списку ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, приложения, библиографического списка из 151 наименования. Общий объем работы составляет страниц, в том числе 15 таблиц и 36 рисунков.
Благодарности. Искренняя благодарность научному руководителю д.г.н., профессору Кочурову Б.И. Благодарю за помощь и научные консультации коллектив кафедр географии, ботаники и экологии растений ЛГПУ и их руководителей к.г.н., доцента Беляеву Л.Н. и к.б.н., доцента Жидкову Е.Н. Особая признательность за помощь в определении лихенологического материала выражается д.б.н. Мучник Е.Э.
Основные защищаемые положения 1. Особенности формирования видового состава и структуры лихенобиоты урбанизированных территорий Липецкой области под воздействием атмосферного загрязнения 1.1. Лихенобиота городских территорий Липецкой области Таксономический анализ. Состав лихенобиоты городских территорий насчитывает 50 видов из 21 рода и 6 семейств. В пределах городских участков количество выявленных видов, принадлежащих к разным родам и семействам, различно (табл.1). Наибольшее число видов - 36 (70,6 % от общего списка) выявлено в г. Липецк.
Достаточно богат видовой состав лишайников городов Усмани и Задонска - 35 (68,6 %) и 31 (60,8 %) вид соответственно. Наименьшее разнообразие отмечено в городах Данкове - 19 (38 %) и Чаплыгине, всего 15 видов или 29,4 %. Наибольшим видовым богатством обладают рода - Lecanora, Caloplaca, Physcia насчитывающие видов (38 %).
Таблица 1 - Количественные показатели семейств, родов и видов в пределах городов Липецкой области Территория Количество Семейств Родов Видов Липецк 6 20 Елец 4 11 Задонск 5 15 Грязи 4 12 Данков 4 9 Чаплыгин 4 9 Усмань 5 15 Всего 6 21 Эколого-субстратные группы. Городские лишайники отнесены к 6 экологическим группам: эпифиты - 11 видов (22 %), эпифито- эпиксилы - 15 (30 %), эпигеидо-эпиксилы - 3 (6 %), эпилиты - 7 (%), эпиксилы - 1 (2 %), эврисубстратные виды - 13 (26 %).
Представители всех выявленных эколого-субстратных групп встречаются только в пределах г. Липецк, где доминируют эпифитоэпиксильные и эврисубстратные виды. Достаточно разнообразен эколого-субстратный состав городов Задонска и Усмани, где выявлено по пять групп лишайников. Причем в г. Задонск преобладают представители эпифитной группы, а в г. Усмань эпифито-эпиксилы.
ишайники городов Елец, Грязи и Данков отнесены к четырем группам, а наименьшее количество групп представлено в г. Чаплыгин - только три. Следует заметить, что в городах отсутствуют представители эпигеидов. Эпилиты встречаются на всех территориях, за исключением г. Чаплыгин. Наибольшее распространение получили эврисубстратные виды, которые практически в полном составе представлены на всех городских территориях.
Pages: | 1 | 2 | 3 | Книги по разным темам