Определение чистоты воздуха по особенностям березы повислой (Betula pendula Roth)

Определение чистоты воздуха по особенностям березы повислой (Betula pendula Roth)

Ход работы

Цель занятия: освоить методику определения чистоты воздуха особенностям березы повислой.

Оборудование: тетрадь, ручка, калькулятор, линейка, циркуль-измеритель, транспортир.

В средней полосе России встречается береза бородавчатая, или повислая (Betula pendula Roth.), а также - берёза белая, или пушистая (Betula alba L.). Эти два вида различаются по следующим признакам:

Береза повислая, или бородавчатая (Betula pendula Roth.) - стебли молодых побегов покрыты бородавочками. Листья голые, в основании клиновидные. Ветви обычно повисающие. Образует лесные массивы. Как примесь встречается во всех типах леса.

Берёза пушистая (Betula pubescens Ehrh.) - стебли молодых побегов без бородавочек, опушенные.

Листья снизу опушенные, в основании округло-усечённые или сердцевидные. Предпочитает болота, сырые леса, места с избыточным увлажнением.

Сбор материала необходимо начинать после завершения интенсивного роста листьев, что примерно соответствует концу мая началу июня и до их опадания осенью.

Выборку необходимо производить с растений, находящихся в сходных экологических условиях по уровню освещенности, влажности и т.д. Для анализа необходимо использовать только средневозрастные растения, исключая молодые экземпляры и старые.

Выборку листьев необходимо производить с 10 близко растущих деревьев по 10 листьев с каждого, всего 100 листьев с одной точки (лучше отбирать несколько больше, на случай попадания поврежденных листьев).

Листья необходимо срывать из нижней части кроны, на уровне поднятой руки, с максимального количества доступных веток (стараясь задействовать ветки разных направлений, условно - на север, юг, запад, восток).

Рисунок 1. Типы побегов берёзы

У березы используют листья только с укороченных побегов (рисунок 1).

Листья необходимо брать примерно одного, среднего для данного вида размера. Повреждённые листья могут быть использованы в исследовании, если не затронуты участки, с которых будут сниматься значения промеров. Листья с одного дерева необходимо связать ниткой по черешкам.

Каждую выборку необходимо снабдить этикеткой на которой указывают дату, место сбора (делая максимально подробную привязку на местности) и кто произвёл сбор. Листья и этикетку помещают в полиэтиленовый пакет. Если собранный материал не может быть обработан сразу, то его необходимо поместить на нижнюю полку в холодильнике (максимальный срок хранения - одна неделя).

Если измерения производят несколько человек (одна выборка вся обрабатывается одним человеком), то необходимо проследить, чтобы линейки и транспортиры были одинаковыми.

С одного листа снимаем показатели по 5-ти параметрам с левой и правой стороны листа (рисунок 2):

• -ширина половинки листа. Для измерения лист складывают поперек пополам, прикладывая макушку листа к основанию, потом разгибают и по образовавшейся складке производят измерения;
• - длина второй жилки второго порядка от основания листа;
• - расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка;
• - расстояние между концами этих жилок;
• - угол между главной жилкой и второй от основания жилкой второго порядка.

Рисунок 2. Параметры листа

Первые четыре параметра снимаем циркулем-измерителем, угол между жилками измеряем транспортиром (рисунок 3). Удобно использовать прозрачные пластмассовые транспортиры.

При измерении угла транспортир (поз. 1 рис. 3) располагаем так, чтобы центр основания окошка транспортира (поз.2 рис. 3) находился на месте ответвления второй жилки второго порядка (поз.4 рис. 3).

Так как жилки не прямолинейны, а извилисты, то угол измеряем следующим образом: участок центральной жилки (поз. 3 рис. 3), находящийся и пределах окошка транспортира (поз. 2 рис. 3) совмещают с центральным лучом транспортира, который соответствует 90 °, а участок жилки второго порядка (поз. 4 рис. 3) продлевают до градусных значений транспортира (поз. 5 рис. 8), используя линейку.

Рисунок. 3. Измерение угла между жилками

Данные измерений заносим в таблицу 1. При занесении данных в компьютер для хранения и математической обработки, можно использовать программу Microsoft Excel.

Таблица 1 - Значения измерений

Величину асимметричности оценивают с помощью интегрального показателя - величины среднего относительного различия на признак (средняя арифметическая отношения разности к сумме промеров листа слева и справа, отнесенная к числу признаков). Для проведения вычислений используем вспомогательную таблицу 2.

Например, если значение одного промера X, то значение промера с левой и с правой стороны будем обозначать как Х_л и Х_п соответственно. Измеряя параметры листа по 5-ти_гпризнакам (слева и справа), получаем 10 значений X. В первом действии рассчитываем относительное различие между значениями признака слева и справа для каждого признака Y_n, мм по следующей формуле

где Х_л - значение промера с левой стороны листа, мм;

Х_п - значение промера с правой стороны листа, мм.

Например, в нашем примере у листа №1 по первому признаку Х_л= 21 мм, а Х_п = 20 мм. Следовательно, значение Y₁ составит

Найденное значение Y₁, вписываем во вспомогательную таблицу. Подобные вычисления необходимо произвести по каждому признаку. В результате получаем 5-ть значений Y для одного листа. Такие же вычисления необходимо произвести для каждого листа в отдельности, записывая результаты в таблицу 2.

экологический береза асимметрия воздух

Таблица 2 - Вспомогательная таблица для вычислений

Во втором действии рассчитываем значение среднего относительного различия между сторонами на признак для каждого листа Z_n, мм по следующей формуле

где N - число признаков (в данном случае N = 5).

Например, для листа № 1 Y₁ = 0,024 мм; Y₂ = 0,033 мм; Y₃ = 0,111 мм; Y₄ = 0 мм; Y₅ =0,02 мм.

Следовательно, значение Z₁, мм составит

Подобные вычисления необходимо произвести для каждого листа. Найденные значения занести в таблицу 2.

В третьем действии вычисляем среднее относительное различие на признак для выборки X, мм по следующей формуле

где n- число значений Z, т.е. число листьев (n = 50 листьев).

Таким образом, для вычисления среднего относительного различия на признак для выборки необходимо все значения Z сложить и разделить на число этих значений, т.е. на 50.

Данный показатель (среднее относительное различие на признак для выборки) характеризует степень асимметричности организма. Для данного показателя разработана пятибалльная шкала отклонения от нормы, в которой 1-н балл - условная норма, а 5-ть баллов - критическое состояние (таблица 3).

Таблица 3 - Балльные значения показателя асимметричности