Способ относительной оценки качества окружающей среды
Владельцы патента RU 2581214:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки степени загрязнения окружающей среды, например участков городской территории. Способ включает вычисление разности между значениями морфологических показателей у левой и правой сторон листа, а также их суммы, последующее вычисление индекса флуктуирующей асимметрии листьев и сравнение полученной величины этого индекса с величиной индекса, характерной для фоновой территории. При этом измеряют ширину попарно (супротивно) расположенных на побегах листьев. Измерения ширины листьев, необходимые для вычисления индекса флуктуирующей асимметрии, выполняют на листьях первого (верхнего) яруса. Для измерения ширины листьев используют растения сирени венгерской. Способ позволяет оптимизировать процесс определения индекса флуктуирующей асимметрии и повысить чувствительность оценки. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.
Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки степени загрязнения окружающей среды, например участков городской территории.
Существует способ определения качества окружающей среды, заключающийся в измерении показателей морфологических признаков листьев березы (в том числе ширины) левой и правой сторон листа; вычислении разности между значениями этих показателей у левой и правой сторон листа, а также их суммы; последующем вычислении индекса флуктуирующей асимметрии листьев; сравнении полученной величины этого индекса с величиной индекса, характерной для фоновой территории (Шестакова Г.А. Методика сбора и обработки материала для оценки качества среды (по березе повислой) / Г.А. Шестакова, А.Б. Стрельцов, Е.Л. Константинов // Очерк экологии города Калуги. Калуга, 2000. С. 378-385).
Достоинством указанного способа является его простота. К недостаткам способа нужно отнести его низкую чувствительность и высокую относительную ошибку измерения. Этот способ является прототипом изобретения.
С целью повышения чувствительности и снижения относительной ошибки измерения при сохранении простоты предлагается следующее. В способе оценки качества окружающей среды, включающем измерение показателей морфологического признака листьев древесных растений, вычисление разности между значениями этих показателей у левой и правой сторон листа, а также их суммы, последующее вычисление индекса флуктуирующей асимметрии листьев и сравнение полученной величины этого индекса с величиной индекса, характерной для фоновой территории, измеряют ширину попарно (супротивно) расположенных на побегах листьев.
Пример 1. Определяли значения индекса флуктуирующей асимметрии (ИФА) листьев сирени венгерской (Syringa josikaea Jacq.) в сравнении с обычно используемым для этой цели видом березой повислой (Betula pendula Roth.), произрастающих в различных условиях г. Красноярска. Участки, подвергавшиеся обследованию, были представлены, во-первых, относительно чистой, условно фоновой территорией с отсутствием промышленных объектов и очень низкой интенсивностью движения автотранспорта (Академгородок) и, во-вторых, относительно загрязненными в основном выхлопными газами автотранспорта Ленинским районом (район КрасТЭЦ), Железнодорожным районом (Красная площадь). Октябрьским районом (проспект Свободный).
Следуя известной методике (1. Захаров, В.М. Здоровье среды: методика оценки. / В.М. Захаров, А.С. Баранов, В.И. Борисов [и др.]. - М.: Центр экологической политики России. - 2000. - 66 с.; 2. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ: распоряжение Росэкологии от 16 октября 2003 г. №460 - р. - М., - 2003. - 24 с.) в каждом исследуемом участке города для определения качества среды отбирали не менее чем по 100 шт. листьев (табл.1). Эту операцию выполняли на нижней части кроны не менее чем с 10 растений сирени и березы для каждого выбранного участка городской территории. У растений сирени делали промеры одного билатерального признака - ширины целых листьев. Для сравнения результатов определения ИФА с прототипом проводили измерения ширины левой и правой половин листа у березы. Измерения выполняли линейкой с точностью 1 мм. Для этого согласно известной методике (1, 2) на листовой пластинке ровно посередине делали сгиб и в этом месте измеряли либо ширину целых супротивно расположенных на побеге двух листьев сирени (по предлагаемому способу), либо ширину правой и левой половин листа березы (по прототипу). Исследования были выполнены на полностью сформированных листьях сирени и березы.
| Таблица 1 | |||
| Показатели индекса флуктуирующей асимметрии (ИФА) листьев сирени венгерской и березы повислой, произрастающих в различных по уровню загрязнения участках территории г. Красноярска | |||
| Место произрастания растений | Количество листьев, взятых для измерения* | ИФА листьев сирени, определенный по предлагаемому способу | ИФА листьев березы, определенный по прототипу |
| Академгородок (фон) | 324/193 | 0,031±0,003 а** | 0,033±0,003 а |
| Красная площадь | 256/142 | 0,044±0,004 б | 0,031±0,002а |
| КрасТЭЦ | 206 | 0,040±0,003 б | - |
| Проспект Свободный | 282/154 | 0,047±0,004 б | 0,031±0,005а |
| * Числитель - количество листьев сирени, знаменатель - количество листьев березы; ** значения в строках с разными буквами различаются достоверно между собой в пределах каждой колонки при р≤0,05; прочерк означает отсутствие данных. |
Результаты, приведенные в табл. 1, свидетельствуют о достоверных различиях в величине ИФА листьев сирени, определенной по предлагаемому способу, между условным фоном (территория Академгородка) и остальными исследуемыми участками г. Красноярска, характеризующимися повышенным уровнем общего загрязнения. Напротив, значения ИФА листьев березы, найденные по прототипу, между условным фоном и всеми другими участками города, характеризующимися повышенным уровнем общего загрязнения, практически не различались. Все это может говорить о более высокой чувствительности предлагаемого способа, чем прототипа в деле определения ИФА листьев и соответственно качества окружающей среды.
Пример 2. Для того чтобы оптимизировать процесс определения ИФА сирени, измеряли ширину супротивно расположенных листьев для каждого яруса. Дело в том, что на однолетнем побеге сирени венгерской обычно сформированы пары листьев трех-четырех ярусов. Листья разных ярусов (пар) на однолетнем побеге сирени собирали и анализировали отдельно. Под первым ярусом в работе подразумевается самая верхняя на побеге пара листьев. Полученные данные представлены в табл. 2. Видно, что наибольшие отличия между фоном и загрязненными участками по значениям ИФА листьев, определенным по предлагаемому способу, зарегистрированы для 1-го яруса листьев. Следовательно, при выполнении оценки относительного уровня загрязненности городской среды в сравнении с фоном по показателю ИФА листовых пластинок сирени целесообразно использовать для измерения ширины листья 1-го яруса.
| Таблица 3 | ||
| Абсолютные значения ширины листьев сирени венгерской и березы повислой, произрастающих в различных по уровню загрязнения районах г. Красноярска | ||
| Место произрастания растений | Средняя ширина листа сирени, мм | Средняя ширина половины листа березы, мм |
| Академгородок | 73,2 | 20,9 |
| Красная площадь | 52,0 | 22,3 |
| КрасТЭЦ | 59,2 | - |
| Проспект Свободный | 59,8 | 19,2 |
| Среднее, мм | 61,0 | 20,8 |
| Относительная ошибка измерения, % | 1,6 | 4,8 |
| * прочерк означает отсутствие данных |
Пример 3. Для сравнения относительной ошибки измерения ширины листьев по предлагаемому способу и прототипу приведены результаты определения средней ширины листьев сирени, а также средней ширины левой и правой половин листьев березы (табл. 3). Можно видеть, что поскольку измеряемые в данной работе линейные показатели (ширина) листьев сирени втрое превосходят аналогичные величины у березы, то при одинаковой абсолютной ошибке измерения ширины с помощью линейки (1 мм) относительная ошибка измерения по предлагаемому способу оказывается значительно ниже, чем по прототипу.
1. Способ измерения показателей морфологического признака листьев древесных растений для относительной оценки качества окружающей среды, включающий вычисление разности между значениями морфологических показателей у левой и правой сторон листа, а также их суммы, последующее вычисление индекса флуктуирующей асимметрии листьев и сравнение полученной величины этого индекса с величиной индекса, характерной для фоновой территории, отличающийся тем, что измеряют ширину попарно (супротивно) расположенных на побегах листьев, а измерения ширины листьев, необходимые для вычисления индекса флуктуирующей асимметрии, выполняют на листьях первого (верхнего) яруса.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для измерения ширины листьев, необходимого для вычисления индекса флуктуирующей асимметрии, используют растения сирени венгерской.
