антропогенное воздействие на древесно-кустарниковую растительность города Краснодара

Введение 4 1. Аналитический обзор 7 1.1. История развития практики изучения растений 7 1.3. Роль растений в условиях неблагоприятной городской среды 14 2. Физико-географическая характеристика района исследования 17 2.1. Климатическая характеристика 17 2.2. Орогидрографическая характеристика местности 18 2.3. Экологическая характеристика рассматриваемого района 20 3. Оценка влияния загрязнения окружающей среды г. Краснодара на древесно-кустарниковую растительность 24 3.1. Практические принципы оценки состояния древесно-кустарниковой растительности 24 3.2. Исследование влияния загрязнения окружающей среды г. Краснодара на древесно-кустарниковую растительность 26 Заключение 35 Библиографический список 37 Содержание

Рис. 3. Схема отбора пробрастительности Целью работы было показать влияние загрязнения воздуха, вызываемого автомобилями на оживленных улицах города. В качестве первого объекта индикации были выбраны хвойные деревья. Характерные темные верхушечные некрозы хвои являются удобным параметром для биоиндикации – они появляются сразу после образования хвоинок и их можно определять в течение всего года. Степень некроза можно оценивать по специальной шкале. [Неверова, 2001] Контрольные пробы – шесть ветвей сосны и шесть ветвей ели – были взяты на расстоянии 100, 200 и 300 м от оживленных атомагистралей. На каждом участке у взрослых деревьев из кроны вырезалось по одной ветви, которые и использовались для биоиндикации. [Неверова, 2001] В непосредственной близости от дорог хвойных деревьев было очень мало, они имели тонкий (приблизительно 10–15 см в диаметре) ствол и высоту 5–7 м, их ветви располагались очень высоко и их было мало, они были тонкими и выглядели сухими. Результаты исследований представлены на рис. 4 и 5. Рис. 4. Побеги сосны: А – контроль; Б – у дороги Исследование показали, что количество пораженных некрозом хвойных деревьев гораздо выше в районах оживленных автомагистралей, что соответствует действительности, поскольку хвойные деревья наиболее восприимчивы к загрязнению окружающей среды. Общее впечатление от состояния хвойных деревьев вызывает большое опасение, так как степень некроза, а вместе с ней и количество пораженных деревьев высоко, что свидетельствует о критическом состоянии флоры города. Помимо отбора проб хвои были произведены наблюдения и знакомство с литературными источниками на предмет описания вегетативного периода и возможного несвоевременного опадения хвои. По словам местных жителей, несвоевременное опадение хвои иногда происходит, но новая хвоя появляется гораздо быстрее, чем у растений в природе. В методических рекомендациях к биоиндикационным исследованиям данный факт относится к одним из самых характерных проявлений отравления почв и растительности такими металлами, как свинец и кадмий. Отравление данными элементами является необратимым и приводит к последующей гибели растения. На мой взгляд, состояние хвойных растений города оценивается как критическое. Перейдем к изучению состояния лиственных растений. Здесь нужно абсолютно точно различать, что некроз может быть вызван интенсивным солнечным светом или недостатком влаги, однако он заключается лишь в высушивании листа. Чтоб не допустить ошибку при оценке деградации лиственного покрова, было решено проводить анализ характера некрозов при помощи черно-белых фотоснимков на контрастном фоне. [Неверова, 2001] Для анализа использовались листья липы, клена, каштана и дуба. Наиболее характерными формами некроза являются: точечный некроз, хлороз, неравномерная плотность листа, мертвый край, мертвый кончик, межжилковый некроз, изменение формы листа, пятнистый некроз, асимметрия, измененная окраска листьев. [Неверова, 2001] Рис. 5. Побеги липы: А – контроль; Б – у дороги Для большей наглядности приведем распределение этих повреждений у растений разных видов на различных участках на диаграммах (рис. 6–8), на которых цифры по оси абсцисс обозначают следующие признаки: 1 – точечный некроз; 2 – хлороз; 3 – неравномерная плотность листа; 4 – мертвый край; 5 – мертвый кончик; 6 – межжилковый некроз; 7 – изменение формы листа; 8 – пятнистый некроз; 9 – асимметрия; 10 – измененная окраска листа. [Неверова, 2001] Рис. 7. Липа мелколистная: А – контроль; Б –у дороги; В –200 м от дороги. Рис. 5. Клен остролистный: А – контроль; Б –у дороги; В –200 м от дороги. Рис. 8. Каштан конский: А – контроль; Б –у дороги; В –200 м от дороги. Известно, что хлороз и деформация листьев связаны с действием этилена, а межжилковый и верхушечный некроз листьев, изменение окраски и хлороз – с действием двуокиси серы и окислов азота. [Елисеева, 2004] Результаты исследования указывают на то, что воздух в оживленных районах города сильно загрязнен двуокисью серы и окислами азота (во второй главе приведена фотография со смогом над городом, что соответствует наличию данных токсикантов). Чем опасно загрязнение этими элементами? Их присутствие в воздухе приводит к кислотным дождям, которые распространяются на многие километры от источников загрязнения. Кроме того, почва загрязнена тяжелыми металлами, что приводит к достаточно быстрой полной гибли растений. Состояние растительности в придорожных зонах можно оценить, как критическое, но в целом по городу, как удовлетворительное. Может, именно по этой причине власти не совершают никаких решительных действий по борьбе с загрязнением воздуха. Теперь перейдем к теме состояния кустарниковой растительности. На интересующих нас территориях наибольшего воздействия растения производится постоянная пострижка кустарниковой растительности, поэтому оценить преобразование побегов кустарников практически невозможно. Оценка некроза указывает на то, что растения на настоящий момент страдают скорее от жажды, чем от загрязняющих компонентов. Но посмотрим на запыленность поверхности листьев. К сожалению, не удалось сделать хорошего снимка, поскольку растения очень часто моют смывая с них пыль, но смывая ли? Зачастую пыль не только не смывается с поверхности листа, но и образует защитную пленку, которую очень тяжело смыть струей воды. Эта пленка из смеси соединений различного генезиса активно препятствует дыханию растения, нарушает процессы образования белковых соединений. Процессы эти, конечно, происходят не мгновенно, но через какое-то время пленкой будет покрыто все растение, что приведет к его гибели через 2-3 года. По самым скромным оценкам в таком состоянии находятся примерно 52% кустарниковой растительности города: 37% приходится на территории, расположенные около дорог, 10% - на оживленные скверы, а 5% на дворы города. Таким образом, ситуация с гибелью растений в городе, хотя она пока и не очевидна, постепенно ухудшается. Тенденция деградации захватывает все большие территории. В 2012 году по инициативе правительства было высажено несколько сотен новых деревьев. Но сколько смогут прожить эти растения? Если по данным геоботанических исследований в городах с напряженной экологической обстановкой растения выживают всего 4-5 лет. А молодые деревья, более восприимчивые к условиям внешней среды, даже в условиях удовлетворительной обстановки проживают не больше года. Таким образом, мы получаем 52% уже пораженной растительности, а к ней еще несколько сотен деревьев находящихся на грани гибели. Данная ситуация соответствует экологической катастрофе в рамках урбанистического ландшафта. Заключение В заключении резюмируем результаты исследования и подведем итог работы, сделав выводы согласно обозначенным проблемам. От состояния окружающей среды зависит состояние растительности, городская среда настолько пагубно влияет на качество растительного покрова, что происходит не только деградация растительного покрова, но и полная гибель массивов насаждений. Основные процессы изучения механизмов воздействия загрязнений окружающей среды начались в нашей стране сравнительно недавно и по началу носили скорее описательный характер. В настоящее время же все полученные данные систематизированы и на основе их анализа возникла наука – биоиндикация. Для крупных городов характерны высокая плотность населения, плотная многоэтажная (как правило) застройка, широкое развитие общественного транспорта и систем связи, превышение застроенной и замощенной части территории над садово-парковыми, озелененными и свободными пространствами, концентрация источников негативного воздействия на окружающую среду. Состояние экологической обстановки города Краснодара характеризуется состоянием близкой к экологической катастрофе. При работе с кустарниковой растительностью в качестве объекта биоиндикации нельзя полностью полагаться на внешний вид растения. Значит, здесь встает серьезный вопрос о том, каким же способом можно оценить влияние загрязнения в городской среде на кустарниковую растительность. В процессе знакомства с литературными источниками, посвященными данной теме, было сделано предположение о возможности оценки степени запыленности листьев кустарников. Работы с древесной растительностью предполагается проводились анализ согласно апробированной методики оценки состояния листвы и молодых побегов, являющейся классической для исследований в области биоиндикации. В расчет принимается изменение формы листа по сравнению с эталоном, появление элементов некроза. Таким образом, ситуация с гибелью растений в городе, хотя она пока и не очевидна, постепенно ухудшается. Тенденция деградации захватывает все большие территории. Данная ситуация соответствует экологической катастрофе в рамках урбанистического ландшафта. Библиографический список Агрохимическая характеристика почв сельскохозяйственных угодий Российской Федерации. М.: Агроконсалт, 2002. 68 с. Агроэкология / Под. ред. В.А. Черникова и А.И. Чекереса. М.: Колос. 2002. С. 476. Андреева И.В. Особенности накопления и распределения никеля в некоторых сельскохозяйственных культурах. Автореф. дис. .канд. биол. наук. М„ 2003. 17 с. Арсеньева Т.В., Чавчавадзе Е.С. Эколого-анатомические аспекты изменчивости древесины сосновых из промышленных районов европейского Севера. СПб.: Наука, 2001. - 109 с. Беляева О.Н. Биологическая активность чернозема обыкновенного и каштановой почвы Нижнего Дона при антропогенном воздействии: Автореф. дис... канд. биол. наук. — Ростов н/Д., 2002. — 29 с. Вальков В.Ф. Почвоведение (почвы Северного Кавказа). - Краснодар: Сов. Кубань, 2002. - 728 с. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2011 году». М., 2012. Елисеева Н.В. Экология: учебное пособие для вузов./ Н.В. Елисеева, Н.В. Чернышева, И.И. Имгрунт, В.В. Стрельников Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2004. - 196с. Зялалов А.А. Поступление тяжелых металлов в томаты в гидропонной культуре /./ Агрохимия. - 2002. — №8. — 82-85. Зотикова А.П. Динамика содержания и роль каротиноидов хвои келра сибирского в высокогорье // Вестник Башкирсколго университета, 2001. № 2 (II). - С. 67-69. Кавтарадзе Д.Н. Урбанизация биосферы // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. ВИНИТИ, 2005. Выпуск № 7. - 37 с. Каль М.Н. Агроэкологические приемы детоксикации загрязненных тяжелыми металлами дерново-подзолистых легкосуглинистых почв и снижение их накопления в растениеводческой продукции: Автореф. дис... канд. биол. наук. - Минск-, 2001. - 29 с. Колесников СИ. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами. — Ростов н/Д: Изд-во СКНТТ ВП1, 2000. - 232 с. Колесников СИ. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные условия в черноземе обыкновенном // Агрохимия. — 2001. — №9. — С 54-59. Количественное определение аскорбиновой, дегидроаскорбиновой и дикетогулоновой кислот в растительных тканях // Физиологические и биохимические методы анализа растений. Калининград, 2002. 58с. Кулагин А.А., Шагиева Б.А. Древесные растения и биологическая консервация промышленных загрязнителей. М.: Наука, 2005. 190 с. Кулагин А.Ю. Тополя в Предуралье: Дедроэкологическая характеристика и использование. Уфа: Гилем, 2000. Масленников П.В. Экологические аспекты накопления антоциановых пигментов в растениях // Автореферат диссертации к. б. н. Калининград, 2003. 24 с. Минкина Т.М. Определение тяжелых металлов в почвах // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. - 2002. - №3. - 82-86. Неверова О. А. Биоэкологическая оценка загрязнения атмосферного воздуха по состоянию древесных растений // Новосибирск: Наука, 2001. 118 с. Орлов Д.С. Биогоехимия. — Ростов-н/Д.: Изд-во Феникс, 2000. - 320 с. Отелов Д. Экология и рана биосферы при химическом загрязнении / Учеб. пособие. - М.: Высш. Шк., 2002. - 334 с .Палапина А.Н. Влияние многолетнего применения vдoбpeний на накопление тяжелых металлов в черноземе выщелоченном и растениях озимой пшеницы: Автореф. дис. канд. с.-х. наук. — Краснодар, КГАУ, 2002. — 18 с. Панов, Н.П. Почвенные процессы в орошаемых черноземах и каштановых почвах и пути предотвращения их деградации / Н.П. Панов, В.Г. Мамонтов. М.: Россельхозакадемия, 2001. – 253c. Понизобский А.А. Использование цеолита для детоксикации загрязнённых свинцом почв // Почвоведение. — 2003. — №4. Просанна Джагат ПТ. Пути снижения уровней загрязнения почв тяжелыми металлами // Актуальные проблемы экологии и природопользования. — Вьш. 2. — М.: Изд-во Российского ун-та Дружбы народов. 2001. – 66-69. Просянникова О.И., Григорьева Т.И. Содержание тяжелых металлов в зерне яровой пшеницы //Агрохимический вестник. 2005. - №5.- С. 15-16 Просянникова О.И., Просянников В.И., Григорьева Т.И. Эффективность известкования кислых почв: Сборник научных трудов «Проблемы рационального природопользования техногенного региона». Кемерово, 2005.-С. 191-192 Романчук А.Ю. Влияние некоторых химических веществ, биотехнологических продуктов и электрического поля на систему аскорбиновой кислоты проростков ячменя // Автореф. дис. канд. биол. наук. Калининград: Изд-во КГУ, 2002. 24 с. Степанок В.В. Влияние сочетания соединений хяжелых металлов на урожай сельскохозяйственных культур и поступление тяжельж металлов в растения // Агрохимия. - 2000. - №1. - 74-80. Тарасова Т.Ф. Комплексная оценка степени загрязнения растений придорожной территории улиц промышленного город//Вестник ОГУ, 2002. № 3. - С. 15-20. Титов А.Ф. Влияние ионов свинца на рост и морфофизиологические показатели растений ячменя и овса. // Физиология и биохимия культ, растений. - 2001. — Т. 33. №5. - 387-393. Усманов И.Ю. Экологическая физиология растений. М.: Логус, 2001. 224 с. Федорова А.И. Биоиндикация загрязнения городской среды // Изв. РАН. Сер. Геогр., 2002. №1.-С. 72-80.  Убугунов В.Л. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на продуктивность и качество клубней картофеля // Агроэкология и устойчивое развитие регионов. Красноярск, 2000. - С.84-85. Шильников И.А. Результаты работ лаборатории известкования почв ВИУА (1932-2000 гг.) /Сб. История развития агрохимических исследований в ВИУА. М.: Агроконсалт. 2001. - С.155-178. Хала ВТ. Оценка системы почва-растение по содержанию и транслокации тяжелых металлов // Агрохимический вестник. - 2002.-Хо1.-С. 74-80. Эвембе Д. Изучение транслокации тяжелых металлов и приемов их детоксикации в черноземной и дерново-подзолистой почвах: Автореф. дис... канд. с-X наук. - М., 2002. - 19 с. Almas A.R.. Changes in tolerance of soil microbial commimities in Zn and Cd contaminated soil // Proceeding of the 7th Int. c-onf. on the biogeocheniistrv of trace elements. June 15-19, 2003. Uppsala, Sweden. V..2. P. 224-225. Cordoba-Pedregosa MdC., Cordoba F., Villalba J.M., Gonzales-Reyes J.A. Zonal Changes in Ascorbate and Hydrogen Peroxide Contents, Peroxidase, and Ascorbate-Related Enzyme Activities in Onion Roots // Plant Physiology. 2003. - Vol. 131. - P. 697-706. 38