V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Оценка интенсивности антропогенного воздействия на окружающую среду и прогноз возможного развития ситуации являются одними из важнейших задач экологии. При этом на данный момент основное внимание уделяется поиску недорогих и быстрых методов анализа, среди которых немаловажное место занимают методы биоиндикации.

Наилучшими биоиндикаторами являются наиболее широко распространенные чувствительные виды. На территории России среди древесных растений таковой является сосна обыкновенная (Pinussylvestris L.) [1].

Чаще всего в биоиндикационных исследованиях используют продолжительность жизни хвои и среднюю ее длину [2]. Однако целью данной работы являлась проверка целесообразности использования такого параметра, как доля хвои, поврежденной хлорозами.

Механизм образования хлороза напрямую связан с загрязнением атмосферного воздуха. Токсикант, который, как правило, является окислителем, через устьица листа проникает внутрь клеток мезофилла, где оказывает воздействие на его фотосинтетический аппарат. В результате происходит нарушение процессов метаболизма, разрушение хлорофилла. На морфологическом уровне это приводит к изменению окраски листьев (хлорозу) [3].

Для проверки методики на территории Москвы были выбраны две пробные площади, сходные по всем факторам среды, за исключением степени загрязнения атмосферного воздуха.

Первая находилась в Северо-Западном административном округе – одном из самых чистых округов мегаполиса в Серебряноборском лесничестве (далее – СЛ). По данным ГПБУ «Мосэкомониторинг» [4] эта территория относится к зоне первого типа (находится под непосредственным влиянием автотранспорта). Уровень воздействия ТЭЦ здесь минимальный и составляет 0,8-1,0 ПДК [5].

Вторая пробная площадь находится в одном из самых загрязненных округов города (Юго-Восточном административном округе) в Кузьминском лесопарке (далее – КЛ). По данным ГПБУ «Мосэкомониторинг» [4] данная территория относится к зоне второго типа (смешанный тип территории, находящийся под воздействием различных антропогенных стрессоров). Воздействие ТЭЦ здесь одно из самых интенсивных на территории Москвы, в 2,0-2,5 раза превышающее ПДК [5].

Исследования проводятся с марта 2010 г. В конце 2011 г. для проведения контрольного анализа методики были добавлены еще два местообитания: Филевский лесопарк (далее – ФП), находящийся в относительно благополучном Западном административном округе, и контрольная пробная площадь в Истринском лесном хозяйстве (далее – ИЛ), находящаяся в 38 км на запад от Москвы. Уровень воздействия ТЭЦ в ФП немного выше, чем в СЛ, превышение ПДК составляет 1-1,5 раза [5].

В каждом местообитании случайным образом выбиралось 5 одновозрастных молодых сосен (около 10-15 лет). На каждом дереве на высоте 1-1,5 м над землей с южной стороны [6] на трех ветках на приростах разных лет случайным образом выбиралось по 20 хвоинок (всего 300 хвоинок с каждого прироста на каждой пробной площади). Хвоя считалась поврежденной хлорозами, если на ней имелось одно пятно хлороза более 1 мм или несколько таких пятен. Полученные данные представлены на рис. 1-4.

Рис. 1. Доля хвои, поврежденной хлорозами, в ИЛ

Рис. 2. Доля хвои, поврежденной хлорозами, в ФП

Заметно, что степень повреждения хвои хлорозами в контрольном местообитании (рис. 1) значительно ниже, чем в местообитаниях на территории города (рис. 2-4), что соответствует данным физико-химического мониторинга о большей чистоте воздуха на рассматриваемой пробной площади. Наиболее показательным является прирост 2011 года. Высокая доля поврежденной хвои на приросте 2010 года может быть связана с аномальной жарой и пожарами 2010 года, когда резко увеличилась концентрация загрязняющих веществ в атмосфере [7].

Рис. 3. Доля хвои, поврежденной хлорозами, в КЛ

В целом во всех местообитаниях с течением времени происходит постепенное увеличение степени повреждения хвои хлорозами.

Рис. 4. Доля хвои, поврежденной хлорозами, в СЛ

Анализ полученных данных с пробных площадей в черте города показывает, что состояние хвои в СЛ несколько лучше, чем в КЛ, хотя разница не настолько существенная, как при сравнении контрольной площади и СЛ. Лучше всего это прослеживается на приросте 2011 года в мае и августе 2012 года. Состояние прироста 2010 года доказывает, что задымление атмосферы во время пожаров перекрыло влияние отдельных локальных источников загрязнения.

Различие показателей данного параметра в ФП и СЛ укладывается в погрешность измерения.

Стоит отметить, что общее состояние сосен значительно хуже в КЛ, нежели в СЛ и ФП: деревья сильно угнетены, длина приростов меньше, чем на других площадках. В КЛ и ФП хвоя покрыта частицами пыли.

Выводы:

1. Доля хвои, поврежденной хлорозами, может быть использована в экспресс-анализе местообитания.

2. Оценку степени загрязнения атмосферы следует проводить в мае и августе по хвое прошлогоднего прироста.

3. Данная методика не позволяет выявить незначительные превышения ПДК (1-1,5 раза) в результате влияния ТЭЦ. Однако она позволяет выявить территории, на которых уровень воздействия ТЭЦ превышает ПДК в 2-2,5 раза.

Библиографический список

1. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под. ред. Р. Шуберта. – М.: Мир, 1998. – 350 с.

2. Мелехова О.П., Сарапульцева Е.И., Евсеева Т.И. и др. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 288 с.

3. Квеситадзе Г.И., Хатисашвили Г.А., Садунишвили Т. А., Евстигнеева З.Г.Метаболизм антропогенных токсикантов в высших растениях. – М.: Наука, 2005. – 199 с.

4. По станциям контроля воздуха // ГПБУ «Мосэкомониторинг». URL: http://www.mosecom.ru/air/air-year/station/

5. Экологический атлас Москвы /Рук. проекта И.Н. Ильина/. – М.: АБФ/ABF, 2000. – 96 с.

6. Pfanzl H., Vollrath B., Lomsky B. et al. Life expectancy of spruce needles under extremely high air pollution stress: performance of trees in the Ore Mountains // Trees. – 1994. – № 8. – С. 213-222.

7. Доклад о состоянии окружающей среды в Москве в 2010 году // Департамент Природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. URL: http://www.moseco.ru/moscow-ecology/reports/pdf/doklad_2010.pdf

Код для цитирования: Скопировать