XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Введение. Хвоя, как ассимиляционный аппарат древесных растений, основной задачей которого является фотосинтез, наиболее чувствительно реагирует на изменения условий среды. Это обуславливает необходимость изучения листового аппарата растений в экологических исследованиях. В условиях аэротехногенного загрязнения изменяются различные параметры отдельных структур клеток листа, что может служить в качестве информативного показателя, отражающего неблагополучие окружающей среды [1,3].

Антропогенная деятельность приводит к повышению концентрации тяжёлых металлов (ТМ) в биосфере, которые на сегодняшний день представляют собой широкую группу опасных загрязнителей, а термин «тяжёлые металлы» получил в последнее время значительное распространение [2].

Токсичные свойства тяжёлых металлов обусловлены такими особенностями, как электронная конфигурация, ионизация, величина окислительно-восстановительного потенциала, способность к проникновению через оболочку клетки, где ТМ образовывают устойчивые соединения на внешней оболочке клетки и внутри её. При действии тяжёлых металлов ингибируются многие фотосинтетические реакции, происходит нарушение интенсивности дыхания, изменяется водный обмен и минеральное питание. В основе токсичного действия ТМ на растения лежит их сродство к сульфгидрильным группам клеточных белков. Встраиваясь в молекулу белка или фермента, ТМ вызывают замедление клеточного деления, изменяют структуру и проницаемость мембран, снижают активность ферментов [6].

В условиях загрязнённой среды для древесных растений характерны более мелкие листья, большая толщина эпидермиса, меньшие размеры клеток ассимиляционной паренхимы и устьиц, большее количество устьиц на единицу площади листа. При действии токсикантов подавляется фотосинтез, нарушается водообмен и многие биохимические процессы, снижается транспирация, происходит общее угнетение роста и развития растений. Это влияет на изменение окраски листьев, некроз, опадение листьев, изменение формы роста, ветвление. При накоплении в ткани листа сверх допустимой нормы, поллютанты вызывают нарушения в структурной организации и функциональной деятельности [4].

Характер реакции Pinus Sylvestris L. на наличие тяжёлых металлов наиболее ясно выражается к концу вегетации в хвое второго года жизни [7].

При проведении исследований ассимиляционного аппарата хвои установлено, что повреждение первоначально обнаруживается на физиолого-биохимическом уровне, затем распространяется на ультраструктурный и клеточный, и лишь после этого развиваются видимые признаки повреждения – хлорозы и некрозы тканей листа, опадение листьев, торможение роста.

Иногда явные морфологические изменения растений не всегда говорят только об техногенном воздействии. Такие признаки, как хлороз хвои, могут быть вызваны недостатком железа в почве или низкими температурами. Поэтому важно грамотно учитывать вероятность воздействия различных условий среды [1].

Выводы. Проведенный литературный обзор свидетельствует, что древесными породами реализуется способность аккумулировать химические вещества в результате техногенных выбросов. Хвоя при нарушении внутренних процессов организма проявляет внешние признаки, появляются некротические пятна и усыхание хвои. Древесные растения выступают в роли хороших биоиндикаторов для изучения атмосферного загрязнения тяжёлыми металлами.

Таким образом, оценка состояния древостоя является неотъемлемой частью экологического мониторинга, в рамках которого определяют прогноз развития лесов, произрастающих в промышленно-загрязненных условиях [5].

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Валетова, Е. А. Влияние техногенного загрязнения на репродуктивную способность сосны обыкновенной [Текст] : автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. биолог. наук : 03.00.16 / Валетова Елена Анатольевна ; [Место защиты: Алтайский государственный университет]. – Барнаул, 2009. – 19 с.

Джувеликян, Х.А. Загрязнение почв тяжелыми металлами. Способы контроля и нормирования загрязненных почв [Электронный ресурс] : учеб. пособ. / Х. А. Джувеликян, Д. И. Щеглов, Н. С. Горбунова. – Электрон. текстовые дан. – Воронеж, 2009. – 22 с. – Режим доступа : http://www.bio.vsu.ru/soil/Загрязнение%20почв%20тяжелыми%20металлами.pdf (дата обращения: 12.01.2022). – Загл. с экрана.

Евстюгин, A.C. Особенности изменчивости анатомо-морфологических признаков хвои сосны обыкновенной в разных типах аэротехногенного загрязнения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/5925/1/LU-28-2006-06.pdf, свободный (дата обращения: 11.01.2022). – Загл. с экрана.

Менщиков, С. Л. Аккумуляция металлов в хвое сосны обыкновенной (PinusSylvеstris L.), в почве и снеговой воде в условиях техногенного загрязнения [Текст] / С. Л. Менщиков, Н. А. Кузьмина, П. Е. Мохначев // Лесной вестник. Forestry bulletin. – 2020. – № 3. – С. 94-102.

Папулов, Е. С. Устойчивость сосновых древостоев к действию техногенных загрязнений в районе Первоуральского-Ревдинского промышленного узла [Текст]: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. с/х наук : 06.03.03 / Папулов Евгений Сергеевич. – Екатеринбург, 2004. – 24 с.

Скрипальщикова, Л. Н. Морфолого-анатомические особенности хвои сосны обыкновенной под влиянием промышленных выбросов города Красноярска [Текст] / Л. Н. Скрипальщикова, И. А. Днепровский, В. В. Стасова, М. А. Пляшечник, Н. В. Грешилова, О. В. Калугина // Сибирский лесной журнал. – 2016. – № 3. – С. 46-56.

Шобанова, И. А. Эколого-биологическая оценка устойчивости основных лесообразующих пород БССР к органогенным загрязнителям ароматической природы [Текст]: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. биолог. Наук : 03.00.05 / Шобанова Ирина Анатольевна. – Москва, 1991. – 22 с.