Анатомические особенности древесных растений в техногенных условиях Предуралья (на примере п. Приютово)

В настоящее время проблема экологической оценки растительности (прежде всего - древесной) в условиях техногенного загрязнения актуальна не только для крупных промышленных узлов федерального значения, но и для локальных индустриальных центров.

Районом исследования являлся поселок Приютово. расположенный в Белебеевском районе Республики Башкортостан (РБ). Расположен на юго-западе РБ.

Объектами исследования являлись древесные растения, произрастающие в условиях промышленного загрязнения и в селитебной зоне поселка Приютово - береза повислая и тополь бальзамический.

Район исследования, основываясь на литературных данных [3] и материалах собственных исследований, был разделен на три зоны: загрязнения (в непосредственной близости от газоперерабатывающего завода), селитебную (жилую) зону (в 8-9 км от зоны загрязнения: зона среднего загрязнения) и зону контроля (30 км от источников загрязнения).

В каждой зоне заложены пробные площади: по одной в зоне загрязнения и контроля, три — в селитебной зоне.

Исследования проводились с июня 2012 по декабря 2013 года на территории промышленной зоны поселка Притово, лесопарковой зоны и в контрольном участке.

Для исследования были выбраны деревья приспевающего преимущественно (31-40 лет)[5], так как именно данный возраст деревьев является критическим для формирования адаптации и определяет ход дальнейшего развития дерева[1]

Для исследования использовали комплекс стандартных методов. Результаты исследования и их обсуждение. Радиальный прирост стволовой древесины.

Береза повислая характеризуется устойчивостью радиального прироста к действию промышленных поллютантов. За исследованный период( 1974-1017 гг) кривая радиоционального прироста в зоне загрязнения, селитебной зоне и в зоне контроля изменяются практически синхронно. Максимальными значениями радиальный прирост характеризуется в 1974-1982 годы (2,0-2,3 мм/год). В дальнейшем происходит некоторое снижение прироста в период с 1986 по 1998 годы (в некоторые периоды-до 1,3 мм/год). С 1998 года имеет место незначительное увеличение значений данного параметра (до 1,9 мм/год).

У тополя бальзамического имеет место устойчивое снижение радиального прироста стволовой древесины при усилении загрязнения окружающей среды.

В целом, с 1982 года данный параметр ни разу не опускался меньше 3,1 мкм/год. Указанная особенность коррелирует с данными аккумуляции металлов корнями и увеличением толщины камбия в проводящих корнях.

Прирост корневой древесины тополя бальзамического, в общем аналогичен приросту стволовой древесины. Имеет место значительное (на 0,5-0,7 мкм/год) уменьшение прироста в зоне загрязнения по сравнению с селитебной зоной и контролем.

В целом указанная особенность коррелирует с данными по анатомическим особенностям проводящих корней тополя бальзамического (уменьшение толщины камбия и древесины в зоне загрязнения. Аккумуляция токсикантов листьями и корнями. Установлено, что в снежном покрове поселка Приютово содержат тяжелые металлы.

Листья и корни березы повислой характеризуются хорошей способностью накапливать металлы в своих тканях.

Листья и корни тополя бальзамического чрезвычайно плохо накапливают металлы в своих тканях. Ни листья, ни корни не аккумулируют кадмий и свинец. Листья, кроме того, характеризуются отсутствием накапливать кобальт.

Установлено, что вегетативные органы березы повислой значительно лучше накапливают в своих тканях серу.Влияние техногенеза на пигментный комплекс. Содержание хлорофилла составляет от 1,1 до 2,4 мг / г . Во всех зонах в течение вегетационного периода концентрация хлорофилла уменьшается. Береза растет с продуктом роста хлорофилла а. Эта функция может быть прослежена в течение вегетационного периода. Разница в концентрациях хлорофилла между зональной инфекцией и контрольной зоной составляет в среднем 0,4, между зоной загрязнения и жилым районом 0,3 мг / г.

У тополя бальзамической концентрации хлорофилла от 0,8 до 2,2 мг / г сырого веса. Точно так же в березе происходит снижение концентрации хлорофилла в вегетационный период. Но, в отличие от березы, содержание основного фотосинтетического пигмента в листьях тополя с увеличением заражения: 1,97 мг / г в контрольной зоне, 1,6 мг / г в жилом районе, 1,1 мг в зоне заражения мг/ год.

Концентрация каротиноидов в листьях березы повислой варьирует от 1,1 до 1.8 мг/г. Наблюдается снижение концентрации данных пигментов в листьях в течение всего вегетационного периода независимо, от зоны загрязнения. Принципиально, что происходит увеличение концентрации каротиноидов при усилении загрязнения: 1,23 мг\г в зоне контроля; 1,3 мг/г -в селитебной зоне и 1,57 мг/г в зоне загрязнения (средине значения за вегетационный период. Листья и корни березы повислой способны эффективно аккумулировать тяжелые металлы (кадмий, свинец, медь, никель, хром), а также серу и бензапирен листьями, стеблями и корнями. Вегетативные органы тополя бальзамического характеризуются ослабленной аккумуляционной способностью. Пигментный комплекс березы характеризуется широкими адаптационными возможностями к техногенезу, что выражается в увеличении концентрации хлорофилла.