Биоиндикация урбоэкосистем по морфофизиологическим признакам хвойных древесных растений

Известно, что на загрязнение среды наиболее сильно реагируют хвойные древесные растения. Характерными признаками неблагополучия окружающей среды и особенно газового состава атмосферы служат появление разного рода хлорозов и некрозов, уменьшение размеров ряда органов (например, длины хвои). Хвойные растения удобны тем, что могут служить биоиндикаторами круглогодично. В лесоведении давно разработана оценка состояния окружающей среды по комплексу признаков хвойных, при которой используются не только морфологические показатели, которые весьма изменчивы, но и ряд биологических изменений. Использование хвойных растений дает возможность проводить биоиндикацию на огромных территориях. Однако их использование также подходит для малых территорий. Например, для выявления влияния автодороги на прилегающую зону или определения состояния окружающей среды в городских экосистемах разного ранга и характера [3, 4].

Объекты исследований. Объектом исследований служили урбоэкосистемы, в пределах которых в качестве предмета исследования изучались хвойные древесные растения.

Цель исследований . Провести оценку урбоэкосистем по морфофизиологическим признакам хвойных древесных растений.

Результаты исследований и их обсуждение. В городе Красноярске ведущая роль в формировании загрязнения окружающей среды принадлежит выбросам КрАЗа, ТЭЦ, ЦБК, химкомбинату «Енисей», БХЗ, предприятиям тяжелого машиностроения, черной и цветной металлургии и автотранспорту. Исходя из этого, была проанализирована хвоя, взятая в наиболее индустриальных и наиболее чистых районах города.

Результаты морфологического исследования хвоинок сосны обыкновенной представлены на рис. 1. Длина хвои варьировала от 3,7 (район КрАЗа) до 8,7 см (контроль). Критерий Фишера, используемый для сравнительной оценки уровня варьирования длин хвоинок разных районов, показал достоверность различий выборок. Можно предложить, что характер антропогенной нагрузки влияет на уровень варьирования длин хвоинок.

■ КрАЗ           ■ Набережная ■ Пр. Металлургов ■ О.Татышева

■ Ул.Семофорная ■ Шинный завод ■ Зав.Телевизоров ■ Контроль

Мах                      Min                    Среднее

Длина хвоинки, см

Рис. 1. Изменение среднего значения длины хвои в зависимости от района исследований

Под влиянием специфических экологических условий вблизи промышленных предприятий у растений может измениться внешний вид. Иногда при состоянии экологического неблагополучия появляются некрозы. Цвет повреждений бывает самым разным: красновато-бурым, желто-коричневым, буровато-сизым. Некрозы – это омертвение в живом организме отдельных органов, их частей, тканей или клеток. Они обычно появляются весной, после образования хвои.

Некротические реакции у деревьев, находящихся на продуваемых местах, выражены сильнее, чем в случае густого насаждения. Все виды некрозов мы отнесли к 3 классам. Результаты исследований представлены на рис. 2.

Состояние хвои без изменений преобладает в контроле (23,2 %) и на о. Татышева (19,6 %), хвоинки с классом повреждения II (с небольшим числом пятен) представлены в трех районах: набережная, проп. Металлургов, ул. Семофорная. Много пятен по всей длине характерно для хвои следующих районов: КрАЗа, Шинного завода, завода телевизоров. Хвоя с классом повреждения III в контрольной точке не встречается, что может говорить о чистоте атмосферного воздуха.

Результаты исследований подтвердили гипотезу о неблагополучном экологическом состоянии урбо-экосистем промышленных районов. Еще недавно не вызывавший опасений природный объект (о. Татышева) сейчас подвержен возрастающему промышленному загрязнению, что отражается на состоянии хвои сосны обыкновенной. Жилищно-бытовую зону можно отнести к категории «условно среднепораженные». Район КрАЗа и Шинного завода расположен в зоне повышенной антропогенной нагрузки и относятся к категории «условно сильнопораженные».

Заключение. В процессе исследований выявлено, что хвойные древесные растения городских урбо-экосистем испытывают на себе большое воздействие окружающей среды, что подтверждается оценкой морфофизиологических признаков.

В незагрязненных урбоэкосистемах (плодово-ягодная станция) основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические (участки, где разрушен хлорофилл) точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязненной атмосфере появляются повреждения и повышается содержание серы в коре.

Наибольшему воздействию подвержены растения в районах с большой антропогенной нагрузкой: КрАЗа, Телевизорного и Шинного заводов, находящихся вблизи промышленных предприятий и крупных автомагистралях.

По результатам проведенных исследований можно заключить, что состояние искусственных насаждений хвойных на контрольном и фоновом участках различны. Пробная площадь за пределами зоны поражения аэропромышленными выбросами отличается по степени дефолиации и окраски кроны.