Физиологические адаптации кустарников к условиям г. Улан-Удэ

В настоящее время проблема роли растений в оптимизации условий городской среды является актуальной. Они смягчают жару и сухость, защищают от палящего солнца и сильных ветров. Кроме того, листва деревьев обладает большой звукоотражающей способностью, что может достигать 75%, поэтому деревья способствуют защите от городского шума, растительность -это своеобразный фильтр, поглощающий из воздуха пыль и химические загрязнения. Они могут поглощать и связывать 50-60% токсичных газов из атмосферы, поэтому играют огромную роль в оптимизации городской среды [2]. Вместе с тем сами растения по-разному реагируют на воздействие городской среды. Одни менее приспособлены к неблагоприятным воздействиям среды, другие же более выносливы и устойчивы, вырабатывая адаптивные приспособления. Целью нашей работы является сравнительный анализ адаптаций кустарниковых форм к факторам окружающей среды на примере г. Улан-Удэ. Были выбраны ключевые участки в административных районах в соответствии с эколого-геохимической картой г. Улан-Удэ. Исследованы морфофизиологические показатели (интенсивность транспирации, дисперсность листьев, запыленность.). В качестве объектов для исследования были взяты Ulmus pumila (L ), Malus baccata (L ), Syringa vulgaris (L ). Нами были использованы такие методы, как измерение интенсивности транспирации, определение фракционного состава воды, подсчет количества устьиц на мм2 (табл. 1) [3]. Измерение интен сивности транспирации проводилось в летний период, с июня по август 2012 г., в разные фенологические фазы с помощью торсионных весов по методике Иванова. На торсионных весах взвешивали свежесрезанные листья (10 шт.). Вес листа - Ml (мг). Через 5 мин повторяли взвешивание (М2, мг). Разность отсчетов М1-М2 дает представление о количестве испаренной воды в процессе транспирации. Рассчитывали интенсивность транспирации (ИТ, мг воды/дм2) по формуле (М1-М2)х60х 1000/8><1=ИТ. Определена площадь листовой поверхности S с помощью миллиметровой бумаги с точностью до 0,01 дм2. На каждом ключевом участке закладывали постоянную модельную площадку 100м2 [3]. Фракционное содержание воды в листьях определялось с использованием водоотнимающих средств по методике Сулейманова. Статистическая обработка данных велась с использованием пакета MS Excel. Участок 1 находился в Железнодорожном районе, в центре города вдоль автомобильной дороги, относящейся к третьей категории загрязнения (50м). Два основных предприятия - загрязнителя расположены в центре района - ТЭЦ -1, дающая основную массу пыли, и ЛВРЗ, поставляющий повышенные концентрации химических элементов. Участок 2 расположен в Октябрьском районе (ул. Бабушкина) -зона устойчивого загрязнения, находящаяся вблизи автомобильных дорог 3-й категории. В данном районе выделяется вторая промышленная зона. Участок 3 находится в Советском районе г. Улан-Удэ, в центральной части (сквер

ЛыктитоваЛ.С Физиологические адаптации кустарников к условиям г Улан-Удэ

Балтахинова). наиболее насыщен промышленным производством различного профиля (машиностроение. энергетика, и др.). Основные транспортные пути совпадают с положением промышленных зон. Нами проводились иссле дования по изучению интенсивности транспирации. содержанию свободной и связанной воды, дисперсности и запыленности растений. Все показатели приведены на рисунках в средних значениях за 2012 г.

Рис 1 Интенсивность транспирации I limits pumila (L), Mains baccata (I..), Syringa vulgaris (L). (г/дм²/г)

Таблица I

Количество устьиц на I мм2 площади листа

№	Сирень	Яблоня	Ильм
Участок 1	178,4	300,4	522
Участок 2	224,7	275.5	391.5
Участок 3	217,5	333.5	464

Из рисунка 1 видно, что интенсивность транспирации ильма на разных участках колеблется от 9.5 до 49,5г/дм2/г. Наибольшее значение зафиксировано на участке I (Железнодорожный район), наименьшее - на 3-м участке (Советский район, центральная часть, сквер Балтахинова). На участке 1 интенсивность транспирации у ильма самая высокая, что свидетельствует о повышенной степени адаптации вида к условиям окружающей среды обитания. Интенсивность транспирации Malus baccata (L.) находится в пределах от 8.5до18.5 г/дм2/г. Самая высокая интенсивность транспирации у яблони на участке 1 (18,5г/дм2/г). а наименьшая (8.5 г/дм2/г) - на 3-м участке. Значения интенсивности транспирации у Syringa vulgaris (L.) колеблются в пределах от 8 до 19.5 г/дм2/г. В Железнодорожном районе у сирени обыкновенной интенсивность транспирации в сравнении с другими у частками повышена, что говорит, возможно, об адаптации вида к условиям загрязнения. Наиболее высокая интенсивность транспирации у всех видов исследуемых растений наблюдается на участке 1.

Рис. 2. Содержание свободной и связанной вода в листьях Ulniuspumila (L.) (%)

I своб.в о связ.в

Рис. .3. Содержание свободной и связанной воды в листьях К talus baccata (L.) (%)

Высокая интенсивность транспирации Ulmus pumila (L.) на участке 1 объясняется повышенным содержанием свободной воды в листьях, хотя дисперсность листьев ниже, чем на 2-м и 3-м участках (рис. 5) и запыленность высокая (рис. 6). Самая низкая интенсивность транспирации зафиксирована на участке 3. соответственно понижено содержание свободной воды в 1 л.

Интенсивность транспирации у яблони самая высокая на участке I (рис. I). что связано с повышенным содержанием свободной воды. Дисперсность (рис. 5) и запыленность листьев (рис. 6) на участке 1 несколько выше, чем на осталь- ных. Понижена интенсивность траспирации Malus haccata (L.) на участке 3 (рис. I). это связано с низким содержанием свободной и более высоким связанной воды.

Рис. 4. Содержание свободной и связанной воды в листьях Seringa vulgaris (L.X%)

4- участок! Г участок2 S участокЗ

Рис. 5. Дисперсность листьев (%)

Показатели интенсивности транспирации у сирени (рис.1) на участке 1 самые высокие, соответственно содержание свободной воды повышено. а связанной, наоборот, снижено Самый низкий показатель интенсивности транспирации

Syringa vulgaris (L.) на 3 участке, так как наблюдается увеличение фракции связанной воды. Дисперсность повышена на участке 3, а высокая запыленность зафиксирована на 2 участке

----участо к1

—участо к2

----участо кЗ яблоня ильм сирень

Рис. 6. Запыленность листьев (мг/см2)

Обсуждение результатов

В результате исследования выявлено, что содержание свободной и связанной воды влияет на физиологические функции растительного организма. в частности на интенсивность транспирации. Прослеживается корреляция между содержанием связанной воды и интенсивностью транспирации, чем выше содержание связанной воды, тем ниже интенсивность транспирации. А самая высокая интенсивность транспирации на первом участке у всех видов (рис. I). понижено содержание связанной воды. Возможно, это объясняется тем. что в районе расположения ключевого участка 1 находится ТЭЦ и повышен уровень запыленности (рис. 6), при сильном загрязнении уменьшается теплоотдача, поэтому повышенное испарение регулирует температуру листа. На участке 1 у всех трех видов интенсивность транспирации выше, чем на 2 и 3 участках, а самый высокий показатель у ильма. На 2 и 3 участках lllmus puniila (L.) транспирирует активнее, чем другие 2 вида, что свидетельствует о повышенной адаптивности данного вида за счет большого количества свободной воды в листьях.