Оценка состояния почв селитебных и промышленных зон г. Перми методом фитотестирования

Последствия современного антропогенеза проявляются на всех уровнях организации живых систем. В урбоэкосистемах техногенному воздействию подвержены растительный и животный мир, почва, воздушная и водная среды. Почвы городов выполняют важнейшие биогеоценологические функции по поддержанию оптимальных свойств среды. Способность почвы противостоять негативным последствиям и в полной мере выполнять свои экологические функции

® Митракова Н.В., Беломорская Ю.В., Агафонова Е.В., 2016

обеспечивается ее устойчивостью [2]. Пониженная биологическая активность и токсичность деградированных почв и почвоподобных образований может быть обусловлена их неблагоприятными свойствами и разнообразными загрязнителями, что делает экологическую оценку их состояния весьма трудоемкой, длительной и дорогостоящей. В биотестировании почв используют животных, микроорганизмы, растения, однако приоритет следует отдать высшей растительности, являющейся основой трофических отношений в биоценозах [1, 7].

Проблема применения методов тестирования на городских почвах и техногенных поверхностных образованиях (ТПО) заключается в выборе контроля. В природе не существует аналогов этих образований, их токсичность и низкая биоактивность может быть обусловлена множеством загрязнителей и общими неблагоприятными свойствами. Ранее проведенные в регионе исследования показали перспективность использования кресс-салата Lepidium sativum L. для тестирования почв Пермского края. Данная культура показала положительную реакцию на содержание гумуса и питательных веществ, насыщенность основаниями, отрицательную реакцию - на загрязнение тяжелыми металлами, кислую и щелочную реакцию, засоление [3, 5, 6].

В наших исследованиях почв в качестве тест-контроля были использованы показатели кресс-салата, выращенные на вермикулите с питательным раствором Кнопа. Снижение высоты и массы растений на 30 % относительно тест-контроля считаем допустимой величиной, т.к. подобные показатели имели растения на черноземе глинисто -иллювиального, характеризующегося высоким содержанием гумуса, высокой емкостью поглощения и слабокислой реакцией среды [4].

Цель исследования - оценить состояние городских почв и почвоподобных образований селитебных и промышленных районов г. Перми. Объекты исследования - урбостратоземы, квазиземы и литостраты на ключевых участках селитебных и промышленных районов: в относительно старом (Ленинский район) и относительно новом (микрорайон Парковый) районах многоэтажной застройки, в районе малоэтажной застройки (Индустриальный район) и промышленной зоне Дзержинского района.

Результаты исследований. Биотестирование проводилось на основе учета средней высоты и массы растений Снижение высоты и массы менее чем на 30% приняли за удовлетворительное состояние почв и ТПО. а снижение показателей тест-культуры на 30-50% - на неудовлетворительное состояние.

Урбостратоземы и квазиземы малоэтажной застройки показали удовлетворительное экологическое состояние (рис. 1. А). На 60% проб высота и на 40% проб масса растений была больше, чем на тест-контроле. превышение показателей составило 14-68% и 20-86% соответственно. На остальных пробах растения имели допустимый уровень снижения показателей.

Индустриальный район

1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 И 12 13 14 15

□ Высота ■ Масса

А

1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 □ Высота ■ Масса

Б

Рис. 1. Состояние тест-культуры относительно контроля в районе малоэтажной застройки (А) и в промышленном районе (Б) г. Перми;

* - достоверные различия с контролем

В промышленной зоне Дзержинского района на 46 % почвенных проб кресс-салат показал допустимые отклонения по высоте, некоторые растения были даже лучше тест-контроля (рис. 1, Б). Пониженная масса отмечена на 59% проб. но. как правило, в пределах 15-30% контрольной массы, и только 6% проб показали неудовлетворительное экологическое состояние.

На 87% почвенных проб из микрорайона Парковый растения имели пониженную высоту и массу (рис. 3). Однако по сравнению с тест-контролем снижение показателей растений составило менее 30%. что свидетельствует об удовлетворительном состоянии поверхностных слоев п очв и ТПО этого района многоэтажной застройки.

Рис. 3. Состояние тест-культуры относительно контроля в районе многоэтажной застройки (молодой район); * - достоверные различия с контролем

Большинство растений, выращенных на пробах почв Ленинского района, имели небольшое превышение по высоте, либо допустимое по нижение по высоте и массе относительно контроля (рис. 4). ________

Рис. 4. Состояние тест-кульТуры относительно контроля в районе многоэтажной застройки (старый район); * - достоверные различия с контролем

Однако были варианты неблагополучного состояния почв: на 11% почвенных проб высота кресс-салата была понижена на 31-36%, и на 33% проб масса растений уменьшилась на 31-55%. Таким образом, около третьей части проб, отобранных в пределах ключевого участка этого селитебного района, показали неблагополучное состояние поверхностных слоев почв и ТПО.

Таким образом, исследования поверхностных слоев урбостратоземов, квазиземов и литостратов на ключевых участках функциональных зон г. Перми показали относительно удовлетворительное экологическое состояние. Как показало тестирование кресс-салатом, почвенный покров в целом удовлетворяет требованиям культурных травяных растений. Неблагополучное состояние отмечено в относительно старом районе города, где третья часть изученных почв не обеспечивала в полной мере выполнение экологической функции по созданию условий обитания растений.