Применение метода флуктуирующей асимметрии для оценки состояния окружающей среды города Саранска

Стабильность развития как способность организма к развитию без нарушений и ошибок является чувствительным индикатором состояния природных популяций. Наиболее простым и доступным для широкого использования способом оценки стабильности развития является определение величины флуктуирующей асимметрии (ФА) билатеральных морфологических признаков [2]. Под ФА понимают независимое изменение билатеральных признаков организма. Установлено, что явление ФА связано с нарушением стабильности развития организма в результате воздействия внешних факторов, в первую очередь – антропогенного. Степень выраженности ФА напрямую зависит от силы воздействия фактора: чем сильнее его влияние, тем большие отклонения от нормы имеет показатель ФА.

Цель работы: определение влияния загрязнения окружающей среды на величину ФА асимметрии листовой пластинки популяций Березы бородавчатой (Betula verrucosa) .

Для оценки состояния зеленых насаждений в г. Саранске мы заложили 24 ключевых участков с разной степенью нагрузки на окружающую среду (рис. 1), при этом учитывали, что возраст древостоя на объектах сходный.

• •    Участок №1 – зеленые насаждения в п. Берсе-невка по ул. Советская.

• •    Участок №2 – зеленые насаждения по ул. Победы.

• •    Участок №3 – зеленые насаждения по ул. Веселовского.

• •    Участок №4 – зеленые насаждения в районе жилой застройки по ул. Коваленко.

• •    Участок №5 – зеленые насаждения в районе жилой застройки по ул. Веселовского.

• •    Участок №6 – зеленые насаждения по ул. Полежаева (от перекрестка ул. Огарева с ул. Полежаева до перекрестка ул. Гагарина с ул. Полежаева).

• •    Участок №7 – зеленые насаждения по ул. Полежаева (от перекрестка ул. Гагарина с ул. Полежаева до перекрестка ул. Ботевградской с ул. Полежаева).

• •    Участок №8 – зеленые насаждения по ул. Полежаева (перекресток ул. Ботевградской с ул. Полежаева до перекрестка ул. Пролетарской с ул. Полежаева).

• •    Участок №9 – зеленые насаждения по ул. Полежаева (от перекрестка ул. Пролетарской с ул. Полежаева до перекрестка ул. Большевитской с ул. Полежаева).

• •    Участок №10 – зеленые насаждения по ул. Полежаева (от перекрестка ул. Большевитской с ул. Полежаева до перекрестка пр. Ленина с ул. Полежаева).

• •    Участок №11 – аллея по ул. Пролетарской (от перекрестка ул. Б. Хмельницкого с ул. Пролетарской до перекрестка ул. Полежаева с ул. Пролетарской), в 100 м от 18 и 20 корпуса университета.

• •    Участок №12 – зеленые насаждения по ул. Ва-сенко (вдоль ОАО «Биохимик»).

• •    Участок №13 – зеленые насаждения на перекрестке ул. Васенко и ул. Ботевградской (ОАО «Электровыпрямитель»).

• •    Участок №14 – правый берег р. Инсар в районе автодороги «Центр – ХИММАШ».

• •    Участок №15 – зеленые насаждения по ул. Волгоградской.

• •    Участок №16 – зеленые насаждения по пр. 70 лет Октября.

• •    Участок №17 – зеленые насаждения по ул. Косарева.

• •    Участок №18 – знленые насаждения по СевероВосточному шоссе (вдоль ОАО «Резинотехни-ка»).

• •    Участок №19 - зеленые насаждения по ул. А. Невского.

• •    Участок №20 - зеленые насаждения по ул. Ульянова.

• •    Участок №21 - березовая роща, произрастающая по ул. Ульянова (от перекрёстка ул. Ульянова с ул. Гагарина и до перекрёстка ул. Ульянова с ул. Осипенко).

• •    Участок №22 - зеленые насаждения по ул. Восточной (ТЭЦ-2)

• •    Участок №23 - зеленые насаждения по ул. Белинского (ТЭЦ-2).

• •    Участок №24 - зеленые насаждения в п. Лухов-ка по ул. Красной.

  

  Рис. 1. Местоположение ключевых участков (составлено авторами)

  
  

  При выполнении работы руководствовались [3]. Работа проводилась по березе бородавчатой ( Betula verrucosa) при помощи морфологического метода путем оценки асимметрии листьев, различий пяти промеров листа слева и справа в точках с разным уровнем антропогенной нагрузки. Сбор исследуемого материала проводился после остановки роста листьев (июль 2012 г.) с нижней части кроны с максимального количества доступных веток равномерно вокруг кроны. Каждая выборка включала в себя 100 листьев (по 10 листьев с 10 растений), выборки этикировались. Затем с каждого листа снимали показатели по пяти промерам с левой и правой сторон (рис. 2). Степень отклонения флуктуирующей асимметрии листовой пластинки популяций Березы бородавчатой (Betula verrucosa) оценивалась по пятибалльной шкале, представленной в табл. 1. Были получены следующие результаты (табл. 2).

На рис. 3 представлен график, который отражает различие величины асимметрии листьев березы бородавчатой на изучаемых нами участках. Параметры асимметрии показывают, что бальная оценка состояния березы бородавчатой на участках, приближенных или входящих в промышленную зону города (от перекрестка ул. Огарева с ул. Полежаева до перекрестка ул. Гагарина с ул. Полежаева, по ул. Белинского (ТЭЦ-2), в районе ОАО «Биохимик», ОАО «Электровыпрямитель») оценивается в V баллов (критическое состояние). Это связано с большой транспортной загруженностью территории.

Рис. 2. Схема морфологических признаков для оценки стабильности развития березы бородавчатой ( Betula verrucosa) [2]:

1 - ширина половинки листа (измерение проводили посередине листовой пластинки); 2 - длина второй от основания листа жилки второго порядка; 3 - расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка; 4 - расстояние между концами этих жилок; 5 - угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка

Таблица 1. Пятибалльная шкала оценки отклонений флуктуирующей асимметрии березы бородавчатой (Betula verrucosa) [2]

Балл	Величина показателя стабильности развития	Состояние видов-индикаторов
I	< 0,055	условно нормальное
II	0,056-0,060	начальные отклонения от нормы
III	0,061-0,065	средний уровень отклонения от нормы
IV	0,066-0,070	существенные отклонения от нормы
V	>0,070	критическое состояние

Таблица 2. Величины асимметрии листовой пластинки березы бородавчатой (Betula verrucosa) [2]

Точка отбора проб	Коэффициент состояния среды	Балл	Точка отбора проб	Коэффициент состояния среды	Балл
участок №1	0,0716	V	участок №13	0,0722	V
участок №2	0,0580	II	участок №14	0,0671	IV
участок №3	0,0644	III	участок №15	0,0690	IV
участок №4	0,0233	I	участок №16	0,0674	IV
участок №5	0,0516	I	участок №17	0,0608	III
участок №6	0,0712	V	участок №18	0,0668	IV
участок №7	0,0621	III	участок №19	0,0779	V
участок №8	0,0635	III	участок №20	0,0579	II
участок №9	0,0645	III	участок №21	0,0571	II
участок №10	0,0647	III	участок №22	0,0613	III
участок №11	0,0587	II	участок №23	0,0706	V
участок №12	0,0786	V	участок №24	0,0610	III

0,0779

— 0,0668 0,0608

0,0674

। 0,069

0,0671

■ 0,0722

^— 0,0786

0,061 ^— 0,0706 ■ 0,0613 0,0571

0,0579

Рис. 3. Величина интегрального показателя стабильности развития (средняя частота ассиметрич-ного проявления) в выборках березы бородавчатой (Betula verrucosa) (составлено авторами)

0 0587

0,0647 0,0645

0,0635

0 0621

Вдоль дорог показатель варьирует от 2 до 5 баллов, т.е. характеризует средний уровень отклонения от нормы, а местами достигает критического состояния. В районах жилой застройки (по ул. Коваленко и по ул. Веселовского) состояние среды оценивается как условно нормальное.

Выводы: величина асимметрии листьев березы достаточна высокая, что свидетельствует о нарушении стабильности развития организма в результате воздействия внешних факторов. Наши результаты достаточно тесно коррелируют с данными Государственных докладов о состоянии и об охране окружающей среды в Республике Мордовия за последние три года, где сказано, что уровень загрязнения воздуха на территории г. Саранска высокий и оценивается значением ИЗА₅ – 8,3 (рассчитан по пяти приоритетным веществам: формальдегид, бенз(а)пирен, диоксид азота, оксид углерода, взвешенные вещества) [1].