Влияние антропогенной загрязненности урболандшафта на морфометрические характеристики подорожника большого (Plantago major L.)

Автор: Кириенко Н.Н., Коротченко И.С.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Статья в выпуске: 10, 2014 года.

Бесплатный доступ

Показана пластичность ведущих морфометрических параметров вегетативных и генеративных побегов Plantagomajor L. в зависимости от антропогенных нагрузок. Выявлено, что в районе с наименьшей автотранспортной нагрузкой оптимальные условия для произрастания, растения испытывают меньшее давление среды, то есть имеют наиболее крупные и многочисленные листовые пластинки. Также наблюдается превосходство по длине генеративных побегов и количеству цветков на одном генеративном побеге.

Урболандшафт, морфометрические характеристики, подорожник большой (plantagomajor l.), биомониторинг, автотранспорт

Короткий адрес: https://sciup.org/14083347

IDR: 14083347

Текст научной статьи Влияние антропогенной загрязненности урболандшафта на морфометрические характеристики подорожника большого (Plantago major L.)

Техногенное загрязнение территории города Красноярска ежегодно обостряется, происходит деградация естественных экосистем и снижение видового разнообразия растений [3]. Создание эффективных программ регулирования качества природной среды и управления природой прежде всего требует адекватной оценки ее наблюдаемого состояния и прогнозов изменений этого состояния. Получение такой информации и является задачей системы мониторинга загрязнения природной среды, т.е. системы наблюдений, оценки и прогноза состояния объектов природной среды (атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв и др.), испытывающих воздействие антропогенных загрязнений [2].

Поскольку одним из перспективных направлений экологического мониторинга городской среды является метод биомониторинга, и в частности фитоиндикация, изучались биомофологические особенности подорожника большого (Plantago major L.) – широко распространенного на территории Красноярска травянистого рудерального растения.

Цель исследования. Изучить морфометрические характеристики подорожника большого, произрастающего на территории г. Красноярска, характеризующейся разной степенью автотранспортной нагрузки.

Материал для исследований (популяционные сборы (Plantago major. L)) был собран с 20 по 25 августа 2013 года. Образцы растительного сырья отбирались в двух районах г. Красноярска, характеризующихся разной степенью антропогенного загрязнения. Первый район – пр. Свободный – зона интенсивного автотранспортного движения (I), второй – микрорайон Ветлужанка, ул. Е. Стасовой (II). Определение загруженности улиц автотранспортом проводилось согласно известной методике [5, 6].

На каждом участке в 5 м от дороги отбиралось по 25 вегетирующих (не формирующих генеративные структуры) и 25 генеративных особей подорожника. У каждого растения были измерены следующие признаки: длина и ширина листовой пластинки, длина черешка листа, общее число живых листьев, общее число усохших листьев, общее число генеративных побегов, длина генеративного побега (колос и черешок), длина колоса.

В дальнейшем растения разделялись на фракции (отдельно на листовые пластинки, черешки листовых пластинок, генеративные побеги) и взвешивались на электронных весах. Камеральные исследования проводились на базе научной лаборатории кафедры экологии и естествознания ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет».

Статистическая обработка эмпирического материала осуществлялась с помощью метода вариационной статистики на персональном компьютере с использованием программы Microsoft Excel (2007).

Были получены следующие результаты . Количество проезжающего автотранспорта по проспекту Свободный в среднем составляет 1577 единиц в час (табл.1). Интенсивность движения по улице Е. Стасовой меньше в 10 раз, всего 152 единицы.

Интенсивность движения автотранспорта за 1 час, шт.

Таблица 1

Район исследований	Всего	Легковые	Грузовые	Дизельные	Автобусы
I	1577	1330	68	25	154
II	152	115	26	7	4

Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей оценивалось по концентрации окиси углерода в мг/м3 по методике А.Л. Шаповалова (1990). В соответствии с расчетными данными выбросы автотранспортом окиси углерода в районе проспекта Свободный в 4,4 раза выше, чем в микрорайоне Ветлужанка (табл.2). В целом превышение ПДК по данному показателю в первом районе исследований составляет в 9,5 раза, а во втором – в 2 раза.

Содержание оксида углерода в выбросах автотранспорта, мг/м3

Таблица 2

Район исследований	Всего	Легковые автомобили	Грузовые автомобили	Дизельные автомобили	Автобусы
I	47,82	40,1	2,07	1,8	3,85
II	10,95	4,98	2,3	1,83	1,84

В ходе исследования было установлено, что растения вегетирующего подорожника большого со второй пробной площади (микрорайон Ветлужанка ) имеют существенные отличия по измеряемым параметрам от растений, собранных в районе пр. Свободный (табл. 3). Так, средние значения длины и ширины листовой пластинки Plantago maior, произрастающего на территории Ветлужанки, составляют 7,0 и 4,7 см. Данные показатели у растений, собранных в зоне интенсивного автотранспортного движения (I), были меньше соответственно на 2,6 и 2,1 см, или в 1,6 и 1,8 раза (Р<0,01). У генеративных растений, произрастающих в разных районах города, разница по длине и ширине листовой пластинки также наблюдалась, но была менее выражена.

Морфометрические характеристики Plantago maior

Таблица 3

Признак		Район исследований
		I		II
		Вегетирующее растение, n=25	Генеративное растение, n=25	Вегетирующее растение, n=25	Генеративное растение, n=25
1	2	3	4	5	6
Длина листовой пластинки, см	x±m x	4,4±0,11	6,9±0,23	7,0±0,23	8,3±0,23
	Lim	3,3-5,7	4,4-8,9	4,8-8,1	5,1-9,9
	Cv, %	16,2	19,2	18,1	17,5

Окончание табл. 3

1	2	3	4	5	6
Ширина листовой пластинки, см	x±m x	2,6±0,14	4,7±0,16	4,7±0,18	5,9±0,13
	Lim	1,8-3,6	2,5-7,1	2,8-6,6	3,5-8,1
	Cv, %	12,5	13,9	16,5	16,6
Длина черешка листа, см	x±m x	3,1±0,21	4,2±0,19	4,4±0,27	7,2±0,42
	Lim	1,8-5,2	2,4-6,3	2,7-6,2	5,3-9,2
	Cv, %	17,2	16,8	15,4	19,1
Общее число живых листьев, шт.	x±m x	5,7±0,32	8,3±0,45	8,5±0,67	8,6±0,35
	Lim	4-8	6-10	6-10	6-10
	Cv, %	21,9	17,1	19,3	15,7
Общее число усохших листьев, шт.	x±m x	0,4±0,09	0,5±0,11	0,9±0,21	1,1±0,25
	Lim	0-2	0-2	0-2	0-3
	Cv, %	23,2	14,1	25,2	14,7
Общее число генеративных побегов, шт.	x±m x	-	4,1±0,31	-	3,9±0,48
	Lim	-	2,0-7,0	-	2,0-7,0
	Cv, %	-	13,5	-	17,5
Длина генеративного побега, см	x±m x	-	22,3±1,47	-	45,3±1,8
	Lim	-	16,6-29,1	-	25,6-59,1
	Cv, %	-	11,5	-	17,1
Длина колоса, см	x±m x	-	11,3±0,81	-	20,9±1,25
	Lim	-	7,7-18,6	-	13,6-28,3
	Cv, %	-	14,4	-	15,2
Масса листьев, г	x±m x	0,3±0,05	1,0±0,12	1,1±0,17	2,4±0,26
	Lim	0,1-0,5	0,7-1,8	0,6-2,3	1,7-3,8
	Cv, %	11,3	17,7	16,4	17,2
Масса черешков, г	x±m x	0,1±0,01	0,3±0,07	0,3±0,02	0,9±0,11
	Lim	0,1-0,2	0,1-0,6	0,1-0,6	0,4-1,6
	Cv, %	18,2	17,2	20,4	14,8
Масса генеративных побегов, г	x±m x	-	0,9±0,13	-	2,1±0,17
	Lim	-	0,3-1,9	-	0,9-2,9
	Cv, %	-	17,5	-	20,3
Количество цветков, шт.	x±m x	-	38,3±3,56	-	47,9±2,31
	Lim	-	26-61	-	38-59
	Cv, %		14,1	-	13,6

При определении воздушно-сухой массы растений были выявлены следующие значения: для вегетативных растений с пр. Свободный масса листьев и масса черешков составляет в среднем 0,3±0,05, 0,1±0,01 г. Растения, произрастающие на территории Ветлужанки, характеризовались более высокой массой листьев. Они превосходили по данному показателю растения с пр. Свободный в 3,7 и 3 раза соответственно. Это можно объяснить тем, что особи вегетирующего подорожника большого, собранные в микрорайоне Ветлу-жанка, кроме более крупных листьев, еще и превосходили растения вегетирующего подорожника с первой пробной площади и по количеству листьев. Подобные результаты получены и при сравнении генеративных особей.

При практически одинаковом количестве генеративных побегов растения микрорайона Ветлужанка достоверно превосходили популяцию подорожника большого по длине генеративных побегов (более чем в 2 раза). Кроме того, у них наблюдается преимущество и по длине колоса с соцветиями. Разница по этому показателю с растениями с пр. Свободный достигала 1,8 раза.

Так как колос с соцветиями был длиннее у растений со второй площадки, то это обусловило и наибольшее количество соцветий у растений этой группы – 47,9±2,31 шт., что на 20,0 % больше, чем у растений с пр. Свободный.

Таким образом, вегетирующие и генеративные особи подорожника большого в микрорайоне Ветлужанка по сравнению с растениями, произрастающими у пр. Свободный, имеют наиболее крупные и многочисленные листовые пластинки. Также наблюдается превосходство по длине генеративных побегов и количеству цветков на одном генеративном побеге (колосе). По-видимому, эти отличия связаны с тем, что в микрорайоне наиболее оптимальные условия для произрастания, и растения испытывают меньшее давление среды.

Статья научная