Состояние хвойных в городской среде (на примере города Дубна Московской области)

О.А. Савватеева, М.Г. Мокрушина |

Состояние хвойных в городской среде IЦ (на примере города Дубна I *

Московской области) I

^

о и

Данная работа отражает результаты исследования состояния деревьев сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. на территории г. Дубна Московской области. Проанализированы морфометрические характеристики хвои: длина, ширина, площади поверхности. Показана зависимость величины показателей от антропогенной нагрузки. Выделены основные воздействующие объекты.

Ключевые слова: сосна обыкновенная Pinus sylvestris L., морфометрические характеристики хвои, биомониторинг, антропогенная нагрузка, хвойные в городской среде.

С каждым годом в городах увеличивается количество автомобилей, промышленных предприятий и иных техногенных объектов. С этим связано увеличение объемов выбросов различных загрязнителей, например, таких, как окись углерода, двуокись серы, окислы азота и других опасных веществ. Попадая в атмосферу, а затем и в ткани растений, они неизбежно начинают оказывать влияние на их физиолого-биологические процессы. Вокруг крупных промышленных районов среди функциональных нарушений растений часто упоминают резкое подавление деятельности ферментных систем, интенсивности фотосинтеза, повышения транспирации, усыхание и опадение листьев и хвои, повреждение почек и т. д. Подобные изменения могут привести к гибели отдельных растений или исчезновению вида из загрязненного района [5]. Различные исследователи наблюдали видимые изменения в фотосинтетических структурах: набухание и разрушение хлоропластов, утолщение и изменение формы тилакоидов, снижение содержания хлорофилла, другие биохимические изменения [3]. Морфологические характеристики растений, произрастающих в естественных и антропогенно измененных условиях, также различны. Эти утверждения касаются лиственных и хвойных пород деревьев, кустарников, травянистых растений.

В г. Дубна Московской области в летний период 2012 г. проведено исследование состояния хвойных пород городской территории, а именно сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) по наличию повреждений хвои (некрозы и усыхания) и морфологическим характеристикам: длине, ширине, полусферической и сферической поверхности хвои.

Город Дубна расположен в одной из самых экологически чистых зон | о. Подмосковья. Численность населения составляет около 70 тыс. чело-I- || век. Город расположен в самой северной точке Московской области в 2 £ Талдомском районе на берегу р. Волга в 128 км от Москвы. Более полови-¡5 ны территории города занимают леса, пойменные луга, водные объекты, | промышленность развита не слишком сильно, основное негативное воз-| действие на состояние окружающей среды оказывает автотранспорт. § По методике выбирались сосны высотой 1-1,5 м на открытой местно-

о сти с 8-15 боковыми побегами. Очень важен при выборе деревьев показатель вытоптанности участка произрастания сосны, который оценивается баллами от 1 до 4: 1 - вытаптывания нет; 2 - вытоптаны тропы; 3 - нет ни травы, ни кустарников; 4 - осталось немного травы вокруг деревьев. При вытоптанности территории, оцениваемой баллами 3 и 4, экспресс-оценка воздушного загрязнения невозможна. У каждого дерева осматривались хвоинки предыдущего года (вторые сверху мутовки). Если деревья очень большие, то обследование проводились на боковом побеге в четвертой сверху мутовке [2]. Всего собирались не менее 30 хвоинок (в нашем случае было отобрано 34-40 хвоинок) с 58 точек наблюдения.

Дальнейшая обработка данных заключалась в измерении длины и ширины хвоинок, подсчете хвоинок с пятнами, некрозами и усыханиями. По степени повреждения и усыхания хвои выделяют несколько классов: 1 - хвоинки без пятен; 2 - хвоинки с небольшим числом мелких пятен; 3 - хвоинки с большим числом черных и желтых пятен. Классы усыхания: 1 - на хвоинках нет сухих участков; 2 - на хвоинках усох кончик 2-5 мм; 3 - усохла 1/3 хвоинки; 4 - вся или большая часть хвоинки сухая [1].

Величины полусферической и общей поверхности хвои имеют огромное значение для фотосинтетической деятельности растений. Расчеты полусферической стороны хвои и общей поверхности хвои были проведены соответственно по формулам: ТАп = пЛ, ТАп = пЛ + (2г) L, где г - ^ ширины плоской части хвоинки, L - длина хвоинки [4].

Результаты

Длина хвоинок варьирует от 30 до 90 мм. Наибольшие длины встречаются в районах с пониженным уровнем антропогенного воздействия и озелененных участках города. На большей части территории города произрастает сосна, длина хвои которой находится в пределах нормы - от 60 мм, что говорит о благоприятном развитии растений. С повышением уровня антропогенного воздействия средняя длина хвои заметно снижается, достигая в некоторых точках исследования 42 мм. Участки снижения длины хвои встречаются в обоих районах города. Это Южная канава, тер-

ритория очистных сооружений, полигон твердых бытовых отходов (ТБО), „ s промышленная территория в Александровке. Отсюда можно сделать вы- б <5 вод о том, что загрязненность воздуха сказывается на физиологических | -с

Ощ

процессах растений и на их развитии в целом. § >-

По результатам исследования хвои сосны обыкновенной (Pinus £ sylvestris L.) ширина хвоинок составляет около 1 мм с небольшими вариа- | циями. Сосны с наибольшей шириной хвои (более 1 мм) произрастают на | территориях с минимальной антропогенной нагрузкой, большей частью и это лесные территории на юго-востоке. Наименьшая же ширина хвои (менее 1 мм) наблюдается на селитебных территориях, вблизи промышленных объектов и напряженных автомобильных дорог. Это подтверждает то, что растения остро реагируют на изменение состояния окружающей среды.

По результатам исследования хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) полусферическая поверхность хвои варьирует от 70 до 130 кв. мм, а сферическая поверхность хвои варьирует от 115 до 215 кв. мм. Распределение параметров сходно, равно как близко к распределению длины хвоинок, описанному выше.

Хвоя с наибольшими поверхностями наблюдается на территориях с наименьшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха (например, выезд из города на левом берегу) или озелененными участками (например, Институтская часть города). Снижение площади поверхности, как полусферической, так и общей, наблюдается в районах повышенной антропогенной нагрузки (промышленные объекты, Южная канава, автомобильные дороги).

По результатам исследования можно сделать ряд выводов.

По морфологическим характеристикам деревья сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающие на селитебных территориях, в непосредственной близости техногенных объектов (в первую очередь, около автодорог с интенсивным движением, полигонов ТБО, очистных сооружений), заметно отличаются от деревьев естественных участков или близких к ним по своим условиям (городские леса, озелененные территории).

Среди морфологических признаков сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) наиболее презентабельны длина хвои и сферическая поверхность хвои, которые достаточны для исследования.

Хвойные растения являются достаточно удобными биоиндикаторами. Это обусловлено высокой скоростью реагирования на изменение состояния окружающей среды. Помимо того, хвойные растения пригодны для использования в качестве биоиндикаторов круглогодично. Также это дает

возможность для проведения многолетних наблюдений за состоянием || | среды.

I- || Полученные данные могут быть положены в основу биомониторинга

¡2 £ территории г. Дубны.

£ и Си

I Библиографический список

о с

о

£ 1. Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. М., 2008.

| 2. Мелехова О.П., Егорова Е.И. Биологический контроль окружающей среды:

° биоиндикация и биотестирование. М., 2007.

3. Мэнинг УД., Федер У. Биомониторинг загрязнений атмосферы с помощью растений. Л., 1985.

4. Уткин А.И., Ермолаева Л.С., Уткина И.А. Площадь поверхности лесных растений: сущность, параметры, использование. М., 2008.

5. Юсуфов А.Г. Устойчивость растений к неблагоприятным условиям. М., 1986.