Содержание аскорбиновой кислоты информативный показатель мониторинга окружающей среды крупных промышленных центров (на примере г. Оренбурга)

Содержание аскорбиновой кислоты -информативный показатель мониторинга окружающей среды крупных промышленных центров

М.В. Рябухина, аспирантка, Оренбургский ГПУ

Создание экологически благоприятной среды в крупных городах — актуальная проблема. Одним из путей её решения является оптимизация внутригородских древесных насаждений, выполняющих средообразующие, средоулучшающие и средорегулирующие функции [1]. Для научно обоснованного обустройства зелёного хозяйства необходимы объективные представления не только о количестве и качестве существующих насаждений, но и информация об экологофизиологическом состоянии каждого вида, что

позволяет оценить роль растений в улучшении качества среды. К числу малоизученных относятся вопросы адаптации растений к условиям городской среды, без исследования которых вряд ли возможно проведение работ по экологической оптимизации города.

В качестве модели крупного промышленного центра выбран г. Оренбург с населением свыше 500 тыс. человек, развитой промышленностью, транспортной сетью и социальной инфраструктурой. Уровень загрязнения в г. Оренбурге соответствует среднестатистическим показателям городов России.

В пределах городской черты было заложено 5 модельных площадок: пр-т Парковый — пр-т Победы — ул. Маршала Г.К. Жукова — пр-т Дзержинского — п. Ростоши, отличающихся по уровню загрязнения атмосферы газовыми токсикантами.

Физиолого-биохимическая оценка состояния древесных растений выполнена на трёх видах основного ассортимента хвойных деревьев, которые представлены во всех изучаемых типах насаждений: ели колючей (Picea pungens Engelm), лиственницы Сукачёва (Larix sukaczewii Djil), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.).

На основании описаний пробных площадей проведён отбор учётных растений. Они представлены одновозрастными для каждого вида растениями (средневозрастное генеративное состояние — g2). Отбор проб хвои проводили со средней и нижней частей (исключая нижние ветви) кроны древесных растений южной экспозиции. Анализы провели дважды в течение вегетации — весенне-летний и летне-осенний периоды. Отбор растительных образцов проводили в утренние часы; отбирали ассимилирующую хвою на верхушечных вегетативных удлинённых годичных побегах. Содержание аскорбиновой кислоты (АК) в хвое определяли по ГОСТу 24556-89. Математическую обработку материала проводили с помощью статистического пакета Statistica 5,5, стандартной программы Microsoft Excel. Для интерпретации полученных результатов использовали дисперсионный анализ, корреляционный анализ (по коэффициенту Спирмена), графический метод построения таблиц, графиков, гистограмм.

В результате исследования в весенне-летний и летне-осенний сезоны года наблюдалось снижение содержания АК в хвое исследуемых растений, что свидетельствует о снижении активности окислительно-восстановительных процессов и согласуется с данными по ассимиляционной

осень

Рис. 1 - Содержание аскорбиновой кислоты (мгк/г) в хвое лиственницы Сукачёва

активности растений. Так, концентрация АК в хвое лиственницы Сукачёва в зависимости от района исследования изменялась до 15%, а в зависимости от сезона года — 12,32—13% (рис. 1). Схожая динамика установлена у других объектов исследования: в хвое первого года сосны обыкновенной в зависимости от точки отбора концентрация менялась до 10%, а относительно летних исследований в осенний период концентрация АК снижалась на 15,3%. Концентрация АК в хвое второго года сосны обыкновенной в зависимости от района отбора проб снижалась до 8—10%, а относительно летних исследований в осенний период уменьшалась на 16,5% (рис. 2—3). Содержание АК в хвое одно-двухлетней ели колючей меняется в зависимости от района исследования на 5—7%, а относительно летних исследований концентрация АК снижается на 17,3, 15,9% соответственно (рис. 4—5).

При возрастании степени техногенной нагрузки отмечен достоверный рост содержания аскорбиновой кислоты, что свидетельствует о её участии в механизмах адаптации растений к условиям урбанизированной среды. Так, например, содержание аскорбиновой кислоты в хвое лиственницы Сукачёва, произрастающей в различных экологических категориях зелёных насаждений, меняется в летний период от 380—400 мгк/г (санитарно-защитных зонах, магистралях) до 274—323 мгк/г (парках, скверах), а в осенний период — с 334—352 мгк/г до 241—284 мгк/г соответственно.

В городских условиях наибольшее содержание АК в весенне-летний и летне-осенний периоды отмечено в хвое первого года ели колючей (428 и 354 мгк/г соответственно), а наименьшее её содержание выявлено в хвое первого года сосны обыкновенной (177 и 148 мгк/г соответственно).

С возрастанием техногенной нагрузки исследуемые виды существенно увеличивают содержание аскорбиновой кислоты в хвое, что,

Рис. 2 - Содержание аскорбиновой кислоты

в хвое сосны обыкновенной

Рис. 3 - Содержание аскорбиновой кислоты

в хвое сосны обыкновенной

Рис. 5 - Содержание аскорбиновой кислоты

на наш взгляд, может обусловливать их устойчивость к загрязнению. Однако при этом для всех видов характерно снижение содержания АК в ассимиляционных органах в течение вегетационного периода, что согласуется с данными по фотосинтетической активности и, видимо, связано с накоплением поллютантов в хвое и расходованием аскорбиновой кислоты на их нейтрализацию [2, 3]. В целом, в условиях урбанизированной среды активность окислительновосстановительных процессов уменьшается в следующем ряду: ель колючая — лиственница Сукачёва — сосна обыкновенная.

Рис. 4 - Содержание аскорбиновой кислоты

Интересная динамика содержания аскорбиновой кислоты выявлена с ростом степени загрязнения воздушной среды. Так, на проспекте Парковом для исследованных видов отмечена наибольшая концентрация аскорбиновой кислоты (рис. 1—5).

Проведённые нами исследования влияния загрязнения атмосферы газовыми токсикантами на древесные породы города Оренбурга показали, что с нарастанием степени загрязнения воздушного бассейна происходят изменения на биохимическом уровне, что отражается на относительном жизненном состоянии древостоя.

Негативное влияние загрязнения воздушной среды на изученные виды древесных пород увеличивается в следующем ряду: п. Ростоши — пр. Дзержинского — ул. Маршала Г.К. Жукова — пр. Победы — пр. Парковый.

Мы полагаем целесообразным использовать накопление аскорбиновой кислоты в вегетативной части растений как тестовый показатель загрязнения воздушного бассейна города, а также как критерий оценки пригодности местообитания для произрастания данных видов растений.

Литература

1. Сергейчик С.А. Древесные растения и окружающая среда.

Минск: Ураджай, 1985. 111 с.

2. Физиолого-биохимические механизмы повреждения и

устойчивости растений. Новосибирск: Наука, 1981. 158 с.

3. Чупахина Г.Н. Система аскорбиновой кислоты растений.

Калининград: Калинингр. ун-т, 1997. 120 с.