Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Экологическое значение непостоянных компонентов атмосферы



В составе атмосферы помимо постоянных компонентов имеются и не постоянные, переменные части. Сюда входят, прежде всего, дымовые или промышленные газы. Основным источником дымовых газов является сжигаемый в топках каменный уголь и другие топлива. Особенно опасны именно газообразные ингредиенты промышленных дымов: SO2, F, Hf, хлориды, NO2. многие из них вызывают у растений ожоги, а при высоких концентрациях – их гибель. Под воздействием вредных газов нарушаются важнейшие физиологические функции и биохимические процессы, в результате чего ослабляются рост и развитие, понижается жизнеспособность, падает продуктивность. Дымы и газы в значительной степени меняет и климатическую обстановку. Около промышленных предприятий, как правило, влажность воздуха и освещенность ниже нормы, а температура выше, чем в местностях, где задымление отсутствует или выражено слабо. Не менее важную роль играют и твердые компоненты отходов, например, пыль и сажа.

В подстилке и в нижележащих горизонтах почвы лесных насаждений, примыкающих к промышленным предприятиям, обычно наблюдаются понижение биохимической и микробиологической активности, увеличение кислотности, уменьшение поглощенных оснований и степени насыщенности основаниями. Повышение кислотности почвы связано с образованием в ней серной кислоты за счет абсорбируемого сернистого газа. Промышленные газы – это специфический антропогенный фактор, исторически непродолжительно действующий. Поэтому растения еще не успели выработать особых приспособлений к этому фактору, и их газоустойчивость должна базироваться только на тех свойствах, которыми они располагают в естественной среде, т.е. имеют определенную «преадаптированность».

Листья и хвоя обычно покрыты кутикулой, которая не растворяется даже при действии на нее серной кислоты. Таким образом, основная масса вредных газов поступает в лист через устьица, но возможно попадание их в растения и через чечевички. Сразу же после проникновения в лист вредные ингредиенты входят в контакт с губчатой паренхимой мезофилла. В межклетниках идет накопление вредных веществ, которые в результате диффузии через плазмолемму поглощаются клеточным соком, т.е. попадает в протопласт клетки.

Под действием значительных концентраций вредных газов, особенно двуокиси серы и фтора, клетки мезофилла сплющиваются, их стенки спадают, pH клеточного сока снижается, нарушается углеводно-азотистый режим, сама клетка деформируется, хлоропласты и хлорофилл разрушаются – все это в мезофилле происходит довольно быстро. Сосудистая ткань повреждается несколько меньше, а одревесневшие, лигнифицированные клетки почти не меняются. Поэтому ксилема повреждается обычно мало, но флоэма – нежная «живая» ткань – повреждается довольно сильно. Кроме того, газы подавляют движение протоплазмы и растяжение клеток. Отмечено также нарушение регуляторной деятельности замыкающих клеток устьиц.

Даже невысокие концентрации промышленных газов влияют на физиологические функции, снижая, например, интенсивность транспирации почти в 1,5-2 раза. У деревьев в верхней части кроны транспирация падает быстро, верхушки побегов подсыхают. Дневной ход транспирации у поврежденных деревьев становится более изменчивым, что связано с нарушением регуляторной деятельности устьиц. Дымовые газы угнетают фотосинтез, причем у сосны, например, он снижается более чем в 2 раза. Значительное повышение концентрации вредных веществ в клеточном соке может вызвать «острую реакцию» – некрозы участков листа. Но длительное воздействие более низких концентраций вызывает хронические повреждения. Токсичность SO2 сильно варьирует в зависимости от температуры и светового режима. Максимальные повреждения проявляются в полуденное время при наибольшей освещенности и высокой температуре, а минимальные – ночью; при затенении газовые повреждения слабее, чем на открытом месте, газочувствительность листьев снижается с усилением их ксероморфности.

Все эти отрицательные процессы, конечно, влияют на рост и развитие. Но угнетение роста и развития зависит от чувствительности породы: из хвойных пород сильнее всего подавляется рост у лиственницы (в охвоенном состоянии), несколько меньше у ели, а из лиственных сильнее у осины. Наконец, воздействие дымовых газов неблагоприятно складывается и на развитии корневой системы: сильно снижается общая масса корней, а физиологически активных корней становится в 2-4 раза меньше, чем у неповрежденных растений. Однако одно и то же вещество у разных видов может вызвать неодинаковые эффекты, и наоборот, сходные повреждения могут быть вызваны различными веществами.

При изучении действия вредных газов (например, сернистого) на древесные породы необходимо различать чувствительность к ним и устойчивость: это понятия разные. Так, многие исследователи, например, считают ель весьма чувствительной к сернистому газу породой. Но некоторые эксперименты показали, что сосна еще более чувствительна к SO2 ( поскольку у ее хвои слабо развита кутикула), но одновременно она обладает высокой устойчивостью благодаря своей биологической особенности – ежегодному сбрасыванию хвои (т.е. « выключению» воспринимающего газы аппарата – устьиц); эта особенность позволяет лиственнице сохранять жизнеспособность (поэтому она неплохо растет в городских насаждениях). Липа и клен обладают более низкой чувствительностью и повышенной устойчивостью к двуокиси серы.

Практики – озеленители обычно считают, что породы, которые чувствительны к газам, наименее устойчивы к ним, а газоустойчивые породы нечувствительны. На самом деле надо различать газочувствительность, т.е. скорость и степень проявления у растения патологической реакции при воздействии газа, и газоустойчивость, т.е. способность растения в условиях загрязненной атмосферы сохранять свою жизнеспособность без снижения роста и размножения в силу определенных физиологических и биологических особенностей.

В настоящее время выделяют разные формы газоустойчивости растений: 1) анатомическую (связанную с особенностями строения растений, препятствующими проникновению газов); 2) физиологическую, основанную на особенностях интенсивности взаимодействия внутренних тканей с окружающим воздухом; 3) биохимическую, исключающую повреждение ферментативных систем и обмена веществ; 4) габитуальную, уменьшающую возможности контакта листьев и цветков с токсичными газами (высота надземных частей, ветвление кроны, образование сланцевых или подушковидных форм и т.д.); 5) феноритмическую, выделяемую по признаку несовпадения во времени воздействия газа и критических периодов вегетации (например, ранневесенних); 6) анабиотическую, связанную с состоянием покоя растений зимой или в летний засушливый период; 7) регенерационную, обусловленную способностью побегов к повторному облиствению, развитию новых побегов; 8) популяционную, зависящую от полиморфизма возрастных состояний популяций; 9) фитоценотическую, приобретающую значения в связи с вертикальной и горизонтальной неоднородностью фитоценоза, препятствующей проникновению газов.

Теоретические основы газоустойчивости были разработаны Н.А.Красинским в виде теории фотоокисления. Согласно этой теории двуокись серы и другие токсические газы, попадая внутрь листа, нарушают, выключают фотосинтез. При этом на свету нарушается фотоокисление белков, аминокислот и других веществ, что приводит к их нарушению и последующему отмиранию клеток. Газоустойчивость связана и с систематическим положением растений. Представители разных семейств повреждаются газами по-разному, но в пределах одного семейства имеются значительные колебания по устойчивости отдельных родов и видов. Лес является наиболее эффективным «средством» очищения атмосферы от газов. Но, задерживая газы и пыль, деревья и кустарники леса сами подвергаются вредному влиянию газов в зависимости от своей устойчивости, а также от других экологических факторов. При всех равных условиях (структура леса, метеорологические факторы и т. д. ) наиболее эффективными в очистке воздуха от вредных примесей являются чистые лиственные насаждения, за ними идут смешанные хвойно-лиственные и затем- хвойные.

В последние годы одной из важных задач экологии является создание систем санитарно-защитных лесных полос для локализации и нейтрализайии токсичных промышленных газов. Учитывая различную степень газоустойчивости, был предложен список древесных пород для озеленения, в пределах разных зон и степеней поражения: 1) для зоны сильного поражения , т.е. в радиусе до 500 м от источника вредных газов, – тополь канадский, тополь бальзамический, липа мелколистная, клен яснелиствный, бузина, жимолости; 2) для зоны умеренного поражения, т.е. 500-2000 м от источника газов, – береза пушистая, вяз, клен остролистный, клен татарский, ива козья, рябина, черемуха, акация желтая, лещина, бересклет плюс предыдущие породы; 3) для зоны слабого поражения, т.е. от 2000 до 4000 м от источника вредных газов, – дуб, лиственница, ель, сосна плюс предыдущие породы. Этот список до некоторой степени характеризует устойчивость перечисленных пород. Чувствительность некоторых древесных пород и кустарников к острому воздействию загрязняющих атмосферу веществ можно представить таблицей (табл.1) [2].

 

Таблица 1.

Чувствительность некоторых видов к острому воздействию основных, загрязняющих атмосферу, веществ [2].

Вещество Очень чувствительны Чувствительны Устойчивы
SO2   S Picea ables Pinus sylvestris Larix decidua Pinus strobus Pices pungens Tillia spp. Sorbus aucuparia Fraxinus excelsior Popules spp. Fagus sylvatica Thuja spp. Juniperus spp. Quercus spp. Acer negundo Sambucus nigrs
HF Larix decidua Picea abies Pinus sylvestris Junglans regia Picea pungens Pinus nigra Carpunus betulus Alnus incana Tilia cordata Rubus ideus Euonymus europeae Quercus robur Sambucus racemosa Rosa rugosa
HCl Pecia abies Carpinus betulus Betula pendula Alnes spp. Larix decidua Pinus sylvestris Juniperus communis Quercus robur Fagus sylvatica Acer platanoides Pices punges Pinus nigra Populus tremula Robinia pseudoacacia
NH3 Pinus strobus Carpinus betulus Juglans regia Aesculus hyppocastanum Larix decidua Picea abies Pinus sylvestris Fagus sylvatica Acer pseudoplanus Pinus nigra Quercus robur Robinia pseudoacacia Acer spp.

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.