Влияние загрязнения атмосферы на растения

Наземные органы растений обеспечивают организмы воздушным питанием, приводят эффективное улавливание и аккумулирование энергии солнечной радиации, обмен энергией и веществами со средой. Токсические газы и пары проникают в листья и другие органы растения по тем же путям, которые используются для обычного газообмена. Накопление в тканях токсических веществ или оседание на поверхности листьев, побегов и плодов выше определённого уровня нарушает функциональную деятельность и структуру, прежде всего, ассимиляционного аппарата.

Ранними симптомами происходящих в растениях нарушений, под влиянием содержащихся в воздухе вредных веществ являются изменения активности фотосинтеза, дыхания и транспирации, обнаруживаемые с помощью, чувствительных физиологических методов, а нарушение структуры и клеток – под световым или электронным микроскопом. Начальные изменения физиологической активности и структуры органов растений обычно неглубокие и исчезают при устранении вызвавшей причины – действующего газа или пыли [1].

Визуально различимые симптомы поражения листьев атмосферными токсикантами проявляется у разных видов по-разному, и зависят от концентрации, продолжительности действия и токсичности действующих веществ. В большинстве случаев они имеют вид верхушечного краевого хлороза или некроза листьев, сворачивания или гофрированности листовой пластинки, реже рассеянных по листовой пластинке некротических точек или пятен, общего потемнения, потери тургора и преждевременного опадения листьев.

Неоднозначная поражаемость растений токсическими газами и аэрозолями в сходных условиях отображает разную их газоустойчивость, пылеустойчивость и дымоустойчивость.

Реакция растения на загазованность зависит и от их состояния и фазы развития. Осенью, по мере завершения вегетации, они устойчивее, чем летом; зимой – выносливее, чем осенью.

В результате хронических и острых поражений снижается плотность облиственности крон деревьев вплоть до полной потери листьев всей или частью кроны со стороны источника газов. На таких деревьях резко сокращается прирост, формируются укороченные побеги или флагообразная крона [3].

Под действием значительных концентраций вредных газов, особенно двуокиси серы и фтора, клетки мезофилла сплющиваются, их стенки спадают, pH клеточного сока снижается, нарушается углеводно – азотный режим, сама клетка деформируется, хлоропласты и хлорофилл разрушаются – всё 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 [4].

Глава 2. Методика исследований

Сбор материала проводился с11 марта о15 марта 2013г. в Тюменской области, Нижнетавдинском районе, в окрестностях биостанции «Озеро Кучак».

Для сбора материала был выбран маршрутный метод. Были совершены две экскурсии в окрестностях биостанции.

Были срезаны побеги на высоте 1,5-2 метров у деревьев и кустарников для определения видового состава. Затем, используя определители древесных и кустарниковых пород в безлистном состоянии (Е.А. Дунаев 1999, Ю.В. Рычин 1971, Е.Т. Валягина-Малютина 2001), определяли видовой состав собранной коллекции.

Далее был проведен анализ полученных данных. Используя литературные данные (И.М. Культиасов 1982 (табл.1)), распределили собранные виды по газочувствительности и газоустойчивости.

Результаты приведены в главе 3.

Глава 3. Результаты и их обсуждение

Всего было собрано 43 вида. Используя данные Культиасова определенные виды были распределены на различные группы, в зависимости от их газочувствительности и зазоустойчивости. Данные приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Чувствительность древесных пород окрестностей биостанции "озеро Кучак" к острому воздействию загрязняющих атмосферу веществ

Наиболее чувствительными породами к загрязнению атмосферы серой и ее соединениями являются Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) и Береза бородавчатая (Betula pendula). Чувствительными к соединениям серы являются Липа сердцевидная(Tilia cordata), Рябина обыкновенная(Sorbus aucuparia), Тополь бальзамический(Populus balsamifera), Тополь дрожащий

(Populus tremula). Сосна обыкновенная и Береза бородавчатая так же очень чувствительны к загрязнению гафнием и соляной кислотой. Наиболее устойчивыми древесными породами к загазованности являются Тополь дрожащий и Клен ясенелистный.

В качестве биоиндикаторов чаще всего используются такие древесные растения, как Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) и Береза бородавчатая (Betula pendula).

Наиболее часто используемой методикой является методика Е.Г. Куликовой, основанная на визуальном распределении древесных растений по категориям жизненного состояния (табл. 3, табл.4).

Таблица 3.

Визуальное распределение древесных пород по категориям жизненного состояния

Таблица 4.

Категории жизненного состояния деревьев по Куликовой

Популярна методика Е.Г. Мозолевской, так же основанная на визуальном определении жизненного состояния деревьев. Далее определяется средний балл состояния деревьев одного вида по формуле:

где - коэффициент состояния отдельных видов деревьев,

- баллы состояния отдельных деревьев,

- общее число деревьев каждого балла состояния,

N – общее число учтенных деревьев каждого вида,

- сумма.

Коэффициент состояния древостоя в целом (К) определяется как среднее арифметическое средних баллов состояния различных видов деревьев на пробной площадке:

число видов деревьев

Береза бородавчатая (Betula pendula) является важным объектом биоиндикационных исследований. Наиболее чувствительным ее органом является зеленый лист, так как он очень подвержен действию токсических газов. Угнетение роста листьев находится в прямой зависимости от степени загазованности местообитания: чем выше загрязнение воздуха, тем меньше морфометрические параметры листа. Для того чтобы более наглядно продемонстрировать эту закономерность, необходимо не просто сравнить листья визуально, а определить и сравнить их площади и размеры. Уровень флуктуирующей ассиметрии чувствителен к действию химического загрязнения и возрастает при увеличении антропогенного прессинга. Повышение степени воздействия приводит к возрастанию изменчивости показателей и снижению стабильности [9].

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) является часто используемым биоиндикатором. У сосны наблюдаются хорошо заметные изменения морфологических признаков хвои. Для определения состояния дерева используют хвою последних двух лет жизни дерева. Определяют такие признаки как [8]:

· наличие хлорозов и некрозов;

· сближенность расположения хвои на побеге;

· длина хвои;

· толщина хвои;

Так же используется определение состояния сосны обыкновенной по генеративным побегам. Определяется длина шишки и ее диаметр.

Заключение:

· В ходе работы была собрана коллекция, включающая в себя 43 вида растений;

· В качестве биоиндикаторов чаще всего из них используется лишь два вида: Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) и Береза бородавчатая (Betula pendula), так как они наиболее чувствительны к загрязнению атмосферного воздуха

Список литературы

1. Майснер А.Д. «Жизнь растений в неблагоприятных условиях». Минск, «Вышэйная школа». 1981.

2. Культиасов И.М. «Экология растений». Москва, издательство Московского Университета. 1982.

3. Илькун Г.М. «Загрязнители атмосферы и растения». Киев, 1978.

4. Кулагин Ю.З. «Древесные растения и промышленная среда». Москва, Наука, 1974

5. Дунаев Е.А. «Деревянистые растения Подмосковья в осенне-зимний период: методы экологических исследований». Москва, МосгорСЮН. 1999.

6. Рычин Ю.В. «Древесно-кустарниковая флора». Москва, «Просвещение». 1971.

7. Валягина-Малютина Е.Т. «Деревья и кустарники зимой. Определитель древесных и кустарниковых пород по побегам и почкам в безлистном состоянии». Москва, издательство КМК. 2001.

8. http://neobionika.ru/ekolognapravlenie/147.html

9. http://xreferat.ru/112/588-2-ocenka-kachestva-sredy-goroda-orska-po-funkcional-noiy-asimmetrii-listovoiy-plastinki-berezy-povisloiy-betula-pendula.html

Поиск по сайту: