Биоиндикация состояния городской среды с использованием морфометрических признаков сосны обыкновенной

БИОИНДИКАЦИЯ СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ

СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

Новокузнецк занимает лидирующее положение среди городов Кузбасса по степени загрязнения атмосферного воздуха – более трети из общеобластного фонда воздушных поллютантов приходится на его долю. Ведущий фактор в формировании неблагополучия окружающей среды Новокузнецка – атмосферный воздух (Суржиков, 2007). Основными поллютантами города являются диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода, фтористый водород, бензол, сажа, формальдегид, бенз(а)пирен и др. Содержание некоторых из этих загрязнителей превышает максимально разовую ПДК в воздухе города в шесть раз.

Фитоиндикация в последнее время становится все более актуальной и востребованной. Городская среда – источник обширного комплекса разнообразных веществ. Растение, особенно древесное, испытывающее антропогенный прессинг в течение долгих лет, реагирует на всю совокупность компонентов техногенной среды, в отличие от узкоспециализированных химических методов и физических приборов анализа. При этом чувствительность отдельных видов чрезвычайно высока – они способны реагировать даже на фоновое загрязнение.

Сосна обыкновенная многими учеными отнесена именно к таким чувствительным фитоиндикаторам состояния городской среды. Сравнительно новым в ряду подробно описанных и хорошо изученных признаков, характеризующих экологическую обстановку места произрастания по состоянию сосен (содержание фотосинтетических пигментов, химический состав хвои, ее морфометрические и анатомические показатели, интенсивность процессов дыхания, фотосинтеза и т.д.) является показатель флуктуирующей асимметрии. Для характеристики сосны обыкновенной метод был впервые применен относительно недавно – в 1999 году (Василевская, Тумарова, 2005).

Флуктуирующая асимметрия характеризует степень изменения нормального развития организма под действием того или иного стрессового фактора или их совокупностей. В результате этого стабильность онтогенеза нарушается, что выражается в уменьшении степени симметрии главнейших ассимиляционных органов – листьев.

Лист у сосны представлен  в виде хвои, развивающейся попарно  на укороченном побеге. В норме каждая пара хвоинок должна обладать билатеральной симметрией. При неблагоприятных влияниях внешних факторов среды правильные соотношения могут нарушаться и тем значительнее, чем интенсивнее нагрузка. Индекс флуктуирующей асимметрии может служить мерой негативных влияний техногенеза на организм сосны, т.к. его величина возрастает при воздействии агрессивного стрессового фактора.

Были заложены пробные площадки в смешанных посадках сосны обыкновенной в жилых секторах Центрального, Куйбышевского и Заводского районов г. Новокузнецка. Также пробная площадь закладывалась в с. Славино Новокузнецкого района. Этот участок, благодаря удаленности от города (50 км), географическому положению и отсутствию промышленных предприятий на своей территории, принят за относительный контроль.

Материал для исследования забирался после полного завершения всех ростовых процессов в хвое; использовались объединенные пробы хвои первых трех лет жизни с побегов средней части кроны. Забор материала проводился в 2003-2006 гг. Для определения разницы в длине между хвоинками одной пары применяли окуляр-микрометр с бинокулярной лупой. Статистическую обработку результатов проводили с использованием программы Excel Microsoft 2003.

Полученные данные свидетельствуют о значительных различиях в морфометрических признаках изученных деревьев сосны.

Наибольшие показатели флуктуирующей асимметрии отмечаются на площадке в г. Новокузнецк – в среднем по трем районам величина ее составила 0,0175±0,0009. Минимальные значения данного показателя зарегистрированы у сосен с. Славино, в контрольной точке – 0,0102±0,0015. Таким образом, разница в показателях между двумя площадками составила более 170%. Значительной зависимости индекса флуктуирующей асимметрии от года исследования не отмечено, что может говорить об относительно стабильном уровне воздействия неблагоприятных факторов на изучаемые древесные организмы или о некоторой инертности ответной реакции последних.

Указанные изменения  свидетельствуют о сильном стрессовом влиянии аэротехногенной нагрузки на сосновые деревья, что приводит к нарушению стабильности развития ассимиляционных органов. Вместе с тем визуальные признаки повреждения хвои аэрополлютантами в целом незначительны, что подтверждает данные о высоком адаптивном потенциале сосны на данном этапе онтогенеза в условиях г. Новокузнецка (Баранник и др., 2005; Николайченко, 2006).

Список литературы

1. Баранник Л.П. Экологическое состояние лесов Кузбасса / Л.П. Баранник, В.П. Николайченко, А.Ф. Салагаев и др. – Кемерово: КРЭОО «Ирбис», 2005. – 136 с.
2. Василевская Н.В. Оценка стабильности развития популяций Pinus sylvestris L. в условиях аэротехногенного загрязнения (Мурманская область) / Н.В. Василевская, Ю.М. Тумарова // Биогеография Карелии. Труды Карельского научного центра РАН. – Вып. 7. – Петрозаводск, 2005. – С. 21-25.
3. Николайченко В.П. Формирование лесных экосистем на техногенных землях южного Кузбасса (на примере города Новокузнецка) // Автореф. … дисс. канд. с.-х. наук. – Барнаул, 2006. – 17 с.
4. Суржиков Д.В. Загрязнение окружающей среды промышленного центра металлургии как фактор риска для здоровья // Автореф. дисс. … докт. биол. наук. – Иркутск, 2007. – 43 с.

Ссылка: Чертова О.М. Биоиндикация состояния  городской среды с использованием морфометрических признаков сосны обыкновенной // Общие проблемы мониторинга природных экосистем: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. – Пенза, 2007. – С. 161-163.