Степень загрязненности районов произрастания betula pendula по данным показателей стабильности развития (на примере различных регионов России)

Негативные факторы городской среды оказывают изменения на параметры листовой пластинки: длина жилок, угол между жилками и форма листовой пластинки. Для того, чтобы судить о негативном влиянии на организм, необходимо сравнить с другими регионами показатели изменчивости листовой пластинки у растений из разных зон города (условно грязных и чистых). Объектом исследования стала береза повислая (бородавчатая) Betula pendula Roth, произрастающая на территории города Тольятти. Предмет исследования — морфофизиологическое состояние листовой пластинки Betula pendula. Цель работы — выявить особенности устойчивости Betula pendula к антропогенной нагрузке городской среды. Исследования проводились на 5 пробных площадках (ПП) трехкратно за сезон: 1 — Узюковский бор в 25000 м от черты города, в 500-600 метров от дороги (контроль); 2 — пригородный лес 200-300 метров от дороги; 3 — Парк Победы на расстоянии 100 метров от дороги; 4 — вдоль улицы Баныкина на расстоянии 40-50 метров от дороги; 5 — вдоль улицы Коммунальной Промышленной зоны города на расстоянии 40-50 метров от дороги. Возраст исследуемых растений в черте города примерно одинаков (40-50 лет), пробы взяты на одной высоте от поверхности земли. Изучался морфофизиологический признак стабильности развития — величина флуктуирующей асимметрии ФА листовой пластинки. Измерение ФА листовых пластинок проводилось по методу, рекомендуемому Центром экологической политики России (Захаров, 2000; Зотова, 2009). Для оценки отклонений состояния организма по величине ФА использовалась нормативная 5-балльная шкала, разработанная для Betula pendula в европейской части России (Захаров, 2000; Зотова, 2009). Статистическая и математическая обработка, представление данных в табличном и графическом виде осуществлена общепринятыми методиками (Удольская, 2004; Василевич, 1969) с использованием различных компьютерных программ (Microsoft Excel 2010, Statsoft Statistica 6.0, Microsoft Office Word 2007, Adobe Photoshop CS5, Paint.NET, DoubleGIS 2011, GoogleMaps, YandexMaps и др.).

Изучение изменчивости листовых пластинок показало, что в течение летнего периода (июнь-август) в разные годы наблюдения отмечено значительное варьирование исследуемого параметра листовых пластинок у особей. Так при измерении показателя у особей из магистральных участков и промышленной зоны (ПП3,ПП4,ПП5) были отмечены максимальные значения изучаемого параметра. Для контрольной и лесной зоны ПП1,ПП2 характерны минимальные показатели (табл.1, рис.1).

Таким образом, изучение ФА листовой пластинки Betula pendula из контрольного участка и пробных площадок дает количественную характеристику изменений, возникающих под влиянием загрязнения окружающей среды города. Увеличение параметров листовых пластинок древесных растений из магистральных участков и промышленной зоны города, связано с особенностью экологических условий произрастания и адаптации к ним вида.

Примечание: ПП № 1 — Узюковский бор (контроль); ПП № 2 — Лес пригородный; ПП № 3 — Парк Победы; ПП № 4 — Улица Баныкина; ПП № 5 — Промышленная зона

По имеющимся в литературе данным, был проведен анализ распределения показателей стабильности развития Betulapendula по вычисленному среднему значению ФА позволил разбить некоторые участки территории РФ на три группы: сильное, среднее и слабое загрязнение (табл.2, рис.2).

К первой группе (сильное загрязнение) относится г. Москва (Московская область), где среднее значение ФА составляет 0,069. Полученные данные указывают о сильном негативном воздействии на Betulapendula, вызываемое антропогенной нагрузкой (автотранспорт, промышленность и т.д.) [6]. Ко второй группе (среднее загрязнение) относятся г. Тольятти (Самарская область), г. Самара (Самарская область), г. Агрыз (Татарстан), г. Ижевск (Удмуртская республика), г. Воткинс (Удмуртская республика) и г. Кисловодск (Ставропольский край) [1,3,11,10,12,5]. Среднее значение ФА — 0,055. Данная группа характеризует территорию, подвергающуюся средней антропогенной нагрузке.

Здесь отмечаются значимые изменения в жизненном состоянии Betulapendula. Третья группа (слабое загрязнение) — г. Нижний Новгород (Нижегородская область), г. Киров (Кировская область), г. Уфа (Башкортостан), Усть-Коксинский район и г. Братск (Иркутская область) [2,8,4,9,7]. Среднее значение ФА — 0,045. Незначительные нарушения гомеостаза развития Betulapendula указывают на относительно благоприятную обстановку.

Стоит отметить, что жизненное состояние Betulapendula в различных регионах неоднозначно. Определенные территории характеризуются неблагоприятными условиями произрастания Betulapendula, в других условиях лучше. Показатель ФА считается неспецифическим показателем суммарного негативного воздействия на организм и может варьироваться у растений, произрастающих на антропогенно ненарушенных территориях. Незначительное повышение ФА может указывать угнетенность Betulapendula другими видами. Исследователи отмечают, что отклонения в развитии органов древесных растений обусловлены влиянием климатических факторов [10-12]. Изменения морфогенетических показателей произошли вероятно под действием не только антропогенных факторов, но и воздействием аномальной жары 2010 г (высокие температуры, отсутствие дождей в летний период).

Выводы

1. У особей Betula pendula произрастающих в лесостепных условиях Среднего Поволжья отмечаются значительные отклонения от нормы в стабильности развития;
2. Полученные данные по показателю стабильности развития Betulapendula полученные в г. Тольятти (Самарская область) не противоречат и укладываются в критерии для других регионов;
3. На основании результатов анализа распределения показателей стабильности развития Betulapendula по вычисленному среднему значению ФА были разделены некоторые участки территории РФ на три группы: сильное (г. Москва), среднее (г.Тольятти, г.Самара, г.Агрыз, г.Ижевск, г.Воткинс, г.Кисловодск) и слабое (г.Нижний Новгород, г.Киров, г.Уфа, г.Братск и Усть-Коксинский район) загрязнение.