Все возрастающее антропогенное воздействие на окружающую

ОТЧЕТ
По договору № 23 от 25. 07.2002 г. на выполнение
научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ:
«Внедрение нового метода раннего предупреждения в систему
мониторинга зеленых насаждений»
(заключительный)
Москва 2003
От «Исполнителя»
Руководитель проекта
«
В.М.Захаров
» ________________ 2003 г.
1
РЕФЕРАТ
Отчет 62 с., 10 рис., 10 табл., 7 источников, 1 прил.
МОНИТОРИНГ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ, СТАБИЛЬНОСТЬ
РАЗВИТИЯ, ФЛУКТУИРУЮЩАЯ АСИММЕТРИЯ, АНТРОПОГЕННАЯ
НАГРУЗКА
Объектом исследования является стабильность развития березы
повислой (Betula pendula), липа мелколистной (Tilia cordata), тополя
бальзамического
(Populis
и
nigra)
каштана
конского
(Aesculus
hippocastanum), входящих в состав зеленых насаждений г. Москвы.
Цель работы - внедрение методики раннего предупреждения
нарушений состояния объектов зеленых насаждений Москвы.
В процессе работы проводилась оценка стабильности развития
березы повислой (Betula pendula), липа мелколистной (Tilia cordata),
тополя бальзамического (Populis nigra) и каштана конского (Aesculus
hippocastanum) по величине флуктуирующей асимметрии в нескольких
точках Москвы с разной степенью антропогенной нагрузки.
Показано, зависимость стабильности развития изучаемых видов
растений от степени антропогенной нагрузки на исследуемую территорию.
Разработан программный комплекс морфологического анализа листьев
березы повислой по оцифрованным изображениям.
Предлагаемая методика основана на оценке базовой характеристики
организмов – стабильности развития по величине флуктуирующей
асимметрии.
Предлагаемая методика может использоваться в качестве метода
раннего
предупреждения
нарушений
насаждений Москвы.
2
состояния
объектов
зеленых
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................... 4
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ........................................................................................... 9
1. Материалы и методы ................................................................................ 9
1.1.
Характеристика пунктов сбора......................................................... 9
1.2.
Объект исследования....................................................................... 11
1.3.
Материалы исследования................................................................ 12
1.4.
Методы исследования...................................................................... 16
2. Результаты и обсуждение....................................................................... 19
2.1.
Сравнение деревьев с разной степенью усыхания. ...................... 19
2.2.
Оценка стабильности развития в точках с разной степенью
антропогенной нагрузки. ........................................................................... 21
2.2.1.
Береза повислая (Betula pendula) ............................................. 21
2.2.2.
Липа мелколистная (Tilia cordata) ........................................... 24
2.2.3.
Тополь бальзамический (Populis nigra)................................... 26
2.2.4.
Каштан конский (Aesculum hippocastanum) ........................... 27
2.3.
Оценка стабильности развития на территориях, указанных в
общегородской программе «Мониторинг зеленых насаждений в
Москве» на 2002 г. ..................................................................................... 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................. 33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ....................................... 34
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 .............................................. Error! Bookmark not defined.
3
ВВЕДЕНИЕ
Все возрастающее антропогенное воздействие на окружающую
природную среду диктует необходимость контроля ее состояния,
обеспечения ее благоприятности для живых существ и человека.
Современная система биологической оценки качества среды должна
соответствовать следующим основным требованиям:
•
возможность оценки степени отклонения от оптимума;
•
общий характер используемых параметров, отражающих
наиболее важные черты функционирования биологических систем;
•
высокая
чувствительность,
позволяющая
выявлять
даже
начальные (еще обратимые) изменения в состоянии живых существ в ответ
на отклонения параметров среды;
•
универсальность,
позволяющая
выявлять
последствия
воздействия на различные виды живых существ в различных регионах и
типах экосистем;
•
возможность оценки ситуации в природе;
•
пригодность для широкого использования.
Одним из основных методов, применяемых для оценки состояния
экосистем г. Москвы является мониторинг зеленых насаждений, который
проводится на территории города с 1997 г. Целью этого мониторинга
является
получение
исходных
данных
для
многофакторного
корреляционного анализа состояния растений с учетом специфики
площадки и совокупности воздействующих факторов; создание банка
данных о состоянии зеленых насаждений в целом по городу с учетом
многообразия растительности, факторов воздействия, многовариантности
мер
по
сохранению
и
защите
зеленых
насаждений;
разработка
рекомендаций по подбору ассортимента древесных и кустарниковых пород
в зависимости от условий среды и видов негативного воздействия. В
4
рамках мониторинга исследуется биоразнообразие растений, определяется
возрастной состав.
Состояние растений оценивается по трем категориям исходя из
общепринятых 6-ти и 7-ми балльных шкал оценки лиственных и хвойных
видов. Отмечаются следующие состояния деревьев: здоровые (без
признаков ослабления), умеренно ослабленные, средне ослабленные,
сильно ослабленные, усыхающие и сухостой. По доле усыхающих и
сухостойных
деревьев
удовлетворительное
судят
или
о
состоянии
растений
неудовлетворительное).
(хорошее,
Кроме
этого
производится подробная морфометрическая характеристика, учитываются
физические повреждения.
Из вышеперечисленного, наиболее важными с точки зрения
характеристики
состояния
растений,
являются
показатели
степени
усыхания деревьев. Следует отметить, что использование этих показателей
возможно, когда влияние неблагоприятных факторов уже привело к
достаточно серьезным нарушениям состояния деревьев, и нарушения эти
имеют зачастую необратимый характер.
В то же время, существует острая необходимость в дополнительных
показателях для более тонкого контроля состояния растений – системы
раннего реагирования для обнаружения начальных стадий ухудшения
ситуации, когда при принятии соответствующих мер еще можно поправить
дело. Такой метод разработан и успешно применяется Центром «Здоровье
среды». В основе метода лежит концепция здоровья среды. Под здоровьем
среды в самом общем смысле понимается ее состояние (качество),
необходимое для обеспечения здоровья человека и других видов живых
существ. Концепция эта является одним из важнейших компонентов
Национальной стратегии сохранения биоразнообразия России.
Суть предлагаемого подхода, отвечающего этим требованиям,
состоит в оценке здоровья экосистемы путем интегрирования ответов на
вопрос о состоянии разных видов живых существ ее составляющих.
5
Особенностью подхода является то, что для оценки здоровья экосистем
используются не экосистемные и популяционные параметры, а показатели
состояния организмов разных видов.
Главной
мишенью
характеристика,
при
этом
обеспечивающая
является
гомеостаз
-
базовая
нормальное
состояние
организма.
Изменение гомеостаза является первой реакцией организма на любое
стрессирующее воздействие. Поэтому методы оценки здоровья среды,
основанные на характеристике гомеостаза организма, выступают как
система раннего предупреждения, позволяющая выявлять даже начальные
изменения в состоянии живых существ.
Нарушение
параметров
гомеостаза
выражается
функционирования
живых
в
изменении
существ.
различных
Сходство
ответов,
выявляемых для разных видов, обеспечивает надежную оценку изменения
здоровья экосистемы. Стрессирующие воздействия вызывают изменения
гомеостаза развития, которые могут быть оценены по нарушению
морфогенетических
процессов
(стабильности
развития).
Оценка
стабильности развития сводится к выявлению тех морфологических
особенностей, которые являются следствием нарушений развития.
Главным при морфогенетическом подходе является характеристика
стабильности развития, охватывающей процессы, которые снижают
фенотипическое
разнообразие,
происходящее
от
нарушений
в
индивидуальном развитии. Снижение эффективности гомеостаза приводит
к
появлению
отклонений
от
нормального
строения
различных
морфологических признаков, обусловленных нарушениями развития.
Последствия этих нарушений, в дополнение к обычно используемой для
этой
цели
частоте
существенных
морфологических
отклонений
(фенодевиантов), как явных аномалий, могут быть оценены по величине
показателей флуктуирующей асимметрии, как незначительных отклонений
от
совершенной
билатеральной
симметрии.
Уровень
таких
морфологических отклонений от нормы оказывается минимальным лишь
6
при
определенных
условиях,
которые
могут
рассматриваться
как
оптимальные, и неспецифично возрастает при любых стрессовых
воздействиях. Для оценки уровня стабильности развития по системе
морфологических признаков необходимо использовать интегральные
показатели. Основным интегральным показателем стабильности развития
является средняя частота асимметричного проявления на признак.
При получении данных по различным природным популяциям
возможна разработка балльной шкалы для оценки степени отклонения от
нормы. Базовые принципы для построения пятибалльной системы
следующие. Диапазон значения показателя, соответствующий условнонормальному, фоновому состоянию, принимается как первый балл.
Диапазон
значений,
соответствующий
критическому
состоянию
принимается за пятый балл. Весь диапазон значений между этими
пороговыми уровнями ранжируется в порядке возрастания значений.
Поскольку при этом суммируются данные по ряду независимых
признаков, мы получаем в действительности интегральную оценку
ситуации для сравнения различных территорий и видов. Эта система
представляет собой балльную оценку изменений состояния организма по
уровню стабильности развития.
Используемая нами система оценки состояния качества среды
базируется на анализе разных видов растений, но получаемые выводы
приложимы для характеристики благоприятности среды для человека
В 2000 году по заказу и финансовой поддержке Департамента
природопользования и охраны окружающей среды Правительства Москвы
и ОАО «Московский комитет по науке и технологиям» нашей
организацией была проведена работа, целью которой была оценка
здоровья среды в ряде районов Москвы. Полученные в ходе работы
результаты и созданная методическая разработка заслужили высокую
оценку. Развитие работ в этом направлении признано целесообразным.
7
К настоящему времени Правительством Москвы утверждены
основные виды работ в рамках общегородской программы «Мониторинг
состояния зеленых насаждений в Москве» на 2002 год (приложение 4 к
распоряжению Правительства Москвы от 18 февраля 2002 г. № 222-РП).
Мониторинг здоровья среды с использованием растений отвечает задачам
данной программы.
Целью настоящей работы является внедрение методики раннего
предупреждения нарушений состояния объектов зеленых насаждений
Москвы.
Основными задачами являются:
- Проверка применимости предлагаемого метода для ведения
мониторинга с целью раннего обнаружения изменений в состоянии
растений;
- Оценка здоровья среды на сети площадок постоянного наблюдения
и основание новых площадок на наиболее проблемных озелененных
территориях Москвы;
- Оценка здоровья среды на территории Измаиловского лесопарка,
парка «Северный речной вокзал», и национального парка «Лосиный
остров».
- Оценка состояния растений произрастающих на постоянных
площадках наблюдения, у которых при использовании других методов не
выявлено отклонений состояния от нормы;
- Сравнение полученных оценок с оценками, полученными другими
экспертами.
8
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1. Материалы и методы
1.1. Характеристика пунктов сбора
Исходя
из
поставленных
задач,
были
отобраны
территории
наблюдения. Выбор проводился на основе анализа Информационноаналитической и справочной системы мониторинга зеленых насаждений
«Зеленый мониторинг», консультаций со специалистами ЗАО «Прима-М»
и результатам работ по мониторингу, проводившихся в г. Москве Центром
Экологической политики России в 2000 г. В их состав вошел ряд
территорий,
указанных
в
общегородской
программе
«Мониторинг
состояния зеленых насаждений в Москве» на 2002 год, утвержденной
Правительством Москвы. В частности, Измаиловский лесопарк, парк
«Северный речной вокзал», национальный парк «Лосиный остров». В
результате, в качестве модельных были взяты точки с разной степенью
антропогенной нагрузки: слабой (условный контроль), средней и сильной,
и исследованы следующие территории в г. Москва:
1.
СЗАО р-н «Крылатское»
1.1. окр. Гребного канала – является относительно благополучным
районом.
Состоит
из
ландшафтно-экологических
районов
с
удовлетворительным уровнем комфортности экологических условий для
произрастания
зеленых
насаждений. Уровень
загрязнения
почв
и
атмосферы химическими элементами низкий.
1.2.
Рублевское шоссе - тип ландшафтно-экологических районов с
низким уровнем комфортности экологических условий для произрастания
зеленых насаждений. Наблюдается повышенный уровень химического
загрязнения почв и атмосферного воздуха.
1.3. Осенний бульвар - ландшафтно-экологический район с
удовлетворительным уровнем комфортности экологических условий для
9
произрастания
зеленых
насаждений. Уровень
загрязнения
почв
и
атмосферы химическими элементами средний.
2.
СВАО
2.1.
район «Алексеевский» (Проспект Мира) – тип ландшафтно-
экологических районов с низким уровнем комфортности экологических
условий
для
произрастания
зеленых
насаждений.
Наблюдается
повышенный уровень химического загрязнения почв и атмосферного
воздуха.
2.2.
район «Лосиноостровский» (НП «Лосиный остров») – тип
ландшафтно-экологических районов с низким уровнем комфортности
экологических условий для произрастания зеленых насаждений. Негативно
на состоянии зеленых насаждений сказывается постоянное подтопление.
Южная,
юго-западная
расположены
в
и
частично
западная
окраины
непосредственной
близости
от
лесопарка,
промышленных
предприятий.
с
3.
ЮЗАО район «Гагаринский»
3.1.
Калужская площадь - тип ландшафтно-экологических районов
низким
уровнем
комфортности
экологических
условий
для
произрастания зеленых насаждений. Наблюдается повышенный уровень
химического загрязнения почв и атмосферного воздуха.
3.2.
с
низким
Ленинский проспект – тип ландшафтно-экологических районов
уровнем
комфортности
экологических
условий
для
произрастания зеленых насаждений. Наблюдается повышенный уровень
химического загрязнения почв и атмосферного воздуха.
4.
ВАО район «Измайлово» (НП «Измайловский») - тип
ландшафтно-экологических районов с низким уровнем комфортности
экологических условий для произрастания зеленых насаждений. Негативно
на состоянии зеленых насаждений сказывается постоянное подтопление,
значительная рекреационная нагрузка и умеренное загрязнение почвы и
атмосферы химическими элементами.
10
5.
ЮАО
5.1.
район «Южнопортовый» (Волгоградский проспект окр. ст.
метро
Текстильщики)
–
территория
с
крайне
низким
уровнем
комфортности для произрастания зеленых насаждений с максимальным
загрязнением атмосферного воздуха и почв химическими элементами.
5.2.
район «Южнопортовый» (Волгоградский проспект) - тип
ландшафтно-экологических районов с низким уровнем комфортности
экологических
условий
для
произрастания
зеленых
насаждений.
Наблюдается повышенный уровень химического загрязнения почв и
атмосферного воздуха.
6.
САО район «Головинский» (парк «Северный речной вокзал») -
ландшафтно-экологический
комфортности
район
экологических
с
удовлетворительным
условий
для
произрастания
уровнем
зеленых
насаждений. Уровень загрязнения почв и атмосферы химическими
элементами низкий. Негативно на состоянии зеленых насаждений
сказывается значительная рекреационная нагрузка.
Характеристика точек сбора проводилась на основании данных,
опубликованных
в
аналитическом
докладе
«Состояние
зеленых
насаждений и городских лесов в Москве» (по данным мониторинга 1999
г.), государственном докладе о состоянии окружающей природной среды
Москвы (1999), экологическом атласе Москвы (2000), альманахах
«Экология большого города» (1996, 2000, 2001).
1.2. Объект исследования
В качестве объектов для тонкой оценки состояния зеленых
насаждений были выбраны следующие виды древесных растений: береза
повислая (Betula pendula Roth.), липа мелколистная (Tilia cordata Mill.),
тополь черный (Populis nigra L.), каштан конский (Aesculus hippocostanum
11
L.). Для каждого вида проводилась оценка состояния растений по доле
усыхающих деревьев.
1.3. Материалы исследования
В течение июля-сентября на выбранных площадках был произведен
сбор полевого материала и оценка состояния растений по степени
усыхания. Сбор материала производился по методике, отработанной в ходе
работ по мониторингу, проводившейся Центром экологической политики
России в 2000 году в Москве. В результате были собраны выборки в
следующих пунктах сбора (Таб. 1-4) (Рис. 1-3):
Таблица 1. Точки сбора, среднее состояние деревьев и объем выборок
березы повислой в г. Москва.
Пункт сбора
1.
Волгоградский
проспект (окр. Ст.
Метро Текстильщики)
2.
Волгоградский
проспект (вдоль дороги)
3.
Калужская
площадь
4.
Ленинский
проспект
5.
Рублевское шоссе
6.
Осенний бульвар
7.
Крылатское
8.
Измайловский
лесопарк
9.
НП «Лосиный
остров»
10. Проспект Мира
11. Парк «Северный
речной вокзал»
Среднее состояние
деревьев
Объем выборки
(кол-во деревьев)
100
хорошее
неудовлетворительное
100
удовлетворительное
100
хорошее
100
удовлетворительное
хорошее
хорошее
удовлетворительное
100
100
100
100
удовлетворительное
100
хорошее
хорошее
100
100
12
Рис. 1. Карта-схема точек сбора материала по березе повислой
13
Рис. 2. Карта-схема точек сбора материала по липе мелкослистной
14
Рис. 3. Карта-схема точек сбора материала по тополю
мелколистному и каштану конскому
15
Таблица 2. Точки сбора, среднее состояние деревьев и объем выборок
липы мелколистной в г. Москва.
Пункт сбора
1.
Волгоградский
проспект
2.
Калужская площадь
3.
Калужская площадь
4.
Крылатское
Среднее состояние
деревьев
хорошее
Объем выборки
(кол-во деревьев)
100
хорошее
неудовлетворительное
хорошее
50
50
100
Таблица 3. Точки сбора, среднее состояние деревьев и объем выборок
тополя бальзамического в г. Москва.
Пункт сбора
1.
Волгоградский
проспект
2.
Крылатское
Среднее состояние
деревьев
хорошее
Объем выборки
(кол-во деревьев)
10
хорошее
10
Таблица 4. Точки сбора, среднее состояние деревьев и объем выборок
каштана конского в г. Москва.
Пункт сбора
1.
Волгоградский
проспект
2.
Крылатское
Среднее состояние
деревьев
хорошее
Объем выборки
(кол-во деревьев)
10
хорошее
10
Всего было собрано 11 выборок березы повислой, 4 выборки липы
мелколистной, 2 выборки тополя бальзамического и 2 выборки каштана
конского.
1.4. Методы исследования
Обработка материала велась по методике разработанной Центром
экологической политики России.
16
Оценка
состояния
морфологического
метода.
растений
Уровень
производилась
стабильности
при
помощи
развития
березы
повислой оценивался по величине флуктуирующей асимметрии пяти
признаков листа (Рис. 4.):
1.
Ширина половинки листа (измерение проводили по середине
листовой пластинки);
2.
Длина второй от основания листа жилки второго порядка;
3.
Расстояние между основанием первой и второй жилок второго
порядка;
4.
Расстояние между концами этих жилок;
5.
Угол между главной жилкой и второй от основания листа
жилкой второго порядка.
Уровень
стабильности
развития
оценивался
по
величине
интегрального показателя – среднего относительного различия на признак.
Рис. 4. Схема признаков листа березы повислой
17
Уровень стабильности развития липы мелколистной оценивался по
величине флуктуирующей асимметрии трех признаков листа:
1.
Ширина половинки листа (измерение проводили по середине
листовой пластинки);
2.
Длина второй от основания листа жилки второго порядка;
3.
Расстояние между основанием первой и второй жилок второго
порядка
Уровень
стабильности
развития
оценивался
по
величине
интегрального показателя – среднего относительного различия на признак.
Уровень стабильности развития тополя бальзамического оценивался
по величине флуктуирующей асимметрии трех признаков листа:
1.
Ширина половинки листа (измерение проводили по середине
листовой пластинки);
2.
Ширина половинки листа (измерение проводили в верхней
части листовой пластинки);
3.
Ширина половинки листа (измерения проводили в нижней
части листовой пластинки).
Уровень
стабильности
развития
оценивался
по
величине
интегрального показателя – среднего относительного различия на признак.
Уровень стабильности развития каштана конского оценивался по
величине флуктуирующей асимметрии девяти признаков листа:
1.
Ширина
половинки
центральной
лопасти
(измерение
проводили по середине листовой пластинки);
2.
Длина центральных жилок первой от центральной пары
лопастей;
3.
Ширина первой от центральной пары лопастей;
18
4.
Длина центральных жилок второй от центральной пары
лопастей;
5.
Ширина второй от центральной пары лопастей;
6.
Ширина половинки первой от центральной лопасти правой
(измерение проводили по середине листовой пластинки);
7.
Ширина половинки первой от центральной лопасти левой
(измерение проводили по середине листовой пластинки);
8.
Ширина половинки второй от центральной лопасти правой
(измерение проводили по середине листовой пластинки);
9.
Ширина половинки второй от центральной лопасти левой
(измерение проводили по середине листовой пластинки).
Уровень стабильности развития всех видов оценивался по величине
интегрального показателя – среднего относительного различия на признак.
Обработка материала велась с использованием программного
комплекса морфологического анализа листьев березы по оцифрованным
изображениям (BIOREG-Betula).
2. Результаты и обсуждение
2.1. Сравнение деревьев с разной степенью усыхания.
Наиболее важными с точки зрения характеристики состояния
растений, являются показатели степени усыхания деревьев. Зачастую
использование
этих
показателей
возможно,
когда
неблагоприятных факторов уже привело к достаточно
влияние
серьезным
нарушениям состояния деревьев, и нарушения эти имеют зачастую
необратимый характер.
Нами была проведена оценка стабильности развития деревьев липы
мелколистной с различной степенью усыхания с Калужской площади. В
результате, не было обнаружено значимых различий (Таб. 5) (Рис. 5).
19
Таблица 5. Величина интегрального показателя стабильности
развития (величина среднего относительного различия между сторонами
на признак) в двух выборках липы мелколистной (Tilia cordata) с деревьев
с разной степенью усыхания с Калужской площади.
Пункт сбора
Калужская площадь
Неудовлетворительное
0,0273 ÷ 0,0032
Хорошее
0,0265 ÷ 0,0031
Величина интегрального показателя стабильности развития в двух
выборках липы мелколистной
(Tilia cordata)
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0
1
2
Рис. 5. Величина интегрального показателя стабильности развития
(величина среднего относительного различия между сторонами на
признак) в двух выборках липы мелколистной (Tilia cordata) с деревьев с
разной степенью усыхания с Калужской площади.
Отсутствие различий в величине флуктуирующей асимметрии,
позволяет нам говорить о том, что данный показатель позволяет выявить
снижение
стабильности
развития
даже
при
отсутствии
видимого
ухудшения состояния растений. Таким образом, применение данной
методики может помочь выявлять тонкие изменения состояния растений,
которые не могут быть обнаружены при стандартной дендрологической
характеристике.
20
2.2. Оценка стабильности развития в точках с разной
степенью антропогенной нагрузки.
2.2.1. Береза повислая (Betula pendula)
Для проведения подобного анализа было проведено распределение
пунктов сбора в зависимости от степени антропогенной нагрузки на
основании данных опубликованных в аналитическом докладе «Состояние
зеленых насаждений и городских лесов в Москве» (по данным
мониторинга 1999 г.), государственном докладе о состоянии окружающей
природной среды Москвы (1999), экологическом атласе Москвы (2000),
альманахах «Экология большого города» (1996, 2000, 2001).
В качестве условного контроля была взята выборка из СЗАО р-на
«Крылатское» окр. Гребного канала. Со средней степенью загрязнения
была взята выборка с проспекта Мира. В качестве точки с максимальной
степенью загрязнения оценивалась выборка с Волгоградского проспекта.
Наименьший
уровень
нарушений
стабильности
развития
наблюдается в р-не «Крылатское» (0,0459 ÷ 0,0022), характеризующемся
наименьшим уровнем загрязнения атмосферы и почв. В районе со средней
степенью загрязнения отмечается снижение стабильности развития,
выражающееся в повышении значений показателей флуктуирующей
асимметрии. Данный показатель в этой точке достигает 0,0552 ÷ 0,0028.
Наибольшее снижение стабильности развития отмечено в выборке с
максимальным уровнем загрязнения Волгоградском проспекте (0,0655 ÷
0,0072) (Таб. 6) (Рис. 6).
Таблица 6. Величина интегрального показателя стабильности
развития (величина среднего относительного различия между сторонами
на признак) в выборках березы повислой (Betula pendula) из разных точек.
Точка сбора
1.
Гребной канал
2.
проспект Мира
3.
Волгоградский проспект
Степень загрязнения
Низкая
Средняя
Сильная
21
X±m
0,0459 ÷ 0,0022
0,0552 ÷ 0,0028
0,0655 ÷ 0,0072
Величина интегрального показателя стабильности развития в
выборках березы повислой (Betula pendula )
0,07
0,065
0,06
0,055
0,05
0,045
0,04
0,035
0,03
0,025
0,02
1
2
3
Рис. 6. Величина интегрального показателя стабильности развития
(величина среднего относительного различия между сторонами на
признак) в выборках березы повислой (Betula pendula) из разных точек.
При попарном сравнении точек сбора получены статистически
значимые различия между выборкой из р-на «Крылатское» и выборки с
сильной степенью загрязнения Волгоградского проспекта (p>0,05).
Необходимо отметить, что выявленная тенденция прослеживается и
при сравнении отдельных признаков. По большинству признаков
наименьший уровень стабильности развития отмечается в выборке С
Волгоградского проспекта с повышенным уровнем загрязнения, который
возрастает в выборке со средней степенью загрязнения и достигает
наибольших
значений
в
р-не
«Крылатское»,
характеризующемся
наименьшим загрязнением.
В то же время при сравнении трех выборок из р-на «Крылатское»:
Гребной канал, Осенний бульвар и Рублевское шоссе, характеризующихся
разной степенью антропогенного воздействия были получены следующие
результаты. Наименьшая частота нарушений развития наблюдается в
выборке из окр. Гребного канала (0,0459 ÷ 0,0022), данный показатель
22
повышается в выборке с Осеннего бульвара (0,0489÷ 0,0027) и достигает
высоких значений в выборке с Рублевского шоссе (0,0538 ÷ 0,0023) (Рис.
7.). Полученный результат хорошо согласуется с данными других методов
мониторинга, отмечавших, что наименьшая антропогенная нагрузка в
данном районе приходится на окрестности Гребного канала, а вдоль дорог
с разной плотностью автомобильного потока происходит ее возрастание,
приводящее в данном случае к ухудшению состояния березы повислой,
входящей в состав зеленых насаждений.
Величина интегрального показателя стабильности развития в
выборках березы повислой (Betula pendula )
0,055
0,053
0,051
0,049
0,047
0,045
0,043
0,041
0,039
0,037
0,035
1
2
3
Рис. 7. Величина интегрального показателя стабильности развития
(величина среднего относительного различия между сторонами на
признак) в выборках березы повислой (Betula pendula) из разных точек рна «Крылатское».
Сходное сравнение было проведено и для районов с повышенной
антропогенной нагрузкой. Для этого оценивалась стабильность развития
выборок со следующих территорий: Волгоградский проспект, окр. Ст.
Метро «Текстильщики» , Волгоградский проспект (вдоль дороги),
Калужская площадь и Ленинский проспект. Для всех вышеперечисленных
выборок были получены близкие значения величины интегрального
23
показателя стабильности развития от 0,065 ÷ 0,0072 до 0,0672 ÷ 0,0069
(Рис. 8 .). Статистически значимых различий между данными выборками
по величине используемого показателя обнаружено не было.
Величина интегрального показателя стабильности развития в
выборках березы повислой (Betula pendula )
0,07
0,065
0,06
0,055
0,05
0,045
0,04
0,035
1
2
3
4
Рис. 8. Величина интегрального показателя стабильности развития
(величина среднего относительного различия между сторонами на
признак) в выборках березы повислой (Betula pendula) из разных точек с
высокой степенью антропогенной нагрузки.
Таким
образом,
при
сравнении
величины
показателей
флуктуирующей асимметрии как отдельных признаков так и их комплекса
была отмечена зависимость стабильности развития березы повислой от
степени антропогенной нагрузки на территорию.
2.2.2. Липа мелколистная (Tilia cordata)
При сравнении липы мелколистной в качестве условного контроля
так же была взята выборка из СЗАО р-на «Крылатское» окр. Гребного
канала,
характеризующаяся
наиболее
низким
уровнем
загрязнения
атмосферы и почвы, и выборок из двух точек сбора с высоким уровнем
антропогенной нагрузки: Калужская площадь и Волгоградский проспект
24
(Таб. 7) (Рис. 9). Так ранее было показано, что различий между деревьями
с разной степенью усыхания обнаружено не было, для оценки выборки с
Калужской площади использовалась объединенная выборка.
Таблица 7. Величина интегрального показателя стабильности
развития (величина среднего относительного различия между сторонами
на признак) в выборках липы мелколистной (Tilia cordata) из разных точек.
1.
2.
3.
Точка сбора
окр. Гребного канала
Калужская пл.
Волгоградский проспект
Степень загрязнения
Низкая
Сильная
сильная
X±m
0,0236 ÷ 0,0028
0,0269 ÷ 0,0031
0,0291 ÷ 0,0034
Величина интегрального показателя стабильности
развития в выборках липы мелколистной (Tilia
cordata).
0,03
0,029
0,028
0,027
0,026
0,025
0,024
0,023
0,022
0,021
0,02
1
2
3
Рис. 9. Величина интегрального показателя стабильности развития
(величина среднего относительного различия между сторонами на
признак) в выборках липы мелколистной (Tilia cordata) из разных точек.
Оценка стабильности развития в выборках липы мелколистной из
точек сбора с разной степенью антропогенной нагрузки выявила ту же
тенденцию, что была отмечена при сравнении березы повислой.
Наибольшей стабильностью развития характеризуется выборка из р-на
25
«Крылатское» с наименьшей степенью загрязнения. Наименьшей –
выборка с Волгоградского проспекта, точки характеризующейся наиболее
сильным загрязнением атмосферы и почвы химическими элементами.
Причем выявленные различия в величине среднего относительного
различия между сторонами как по отдельным признакам, так и по их
комплексу являются статистически значимыми (p>0,05).
2.2.3. Тополь бальзамический (Populis nigra)
Проведена оценка стабильности развития в двух выборках тополя
бальзамического из точек сбора с разной степенью антропогенной
нагрузки. В качестве условного контроля была так же взята выборка из рна «Крылатское» окр. Гребного канала с низким уровнем антропогенной
нагрузки и проведено сравнение с выборкой взятой с Волгоградского
проспекта, как точки с высокой степенью загрязнения (Таб. 8) (Рис. 10).
Таблица 8. Величина интегрального показателя стабильности
развития (величина среднего относительного различия между сторонами
на признак) в выборках тополя бальзамического (Populis nigra) из разных
точек
1.
2.
Точка сбора
окр. Гребного канала
Волгоградский проспект
Степень загрязнения
Низкая
сильная
26
X±m
0,0225 ÷ 0,0017
0,0309 ÷ 0,0024
Величина интегрального показателя стабильности развития
в выборках тополя бальзамического
0,035
(Populis nigra)
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
1
2
Рис. 10. Величина интегрального показателя стабильности развития
(величина среднего относительного различия между сторонами на
признак) в выборках тополя бальзамического (Populis nigra) из разных
точек.
При сравнении стабильности развития двух выборок тополя
бальзамического из точек с разной степенью антропогенной нагрузки было
отмечено
статистически
значимое
снижение
величины
среднего
относительного различия между сторонами как по отдельным признакам,
так и по их комплексу.
2.2.4. Каштан конский (Aesculum hippocastanum)
Оценка стабильности развития каштана конского так же проводилась
в двух точках с разной степенью антропогенной нагрузки: р-н
«Крылатское» окр. Гребного канала и Волгоградский проспект. Результаты
приведены в таблице 9 и рисунке 11.
27
Таблица 9. Величина интегрального показателя стабильности
развития (величина среднего относительного различия между сторонами
на признак) в выборках тополя бальзамического (Aesculus hippocostanum)
из разных точек
Точка сбора
Степень загрязнения
1.
окр. Гребного канала
Низкая
2.
Волгоградский
сильная
проспект
0,065
X±m
0,0494 ÷ 0,0048
0,060 ÷ 0,0053
Величина интегрального показателя стабильности
развития в выборках каштана конского
(Aesculus hippocostanum)
0,06
0,055
0,05
0,045
0,04
1
2
Рис. 11. Величина интегрального показателя стабильности развития
(величина среднего относительного различия между сторонами на
признак) в выборках каштана конского (Aesculus hippocostanum) из разных
точек
При сравнении двух выборок каштана конского из точек с разной
степенью антропогенной нагрузки были обнаружены статистически
значимые различия в величина среднего относительного различия между
сторонами как по большинству признаков, так и по их комплексу (p>0.05).
28
Таким образом, полученные нами данные по стабильности развития
разных видов растений из точек с различной степенью антропогенной
нагрузки, позволяют сделать ряд выводов. Во-первых, выявленная
зависимость
к
снижению
стабильности
развития
при
увеличении
антропогенной нагрузки характерна для всех исследуемых видов. При этом
необходимо отметить, что тенденция к увеличению величины среднего
относительного различия между сторонами выявляется при анализе
большинства
признаков.
Учитывая,
что
признаки
являются
нескореллированными, данный факт говорит об их согласованной реакции
на стрессирующее действие антропогенной нагрузки.
Для всех видов растений наиболее высокая стабильность развития
отмечена в выборке из р-на «Крылатское» окр. Гребного канал, что
говорит о том, что данная точка является наиболее благоприятной для их
развития. Это на наш взгляд связано прежде всего с низкой степенью
антропогенной нагрузки на данную территорию, что неоднократно
отмечалось в аналитическом докладе «Состояние зеленых насаждений и
городских
лесов
в Москве» (по данным мониторинга 1999 г.),
государственном докладе о состоянии окружающей природной среды
Москвы (1999) и экологическом атласе Москвы (2000). Наименьший
уровень стабильности развития отмечается в точках с максимальной
антропогенной
нагрузкой
на
территорию,
связанной
с
действием
различных факторов, таких как Волгоградский и Ленинский проспекты и
Калужская площадь. При этом необходимо отметить, что снижение
стабильности развития отмечается у деревьев с разной степенью усыхания,
что позволяет говорить о высокой чувствительности данного метода,
выявляющего ухудшение состояния растений, выражающегося в снижении
стабильности развития, даже при отсутствии видимых изменений, которые
могут
быть
выявлены
при
использовании
мониторинга зеленых насаждений.
29
стандартных
методов
2.3. Оценка стабильности развития на территориях,
указанных в общегородской программе «Мониторинг
зеленых насаждений в Москве» на 2002 г.
Интересные результаты были получены при оценке стабильности
развития березы в ряде парковых и лесопарковых зон г. Москвы (Таб. 10)
(Рис. 12).
Таблица 10. Величина интегрального показателя стабильности
развития (величина среднего относительного различия между сторонами
на признак) в выборках березы повислой (Betula pendula) из разных точек.
1.
2.
3.
4.
Точка сбора
НП «Лосиный остров»-1
НП «Лосиный остров»-2
Лесопарк «Измайлово»
Парк «Северный речной вокзал»
X±m
0,069 ± 0,0077
0,0691 ± 0,0073
0,0603 ± 0,0044
0,0545 ± 0,0025
Величина интегрального показателя стабильности развития в
выборках березы повислой (Betula pendula )
0,075
0,07
0,065
0,06
0,055
0,05
0,045
0,04
0,035
1
2
3
4
Рис. 12. Величина интегрального показателя стабильности развития
(величина среднего относительного различия между сторонами на
признак) в выборках березы повислой (Betula pendula) из разных парков и
лесопарков Москвы.
30
Полученные результаты свидетельствуют о том, что наименее
благоприятные условия для развития березы повислой существуют в НП
«Лосиный
остров».
При
рассмотрении
основных
характеристик
исследуемой точки было выявлено, что НП «Лосиный остров» расположен
на постоянно подтопляемой территории, к тому же в почвах его южной и
юго-западной частей, расположенных в непосредственной близости от
ряда промышленных предприятий, выявлено загрязнение высокого уровня.
Установлены превышения ПДК по некоторым элементам первого и
второго классов гигиенической опасности (свинец, ртуть, цинк и т.д.) и по
чрезвычайно
токсичному
концентрации
которого
соединению
в
почвах
бенз(а)пирену
данных
(3,4
участков
БП),
лесопарка
соответствуют зонам экологического бедствия. Так же практически на всей
территории
парка
отмечается
загрязнение
атмосферного
воздуха,
связанное с деятельностью таких предприятий как ТЭЦ-23, заводов
«Красный богатырь» и «Вулкан», московского нефтемаслозавода и
асфальтобетонного завода. Кроме того в ряде участков НП «Лосиный
остров» отмечается сильная дефолиация крон деревьев, вызванная
стрессирующим действием совокупности антропогенных и естественных
факторов (Якубов и др., 1996, 2001; Состояние зеленых насаждений и
городских лесов в Москве, 2000; Экологический атлас Москвы, 2000). Эти
данные
хорошо
согласуются
с
обнаруженным
нами
снижением
стабильности развития березы повислой, произрастающей на территории
данного лесопарка.
Достаточно
высокие
значения
показателя
величина
среднего
относительного различия между сторонами на признак в выборке березы
повислой
из
лесопарка
«Измайловский»
могут
быть
объяснены
неблагоприятным воздействием на состояние деревьев загрязнения
атмосферы и почвы, связанного с густой транспортной сетью и
окружающими
территория
парк
городскими
подвергается
кварталами.
значительной
31
Кроме
рекреационной
того
данная
нагрузке
и
находится в зоне постоянного подтопления, что может неблагоприятно
сказываться на состоянии исследуемого вида (Состояние зеленых
насаждений и городских лесов в Москве, 2000; Экологический атлас
Москвы, 2000).
Наибольший уровень стабильности развития отмечен в парке
«Северный речной вокзал», что говорит о том, что береза в данном парке
подвергается значительно меньшему стрессирующему воздействию со
стороны как антропогенных, так и естественных факторов. Несмотря на
это, необходимо отметить, что уровень стабильности развития березы
повислой в данном парке значительно ниже, чем в условном контроле - рне
«Крылатское»,
неблагоприятных
что
факторов,
свидетельствует
по
всей
о
наличии
видимости
действия
связанных
с
рекреационной нагрузкой на данную территорию.
Таким образом, сравнение полученных результатов с данными
других методов подтверждает высокую эффективность предлагаемого
метода раннего предупреждения нарушений состояния объектов зеленых
насаждений Москвы.
32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Оценка
стабильности
развития
нескольких
видов
древесных
растений, являющихся объектами зеленых насаждений г. Москва,
позволила определить, что на данный момент наиболее благоприятная
обстановка сложилась в СЗАО г. Москвы р-не «Крылатское». Наименее
благоприятными оказались территории, характеризующиеся наиболее
сильной антропогенной нагрузкой, такие как Волгоградский проспект,
Ленинский проспект и Калужская площадь.
Сравнение стабильности развития березы повислой на территориях,
указанных в общегородской программе «Мониторинг состояния зеленых
насаждений в Москве» на 2002 г. позволило выявить, что наибольший
уровень нарушений развития отмечается в НП «Лосиный остров»,
наименьший – в парке «Северный речной вокзал». Эти результаты хорошо
согласуются с данными об уровне загрязнения почвы и атмосферы,
степени рекреационной нагрузки, а также результатами полученными
другими методами мониторинга состояния объектов зеленых насаждений.
Результаты, полученные при сравнении деревьев с разной степенью
усыхания позволяет нам говорить о том, что данный метод позволяет
выявить снижение стабильности развития даже при отсутствии видимого
ухудшения состояния растений. Таким образом, его применение может
помочь выявлять тонкие изменения состояния растений, которые не могут
быть обнаружены при использовании стандартных методов мониторинга
состояния объектов зеленых насаждений.
33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Экологический атлас Москвы /Рук. проекта И.Н. Ильина/. М.: Изд-во
«АБФ/ABF». 2000г. 96 с.
2. Состояние зеленых насаждений и городских лесов в Москве.
Аналитический лдоклад по данным мониторинга 1999 г. /под
редакцией Х.Г. Якубова/. М.: Изд-во «Прима-Пресс». 2000. 227 с.
3. Экология большого города. Альманах. /под редакцией Е.И.
Пупырева/. М.: 1996. 180 с.
4. Экология большого города. Альманах. Выпуск 5. Проблемы
содержания зеленых насаждений в условиях Москвы. М.: «Группа
«СТАГИРИТ». 2001. 168 с.
5. Экология большого города. Альманах. Выпуск 5. Проблемы
содержания зеленых насаждений в условиях Москвы. М.: Изд-во
«Прима-Пресс-М». 2000. 196 с.
6. О состоянии окружающей природной среды Москвы в 1999 г.
Государственный доклад. М.: Изд-во «Прима-Пресс-М». 2000. 306 с.
7. Захаров В.М., Чубинишвили А.Т., Баранов А.С., Борисов В.И.,
Валецкий А.В., Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К. Здоровье среды:
методика и практика оценки в Москве. М.: Центр экологической
политики России. 2001. 68 с.
34