Ель сибирская как биоиндикатор состояния атмосферы города Уфы

1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
МОУ СОШ №98
Ель сибирская как биоиндикатор состояния атмосферы
города Уфы
Работу выполнил: ученик 11Б класса МОУ
СОШ №98
Орджоникидзевского района г. Уфы РБ
Сафуанова Регина Раилевна
Научный руководитель: Богданова А.В,
преподаватель кафедры ботаники,
биоэкологии и ландшафтного
проектирования БГПУ им. М. Акмуллы
Преподаватель биологии: Юсупова М. Н.
Уфа 2012
д
2
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................... 3
Глава 1. Влияние загрязнения атмосферы на состояние хвойных
древесных пород. ................................................................................................ 5
Глава 2. Материалы и методики исследования ........................................ 11
2.1 Характеристика районов исследования................................................ 11
2.2 Характеристика ели сибирской (Picea obovata) ................................... 14
2.3 Методика проведения работ .................................................................... 17
2.4 Статистическая обработка материалов ................................................ 17
Глава 3. Результаты и обсуждение ............................................................... 18
ВЫВОДЫ ........................................................................................................... 21
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.................................... 23
д
3
ВВЕДЕНИЕ
Характерной приметой нашего времени является процесс урбанизации.
В среднем, в мире, в городах проживает 60% населения, в России - 67%. По
прогнозам, через несколько десятилетий эта цифра может достигнуть 80%.
Урбанизация снижает долю биосферы, способной продуцировать
органическое вещество и кислород (происходит "расползание городов" и
"запечатывание" живой поверхности земли асфальтом и строениями),
повышается уровень загрязнения окружающей среды. В современном городе
экологическая среда неблагоприятна для жизни человека, что отрицательно
влияет на его здоровье (Миркин, Наумова, 1998).
По образному выражению Ю. Одума, города являются "паразитами
биосферы", которые потребляют огромное количество кислорода, воды и
других ресурсов, а продуцируют только углекислый газ и загрязнения
окружающей среды (Миркин, Наумова, 1998).
Основными загрязнителями атмосферы в городской среде являются
промышленность и автотранспорт. Количество примесей в атмосферном
воздухе в РБ в 2005 году составил 427 наименований. В городе Уфе, в этом
же году, были зафиксированы высокие средние уровни загрязнения
атмосферы пылью, оксидом углерода, диоксидом азота, сероводородом,
ксилолом,
бенз(а)пиреном,
формальдегидом,
оксидами
серы
(Государственный доклад..., 2005).
Большую роль в очищении воздуха от пыли и газов играют древесные
растения. Среди древесных пород встречаются как чувствительные к
загрязнению,
так
и
устойчивые
виды.
Внутри
зеленого
массива,
расположенного в центре города, пыли в 2-2,5 раза меньше, чем на открытых
местах. Важным свойством некоторых деревьев и кустарников является их
способность
д
убивать
болезнетворные
микроорганизмы,
благодаря
4
выделению фитонцидов. Особенно много фитонцидов выделяют хвойные
породы (Путенихин, 2008). Они же являются и хорошими биоиндикаторами
атмосферного загрязнения.
Целью
нашей
работы
была
оценка
состояния
атмосферы
в
Орджоникидзевском районе города Уфы по морфометрическим показателям
ели сибирской (Picea obovata).
Мы поставили перед собой следующие задачи:
1.Оценить морфометрические показатели ели сибирской в районе
улицы Первомайской в городе Уфе.
2.Оценить морфометрические показатели ели сибирской в Иглинском
районе.
3.Сравнить морфометрические показатели на двух участках.
4.По результатам сравнения сделать соответствующие выводы.
5.Дать рекомендации по решению проблемы.
д
5
Глава 1. Влияние загрязнения атмосферы на состояние хвойных
древесных пород.
К наиболее вредным и широко распространенным видам загрязнения в
городской среде относятся соединения серы, диоксид углерода, оксиды азота,
сероводород, ксилол, бенз(а)пирен, формальдегид, пыль (Миркин, Наумова,
1998; Государственный доклад..., 2005). Источниками загрязнения являются
преимущественно выбросы топливно-энергетической, нефтехимической,
металлургической промышленности и автомобильный транспорт. По данным
на 2005 год вклад автомобилей в загрязнение окружающей среды в
Республике Башкортостан составил в 58%. Кроме вышеперечисленных
соединений автомобили выбрасывают сажу, свинец и резиновую пыль,
образующаяся при стирании покрышек (Миркин, Наумова, 1998).
В отечественной и зарубежной литературе приводятся многочисленные
данные по фитотоксичности многих компонентов, входящих в состав
промышленных
дымовых
отходов.
Двуокись
серы,
сероводород
и
углеводороды имеют больший удельный вес, чем воздух (Справочник по
химии, 1970), поэтому эти газы распространяются в приземных слоях
воздуха и могут скапливаться в пониженных элементах рельефа. В ряде
научных публикаций (Кузьмин, 1950; Илюшин, 1953) описаны случаи
сильных
газовых
повреждений
хвойных
и
лиственных
деревьев,
произрастающих в горных долинах и по низинам.
Известно, что на загрязнение среды наиболее сильно реагируют
хвойные древесные растения. Характерными признаками неблагополучия
окружающей среды и особенно газового состава атмосферы служат
появление разного рода хлорозов и некрозов, уменьшение размеров ряда
органов (длины хвои, побегов текущего года и прошлых лет, их толщины,
размера шишек, сокращение величины и числа заложенных почек).
д
6
Последнее является предпосылкой уменьшения ветвления. Ввиду меньшего
роста побегов и хвои в длину в загрязненной зоне наблюдается сближенность
расстояния между хвоинками (их больше на 10 см побега, чем в чистой зоне).
Наблюдается утолщение самой хвои, уменьшается продолжительность ее
жизни (1-3 года в загрязненной зоне и 6-7 лет - в чистой). Влияние
загрязнений вызывает также стерильность семян (уменьшение их всхожести)
(Федорова, Никольская, 2001).
Высокую поражаемость газами хвойных пород объясняют большой
продолжительностью жизни хвои и консервативностью в прохождении
восстановительных процессов (Каппер, 1938; Уханов, 1938; Антипов, 1979), а
также влиянием газов на хвою в течение всего года, повышенной
заболеваемостью по сравнению с лиственными породами (Schwerdtfeger,
1957) и другими причинами (Антипов, 1979).
По
мнению
многих
исследователей
(Красинский,
1937;
1950;
Добровольский, 1968; Абрамашвили, 1957; Кротова, 1958; Попов, 1961;
Щербаков, 1961; Рябинин, 1962; Пряхин, 1966), хвойные, в частности, сосна
обыкновенная, обладают низкой газоустойчивостью, вследствие чего эти
насаждения испытывают сильное угнетение и погибают (Абрамашвили,
1957; Негруцкая, 1967). По шкале газоустойчивости (Красинский, Князева,
1950) хвойные занимают последнее место и относятся к не рекомендуемым
породам. Поэтому существует мнение, что их нельзя использовать не только
при озеленении окрестностей заводов и заводских поселков, но и в
прилегающих лесхозах (Пряхин, 1969).
Но с этим не согласуется ряд факторов. Так например, по шкале Огара,
приводимой, Томасом (1962), сосна относится к числу устойчивых к газам
пород. Н. Г. Кротова (1958 а) сообщает, что самосев сосны, защищенный
травяным покровом и кустарниками, не подвергается отрицательному
воздействию сернистых газов. Высокую жизнестойкость сосновых древостод
7
ев отмечает также Я. Грешта (1970). По наблюдениям Е. В. Лугового (1960),
сосна удовлетворительно растет в условиях сильной загазованности
атмосферного воздуха. По мнению Н. А. Коновалова, Е. Ф. Мининой (1948),
лиственница Сукачева является газоустойчивой породой, она выдерживает
сильное
задымление
и
может
успешно
произрастать
в
условиях
загазованного воздуха (Куракина, 1956; Ионин, 1958). В. М. Рябинин (1962 а)
указывает, что лиственница более газоустойчива, чем сосна, и что с
помощью удобрений возможно заметно повысить газоустойчивость этих
видов.
Загрязненность воздуха сильнее сказывается в сосновых насаждениях
старших (V класса и выше) возрастных групп (Гурьянова, 1965). С. С.
Ружицкая (1969) сообщает, что сосна менее устойчива, чем лиственница, и
что в загазованном воздухе газоустойчивость сосны выше в молодом
возрасте (Экология хвойных, 1978).
Произрастание сосны и лиственницы в загазованном воздухе с
выполнением
оздоровительной
функции
сопровождается
потерей
значительной части хвои. Так, близость к нефтеперерабатывающему заводу в
11-летних посадках обусловила у сосны уменьшение биомассы (в пересчете
на 1 га) однолетней хвои, на 31%, т., е. до 644 кг, двухлетней — на 51%, т. е.
до 435 кг, а трехлетней— на 56%, т. е. до 114 кг. В итоге общее количество
извлеченных из воздуха и накопившихся в хвое сернистых соединений (в
пересчете на двуокись серы) составило 6 кг, из которых основное количество
(55%) задержалось в однолетней хвое, 38 и 7% соответственно в двух- и
трехлетней хвое (Экология хвойных, 1978) .
Род Picea Dietr.— ель. Большинство авторов отмечают высокую
чувствительность ели к промышленным дыму и газу (Абрамашвили, 1956;
Вехов, 1954; Ткаченко, 1936; Антипов, 1979 и др.). Она, как и пихта, сильнее
д
8
других пород поражалась дымовыми выбросами в ЧССР, Австрии. Руснов
(1910) считает ель устойчивее сосны, а Гофкер (1924), наоборот, отмечает,
что «...в то время, как у сосны хвоя еще продолжает висеть, более старая у
пихты и ели уже опадает» ( по Антипову, 1979).
Из хвойных деревьев повышенной устойчивостью к газам отличаются
сизохвойные виды, из которых на первое место все авторы ставят ель
колючую и ее голубую и сизую формы (Абрамашвили, 1956; Вехов, 1954;
Ткаченко, 1936; Антипов, 1979 и др.). К ним добавляют ели Энгельмана и
сербскую (последняя испытана в одном из самых задымленных городов
мира—Лондоне) (Васильев, Уханов, 1949; Справочник…, 1953; Ткаченко,
1936; Антипов, 1979), канадскую (Справочник…, 1953). Последняя в
Ленинграде оказалась чувствительной к газам, но в меньшей степени, чем ель
обыкновенная (Васильев, Уханов, 1949; по Антипову, 1979 ). Насаждения ели
колючей, как старые, так и молодые, во многих районах Москвы также
имеют изреженную крону, хвою 1—2, в некоторых случаях 3 лет, сильно
загрязненную копотью, сажей, с повреждениями в виде темных пятен,
ожогов, побурения, наиболее выраженных на хвое старшего возраста
(Абрамашвили, 1956). При окуривании в камерах хвоя ели обыкновенной
была очень чувствительной к газам, ели сербской — чувствительной, а ели
колючей голубой — средне - устойчивой ( по Антипову, 1979).
Наибольшая чувствительность отмечается у ели обыкновенной.
Наблюдались случаи ее массового отмирания. Устойчивость к повреждению
сернистым ангидридом у ели обыкновенной уменьшается с возрастом,
особенно после 40 лет. Ее не рекомендуют выращивать в радиусе 20 км от
промышленных центров. Низкой устойчивостью к газам характеризуются
также ели гималайская, красная, сибирская и черная ( по Антипову, 1979).
Устойчивость ели к газам возрастает при улучшении условий
произрастания. Сернистый ангидрид сильнее действует на сосновые и еловые
д
9
насаждения на средних песчано-каменистых почвах, чем на выветрившемся
фоне. Состояние задымленных насаждений значительно ухудшается после
сильных морозов, в то время как здоровые насаждения страдают значительно
меньше.
Из 25 интродуцированных видов и форм в условиях города
выращивается всего 11. Наиболее распространены сизохвойные виды,
особенно ель колючая и ее голубая форма. Снижение газоустойчивости у нее
наблюдается в возрасте 70—80 лет, что проявляется в отмирании ветвей,
сквозистости кроны (деревья около оранжереи ЛТА, у здания гербария БИН).
В Таллине подобные ели (с выраженной однобокостью крон в сторону ТЭЦ)
произрастают в Линдимяэ-парке, в Риге у оперного театра. Они не
плодоносят, кроны у них сильно изреженные, грязные, с хвоей 3—4 лет, с
большим количеством сухих ветвей, максимальный прирост 2 см. Более
молодые экземпляры (25 лет) в парке Зиедоня имели шестилетнее охвоение.
В Калининграде в 1 км от ЦБК-1 сорокалетние ель колючая и ее сизая форма
не были заметно угнетены, хотя рядом пихта белая погибала. Ель канадская в
возрасте около 30 лет в парке Зиедоня имела хвою 4—5 лет, плодоносила, в
Стрелковом парке она не плодоносила, хвоя трехлетняя. В дендрарии ЛТА
произрастало более 800 экземпляров ели обыкновенной. В настоящее время
они почти все погибли от загрязненного воздуха. Максимальная высота
отмерших деревьев в возрасте более 70 лет по нашим замерам 19 м, диаметр
ствола 41 см. В парке Кадриорг (Таллин) ближе к городу ель обыкновенная
страдает от загрязнения воздуха значительно сильнее, „чем со стороны моря.
В ЦБС (Минск) в возрасте около 30 лет ель колючая и ее голубая форма
имели хвою 7 лет, черная и обыкновенная — 5—6, канадская — 4—5,
Энгельмана — 4. Судя по внешнему виду и охвоению, в данных условиях
довольно - низкой газоустойчивостью характеризовалась ель Энгельмана,
д
10
тогда как другие виды, в том числе ель обыкновенная, в этом возрасте почти
не были угнетены.
После окуривания в камерах ели канадская, колючая и обыкновенная
показали относительно высокую устойчивость, несколько меньшую — ель
Энгельмана, черная и Шренка. Было замечено, что ель легче переносит
высокую разовую концентрацию, чем низкую, но постоянную. У ели
Энгельмана
устойчивость
к
газам
снижается
при
неблагоприятных
почвенных условиях.
По единичным оценкам очень устойчивы к газам P. engelmannii Glauca,
Р. е. Glauca pendula, устойчивы P. breweriana Wats, P. pungens Aurea,
относительно
устойчивы
Р.
excelsa
Viminalis,
Р.
koraiensis
Nakai,
малоустойчивы Р. excelsa Pendula, P. e. Virgata, неустойчивы P. alcockiana
Carr., P. pollta Carr. (Антипов, 1979).
Отдельные экземпляры ели с повышенной газоустойчивостью имели
меньшие высоту, диаметр и размер кроны, при уменьшенном размере хвои —
большее ее количество, пониженное содержание смол, воды и клеточного
сока, более высокое соотношение хлорофиллов а и b и др. Количество
фенотипически стойких елей в насаждениях тем меньше, чем выше
интенсивность задымления, чем старше насаждение и чем лучше условия
произрастания, а, следовательно, бонитет древостоя (Антипов, 1979).
д
11
Глава 2. Материалы и методики исследования
2.1 Характеристика районов исследования
Уфа
-
столица
Республики
Башкортостан,
административно
-
политический, экономический, научный и культурный центр республики.
Расположена на берегу реки Белой, при впадении в нее рек Уфа и Дема, в
Башкирском Предуралье, в пределах Прибельской увалисто-волнистой
равнины, в 100 км к 3ападу от передовых хребтов Башкирского (Южного)
Урала. Вытянута с юго-запада на северо-восток на 50 км. В геологическом
отношении складчато-кристаллический фундамент территории перекрыт
мощной толщей осадочных пород: песчаников, глин, мергелей, известняков,
доломитов, а также легкорастворимых гипсов и ангидритов пермского
периода. Уфа находится в северной - лесостепной подзоне умеренного пояса.
Площадь города составляет 765 км2. Это один из крупнейших городов
Уральского региона Российской Федерации. Абсолютная отметка над
уровнем моря - 212 метров.
Климат г. Уфы континентальный, достаточно влажный. Лето теплое,
зима умеренно холодная и продолжительная. Средняя температура января 14,60С, июля - + 19,30С. Среднегодовое количество осадков - 419мм.
Численность населения (2007) — 1 023 001 человек в границах
муниципального образования. Один из двенадцати крупнейших городов РФ с
численностью более миллиона человек. По численности населения занимает
11-е место в РФ.
Город Уфа является крупным потребителем минерально-сырьевых
ресурсов, поставляемых из районов Республики Башкортостан и из-за ее
пределов. Город находится на пересечении важнейших железнодорожных,
воздушных, речных, трубопроводных и автомобильных магистралей,
д
12
связывающих европейскую часть России с Уралом и Сибирью, что дает ему
широкие возможности для ввоза-вывоза готовой продукции и сырья.
Роскошная
природа
Уфы
и
ее
окрестностей
обусловлена
расположением в лесостепной зоне и близостью крупных рек. Уфа
расположена на берегу реки Белой при впадении из нее рек Уфы и Демы.
Разведанные еще в 30-е годы запасы нефти на территории республики
послужили толчком к развитию в Уфе предприятий нефтепереработки. Это
определило на долгие годы приоритет этой отрасли промышленности (74%) в
общегородском объеме производства.
Иглинский район расположен в восточной части республики, в
междуречье Уфы и Сима Башкирского Предуралья. На севере граничит с
Благовещенским и Нуримановским районами, на востоке — с Челябинской
областью, на юге — с Архангельским и Кармаскалинским районами.
Границы района проходят на протяжении 28 км по судоходным рекам —
Белой и 28 км — Уфы. Районный центр — р.п. Иглино, находится в 49 км от
г. Уфы.
Территория района вытянута с юго-запада на северо-восток на 85 км.
Площадь района составляет 2,45 тыс. кв. км.
Район с запада на восток на протяжении 60 км пересекает
Транссибирская железнодорожная магистраль. Параллельно магистрали в 510 км проходит автодорога общегосударственного значения Самара-УфаЧелябинск. Связь населения района с г. Уфой осуществляется пригородными
электричками и автотранспортом.
Население района составляет 42,6 тыс. человек, в том числе в рабочих
поселках проживает 21,1 тыс. человек, в сельской местности — 21,5 тыс.
человек. Плотность населения — 17,5 чел. на 1 кв. км.
Территория района относится к Прибельской увалисто-волнистой
равнине степной зоны. Климат континентальный. В течение всего года
д
13
преобладает антициклонная циркуляция, которая обуславливает холодную
продолжительную зиму и теплое, иногда жаркое, сухое лето. Зимой южные и
западные
циклоны
сильными
метелями
сопровождаются
и
потеплением,
снегопадами.
усилением
Агроклиматические
ветра,
условия
характеризуются как ограниченно благоприятные.
В недрах выявлены значительные запасы минерального сырья: нефть,
газ, гипс, песчано-гравийные смеси, щебень.
42% территории занимают леса Государственного лесного фонда. Это
широколиственные леса из липы, клена, дуба, местами березовые и
осиновые. Почвы сельскохозяйственных угодий серые лесные и светло-серые
пойменные.
Район
характеризуется
как
промышленно-сельскохозяйственный.
Сельское хозяйство специализировано на животноводстве мясомолочного
направления и зернопроизводстве. Сельскохозяйственные угодья занимают
106090 га, распаханность площадей — 65%. Сенокосы и пастбища занимают
соответственно 10036 и 27822 га. Они являются хорошей основой для
развития животноводства при наличии собственных кормов. Поголовье
крупного рогатого скота составляет более 21 тыс. голов.
Башкирский керамический завод производит кирпич кислотоупорный,
плитку марки ТКШ. Основными потребителями продукции являются города
Москва и Санкт-Петербург, Новосибирская, Свердловская, Челябинская и
Тюменская области.
Интенсивно ведется газификация сел и деревень. Проложено за
последние пять лет 128,3 км газопроводов.
д
14
2.2 Характеристика ели сибирской (Picea obovata)
Ель сибирская (Picea obovata) произрастает на всей территории РБ и
распространена равномернее других хвойных пород. Наиболее обычна она
как сопутствующая порода в лесах самого различного состава. Реже
выступает в качестве основного лесообразователя преимущественно в
долинных лесах. Ель произрастает на почвах самого различного плодородия,
в том числе на холодных переувлажненных, но сухих песчаных почв в РБ,
как правило, избегает.
На примере экологии ели сибирской видно влияние климата на
отношение древесных пород к почве. В континентальном климате РБ ель
редко встречается даже в виде примеси на сухих песчаных почвах
междуречий, хотя во влажном климате севера европейской части России на
таких почвах образует лишайниковые ельники.
Ель сибирская - довольно крупное дерево. Экземпляры высотой более
30 м иногда встречаются в долинах рек юга области. Но обычно наиболее
крупные ели немного ниже 30 м. Диаметр крупных деревьев этой породы,
как правило, не превышает 68-72 см, хотя отдельные стволы достигают 1 м
толщины. К северу и востоку области размер елей уменьшается, но не столь
сильно, как сосен и лиственниц.
Рост ели в высоту меняется с возрастом и существенно зависит от
освещенности. В общем, как и у других хвойных, быстрее всего растет ель в
стадии жердняка, затем рост уменьшается, но продолжается до глубокой
старости.
В континентальном климате РБ ель уступает по теневыносливости
пихте и кедру, хотя в западной части их ареалов превосходит обоих в этом
отношении. В противоположность ели европейской, сибирская ель не
отличается
д
ветровальностью,
что
обусловлено
холодостойкостью
и
15
морфологическими особенностями ее корневой системы. Главный корень у
нее не развивается, образуются "якорные корни", крупные и длинные, но
отстоящие недалеко от ствола (в быстро оттаивающих почвах), или
сравнительно мелкие, но многочисленные и размещенные на большой
площади
(на
почвах
с
длительной
весенне-летней
мерзлотой).
По
холодостойкости корневой системы ель превосходит все хвойные породы,
кроме лиственницы Гмелина. Ее корни способны расти при небольшой
отрицательной
температуре,
поэтому
на
переувлажненных
медленно
протаивающих почвах, где ель образует поверхностную корневую систему,
часть ее корней остается в мерзлом слое почвы и удерживает дерево от
вывала ветром.
Хвоя у сибирской ели короче, чем у европейской, и колючая. Шишки
намного мельче, тем более в неблагоприятных лесорастительных условиях.
Семенные их чешуи широкие и закругленные. Опыление у сибирской ели
происходит несколько позднее, чем у европейской, что не всегда спасает ее
цветы от побивания поздними заморозками. Поэтому ее семена имеют
невысокую всхожесть (60-65%) и многие из них оказываются пустыми.
Причиной
плохого
качества
семян
ели
служит
также
короткий
вегетационный период. Это снижает репродуктивную способность ели,
поэтому ее подрост появляется постепенно даже в благоприятных условиях.
Семена созревают к концу сентября в год опыления и не всегда уходят
от ранних сентябрьских заморозков. Семеношение у ели начинается на
открытых местах с 15-18 лет, в древостоях - с 30-50 лет. Урожайные годы
повторяются через 3-5 лет, в лучших лесорастительных условиях несколько
чаще. В промежутках между ними ель почти не дает семян. Урожаи
колеблются от 200 до 700 тысяч семян на 1 га.
На открытых местах хвоя и побеги ели повреждаются поздними
заморозками, что сильно задерживает возобновление ее на вырубках и гарях.
д
16
Под пологом леса этого, как правило, не случается. Хвоя ели сибирской
живет на 2-3 года дольше хвои европейской ели (8-10 лет вместо 6-7 у ели
европейской).
Ель - порода смолопродуктивная. В России ель подсачивали с XVII в.,
но около столетия назад перешли на подсочку сосны. В Германии ель и в
настоящее время остается основной смолопродуктивной породой. Она дает
большой
выход
живицы.
Подсочка
ее
проще,
чем
сосны.
Но
чувствительность ели к ранениям ствола резко снижает длительность
подсочки и ведет к массовому поражению ели гнилями, что заставило
перейти на подсочку сосны. В РБ ель в промышленных масштабах не
подсачивалась и не подсачивается.
Древесина ели легче сосновой и хорошо колется. В прошлом она
широко использовалась для получения колотых кровельных материалов:
гонта и дранки. По гибкости древесины ель превосходит другие хвойные
породы, кроме можжевельника. Поэтому ее древесина используется для
производства гнутых изделий (дуги, сани, охотничьи лыжи и др.). Молодые
елочки широко использовались в прошлом на вицы для вязки плотов.
Большая длина трахеид делает еловую древесину ценным сырьем для
производства бумаги. Кора ели тонкая и в сыром состоянии эластичная. Она
используется на кровли временных построек. В коре много дубителей, но по
качеству они хуже дубителей лиственничной и дубовой коры.
Долинные
ельники
предотвращают
водную
эрозию
и
играют
кольматирующую роль - фильтруют талые и дождевые воды от взвешенных в
них твердых частиц, чем предохраняют водоемы от заиления.
Ель сильно поражается болезнями. На ней паразитирует столько же
дереворазрушающих грибов, сколько на всех других хвойных породах РБ
вместе взятых.
д
17
2.3 Методика проведения работ
Исследования проводились по стандартной методике (Федорова,
Никольская, 2001; Андреева и др., 2002). Осенью 2008 г. срезали ветви с 14
условно одновозрастных деревьев ели сибирской, растущих в районе ул.
Первомайской Орджоникидзевского района г. Уфы. Ветви срезали на высоте
2 м со стороны кроны, обращенной к зоне с загрязненным воздухом.
Контролем служили ветви с 14 деревьев примерно того же возраста,
произрастающих в экологически чистой зоне на территории лесничества у
пос. Иглино Иглинского района Башкортостана (в 50 км к востоку от г. Уфы).
Отдельно для каждого дерева линейкой измеряли длину хвои на побеге
прошлого
года.
Измерения
проводили
в
14-кратной
повторности.
Устанавливали продолжительность жизни хвои путем просмотра побегов с
хвоей по мутовкам (по 2-3 веткам с каждого дерева). Для оценки
сближенности
хвоинок
отмеряли
10
см
побега
прошлого
года
и
подсчитывали число хвоинок на этом участке. Хвою осматривали при
помощи лупы, выявляли хлорозы
2.4 Статистическая обработка материалов
Результаты измерений были подвергнуты статистической обработке.
Различия были достоверны во всех трех случаях. Причем, в первом и третьем
случаях уровня значимости P составлял 0.999, а во втором случае - 0.998.
Нами была определена достоверность различий двух независимых
выборок по Стьюденту по формуле:
д
18
где M1, M2 - средние арифметические, σ1,σ2 - стандартные
отклонения, а N1,N2 - размеры выборок.
Число степеней свободы равно 14+14-2=26. В первом случае t-test был
равен 11,33831, во втором случае - 4,096423, в третьем - 3,73592. Табличное
значение для P=0.998 (3.6105), табличное значение для P=0,999 (3.9216).
Различия были достоверны во всех трех случаях. Причем, в первых двух
случаях для уровня значимости P=0.999, а в третьем случае для P=0.998.
Из таблиц видно, что во всех случаях средние показатели были выше в
Иглинском районе по сравнению с Уфой.
Глава 3. Результаты и обсуждение
Получены следующие морфометрические параметры хвои и побегов
ели сибирской в загрязненной (ул. Первомайская) и чистой (пос. Иглино)
зонах. Продолжительность жизни хвои в районе ул. первомайской в г. Уфе
составляет в среднем 4,8 лет, тогда как в Иглино – 6,3 лет (Таблица 1), т. е.
хвоя в экологически чистой зоне живет на в среднем на полтора года больше,
чем в городских условиях. Длина хвоинок в городских условиях на 2,7 мм
меньше по сравнению с загородной местностью (14,2 мм и 16,9 мм
соответственно) (Таблица 2).
Существенные различия выявлены также по числу хвоинок на 10 см побега: в
Уфе этот показатель составляет 101,9 штук, тогда как в Иглино - около 119,6;
таким образом, показатель охвоенности в загрязненной зоне ниже почти на
18 хвоинок (Таблица 3).
Ежегодные приросты побегов у ели сибирской в загрязненной зоне (около 74
мм в среднем) почти на 3,5 см меньше, чем в экологически чистой зоне
(около 108 мм). Это хорошо согласуется с полученными выше данными о
большей сближенности хвоинок в расчете на 10 см побега в условиях
городского загрязнения. Полученные результаты свидетельствуют об
определенных нарушениях роста вегетативных органов ели сибирской в
районах городского загрязнения, что выражается в уменьшении размеров и
возраста хвои .
д
19
Важную информацию несут также данные о состоянии хвои и побегов ели
сибирской. Процент хвои с явлениями хлороза (изменение зелёной окраски
хвои)составил 100% в г.Уфе и всего 85% в пос. Иглино. Характер
проявления хлороза у деревьев ели в Уфе был различным: точечные,
крапчатые и пятнистые изменения окраски, цвет повреждений хвои
изменялся от желто-коричневого до бурого. Хлороз хвои у ели в Иглино
проявлялся лишь у единичных деревьев (точки, крапчатость).
Таблица 1
Возраст хвои, лет
Ср. арифм.
Иглинский р-н
г. Уфа
6
5
7
5
6
4
7
5
6
4
7
4
7
4
7
6
5
5
5
5
6
5
6
6
7
4
5
6
6,3
4,8
Таблица 2
д
20
Длина хвои, мм
Иглинский р-н
г. Уфа
16
18
18
15
18
19
17
14
15
16
15
12
16
15
17
14
15
16
17
13
16
10
17
15
18
11
19
12
Ср. арифм. =
16,9
14,2
Таблица 3
Число хвоинок на 10 см побега прошлого года
д
Иглинский р-н
г. Уфа
117
85
121
111
132
96
108
113
113
100
125
102
21
146
95
122
89
124
110
108
122
103
90
104
96
115
113
136
102
Ср. арифм. =
119,6
101,9
Результаты экспериментов убедительно свидетельствуют об угнетении
трех морфометрических показателей у ели сибирской, произрастающей в г.
Уфе по сравнению с Иглинским районом.
ВЫВОДЫ
По результатам проведенной работы можно сделать следующее
выводы. Продолжительность жизни хвои у ели сибирской в условиях
загрязнения в г. Уфе на полтора года меньше, чем в экологически чистой
зоне (пос. Иглино Иглинского района). Длина хвоинок в городских условиях
соответственно на 2,7 мм меньше по сравнению с сельской местностью. В
Уфе число хвоинок на 10 см побега на 18 штук меньше, чем в загородной
зоне. У ели сибирской в условиях города Уфы процент хвои с явлениями
хлороза значительно превосходит данный показатель в загородной зоне.
По
состоянию
вегетативных
органов
Ели
сибирской,
можно
констатировать высокий уровень загрязнения воздуха в Орджоникидзевском
районе
д
города
Уфы.
Тогда
как
в
Иглинском
районе
республики
22
Башкортостан у ели сибирской отклонений в развитии вегетативных органов
не обнаружено.
По этим результатом мы установили, что ель сибирская реагирует на
загрязнения
окружающей
биоиндикатором
состояния
среду,
следовательно,
атмосферы.
Позволяя
является
хорошим
оценивать
уровень
загрязнения по степени неблагоприятных изменений вегетативных органов.
Рекомендации
Мы доказали что ель сибирская является хорошим биоиндикатором
окружающей среды, и сильно реагирует на отрицательные изменения в ней.
Посадка этого вида хвойного дерева на улицах города является не самой
лучшей мерой по улучшению состояния окружающей среды. Мы советуем
высаживать деревья более газоустойчивых пород , таких как ива и тополь.
Планы на будущее.
Мы делаем эту научно-практическую работу первый год. Объем её очень
большой, и мы не смогли захватить весь перечень условий и факторов,
влияющих на состояние ели сибирской.
В первый год мы учли и измерили только самые необходимые и даже
простые факторы на двух участках исследования.
д
23
Мы планируем продолжить нашу исследовательскую работу, и в
последующие года оценить и другие факторы влияющие на состояние
древесных пород.
Мы планируем оценить розу ветров, состояние почвы, и сделать нашу работу
более объемной и содержательной. Так же мы хотим увеличить число
участков, на которых будут проводиться научно-практическая работа.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Абрамашвили Г. Г. Влияние загрязнений на хвойные насаждения//Гигиена
и санитария, № 4. 1957.
Абрамашвили Г. Г. Ель колючая для озеленения городов. М., 1956.
Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев//
Лесоведение. №4. 1989. С.51-54.
Антипов В.Г. Устойчивость древесных растений к промышленным газам.
Мн.: Наука и техника, 1979. 216 с.
Бобров Е.Г. Лесообразующие хвойные СССР. Л.: Наука, 1978. 189 с.
Васильев Я. Я., Уханов В. В. Роды Abies Hill.-— пихта; Picea Dietr.— ель.
/ Деревья и кустарники СССР. Т. 1. М.—Л., 1949. С. 53 - 122.
д
24
Вехов Н. К. Декоративные деревья и кустарники/ Озеленение городов.
М.: 1954. 167 с.
Воронин В.И. Дендроиндикация в системе мониторинга лесов, подверженных
воздействию промышленных эмиссий// Лесопатологические исследования в
Прибайкалье. Иркутск, 1989. С.24-33.
Грешта Я. Влияние промышленной загрязненности воздуха на сосновые леса//
Растительность и промышленные загрязнения. вып. 7. Свердловск, УФ АН
СССР, 1970.
Гурьянова О. 3. Влияние промышленных газов на физиологические процессы
хвойных пород в лесопарковом поясе Москвы//II Уральское совещание по
экологии и физиологии древесных растений (Рефераты докладов и сообщений).
Уфа, 1965.
Добровольский И. А. Зеленые насаждения на промышленных площадях
Криворожского железнорудного бассейна// Мат. I укр. конф. «Растительность
и промышленная среда». Киев. «Наукова думка», 1968.
Ерохина В. И. Газообразные промышленные выбросы и их влияние на
декоративные растения// Науч. тр. Акад. коммун, хоз-ва, вып. 86. 1971.
Жохов П. И. и др. Влияние задымления атмосферного воздуха на зеленые
насаждения. Городское хозяйство Москвы, 1961, № 5.
И о н и н В. М. Лиственница Сукачева в озеленении г. Свердловска.
— «Материалы по озеленению городов Урала». Уральск, н-и. ин-т Акад.
коммун, хоз-ва им. К. П. Памфилова, вып. 1. Свердловск, 1958.
Илькун Г.М. Газоустойчивость растений. Киев, 1971. 146 с.
Князева Е. И. Газоустойчивость растений в связи с их систематическим
положением и морфолого-анатомическими и биологическими особенностями
//Дымоустойчивость растений и дымоустойчивые ассортименты.
Горький — Москва, 1950.
д
25
Коновалов Н. А., Минина Е. В. Декоративные деревья и кустарники
Урала. Свердловск, 1948.
Красинский Н. П. Озеленение промплощадок дымоустойчивым ассортиментом.
М.: «Власть Советов», 1937.
Красинский Н. П. Теоретические основы построения ассортимента
газоустойчивых растений//Дымоустойчивость растений и дымоустойчивые
ассортименты. Горький — Москва, 1950.
Красинский Н. П., Князева Е. И. Дымоустойчивые ассортименты//
Дымоустойчивость растений и дымоустойчивые ассортименты.
Горький — Москва, 1950.
Кротова Н. Г. 1958а. Дым и лес (о влиянии задымления воздуха на лесные
насаждения). — «Наука и передовой опыт в с.-х.», №1.
Кузьмин М. К. 1950. Действие дыма на растительность. — «Лесное хозяйство»,
№ 6.
.
Куракина Л. 1956. Лиственница Сукачева. — «Жилищно-коммунальное
хозяйство», № 2.
Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение/ под ред. В.А. Алексеева.
Л.: Наука, 1990. 200 с.
Луговой Е. В. 1960. Влияние газов и пыли на хвойные насаждения
Подмосковья. — «Лесное хозяйство», № 7.
Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология: Учебное пособие. Уфа: Восточный
университет, 1998. 256 с.
Негруцкая Г. М. 1967. Характер и динамика усыхания сосны от воздействия
вредных газов. — Сб. научн. тр. Луганского с.-х. ин-та, т. 10.
О состоянии природных ресурсов и окружающей среды Республики
Башкортостан в 2005 г. - Государственный доклад. Уфа, 2006. 197 с.
Попов Б. В. 1961. Влияние задымления атмосферного воздуха на хвойные
д
26
насаждения Измайловского парка культуры и отдыха г. Москвы.
— Тезисы 'докл. 1 тематической конф. по охране атмосферного воздуха
г. Москвы.
Путенихин В.П. Ассортимент древесных растений-интродуцентов для
озеленительных работ на Южном Урале//Урбоэкосистемы:проблемы и
перспективы развития: материалы III международной научно-практической
конференции/отв. ред. Н.Н. Никитина. Иштым: Изд-во ИГПИ им. Ершова, 2008.
Вып.3.С. 142-144.
Путенихин В.П., Путенихина К.В. Ель сибирская как биоиндикатор состояния
окружающей среды в г. Уфе// Экологические системы:фундаментальные и
прикладные исследования. Ч.2:сб. мат II Всерос. Науч.-практ.конф., Нижний
Тагил, 24-27 марта 2008 г./ отв. ред. Т.В. Жуйкова, О.А. Тимохина; Нижнетаг.
гос. соц.-пед. акад. Нижний тагил, 2008. С. 101-104.
Пряхин В. Д. Озеленение санитарно-защитных зон промышленных
предприятий. — «Лесное хозяйство», №12. 1969.
Ружицкая С. С. 1969. Жизнеустойчивость хвойных пород в условиях города.
//Лесохозяйственная информация. № 7.
Рябинин В. М. 1962. Влияние промышленных загрязнений на рост деревьев
и кустарников. «Бот. ж. АН СССР», т. 47,- № 3.
Справочник по декоративным деревьям и кустарникам европейской части
СССР. М., 1953.
Справочник по химии. М.: Просвещение, 1970.
Ткаченко М.Е. Общее лесоводство. Изд. 2. М.—Л., 1952.
Томас М. Д. 1962. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на растения.
ВОЗ. Женева.
Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране
окружающей среды. М.: ВЛАДОС, 2001. 288с.
д
27
Щербаков А. П. 1961. Реакция древесных и кустарниковых пород
лесопарковой зоны г. Москвы на Загрязнение воздуха и меры повышения
жизнестойкости растений. — Тезисы докл. 1 тематической конф. по
охране атмосферного воздуха г. Москвы.
Ярмишко В.Т. Сосна обыкновенная и атмосферное загрязнение на Европейском
Севере. СПб: СПбГУ, 1997. 210 с.
Яфаев Э. М. Газоустойчивость сосново-лиственничных культур//
Экология хвойных. БашФАН СССР. Уфа, 1978. 58с.
http://ufainform.ru/klimat-i-geograficheskoe-polozhenie.html
ttp://www.bashedu.ru/bashkortostan/iglinsk_r/
д