Обследование состояния придорожных посадок древесных растений на центральных улицах и перекрёстках улиц города

Цель работы: собрать информацию о состоянии древесных растений в конце вегетации.

Приборы и материалы: секатор садовый, бумажные пакеты.

ПОЯСНЕНИЯ К РАБОТЕ

Биоиндикация – это метод обнаружения и оценки воздействия абиотических и биотических факторов на живые организмы при помощи биологических систем.

Обычно живые организмы в той или иной степени реагируют на изменения окружающей среды. В ряде случаев возможны анатомические, морфологические, биоритмические, поведенческие реакции, также возможны флористические и фаунистические изменения. В случае пассивной биоиндикации исследуют видимые или незаметные повреждения и отклонения от нормы, являющиеся признаком неблагоприятного воздействия.

Чувствительными биоиндикаторами могут служить морфологические изменения (изменения формы и размера листовой пластинки (появление асимметрии, хлорозы и некрозы, уменьшение продолжительности жизни хвои, снижение линейного и радиального приростов).

Первой стадией видимых хлорозов листьев является разрушение хлорофилла под влиянием неблагоприятных факторов. Недостаток в почве азота, а также железа и других элементов быстро сказывается на окраске листьев в результате разрушения хлорофилла. Для оценки степени загрязнения наземных экосистем и их составляющих листья следует собирать из средней части кроны в первой половине вегетации, учитывая условия произрастания (освещённость, минеральное питание, обводнённость и др.). В качестве биоиндикаторов в городской среде рекомендуется использовать следующие газочувствительные виды: липу мелколистную, клён платанолистый, каштан конский, ель обыкновенную, сосну обыкновенную.

При сильном воздействии антропогенных факторов среды (вредные выбросы предприятий и автотранспорта) у древесных видов появляются пигментные пятна, хлоротических и некротические изменения и повреждения листьев и плодов, раннее опадание листовой пластинки без полного её расцвечивания а главное – сокращение вегетационного периода на весьма ощутимые величины (иногда до 1-1,5 месяцев).

При большой загрузке улиц автотранспортом наиболее сильно на антропогенные воздействия реагируют такие древесные породы, как каштан конский, все виды липы, клён остролистный, ель обыкновенная и сосна обыкновенная.

Водный режим растений – один из информативных неспецифических показателей состояния воздушной и почвенной среды. Известно, что в центральной части любого города создаются зоны, образно называемые «островами тепла», где температура воздуха может быть на 6-8 ºС выше, чем в открытой местности, а относительна влажность воздуха – ниже.

На улицах, окаймлённых высокими домами, с низкой влажность почв ввиду стекания выпадающих осадков по асфальтовым покрытиям или утрамбованному почвогрунту, создаются условия для недостаточного увлажнения корневых систем древесных растений.

Поступившая из корневых систем влага быстро транспирируется древесными растениями и испаряется с поверхности листьев в условиях повышенных температур и низкой влажности, беспрерывно поступающего потока воздуха вместе с пылью от проходящего автотранспорта. В связи с этим листья теряют тургор и обвисают, изменяют свою форму из-за аномалий роста, в них наблюдается обезвоживание клеток и часто – вогнутый плазмолиз.

Растениями-индикаторами в данном случае могут быть: липа, каштан, клён остролистный.

Типы некроза: а) точечный; б) краевой; в) межжилковый; г) идущий лучами от жилок листа. Часто наибольший процент поражённой ткани наблюдается непосредственно у жилок листа, ближе к черешку.

Точечные некрозы возникают вследствие попадания на лист капелек серной и азотной кислот (особенно первой), что возможно во время смога, тумана и выпадения на обследуемой территории кислотных дождей. Одно из объяснений образования краевых некрозов – это скопление солей тяжёлых металлов по краю листовой пластинки; этим же объясняется отмирание кончиков хвоинок. Межжилковый некроз возникает в результате попадания в лист через устьица либо мельчайших капелек серной кислоты, либо окисло серы, которые в цитоплазме превращаются в серную кислоту. Последняя – сильно гигроскопическое вещество – весьма быстро отнимает воду от углеводородов, которые образуются в процессе фотосинтеза:

.

В результате образования свободного углерода часть листа (точка или участок) обугливается, свободная вода испаряется, уголь вымывается осадками и в результате получается сухая черновато-коричневая ткань.

В случае, если хлорозы, а потом и некрозы идут лучами от жилок листа и их площадь увеличивается к жилке и черешку (что очень наглядно видно у каштана и клёна) можно предположить с определённой долей вероятности, что эти изменения вызваны либо движением токсичных растворов из корневой системы по проводящим путям, либо большой концентрацией этих растворов при ксилемном транспорте.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Провести сбор показателей по следующим параметрам:

1) Направление улицы по сторонам света и увязать его с розой ветров.

2) Определение стороны улицы (солнечная, теневая).

3) Определить ширину улицы.

4) Наличие высоких домов с обеих сторон улицы и наличие продувов между домами (эти положения очень важны, т.к. при плотной застройке и сильной загруженности улиц автотранспортом поток газов и пыли будет ударяться о стены домов и возвращаться назад на зелёные насаждения, вызывая тем самым их повышенную повреждаемость).

5) Усиленный продув на перекрёстках расширенных улиц.

6) Наличие стоянок автобусов, автотранспорта, светофоров на перекрёстках (особенно на узких улицах, т.к. при замедленном движении автотранспорта, на холостых оборотах происходит неполное сгорание топлива – сильный выброс токсичных веществ.

7) Близость зелёных насаждений к дороге (число рядов, номер ряда).

8) Вид насаждения (уличная одно-, двух-, трёхрядная посадка, сквер, парк, двор).

9) Наиболее устойчивые виды древесных пород.

2. Отобрать с помощью секатора по 10-15 экземпляров одной древесной породы. Оценить состояние зелёных насаждений по следующим положениям:

1) Наличие хлорозов, визуальная оценка процента хлорозной ткани (пожелтение ткани листа вследствие разрушения хлорофилла). Отмечается расположение повреждений на дереве (по отношению к дороге, по отношению к поверхности земли – низ кроны средняя часть, верх кроны).

2) Наличие и процент точечного или краевого изменения пигментации листьев (появление красных, жёлтых, сине-фиолетовых, синих точек и пятен), вызванного попаданием на листья капелек серной и азотной кислот, солей тех или иных тяжёлых металлов. В условиях защитных зон такие изменения может вызвать небольшая утечка радиоактивных веществ (например, в зоне влияния АЭС).

3) Наличие некроза (отмершей ткани), их процент по сравнению с общей поверхностью листьев. Описать тип некроза.

4) Очень информативным признаком состояния древесных насаждений в городской среде (по сравнению с чистой зоной) является их поражение фито- и энтомовредителями, т.к. обычно вредители поражают особи, у которых нарушен иммунитет. Относительно устойчивыми к загазованности тополя поражаются насекомыми, среди которых наибольшее распространение имеет минирующая моль. Было также замечено, что процент поражения лиственницы чернью и другими заболеваниями в условиях загрязнения выхлопными газами автотранспорта снижается по сравнению с относительно чистым воздухом. Также возможно поражение каштанов бурой пятнистостью листьев, которая влечёт преждевременное их опадание, ослабление и дальнейшую гибель деревьев.

В результате проведённого обследования необходимо оформить данную работу, учитывая все выявленные параметры, описать картину повреждений и оценить устойчивость различных древесных пород в тех или иных экологических условиях, обосновать причины выявления повреждений.

Практическая работа № 4