Экология/6. Экологический мониторинг

Стаковецкая О.К., Куликова Н.А., Советова Е.С.

Ивановская государственная медицинская академия, Россия

Оценка экологического состояния воздушной среды методами биоиндикации

Загрязнение атмосферы городов – одна из самых распространенных в настоящее время проблем. Воздух городов наполнен дымом, токсичными газами, пылью, сажей, аэрозолями, и другими твердыми частицами. К основным источникам загрязнения относятся промышленные, топливно-энергетические предприятия и транспорт.

Древесные растения в городских ландшафтах выполняют важнейшие средообразующие и средозащитные функции, связанные с выделением кислорода и фитонцидов, ионизации воздуха, формированием своеобразного микроклимата, а также играют санитарно-гигиеническую роль, поглощая токсичные газы и накапливая вредные вещества. Зеленые насаждения, произрастающие в городах, испытывают на себе постоянное отрицательное влияние техногенного загрязнения. В этих условиях важным свойством деревьев становится их способность сохранять устойчивость и адаптироваться через изменение строения и функций к изменяющимся условиям среды, что дает возможность выживать растениям при нарастающем антропогенном экологическом стрессе. Листья являются наиболее чувствительными к загрязнению окружающей среды органами древесных растений, под влиянием различных загрязнителей атмосферы в них происходят морфологические изменения.

Одним из удобных способов оценки интенсивности антропогенного воздействия является метод оценки качества среды по показателям нарушения стабильности развития организмов. При этом наиболее широко применяется морфогенетический подход, основанный на оценке внутрииндивидуальной изменчивости морфологических структур, в частности степени выраженности флуктуирующей асимметрии и асимметрии вершины листовой пластинки. Анализ асимметрии характеризует мелкие нарушения стабильности развития, являющиеся ответом организма на состояние окружающей среды.

Целью работы являлась оценка степени загрязнения воздушной среды вблизи автомагистрали по показателям развития высших растений. В качестве объекта исследования нами была выбрана береза повислая – массовый вид, встречающийся в городе Иваново с большой частотой. Сбор материала для изучения проводился в конце мая после завершения интенсивного роста листьев. Образцы листьев (по 10 штук) брались с высоты 1,5-2 м с укороченных побегов березы, со стороны кроны, обращенной к автотрассе в 10 точках на различном расстоянии от автомагистрали. Всего было измерено 1000 листьев.

Для определения коэффициента флуктуирующей асимметрии (ФА) использовали признаки строения и жилкования листовой пластинки. С каждого листа сняли показатели по пяти параметрам: ширина половинки листа, длина второй жилки второго порядка от основания листа, расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка, расстояние между концами этих жилок, угол между главной жилкой и второй от основания жилкой второго порядка. Величины ФА рассчитали с помощью программы Microsoft Excel. Используя специальную таблицу, оценили состояние воздушной среды [2].

Для определения коэффициента асимметрии вершины листовой пластинки (К_а) определили ось листа и в левой верхней части от края листовой пластинки провели перпендикуляр к оси листа. То же проделали с правой верхней стороны листа. Определив расстояние между точками соединения указанных перпендикуляров с осью листовой пластинки, рассчитали К_а по формуле: К_а = b / Х, где b - расстояние между точками соединения перпендикуляров с осью листа, Х – максимальная ширина листа [1].

Полученные данные показали, что ФА тем выше, чем ближе к дороге находится растение. Наименьший показатель характерен для листьев, собранных на большом расстоянии от дороги (303 – 388 м), а наибольший – вблизи дороги (16 м) (табл.1).

Таблица 1.

Показатели флуктуирующей асимметрии листовых пластинок березы

и качество среды в разных точках сбора

	Расстояние до источника загрязнения (м)
	16	83	149	198	202	206	303	375	378	388
ФА	0,064	0,059	0,058	0,057	0,055	0,055	0,053	0,052	0,038	0,036
Качество среды	–	–/+	–/+	–/+	–/+	–/+	+	+	+	+

– существенные нарушения, –/+ небольшие отклонения от нормального состояния; + ситуация условно нормальная.

Расчет К_а также показал, что чем дальше растение расположено от дороги, тем меньше оно подвержено техногенному загрязнению. У растений, произрастающих на небольшом расстоянии от дороги (16 м), коэффициент составил 0,40, а на расстоянии 388 м от дороги - 0,22 (табл. 2). В этом случае можно говорить о снижении интенсивности воздействия загрязняющих веществ на развитие верхушек листьев березы.

Таблица 2.

Коэффициент асимметрии верхушек листовых пластинок березы в разных точках сбора

(Ка)	Расстояние до источника загрязнения (м)
	16	83	149	198	202	206	303	375	378	388
	0,40	0,38	0,36	0,33	0,32	0,32	0,31	0,30	0,25	0,22

Анализ полученных данных показывает, что с увеличением расстояния до автотрассы коэффициенты асимметрии листьев уменьшаются.

Таким образом, показатели асимметрии отражают не только качество среды, но общее состояние растительного организма; их возрастание наблюдается при действии факторов, нарушающих стабильность развития органов растений. Наиболее глубокие последствия загрязнения воздушной среды отмечаются вдоль дорог, где деревья подвергаются прямому аэротехногенному воздействию. На участках опосредованного воздействия отрицательные последствия для растений не так значительны.

Литература

1. Андреева М.В. Оценка состояния окружающей среды в насаждениях в зонах промышленных выбросов с помощью растения-индикаторов. Автореф.дис. на соискание уч.степени канд.сельскохоз.наук. – Санкт-Петербург. – 2007. – С. 20.

2. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур). Москва, 2003. – С.28.