ПРОБЛЕМИ ЗБЕРЕЖЕННЯ РОСЛИННОГО СВІТУ
КВАЗІПРИРОДНИХ ЕКОСИСТЕМ
Спільність
живого і неживого Планети – це єдина екологічна система, що складається із місцевих
екологічних систем, які відрізняються одна від одної і мають взаємовплив. В
міру розвитку людського суспільства змінюється і вплив людини на природу.
Природні ландшафти та екосистеми трансформуються у агро екосистеми, у яких культурні
рослини досить чутливі до надзвичайної хімізації, підпорядковані правилам
кругообігу речовин і здатні накопичувати шкідливі речовини. В атмосферу, а
потім в ґрунт, ґрунтові води можуть попадати і солі важких металів,
нафтопродукти та інші токсичні сполуки, вони здійснюють сильний вплив на
рослинні організми. Так, при забрудненні ґрунтового середовища солями
шестивалентного хрому і нафтопродуктами спостерігалися різкі зміни в рості і
розвитку рослинних організмів. Як зазначає М.Бутило, це проявляється навіть у
проходженні фенологічних фаз розвитку, пригніченні росту кореневої і наземної
частини рослин [2].
При
проведенні хорологічних і фітоценотичних досліджень окремих видів рослин ми
спиралися на праці Б.Міркіна [3].
Досить
істотний вплив на рослинні організми справляє забруднення природного середовища
різноманітними виробничими відходами. Транспортні, промислові, військові
підприємства викидають в атмосферу речовини, які відрізняються складною
хімічною будовою і ступенем пригнічуючої дії на організми. До їх складу входять
рештки продуктів горіння органічних речовин, термічного і хімічного розкладу
матеріалів, механічного подрібнення. Найбільший обсяг викидів у атмосферу від
теплових електростанцій, металургійних, хімічних, нафтопереробних підприємств.
Токсичні гази
і пари проникають в листки та інші органи рослин тим же шляхом, що і для
газообміну. Ранніми симптомами порушень в листках під дією шкідливих речовин,
що знаходяться в повітрі, є зміна активності фотосинтезу, диханні і
транспірації, а також порушення структури тканин і клітин. Візуально симптоми
ураження рослин атмосферними токсикантами проявляються в різних видів
по-різному і залежать від концентрації, тривалості дії і токсичності діючих
речовин. В більшості, як вказує В.Артамонов, проявляється хлороз або некроз
листків, їх згортання і гофрування, рідше утворюються некротичні плями,
загальне потемніння, втрата тургору, обпадання листків [1].
Забруднення
повітря викликає різноманітні зміни в рослин. Серед макроскопічних можна
згадати:
− зміна
забарвлення листя: під дією важких металів розвивається хлороз; при дії
сірчистого газу спостерігається почервоніння листя (наприклад у смородини
чорної); під впливом хлоридів відбувається пожовтіння ділянок листя у листяних
порід;
−
некрози (цяткові, плямисті, верхівкові, крайові) – відмирання обмежених ділянок
тканини листка (наприклад під впливом озону на листках тютюну утворюються
сріблясті плями, у картоплі сірі плями з металічним відтінком);
−
обпадання листя; під впливом солі, якою посипають взимку дороги й тротуари,
спостерігається передчасне обпадання листя в липи і кінського каштану;
− зміна
форми росту й галуження; на територіях з високими концентраціями забрудників
відзначають низькорослість рослин і зрідження крони, особливо у хвойних дерев.
Збіднення
деревної рослинності внаслідок атмосферного забруднення призводить до заселення
безлісих ландшафтів однорічними й багаторічними рудеральними видами (лобода
біла, різні види полину).
У
несприятливих умовах у рослин порушуються певні фізіолого-біохімічні процеси –
фотосинтез, дихання, водний обмін, мінеральне живлення. Рослини починають
активно синтезувати молекули деяких амінокислот, які справляють протекторний
ефект. Коли ж рослина потрапляє в зовсім несприятливі умови, починають
працювати, так звані, гени шокової відповіді – своєрідна «пожежна команда», яка
синтезує набір білків, що дозволяють адаптуватися і вижити в умовах
інтенсивного ушкодження. Фонове забруднення і поширення полютантів на значні
території викликає пошкодження рослин, навіть тих, які знаходяться на значних
відстанях від джерела забруднення.
Нездатність
рослин до активних переміщень у просторі робить їх зручними об’єктами для
вивчення рівня забрудненості території на основі аналізу у них окремих
біоіндикаційних показників або життєвого циклу загалом.
Для
здійснення своєчасних заходів по захисту природного середовища дуже важливо
розробити систему раннього виявлення та експрес-діагностики змін в рослинних
угрупованнях.
Зазвичай більший відсоток ураженої тканини
спостерігається безпосередньо біля жилок листка, ближче до черешка. Цяткові
некрози виникають внаслідок потрапляння на листок краплин сульфатної або
нітратної кислот під час смогу, туману або опадів у вигляді кислотних дощів.
Крайові некрози є свідченням накопичення солей важких металів на краю листкової
пластинки; у такий спосіб пояснюється відмирання кінчиків хвоїнок. Міжжилковий
некроз виникає в процесі надходження у листок через пори дрібних краплин
сульфатної кислоти або оксидів сульфуру, які у цитоплазмі перетворюються у
сульфатну кислоту, яка є сильно гігроскопічною речовиною й досить швидко
забирає вологу у вуглеводів, які утворюються у процесі фотосинтезу. Утворення
вільного карбону спалює частину листка, вільна рідина випаровується, вугілля
вимивається опадами, наслідком чого є формування сухої чорнувато-коричневої
тканини. Коли хлорози й некрози йдуть променями від жилки листка з поступовим
збільшенням площі (це добре видно у каштана, клена), можна зробити припущення,
що такі зміни викликані надходженнями токсичних речовин через кореневу систему
[4].
Одним із видів рослин, які є фітоіндикаторами довкілля є лишайники. У промислових районах на територіях навколо них
спостерігається пряма залежність між забрудненням природного середовища й
скороченням кількості певних видів лишайників. Отже, лишайники є чудовими
біологічними тесторами - організмами, наявність і стан яких залежать від змін у
середовищі.
Чутливість лишайників до забруднювачів пояснюється
унеможливленням виділяти у навколишнє середовище поглинені токсичні речовини,
що й викликає фізіологічні порушення та морфологічні зміни.
Оскільки
кислотність й токсичність опадів у різних умовах середовища сильно варіює, при
підвищенні концентрації хімічних сполук у воді й повітрі, різко зростає їхній
вміст у сланях лишайників. У лісі лишайники мають більшу здатність накопичувати
мінеральні й органічні речовини, ніж лишайники відкритих місць. Особливо багато
мінеральних й органічних речовин потрапляє в тіло епіфітних лишайників, що
ростуть на стовбурах дерев. За допомогою них можна визначити наявність в
атмосфері майже ЗО елементів: літію, натрію, калію, магнію, кальцію, стронцію,
алюмінію, титану, ванадію, хрому, марганцю, заліза, нікелю, міді, цинку,
кадмію, свинцю, ртуті, урану, фтору, йоду, сірки, миш'яку, селену та ін.
Чим
більше лишайники наближаються до джерела забруднення тим, більше їх слань
товстіша, стає компактнішою, майже повністю втрачає плодове тіло та рясно
покривається соредіями. Подальше забруднення атмосфери призводить до
забарвлення лопаті лишайників у білуватий, коричневий або фіолетовий кольори, а
їх таломи зморщуються і з часом лишайники гинуть. Найбільш чутливою є реакція
лишайників на наявність діоксиду сірки, концентрація якої 0,5 мг/м3
є згубною для всіх видів лишайників. На територіях з середньою концентрацією SO2 понад 0,3 мг/м3, лишайники практично
відсутні. З поступовим віддаленням від джерела забруднення, коли концентрація
діоксиду сірки зменшується від 0,3 до 0,05 мг/м3, спочатку
з'являються накипні лишайники, потім листуваті (фісція, леканора, ксанторія).
Зменшення концентрації до 0,05 мг/м3 сприяє появі кущистих
лишайників (уснея, алекторія, анаптихія) і деяких листуватих (лобарія,
пармелія).
На
частоту поширення лишайників впливає кислотність субстрату. На корі, що має
нейтральну реакцію, лишайники почувають себе краще, ніж на кислому субстраті.
Цим пояснюється залежність видового складу лишайників від породи дерев.
Методика оцінювання забруднення атмосфери за наявністю
та різноманітністю лишайників базуються на таких закономірностях:
− чим сильніше забруднення середовища, тим менша
кількість та різноманітність лишайників,
− чим сильніше забруднення середовища, тим менша площа
стовбура дерева вкрита лишайниками,
− найбільш чутливим до підвищення рівня забруднення
середовища є кущисті лишайники, які зникають першими, потім зникають листуваті,
останніми - накипні.
До
накипних належать графіс світло-сірого кольору, ксанторія -
жовто-помаранчевого; до листуватих: гіпогімнія - попелясто-сірого кольору; до
кущистих - кладонія - маленький сріблясто-сірий кущик, уснея - як звисаюча
борода сірувато-зеленого кольору.
Знаючи
бали середньої поширеності й покриття (накипні, листуваті і кущисті лишайники),
можна розрахувати показник відносної чистоти атмосфери (ВЧА) за формулою:
ВЧА=Н+2л+ЗК/30.
Чим вищий показник ВЧА (ближче до
одиниці), тим чистіше повітря. Між ВЧА й середньою концентрацією діоксиду сірки
в атмосфері спостерігається пряма залежність.
Озеленення дозволяє вирішити
цілий комплекс проблем екології: покращити мікроклімат і газовий склад атмосфери,
знизити шумове забруднення, надати населеному пункту естетичного вигляду і зняти
наслідки відеозабруднення (втому людини від споглядання одноманітної
архітектури). Для створення комфортних умов життя за санітарними нормами на
кожного жителя має припадати 350 м2 деревних насаджень (в т.ч. 50 м2
безпосередньо в місті, інші в зеленій зоні навколо нього).
Особливо
ефективно покращують міське середовище лісопарки і приміські ліси, які
називають «легенями міст». Велику роль відіграють деревні насадження у місті:
сади, парки, алеї, смуги дерев вздовж вулиць. Покращують екологічний режим міст
і газони. Ефективність впливу деревних насаджень на міське середовище залежить
від зімкненості крон і висоти дерев, що визначають сумарну площу листя. З цієї
причини є екологічно невиправданою стрижка дерев і саваноподібний тип посадки.
При створенні
насаджень в умовах техногенного середовища з постійно високим рівнем
забрудненості повітря вирішальна роль належить добору деревних порід з високою
стійкістю проти диму і газів. Газо- і зимостійкість як видоспецифічна
особливість значною мірою зумовлюється здатністю рослин до швидкої перебудови
обміну речовин, до зміни рівня і спрямованості біохімічних процесів в ході
зміни умов місцезростання.
Література:
1. Артамонов
В.И. Редкие и исчезающие растения (по страницам Красной книги СССР): Кн. 1.
− М.: Агропромиздат, 1989. − 383 с.
2. Бутило
М.Д. Зелені скарби Правобережжя Черкащини: Монографія / М.Д.Бутило, О.В.Тімець.
− К.: Наук.світ, 2002. − 97 с.
3. Миркин
Б.М. Беседы об устойчивости екосистем / Б.М.Миркин, Л.Г.Наумова // Экология
и жизнь. −
2005. − №3. − С.35-39.
4. Лук’янова Л.Б. Екологія. Лабораторний практикум: навч.-метод.
посіб. − Ніжин: ПП Лисенко М.М., 2009. − 124 с.