Экология/6. Екологічний моніторинг 

К.с.-г.н., доц. Яковишина Т.Ф., студ. Гончарова К.В.

Державний вищий навчальний заклад

“Придніпровська державна академія будівництва та архітектури”, Україна

Оцінка стану атмосферного повітря м.Днівпропетровська

за вологістю листя

В центральній частині будь-якого мегаполісу уворюються “острови тепла” – зони, в яких температура повітря може бути на декілька градусів (іноді навіть до 10 ⁰С) вищою, ніж на відкритій місцевості, через гарячі викиди промислових підприємств, ТЕЦ, порушення циркуляції повітря в зоні висотних забудов. Тепловий потік над мегаполісом може поширюватися на висоту у декілька кілометрів. Міський острів тепла змінюється залежно від пори року та метеорологічних умов. Теплове забруднення суттєво впливає на взаємодію між водою, повітрям та ґрунтом. Викиди тепла в атмосферу призводять до підвищення температури, як взимку, так і в літку, до зміни зимового гідрологічного режиму та умов паводків. Приміром в м.Дніпропетровськ весняне потепління настає раніше на 3-5 днів, ніж в області. Деякі ділянки р.Дніпро практично не замерзають взимку, тому що по-перше в них скидають “гарячі” стічні води, а по-друге, в цей період спостерігаються часті відлиги, коли температура атмосферного повітря становить вище 0 ⁰С. Міське тепло спричиняє сильну конвергенцію вітрів, що при наявності поблизу мегаполісу водойми викличе локальний ефект морського бризу, як наприклад, у міській зоні Хьюстону (США). Локальна конвергенція вітрів в подальшому призведе до підсилення гроз, підвищення конвективної активності та до змін циркуляції атмосферних потоків над містом. Крім того, значна конвективна активність в сполученні зі збільшенням концентрації аерозолів викликає підвищення активності блискавок. Теплові потоки над містом будуть породжувати хмарність і спричинять опади, які при збільшенні випару, можуть зрости на 10-15 % від середньорічної кількості. Зі збільшенням температури в результаті просушування зменшується міцність порід, підвищується швидкість корозії металевих комунікацій, зростає інтенсивність розвитку мікроорганізмів у підземних водах. Можливе при потеплінні танення снігу створить загрозу дорогам, будівлям і комунікаціям. Внаслідок підтоплення територій можуть відбуватися зсувові явища. При підвищенні температури чисельність теплолюбних представників флори та фауни збільшиться, а живі організми, основний ареал розповсюдження яких простягається на північ від об’єкту теплового забруднення, не витримають довготривалих високих температур, тому їх чисельність скоротиться. Останнє, разом з ростом популяції комах і найпростіших водоростей, може викликати екологічну катастрофу. Найбільш негативні наслідки підвищення температури для рослин пов’язані із запізненням листопаду. В результаті дерева не встигнуть “приготуватися” до холодного періоду року. Також в результаті теплового забруднення порушаться біологічні ритми розвитку рослин, що призведе до тривалих періодів неврожаїв сільськогосподарських культур. Очікується, що через 100 років кількість техногенного тепла, яке виділяється в атмосферу, буде дорівнювати кількості тепла, яке Земля отримує від Сонця.

Тепловий ефект “островів” впливає на відносну вологість повітря, а саме значно її знижує. Особливо гостро ця екологічна проблема постає перед мешканцями міст Центру і Південного Сходу України, до яких відноситься крупний промисловий центр – м.Дніпроептровськ.

Вологість рослин – це один з інформативних показників стану атмосферного повітря і ґрунту. Вода є основою функціонування рослинних систем, тому що: забезпечує перебіг процесу фотосинтезу, є середовищем, де проходять біохімічні процеси, газообмін, транспорт поживних речовин з ґрунту, завдяки транспірації здійснюється процес колообігу води в природі.

В листках рослин відбувається процес транспірації – випаровування води, основну роль у якому виконують продихи, частково в цьому процесі бере участь і вся поверхня листка. У зв’язку з цим розрізняють транспірацію продихову і кутикулярну – через поверхню кутикули, яка покриває епідерміс листка. Кутикулярна транспірація значно менша за продихову: у старого листя 5-10 % загальної транспірації; проте у молодого листя, яке має тонку кутикулу, може досягати 40-70 %.

На побудову свого тіла рослина використовує в середньому 0,2 % води, яка проходить через неї, решта витрачається на терморегуляцію і транспорт мінеральних речовин.

Транспірація сприяє надходженню нової кількості води в корінь і підняттю її по стеблу до листя, підтримуючи тим самим постійний рух води по рослині. Тому листя отримало назву верхнього водяного насоса на відміну від кореневої системи – нижнього водяного насоса, який накачує воду в рослину.

Випаровування захищає листя від перегрівання, що має велике значення для всіх процесів життєдіяльності рослини.

Рослини в суху жарку погоду випаровують більше води, ніж в умовах підвищеної вологості при помірних температурах. В результаті листя втрачають тугість і тургор, обвисають, змінюють форму через відхилення розвитку, в них спостерігаються зміни на мікроскопічному рівні: обезводнення клітин і плазмоліз. Тому визначення вмісту води є не тільки показником зумовленим кліматом, місцезростанням, природою рослини, але й біоіндикаційною ознакою теплового забруднення міст через парниковий ефект, автотранспорт, екологічно непродуману міську забудову і, як наслідок, підвищену транспірацію.

Влітку на вулицях міста в різних районах (адміністративний центр, промислова та селітебна зони) проводили обстеження листя дерев-індикаторів, таких як липа серцевидна (Tilia cordata), каштан кінський (Aesculus L.), клен гостролистий (Acer platanoídes) згідно методики О.П.Мелехової та О.І.Єгорової (2007) [1]. Літо в м.Дніпропетровську помірно тепле, іноді жарке, часто засушливе. Середня температура липня становить 25,3 ⁰С, максимальна – 35,2 ⁰С. Осадків в літній сезон випадає близько 165 мм, з максимумом в червні – 69 мм [2]. Літом переважають північно-західні потоки. Середня швидкість вітру 3,8 м/с. Ці фактори сприяють утриманню “острову тепла” над містом.

Таблиця 1

Вологість листя дерев м.Дніпропетровск

Місце відбору	Вологість листя
	Клен	Липа	Каштан
Цирк	67	–	64
Санітарно-захисна зона південно-західної групи заводів	57	–	56
Парк ім. Т.Шевченка	60	70	63
Жовтнева площа	66	75	67
Севастопольський парк	61	67	65
Парк. ім. Ю.Гагаріна	56	60	65
Парк ім. В.Дубініна	75	80	74
Набережна перемоги	59	66	60
Бульвар Слави	55	68	61

За візуальною оцінкою стану деревної рослинності встановлено втрату тургору та в’ялість листя, зупинку або зміну напрямку росту пагонів. Найменше значення вологості листя деревних порід зафіксовано в санітарно-захисній зоні південно-західної групи заводів 56-57 %, що пов’язано з підвищеною температурою викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря. Набережна та бульвар Слави за цим показником (55-64 %) займали середню позицію. Проаналізувати такі крупні промислові артерії міста, як проспекти ім. Газети “Правда”, Карла Маркса, Гагаріна, Кірова, вул. Донецьке та Запорізьке шосе не було можливості, тому що вздовж них практично відсутня рослинність. “Зеленими легкими” міста є ціла низка парків та скверів, в яких спостерігались найбільші значення вологості листя до 80 % (парк ім. В.Дубініна). Між вологістю листя та вологістю атмосферного повітря в м. Дніпропетровську встановлено кореляційні залежності:

y_к.г.=0,0322x³-6,2023x²+398,41x-8472,2 R²=0,7805

y_л.с.=0,0294x³-5,9374x²+400,72x-8967,8 R²=0,8944

y_к.к.=0,0463x³-9,0863x²+593,47x-12851,0 R²=0,7805

де: y_к.г. – вологість листя клена гостролистого, %; y_л.с. – вологість листя липи серцевидної, %; y_к.к. – вологість листя каштану кінського, %; x – вологість атмосферного повітря, %.

Найбільш комфортно людина себе почуває за 60-75 % відносної вологості влітку та 55-70 % взимку. Отже комфортні умови екологічно безпечних умов існування мешкання для жителів м.Дніпропетровська створено тільки в паркових зонах.

Підсумовуючи вище викладене слід зазначити, що внаслідок викидів гарячих газів промисловими підприємствами та автотранспортом над м.Дніпропетровськом утворюється “острів тепла”, суттєво знижується відносна вологість атмосферного повітря, яка опосередковано відбивається через кореляційні зв’язки на вологості листя деревної рослинності: липи серцевидної (Tilia cordata), каштану кінського (Aesculus L.) та клену гостролистого (Acer platanoídes).

Література:

1. Мелехова О.П. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / О.П.Мелехова, Е.И.Егорова. – М.: Академия, 2007. – 288 с.

2. Павлов В.О. Екологічний паспорт міста Дніпропетровська / В.О.Павлов, М.М.Переметчик, В.П.Колотенко, Б.Є.Шевченко. – Дніпропетровськ: УкО ІМА-прес, 2000. – 112 с.