Оценка качества среды города Орска по функциональной асимметрии листовой пластинки березы повислой (Betula pendula)

Введение

Проблемы экологии городской среды занимают одно из первых мест в иерархии глобальных проблем современности, так как эта среда отличается своеобразием экологических факторов, специфичностью техногенных воздействий, приводящих к значительной трансформации окружающей среды. Воздух в городе наполнен пылью, сажей, аэрозолями, дымом, твердыми частицами и т.д. К основным источникам загрязнения относятся промышленные и топливно-энергетические предприятия, транспорт. Естественно, что от загрязненного воздуха страдает человек и все, что его окружает [1]. В настоящее время крайне актуален вопрос оптимизации городской среды. Для этого используются древесные растения, основная роль которых сводится к их способности нивелировать неблагоприятные для человека факторы природного и техногенного происхождения [2; 3]. Кроме этого, они выделяют кислород, снижают температуру, силу ветра и шума, повышают влажность воздуха, нередко улучшают среду до комфортной [3]. Однако высокая степень воздействия негативных антропогенных факторов, присущая урбанизированным территориям, закономерно приводит к ослаблению растительности, преждевременному старению, снижению продуктивности, поражению болезнями, вредителями и гибели насаждений. Древесные растения, оказавшиеся в городских условиях, начинают отставать в росте и развитии, уменьшаются их параметры, рано начинает изреживаться крона [4].

Городские насаждения, призванные оздоравливать урбанизированную среду, сами при этом нуждаются в защите. Таким образом, наравне с вопросом озеленения города на первый план также ставится проблема способов выявления и оценки уровня загрязнения окружающей среды [1]. В настоящее время имеется большой арсенал методов для выявления различных неблагоприятных воздействий на состояние окружающей среды. Существующая система контроля качества среды базируется на данных по физико-химическому анализу объектов окружающей среды, по состоянию биоразнообразия и других. Для проведения оценки качества окружающей среды на всех уровнях применяются различные подходы, но особенно важной является биологическая оценка. Это связано с тем, что именно состояние живых организмов позволяет прогнозировать такие изменения в окружающей среде, которые могут привести к необратимым последствиям. В трудах Центра Экологической Политики России (ЦЭПР) показано, что стабильность развития как способность организма к нормальному развитию является чувствительным индикатором состояния природных популяций и позволяет оценивать суммарную величину антропогенной нагрузки. Наиболее простым и доступным для использования способом оценки стабильности развития является определение величины флуктуирующей асимметрии билатеральных морфологических признаков (ФА).

На сегодняшний день одним из эффективных и недорогих методов биомониторинга является фитоиндикация [5], так как растения считаются надежными индикаторами загрязнения природной среды различными токсическими веществами. Они вынуждены адаптироваться к стрессовому воздействию среды с помощью физиолого-биохимических и анатомо-морфологических перестроек организма [6]. Фиксация и оценка этих изменений, которые могут регистрироваться уже на самых ранних стадиях деградации, дают достоверную картину условий места произрастания растений и отражают состояние городской среды [7; 8].

Наиболее чувствительным органом растений является зеленый лист, так как он очень подвержен действию токсических газов. Угнетение роста листьев находится в прямой зависимости от степени загазованности местообитания: чем выше загрязнение воздуха, тем меньше морфометрические параметры листа [1]. Для того чтобы более наглядно продемонстрировать эту закономерность, необходимо не просто сравнить листья визуально, а определить и сравнить их площади и размеры.

Целью данной работы является выявление влияния урбаносреды на морфометрические параметры листьев березы повислой.

Для достижения поставленной цели нужно было:

1) провести полный анализ морфометрических параметров листьев;

2) сопоставить данные морфометрических параметров листа березы повислой в г. Орске;

3) выявить особенности адаптации листьев березы повислой к действию загрязняющих веществ в условиях урбаносреды;

4) определить возможность использования березы повислой для мониторинга окружающей среды и озеленения улиц города.

В связи с актуальностью нами была сформулирована тема исследования: «Оценка качества среды города Орска по функциональной асимметрии листовой пластинки березы повислой (Betulapendula)».

Проблема исследования: каково влияние техногенного загрязнения окружающей среды на показатели функциональной асимметрии листовой пластинки березы.

Цель исследования: определить уровни функциональной асимметрии листовых пластинок березы повислой, произрастающей в различных районах города Орска, отличающихся степенью техногенной нагрузки.

Объект исследования: листовые пластинки березы повислой, произрастающей в городе Орске.

Предмет исследования: функциональная асимметрия листовых пластинок березы повислой, произрастающей в городе Орске.

В соответствии с целью, объектом, предметом исследования нами сформулированы следующие задачи:

1) изучить теоретические и практические аспекты применения морфометрических методов биоиндикационных исследований;

2) определить параметры листовой пластинки березы повислой и уровень их асимметрии;

3) выявить зависимость уровня функц