The impact of anthropogenic activity on the heat resistance and condition of green spaces in the Central and Kirovsky Districts of Volgograd

Full Text

Введение

На современном этапе развития техногенеза наиболее остро уделяется внимание проблеме антропогенного загрязнения и защиты окружающей природной среды от негативных антропогенных воздействий и имеет глобальные масштабы не только в данном населенном пункте, но и на всей планете [1, с. 64–66]. Волгоград является городом, который обладает тяжелой экологической обстановкой, преимущественно атмосферного воздуха [2, с. 26]. Именно поэтому проблемы озеленения в регионе встают в наиболее острой форме. Основными проблемами в озеленении города является усыхание кроны листьев и ветвей, распространение и поражение растения болезнями и насекомыми-вредителями, старовозрастность, жаркий сухой климат, бедные светло-каштановые почвы и недостаточное количество уже имеющихся зелёных насаждений [3, с. 59–60; 4, с. 8; 5, с. 33; 6, с. 7; 7, с. 12–16].

Цель исследования: определение воздействия антропогенной деятельности на жаростойкость и состояние зелёных насаждений в Центральном и Кировском районах г. Волгограда.

Объекты исследования: зелёные насаждения Центрального и Кировского районов г. Волгограда.

Материалы и методика исследований

Методом, используемым в эксперименте для диагностики состояния зелёных насаждений, является определение жаростойкости по степени повреждения хлорофиллоносных тканей по Ф.Ф. Мацкову. Для эксперимента отбираются по 5 листов каждого вида дерева. Было исследовано 7 видов деревьев. Метод основан на том, чтобы подвергнуть исследуемый лист воздействию температур: +40°C, +50°C, +60°C, +70°C и +80°C. При наименьших температурах необходимо выдерживать 30 минут, а с последующих по 10 минут. При истечении нужного времени необходимо погрузить в холодную дистиллированную воду, а после просушки в раствор 0,2 Н соляной кислоты. Через 20 мин. необходимо учесть результаты. Мертвые растительные клетки приобретут бурый окрас. При повышении оптимальной для растения температуры происходит разрушение клеточной мембраны и, как следствие, изменение свойств ее полупроницаемости. Происходит проникновение кислого клеточного сока внутрь хлоропластов и вытеснение иона магния на ион водорода из молекулы хлорофилла, превращая его в вещество бурого цвета – феофитин. При более высоких температурах резко повышается проницаемость цитоплазматических мембран, а затем наступает коагуляция белков и отмирание клеток [8, с. 63; 9, с. 10; 10, с. 229]. Материалами служит: 1) свежие листья растений, различающихся по жаростойкости; 2) 0,2 Н раствор соляной кислоты; 3) водяная баня; 4) термометр; 5) пинцет; 6) чашки Петри (10 шт.); 7) стакан с водой; 8) карандаш по стеклу или маркер [11 с. 167; 12 с. 15–17].

Результаты исследований и их обсуждение

Для проведения эксперимента была выделена территория Центрального и Кировского районов г. Волгограда. Для отбора проб были выделены наиболее распространенные древесные виды, которые используются в озеленении. Необходимо учитывать, что те растения, которые произрастают вблизи автомобильных дорог в условиях загазованности и запыленности, являются наиболее ослабленными, чем растения, растущие на расстоянии от данного источника загрязнения [13, с. 18–24; 14, с. 69–80]. Это способствует массовому распространению болезней среди деревьев – следовательно, снижаются защитные свойства растений [15, с. 16; 16; 17, с. 190]. Для эксперимента были взяты: клен остролистный (Acer platanoides), вяз мелколистный (Ulmus parvifolia), робиния ложноакациевая (Robinia pseudoacacia), тополь черный, или осокорь (Populus nigra), сирень обыкновенная (Syringa vulgaris L.), ясень пенсильванский (Fraxinus pennsylvanica), Ива плакучая (Salix babylonica L.). Полученные данные сведены в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты эксперимента по жаростойкости древесных растений в Центральном и Кировском районах г. Волгограда (составлено авторами)

Примечание. Отсутствие побурения клеток обозначается знаком «–», слабое бурение – «+», побурение более 50% площади листа – «++», сплошное побурение – «+++».

На рисунке 1 представлена классическая форма эксперимента при переходе температур и окраски листовой пластинки. Вследствие чего мы можем продемонстрировать наглядность нашей работы.

Рисунок 1 – Действие высоких температур на примере ясеня Пенсильванского (Центральный р-н (сквер)) (составлено авторами)

Из таблицы 1 следует, что клен остролистный (Acer platanoides) при проведении эксперимента худшие результаты показал в Центральном районе. Этому есть объяснение: дерево произрастает в парковой зоне на месте пересечения дорог, вблизи перекрестка. Лучшая жаростойкость вяза мелколистного (Ulmus parvifolia) была отмечена в жилой зоне Центрального района, где отсутствует парковка. Худшие же – в транспортной зоне Кировского района (место утреннего и вечернего скопления машин). Робиния ложноакациевая (Robinia pseudoacacia) среди всех исследуемых древесных растений является самым не жаростойким видом, уже при выдержке +40°C клеточная мембрана разрушилась. Тополь черный, или осокорь (Populus nigra), так же, как и сирень, являются устойчивыми деревьями к высоким температурным значениям. Заметна тенденция повышения уровня жаростойкости у растений, произрастающих в отдаленных местах от автомобильной дороги. Негативное воздействие автотранспорта способно ослабить зелёные насаждения, что содействует восприимчивости к различным заболеваниям и поражениями насекомыми-вредителями, а также в меньшей степени противостоять отличающимся от оптимальных условий окружающей природной среды [15, с. 15–17; 16; 17, с. 188–192]. У ясеня пенсильванского (Fraxinus pennsylvanica) лучшие результаты также приходятся на жилую зону, а сравнивая между двумя районами. В Центральном районе произрастает вид с меньшей степенью жаростойкости, несмотря на то, что данная местность относится к парковой зоне, где регулярно осуществляется полив. Ива плакучая (Salix babylonica L.) – аналогично [18, с. 26–33; 19, с. 266–268; 20, с. 15–20].

Выводы

Озеленение является основным средством оздоровления в городах и создания зеленого пространства, имеющего важное экологическое значение. Деревья и кустарники обеспечивают оптимальные микроклиматические условия, регулируют газовый состав воздуха, защищают жилые территории от городского шума, выделяют фитонциды, убивающие и подавляющие рост и развитие микроорганизмов, также обладают декоративным значением.

Тенденция снижения антропогенной нагрузки свидетельствует о лучшей устойчивости к высоким температурным значениям атмосферного воздуха. Вяз мелколистный, расположенный вдоль дороги, подвергается выбросам загрязняющих веществ от автомобильного транспорта. Начиная с +40°C было повреждено 100% поверхности листа робинии ложноакациевой. Клетки робинии ложноакациевой разрушились без восстановления – худший результат из исследуемых. Тополь черный и сирень являются устойчивыми растениями к высоким температурным значениям. У ясеня пенсильванского в Кировском районе при проведении эксперимента при температуре +40…50°C не замечено серьезных повреждений, видны несколько пятен под микроскопом, но листья смогли бы восстановиться. При температуре +60°C уже видны более серьезные повреждения.

Анализируя полученные данные по эксперименту, мы выявили, что состояние деревьев в Центральном районе находится в наиболее худшем состоянии, несмотря на то, что выхлопные газы от автотранспорта воздействуют в меньшей степени на зелёные насаждения, потому как здесь грузовой транспорт объезжает центральную часть города. В Кировском районе нагрузка на зелёные насаждения оказана в большей степени, но уровень жароустойчивость древесных насаждений показывает лучшие результаты. Вследствие чего мы можем предположить, что на зелёные насаждения воздействуют различные паразиты, заболевания, жаркий сухой климат, бедные светло-каштановые почвы и сам возраст растений.

Учитывая климатические особенности города Волгограда и степень антропогенной нагрузки, вопрос озеленения встает наиболее остро. Обращаем внимание на то, что деревья, расположенные вдоль автомобильной дороги, имеют необратимые повреждения листьев, большую часть сухих ветвей. Поэтому древесные насаждения не способны в полной мере выполнять свои функции.

About the authors

Tatiana Borisovna Nerushaeva

Author for correspondence.
Email: epb-191_229255@volsu.ru

student of Institute of Natural Sciences

Nadezhda Valeryevna German

Email: german@volsu.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Ecology and Nature Management Department

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1

Download (304KB)

Indexing metadata