Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Эколого-геохимическая оценка состояния древесной растительности городских ландшафтов

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-геохимическая оценка состояния древесной растительности городских ландшафтов"

На правах рукописи

Новикова Ольга Васильевна

ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ГОРОДСКИХ ЛАНДШАФТОВ (на примере гг. Москвы и Кито)

Специальность 25.00.36. - Геоэкология (географические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва-2005

Работа выполнена на кафедре геоэкологии экологического факультета Российского университета дружбы народов.

Научный руководитель: кандидат географических наук, доцент

М.Г. Макарова

Научный консультант: доктор географических наук Н.Е. Кошелева

Официальные оппоненты: доктор географических наук Т.С. Лукьянова

кандидат географических наук И.В. Припутина

Ведущая организация: Институт геохимии и аналитической химии

им. В.И. Вернадского РАН

Защита состоится 2005 г. В часов на заседании Дис-

сертационного совета К 212.155.03 при Московском государственном областном университете по адресу: 105005, .г. Москва, ул. Радио, д. 10а.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Московского государственного областного университета.

Автореферат разослан

2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук, доцент у^^ууЬ''"? _ А.В. Сердюкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Растения в городах выполняют разнообразные функции. Они влияют на микроклиматические характеристики городской среды, снижают шумовую нагрузку, участвуют в формировании химического состава воздуха: биотрансформируют и рассеивают загрязняющие вещества, обогащают воздух кислородом. С другой стороны, растительный покров городов находится под воздействием огромного числа поллютантов, среди которых особое место занимают тяжелые металлы (ТМ). Уже сейчас такие крупные города, как Москва, по интенсивности загрязнения и площади аномалий загрязняющих веществ представляют собой техногенные геохимические и биогеохимические провинции. Опасность избыточного поступления ТМ связана с нарушением важных физиологических и биохимических процессов в растительном организме, в которых металлы принимают непосредственное участие (Генкель, 1975; Гэлстон и др., 1983; Двораков-ский, 1983; Микроэлементы..., 1987; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Добровольский, 1998; Кириллов, Кокин, 1998).

Для определения допустимого уровня техногенной нагрузки на урбоэкоси-стемы в настоящее время используется методология критических нагрузок. Она предполагает оценку того максимального поступления загрязняющих веществ, которое не сопровождается необратимыми изменениями в биогеохимической структуре, биоразнообразии и продуктивности экосистем в течение длительного времени (Башкин и др., 2004). Так как нарушения в биогеохимической структуре предшествуют появлению морфологических изменений, они являются основой для ранней диагностики стрессового состояния городской растительности.

Особенностям накопления ТМ в растениях техногенных ландшафтов посвящены многие экспериментальные исследования, среди которых можно отметить работы Ю.В. Алексеева, Н.В.Алексеевой-Поповой, ВА. Алексеенко, П.В. Елпатьевского и B.C. Аржановой, В.Н. Башкина, М.А. Глазовской, В.В. Добровольского, В.Б. Ильина, А. Кабаты-Пендиас и X. Пендиаса, А.И. Перельмана, Н.С. Касимова, Е.М. Никифоровой, А.И. Обухова, Т.А. Парибок, Б.А. Ревича, Ю.Е. Саета, Р.С. Смирновой, А.К. Фролова и др. В них прослежены изменения микроэлементного состава тканей различных видов растений на урбанизированных территориях и определено суммарное количество ТМ, перехваченных растениями. Гораздо меньше работ касается фракций ТМ, метаболически значимых и прочно связанных растениями в различные фазы вегетации. Требуют дальнейшего изучения и количественной оценки реакции растений городских ландшафтов на рост концентраций ТМ в сопредельных средах: в атмосфере и в почве.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы - изучить микроэлементный состав листьев древесных растений в городских ландшафтах и его пространственно-временную изменчивость при различных сочетаниях природных и антропогенных факторов на примере гг. Москвы и Кито (Эквадор).

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Анализ и систематизация современных представлений о биогеохимии ТМ в городских ландшафтах; оценка существующих методов изучения микроэлементного состава растительности;

2. Количественное определение общего содержания и прочно связанных форм

Си, Zn, Co, Ni, Fe, Mn, Cd, Pb, Sг в листьях наиболее распространенных древесных пород на территории гг. Москвы и Кито.

3. Оценка степени техногенной трансформации микроэлементного состава древесной растительности парково-рекреационных (ПРЛ) и селитебно-транспортньгх (СТЛ) ландшафтов в течение вегетационного периода.

4. Определение видовой специфики накопления химических элементов листьями древесных пород.

5. Изучение сезонной динамики накопления ТМ листьями деревьев г. Москвы.

6. Выяснение роли антропогенных факторов, влияющих на величину корневого и фолиарного поглощения ТМ, в пространственно-временной вариабельности содержаний металлов в листьях деревьев.

Исходные материалы и методы исследований. Полевые материалы были собраны автором в 2000 г. в г. Москве и 2002 г. в г. Кито. В основу диссертационной работы были положены результаты химических анализов 182 смешанных проб (1006 элементоопределений) листьев древесной растительности ландшафтов тт. Москвы и Кито. Содержание Си, Zn, Со, М, Fe, Mn, Cd, Pb, Sг в листьях растений определялось с помощью рентгенофлуоресцентного и атомно-абсорбцион-ного количественных спектральных анализов в лаборатории анализа минерального вещества ИГЕМ РАН г. Москвы и аналитической лаборатории Управления по охране окружающей среды г. Кито при участии автора.

Анализ данных включал расчет коэффициентов концентрации и рассеяния, построение геохимических спектров и рядов накопления элементов, а также статистическую обработку данных с использованием методов многомерного анализа: ранговой корреляции для выявления линейных трендов, кластерного и регрессионных деревьев.

Научная новизна работы. При анализе существующих биогеохимических методов изучения растений выделены три группы биогеохимических показателей, которые характеризуют связь микроэлементного состава растений с окружающей средой, их загрязнение и состояние. Показана целесообразность дополнения традиционных биогеохимических показателей результатами многомерного анализа.

Получены данные о суммарном содержании металлов и их прочно связанных формах в листьях тополя и бузины г. Кито. На основе данных о прочно связанных формах ТМ выявлены ландшафтные, видовые и сезонные различия в накоплении элементов листьями древесных растений гг. Москвы и Кито. Дана оценка состояния древесных растений в парково-рекреационных и селитебно-транспортных зонах городов в зависимости от абсолютных содержаний прочно связанных форм ТМ и отношений Fe/Mn и РЬ/Мп.

Исследована и количественно описана сложная картина связей и взаимодействий в системе «растение - окружающая среда» урбанизированных территорий. С использованием традиционных биогеохимических показателей и методов многомерного анализа выявлены ассоциации металлов в листьях наиболее распространенных древесных пород, определены взаимосвязи между содержанием ТМ в листьях и комплексом антропогенных факторов, объясняющие пространственное распределение ТМ в листьях деревьев, оценена значимость этих факторов. Установлены геохимические особенности аэрального потока в г. Кито.

Выявлены общие черты и различия в накоплении ТМ листьями древесных растений гг. Москвы и Кито, обусловленные контрастностью естественных и антропогенных факторов в этих городах.

Практическая значимость работы. Выполненные биогеохимические исследования древесной растительности городов представляют интерес для изучения закономерностей биогеохимической дифференциации живого вещества и биогеохимического районирования территорий. Полученные результаты позволяют прогнозировать содержание ТМ в городской растительности в зависимости от уровня техногенной нагрузки и комплекса антропогенных факторов. Они могут содействовать принятию оптимальных решений при видовом подборе и определении пространственной структуры озеленения городов. Опыт применения методов математического анализа может оказаться полезным при обосновании мероприятий и выборе оптимальной схемы изучения и охраны окружающей среды в Москве, Кито и других городах.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Ведущим фактором, определяющим содержание ТМ в листьях деревьев, является фаза вегетации. Ассоциации ТМ, формирующиеся в листьях в начале вегетации, обусловлены физиологическими особенностями их поглощения из почвы и ионными характеристиками элементов. В конце вегетации состав ассоциаций изменяется под воздействием аэральной нагрузки. При этом для Mn, Си, Sг и Fe характерно увеличение содержания к концу вегетации, а для Со - уменьшение. Сезонная динамика остальных элементов у каждого вида индивидуальна.

2. Ландшафтные различия в накоплении элементов растениями связаны с фазой вегетации. В начале вегетации при переходе от ПРЛ к СТЛ г. Москвы в листьях деревьев увеличивается содержание Со, Си, Fe, Zn и уменьшается - Mn, М, Pb; в конце вегетации концентрируется Fe и рассеиваются Си, Мп. В г. Кито характерная для конца вегетации картина наблюдается в засушливый период. При усилении техногенной нагрузки в рядах накопления изменяется последовательность Zn, Fe, Mn.

3. В аккумуляции ТМ растениями городских ландшафтов проявляются их видовые особенности. Так, в листьях тополя отмечается более интенсивная аккумуляция Zn и Со, а в листьях липы - Мп. С ростом антропогенной нагрузки видовые различия уменьшаются для всех элементов и для всех видов растений.

4. Содержание ТМ в листьях деревьев зависит от ряда антропогенных факторов, приоритетность которых для каждого металла специфична. Для большинства элементов наиболее важным фактором является транспортная нагрузка. С увеличением транспортной нагрузки содержание Sг, Pb увеличивается, а Мп - уменьшается. Менее значимы загрязнение почвы и наличие механических барьеров. Исключение составляет Zn, для которого ведущим фактором является уровень загрязнения почв.

5. Сбалансированное функционирование растения характеризуют следующие па-рагенетические ассоциации в отмытых листьях растений: (Со, №), (Cd, Со), ^п, №), ^е, Zn), (Мп, №), (РЬ, СИ, Мп), (Си, №). Антропогенная нагрузка вызывает диспропорции в соотношениях Fe/Mn и РЬ/Мп и снижение жизнеспособности растений городских ландшафтов. При этом тополь по сравнению с липой и бузи-

ной является более устойчивым видом.

Апробация работы. Отдельные разделы диссертации докладывались, обсуждались и опубликованы в трудах Всероссийской конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (Москва, РУДН, 1999, 2003, 2004), конференции на иностранных языках «Экология на рубеже веков» (Москва, РУДН, 2002), III Международного совещания «Геохимия биосферы» (Новороссийск, 2001), 4-ой Российской Школы «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы» (Москва, ГЕОХИ РАН, 2003), Международной Школы «Современные методы эколого-геохимической оценки состояния и изменений окружающей среды» (Новороссийск, 2003), III Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде» (Семипалатинск, 2004), а также на межкафедральных семинарах экологического факультета Российского университета дружбы народов (Москва, 2001,2003).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и выводов, изложенных на 164 страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы, 27 рисунков, 6 приложений и список литературы, насчитывающий 129 наименований.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доценту кафедры геоэкологии РУДН к.г.н. М.Г. Макаровой, ведущему научному сотруднику кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета МГУ д.г.н. Н.Е. Кошелевой, а также сотрудникам лаборатории анализа минерального вещества ИГЕМ РАН и аналитической лаборатории Управления по охране окружающей природной среды г. Кито за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована цель работы, показана ее актуальность и научно-практическая значимость, определены задачи исследований и методы их решения.

Глава 1. Биогеохимия тяжелых металлов в городских ландшафтах

В главе 1 рассмотрен микроэлементный состав атмосферных выпадений и почв, как основных источников поступления ТМ в растения городских ландшафтов, перечислены основные черты пространственной изменчивости загрязнения городских территорий. Обсуждаются механизмы корневого и фолиарного поглощения элементов органами растений, затронут вопрос о соотношении этих двух типов поглощения в городских ландшафтах. Отмечена тесная связь между содержанием ТМ в почве и растениях природных ландшафтов, которая в условиях города нарушается за счет значительной доли участия атмосферных аэрозолей в загрязнении листовых пластинок (Махонько, 1989; Фролов, 1990).

Показана роль факторов, влияющих на поглощение ТМ растениями: физиологических (фаза вегетации, изучаемый орган растения, его возраст), систематического (семейство, род, вид растения) и ландшафтного. Кроме того, в городских условиях на поглощение „ТМ растением оказывают влияние взаимодействия в среде роста, поэтому величина накопления металла часто отличается от таковой,

полученной в модельных опытах с одним элементом-загрязнителем. В этой связи изучение формирования парагенетических ассоциаций ТМ в растениях урбанизированных территорий представляет особый интерес.

Выделены три группы показателей, характеризующие связь микроэлементного состава растений с окружающей средой, загрязнение и состояние растительного организма. К показателям связи микроэлементного состава растений с внешней средой можно отнести биофильность, коэффициент биологического поглощения, биогеохимическую активность вида, ряды биологического поглощения, растительно-почвенный, растительно-газовый и растительно-водный коэффициенты (Авессаломова, 1987). Перечисленные показатели определяют связь растения только с каким-либо одним компонентом среды: литосферой, почвой, природными водами, атмосферным воздухом, тогда как в условиях города важно учитывать одновременное воздействие нескольких компонентов, являющихся поставщиками металлов для растений.

Среди показателей, характеризующих загрязнение растений ТМ, чаще всего используют концентрацию элементов, ряды накопления, коэффициенты концентрации и рассеяния, суммарный показатель загрязнения, техногенные ассоциации металлов.

Показатели состояния и функционирования растений представлены разнообразными отношениями элементов, отражающими степень пропорциональности и диспропорции в микроэлементном обеспечении процессов метаболизма. Так, отношение Ре/Мп является одним из наиболее информативных показателей процессов фотосинтеза. Другой часто используемый показатель - РЬ/Мп - задает отношение техногенных и биофильных элементов. Также рассчитывают отношение Си/2п, характеризующее степень пропорциональности в обеспечении этими биометаллами процессов ферментосинтеза (Елпатьевский, Аржанова, 1990).

Обзор научной литературы показал, что, несмотря на значительное количество материалов по отдельным вопросам биогеохимии ТМ в городских ландшафтах до настоящего времени недостаточно изучены:

1) пространственная структура загрязнения ТМ растений;

2) суммарное воздействие комплекса антропогенных факторов на накопление ТМ растениями;

3) влияние фазы развития растения и его видовой принадлежности на поглощение металлов в условиях разной антропогенной нагрузки;

4) поведение и взаимодействие ТМ в растениях разных функциональных зон города и в городах с разными физико-географическими условиями.

Так как в условиях города связи растения с окружающей средой становятся более сложными, возникает необходимость в дополнении имеющихся методов их исследования новыми, ориентированными на описание и количественную оценку множества взаимодействий в системе "почва-атмосфера-растительность".

Глава 2. Объекты и методы исследования

В главе 2 дана характеристика территории юго-западного административного округа (ЮЗАО) г. Москвы и центральной части г. Кито, включающая краткое физико-географическое описание территорий, сведения о загрязнении атмосферного воздуха, основных свойствах почв, состоянии растительного покрова; опре-

делено систематическое положение территорий в геохимической классификации городов и городских ландшафтов (Касимов, Перельман, 1995). Обсуждаются методика пробоотбора, химико-аналитические работы, математические методы обработки данных.

Полевые исследования на территории ЮЗАО г. Москвы включали опробование широко используемых в озеленении видов деревьев: липы мелколистной и тополя бальзамического. Работы проводились вдоль Ленинского проспекта, Профсоюзной улицы и соединяющих их дорог от ул. Дмитрия Ульянова (метро Академическая) до ул.Островитянова (метро Коньково), которые относятся к СТЛ, а также в Битцевском лесопарке (липа) и Тушинском парке (тополь), относящимся к ПРЛ. Содержание ТМ в природных ландшафтах оценивалось по литературным источникам. Пробы листьев отбирались по сетке с шагом приблизительно 1 км, на одной точке пробоотбора с площади до 60 м2. Листва отбиралась в начале мая и в начале сентября. Число смешанных проб с 5-8 деревьев для липы -38, для тополя - 44. Перед высушиванием листья отмывались дистиллированной водой для удаления элементов, осаждающихся на поверхности листа.

Исследования центральной части г. Кито включали опробование листьев тополя дельтовидного и бузины черной, наиболее распространенных в ПРЛ и СТЛ. Для тополя и бузины было выбрано по 2 участка в городских парках («Каролина», «Арболито», парках Католического и Центрального университетов) и по 3 - вдоль основных автомагистралей (проспекты 10-го августа, Амазонас, Орель-яна, Патрия, Америка). Выбор этих участков обусловлен островным расположением зеленых насаждений на территории города. Общее количество проб - 25 для каждого вида. Листья собирали в конце засушливого сезона, который приходится на начало сентября и соответствует периоду интенсивного листопада. Растительные образцы перед высушиванием делились на две части, одна из которых отмывалась дистиллированной водой, а вторая оставлялась неотмытой.

Статистическая обработка аналитических данных осуществлялась в программном пакете 81аЙ8Иса 6 и включала вычисление выборочных средних, ошибок средних, доверительных интервалов средних, дисперсий и средних квадратичных отклонений, коэффициентов вариации, асимметрии, эксцесса и их ошибок. При отсутствии значимых асимметрии и эксцесса нормальность распределений проверялась по критерию Колмогорова-Смирнова. Сравнение выборочных средних проводилось с целью выявления сезонных и видовых различий в накоплении элементов. Однородность дисперсий проверялась с помощью /-статистики. Статистическая значимость различий средних оценивалась по ¿-критерию.

Кластерный анализ проводился с целью выделения ассоциаций элементов. Результатом кластерного анализа являются иерархические деревья (дендрограм-мы), построенные на основе функций расстояния Б=1-Рвакоп г, рассчитанных по коррелятивному отношению г, и показывающие процесс группирования элементов. Выявленные таким образом ассоциации характеризуют определенный миграционный поток и в пространственном аспекте определяют сопряженность и однонаправленность изменчивости содержания ТМ.

Коэффициент ранговой корреляции Спирмена гг использовался для выявления закономерного изменения содержаний металлов в листьях тополя и липы от

периферии города к его центру, если такое изменение не слишком отличалось от линейного.

Для оценки роли комплекса антропогенных факторов в пространственно-временной вариабельности концентраций ТМ в условиях СТЛ использован метод регрессионных деревьев. Он позволяет прогнозировать уровни содержания металлов в листьях растений при различных сочетаниях факторов, а также оценить значимость последних. Факторы могут быть представлены не только количественными, но и качественными переменными. Регрессионные деревья строились с помощью пакета программ SPLUS (Ма^ой, 1999). Оптимальное количество ветвей определялось путем проверки гипотезы о значимости различий между средними значениями концентраций ТМ в конечных узлах с помощью /-теста.

Глава 3. Эколого-геохимическая оценка состояния древесной растительности на территории юго-западного административного округа г. Москвы

В главе 3 рассматриваются особенности накопления Си, М, Со, Zn, РЬ, Мп, Sг и Fe в листьях тополя бальзамического и липы мелколистной в природных ландшафтах (ПЛ), ПРЛ и СТЛ на территории ЮЗАО г. Москвы. Изучены сезонные и видовые особенности поведения элементов. Выявлены количественные взаимосвязи между содержанием ТМ в листьях древесных пород СТЛ и комплексом антропогенных факторов. Определена степень техногенной трансформации микроэлементного состава листьев изученных видов в разных функциональных зонах города, дана оценка их экологического состояния.

Установлены ландшафтные различия в изменении концентраций ТМ в листьях древесных растений, в рядах накопления элементов и их отношениях. Так, в начале вегетации ТМ в листьях тополя и липы образуют две группы: 1) Со, Си, Fe, Zn, содержание которых обнаруживает рост при переходе от ПРЛ к СТЛ; 2) Мп, М, РЬ, содержание которых снижается (рис. 1).

В конце вегетации помимо ландшафтных факторов проявляется видовая специфика поглощения ТМ листьями тополя и липы. Металлы объединяются в четыре группы. К первой группе относятся элементы, концентрация которых возрастает в ряду ПЛ—>ПРЛ —»СТЛ. Это № и Fe в листьях тополя и Sг, Zn, Со, Fe в листьях липы. Вторую группу образуют элементы, которым свойственна наиболее интенсивная аккумуляция в ПРЛ. Это РЬ, Zn, Мп, Sг, Си в листьях тополя и Си в листьях липы. В СТЛ содержание перечисленных металлов достигает тех же концентраций, что и в ПРЛ намного раньше конца вегетации. Затем их концентрация, достигнув критического значения, снижается. Подобное поведение ТМ наблюдалось А.Л. Ковалевским (1991) у древесных растений в условиях повышенных концентраций элементов в среде роста. В третью группу входят Со в листьях тополя и № в листьях липы, концентрация которых уменьшается в ряду ПЛ-ШРЛ-+СТЛ, что связано с антагонизмом между Со, № и другими металлами, содержание которых повышено в среде роста растений. Мп в листьях липы занимает промежуточное положение между элементами второй и третьей групп. Его содержание в ПРЛ выше, а в СТЛ ниже, чем в ПЛ. К четвертой группе относится РЬ в листьях липы с неизменной концентрацией во всех рассмотренных ландшафтах, что обусловлено низкой биологической доступностью РЬ даже в условиях загрязненных почв (рис. 2).

Рис. 1. Геохимические спектры элементов в листьях тополя и липы в начале и в конце вегетации в СТЛ. Коэффициенты концентраций (Кк) и коэффициенты рассеяния (Кр)рассчитаны относительно концентраций в листьях тополя и липы в ПРЛ.

1 - тополь в начале вегетации, 2 - липа в начале вегетации, 3 - тополь в конце вегетации, 4 - липа в конце вегетации

С ростом техногенной нагрузки наблюдаются изменения последовательности элементов в рядах накопления. В ПРЛ по сравнению с ПЛ в конце вегетации в листьях тополя Zn опережает по накоплению Sг и Fe, а в листьях липы Си и Zn аккумулируются интенсивнее №. При переходе от ПРЛ к СТЛ в начале вегетации в листьях обоих видов Си накапливается активнее №. В конце вегетации в листьях обоих видов содержание Fe выше Мп, для тополя характерна более интенсивная аккумуляция № по сравнению со РЬ, а для липы - Zn по сравнению с Си.

Сравнение полученных нами содержаний ТМ в листьях деревьев в ПРЛ и СТЛ с литературными данными показало, что по способности обеспечить физиологические функции растения концентрации металлов в начале и в конце вегетации можно охарактеризовать как нормальные, за исключением избыточного содержания Zn в листьях тополя и его недостатком в листьях липы в конце вегета-вегетации, а также дефицита Си в листьях обоих видов в начале вегетации. Техногенная трансформация микроэлементного состава листьев растений отражается в изменении отношений Fe/Mn и РЬ/Мп, которые в начале вегетации увеличивают-

Рис. 2. Изменение содержаний тяжелых металлов (мг/кг сух. в-ва) в листьях тополя (1) и липы (2) в ландшафтах с разной антропогенной нагрузкой

ся от ПРЛ к СТЛ в 3-5,5 раза и 2-5 раз, а в конце вегетации - в 2,8 и 6,7 раза соответственно. Эти величины указывают на снижение жизнеспособности растений в СТЛ. Более высокая диспропорция между этими элементами в листьях липы указывает на пониженную устойчивость данного вида к антропогенной нагрузке по сравнению с тополем.

Установлено, что ассоциации ТМ в листьях растений СТЛ в начале вегетации - (Со, Си, №), ^п, №), (Fe, Zn), (Мп, №) - в основном характеризуют их поступление из почвы. Положительная связь между данными ТМ является признаком сбалансированных реакций растения на изменение содержаний элементов в среде роста. В конце вегетации на формирование ассоциаций в СТЛ значительное влияние оказывает интенсивное поступление ТМ с аэральным потоком, которое приводит к образованию одной полиэлементной ассоциации (Fe, Pb, Си, Со, Zn).

Фаза вегетации оказывает наибольшее влияние на содержание практически всех ТМ в листьях тополя и липы. За вегетационный период как в ПРЛ, так и в СТЛ листья тополя и липы накапливают Mn, Си, Sг, Fe. Концентрации Со, Zn, Pb в листьях липы и Со, № в листьях тополя к концу вегетации уменьшаются. В от-

личие от ПРЛ в СТЛ к концу вегетации не происходит увеличения содержания Zn и РЬ в листьях тополя и № в листьях липы.

Снижение концентрации элементов в конце вегетации может быть обусловлено так называемым эффектом разбавления, когда скорость прироста биомассы превышает интенсивность накопления в ней ТМ. Среди других причин следует отметить транслокацию металлов вместе с ассимилятами из листьев в кору, камбий, корни, репродуктивные органы, а также их выщелачивание осадками из листьев и выделение с листовым экссудатом (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Ел-патьевский, Аржанова, 1990; Ве Упе8 е! а1., 1997).

Выявлены следующие видовые особенности микроэлементного состава растений. В ПЛ Подмосковья в конце вегетации происходит интенсивное рассеяние Со, Zn в листьях липы и аккумуляция Мп и М, который опережает по накоплению Си и Zn. Для листьев тополя характерно деконцентрация РЬ, Си, Мп и накопление Со. В изученных городских ландшафтах в течение вегетации наиболее интенсивная аккумуляция в листьях тополя по сравнению с листьями липы отмечается у Zn (Кк=6-17) и Со (Кх=2-6), а в листьях липы - у Мп (Кк=1,3-6). Видовые различия в накоплении этих элементов уменьшаются при переходе от ПРЛ к СТЛ.

Пространственное варьирование в листьях растений СТЛ наиболее выражено у Мп (43-74%) и РЬ (35-48%) в листьях обоих видов и у Zn (51%) в листьях тополя. При этом выявлены линейные тренды в распределении концентраций РЬ, Sг и Мп, которые прослеживаются вдоль крупных магистралей, имеющих радиальное направление. Они свидетельствуют о более интенсивном загрязнении центра РЬ и Sг по сравнению с периферией. Уменьшение концентрации Мп является реакцией растения на высокие содержания других элементов в среде роста.

Пространственная изменчивость концентраций ТМ в листьях растений в конкретную фазу вегетации определяется комплексом антропогенных факторов, которые характеризуются несколькими качественными переменными: удаленностью от центра города, типом дороги, расстоянием от дороги, наличием механических барьеров-экранов в виде зданий, посадок деревьев и кустарников, загрязнением почвы ТМ, загрязнением атмосферного воздуха №02.

Для оценки их влияния в СТЛ, где было отобрано значительное количество проб, использован метод регрессионных деревьев. По каждому из восьми металлов были подготовлены две матрицы: размером 8x36 для липы и 8x42 для тополя. В них содержатся значения результирующего признака (концентрации ТМ в листьях деревьев) и перечисленных выше факторов, список которых дополняет фаза вегетации. На рис. 3 приведено регрессионное дерево с уровнями содержания Мп в листьях липы при различных сочетаниях действующих факторов.

Как показал анализ регрессионных деревьев, количество и состав групп антропогенных факторов, определяющих содержание ТМ, отличаются для каждого отдельного элемента (табл. 1). Степень влияния этих факторов характеризуется рангами, показывающими уменьшение их значимости. Максимальное влияние соответствует единичному значению ранга.

Наибольшие различия в концентрациях ТМ в листьях изучаемых видов обусловлены фазой вегетации, за исключением Zn в листьях тополя и № в листьях липы. Концентрации Со, Си, М, Fe, РЬ выше вдоль крупных радиальных магист-

Рис. 3. Регрессионное дерево для содержания Мп в листьях липы селитебно-транспортных ландшафтов г. Москвы. Для каждого конечного узла приводится средняя концентрация металла Хср, ее среднее квадратичное отклонение О и количество проб п

Таблица 1

Значимость антропогенныхфакторов в вариабельности концентраций тяжелых металлов в листьяхтополя (Г) илипы (Л)

—V. Элементы Факторы Мп Си № Со га РЬ Бг Ре

т л т л т л т л т л т л т л т л

Фаза вегетации (В) 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1

Удаленность от центра«) 4к Зн 2н 2н Зк

Тип дороги (Д) 2к 2н 2 2н 2к 2н 2к

Расстояние от дороги (Р) 2к 1 Зк 2к

Наличие механических барьеров (Б) Зн Зн

Загрязнение почвы (П) 2н 1

Загрязнение атм. воздуха (А) Зк 2н Зн 2к

Примечание. Ранги от 1 до 4 показывают уменьшение значимости фактора в начале (н) и в конце (к) вегетации.

ралей по сравнению с периферийными. Содержание Бе, Мп, N1 уменьшается с удалением от проезжей части дороги. В местах с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха и почвы отмечается увеличение содержания 2п, РЬ и уменьшение Мп, N1 и Со. Наличие механических барьеров способствует накоплению РЬ в листьях тополя и его деконцентрации в листьях липы. Расстояние от

центра города неоднозначно влияет на распределение концентраций ТМ, что, вероятно, связано со спецификой локальных источников загрязнения и их размещением на изучаемой территории.

Полученные результаты доказывают эффективность методов многомерного анализа биогеохимических данных. Метод регрессионных деревьев позволил учесть многокомпонентность системы «растение - окружающая среда» в условиях города, выявить уровень значимости отдельных факторов и определить диапазон концентраций в зависимости от градаций этих факторов. С его использованием возможен прогноз пространственно-временной картины распределения ТМ в растениях. Применение кластерного анализа дало возможность проанализировать поведение целой группы элементов, учитывая сложные взаимосвязи между ними в среде роста растений городских ландшафтов.

Глава 4. Эколого-геохимическая оценка состояния древесной растительности центральной части г. Кито

В главе 4 анализируются особенности суммарного и прочно фиксируемого листовой тканью содержания Си, №, Со, Zn, РЬ, Мп, Сё и Fe в листьях тополя дельтовидного и бузины черной, произрастающих на территории г. Кито. Определены ландшафтные различия в накоплении перечисленных металлов, поступающих из почвы и атмосферы. Рассмотрена видовая специфика поведения элементов.

Концентрации ТМ в неотмытых листьях при сравнении с таковыми в отмытых листьях позволили сделать вывод о микроэлементном составе аэрального потока. В ПРЛ с аэральным потоком поступают Fe, РЬ, Сё и Zn. С увеличением антропогенной нагрузки в СТЛ возрастает аэральная составляющая для Fe, Zn, РЬ, Си, Со и Сё.

Установленыландшафтныеразличия в изменении абсолютного содержания ТМ в листьях древесных растений, в рядах накопления элементов и их отношениях. Так, в ПРЛ по сравнению с кларками растительности суши в листьях тополя и бузины интенсивно аккумулируются Сё, Со, РЬ, что, вероятнее всего, связано с их высоким содержанием в вулканогенных почвах Кито. Для тополя также характерно высокое содержание Zn, объясняемое видовой спецификой его поглощения. В листьях обоих видов отмечается деконцентрация Fe. Ряд накопления ТМ для растительности суши трансформируется следующим образом: Zn в листьях тополя по накоплению опережает Мп и Fe, в листьях обоих видов РЬ аккумулируется активнее №. Подобные изменения являются результатом конкурентных отношений между Мп, Fe и Zn, вызванных интенсивным видоспецифичным поглощением Zn, и между РЬ и №, обусловленных высоким содержанием РЬ в среде роста. Эти результаты были получены на основе данных о содержании ТМ в отмытых листьях.

В СТЛ, несмотря на увеличение доли аэрального поступления ТМ, концентрации элементов в отмытых листьях тополя и бузины незначительно отличаются от ПРЛ. Коэффициенты концентрации и рассеяния не превышают 2, за исключением Мп (Кр=3,5) в листьях бузины (рис.4). В СТЛ между данными элементами начинают проявляться антагонистические отношения, что отражается в их последовательности в рядах накопления: в листьях обоих видов Fe аккумулируется интенсивнее Мп.

Кк 2-,

3-

Кр 4-1

тополь " - -бузина

Рис. 4. Геохимические спектры элементов в листьях тополя и бузины в СТЛ. Коэффициенты концентраций (Кк) и коэффициенты рассеяния (Кр) рассчитаны относительно концентраций в листьях тополя и бузины в ПРЛ

Сравнение полученных нами содержаний ТМ в листьях деревьев в ПРЛ и СТЛ с литературными данными показало, что по способности обеспечить физиологические функции растения концентрации металлов можно охарактеризовать как нормальные, за исключением несколько превышающими норму содержаний Сё и Со в листьях обоих видов и недостатка в 2п в листьях бузины. Однако анализ величин отношений Бе/Мп и РЬ/Мп, обнаруживший их увеличение в СТЛ по сравнению с ПРЛ в 1,5-9 раз, свидетельствует о нарушении сбалансированности в микроэлементном обеспечении процессов метаболизма растений СТЛ и ухудшении их жизнеспособности. Таким образом, влияние роста антропогенной нагрузки на жизнеспособность растения в первую очередь проявляется на уровне отношений элементов Бе/Мп, РЬ/Мп.

Ассоциации ТМ в неотмытых и отмытых листьях (табл. 2, 3) отражают влияние техногенной нагрузки и физиологических особенностей поглощения у растений. В неотмытых листьях тополя и бузины ассоциации (Бе, 2п) и (Си, 2п, Бе) являются результатом интенсивного поступления данных металлов в составе аэрального потока. В отмытых листьях наиболее тесная связь наблюдается между элементами, основным источником поступления которых является почва. Формирование ассоциаций (РЬ, Сё, Мп), (Си, N1), (Сё, Со) объясняется особенностями корневого поглощения ТМ у растений, основанного на антагонистических и си-нергетических взаимоотношениях между элементами. При этом ассоциация (Сё, Со) в листьях тополя является наиболее устойчивой к усилению антропогенной нагрузки, в листьях бузины при переходе от ПРЛ к СТЛ состав ассоциаций сильно меняется.

Таблица 2

Ассоциации тяжелыхметаллов в листьях тополя и бузины парково-рекреационныхландшафтов

Таблица 3

Ассоциации тяжелыхметаллов в листьях тополя и бузины селитебно-транспортныхландшафтов

Наибольшие видовые различия в содержании ТМ отмечены для Zn, Со и Cd, содержание которых больше в листьях тополя, чем в листьях бузины. С увеличением антропогенной нагрузки видовая специфика накопления ТМ несколько сглаживается.

Глава 5. Эколого-геохимические особенности состояния древесной растительности гг. Москвы и Кито

Глава 5 посвящена выявлению общих черт и различий в накоплении ТМ листьями тополя ландшафтов гг. Москвы и Кито и определению ведущих факторов дифференциации химического состава растений.

Рассмотренные два города - Москва и Кито - отличаются между собой как природными, так и техногенными характеристиками. Территория г. Москвы относится к равнинным ландшафтам умеренного климатического пояса, а территория Кито - к горно-котловинным ландшафтам экваториального климатического пояса. Общей чертой данных городов является преобладание доли автотранспорта в суммарном количестве выбросов - 82-84%. Однако по количеству населения, площади города и таким техногенным характеристикам как суммарное количество выбросов, размеры автомобильного парка Москва в несколько раз превосходит Кито. Степень влияния развитой в Москве машиностроительной отрасли на окружающую среду города намного выше, чем текстильных производств в Кито. Поэтому техногенная нагрузка в г. Москве оказывает значительно большее влияние на формирование микроэлементного состава растений по сравнению с г. Кито. Это подтверждает интенсивное накопление растениями в г. Москве Ре, 2п, имеющих техногенное происхождение, а в Кито - таких элементов как РЬ, Со, Сё, повышенное содержание которых в среде роста обусловлено в основном естественными причинами.

Установлено, что в ПРЛКито и Москвы в начале вегетации практически не отличаются концентрации N1, а в конце вегетации - Си. У 2п и Ре в Москве в начале и в конце вегетации отмечаются более высокие концентрации, чем в Кито, а у Со и РЬ - наоборот. Увеличение содержания двух последних элементов в листьях тополя в Кито, вероятно, связано с их поступлением в окружающую среду в результате интенсивных процессов вулканизма.

В рядах накопления как в Москве в начале вегетации, так и в Кито максимальная концентрация наблюдается у 2п, который опережает по накоплению Мп и Ре. В ПРЛ Москвы в конце вегетации и в ПРЛ Кито сходства между рядами не обнаружено. В Москве максимальная концентрация наблюдается у Мп, который опережает по накоплению 2п и Ре, а в Кито - у 2п, который аккумулируется активнее Мп и Ре. К отличиям следует также отнести последовательность в рядах N1, Си, РЬ и Со.

Величины соотношений Ре/Мп в листьях тополя ПРЛ Москвы и Кито практически одинаковы, тогда как величина РЬ/Мп значительно выше в ПРЛ Кито за счет интенсивной аккумуляции РЬ.

По сравнению с другими видами листья тополя в ПРЛ Москвы и Кито отличаются более высокими концентрациями 2п и Со.

Сравнение концентраций металлов и рядов накопления в листьях тополя СТЛ Москвы и Кито дало те же сходства и различия, что и в ПРЛ. Исключение составляют Мп и Ре. Содержание первого выше в Кито, чем в Москве в начале вегетации, второй в ряду накопления в Москве в конце вегетации, в отличие от Кито, опережает по накоплению Мп и 2п.

Величина соотношения Ре/Мп в листьях тополя СТЛ Москвы за счет интен-

сивного накопления Fe выше, чем в Кито. Для РЬ/Мп в результате активной аккумуляции РЬ в СТЛ Кито наблюдается обратная картина.

В листьях тополя СТЛ Москвы в начале вегетации и СТЛ Кито удалось выделить только одну общую ассоциацию - (Со, №). В СТЛ Москвы в нее включается Си. Zn в Москве, в отличие от Кито, объединяется не с Мп, а с Fe. Общим среди неассоциирующихся элементов является РЬ. В Москве к нему присоединяется Мп, а в Кито - Fe и Си. В СТЛ Кито и Москвы в конце вегетации общих ассоциаций нет.

Наибольшее сходство между двумя городами обнаружено в тенденциях поведения ТМ при увеличении антропогенной нагрузки. При переходе от ПРЛ к СТЛ усиливается накопление Fe, происходит увеличение соотношений Fe/Mn и РЬ/Мп, видовая специфика накопления СИ и Zn нивелируется (табл.4).

В заключении сформулированы основные выводы работы.

1. Обобщен опыт биогеохимических исследований и проведена систематизация , современных представлений о биогеохимии ТМ в городских ландшафтах.

Определены направления исследований, связанные с выяснением закономерностей изменения, количественной оценкой микроэлементного состава растений и диагностикой их состояния при увеличении концентраций ТМ в сопредельных средах: в почвах и атмосфере.

При анализе существующих биогеохимических методов изучения растений выделены три группы показателей, которые характеризуют связь микроэлементного состава растений с окружающей средой, загрязнение растений и их состояние.

Показано, что при обработке данных, полученных в условиях города, наряду с традиционными коэффициентами целесообразно использовать методы многомерного анализа. Они облегчают интерпретацию данных, позволяют повысить достоверность результатов и улучшить их наглядность.

2. На основе данных о прочно связанных формах Мп, Си, №, Со, Zn, РЬ, Cd, Fe, Sг выявлены ландшафтные, видовые и сезонные различия в накоплении элементов листьями древесных растений гг. Москвы и Кито..

Состав групп ТМ, выделенных по характеру накопления в разных ландшафтных условиях, а также интенсивность аккумуляции и деконцентра-ции элементов в этих группах отличаются в разные фазы вегетации растения, зависят от его видовой принадлежности и величины техногенной нагрузки. Так, в Москве в начале вегетации при переходе от ПРЛ к СТЛ в листьях деревьев увеличивается содержание Со, Си, Fe, Zn и уменьшается

- Мп, №, РЬ. В конце вегетации возрастает концентрация Fe и снижается

- Си, Мп. Для остальных элементов накопление видоспецифично. В Кито, где уровни нагрузки в ПРЛ и СТЛ не столь контрастны, концентрации ТМ в них отличаются менее чем в 2 раза, за исключением Мп. Для обоих городов основные изменения в рядах накопления элементов растениями при переходе от ПРЛ к СТЛ связаны с последовательностью Zn, Fe, Мп.

Таблица 4

Сравнение накопления тяжелых металлов листьями тополя гг. Москвы и Кито в ряду «парково-рекреационные ландшафты — селитебно-транспортные ландшафты»

Показатели Сходства меяеду ПРЛ и СТЛ Москвы и Кито Различия между ПРЛ и СТЛ Москвы и Кито

начало вегетации конец вегетации начало вегетации конец вегетации

Коэффициенты концентрации и рассеяния аккумуляция Ре аккумуляция Ре Москва: аккумуляция Со, Си деконцентрация Мп Кито: — Москва: аккумуляция № деконцентрация РЬ, Мп, гп Кито:

Ряды накопления Ре>Мп Ре>Мп Си>№ Кито: Со>Ы1 Москва: Ре>2п, Ы| >РЬ Кито: Со>№

Ре/Мп возрастает в СТЛ возрастает в СТЛ нет нет

РЬ/Мп возрастает в СТЛ возрастает в СТЛ нет нет

Видовая специфика нивелируется в СТЛ нивелируется в СТЛ нет нет

Примечание. - увеличение порядка концентрации;---уменьшение порядка концентрации от ПРЛ к СТЛ

В накоплении ТМ листьями растений городских ландшафтов проявляется их видовая специфика. Тополь по сравнению с липой и бузиной является более устойчивым к техногенным воздействиям видом и проявляет свои фитоиндикационные способности в отношении 2п, Со, Сё. При увеличении техногенной нагрузки видовые различия становятся менее выраженными.

На содержание ТМ в листьях растений существенное влияние оказывает фаза вегетации. Так, в ландшафтах г. Москвы к концу вегетации в листьях растений возрастает содержание Мп, Си, 8г, Бе и уменьшается Со. Сезонная динамика остальных элементов определяется видом растения.

3. Установлено, что влияние роста антропогенной нагрузки на жизнеспособность растения выявляется более четко на уровне отношений элементов. Так, при переходе от ПРЛ к СТЛ, а в г. Москве и от периферии к центру наблюдается увеличение отношений Бе/Мп, РЬ/Мп, что свидетельствует об ухудшении состояния растений. При этом концентрации ТМ в листьях деревьев городских ландшафтов Москвы и Кито по их способности обеспечить физиологические функции растения в большинстве случаев можно охарактеризовать как нормальные.

4. Исследованы и количественно описаны связи и взаимодействия в системе «растение - окружающая среда» городских ландшафтов.

Пространственная структура загрязнения растений г. Москвы обусловлена комплексом антропогенных факторов. Набор факторов и их значимость специфичны для каждого отдельного элемента и вида растения. Наиболее значимым фактором является тип дороги, который зависит от транспортной нагрузки, менее значимы загрязнение почвы ТМ и наличие механических барьеров.

Путем сравнения отмытых и неотмытых листьев установлен микроэлементный состав аэрального потока ландшафтов г. Кито: приземный слой атмосферы ПРЛ обогащен Бе, РЬ, Сё, 2п; при переходе к СТЛ возрастает аэральная составляющая для Бе, 2п, РЬ, Си, Со, Сё.

Состав ассоциаций ТМ в листьях деревьев наряду с химическими свойствами самих элементов определяется интенсивностью их поступления в составе аэрального потока и особенностями корневого поглощения растениями. На формирование ассоциаций в СТЛ г.Москвы значительное влияние оказывает интенсивное поступление ТМ с аэральным потоком, которое приводит к образованию одной полиэлементной ассоциации (Бе, РЬ, Си, Со, 2п). Формирование ассоциации (РЬ, Сё, Мп) в листьях растений СТЛ г. Кито объясняется особенностями корневого поглощения ТМ у растений, основанного на антагонистических и синергетических взаимоотношениях между элементами в среде роста.

5. Установлены сходства и различия в накоплении ТМ листьями растений в городах с различным сочетанием природных и антропогенных факторов. В связи с более интенсивным развитием промышленности и автотранс-

порта в г. Москве по сравнению с г. Кито в первом в формировании микроэлементного состава растений более выражено влияние техногенной нагрузки, а во втором - естественных условий. В Москве это проявляется в интенсивном накоплении растениями Fe, Zn, имеющих техногенное происхождение, а в Кито - таких элементов как Pb, Co, Cd, природное содержание которых повышено в среде роста растений. В результате этого величины отношения Fe/Mn в листьях деревьев СТЛ выше в Москве, а отношения Pb/Mn - в Кито. В рядах накопления в Москве Ni аккумулируется активнее РЬ, а в Кито - наоборот.

Сравнение поведения ТМ в листьях тополя ПРЛ и СТЛ гг. Москвы и Кито выявило близкие концентрации Ni и Си, а также сходные изменения в рядах накопления для Zn, Fe, Mn. Выделена одна общая ассоциация (Со, Ni). В ПРЛ получены примерно одинаковые отношения Fe/Mn в листьях деревьев.

Видовые особенности тополя отчетливо проявляются как в условиях Москвы, так и Кито, они выражаются в более интенсивном по сравнению с другими рассмотренными видами накоплении листьями Zn и Со.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Новикова О.В. Потенциал самоочищения воздушного бассейна города Москвы// Актуальные проблемы экологии и природопользования: Сб. науч. трудов. Вып. 1. М.: изд-во РУДН, 2000. С. 349-352.

2. Кошелева Н.Е., Макарова М.Г., Новикова О.В. Эколого-геохимическая оценка состояния древесной растительности юго-западного административного округа г.Москвы// Тезисы докладов III Междунар. совещания «Геохимия биосферы». Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 2001. С. 161-163.

3. Novikova О. Proyecto de valoracion ecologo geoquímica de las areas verdes de la ciudad de Quito// Informe final. Distrito metropolitano de Quito. Direction de medio ambiente. Diciembre del 2002.30c.

4. Новикова О.В., Макарова М.Г., Кошелева Н.Е. Особенности накопления тяжелых металлов на юго-западе г. Москвы// Материалы IV Российской биогеохимической Школы «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы». ГЕОХИ РАН. М.: Наука, 2003.С. 329-330.

5. Новикова О.В. Геохимическая трансформация растительности в г. Кито (Эквадор)// Тезисы Междунар. Школы «Современные методы эколого-геохимической оценки состояния и изменений окружающей среды». Новороссийск: НИИ Геохимии биосферы РГУ, 2003. С. 71-72.

6. Новикова О.В. Биогеохимическая оценка состояния древесной растительности г.Кито (Эквадор)// Доклады.Ш Междунар. научно-практ. конф. «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде». Т.1. Семипалатинск, 2004.С. 235-242.

7. Новикова О.В., Макарова М.Г. Роль антропогенных факторов в простран-

ственной вариабельности содержаний тяжелых металлов в листьях древесной растительности Москвы// Актуальные проблемы экологии и природопользования. Вып. 6.Ч.1.: Сб. науч. трудов. М.: изд-во РУДН, 2004. С. 251-254.

8. Новикова О.В., Кошелева Н.Е. Биогеохимия тяжелых металлов в городских ландшафтах// Доклады Ш Междунар. научно-практ. конф. «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде». Т.1. Семипалатинск, 2004. С. 404-419.

9. Новикова О.В., Макарова М.Г., Кошелева НЕ. Ассоциации микроэлементов в древесной растительности гг. Москвы и Кито// Вестник РУДН. Серия Экология и безопасность жизнедеятельности, 2004. № 1(10). С. 178186.

10.Кошелева Н.Е., Макарова М.Г., Новикова О.В. Тяжелые металлы в листьях древесных пород городских ландшафтов// Вестник МГУ. Серия география, 2005, №3.14 с.

Усл. печ. л. 1,16 Зак. 119_Тир. 100 экз.

Издательство МСХА 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Новикова, Ольга Васильевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. БИОГЕОХИМИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ГОРОДСКИХ

ЛАНДШАФТАХ.

1.1. Источники поступления тяжелых металлов в растениях.

1.1.1. Специфика атмосферных выпадений городов.

1.1.2. Транслокация из почв.

1.1.3. Пространственное распределение тяжелых металлов в воздухе и в почвах городов.

1.2. Механизмы поглощения тяжелых металлов растениями.

1.2.1. Корневое поглощение.

1.2.2. Фолиарное поглощение.

1.2.3. Соотношение корневого и листового поглощения в условиях города.

1.2.4. Физиологические барьеры поглощения.

1.3. Факторы, контролирующие поглощение тяжелых металлов растениями.

1.3.1. Физиологические и систематический факторы накопления тяжелых металлов растениями.

1.3.2. Влияние ландшафтных факторов на поглощение тяжелых металлов растениями городских ландшафтов.

1.3.3. Влияние взаимодействия элементов на их поглощение растениями.

1.3.4. Биогеохимические показатели связи микроэлементного состава растений с внешней средой.

1.4. Оценка загрязнения и состояния растений.

1.4.1. Методы лабораторного анализа растительных образцов.

1.4.2. Показатели, характеризующие загрязнение растений тяжелыми металлами.

1.4.3. Показатели состояния и функционирования растительного организма.

1.4.4. Фитотоксичность тяжелых металлов.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика территории юго-западного административного округа г. Москвы. 2.1.1. Краткое физико-географическое описание.

2.1.2. Источники загрязнения.

2.1.3. Состояние атмосферного воздуха и техногенная трансформация почв.

2.1.4. Характеристика растительного покрова.

2.2. Характеристика территории центральной части г. Кито.

2.2.1. Краткое физико-географическое описание.

2.2.2. Источники загрязнения.

2.2.3. Состояние атмосферного воздуха.

2.2.4. Характеристика растительного покрова.

2.3. Систематическое положение юго-западного административного округа г. Москвы и центральной части г. Кито в геохимической классификации городов и городских ландшафтов.

2.4. Методы исследования.

2.4.1. Методика пробоотбора.

2.4.2. Химико-аналитические работы.

2.4.3. Математические методы обработки результатов.

Глава 3. ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ТЕРРИТОРИИ ЮГО

ЗАПАДНОГО АДМИНИСТРАТИВНОГО ОКРУГА г.МОСКВЫ.

3.1. Ландшафтные различия в накоплении тяжелых металлов древесной растительностью.

3.1.1. Природные ландшафты.

3.1.2. Парково-рекреационные ландшафты.

3.1.3. Селитебно-транспортные ландшафты.

3.1.4. Изменения в содержании тяжелых металлов при увеличении 88 антропогенной нагрузки.

3.2. Динамика накопления тяжелых металлов за вегетационный период.

3.3. Видовая специфика поглощения тяжелых металлов.

3.4. Роль антропогенных факторов в варьировании содержаний тяжелых металлов в древесной растительности селитебнотранспортных ландшафтов.

3.5 Выводы.

Глава 4. ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ

ДРЕВЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ г. КИТО.

4.1. Оценка интенсивности поступления тяжелых металлов в составе аэрального потока.

4 4.2. Ландшафтные различия в накоплении тяжелых металлов древесной растительностью.

4.1.1. Парково-рекреационные ландшафты.

4.1.2. Селитебно-транспортные ландшафты.

4.2. Видовая специфика поглощения тяжелых металлов.

4.3. Выводы.

Глава 5. ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ гг. МОСКВЫ И

КИТО.

5.1. Сравнительная характеристика природных условий и техногенных факторов.

5.2. Сходства и различия в накоплении тяжелых металлов древесными растениями ландшафтов гг. Москвы и Кито.

5.3. Особенности поведения тяжелых металлов при увеличении антропогенной нагрузки.

5.4. Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Эколого-геохимическая оценка состояния древесной растительности городских ландшафтов"

Актуальность темы. Растения в городах выполняют разнообразные функции. Они влияют на микроклиматические характеристики городской среды, снижают шумовую нагрузку, участвуют в формировании химического состава воздуха: биотрансформируют и рассеивают загрязняющие вещества, обогащают воздух кислородом. С другой стороны, растительный покров городов находится под воздействием огромного числа поллютантов, среди которых особое место занимают тяжелые металлы (ТМ) (Экология., 2004). Уже сейчас такие крупные города, как Москва, по интенсивности загрязнения и площади аномалий загрязняющих веществ представляют собой техногенные геохимические и биогеохимические провинции. Опасность их избыточного поступления связана с нарушением важных физиологических и биохимических процессов в растительном организме, в которых ТМ принимают непосредственное участие (Генкель, 1975; Гэлстон и др., 1983; Двораковский, 1983; Микроэлементы., 1987; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Добровольский, 1998; Кириллов, Кокин, 1998).

Для определения допустимого уровня техногенной нагрузки на урбосистемы в настоящее время используется методология критических нагрузок. Она предполагает оценку того максимального поступления загрязняющих веществ, которое не сопровождается необратимыми изменениями в биогеохимической структуре, биоразнообразии и продуктивности экосистем в течение длительного времени (Башкин и др., 2004). Так как нарушения в биогеохимической структуре предшествуют появлению морфологических изменений, они являются основой для ранней диагностики стрессового состояния городской растительности.

Особенностям накопления ТМ в растениях техногенных ландшафтов посвящены многие экспериментальные исследования, среди которых можно отметить работы Ю.В. Алексеева, Н.В. Алексеевой-Поповой, В.А. Алексеенко, П.В. Елпатьевского и B.C. Аржановой, В.Н. Башкина, М.А. Глазовской, В.В. Добровольского, В.Б. Ильина, А. Кабаты-Пендиас и X. Пендиаса,

А.И. Перельмана, Н.С. Касимова, Е.М. Никифоровой, А.И. Обухова, Т.А. Парибок, Б.А. Ревича, Ю.Е. Саета, Р.С. Смирновой, А.К. Фролова и многих др. В них прослежены изменения микроэлементного состава тканей различных видов растений на урбанизированных территориях и определено суммарное количество ТМ, перехваченных растениями. Гораздо меньше работ касается фракций ТМ, метаболически значимых и прочно связанных растениями в различные фазы вегетации. Требуют дальнейшего изучения и количественной оценки реакции растений городских ландшафтов на рост концентраций ТМ в сопредельных средах: в атмосфере и в почве.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы — изучить микроэлементный состав листьев древесных растений в городских ландшафтах и его пространственно-временную изменчивость при различных сочетаниях природных и антропогенных факторов на примере гг. Москвы и Кито (Эквадор).

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Анализ и систематизация современных представлений о биогеохимии ТМ в городских ландшафтах; оценка существующих методов изучения микроэлементного состава растительности;

2. Количественное определение общего содержания и прочно связанных форм Си, Ъл, Со, N1, Ре, Мп, Сс1, РЬ, 8г в листьях наиболее распространенных древесных пород на территории гг. Москвы и Кито.

3. Оценка степени техногенной трансформации микроэлементного состава древесной растительности парково-рекреационных (ПРЛ) и селитебно-транспортных (СТЛ) ландшафтов в течение вегетационного периода.

4. Определение видовой специфики накопления химических элементов листьями древесных пород.

5. Изучение сезонной динамики накопления ТМ листьями деревьев г. Москвы.

6. Выяснение роли антропогенных факторов, влияющих на величину корневого и фолиарного поглощения ТМ, в пространственно-временной вариабельности содержаний металлов в листьях деревьев.

Исходные материалы и методы исследований. Полевые материалы были собраны автором в 2000 г. в г. Москве и 2002 г. в г. Кито. В основу диссертационной работы были положены результаты химических анализов 182 смешанных проб (1006 элементоопределений) листьев древесной растительности ландшафтов гг. Москвы и Кито. Содержание Си, Ъп, Со, N1, Ре, Мп, Сё, РЬ, Бг в листьях растений определялось с помощью рентгенофлуоресцентного и атомно-абсорбционного количественных # спектральных анализов в лаборатории анализа минерального вещества ИГЕМ РАН г. Москвы и аналитической лаборатории Управления по охране окружающей среды г. Кито при участии автора.

Анализ данных включал расчет коэффициентов концентрации и рассеяния, построение геохимических спектров и рядов накопления элементов, а также статистическую обработку данных с использованием методов многомерного анализа: ранговой корреляции для выявления линейных трендов, кластерного и регрессионных деревьев.

Научная новизна работы. При анализе существующих биогеохимических методов изучения растений выделены три группы биогеохимических показателей, которые характеризуют связь микроэлементного состава растений с окружающей средой, их загрязнение и состояние. Показана целесообразность дополнения традиционных биогеохимических показателей результатами многомерного анализа.

Получены данные о суммарном содержании металлов и их прочно связанных формах в листьях тополя и бузины г. Кито. На основе данных о прочно связанных формах ТМ выявлены ландшафтные, видовые и сезонные различия в накоплении элементов листьями древесных растений гг. Москвы и Кито. Дана оценка состояния А древесных растений в парково-рекреационных и селитебно-транспортных зонах городов в зависимости от абсолютных содержаний прочно связанных форм ТМ и отношений Ре/Мп и РЬ/Мп.

Исследована и количественно описана сложная картина связей и взаимодействий в системе «растение - окружающая среда» урбанизированных территорий. С использованием традиционных биогеохимических показателей и методов многомерного анализа выявлены ассоциации металлов в листьях наиболее распространенных древесных пород, определены взаимосвязи между содержанием ц ТМ в листьях и комплексом антропогенных факторов, объясняющие пространственное распределение ТМ в листьях деревьев, оценена значимость этих факторов. Установлены геохимические особенности аэрального потока в г. Кито.

Выявлены общие черты и различия в накоплении ТМ листьями древесных растений гг. Москвы и Кито, обусловленные контрастностью естественных и антропогенных факторов в этих городах.

Практическая значимость работы. Выполненные биогеохимические исследования древесной растительности городов представляют интерес для изучения закономерностей биогеохимической дифференциации живого вещества и биогеохимического районирования территорий. Полученные результаты позволяют прогнозировать содержание ТМ в городской растительности в зависимости от уровня техногенной нагрузки и комплекса антропогенных факторов. Они могут содействовать принятию оптимальных решений при видовом подборе и определении пространственной структуры озеленения городов. Опыт применения методов математического анализа может оказаться полезным при обосновании мероприятий и выборе оптимальной схемы изучения и охраны окружающей среды в Москве, Кито и других городах.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Ведущим фактором, определяющим содержание ТМ в листьях деревьев, является фаза вегетации. Ассоциации ТМ, формирующиеся в листьях в начале вегетации, обусловлены физиологическими особенностями их поглощения из почвы и ионными характеристиками элементов. В конце вегетации состав ассоциаций изменяется под воздействием аэральной нагрузки. При этом для Мп, Си, Яг и Бе характерно увеличение содержания к концу вегетации, а для Со - уменьшение. Сезонная динамика остальных элементов у каждого вида индивидуальна.

2. Ландшафтные различия в накоплении элементов растениями связаны с фазой вегетации. В начале вегетации при переходе от ПРЛ к СТЛ г. Москвы в листьях деревьев увеличивается содержание Со, Си, Бе, Хп и уменьшается - Мп, РЬ; в конце вегетации концентрируется Бе и рассеивается Си, Мп. В г. Кито характерная для конца вегетации картина наблюдается в засушливый период. Рост антропогенной нагрузки изменяет последовательность 2п, Бе, Мп в рядах накопления.

3. В аккумуляции ТМ растениями городских ландшафтов проявляются их видовые особенности. Так, в листьях тополя отмечается более интенсивная аккумуляция Zn и Со, а в листьях липы - Мп. С ростом антропогенной нагрузки видовые различия уменьшаются для всех элементов и для всех видов растений.

4. Содержание ТМ в листьях деревьев зависит от ряда антропогенных факторов, приоритетность которых для каждого металла специфична. Для большинства элементов наиболее важным фактором является транспортная нагрузка. С увеличением транспортной нагрузки содержание 8г, РЬ увеличивается, а Мп -(ф уменьшается. Менее значимы загрязнение почвы и наличие механических барьеров.

Исключение составляет Ъп, для которого ведущим фактором является уровень загрязнения почв.

5. Сбалансированное функционирование растения характеризуют следующие парагенетические ассоциации в отмытых листьях растений: (Со, N1), (Сс1, Со), {Ъп, №), (Ре, Ъл\ (Мп, №), (РЬ, С<1, Мп), (Си, N1). Антропогенная нагрузка вызывает диспропорции в соотношениях Ре/Мп и РЬ/Мп и снижение жизнеспособности растений городских ландшафтов. При этом тополь по сравнению с липой и бузиной является более устойчивым видом.

Апробация работы. Отдельные разделы диссертации докладывались, обсуждались и опубликованы в трудах Всероссийской конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (Москва, РУДН, 1999, 2003, 2004), конференции на иностранных языках «Экология на рубеже веков» (Москва, РУДН, 2002), III Международного совещания «Геохимия биосферы» (Новороссийск, 2001), 4-ой Российской Школы «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы» (Москва, ГЕОХИ РАН, 2003), Международной Школы «Современные методы эколого-геохимической оценки состояния и изменений Д окружающей среды» (Новороссийск, 2003), III Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде» (Семипалатинск, 2004), а также на межкафедральных семинарах экологического факультета Российского университета дружбы народов (Москва, 2001,2003).

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доценту кафедры геоэкологии РУДН к.г.н. М.Г. Макаровой, ведущему научному сотруднику кафедры геохимии ландшафтов и географии почв |г географического факультета МГУ д.г.н. Н.Е. Кошелевой, а также сотрудникам лаборатории анализа минерального вещества ИГЕМ РАН и аналитической лаборатории Управления по охране окружающей природной среды г. Кито за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Новикова, Ольга Васильевна

5.4. Выводы

1. Накопление ТМ листьями древесных растений городских ландшафтов определяется соотношением природных и антропогенных факторов. Содержание металлов в листьях деревьев в Москве в большей степени подвержено влиянию антропогенных факторов, а в Кито — природных. Это связано с такими техногенными показателями, как общее количество выбросов, размеры автомобильного парка, специфика промышленного производства и др.

2. Сравнение поведения ТМ в листьях тополя парково-рекреационных и селитебно-транспортных ландшафтов гг. Москвы и Кито выявило близкие концентрации N1 и Си, а также сходные изменения последовательности в рядах накопления для Ъъ, Ре, Мп. Выделена одна общая ассоциация (Со, N0- В ПРЛ получены примерно одинаковые отношения Ре/Мп в листьях деревьев.

3. Основные различия проявляются в интенсивном накоплении растениями Ре, Zn в Москве и РЬ, Со, Сс1 в Кито. В рядах накопления в Москве N1 аккумулируется активнее РЬ, а в Кито - наоборот. Отношение РЬ/Мп в листьях растений в Кито, превышает таковое в Москве.

Особенности видовой специфики более интенсивного по сравнению с другими рассмотренными видами накопления листьями тополя Ъп и Со отчетливо проявляются как в условиях Москвы, так и Кито.

Наибольшее сходство между двумя городами обнаружено в тенденциях поведения ТМ при увеличении антропогенной нагрузки. При переходе от ПРЛ к СТЛ усиливается накопление Ре, происходит увеличение соотношений Ре/Мп и РЬ/Мп, видовая специфика накопления многих элементов нивелируется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении сформулированы основные выводы работы.

Обобщен опыт биогеохимических исследований и проведена систематизация современных представлений о биогеохимии ТМ в городских ландшафтах. Определены направления исследований, связанные с выяснением закономерностей изменения, количественной оценкой микроэлементного состава растений и диагностикой их состояния при увеличении концентраций ТМ в сопредельных средах: в почвах и атмосфере. При анализе существующих биогеохимических методов изучения растений выделены три группы показателей, которые характеризуют связь микроэлементного состава растений с окружающей средой, загрязнение растений и их состояние. Показано, что при обработке данных, полученных в условиях города, наряду с традиционными коэффициентами целесообразно использовать методы многомерного анализа. Они облегчают интерпретацию данных, позволяют повысить достоверность результатов и улучшить их наглядность.

На основе данных о прочно связанных формах Мп, Си, N1, Со, Ъъ, РЬ, Сё, Бе, Бг выявлены ландшафтные, видовые и сезонные различия в накоплении элементов листьями древесных растений гг. Москвы и Кито. Состав групп ТМ, выделенных по характеру накопления в разных ландшафтных условиях, а также интенсивность аккумуляции и деконцентрации элементов в этих группах отличаются в разные фазы вегетации растения, зависят от его видовой принадлежности и величины техногенной нагрузки. Так, в Москве в начале вегетации при переходе от ПРЛ к СТЛ в листьях деревьев увеличивается содержание Со, Си, Ре, Ъп и уменьшается - Мп, РЬ. В конце вегетации возрастает концентрация Ре и снижается - Си, Мп. Для остальных элементов накопление видоспецифично. В Кито, где уровни нагрузки в ПРЛ и СТЛ не столь контрастны, концентрации ТМ в них отличаются менее чем в 2 раза, за исключением Мп. Для обоих городов основные изменения в рядах накопления элементов растениями при переходе от ПРЛ к СТЛ связаны с последовательностью Ъп, Бе, Мп. В накоплении ТМ листьями растений городских ландшафтов проявляется их видовая специфика. Тополь по сравнению с липой и бузиной является более устойчивым к техногенным воздействиям видом и проявляет свои фитоиндикационные способности в отношении Ъъ, Со, Сё. При увеличении техногенной нагрузки видовые различия становятся менее выраженными. На содержание ТМ в листьях растений существенное влияние оказывает фаза вегетации. Так, в ландшафтах г. Москвы к концу вегетации в листьях растений возрастает содержание Мп, Си, Бг, Бе и уменьшается Со. Сезонная динамика остальных элементов определяется видом растения.

3. Установлено, что влияние роста антропогенной нагрузки на жизнеспособность растения выявляется более четко на уровне отношений элементов. Так, при переходе от ПРЛ к СТЛ, а в г. Москве и от периферии к центру наблюдается увеличение отношений Бе/Мп, РЬ/Мп, что свидетельствует об ухудшении состояния растений. При этом концентрации ТМ в листьях деревьев городских ландшафтов Москвы и Кито по их способности обеспечить физиологические функции растения в большинстве случаев можно охарактеризовать как нормальные.

Исследованы и количественно описаны связи и взаимодействия в системе растение - окружающая среда» городских ландшафтов. Пространственная структура загрязнения растений г. Москвы обусловлена комплексом антропогенных факторов. Набор факторов и их значимость специфичны для каждого отдельного элемента и вида растения. Наиболее значимым фактором является тип дороги, который зависит от транспортной нагрузки, менее значимы загрязнение почвы ТМ и наличие механических барьеров. Путем сравнения отмытых и неотмытых листьев установлен микроэлементный состав аэрального потока ландшафтов г. Кито: приземный слой атмосферы ПРЛ обогащен Ре, РЬ, Сс1, Zn; при переходе к СТЛ возрастает аэральная составляющая для Ре, Zn, РЬ, Си, Со, Сё. Состав ассоциаций ТМ в листьях деревьев наряду с химическими свойствами самих элементов определяется интенсивностью их поступления в составе аэрального потока и особенностями корневого поглощения растениями. На формирование ассоциаций в СТЛ г. Москвы значительное влияние оказывает интенсивное поступление ТМ с аэральным потоком, которое приводит к образованию одной полиэлементной ассоциации (Ре, РЬ, Си, Со, Zn). Формирование ассоциации (РЬ, Сё, Мп) в листьях растений СТЛ г. Кито объясняется особенностями корневого поглощения ТМ у растений, основанного на антагонистических и синергетических взаимоотношениях между элементами в среде роста.

Установлены сходства и различия в накоплении ТМ листьями растений в городах с различным сочетанием природных и антропогенных факторов. В связи с более интенсивным развитием промышленности и автотранспорта в г. Москве по сравнению с г. Кито в первом в формировании микроэлементного состава растений более выражено влияние техногенной нагрузки, а во втором - естественных условий. В Москве это проявляется в интенсивном накоплении растениями Ре, Zn, имеющих техногенное происхождение, а в Кито - таких элементов как РЬ, Со, Сс1, природное содержание которых повышено в среде роста растений. В результате этого величины отношения Ре/Мп в листьях деревьев СТЛ выше в Москве, а отношения РЬ/Мп - в Кито. В рядах накопления в Москве N1 аккумулируется активнее РЬ, а в Кито - наоборот. Сравнение поведения ТМ в листьях тополя ПРЛ и СТЛ гг. Москвы и Кито выявило близкие концентрации N1 и Си, а также сходные изменения в рядах накопления для Zn, Ре, Мп. Выделена одна общая ассоциация (Со, N1). В ПРЛ получены примерно одинаковые отношения Ре/Мп в листьях деревьев. Видовые особенности тополя отчетливо проявляются как в условиях Москвы, так и Кито, они выражаются в более интенсивном по сравнению с другими рассмотренными видами накоплении листьями Zn и Со.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Новикова, Ольга Васильевна, Москва

1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987.142 с.

2. Алексеева-Попова Н.В. Токсическое действие свинца на высшие растения// Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Л.: 1991. С. 92-100.

3. Башкин В.Н., Касимов Н.С. Биогеохимия. М.: Научный мир, 2004.648 с.

4. Башкин В.Н., Курбатова A.C., Савин Д.С. Расчет величин критических нагрузок поллютантов на городские экосистемы. Смоленск, Маджента. 2004. 55 с.f 9. Безуглова О.С., Орлов Д.С. Биогеохимия. Ростов на Дону: «Феникс», 2000.320 с.

5. Беус A.A., Грабовская Л.И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды. М., 1976. 248 с.1/11. Брукс P.P. Биологические методы поисков полезных ископаемых.М.:Недра, 1986.310 с.

6. Воробьева Л .А., Рудакова Т. А., Лобанова Е. А. Подвижность железа и свинца в почвах// Геохимия тяжелых металлов в природных и техногенных ландшафтах. М.: Изд-во МГУ, 1983.С.5-12.

7. Ворончихина Е.А., Ларионова Е.А. Основы ландшафтной хемоэкологии. Перм. ун-т. Пермь, 2002.146 с.1/14. Гэлсгон А., Девис П., Сэтгер Р. Жизнь зеленого растения. М.: Мир, 1983.552 с.

8. V15. Генкель П.А. Физиология растений. М.: Просвещение, 1975.335 с.

9. V19. Глазовская М.А. Почвы мира. М.: МГУ, 1972. Т.1.231 с.

10. Глазовская М.А. Тяжелые металлы в широколиственных лесах заповедника «Тульские засеки»// Геохимия тяжелых металлов в природных и техногенных ландшафтах. М.: Изд-во МГУ, 1983. С.46-55.

11. Головин A.A., Самаев С.Б., Соколов J1.C. Современные подходы к эколого-геохимической оценке урбанизированных территорий./ Прикладная геохимия. Выпуск 6. Экологическая геохимия Москвы и Подмосковья. М.: ИМГРЭ, 2004. с. 51-63

12. Гроздова Н.Б., Некрасов В.И, Глоба-Михайленко Д.А. Деревья, кустарники и лианы. М.: «Лесн. пром-ть», 1986.

13. Деррфель К. Статистика в аналитической химии: Пер. с нем. М.: Мир, 1994.268 с.

14. Двораковский М.С. Экология растений. М.: ВШ, 1983.190 с.

15. J26. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд-во МГУ, 1995. 320 с.

16. V 27. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: ВШ, 1998.413 с.

17. Xj 30. Елпатьевский П.В., Аржанова B.C. Геохимия ландшафтов и техногенез. М.: Наука, 1990.196 с.

18. J 35. Ильин В.Б., Степанова М.Д. Защитные возможности системы почва-растение при загрязнении почвы тяжелыми металлами// Металлы в окружающей среде. М.: изд. МГУ, 1980, стр. 80-85.

19. Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новгородской области. Новосибирск: Изд-во СОРАН, 2001.229 с.

20. Исаченко А.Г., Шляпников A.A. Природа мира: Ландшафты., 1989.504 с.

21. V 38. Кабата-Пендиас А. Фитоиндикация как инструмент для изучения окружающей среды// Сибирский экологический журнал, 2001. №2. С. 125-130.

22. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.439 с.

23. Касимов Н.С., Перельман А.И. Геохимическая систематика городских ландшафтов//. Экогеохимия городских ландшафтов. М.: Изд-во МГУ, 1995. С. 13-20.

24. V41. Кириллов Ю.А., Кокин Г.А. Физиология растений. Курган: Изд-во «Зауралье», 1998. 304 с.

25. Кларксон Д.Т. Транспорт ионов и структура растительной клетки, М.: Мир, 1978.368 с.

26. Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда. М.: Наука, 1995. 118 с.

27. V 47. Лархер В. Экология растений. М.: Изд-во Мир, 1978.382 с.у 48. Латинская Америка: Энциклопедический справочник, Т. 2/ Гл. ред. В.В. Вольский. М.: Советская энциклопедия, 1982.656 с.

28. Латушкина E.H. Эколого-геохимическая оценка снежного покрова города Москвы/ Дипломная работа бакалавра. Кафедра геоэкологии РУДН, 1997.46 с.

29. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами/ Под ред. Н.Г. Зырина, С.Г. Малахова. М.: Гидрометеоиздат, 1981.

30. Мотузова Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. М.: Эдиториал УРСС, 1999.168 с. 4

31. Мырлян Н.Ф., Настас Г.С., Милкова Л.Н. Геохимическая трансформация распределения и форм нахождения тяжелых металлов в городских почвах// Вестн. Моск. ун-та. сер 5. География. 1992. Т. 6. С. 84-91.

32. Новикова О.В. Потенциал самоочищения воздушного бассейна города Москвы/ Актуальные проблемы экологии и природопользования: Сб. науч. трудов. Вып. 1. М.: Изд-во РУДН, 2000.

33. J 66. Обухов А.И., Лепнева О.М. Биогеохимия тяжелых металлов в городской среде// Почвоведение. 1989. № 5. С. 65-73.

34. Обухов А.И., Поддубная Е.А. Содержание свинца в системе почва-расгение// Тр. Всесоюз. совещ. По исследованию миграции загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. С. 192-197.

35. J 68. Осетров O.A. Геохимия тиофильных элементов. М.: изд-во РУДН, 1995.150 с.

36. О состоянии окружающей среды Москвы в 1998 году. Государственный доклад. М.: Прима-Пресс, 1999.158 с.

37. V/70. О состоянии окружающей среды Москвы в 1999 году. Государственный доклад. М.: Прима-Пресс, 2000.168 с.

38. Оценка геохимического загрязнения национального парка «Лосиный остров». М.: Изд-во Прима-Пресс-М, 2000.111 с.

39. V74. Парибок Т.А. и др. Содержание металлов в листьях деревьев в городе// Ботанический журнал. 1982. Т. 67. № 11. С. 1533-1539.

40. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: ВШ, 1975.342 с. кр1. Петров K.M. Биогеография с основами охраны биосферы. СПб.: Изд-во С.-Петерб. унта, 2001.376 с.

41. V78. Петрунина Н.С. Морфолого-анатомические особенности растений, произрастающих на почвах, обогащенных тяжелыми металлами./ Теоретические вопросы фитоиндикации.С. 142-148,

42. V/79. Растения в экстремальных условиях минерального питания. Эколого-физиологические исследования./Под. ред. МЛ. Школьника, Н.В. Алексеевой-Поповой. Л.: Наука, 1983. 176 с.

43. Сергейчик С.А. Устойчивость древесных растений в техногенной среде. Минск:

44. Навука i тэхшка, 1994.279 с. n/84. Сика aya Эдмон, Черных Н.А. Тяжелые металлы в почвах и растительности

45. Аналитический доклад/ Огв. ред. Е.И. Пупырев М.: Прима-Пресс, 2000. 276 с. / 89. Состояние зеленых насаждений в Москве (по данным мониторинга 2000 г.).

46. Стабилизация экологической обстановки и использование современных видов моторного топлива: Информационно-аналитические аспекты. М.: СЭБ Интернационал Холдинг, 2001.368 с.

47. Страны и народы: Науч.-попул. геогр.-этногр. изд. в 20-ти т. Южная Америка. М.: Мысль, 1983.285 с.

48. Страны мира: Полн. универс. информ. справ. М., 2002.607 с. \J 94. Теоретические вопросы фитоиндикации. JL: Наука, 1971.236 с.

49. Фролов А.К. Растения и экология города// Промышленная ботаника: состояние иперспективы развития. Киев: Наукова думка, 1990. С. 151-153. \1 99. Фролов А.К. Окружающая среда крупного города и жизнь растений в нем. СПб.: Наука, 1998. 328 с.

50. Экогеохимия городских ландшафтов/ Под ред. Н.С. Касимова М.: Изд-во МГУ, 1995. 336 с.

51. Якушкина Э.И. и др. Древесные растения и городская среда// Древесные растения рекомендуемые для озеленения Москвы. М.: Наука, 1990. С. 5-14. \yi09. Якушкина Э.И. О перспективности использования тополей в озеленении Москвы//

52. Water, Air and Soil Pollution, 1991, v.57-58, p. 239-247. у/ 118. Markert В., (Ed.) Plants as Biomonitors. Weinheim, VCH, 1993.644 p.y/119. Metzger P., Bermudez N. El medio ambiente urbano en Quito. Quito, Ecuador, 1996. 187 p.

53. Sauerbeck D.R. Plant, element and soil properties governing uptake and availability of heavy metals derived from sewage sludge// Water, Air and Soil Pollutions, 1991, v.57-58, p.227-237.

54. V/ 123. Sauerbeck D.R., Heir A. The nikel uptake from different soil and prediction by chemical extractions// Water, Air and Soil Pollutions, 1991, v.57-58, p. 861-874.

55. Schmidt M. Atmosfarischer Eintrag und interner Umsatz von Schwermetallen in Waldôkosystemen. Ber. Forsuchungs. Zentr. Waldôkosys./ Waldst. A 34/87; Gôttingen. 4%% 7.

56. Tht- A/cthe-rfcitic/s X/vwCr- //cQo/erm 'c Press J99sit/

57. Aavs/s W.J.f Pqc.heps£y Va.rf. So;/ conscience, and siruciure. as pred;c.-tors ¿y water- re.-teti-t-'&n. So// Sc/eiCe. Soc. Jl™. S^zoo^^ \so/. G G , ju!y- ûktjUS-é ( 42j>. fin ^esS)