Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Флуктуирующая асимметрия березы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz.) как критерий качества городской среды и территорий, подверженных антропогенному воздействию

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Флуктуирующая асимметрия березы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz.) как критерий качества городской среды и территорий, подверженных антропогенному воздействию"

На правах рукописи

Солдатова Виктория Юрьевна

ФЛУКТУИРУЮЩАЯ АСИММЕТРИЯ БЕРЕЗЫ ПЛОСКОЛИСТНОЙ (Вепйа рШуркуИа Бикасг.) КАК КРИТЕРИЙ КАЧЕСТВА ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ И ТЕРРИТОРИЙ, ПОДВЕРЖЕННЫХ АНТРОПОГЕННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ (на примере Якутии)

03.00.16-Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Якутск - 2006

Работа выполнена в Якутском государственном университете им. М.К. Ам-мосова

Научный руководитель:

доктор биологических наук Шадрина Елена Георгиевна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Кершенгольц Борис Моисеевич

кандидат биологических наук Легостаева Яна Борисовна

Ведущая организация Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова

РАН

Защита состоится «28» декабря 2006 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.306.03 при ГОУ ВПО «Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова» по адресу: 677891, г. Якутск, ул. Белинского, 58. Факс/тел. 8 (4112) 34-11-09.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова»

Автореферат разослан «&£_>> ^ОЛ^рЛ- 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета: Данилова Н.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Оценка качества среды становится принципиально важной задачей, как при планировании, так и при осуществлении любых мероприятий по природопользованию, охране природы и обеспечению экологической безопасности. Одним из перспективных подходов для интегральной характеристики качества среды является оценка состояния живых организмов по стабильности развития, которая характеризуется уровнем флуктуирующей асимметрии морфологических структур.

Древесные растения в городских ландшафтах выполняют важнейшие средообразующие и средозащитные функции, связанные с выделением кислорода и фитонцидов, ионизацией воздуха, формированием своеобразного микроклимата. Однако насаждения, произрастающие на урбанизированных территориях, испытывают на себе постоянное отрицательное влияние техногенного загрязнения. Поэтому с каждым годом все большее значение приобретает проблема изучения жизнедеятельности древесных растений в городских условиях.

Одним из удобных способов оценки интенсивности антропогенного воздействия является метод оценки качества среды по показателям нарушения стабильности развития организмов. При этом наиболее широко применяется морфогенетический подход, основанный на оценке внутри-индивидуальной изменчивости морфологических структур, в частности, степени выраженности флуктуирующей асимметрии (Захаров и др., 2000).

Цель и задачи исследования

Целью нашей работы является оценка качества среды природных и антропогенно трансформированных территорий Якутии по показателям стабильности развития высших растений на примере березы плосколист-ной (Веш1ар1аГур1гу11а Бикасг.).

При этом перед нами были поставлены следующие задачи

1. Изучение показателей стабильности развития березы плосколист-ной в природных условиях.

2. Оценка стабильности развития березы плосколистной в условиях городской среды.

3. Оценка влияния разных загрязнителей на показатели ФА березы пло сколистно й.

4. Выполнение экологического картирования и зонирования территории г. Якутска.

Научная новизна и практическая значимость работы

Методика, рекомендованная МПР РФ для березы повислой, опробо-вована для березы плосколистной, и проведено сравнение балльной шкалы оценок. Впервые приводятся данные по показателям стабильности развития березы плосколистной в условиях различных природных ценозов в

условиях Севера и показано, что стабильность развития зависит не только от техногенных, но и широкого круга биотических и абиотических факторов. На основе данных по показателям стабильности развития разработаны принципы зонирования и создана карта территории г. Якутска, отражающая качество среды.

Результаты исследований использовались при оценке последствий природной катастрофы в долине р. Лены (г. Ленек), в окрестностях аварийных подземных ядерных взрывов на территории Западной Якутии, вошли в научные отчеты ИПЭС АН РС (Я) «Проведение экологического мониторинга и разработка рекомендаций природоохранных мероприятий с целью обеспечения экологического обоснования обустройства скважин СВГКМ в пойменной части р. Вилюй», «Оценка современного состояния территории Талаканского нефтегазоконденсатного месторождения». Результаты оценки состояния экосистем после техногенного воздействия были изложены на научно-практических конференциях «Экологическая безопасность р. Лены. Мониторинг, природные и техногенные катастрофы» (Якутск, 2001), «Радиационная безопасность Республики Саха (Якутия)» (Якутск, 2003).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Величина ФА березы плосколистной в природных биотопах зависит от внутривидовых и межвидовых отношений, а также воздействия абиотических факторов. Повышенный показатель ФА наблюдается на экологической периферии ареала.

2. Показатели ФА березы плосколистной в условиях городской среды зависят от уровня загрязнения воздуха и почвы.

3. Нарушения стабильности развития у древесных и кустарниковых растений наблюдаются при воздействии разных антропогенных факторов - загрязнений, связанные с работой транспорта и промышленных предприятий, нефтезагрязнений, повышенного радиационного фона.

Апробация работы. Результаты исследований и материалы диссертационной работы были изложены на международной научной конференции «Студент и НТП» (Новосибирск, 2001); научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 45-летию Якутского Государственного Университета им. М.К. Амосова (Якутск 2003); III регионально научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов посвященная 10-летию технического института ЯГУ в г. Нерюн-гри (Нерюнгри, 2003 г); научно-практической конференции «Экологическая безопасность реки Лены» (Якутск, 2001); международной научно-практической конференции «Прикладная экология Севера: опыт проведенных исследований, современное состояние и перспективы» (Якутск, 2003); республиканской научно-практической конференции «Радиационная безо-

пасность PC (Я)» (Якутск, 2004); научно-практической конференции «Проблемы экологии и рационального природопользования природных ресурсов в Дальневосточном регионе» (Благовещенск, 2004).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 научных работах. •; v ■ - • ; ->, :

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Диссертация изложена на страницах,

содержит 19 таблиц, рисунков. Список литературы включает

названий. ■ ■ ■ - ; ; , ,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ \

Во введении определяется актуальность темы, а также основные цели и задачи исследования. : - 1 : '

Глава 1. Использование показателей флуктуирующей асимметрии растений в биоиндикации и биомониторинге '

В данной главе проведен анализ литературы о применении растений в биоиндикации и биомониторинге, различных реакциях растений на негативные воздействия окружающей среды. Рассмотрены литературные данные о распространенности и классификации явлений асимметрии в живой природе, а также о применении показателей флуктуирующей асимметрии в экологических исследованиях.

Глава 2. Физико-географические условия района исследования и экологические особенности антропогенного ландшафта

В разделе 2.1 приведен анализ литературных источников экологических особенностей урбанизированных территорий.

В разделе 2.2 на основании литературных данных приводятся основные характеристики рельефа, климата, почвенного и растительного покрова Центральной Якутии, в особенности г. Якутска,-а также указываются основные факторы техногенного воздействия, на настоящий момент воздействующие на экосистему города.

■ Резко континентальный климат с продолжительным морозным периодом и резкими перепадами температур, наличие многолетней мерзлоты, относительное однообразие растительности создают достаточно сложные условия для существования организмов на территории Якутии.

Город Якутск является административным центром Республики Саха (Якутия), насчитывает население 245,2 тыс. человек. Основные источники загрязнения атмосферного воздуха — автотранспорт, теплоэнергетика, строительная индустрия. На учете состоит 57499 единиц автотранспорта. По результатам проверок, от 6,5 до 60% автомобилей не соответствует ГОСТу. В результате сжигания органического топлива в двигателях транс-

портных средств в, атмосферу .поступает значительное количество, углекислого газа и вредных веществ - свинца, сажи,, углеводородов, оксидов .углерода, серы и азота. : ч"

; : ,, .Загрязнение атмосферы города Якутска разнообразными выбросами охватывает не только непосредственно территорию городской застройки, но и распространяется далеко за ее пределы. Аномальное геохимическое поле занимает площадь около 150.км2; (Макаров, 2002). Долина Туймаада, вместе с главным источником техногенного загрязнения —. городом Якутском, сопоставима по соотношению зон слабого, среднего, сильного загрязнения, в процентах общей площади, с крупными городами с многоотраслевой промышленностью. . / • ? • : : ; s

Глава 3. Материал и методы исследования

. , ,.. Материал собран в период 2000-2005 гг. в разных регионах Якутии в пределах природных территорий, на территории ï\ Якутска, а также на участках, подверженных загрязнению нефтепродуктами. Кроме того, обследованы . радиационно .загрязненные участки в районе подземных ядерных взрывов и уран-ториевого месторождения. Всего за период исследований собрано и промерено около 17900 листьев. Из них 15275 листьев березы плосколистной, 700 листьев дюшекии кустарниковой (Duschekia fruticosa), 1570 листьев березы тощей (Betula exilis) и 370 листьев ивы черНИЧНОЙ (Salix myrtilloides). .. ;Г; .il • ■ Сбор материала проводили согласно методике оценки состояния популяций по показателям нарушения стабильности развития. (Последствия..., 1996; Захаров и др., 2000 а; Методические рекомендации..., 2003). Для оценки величины флуктуирующей асимметрии использовали признаки строения и жилкования листовой пластинки.

Для анализа влияния загрязнителей атмосферного воздуха на величину ФА данные среднегодовые характеристики загрязнителей были предоставлены Гидрометеостанцией г. Якутска. , , • ; : а

.-,„. .Для анализа влияния загрязнителей почвогрунтов. на ¡территории, г> Якутска собирались образцы почв, взятые р точках произрастания,берез. Определение, микроэлементного состава почвогрунтов аналитические ¡работы проведены в Агрохимической лаборатории ЯНИИСХ полуколичеег-венным методом инфракрасным спектрометром NIR SCANER 4560; 2005 г.

Для,занесения и хранения числовых значений измерений используется компьютерное программное обеспечение Microsoft Excel. При статистической обработке: материала использовали общепринятые параметры. Для оценки значимости различий между выборками . использовали ¡критерий Стьюдента (Лакин, 1980). В ряде.случаев применялись методы непараметрической статистики (Терентьева, Ростова, 1977; Глотов ц др;, 1982).

Глава 4. Результаты и обсуждение

В данной главе мы рассмотрели четыре аспекта антропогенного рода воздействий — урбанизацию территории, влияние автотранспорта, а также загрязнение нефтепродуктами и радиоактивными элементами. Но прежде чем говорить об изменениях ФА под влиянием антропогенных факторов, надо отметить, что этот показатель может варьировать и у растений, произрастающих на территориях, не затронутых антропогенной деятельностью, т.к. ФА является неспецифическим индикатором суммарного негативного воздействия на организм.

4.1. Влияние биотических и абиотических факторов на показатели ФА березы плосколистной в природных биотопах

Природные территории могут существенно различаться по показателям нарушения стабильности развития организмов вследствие воздействия биотических и абиотических факторов. Так, повышение уровня асимметрии может наблюдаться в условиях усиления межвидовой и внутривидовой конкуренции, например на сильно затененных более высокими деревьями участках, в лесных стациях с высокой густотой древостоя. Например, повышенный показатель асимметрии у такого светолюбивого вида, как береза, может наблюдаться в условиях затенения в густой роще, а если к абиотическому фактору прибавить антропогенный, то наблюдается очень высокий показатель ФА - до 0,057 (табл. 1). Повышенный показатель асимметрии может быть отмечен также у деревьев, произрастающих на обедненных почвах, например на каменистом склоне сопки (табл. 1).

Таблица 1

Показатели ФА березы плосколистной в разных природных биотопах

Характеристика Местоположение точки Показатель ФА

п М ш

Благоприятные условия, одно-породные светопробиваемые березовые рощи Центральная Якутия 100 0,042 0,002

Западная Якутия 100 0,040 0,002

Смешанный хвойно-лиственный лес Центральная Якутия 100 0,047 0,003

Западная Якутия 100 0,048 0,002

Густые березовые насаждения, деревья генеративного возраста Окрестности г. Якутска 100 0,049 0,002

Долина р. Кенкеме 100 0,052 0,002

Юго-западная Якутия, разные биотопы Березово-черемуховые колки в пойме 100 0,046 0,002

Каменистый склон сопки 100 0,054 0,003

Экологическая периферия ареала Южная Якутия, предгорья 100 0,049 0,001

Северо-западная Якутия, северная периферия ареала 110 0,052 0,003

Якутск, крупные листовые пластинки в условиях искусственного затенения 36 0,057 0,003

Примечание: п — количество обработанного материала, М — средняя арифметическая,

т — ошиока репрезентативности

Существенную роль в повышении асимметрии могут сыграть и межвидовые взаимодействия (смешанный хвойно-лиственный лес, березо-черемуховые колки), что можно объяснить угнетением березы другими видами (табл. 1).

Негативное влияние природно-климатических факторов можно выявить, анализируя показатель ФА у растений, произрастающих на экологической периферии ареала. Например, на севере Якутии, вблизи северной границы естественного ареала березы, показатель ФА составил 0,052, что статистически значимо выше, чем в большинстве природных биотопов Центральной Якутии и сопоставимо с показателем растений из техногенно трансформированных ценозов. Аналогичное явление может наблюдаться и при подъеме в горы или в условиях Севера — даже в предгорьях, как мы отметили на территории Южной Якутии (табл. 1).

4.2. Показатели флуктуирующей асимметрии растений в условиях антропогенного воздействия на примере г. Якутска

По территории города Якутска за период 2000 по 2005 гг. собрано и проанализировано 115 выборок из точек с разной транспортной нагрузкой. В среднем за период исследования величина интегрального показателя стабильности развития в разных точках варьировала в пределах от 0,042 до 0,056. В качестве контроля мы рассматривали листья, собранные с деревьев, произраставших в природном биотопе, испытывающем слабую антропогенную нагрузку, находящемся в рекреационной зоне города на территории Ботанического сада ИБПК СО РАН. Величина интегрального показателя в контрольной точке составила 0,042. Максимальный показатель ФА березы плосколистной отмечен нами на перекрестке улиц Лермонтова и Петровского (территория подстанций Центральных электрических сетей), а также на перекрестке улиц в районе автовокзала (0,056 и 0,055 соответственно). Сходные показатели отмечены в других центральных районах города 0,052 и 0,050; кроме того, нарушения стабильности развития отмечены у деревьев, произрастающих в районе улиц с большой транспортной нагрузкой (0,048-0,053). Наименьшие показатели ФА наблюдаются в отдалении от города, в районе дачных участков (рис. 1) Для всех вышеперечисленных точек характерен высокий уровень значимости различий с контрольной выборкой — по критерию Стьюдента р < 0,001.

Анализ показателей стабильности развития березы плосколистной по улицам города Якутска с 2000 по 2005 гг. установил, что показатель качества среды несколько отклоняется от нормального природного, и определяется как неблагополучная экологическая ситуация. При этом анализ распределения показателей стабильности развития позволил разбить территорию на несколько зон.

Первая зона - это участок интенсивного негативного воздействия. К этой зоне можно отнести территорию, на которой расположены точки: проспект Ленина, Ойунского, Кирова, Петровского, Орджоникидзе и Дзержинского (средний показатель ФА составил - 0,0525).

Рис. 1. Схема зонирования территории г. Якутска и его окрестностей, построенная на основе оценки качества среды по показателям стабильности развития березы плосколистной

Полученные данные свидетельствуют о сильном негативном воздействии на лиственные породы деревьев, вызываемым автотранспортным движением (количество автомашин за час в среднем для первой зоны составляет - 1624).

Вторую зону условно можно охарактеризовать как территорию, подвергающуюся воздействию средней тяжести (показатель ФА составил — 0,0486). Например, к ним относятся улицы Жорницкого, Чайковского, Стадухина, Кулаковского, Петра Алексеева и Хабарова (количество автомашин за час - 1205).

Третья зона - слабого воздействия (показатель ФА - 0,0456) - район речного порта, института Мерзлотоведения, Новопортовского квартала, ДСК (автодорожная) и ГРЭС (количество автомашин за час - 624).

4.3. Динамика изменения показателя ФА березы плосколистной в зависимости от уровня загрязнения окружающей среды

Нами проведены корреляционные анализы между ФА и среднемесячными данными загрязнения воздуха около автомобильных дорог. Высокие корреляции наблюдаются при действии пыли (коэффициент Пирсона - 0,95), и оксида углерода (0,86), особенно в мае месяце (рис. 2). Это еще раз подтверждает, что влияние негативных факторов при закладке и распускании почек велико и играет первостепенную роль в дальнейшем развитии листа.

0,056 у

< 0,054 --

ь 0,052 --

5 ь га 0,05 --

0,048 --

(О х 0,046 --

О с 0,044 -0,042 --

0,8 X с;

л

0,6 с о ?

0,4 с; ш г

0,2 га х

о

0 с

г. 2000г. 2001 г. 2002 г. 2003г. 2004г. 2005

—»-- показатель ФА

- содержание пыли

г. 2000г. 2001г. 2002г. 2003г. 2004г. 2005

■ показатель ФА

- оксид углерода

Рис. 2. Сравнение показателя ФА березы плосколистной с загрязнением

воздуха в мае

Дальнейшее загрязнение уже при сформировавшемся листе играет менее важную роль. Загрязнения воздуха в зимнее время (январь-апрель) также влияет на показатель асимметрии. По-видимому, это связано с климатическими условиями города, для которых характерна слабая аэрация воздуха в зимние месяцы, за счет которой и происходит накопление и оседание загрязняющих веществ.

Для выявления влияния загрязнителей почвогрунтов на стабильность развития березы проведены опробования почвогрунтов придорожных территорий с 12 точек произрастания берез (рис. 3). Выявлена высокая корреляционная связь (коэффициент Пирсона — 0,94) между показателями стабильности развития и суммарным содержанием тяжелых металлов в почве.

10 11 12

точки сбора —^—Суммарное содержание металлов в почве |

Рис. 3. Зависимость величины показателя ФА березы плосколистной от суммарного содержания тяжелых металлов в почве

Поскольку основным источником загрязнения в городе является автотранспорт, рассматривали зависимость между интенсивностью движения и стабильностью развития березы на примере основных точек в черте города (рис. 4). Интенсивность транспортной нагрузки варьировала в пределах от 600 до 1900 автомашин в час. Выявлена высокая степень корреляции между обоими показателями.

4.4. Флуктуирующая асимметрия как показатель межгодовых изменений экологических условий окружающей среды

Для оценки возможного влияния климатических факторов на территории г. Якутска за период с 2000 по 2005 год выбрано 2 точки: первая -урбанизированная расположена в центре города - в начале улицы Дзержинского и вторая в качестве контроля — в рекреационной зоне, на территории Ботанический сад ИБПК СО РАН, а также рассмотрены усредненные показатели ФА за год по городу в целом.

Рис. 4. Зависимость величины показателя ФА березы плосколистной от интенсивности транспортной нагрузки в черте г. Якутска

Для выявления зависимости показателя ФА от факторов окружающей среды были использованы наиболее информативные характеристики климата, существенно влияющие на рост и развитие растений, такие как температура воздуха и почвы, влажность воздуха, атмосферные осадки, высота снежного покрова, а также показатели, характеризующие ход климатических характеристик (даты наступления температур, выпадения осадков, продолжительность выпадения атмосферных осадков разной градации). Наиболее важные характеристики климата приведены в табл. 2. Сопоставление климатических характеристик с показателями ФА березы плосколистной и показателями загрязнения воздуха не выявило четких однозначных тенденций для двух исследованных точек и среднегодовых показателей. Возможно, что причина этого — непродолжительный временной ряд наблюдений и отсутствие данных ГМС по отдельным периодам. Но в качестве тенденции стоит отметить, что влияние климатических характеристик более ярко выражено на территории Ботанического сада (табл. 2). К числу признаков, негативно влияющих на стабильность развития березы плосколистной, надо отнести климатические характеристики весны (температура воздуха и почвы, поздние заморозки в мае), некоторые условия осени (большое количество осадков в сентябре), а также зимы (малая высота снежного покрова, низкие зимние температуры). Количество осадков в весенний период практически не влияет на стабильность развития березы, т.к. в условиях Центральной Якутии оно невелико, и для растений имеет значение, прежде всего, высота снежного покрова, которая и определяет влажность почв весной и в начале лета.

Сравнение корреляционной зависимости показателей ФА в рекреационной зоне и в черте города позволяет предположить, что в условиях городской среды влияние климатических факторов менее выражено, чем в

природных биотопах. Возможно, это связано с превалирующим влиянием антропогенных загрязнений.

Таблица 2

Сравнение климатических характеристик и показателей загрязнения воздуха на территории г. Якутска с величиной ФА березы плосколистной

содержа- Климатические параметры

ние пыли в май-июнь сентябрь зима Показатель ФА

воздухе

Год Пост 15 | Пост 3 | Температура почвы Дней с морозом Осадки, мм температура Дней с морозом Осадки, мм температура высота снежного покрова, мм Дзержинского В среднем по городу Ботанический сад

2000 1,51 0,47 14,0 10 32,8 - - - - - 0,052 0,051 0,046

2001 1,22 0,36 14,5 7 26,2 5,4 13 5,4 36,5 77 0,054 0,048 0,045

2002 1,15 0,42 16,0 17 6,45 3,5 22 3,5 31,2 157 0,049 0,049 0,05

2003 1,29 0,52 12,5 18 21,6 6,6 14 6,6 34,8 79 0,048 0,051 0,045

2004 0,82 0,29 11,5 11 18,2 7,5 7 7,5 34,5 115 0,047 0,048 0,042

2005 1,44 0,49 14,5 13 22,8 7 - 7,0 34,9 - 0,05 0,048 0,045

4.5. Показатели флуктуирующей асимметрии растений в условиях загрязнения нефтепродуктами

Загрязнение нефтепродуктами связано с обилием нефтебаз, рассеянных-по всей Республике. Негативное воздействие нефтебаз может осложняться тем, что часто они расположены в пойме крупных рек, и в случае аварий это может оказать серьезное воздействие на здоровье среды на большом протяжении долины. Иллюстрацией такого рода явлений могут служить последствия паводка 2001 г. в г. Ленске, когда затопление нефтебазы, через которую осуществляется снабжение горюче-смазочными материалами автобазы «Алмаздортранс», осуществляющей перевозки грузов по маршруту Ленек - Мирный, привело к загрязнению среды нефтепродуктами па обширном участке долины р. Лены. При этом наибольшими нарушениями стабильности развития характеризовались растения не на месте непосредственной аварии (нефтебаза), а ниже по течению, а наиболее, высокий показатель ФАотмечен у берез в окрестностях п. Разведчик, где загрязнение происходило дважды - в 1998 и 2001 гг. Судя по полученным данным, нарушения стабильности развития произошли на обширном участке поймы от п. Витим до г. Олекминск.

В зоне предполагаемого воздействия Талаканского лицензионного участка вместе с сотрудниками ИПЭС в 2002 и 2005гг. обследовано три точки, на разном удалении от действующего факела, и одна контрольная

(рис. 5). Нарушения стабильности развития наиболее ярко выражены были на небольшом расстоянии от источника воздействия. Сравнение двух лет исследования показало интересную картину: в районе факела показатель ФА у березы практически не изменился, а на удалении от него - повысился, т.е. можно предположить, что со временем происходит накопление загрязнений, приводящее к ухудшению качества среды на обширной площади.

Для растений в целом можно отметить повышение уровня асимметрии, что свидетельствует об ухудшении качества среды, особенно на участках наиболее интенсивного техногенного воздействия. Особого внимания заслуживает повышение показателя нарушения стабильности развития на участках, удаленных от источников загрязнения. Это может свидетельствовать о расширении зоны техногенного воздействия или о его интенсификации.

0,06 -1 0,05 -

в 0,04

" 0,03 -

0

1 0,02

с

0,01 ^ о

Контроль

Рис. 5. Показатели нарушения стабильности развития березы плосколист-ной на разном удалении от факела

В то же время, негативное воздействие загрязнения зависит от типа углеводородного сырья. Так в районе Средневилюйского газоконденсатно-го месторождения нами обследован большой участок поймы в непосредственной близости от действующих и законсервированных скважин. Химико-аналитические работы не выявили в почвах возле скважин значительных концентраций нефтепродуктов. Оказалось, что показатели ФА березы возле действующих скважин зачастую ниже, чем возле законсервированных, а серьезные нарушения отмечались только возле одной скважины. Поэтому можно предположить, что высокое варьирование показателя связано не столько непосредственно с воздействием высоколетучего газокон-денсатного сырья, сколько с другими антропогенными загрязнениями или особенностями геохимического фона.

4.6. Влияние железной дороги на стабильность развития растений

Влияние близости к железнодорожному полотну нами оценивалось

на территории Южной Якутии по стабильности развития березы тощей. Обследовано пять точек на разном расстоянии от дороги. Первая точка располагается в 25 м от источника загрязнения, вторая-третья-четвертая -на расстоянии соответственно 50, 100 и 150 м, а т. 5 - на удалении 1 км. Полученные результаты показали, что с расстоянием воздействие загрязнителей транспортного происхождения уменьшается. Наименьший показатель 0,044 выявлен в точке, расположенной в 1000 метрах, а наиболее высокий - на расстоянии 25 метрах от железной дороги (0,054).

4.7. Радиационное загрязнение

В качестве территорий, характеризующихся повышенным радиационным фоном, нами обследованы два региона - на северо-западе окрестности шахт двух подземных ядерных взрывов (ПЯВ) и на юге окрестности геологоразведочных шахт уран-ториевого месторождения. Рассмотрены показатели ФА дюшекии кустарниковой, березы тощей и ивы черничной.

Показатели нарушения стабильности развития растений свидетельствуют о том, что в условиях хронически повышенного радиационного фона наблюдается ухудшение условий существования, что проявляется в повышении уровня ФА. В целом отмечена положительная зависимость величины показателей ФА от радиоактивности, а наиболее резко они возрастают при дозах свыше 150 мкР/ч.

Заключение

В заключении обобщаются полученные результаты по показателям ФА березы плосколистной в природных биотопах Якутии и на территориях, подверженных разным антропогенным воздействиям.

Отмечено, что в природных биотопах показатель ФА варьирует в широких пределах, его повышение возможно вследствие воздействия негативных биотических и абиотических факторов. Например, для такого светолюбивого вида, как береза плосколистная, нами отмечены высокие показатели при условии слабой освещенности (молодая поросль - 0,049; густая березовая роща - 0,052); при межвидовой конкуренции (смешанный хвой-но-лиственный лес - 0,049; березо-черемуховые колки - 0,046); а также при условии нарушениости и обедненности почвы (каменистый склон почвы - 0,054). Мы предполагаем также, что на стабильность развития влияет возраст растения - у ювенильных деревьев показатель ФА был существенно выше, чем у деревьев генеративного возраста в том же биотопе. Формирование листовой пластинки заканчивается в условиях Якутии к июлю. Исходя из полученных данных, при сборе материала нужно учитывать: возраст дерева, период сбора материала, размер листьев, характер биотопа.

На показатель ФА березы в городской среде огромное влияние имеет насыщенность транспортной нагрузки; расстояние от источника загрязнения; открытость и защищенность участка, а также уровень качества дороги. В частности, на территории г. Якутска наблюдаются высокие корреляционные связи между показателями пыли, оксида углерода и ФА, в зоне автотрасс. На основании показателя стабильности развития березы плос-колистной проведено зонирование г. Якутска по состоянию окружающей среды. К зоне неблагополучия относится обширный район в центре города, а также в зоне влияния промышленных предприятий. Большая часть территории города может быть охарактеризована как подвергающаяся воздействию средней тяжести, и только на окраинах города, в дачных массивах, рекреационной зоне состояние можно охарактеризовать как зону слабого антропогенного воздействия. Это свидетельствует о том, что в условиях Севера даже незначительные по силе воздействия вызывают резкое ухудшение состояния среды.

ВЫВОДЫ

1. В природных биотопах на территории Якутии показатель березы плосколистной ФА варьирует в пределах 0,042-0,055. Повышенный показатель асимметрии в природных биотопах отмечен у деревьев, произрастающих на обедненных почвах, а также в условиях межвидовой и внутривидовой конкуренции, при ухудшении условий освещенности.

2. Нарушение стабильности развития березы плосколистной отмечено на экологической периферии ареала. Вблизи северной границы естественного ареала показатель ФА составил 0,052, что статистически значимо выше, чем в большинстве природных биотопов Центральной Якутии. В условиях предгорья на территории Южной Якутии показатель ФА также повышен. Это свидетельствует о повышении частоты нарушений гомео-стаза развития по мере удаления от зоны экологического оптимума.

3. В условиях городской среды показатель ФА в период исследования в разных точках варьировал в пределах от 0,042 до 0,056. Наиболее высокий показатель ФА отмечен На улицах с большой транспортной нагрузкой, низкие — в районе дачных массивов. На основании показателей ФА территорию г. Якутска можно разбить на три зоны по качеству среды: первая - со средним показателем ФА около 0,0518 (в среднем 1620 автомашин в час); вторая - 0,0486 (1200 авт/ч), третья зона - 0,0456 (620 авт/ч). Таким образом, можно отметить, что территория г. Якутска (административного центра) характеризуется наиболее резкими нарушениями в центральной части, а на окраинах и в рекреационной зоне состояние среды более благополучное.

4. Отмечена зависимость величины показателя ФА березы плосколистной от близости к проезжей части дороги, транспортной нагрузки, а также от содержания загрязнителей в воздухе и почве. Высокие корреляционные связи наблюдаются с повышенным содержанием пыли в воздухе,

особенно в мае. Загрязнение почвогрунтов тяжелыми металлами тоже играет существенную роль в повышении ФА.

5. Скорректировано время сбора листьев для региона. В условиях Якутии период формирования листа длится почти до конца июня - листья, собранные в это время, характеризуются повышенным уровнем ФА, тогда как между листьями, собранными в июле и августе с тех же деревьев, различий в величине показателя ФА не отмечено.

6. Нарушения стабильности развития проявляются при воздействии разных негативных факторов антропогенной природы и наблюдаются у всех рассмотренных нами древесных и кустарниковых растений - на участках, подверженных загрязнениям, связанным с работой транспорта и промышленных предприятий, нефтезагрязнепий, в зоне повышенного радиационного фона. Это свидетельствует об универсальности метода, что делает возможным его применение для оценки воздействия широкого круга факторов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Солдатова В.Ю. Влияние автотранспорта на показатели стабильности развития березы плосколистной в окрестностях городов Алдан и Якутск // Тезисы докл. Межд. Научн. Конференции «Студент и НТП», Новосибирск, 2001. - С. 68. Шадрина Е.Г., Вольперт Я.Л., Солдатова В.Ю., Протопопова В.В., Бурцева H.H., Федорова С.И. Оценка состояния среды в долине р. Лены по показателям стабильности развития организмов // Экологическая безопасность реки Лены / Сб. матер, научно-практ. конф. - Якутск, 2001. - С. 119 - 127

Шадрина Е.Г., Солдатова В.Ю., Осинцева Н.В., Федорова С.И. Влияние автотранспорта на показатели стабильности развития березы плосколистной в окрестностях городов Алдан и Якутск // Сб. науч. трудов аспирантов и молодых ученых ИПЭС АН PC (Я). - Якутск, 2001. - С. 58-62. Солдатова В.Ю. Биоиндикационная оценка качества среды в окрестностях г. Якутска // Матер.научн. конф. студ., аспир. и молодых ученых, посвящ. 45-летшо ЯГУ. 27-28 ноября 2001 г. - Якутск 2003. - С. 27-30. Солдатова В.Ю. Флуктуирующая асимметрия листовой пластинки березы плосколистной (Betula platyphylla) в естественных и антропогенных условиях // Материалы III регион, научно-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов, г. Нерюнгри (апрель 2002). - Нерюпгри, 2003. -С. 136-138.

Солдатова В.Ю., Петрова C.B., Шадрина Е.Г. Оценка качества среды в г. Якутске по показателям стабильности развития березы плосколистной // Прикладная экология Севера: опыт проведенных исследований, современное состояние и перспективы / Междунар. научно-практ. конф., г.Якутск, 20-21 марта 2003. - Якутск, 2003. - С. 250-252.

Солдатова В.Ю. Биоиндикационная оценка качества окружающей среды территории г. Якутска // Сб. научных трудов молодых ученых, ИПЭС РС (Я). - Якутск, 2005. - С. 47-49.

Шадрина Е.Г., Журавская А.Н., Воронов И.В., Солдатова В.Ю. Показатели нарушения стабильности развития дюшекии кустарниковой в условиях антропогенно-повышенного радиационного фона на территории Южной Якутии // Радиационная безопасность РС (Я)/ Респ. Научно-практ. конф. (II; 2003; Якутск). -Якутск, 2004. С. 57-58.

Шадрина Е.Г., Шадрин Д. Я., Солдатова В.Ю. Биоиндикационная оценка качества среды в зоне воздействия аварийных ПЯВ на территории Якутии (морфогенетический подход) // Радиационная безопасность РС (Я) / Матер. II республиканской нау-чно-практ.конф. Якутск, 16-18 декабря 2003 г.- Якутск, 2004.- с. 241-252.

Шадрина Е.Г., Солдатова В.Ю., Шадрин Д.Я. Оценка качества среды по показателям нарушения стабильности развития растений и животных в условиях хронически повышенного радиационного фона (на примере Якутии) // Проблемы экологии и рационального использования природных ресурсов в Дальневосточном регионе / Матер. Регион, научно-практ. конф., Благовещенск, 21-23 декабря 2004 г. - Благовещенск, 2004. -С. 133-135.

Шадрина Е.Г., Солдатова В.Ю. Применение показателей стабильности развития древесных растений для оценки качества среды городских территорий (на примере г. Якутска) / Деп. в ВИНИТИ 17.07.06 №935 -В 2006, Указатель № 9. - 10 с.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Солдатова, Виктория Юрьевна

Введение.

Глава 1. Мониторинг качества среды по показателям флуктуирующей асимметрии.

1.1. Биоиндикация и биомониторинг.

1.2. Реакция растений на негативные воздействия окружающей среды и их использование в биоиндикации.

1.3. Морфогеиегический подход при оценке качества среды.

1.4. Распространенность явлений асимметрии в живой природе и проявления асимметрии у растений.

1.5. Флуктуирующая асимметрия и нарушения гомеостаза развития.

1.6. Применение флуктуирующей асимметрии в экологических исследованиях.

Глава 2. Физико-географические условия района исследования и эколо1 ические особенности антропогенного ландшафта.

2.1. Экологические особенности i ородской среды.

2.2. Физико-географическая и экологическая характеристика г. Якутска.

Глава 3. Материал и методы исследования.

Глава 4. Результаты и их обсуждение.

4.1. Влияние биотических и абиотических факторов на показатели

ФА березы плосколистной в природных биотопах.

4.2. Показатели флуктуирующей асимметрии растений в условиях антропогенного воздействия на примере г. Якутска.

4.3. Динамика изменения показателя ФА березы плосколистной в зависимости от уровня загрязнения окружающей среды.

4.4. Флуктуирующая асимметрия как показатель межгодовых изменений экологических условий окружающей среды.

4.5. Показатели флуктуирующей асимметрии растений в условиях загрязнения нефтепродуктами.

4.6. Влияние железной дороги на стабильность развития растений.

4.7. Радиационное загрязнение.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Флуктуирующая асимметрия березы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz.) как критерий качества городской среды и территорий, подверженных антропогенному воздействию"

Актуальность проблемы

Оценка качества среды становится принципиально важной задачей, как при планировании, так и при осуществлении любых мероприятий по природопользованию, охране природы и обеспечению экологической безопасности. Одним из перспективных подходов для интегральной характеристики качества среды является оценка состояния живых организмов по стабильности развития, которая характеризуется уровнем флуктуирующей асимметрии морфологических структур.

Древесные растения в городских ландшафтах выполняют важнейшие средообразующие и средозащитные функции, связанные с выделением кислорода и фитонцидов, ионизацией воздуха, формированием своеобразного микроклимата. Однако насаждения, произрастающие на урбанизированных территориях, испытывают на себе постоянное отрицательное влияние техногенного загрязнения. Поэтому с каждым годом все большее значение приобретает проблема изучения жизнедеятельности древесных растений в городских условиях.

Вредные выбросы автотранспорта и промышленных предприятий, превышающие ПДК, губят растительность на локальных территориях и в масштабе целых районов. Продолжительность жизни деревьев сокращается в 4-10 раз, особенно при неправильном подборе посадочного материала. Нагрузки на городские территории в пределах застройки с высокой плотностью населения способствуют уплотнению и вытаптыванию почв, обеднению их питательными веществами. Нарушается репродуктивность, что приводит к деградации растительности из-за превышения ПДВ (Маслов, 2003).

Одиим из удобных способов оценки интенсивности антропогенною воздействия является метод оценки качества среды по показателям нарушения стабильности развития организмов. При этом наиболее широко применяется морфогенетический подход, основанный на оценке впутрииндивидуальной изменчивости морфологических структур, в частности, степени выраженности флуктуирующей асимметрии (Последствия Чернобыльской., 1996; Захаров и др., 2000 а).

Цслыо нашей работы является оценка качества среды природных и ан-троно1енных территорий Яку1ии по показателям нарушения стабильности развития высших растений на примере березы илосколистной {Betula platyphylla Sukacz.).

При этом перед нами были поставлены следующие задачи

1. Изучение стабильности развития березы илосколистной в природных условиях.

2. Оценка стабильности развития березы илосколистной в условиях городской среды.

3. Оценка влияния разных зафязнителей на показатели ФА березы илосколистной.

4. Выполнение экологического картирования и зонирования терриюрии г. Якутска.

Научная новизна и практическая значимоеib работы

Методика, рекомендованная МНР РФ для березы повислой, опробовована для нового вида, и проведено сравнение балльной шкалы оценок. Впервые приводятся данные но показателям стабильности развития березы плосколистной в условиях различных природных ценозов и показано, что стабильность развития зависит не только от техногенных, но и широкого круга биотических и абиотических факторов. 11а основе данных но показателям стабильности развития разработаны принципы зонирования и создана карта территории г. Якутска, отражающая качество среды.

Результаты исследований использовались при оценке последствий природной катастрофы в долине р. Лены (г. Ленек), в окрестностях аварийных подземных ядерных взрывов на территории Западной Якутии, вошли в научные отчеты ИПЭС АН PC (Я) «Проведение экологического мониторинга и разработка рекомендаций природоохранных мероприятий с целью обеспечения экологического обоснования обустройства скважин СВГКМ в пойменной части р. Вилюй», «Оценка современного состояния территории Талаканскою нефтегазо-кондепсатного месторождения». Результаты оценки состояния экосистем после техногеннот воздействия были изложены на научно-практических конференциях «Экологическая безопасность р. Лены. Мониторинг, природные и техно-1енные катастрофы» (Якутск, 2001), «Радиационная безопасность Республики Саха (Якутия)» (Якутск, 2003).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Величина ФА березы плосколистной в природных биотопах зависит от внутривидовых и межвидовых отношений, а также воздействия абиожче-ских факторов. Повышенный показатель ФА наблюдается на экологической периферии ареала.

2. Показатели ФА березы плосколистной в условиях юродской среды зависят от уровня загрязнения воздуха и почвы.

3. Нарушения стабильности развития у древесных и кустарниковых растений наблюдаются при воздействии разных антропогенных факторов - загрязнения, связанные с работой транспорта и промышленных предприятий, нефтезагрязнений, повышенного радиационного фона.

Апробация работы

Основные результаты диссертации опубликованы в научных работах. Результаты исследований и материалы диссертационной работы были изложены на международной научной конференции «Студент и ПТП» (Новосибирск, 2001); научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 45-летию Якутского Государственного Университета им. М.К. Аммо-сова (Якутск 2003); III регионально научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов посвященная 10-летию техническою института ЯГУ в г. Нерюнгри (Нерюнгри, 2003 г); научно-практической конференции «Эколо1 ическая безопасность реки Лены» (Якутск, 2001); международной научно-практической конференции «Прикладная эколо1 ия Севера: омыт проведенных исследований, современное состояние и перспективы» (Якутск, 2003); республиканской научно-практической конференции «Радиационная безопасность PC (Я)» (Якутск, 2004); научно-практической конференции «Проблемы экологии и рациональною природопользования природных ресурсов в Дальневосточном регионе» (Благовещенск, 2004).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 научных работах.

Благодарное!и. В сборе материала для представленной работы оказывали содействие и товарищескую помощь большое количество специалистов, которые в разное время работали вместе с автором. В особенности необходимо отметить д.б.н. ЯЛ. Вольперта, к.б.н. В.А. Данилова, Т.М. Портнягину и Д.Я. Шадрина. Благодарю к.б.н. B.C. Макарова за помощь в составлении карты г. Якутска, а также студентов ЯГУ, в разные годы помогавших в сборе и обработке материала -11.И. Михайлову, I I.I I. Капитонову, С.В. Петрову, 11.И. Бурцеву.

Всем перечисленным лицам, пользуясь случаем, автор выражает свою искреннюю благодарность.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Солдатова, Виктория Юрьевна

выводы

1. В природных биотопах на территории Якутии показатель ФА березы плосколистной варьирует в пределах 0,042-0,055. Повышенный показатель асимметрии в природных биотопах отмечен у деревьев, произрастающих на обедненных почвах, а также в условиях межвидовой и внутривидовой конкуренции, при ухудшении условий освещенности.

2. Нарушение стабильности развития березы плосколистной отмечено на экологической периферии ареала. Вблизи северной границы естественного ареала показатель ФА составил 0,052, что статистически значимо выше, чем в большинстве природных биотопов Центральной Якутии. В условиях предгорья на территории Южной Якутии показатель ФА также повышен. Это свидетельствует о повышении частоты нарушений гомеостаза развития по мере удаления от зоны экологического оптимума.

3. В условиях городской среды показатель ФА в период исследования в разных точках варьировал в пределах от 0,042 до 0,056. Наиболее высокий показатель ФА отмечен на улицах с большой транспортной нагрузкой, низкие -в районе дачных массивов. На основании показателей ФА территорию г. Якутска можно разбить на три зоны по качеству среды: первая - со средним показателем ФА около 0,0518 (в среднем 1620 автомашин в час); вторая - 0,0486 (1200 авт/ч), третья зона - 0,0456 (620 авт/ч). Таким образом, можно отметить, что территория г. Якутска (административного центра) характеризуется наиболее резкими нарушениями в центральной части, а на окраинах и в рекреационной зоне состояние среды более благополучное.

4. Отмечена зависимость величины показателя ФА березы плосколистной от близости к проезжей части дороги, транспортной нагрузки, а также от содержания загрязнителей в воздухе и почве. Высокие корреляционные связи наблюдаются с повышенным содержанием ныли в воздухе, особенно в мае. Загрязнение почвогрунтов тяжелыми металлами тоже играет существенную роль в повышении ФА.

5. Скорректировано время сбора листьев для региона. В условиях Якутии период формирования листа длится почти до конца июня - листья, собранные в это время, характеризуются повышенным уровнем ФА, тогда как между листьями, собранными в июле и августе с тех же деревьев, различий в величине показателя ФА не отмечено.

6. Нарушения стабильности развития проявляются при воздействии разных негативных факторов антропогенной природы и наблюдаются у всех рассмотренных нами древесных и кустарниковых растений - на участках, подверженных загрязнениям, связанным с работой транспорта и промышленных предприятий, нефтезагрязнений, в зоне повышенного радиационного фона. Это свидетельствует об универсальности метода, что делает возможным его применение для оценки воздействия широкого круга факторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ухудшение экологической обстановки на Земле в целом и во многих промышленных странах уже давно стало неоспоримым фактом. Для большинства городов характерна очевидная тенденция ухудшения состояния природной среды. Не исключением является и наш город Якутск. Экологические проблемы города связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольшой территории населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия. Все это способствует к поиску и применению новых методов оценки загрязнения среды.

Нами рассмотрены показатели стабильности развития древесных и кустарниковых растений на природных биотопах, а также на территориях подверженных различному антропогенному воздействию. При этом надо отметить, что в природных биотопах показатель ФА повышается вследствие воздействия биотических и абиотических факторов. 11апример, нами отмечены высокие показатели при условии слабой освещенности (молодая поросль - 0.049; густая березовая роща - 0,052); при межвидовой конкуренции (смешанный хвойно-лиственный лес - 0,049; березово-черемуховые колки - 0,046); а также при условии нарушенности и обедненности почвы (каменистый склон почвы - 0,054). Исходя из полученных данных, при сборе материала нужно учитывать: возраст дерева (у деревьев генеративного возраста - 0,042, по сравнению с молодой порослью); период сбора материала (для Якутии июль-август, т.к. в собранных листьях в июне нами отмечены повышенные показатели ФА); размер листьев; биотические и абиотические условия произрастания.

На показатель ФА в городской среде огромное влияние имеет насыщенность транспортной нагрузки; расстояние от источника загрязнения; открытость и защищенность участка, а также уровень качества дороги. Нами проведены корреляционные анализы между ФА и среднемесячными данными загряз нения воздуха около автомобильных дорог. Высокие корреляции наблюдаются при действии пыли, особенно в мае месяце (коэффициент Пирсона - 0,95), а также оксида углерода (0,86). Это еще раз подтверждает, что влияние негативных факторов при закладке и распускании почек велико и играет первостепенную роль в дальнейшем развитии листа. Дальнейшее загрязнение уже при сформировавшемся листе играет менее важную роль. Загрязнения воздуха в зимнее время (январь-апрель) также существенно влияют на показатель асимметрии. Это связано с климатическими условиями нашего города, т.е. при слабой аэрации воздуха в зимние месяцы идет накопление и оседание загрязняющих веществ. В течение года прослеживаются корреляционные связи с показателями содержания пыли и оксида углерода в атмосфере. Исходя из этих данных видно, что существенные изменения в развитии листа оказывают загрязнения воздуха зимне-весеннего периода до распускания почки. Загрязнение поч-вогрунтов тяжелыми металлами тоже играют существенную роль в повышении ФА.

На основании показателя стабильности развития березы плосколистной нами проведено зонирование г. Якутска по состоянию окружающей среды. Как оказалось, к зоне неблагополучия относится обширный район в центре города с интенсивной транспортной нагрузкой, а также в зоне влияния промышленных предприятий. Большая часть территории города может быть охарактеризована как подвергающаяся воздействию средней тяжести, и только на окраинах города, в дачных массивах, рекреационной зоне состояние можно охарактеризовать как зону слабого антропогенного воздействия. Это свидетельствует о том, что в условиях Севера даже незначительные по силе воздействия вызывают резкое ухудшение состояния среды.

В Западной Якутии на территориях подвергающихся загрязнению нефтепродуктами в целом для растений можно отметить повышение уровня асимметрии, что свидетельствует об ухудшении качества среды, особенно на участках наиболее интенсивного техногенного воздействия. Так в г. Ленске при затоплении нефтебазы наиболее высокие результаты наблюдались в районе п. Разведчик, где загрязнение происходило дважды. В зоне предполагаемого воздействия Талаканского лицензионного участка обследовано три точки в течение двух лет, на разном удалении от действующего факела, и одна контрольная. Сравнение показателей ФА у берез, произрастающих на разном удалении от факела, дает достаточно яркую картину ухудшения качества среды по мере приближения к источнику загрязнения.

В качестве территорий, характеризующихся повышенным радиационным фоном, нами обследованы два региона - на северо-западе окрестности шахт двух подземных ядерных взрывов (ПЯВ) и на юге окрестности геологоразведочных шахт уран-ториевого месторождения. Невысокие дозы хронического облучения около 60 мкР/ч незначительно повышают частоту нарушений стабильности развития. Интенсивность радиации 300-600 мкР/ч влияет на стабильность развития крайне негативно, вызывая серьезные нарушения. При дозах около 800-900 мкР/ч наблюдается некоторое снижение показателя ФА, что свидетельствует о повышении устойчивости растений к хроническому негативному воздействию. Однако дальнейшее повышение интенсивности радиации приводит к резкому повышению величины ФА, отражая усиление дестабилизации процессов онтогенеза как следствие ухудшения качества среды.

Таким образом, по проанализированным показателям ФА можно отметить, что для всех исследованных источников загрязнения наиболее высокие показатели наблюдаются на участках, подвергающихся прямой техногенной трансформации, тогда как на участках опосредованного воздействия отрицательные последствия не так значительны, но обнаруживаются на обширных территориях.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Солдатова, Виктория Юрьевна, Якутск

1. Агроклиматический справочник но Якутской АССР / Под ред. А.К. Мозолевской - Л.: Гидрометеоиздат, 1963. - 146 с.

2. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1987, 142 с.

3. Андреев В.Н. Изучение антропогенных воздействий на растительность Арктики и Субарктики // Изучение биогеоценозов тундры и лесотундры. -Л., 1972.-С. 44-49.

4. Андруз ДЖ., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды. М: Мир, 1999. - 271 с.

5. Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды. М.: Наука, 1986. -157 с.

6. Афанасьева В.М. и др. Состояние городской среды г. Якутска // Геоэкологическая характеристика городов Сибири. Иркутск, 1990 - с. 175-181.

7. Беклемишев В.Н. Сравнительная анатомия беспозвоночных. М.: Учпедгиз, 1952.

8. Бессчетнов П.П., Грудзинская Л.М. Влияние экологических факторов на изменчивость морфологических признаков тополя слизистого // Экология. 1974.-№6.-С. 37-40.

9. Биоиндикация и биомониторинг / Под ред. Д. А. Криволуцкого. М: Наука, 1991.-246 с.

10. Булгаков Г.Н. Индикация состояния природных экосистем и нормированиефакторов окружающей среды: обзор существующих подходов // Успехи современной биологии.-2002.-Т. 122,№2.-С. 115-135.

11. Бурцева Н.Н. Оценка состояния среды в долине средней Лены по показателям стабильности развития организмов / Дипломная работа. -Якутск, 2002. 88 с.

12. Бялобок С. Регулирование загрязнения атмосферы.//Загрязнение воздуха и жизнь растений. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - С. 500-531.

13. Вайнерт Э. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем. М: Мир, 1998.-348 с.

14. Васильев Б.Р. Строение листа древесных растений различных климатических зон. Ленинград: ЛГУ, 1988. - 316 с.

15. Васильев А.Г., Васильева И.А., Большаков В.Н. Фенетический мониторинг популяций красной полевки (Clethrionomys rutilus Pall.) в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа // Экология. 1996. - №2.- С. 113-121.

16. Вейль Г. Симметрия. М.: Наука, 1968. - 191 с.

17. Визе В.Ю. Климат Якутии. Л.: изд-во АН СССР, 1927. - 33 с.

18. Вольперт Я.Л., Легостаева Я.Б., Поисеева С.И. и др. Интегральная оценка качества окружающей среды на территории г. Мирного // Тез. докл. Международной научной конференции по фундаментальной и прикладной экологии: Екатеринбург, 2005. -С.78-80.

19. Гаврилова М.К. Климат Центральной Якутии. Изд. 2-е. Якутск: Кн. изд-во, 1973.-120 с.

20. Гаврилова М.К. Современный климат и вечная мерзлота на континентах. -Новосибирск: Наука, 1981,- 113 с.

21. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Саха (Якутия) в 2001 году.- 2001. 271 с.

22. Глотов Н.В., Животовский Л.А., Хованов П.В., Хромов-Борисов Н.Н. Биометрия. Л.: изд-во Ленингр. ун-та, 1982. - 264 с.

23. Ефимов Г. А., Ларкин Ю.М. Транспорт и окружающая среда. М: Знание,1975.-64 с.

24. Забросаев Н.С. О морфологических особенностях разновидностей бородавчатой и пушистой берез в лесостепной зоне Омской области // Ботаника. 1969. - №6. - С. 65-72.

25. Захаров В.М., Шефтель Б.М., Александров Д.Ю. Нарушение стабильности развития на фазе пика численности в популяциях млекопитающих // Доклады АН СССР. 1984. - Т. 245. - № 13. - С. 761 -764.

26. Захаров В.М. Асимметрия животных. М.: Наука, 1987. - 216 с.

27. Захаров В.М., Чубинишвили А.Т., Дмитриев С.Г. и др. Здоровье среды: практика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000 а 318 с.

28. Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И. и др. Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000 б 66 с.

29. Захаров В.М., Жданова II.П., Кирик Е.Ф., Шкиль Ф.П. Онтогенез и популяция: оценка стабильности развития в природных популяциях // Онтогенез. 2001 а. - Т. 32, № 6. - С. 404-421.

30. Захаров В.М., Чубинишвили А .Т. Мониторинг здоровья среды на охраняемых природных территориях. М.: Центр экологической политики России, 2001.- 148 с.

31. Захаров В.М., Чубинишвили А.Т., Баранов А.С. и др. Здоровье среды: методика и практика оценки в Москве. М.: Центр экологической политики России, 2001 б. - 68 с.

32. Захарова В.И. Динамика растительности субарктических тундр и притундровых редколесий под влиянием горных разработок (низовья р.Яны) / Автореферат дисс. на соискание ученой степ. канд. биол. наук.1. Якутск, 2000.- 18 с.

33. Зольников В.Г. Почвы восточной половины Центральной Якутии и их использование // Материалы о природных условиях и сельском хозяйстве Центральной Якутии. M., Изд-во АН СССР, 1954, с. 55-221

34. Илькун Г. M. Загрязнители атмосферы и растения. Киев: Наукова думка, 1978.-246 с.

35. Ковальский В.В., Петрунина Н.С. К проблеме геохимической экологии растений в связи с фитоиндикационными исследованиями. В кн.: Теоретические вопросы фитоиндикации. JI., 1971, С. 167-173.

36. Кондратюк Е.Н., Тарабрин В.П., Бакланов В.И. и др. Промышленная ботаника. Киев: Наук. Думка, 1980. -260 с.

37. Кононов К.Е. Луга и поймы реки Лены. Якутск.: кн. изд-во, 1982.- 216 с.

38. Константинов Е.Л. Особенности ФА листовой пластинки березы повислой (Betula Pendula) как вида биоиндикатора / Автореф. дисс. на соискание уч. степ. кан. биол. наук. Калуга, 2001. 19 с.

39. Коржуев С.С. Рельеф и геологическое строение // Якутия. 1965.

40. Корона В. В., Васильев А.Г. Строение и изменчивость листьев растений: основы модульной теории. Екатеринбург: Екатеринбург, 2000. 224 с.

41. Климат Якутска. / Отв. ред. Ц.А.Швер. -Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 190с.

42. Кренке Н.П. Трансплантация растений. М.: Наука, 1996. 335 с.

43. Крокер В. Рост растений. М.: Изд-во иностр. лит., 1950.- 250с.

44. Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Захаров В.М. Анализ стабильности развития березы повислой в условиях химического загрязнения. // Экология. 1996. -№6.-С. 441-444.

45. Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда. М.: Наука, 1974.-124 с.

46. Кузьмин Ю.И. Биологическая рекультивация техногенных отвалов в условиях Крайнего Севера. // Экология. 1989. - №2. - С. 21-24.

47. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1980. - 293 с.

48. Лозановская И. Н., Орлов Д.С., Садовникова JI.K. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М: Высшая школа, 1998 -247 с.

49. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.II. Инженерная экология. М.: Высшая школа, 1996. - 638 с.

50. Макаров В.Н., Федосеев Н.Ф., Федосеева В.И. Геохимия снежного покрова Якутии.-Якутск, 1990. 152 с.

51. Макаров В.Н. Экогеохимия городов в зоне с низкой способностью к самоочищению и устойчивостью ладшафтов. Якутск // Экогеохимия городов Восточной Сибири. Якутск, 1993. - С. 52-59.

52. Макаров В.Н. Свинец в биосфере Якутии. Якутск: изд-во ин-та мерзлотоведения СО РАН, 2002. - 114 с.

53. Маслов Н.В. Градостроительная экология. М.: Высш. Шк., 2003. - 284 с.

54. Матвеева Н.В. Общие тенденции антропогенных изменений растительности тундровой зоны // Ботан. Журн. 1989. - Т. 74, № 3. - С. 426-431.

55. Миронова С.И. Техногенные сукцессионные системы растительности Якутии. Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН, 2000. - С. 22-27.

56. Молотковский Г.Х., Молотковский Ю.Г. Асимметрия, диссимметрия и полярность развития растений // Ботанический журнал. -1961. Т. XLVI, № 4. - С.469-487.

57. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур). М., 2003. - 25 с.

58. Методы биоиндикации окружающей среды в районах АЭС / Под ред. Д.С. Павлова. М.: Наука, 1998. - 168 с.

59. Музланов Ю.А. Оценка состояния природных популяций по гомеостазу развития на примере анализа распределения аномалий жилкования крыльев стрекозы красотки блестящей (Calopteryx splendens Harr.) // Экология. 1997. - № 6. - С. 442-446.

60. Мэннинг У.Д. Федер У.А. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 143 с.

61. Новикова А.А. Рост и развитие почек у некоторых древесных растений. -Минск: Наука и техника, 1976. 120 с.

62. Николаевский B.C. Биологические основы устойчивости декоративных растений к сернистому газу: Автореф. дисс. на соискание уч. степ, доктора, биол. наук. Пермь, 1972. - 76 с.

63. Николаевский B.C. Биологические основы газоустойчивости растений. -Новосибирск: Наука, 1979. 278 с.

64. Николаевский B.C. Влияние промышленных газов на растительность. //Региональный экологический мониторинг, М.:Наука, 1983. - С. 202-222.

65. Николаевский B.C. Эколого-физиологические основы газоустойчивостирастений. М., 1989, - 65 с.

66. Отдаленные эколого-генетические последствия радиационных инцидентов: Тоцкий ядерный взрыв (Оренбургская область, 1954 г.) / А.Г. Васильев, В.М. Боев, Э.А, Гилева и др. Екатеринбург: изд-во «Екатеринбург», 2000. -288 с.

67. Оценка современного состояния территории Талаканского нефтегазконденсатного месторождения / Научный отчет ИПЭС АН PC (Я). -Якутск, 2005.

68. Проведение экологического мониторинга и разработка рекомендаций природоохранных мероприятий с целью обеспечения экологического обоснования обустройства скважин СВГКМ в пойменной части р. Вилюй / Научный отчет ИПЭС АН PC (Я). Якутск, 2005.

69. Последствие Чернобыльской катастрофы: Здоровье Среды / Под ред В.М. Захарова, ЕЛО. Крысанова. М.: Центр экологической политики России, 1996.- 170 с.

70. Посттехногенные экосистемы Севера / Под ред. И.Б. Арчегова, И.П. Капелькина. СПб.: Наука, 2002. - 159 с.

71. Реймерс Н. Ф. Природопользование / Словарь-справочник. М: Мысль, 1990.- 130 с.

72. Саввинов Д.Д. Почвы Якутии / Проблемы рационального использования почвенных ресурсов, их мелиорация и охрана. Якутск: кн. изд-во, 1989. -149 с.

73. Сарбаева Е.В. Биоэкологические особенности туи западной (Thuja occidentalis L.) в условиях городской среды / Автореф. дисс. на соисканиеуч. степ. канд. биол. наук. Нижний Новгород, 2005. 22 с.

74. Семериков Л.Ф. Изменчивость листьев в островных популяциях пушистого дуба (Quercus pubescens Willd.) на западном Кавказе // Экология. 1975. -№6-С.50-53.

75. Семериков Л.Ф., Глотов Н.В. О генетической гетерогенности популяций скального дуба//Генетика. -1971. -№1.- С. 42-47.

76. Солдатова В.Ю., Шадрина Е.Г. Применение показателей стабильности развития древесных растений для оценки качества среды городских территорий (на примере г. Якутска) / Деп. в ВИНИТИ 17.07.06 №935 -В2006, Указатель № 9. 10 с.

77. Строганов Б.П., Кабанов В.В., Шевякова Н.И. и др. Структура и функции клеток растений при засолении. М.: Наука, 1970. - 318с.

78. Стрельцов А.Б. Региональная система биологического мониторинга. -Калуга: изд-во Калужского ЦНТИ, 2003. 158с.

79. Тарабрин В.П., Кондратюк Е.Н., Башкатов В.Г. и др. Фитотоксичность органических и неорганических загрязнителей. Киев: Наукова думка, 1986.-215 с.

80. Терентьев П.В., Ростова Н.С. Практикум по биометрии. Учебное пособие. Л., Изд-во Ленингр. Ун-та, 1977. -75-77 с.

81. Тимофеев, П. А., Исаев, А. П., Щербаков, И. П. и др. Леса среднетаежной подзоны Якутии. Якутск: ЯНЦ СО РАН. - 1994. - 140 с.

82. Турмухаметова Н.В. Особенности морфогенеза побегов и феноритмов Betula pendula Roth, и Tilia cordata Mill, в условиях городской среды / Автореф. дисс. на соискание уч. степ. кап. биол. наук. Новосибирск, 2005.19 с.

83. Томас М.Д. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на растения // Загрязнеия атмосферного воздуха. Женева: ВОЗ, 1962, С. 251-306.

84. Ушакова В.А., Слепов В.В. Использования метода флуктуирующей асимметрии при проведении экологического мониторинга в г. Дзержинске //VI съезд ТО. М., 1999. - С. 263.

85. Хиревич Е.А. Структурно-функциональный анализ популяции обыкновенной полевки в связи с проблемой избирательности отлова грызунов совами / Автореф. на соиск. ученой степени канд. биол. наук. -Пермь, 2002. 24 с.

86. Черненькова Т.В. Реакция лесной растительности на промышленное загрязнение. М.: Наука, 2002. - 191 с.

87. Черных Н.А. Закономерности поведения тяжелых металлов в системе почва-растение при различной антропогенной нагрузке / Автореф. дисс. на соиск. уч. степ, доктора биол. наук., Москва, 1995. 36 с.

88. Чубинишвили А.Т. Гомеостаз развития в популяциях озерной лягушки (Rana ridibunda Pall.), обитающих в условиях химического загрязнения в районе Средней Волги // Экология. 1998. - № 1. - С. 71-74.

89. Шадрина Е.Г. Географическая изменчивость флуктуирующей асимметрии в северных популяциях мелких млекопитающих // Териофауна России и сопредельных стран / Матер. Междунар.совещ. 6-7 февр. 2003 г., Москва.1. М., 2003.-С. 382.

90. Шадрина Е.Г., Вольперт Я.Л., Данилов В.А., Шадрин Д.Я. Биоиндикация воздействия горнодобывающей промышленности на наземные экосистемы Севера (морфогенетический подход). Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 2003 а.-110 с.

91. Якутск, 2004 в.- с. 241-252.

92. Шелудякова В. А. Луга и пастбища Центральной и Юго-Западной Якутии. -Якутск. Якутское книжное изд-во 1959, 52 с.

93. Шимановский С.В. Наблюдения над температурным режимом снежного покрова в Якутске, Игарке и Подмосковье. / Вопросы изучения снега и использования его в народном хозяйстве. М.,: Изд-во АН СССР, 1955. -с. 55-72.

94. Шматкова Л.Е. Экологические проблемы города Якутска // Материалы научно-практ. конф. «Якутск-столица Северной республики», Якутск: Фонд Градосфера, 1997. с. 65-72.

95. ПО.Ягнышев Б.С., Ягнышева Т.А., Зинчук М.П., Легостаева Я.Б. Экология Западной Якутии (геохимия геоэкосистем: состояние и проблемы). -Якутск: Изд-во ЯНЦ СО PAII, 2005. 432 с.

96. Allenbach D.M., Sullivan К.В., Lyary M.J. Higher Fluctuating asymmetry as a measure of susceptibility to Perticides in fishes // Enviromental Toxycology and Chemistry. 1999.-Vol. 18, N 5.-P. 899-905.

97. Berge H. Phitotoxische Imissionen // Berlin, 1963 243 s.

98. Boullard B. Vegetation et pollution atmosphrique dans 1'agglomeration rouennaise // Rev. Soc. Savants Haute Normandie, 1971, №64, p. 21-27.

99. Garber K. Luftverunzeinigung und ihre Wirkungen Berlin // Nikollassce, 1967. -S. 51-98.

100. Garber К. Schwermetalle als Luftverung-reinigung-Blei-Zink-Cadmium-Beeinflussung der Vegetation I I Staub Reinhaltung der Luft, 1974, Bd. 34, H. 1, S. 1-7.

101. Hajduk Juraj. Invazne rozsirovanie niektorych rastin yinantropnej vegetacie v oblasti priemyselnuch zavodov // Acta Inst. bot. Acad. Sci. slov. (CSSR), 1974, Ser. F. А, с. 1, s. 143-151.

102. Heard S.B., Cambell M.L., Hendrix S.D. Developmental Instability in Fragmental Populations of Prairie Phlox A Cautioary Tale // Conservaion Biology. 1999, Vol 13, Iss 2, pp 274-281.

103. Hotta J., Osawa S. Control of differentiaton in the fern gametophyte bu amino analoges and 8-azaquanine//Exp. Cell Res., 1958, 15, p.85-94.

104. Jennet J. Ch. e. a. Environmental problems and solutions associated with the development of the world largest lead mining district // Pollut. Eng. and Sci. Solut. New York-London, 1973, p. 320-330.

105. Jennions M.D. The Allometry of Flucttuating Assymetry in Southern African Plants // Flowers and Leaves I Biological Journal of the Linnean Sosciety -1996, Vol 59, Iss 2, pp 127-142.

106. Johnstone R.A. Female Preference for Symmetrical Males as a by-Product of Mate Recognition//Nature. 1994. - Vol. 372. - P. 172-175.

107. Leary R.F., Allendorf F.W., Knudsen K.L. Developmental stability and enzyme heterozygosity in rainbow trout // Nature. 1983. - № 301. - P. 71 -72.

108. Leary R.F., Allendorf F.W. Fluctuating assymmetry as an indicator stress. Chance use in protect nature//Acta Zool. Fenica. 1989. - Vol. 4.-P. 214-217.

109. Martel J., Lempa K., Haukioja E. Effect of Stress and Rapid Growth on Fluctuating Asymmetry and Insect Damage in Birch Leaves // OIKOS. 1999. -Vol. 86.-P. 208-216.

110. Moller A.P. Leaf-Mining Insects and Fluctuating Asymmetry in Elm Ulmus -Glabra Leaves //Journal of animal ecology -1995. Vol. 64. - P. 697- 707.

111. Moller A.P., Eriksson M. Pollinator Preference for Symmetrical Flowers and

112. Sexual Selection in Plants //OIKOS. 1995. - Vol. 73.-P. 15-22.

113. Moller A. P. Developmental Stability of Flowers, Embryo Abortion, and Developmental Selection in Plants // Proceedings of the Royal Society of London series B-. Biological sciences. 1996. - Vol. 263. - P. 53-56.

114. Moller A. P., Sorci G. Insect Preference for Symmetrical Artificial Flowers // Oecologia. 1998. - Vol. 114. - P. 37-42.

115. Naugler C.T., Leech S.M. Fluctuating Asymmetry and Survival Ability in the Forest Tent Caterpillar Moth Malacosoma-Disstria Implications for Pest-Management // Entomologia Experimentalis et Applicata. - 1994. - Vol. 70, № 3.-P. 295-298.

116. Palmer R.A., Strobeck C. Fluctuating assymmetry: a measurement, analysis, patterns //Annual Review in Ecology and Systematic. 1986. - Vol. 17. - P. 391-421.i

117. Pertoldi C., Loeschcke V., Madsen A.B., Randi E. Developmental Stability in the Eurasian Otter (Lutra Lutra) in Denmark // Annales Zoologici Fennici. -1997.-Vol. 34, №3.-P. 187-196.

118. Sherry R.A., Lord E.M. Developmental Stability in Leaves of Clarkia Tembloriensis (Onagraceae) as Related to Population Outcrossing Rates and Heterozygosty // Evolution. 1996 a. Vol. 50. Iss 1, P. 80-91.

119. Sherry R.A., Lord E.M. Developmental Stability in Flowers of Clarkia Tembloriensis (Onagraceae) II Journal of Evolutionary Biology 1996 b. - Vol. 9.-P. 911-930.

120. Swaddle J.P., Cuthill I.C. Preference for Symmetrical Males by Female Zebra Finches // Nature. 1994. - Vol. 367, № 5. - P. 165-166.

121. Valetsky A.V., Dmitrieva I.L., Krushinskaya N.L., Zakharov V.M. Social Stress Impact on Developmental Stability of Laboratory Rat Rattus Norvegicus // Acta Theriol. 1997, № 4. - P. 27-32.

122. Van Valen L. A Study of fluctuating asymmetry // Evoiution. 1962. - Vol. 16, №2.-P. 125-142.

123. West В.J., Laverty T.M. Effect of Floral Symmetry on Flower Choice and Foraging Behavior of Bumble Bees // TREE. 1998. - Vol. 76. - P. 730-739.

124. WiIsey B.J., Saloniemi I. Leaf Fluctuating Asymmetry in Tree-Line Mountain Birchs, Betula-Pubescens Ssp Toruosa Generic or Envelopmentally Influenced // OIKOS. - 1999. - Vol. 87. - P. 341 -345.

125. Zakharov V.M., Sikorski M.D. Inbreeding and developmental stability in a laboratory strain of the bank vole Clethrionomys glareolus // Acta Theriol. -1997.-№4.-P. 73-78.

126. HO.Zacharov V.M., Demin D.V., Baranov A.S. et al. Developmental stability and population dynamics of shrews Sorex in Central Siberia // Acta Theriol. 1997 a.-№4.-P. 41-48.

127. Hl.Zakharov V.M., Valetsky A.V., Yablokov A.V. Dynamics of developmental stability of seals and pollution in the Baltic sea // Acta Theriol. 1997 b. - № 4. -P. 9-16.

128. Zvereva L., Kozlov M., Niemela P., Ilaukioja E. Delayed Induced Resistance and Increase in Leaf Fluctuating Asymmetry as Responses of Salix Borealis to Insect Herbivoiy // Oecologia. 1997. - P. 368-373.