Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Многокомпонентная биоиндикация городских транспортно-селитебных ландшафтов
ВАК РФ 03.00.16, Экология
Автореферат диссертации по теме "Многокомпонентная биоиндикация городских транспортно-селитебных ландшафтов"
На правах рукописи
РГВ ОД
Шунелько Елена Владимировна . -ч г.- а
1 J ДсК 7iM ■
МНОГОКОМПОНЕНТНАЯ БИОИНДИКАЦИЯ ГОРОДСКИХ ТРАНСПОРТНО-СЕЛИТЕБНЫХ ЛАНДШАФТОВ
03.00.16. - экология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Воронеж - 2000
Работа выполнена в Воронежском государственном университете
*
Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор А.И.Федорова
Официальные оппоненты: доктор биологических наук А.Б.Ахтырцев
кандидат биологических наук Н.Ю.Хлызоза
Ведущая организация: Воронежский государственный педуниверситет
Защита диссертации состоитсяв на заседани
Диссертационного Совета Д 063.48.13 при Воронежском государственно университете по адресу: г.Воронеж, Университетская пл., 1, ВорГУ
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета
Автореферат разослан ¿¿-^Згё-б^/^*/*
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук
Барабаш Г. И.
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Оценка поступления вредагых веществ от движущихся гочкиков загрязнения вызывает наибольшую трудность. Автомобильные газы гдставляют собой чрезвычайно сложную, недостаточно изученную смесь более 200 (сическгос компонентов. Из них экологическому контролю подвергаются только ноокись углерода и углеводороды в отработавших газах бензиновых двигателей и мность дизелей. Таким образом, выбросы наиболее опасных компонентов - тяжелых таллов, окислов серы, азота, углеводородов и т.д. - никак не контролируются, южность в оценке воздействия автотранспорта на окружающую среду городов связана (е и с тем, что источниками вредных выбросов являются не только выхлопные газы, и поступление тяжелых металлов (ТМ) и других поллютантов в результате коррозии галей и механизмов, истирания шин и разрушения дорожного покрытия, утечек из стем смазки и питания двигателя. Кроме того, автотранспорт как источник грязнения имеет ряд особенностей. В отличие от промышленных предприятий, оизводственные площади которых должны отделяться от жилых кварталов нитарно-защитными зонами, автотранспорт имеет доступ в места проживания и дыха населения, а выхлопные газы поступают в приземный слой воздуха, т.е. посредственно в зону дыхания человека.
В последние годы во многих крупных городах и промышленных центрах юводились биогеохимические и биоиндикационные исследования. Однако они имели козкоспециализированную направленность: изучалось либо содержание тяжелых ¡таллов и других загрязняющих веществ в различных компонентах биосферы лещукин, 1980; Лукашев и др., 1980; Ржаксинская, 1980; Сает и др., 1885; Никодсмус др., 1988; Москаленко, Смирнова, 1989; Строганова, Агаркова, 1992; Тютюшшк, 1994; юимов, 1995; Бортник, Черванев, 1996 и др.), либо использовались методы ггоиндикации (ОагЬег, 1970; БсЬопЬеск, 1974; Скарлыгина, Уфимцева, 1980; эбровольский и др., 1988; Столяренкова, Кукушкин, 1988 и др.), причем исследований |родской древесной растительности по морфометрическим показателям практически не юводилось. Для г.Воронежа имеются лишь единичные работы о содержании ТМ в >чвах и растительности.
Основная цель представленной работы - выявить наиболее информативные (диканионные показатели состояния среды городской экосистемы в условиях
преобладающего транспортного загрязнения, и на их основе оценить состоя] транспортно-селитебных ландшафтов г.Воронежа.
Главным объектом исследования были выбраны транспортно-селитебга ландшафты, в пределах которых в качестве предмета исследования изучали следующие компоненты:
1) различные органы, а именно - листья, кора ветвей, корка ствола, цвети наиболее распространенных (тополь черный, тополь пирамидально-осокорев! Камышинский, береза повислая) и чувствительных (липа мелколистная, кашт конский) древесных растений;
2) городские почвы, которые являются депонирующей средой практически д всех поллютантов.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи.
1. Определить фитоиидикационную роль морфолого-физиологическ показателей древесных растений (листьев и репродуктивных органов) в услови транспортного загрязнения.
2. Определить уровни загрязнения тяжелыми металлами примагистральк пространств путем изучения их содержания в древесных растениях, растущих на улит с различной интенсивностью движения, и сравнить их с региональным фоном.
3. Изучить бногеохимическую специализацию древесных пород, наиболее час встречающихся в уличных посадках (тополя черного, тополя пирамидально-осокоревс Камышинского, каштана конского, липы мелколистной), их органов (листьев, ко ветвей, корки ствола) и возможность их использования для биоиндикаи транспортного загрязнения.
4. Выявить преимущественные сроки использования древесной растительное для целей биогеохимического мошпгоринга.
5. Изучить биоиндикационное значение почв (морфологические показате. гумусность, кислотность) и провести их биотестирование с помощью тест-растек выявив степень токсичности почвенного загрязнения по их ответным реакциям.
6. Определить в поверхностных горизонтах почв валовое содержание тяжел металлов и оценить вклад транспорта в их поступление в городскую экосистему.
7. Провести корреляционный анализ и выявить взаимосвязь между содержат тяжелых металлов в почве и древесной растительности.
8. Выявить наиболее чувствительные биоиндикаторы среди тест-растеннй, эащешшх на песчаном субстрате с добавлением различных концентраций тяжелых галлов. Определить наиболее токсичные концентрации тяжелых металлов.
9. Изучить роль кустарниковых изгородей в распространении тяжелых металлов шзи автомагистралей.
Положения, выносимые на защиту.
1. При биоинднкационных исследованиях по морфометрическнм признакам фективно использовать асимметрию листьев наиболее распространенных и зстоительных видов (береза повислая, тополь черный, каштан конский, липа гсколистная), которая характеризует состояние среды за период вегетации.
2. При аккумулятивной биоиндикации наиболее информативными по накоплению И ТМ являются верхние слои корки ствола большинства изученных деревьев, збранные в конце зимы, а также кора ветвей, которая дает информацию за точное гмя (от года до нескольких лет). Накопление ТМ в листьях дает информацию за сущий вегетационный период.
3. Высокой информативностью при геохимическом изучении транспортно-иитебных ландшафтов обладают приповерхностные слои почв, где в зоне устойчивого увлажнения при нейтральных и слабощелочных значениях рН мечается накопление тяжелых металлов 1 и П класса опасности в количествах, в 14-24 за превышающих фоновые значения и в 2-6 раз ПДК.
4. Придорожные кустарниковые изгороди высотой 1-2 м способны служить :ханическнм барьером на пути тяжелых металлов, поступающих от автотранспорта, 'епятствуя их прошпсновешпо в рекреационные и пешеходные зоны, что снижает ологический риск для пешеходов и, особенно, детей.
5. Изученные тест-растения (пшеница, овес, кресс-салат, редис с бельм 1Нчиком) возможно использовать для оценки токсичности городских почв, благодаря с ответным реакциям (ингибированию роста надземной части проростков).
Научная новизна. Впервые проведено комплексное многокомпонентное ¡следование городских транспортно-селитебных ландшафтов с применением эрфометрических и биогеохимических методов исследования. Проведен совместный гализ загрязнения почвенного н растительного компонентов городских ландшафтов, в ¡зультате чего выявлено наличие корреляционной связи между содержанием тяжелых
металлов (РЬ, С(1, Хп, Си, N1, Ре) в почве и древесной растительности. Установл новый источник значительного загрязнения городской среды медью и некоторые другими металлами в виде истирания контактных проводов электротранспорта. Вперв1 определена роль кустарниковых изгородей в перераспределении тяжелых металл! вблизи автомагистралей города.
Научно-практическая значимость работы.. Предложенные тест-объекты, к растения, так и почва, могут применяться для оценки транспортного загрязнен) городов Центральной России. Полученные данные по содержанию тяжелых металл могут быть использованы при составлешш карты геохимического загрязнения почв растительности города Воронежа. Результаты, полученные при обследовании городск транспортно-селитебных ландшафтов, используются в учебном процессе на кафед геоэкологии и мониторинга окружающей среды Воронежского государственно университета. Материалы диссертационной работы внедрены в отделе экологическо сопровождения проектов Воронежского филиала ОАО "ГипродорНИИ", а также бы представлены в виде информации для внедрения (Информационный листок №22-"Экспресс-метод оценки состояния почвенного покрова при помощи бнотесто! Воронежский ЦНТИ, 1999 г.).
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Всероссийской студенческой конференции (Красноярск, 1995); Международн научной конференции "Геоэкологические проблемы устойчивого развития городск среды" (Воронеж, 1996); Международной научной конференции "Научная практическая деятельность П.П.Семенова-Тян-Шанского и развитие современн России" (Воронеж, 1997); научной конференции, посвященной 100-летию со д рождения С.В.Голицина (Воронеж, 1997); И (X) съезде Русского ботаническс общества (Санкт-Петербург, 1998); XI межреспубликанской научно-практическ конференции "Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южн регионов России и сопредельных территорий" (Краснодар, 1998); научно-практическ конференции "Проблемы устойчивого развития и управления лесными экосистема зеленой зоны города Воронежа" (Воронеж, 1999); Всероссийской научной конференн "Геоботаника XXI века" (Воронеж, 1999).
Исследования проводились при финансовой поддержке РФФИ в 1997-2000 (проект № 97-05-65649) с предоставлением ежегодного отчета.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 12 научных ботах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, шочения и выводов и списка используемой литературы. Работа содержит 245 раниц (из них 143 страницы текста), 42 таблицы, 51 рисунок, 13 фотографий. Список ггируемой литературы включает 143 источника.
Глава I. Биоиндикация - одни из информативных методов оценки состояния родской среды (обзор литературы)
Дается подробный обзор результатов биоиндикационных исследований в городах шей страны и за рубежом, в частности с помощью биогеохимических методов. 5общаются и анализируются данные отечественных и зарубежных авторов по коплению в городах тяжелых металлов и образованию геохимических аномалий, риводится исторический обзор изучения загрязнения придорожных ландшафтов жельши металлами. Наиболее изучено накопление в растительности и почве вблизи томагистралей РЬ, менее исследованы такие металлы, как С<1, Zn, Си, Со, Ре. риводятся данные о роли зеленых насаждений в задержании распространения сбросов автотранспорта вблизи автодорог. Изучение изменений метамерных шзнаков растений проводились, в основном, в условиях промышленного загрязнения, писываются результата исследований промышленного и транспортного загрязнения )чв и растений в условиях г.Воронежа.
Глава 2. Природно-техногенная характеристика г.Воронежа
Дается подробное описание ландшафтной структуры, климата и почв города оронежа, составленное по литературным данным. Оценивается состояние воздушной )еды города, которое определяет загрязнение всех сопредельных сред (в том числе, эчв и растительности). Рассмотрена роль автотранспорта как основного загрязнителя зздух а г.Воронежа (80% от общего объема выбросов) в период спада промышленного роизводства (1995-1999 гг.). Приводятся группы загрязняющих веществ, источниками эступления в городскую среду которых служит работа агрегатов автомобиля. Особое гимание уделяется тяжелым металлам, поступающим в атмосферу с отработанными 1зами двигателя, а также из системы смазки автомобиля, при истирании шин, орожного полотна, изнашивании деталей и механизмов, для производства которых они сполъзуются. Отмечается определяющая роль зеленых насаждений в
функционировании городской экосистемы.
Глава 3. Фитоиндикационная роль морфолого-физиологических показателей древесных растений в транспортно-селитебных ландшафтах
Приводится краткое описание древесных растений, наиболее часто применяемы: в озеленении улиц г.Воронежа: тополя черного (Populus nigra L.), тополя пирамидально осокоревого Камышинского (гибрид), каштана конского обыкновенного (Aesculu: hippocastanum L.), липы мелколистной (Tilia cordata Mill), березы повислой (Betuli pendula Roth.).
Видимые поражения листьев. В условиях неустойчивого увлажнения городо) Центрального Черноземья видимые поражения листовых нластинок изучении: деревьев на улицах с высокой интенсивностью движения автотранспорта отмечаютс: уже в начальный период вегетации - в первой декаде июня, что выражается в появлешя обильной "медвяной росы" (особенно, у лип и клена платанолистного), потере тургора возникновении хлорозов, изменении окраски (пожелтение, побурение, поброюовение^ появлении некрозов (точечных, межжилковых, краевых), искривлении листово] пластинки и возникновении уродливых форм листьев. Все негативные изменени усугубляются в условиях жаркого сухого лета и приводят к тому, что уже в конце июл - начале августа у некоторых пород деревьев (каштан конский, липа мелколистная, кле остролистный) на основных городских магистралях листья имеют 50-60% хлоротичнс некротической поверхности. Наиболее сильно хлорозы и некротические повреждени выражены у чувствительных пород - каштана конского и липы мелколистной, тогда ка у устойчивых к выхлопным газам тополя черного и тополя гшрамидально-осокоревог Камышинского поражение листьев не превышало 10%. Листья деревьев сильне поражены в местах большой концентрации выхлопных газов: на подъемах, окол светофоров и стоянок машин; нижние ветвн, обращенные к дороге, повреждаютс сильнее верхних. Таким образом, видимые макроскопические изменения листье наиболее чувствительных древесных растений можно использовать для первоначально оценки загрязнения выбросами автотранспорта уличных пространств.
Площадь листьев. Листья липы мелколистной, тополя черного, березы повисло] каштана конского были отобраны в последней декаде июня 1997 г. после завершен* стадии роста на улицах с различной загруженностью автотранспортом, во дворах скверах, а также на контрольном участке (с.Тресвяцкое в 25 км от города, на окраш
ронежского биосферного заповедника). На улицах в местах отбора проб была дсчитана интенсивность движения автотранспорта за 1 час. При этом шггенсивность ижения до 500 автомобилей в час определялась нами как низкая, от 500 до 1000 -едняя, свыше 1000 - высокая.
Растительные образцы отбирались в 85-ти местообитаниях с нескольких деревьев 50-кратной повторности с побегов прошлого года. Всего изучено 4200 листовых [астинок разных древесных пород. Площадь поверхности листьев определялась совым методом с учетом переводного коэффициента (Дорогань, 1994; Федорова, жольская, 1997). Результаты морфометрических измерений были обработаны атистически. Определение коэффициента вариации показало среднее (каштан конский береза повислая) и сильное (липа мелколистная и тополь черный) варьирование >изнака, что обусловлено большой спецификой ландшафтов города и адостроительной практикой. В большинстве случаев для древесных растений Воронежа характерно некоторое увеличение средней площади листьев по сравнению с >нтролем, что может быть обусловлено действием невысоких концентраций грязняющих веществ (окислов азота, серы и т.д.). В некоторых случаях отмечена нденция уменьшения размеров листьев древесных растений с увеличением юнепортной нагрузки, что подтверждается корреляционным анализом только для липы ;лколистной на средне и сильнозагруженных улицах. Исходя из вышесказанного, гощадь листа не является достаточно информативным биоиндикациониым признаком связи с ее сильной изменчивостью.
Асимметрия листа. При определении асимметрии использовались те же (стителылле образцы, что и для определения площади. Средняя асимметрия листьев :ех изученных нами древесных растений в городских условиях была выше, чем в иггроле (табл. 1).
Так, в городе листья липы мелколистной были более асимметричны по сравнению контролем в среднем на 17%, каштана конского - на 41%, тополя черного - на 77%, :резы повислой - на 78%. Достоверное превышение различия между левой и правой :оронами листа в городских условиях по сравнению с контролем отмечается у тополя и :резы (в половине всех случаев), поэтому именно эти древесные породы можно с элыпей вероятностью использовать для оценки неблагополучия городской среды.
Таблица
Средняя асимметрия листьев древесных растений
Статистические показатели Средняя асимметрия, см
Липа мелколист. Тополь черный Каштан конский Береза повислая
Значение в контроле 0,18 0,13 0,22 0,09
Среднее значение в городе 0,21 0,23 0,31 0,16
Пределы варьирования 0,17-0,55 0,14-0,33 0,20 - 0,38 0,12-0,20
Среднее значение: ~ на улицах 0,21 0,23 0,31 0,15
а) с высокой интенсивностью движения 0,22 0,23 0,33 ОД 6
б) со средней интенсивностью движения 0,21 0,21 0,28 0,14
в) с низкой интенсивностью движения 0,21 0,23 0,32 0,16
~ во дворах 0,21 - - -
~ в объектах рекреации 0,20 0,24 - 0,17
Влажность листьев. Определялась весовым методом путем высушивали, листьев в термостате. При оптимальном содержании общей воды в листовой пластины 80-84%, в исследованиях, которые проводились в сильно засушливый период (1997г.] даже на контрольных участках этот показатель не превышал 40-50% , а в городски: условиях снижался до 31% . Для всех изученных древесных пород влажность листьев : городских местообитаниях характеризуется значительной вариабильностью, чт затрудняет ее использование в биоиндикационных целях.
Морфомгтрические изучения репродуктивных органов. Исследовались соцвети липы мелколистной (число цветков в соцветии, длина цветка и длина прицветног листа) в 35 точках на улицах с различной интенсивностью движения, во дворах : скверах, контроль - парк санатория нм.Горького, находящийся в зеленой зоне. Образщ отбирались с 10 деревьев в пределах одного местообитания. Морфометрически измерения проводились в 50-кратной повторности. При усреднении данных п различным местообитаниям выяснилось, что число цветков в соцветии уменьшилось среднем в уличных посадках на 13%, во дворах - на 10%. Данный показател практически не отличался от контрольного в объектах рекреации и на улицах со средне интенсивностью движения. Значительно сильнее уменьшилась длина прицветног
;та: на улицах с высокой интенсивностью движения - на 30%, со средней генсшшостыо - на 34%, с низкой - на 22%. Достоверность такого уменьшения сгверждается расчетом критерия Стьюдента в 82% случаев. Длина цветка в городе ÍO практически не отличалась от контрольного значения, либо несколько отпивалась - на 6,4 и 11,5% (на улицах со средней н низкой интенсивностью гжения). В этих же местообитаниях отмечалась сильная обратная корреляционная исимость между размерами цветка и количеством автотранспорта, то есть чем выше на транспортная нагрузка, тем меньше размер цветка.
Глава 4. Аккумуляция тяжелых металлов в различных частях древесных ¡тений (листьях, коре ветвей, корке ствола)
Изучались следующие показатели: зольность и содержание тяжелых металлов А). При биохимических исследованиях использовались чувствительные к выхлопным ам липа мелколистная (Tilia cordata Mill), каштан конский обыкновенный (Aesculus pocastanum L.) и устойчивые тополь черный (Populus nigra L.) и тополь эамидально-осокоревый Камьшшнсгаш (гибрид, в дальнейшем - тополь рамидальньш) (Федорова и др., 1996, 1999; Шунелько, 1995, 1996). Образцы органов каней отбирались в два срока - в первой декаде июня (кора ветвей и корка ствола) и в эвой декаде сентября (листья, кора ветвей и корка ствола) 1998г. Таким образом, шилась возможность сравнить зимний и летний периоды накопления токсикантов н ределить преимущественные сроки для взятия образцов для биогеохимических шизов. Отбор проб для анализа проводился с нескольких деревьев в пределах одного стообитания на улицах с различной загруженностью автотранспортом со стороны эезжей части. Для исследования использовались: листья, отобранные не менее чем с ;х побегов с одного дерева; кора ветвей с побегов прошлого года; корка ствола, горая срезалась слоем 1 см на высоте 1,5 м (уровень дыхания среднего человека). В гестве контрольного участка был взят парк санатория "Углянец", находящийся в 30 от города на окраине Воронежского биосферного заповедника.
Средние пробы отобранного растительного материала подвергали минерализации тодом сухого, затем мокрого озолекия (ГОСТ 26657-85). Затем в растворе золы ределяли валовое содержание Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, Fe иа атомно-абсорбционном ектрофотометре С 115 Ml в агрохимслужбе "Воронежская".
Для каждого органа изучаемых растений определялись: суммарный показатель
загрязнения (СПЗ), который рассчитывался как сумма всех концентраций тяжель металлов; коэффициент концентрации (КК), показывающий, во сколько раз содержат металла в данном органе превышает фоновое. В местах отбора растительных проб бьи подсчитана транспортная нагрузка.
Зольность определялась путем озоления растительных образцов в муфеле пересчета содержания золы на сухое вещество. Данный показатель можно применя: как наиболее общий признак содержания тяжелых металлов в растительности. Наибол! эффективно использовать в биоиндикационных исследованиях корку ствола, зольное которой, как показал корреляционный анализ, определяется наличием в ней Сё, Zn, С № и Ре. Процентное содержание золы в корке ствола на наиболее оживленнъ магистралях увеличивается по сравнению с фоном в 1,8 раза у каштана, в 2,1 и 2,2 ра у тополя черного и пирамидально-осокоревого Камышинского и в 2,4 раза у лип! Менее выраженным является увеличение зольности коры ветвей и листьев городсю деревьев: максимальное превышение контрольных значений составляет не более 1,6-1 раз. Наиболее информативной с точки зрения связи с суммарным показател! загрязнения является общая озоленность органов и тканей каштана конского и лиг мелколистной, тогда как у тополей этот показатель можно использовать лишь : отдельным металлам.
Изучение содержания тяжелых металлов в растительных образцах показа значительное загрязнение ими транспортно-селитебных ландшафтов. Максималън накопление поллютантов происходило на улицах с интенсивным движением транспор и плотной средне- и высокоэтажной застройкой (улицы Плехановская, Киро! Ленинский проспект). Прослеживается сильная корреляционная связь интенсивное движения автотранспорта с содержанием в органах деревьев РЬ, 2.п, Си, №, Бе, мен выражена она для Сё. Максимальные коэффициенты концентрации (КК) отмечаются улицах с значительной транспортной нагрузкой (около 2000 автомашин в час) составляют: ККРЬ= 5-10, КК о =4-25, КК г„ =11-14, КК Си =4-15, КК№ =7-10, КК Рс =4-< На транспортных магистралях, имеющих трамвайные и троллейбусные лига выявлено сильное загрязнение древесной растительности медью, которое происходи: результате истирания контактных проводов электротранспорта. Так, вапо! содержание меди в корке ствола лип на ул.Кирова составило 80,4 мг/кг (что в 12,6 [ выше фона), в листьях - 72,0 мг/кг (КК=15,3), в коре ветвей - 31,1 мг/кг (КК=3,8).
.чии одного постоянного источника загрязнения данным металлом свидетельствует ьная корреляционная связь между его содержанием в различных органах и тканях гений (коэффициенты корреляции составляют 0,78-0,99).
В пределах промышленно-транспортных ландшафтов на загрязнение древесных гений (особенно тканей, находящихся под антропогенным прессом длительное мя, например, корка ствола), оказывают влияние выбросы предприятий, чительное превышение контрольных значений Сс], Ре отмечается в этих районах эрке ствола чертой тополей.
Органы и ткани, находящиеся под влиянием транспортного потока более (тельное время, содержат больше тяжелых металлов. Так, максимальное содержание Хп, Си, №, Ре (у тополей), отмечается в корке ствола, меньше - в коре ветвей, и п>шее или равное количество в листьях. На первое место по накоплению С<1 выходит >а ветвей, у каштана и липы больше всего накапливают Ре листья.
Выявлены растения и органы - накопители тяжелых металлов, которые можно гользовать для биомониторинга данного вида загрязнения в городах Центральной :сии (табл. 2).
Табл.2
Древесные растения-накопители тяжелых металлов
Древесная порода Часть растения
Корка ствола Кора ветвей Листья
ополь черный (Populus nigra L.) Pb, Cd, Zn,Fe Cd, Zn Cd, Zn, Ni
Гополь пирамидально-окоревый Камышинский (гибрид) Zn, Ni, Fe Cd, Zn Cd, Zn, Ni
Каштан конский 'быкновенный (Aesculus hippocastanum L) Cd, Zn Pb, Cu, Ni, Fe Pb, Fe
¡ила мелколистная (Tilia cordata Mill) Zn, Ni, Fe Pb, Cu, Ni Pb, Fe
Для большинства изученных металлов преимущественное накопление в корке вола и коре ветвей происходит в зимний период, тогда как в теплое время года
ливневые осадки смывают часть осевших на поверхности частиц. Поэтому отбор эти органов растений в начале вегетационного периода показал более интенсивно загрязнение тяжелыми металлами. Для проведения биохимических исследовани листьев древесных растений конец вегетационного периода, напротив, являете наиболее информативным.
Накопление РЬ, С<1, Ъъ и Си в некоторых частях растений происхода параллельно с накоплением их в почве. Высокая корреляционная связь с содержание РЬ в почве отмечена для коры ветвей тополя пирамидального, липы мелколистно; каштана конского, а также для корки ствола каштана; С<1 - для корки ствола каштана листьев липы; Ъа - для коры ветвей каштана, корки ствола и листьев липы; Си - для все органов каштана и липы, а также коры ветвей тополя пирамидального.
Глава 5. Биоиндикацнонное значение почв транспортно-селитебнь ландшафтов
Описание почвенных разрезов в пределах транспортно-селитебных ландшафте центрального плакорно-селитебного ландшафтного микрорайона г.Воронежа показал что в результате длительной хозяйственной деятельности естественнь морфологические горизонты почв практически не сохранились, имеющиеся слои горизонты урбоземов изменяются с глубиной в соответствии с историей хозяйственно! освоения данной территории и перенасыщены строительным и бытовым мусором (> 25-50%). Все описанные разрезы в пределах городской застройки можно отнести сильнонарушеиньш почвам (глубина нарушений 65-200 см). Довольно час встречаются снятые или, наоборот, погребенные гумусовые горизонты различи! мощности (до 100-120 см), перекрытые старой кирпичной кладкой, слояг. строительного мусора, бетонной плиткой или асфальтом, слоями песка и щебня.
Определения показали, что рН городских урбаноземов колебалась от 6,2 до 7, Наиболее распространены в транспортно-селитебных ландшафтах почвы с нейтральнь или слабощелочным рН. Значительного подкисления придорожных почв выхлопны» газами автотранспорта не происходит благодаря высокой буферности зональных поч большим содержанием в них кальция, а также наличием в почве строительного мусор применением противогололедных смесей и оседанием пыли основного характера.
Содержание органического вещества (гумусность) в верхних горизонт урбаноземов придорожных ландшафтов г.Воронежа колебалось в широких пределах
до 9,6%, имея тенденцию увеличиваться в местах поступления в почву большого етества органических веществ от выхлопных газов автотранспорта или иышленных предприятий.
Для оценки уровня загрязнения транспортно-селитебных ландшафтов тяжелыми юлпами нами были изучены образцы верхних горизонтов (0-10 см) урбаноземов в 32 <ах г.Воронежа. Почвы отбирались согласно "ГОСТ 28168-89. Почвы". Отбор проб водился в следующих точках: а) в транспортно-селитебных ландшафтах - вдоль ейно вытянутых источников загрязнения (не менее 5 точечных проб); б) в пределах ково-рекреационных ландшафтов методом "конверта" (4 точки в углах площадки и 1 ;нтре); в) в контролях - на территории санатория Углянец (окраина Воронежского сферного заповедника в 25 км от города), на территории санатория им. Горького еная зона на северной окраине г.Воронежа), а также в 10 км от с.Ляпнно :илукского района. Предварительно прокаленную при 450° С почву подвергали потному разложению (НЫОз) с последующим определением валового содержания елых металлов на атомно-абсорбционном спектрофотометре С 115 М1.
В местах отбора почвы была подсчитана транспортная нагрузка с определением гава движешм и его интенсивности. При описании структуры транспортного потока гывались основные категории транспортных средств: легковые автомобили, ювые автомобили, автобусы. Согласно полученным данным, в среднем по городу я легкового транспорта составляет 88,2% от общего потока транспортных средств, елых и средних грузовых автомобилей - 4,3%, автобусов - 7,5%. Подсчет енсивностн движения проводился в рабочие дни недели в часы пик в течение 20 ут с последующим пересчетом на количество автомобилей в час. Средняя енсивность движения колебалась от 10 до 2500 авт/час. Корреляционный анализ азал наличие средней корреляционной связи между общей интенсивностью жения, интенсивностью движения легковых автомобилен и автобусов и гржанием 7.п и Си (г=0,5-0,7), а также между общим транспортным потоком и енсивностью движения легковых автомобилей и содержанием в почве РЬ (г=0,5).
В результате проведенных исследований выявлено, что верхтш слой аноземов, примыкающих к городским автомагистралям, загрязнен тяжелыми аллами (РЬ, С<1, 2п, Си, №, Ре). По всем изученным поллютантам отмечается вышение фоновых значений более чем у 70% проб. Доля нестандартных проб,
превышающих ПДК, наиболее велика для РЬ и Си (82 и 50% соответственно). Наибол высокие уровни загрязнения в пределах селитебно-транспортных ландшафтов отмене! для свинца (до 26 раз превышение фона и 6,5 раз ПДК) и цинка (14 и 2,3 ра соответственно).
Имея предварительные данные о повышенном содержании меди в растительное в местах прохождения трамвайных и троллейбусных маршрутов, нами были отобра) также образцы почв вблизи трамвайных и железнодорожных путей, с последующ определением в них валовых форм РЬ, Сё, Zn, Си, Сг и Со. Истирание контакт: проводов трамваев и троллейбусов в процессе эксплуатации приводит к загрязнет прилегающих территорий медью в количествах, в 15-57 раз превышающих фонов значения и в 2-7 раз - ПДК.
В целях изучения роли кустарниковых изгородей в распространении тяжел металлов в почвах краевых участков пяти скверов г.Воронежа, находящихся в зс влияния наиболее загруженных городских транспортных артерий, были отобра образцы почв верхних горизонтов (0-10 см) урбоземов. Почвы отбирались как вбш дороги, так и на некотором удалении от нее. Проведенные исследования позволь сделать вывод о том, что кустарниковые изгороди являются геохимическими барьера и вызывают аномальное распределение тяжелых металлов. Отмечено накопление р: тяжелых металлов в пределах одно- и двухрядной кустарниковых изгородей и сниже: содержания поллютантов во внутреннем пространстве скверов и бульваров (РЬ, Сё,1 Ре в сквере на Ленинском проспекте, РЬ, Сё, Хп, Си на бульваре по ул.Кольцовской Кольцовском сквере, Си и 2п в сквере на Московском проспекте). Однако, в некото{ случаях наблюдалась обратная зависимость. Так, в сквере на пересечении Московск проспекта и ул.45-й Стрелковой дивизии концентрация свинца и кадмия в пробах по1 постепенно увеличивается к центру сквера за счет перекрывания на перекрестке влияния двух автомагистралей с интенсивным движением.
Опыты по биотестированию почв с проростками пшеницы, овса, кресс-саг показали, что токсичность городских почв, обусловленная наличием в них разного р загрязняющих веществ, проявилась в ингибировашш роста надземной части т растений. Наиболее реагекгньши оказались проростки пшеницы, рост которы двухнедельном возрасте уменьшился по сравнению с контролем на 7-16%. Мс информативными являются проростки овса и кресс-салата. У всех изученных расте!
таенных на городских урбаноземах, происходило стимулирование роста корневой емы. В среднем у 63% проростков пшеницы и овса, выращенных на субстратах, рапных в разных точках города, наблюдалось достоверное увеличение длины ;евой системы на 25-30% по сравнению с контролем.
Одной из задач данного исследования было выявить токсичные концентрации :лых металлов, способные оказывать достоверное воздействие на тест-растения, этого проростки юйпеницы, овса, кресс-салата и редиса с белым кончиком ицивались на песчаном субстрате и поливались растворами солей Pb, Cd, Cu, Zn и концентрациях, сопоставимых с количеством тяжелых металлов, обнаруживаемом зчвах г.Воронежа (по собственным данным и данным ЦГСЭН). Контрольные зцы поливались тем же количеством дистиллированной воды. В результате ¡едения опыта было установлено, что для выявления загрязнения каким либо ллом можно использовать тест-растения, проявившие наибольшую твительность к исследованным поллютантам: редис с белым кончиком - к язнению Cd, Zn, Cu, Ni, кресс-салат - к загрязнению Pb, пшеницу - к загрязнению Cd i, что подтверждается достоверным ингибированием надземной и корневой частей ений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
В условиях интенсивного автотранспортного загрязнения на улицах города уже в льный период вегетации (первая декада июня) наблюдаются значительные видимые ¡нения листьев древесных растений, которые выражаются в появлении обильной деяиой росы", потере тургора, возникновении хлорозов, изменении окраски «елтекие, побурение, побронзовение), появлении некрозов (точечных, жилковых, краевых), искривлении листовой пластинки, возникновении уродливых м листьев. Наиболее интенсивно эти изменения протекают у высокочувствительных ¡есных пород - липы мелколистной (Tilia cordata Mill) и каштана конского кновенного (Aesculus hippocastanum L.).
Изучение морфометрических показателей листьев древесных растений на улицах )азличной интенсивностью движения автотранспорта выявило их высокую (абильность. В целом характерно некоторое увеличение средней площади листьев в
городских местообитаниях по сравнению с контролем. Имеющаяся тендеш уменьшения размеров листьев древесных растений с увеличением автотранспорт* нагрузки подтверждается корреляционным анализом только для липы мелколистной средне и сильнозагруженных улицах. Асимметрия листьев является бо, информативным показателем: у всех изученных растений она была выше в городе) условиях, чем в контроле. Однако, достоверное превышение различия в городе; условиях по сравнению с контролем отмечено только у тополя и березы, поэте именно эти древесные породы можно с большей вероятностью использовать для оце! неблагополучия городской среды. Изучение репродуктивных органов липы позвол! установить, что в наибольшей степени на улицах с различной автотранспорт) нагрузкой уменьшается длина прицветного листа липы (на 22-34%), тогда как чи цветков в соцветии практически не изменяется, а их размер даже нескол увеличивается по сравнению с контролем.
Определение содержания тяжелых металлов в органах наибо распространенных древесных пород показало значительное загрязнение эп металлами транспортно-селитебных ландшафтов. Максимальное накопле поллютантов происходит на улицах с интенсивным движением транспорта при плот средне- и высокоэтажной застройке. Прослеживается сильная корреляционная се интенсивности движения автотранспорта с содержанием в органах деревьев РЬ, 7м, N1, Ре, менее выражена она для С<1. Наиболее высокие уровни загрязне растительности города отмечены для РЬ, Си, №, 2п.
Выявлен новый источник поступления меди в примагистральное пространсп износ контактных проводов трамваев и троллейбусов, в результате которого все ча изучаемых растений, произрастающих в непосредственной близости от контакт! линий, оказались загрязнены медью (в 4-15 раз выше фона).
Зольность органов и тканей изученных древесных растений можно применять наиболее общий суммарный показатель содержания в них тяжелых металлов. Наибе эффективно использовать в биоиндикациокных исследованиях корку ствола, зольш которой, как показал корреляционный анализ, определяется наличием в ней Сё, 2л\, N1 и Ре.
Органы и ткани, находящиеся под влиянием транспортного потока б< длительное время, содержат больше тяжелых металлов. Так, максимальное содержа
Ъъ, Си, N1, (у тополей также Ре) отмечается в корке ствола, меньше - в коре ветвей, екыпее или равное количество в листьях. На первое место по накоплению Сё у всех . >од выходит кора ветвей, у каштана и липы больше всего накапливают Ре листья, ¡имущественное накопление в корке ствола и коре ветвей происходит в зимний иод, тогда как в теплое время года ливневые осадки смывают часть осевших на ;ерхности частиц. Поэтому начало весны является наиболее информативным для ¡ведения биогеохимических исследований коры ветвей и корки ствола, а конец етациогаюго периода - для листьев.
Накопление РЬ, Сё, 2п и Си в некоторых частях растений происходит 1аллельно с накоплением их в почве. Высокая корреляционная связь с содержанием в почве отмечена для коры ветвей тополя пирамидального, липы мелколистной, тгана конского, а также для корки ствола каштана; Сё - для корки ствола каштана и ;тьев липы; 2п - для коры ветвей каштана, корки ствола и листьев липы; Си - для всех •анов каштана и липы, а также коры ветвей тополя пирамидального.
Наблюдается большая вариабильность в накоплении ТМ между видами н личными органами в пределах вида. Изучешсые древесные растения и их органы гут служить эффективными биоиндикаторами содержания тяжелых металлов в системе города. Так, например, у тополя черного отмечено большее количество, чем ругих пород, РЬ, Сё, 2п и Ре в корке ствола, Сё и в коре ветвей и в листьях.
Сильнонарушенные почвы транспортно-селигебных ландшафтов 1актеризуются перенасыщенностью строительным и бытовым мусором (до 25-50%), ¡тральной или слабощелочной реакцией среды (рН 6,2-7,6), сильным варьированием держания оргашггеского вещества (от 1,3 до 9,6%). Верхтпсй слой урбаиоземов, (мыкающих к городским автомагистралям, загрязнен тяжелыми металлами - РЬ, Сё, Си, Ре. Доля нестандар'гных проб, превышающих ПДК, наиболее велика для РЬ и (82 и 50% соответственно). Наиболее высокие уровни загрязнения в пределах мтебно-транспортных ландшафтов отмечены для свинца (до 26 раз превышение фона ,5 раз ПДК) и цинка (14 и 2,3 раза соответственно). Истирание контактных проводов 1мваев и троллейбусов в процессе эксплуатации приводит к загрязнению глегаюкшх территорий медью в количествах, в 15-57 раз превышающих фоновые 1чения и в 2-7 раз - ПДК.
Кустарниковые изгороди, расположенные вдоль транспортных магистралей,
являются геохимическими барьерами и вызывают аномальное распределение тяжел] металлов. Отмечено накопление ряда тяжелых металлов в почвах в пределах одно-двухрядной кустарниковых изгородей и снижение содержания поллютантов внутреннем пространстве скверов и бульваров.
Токсичность городских почв, обусловленная наличием в них разного рс загрязняющих веществ, в опытах по биотестированию проявилась в ингибирован роста надземной части тест-растений. Особенно показательны проростки пшенга. рост которых в двухнедельном возрасте уменьшился по сравнению с контролем на 16%. Менее информативными являются проростки овса и кресс-салата.
Для выявления загрязнения каким либо одним металлом можно использов; тест-растения, проявившие наибольшую чувствительность к исследованн поллютантам: редис с белым кончиком - к загрязнению Сё, Ъа, Си, кресс-салат загрязнению РЬ, пшеницу - к загрязнению Сё и 2п, что подтверждается модельны опытами с внесением ТМ в песчаные культуры.
Суммируя полученные результаты биогеоиндикационных исследований, мох сделать следующие выводы.
1. Проведенный комплексный многокомпонентный биомоннторинг транспорт селитебных ландшафтов позволил оценить ситуацию, сложившуюся на улгаш высокой интенсивностью движения автотранспорта, как крайне напряженную, ; подтверждается сильными видимыми поражениями листьев древесных растений также накоплением в корке ствола, коре ветвей, листьях и почве высоких концентрш тяжелых металлов, в несколько раз превышающих фоновые значения и ПДК.
2. Для целей биоинднкации по морфометркческим признакам эффекта использовать листья нескольких наиболее распространенных и чувствительных ви (каштан конский, лила мелколистная, береза повислая, тополь черный), кото] характеризуют загрязнение среды за период вегетации.
3. При аккумулятивной биоинднкации наиболее информативными по накопле! ряда ТМ являются верхние слои корки ствола большинства изученных дерев: отобранные в конце зимы, а также кора ветвей, которая дает информацию за точ время (от года до нескольких лет). Накопление ТМ в листьях дает информацию тол за текущий вегетационный период. Выявленные растения-накопители ТМ мо; использовать для мониторинга транспортного загрязнения городов Центральной Рос<
4. Весьма важную информацию несут приповерхностные слои почв транспортно-иггебных ландшафтов, где в зоне неустойтавого увлажнения при нейтральных и 1бощелочных значениях рН отмечается накопление тяжелых металлов I и П класса 1СНОСТИ в количествах, в 14-24 раза превышающих фоновые значения и в 2-6 раз [К.
5. Выявлена высокая экологическая роль придорожных кустарниковых изгородей сотой 1-2 м, которые задерживают вредные поллютанты, препятствуя их эникновению в рекреационные и пешеходные зоны, что снижает экологический риск i пешеходов и, особенно, детей.
6. Изученные тест-растешм (пшеница, овес, кресс-салат, редис с белым гчиком) возможно использовать для оценки токсичности городских почв благодаря ответным реакциям (ингибированию роста надземной части проростков).
По теме диссертации опубликованы следующие работы: Шунелько Е.В. Устойчивость тополей к выбросам автотранспорта в условиях эодских экосистем ЦЧО (на примере г.Воронежа)// Экология и проблемы защиты ружающей среды/ Тез. докл. 2 Всероссийской студенческой конференции, асноярск, 19-21 октября, 1995. - Красноярск, 1995. - С. 3-4.
Федорова А.И., Царева Р.П., Шунелько Е.В. Устойчивость тополей к выбросам готранспорта в условиях экосистемы г.Воронежа// Геоэкологические проблемы гойчивого развития городской среды. - Воронеж, Изд-во "Квадрат", 1996. - С. 2268.
Шунелько Е.В. Зольность коры тополя черного как индикаторный признак -рязкений городской среды тяжелыми металлами// Научная и обшественно-литическая деятельность П.П. Семенова-Тян-Шанского и развитие современной ссии (к 170-летию со дня рождения). Материалы международной научной нференщш. - Воронеж, Воронежский госуниверситет, 1997. - С. 136-138. Шунельхо Е.В. Содержание гумуса под древесными насаждениями г.Воронежа// юблемы реликтов Среднерусской лесостепи в биологии и ландшафтной географии, атериалы научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения C.B. |дицина. - Воронеж, ВГУ, 1997. - С.25-26.
Федорова А.И., Шунелько Е.В., Шестопалова В.В., Каверина Н.В. Оценка морфолого-пиологических показателей листьев древесных растений при индикационных
Заказ №Шот IX 11. 2000 г. Тир.1С(Ькз. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ.
исследованиях в городских экосистемах// Проблемы ботаники на рубеже ХХ-ХХ1 веко:
6. Шунеяько Е.В., Федорова А.И. Об использовании коры деревьев в качесп биоиндикационного признака в городах// Актуальные вопросы экологии и охран природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий. Тезис докладов XI межреспубликанской научно-практической конференции, Краснодар, i апреля. - Краснодар, 1998. - С.51-52.
7. Федорова А.И., Шунелько Е.В., Иванникова Е.М. Экспресс-метод оценки состоят почвенного покрова при помощи биотестов/ Информационный листок. - Вороне: Воронежский центр научно-технической информации, 1999.
8. Шунелько Е.В., Федорова А.И., Иванникова Е.М. Роль придорожных кустарников! изгородей в распределении тяжелых металлов в городской экосистеме// Лесю экосистемы зеленой зоны г.Воронежа. Сборник научных статей по материалам научн практической конференции "Проблемы устойчивого развития и управления лесныг экосистемами зеленой зоны города Воронежа". - Воронеж, Воронежем госуниверситет, 1999. - С. 200-205.
9. Федорова А.И., Шунелько Е.В. Биоиндикация городской среды по морфоло! химическим признакам древесных растений// Геоботаника XXI века: Материа Всероссийской научной конференции/ Под ред. проф. К.Ф.Хмелева. - Воронеж: Изд-ВГУ, 1999. - С. 105-107.
10. Шунелько Е.В. Оценка морфолого-физиологических показателей листьев древесн растешш как индикационных признаков в городской экосистеме// Сборшпс научи работ аспирантов ВГУ. - Воронеж, Изд-во "Истоки", 1999. - С. 69-74.
11. Шунелько Е.В. Индикационные показатели для характеристики компонет городской экосистемы при транспортном загрязнении// Труды молодых учен Воронежского Государственного университета. Выпуск 1. - Воронеж, Изд-во BopI 1999. - С.265-267..
12. Федорова А.И., Шунелько Е.В. Кислотность почв под зелеными насаждения г.Воронежа как индикаторный признак состояния городской экосисёмы// Вест* Воронежского Государственного университета. География и геоэкология. - 2000. - №<
Тезисы докладов, представленных П(Х) съезду Русского ботанического общества (26-2 мая 1998 г., Сашсг-Петербург). Том 1. - Санкт-Петербург, 1998. - С. 318.
С. 77-83.
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Шунелько, Елена Владимировна
Введение.
Глава 1. Биоиндикация - один из информативных методов оценки состояния городской среды (обзор литературы).
Глава 2. Природно-техногенная характеристика г.Воронежа
2.1. Ландшафтная характеристика.
2.2. Почвы.
2.3. Климат.
2.4. Состояние воздушной среды и характер выбросов.
2.5. Автотранспорт как основной загрязнитель воздуха г.Воронежа в период спада промышленного производства (1995-1999 гг.).
2.6. Зеленые насаждения как основной компонент функционирования экосистемы г.Воронежа.
Глава 3. Фитоиндикационная роль морфолого-физиологических показателей древесных растений в транспортно-селитебных ландшафтах
3.1. Краткая характеристика древесных пород, наиболее часто применяемых в озеленении улиц г.Воронежа
3.1.1. Тополь черный, или осокорь (Populus nigra L.).
3.1.2. Тополь пирамидально-осокоревый Камышинский (гибрид).
3.1.3. Липа мелколистная (Tilia cordata Mill).
3.1.4. Каштан конский обыкновенный (Aesculus hippocastanum L.).
3.1.5. Береза повислая, или бородавчатая (Betulapendula Roth.).
3.2. Индикационная роль листьев
3.2.1. Видимые поражения листьев.
3.2.2. Площадь листьев.
3.2.3. Асимметрия листьев.
3.2.4. Влажность листьев.
3.3. Морфометрические измерения репродуктивных органов.
Глава 4. Аккумуляция тяжелых металлов в различных частях древесных растений (листьях, коре ветвей, корке ствола)
4.1. Объекты и методы исследования.
4.2. Зольность.
4.3. Свинец.
4.4. Кадмий.
4.5. Цинк.
4.6. Медь.
4.7. Никель.
4.8. Железо.
Глава 5. Биоиндикационное значение почвы транспортно-селитебных ландшафтов 5.1. Некоторые морфологические и химические показатели урбаноземов
5.1.1. Морфологическая характеристика урбаноземов.
5.1.2. Кислотность верхних горизонтов урбаноземов.
5.1.3. Содержание органического углерода в верхней части профиля урбаноземов.
5.2. Содержание тяжелых металлов в поверхностных горизонтах почв.
5.2.1. Свинец.
5.2.2. Кадмий.
5.2.3. Цинк.
5.2.4. Медь.
5.2.5. Никель.
5.2.6. Железо.
5.2.7. Хром и кобальт.
5.2.8. Роль кустарниковых изгородей в распространении тяжелых металлов вблизи городских магистралей.
5.3. Биотестирование почв.
Введение Диссертация по биологии, на тему "Многокомпонентная биоиндикация городских транспортно-селитебных ландшафтов"
Экосистема любого крупного промышленного города находится под постоянным техническим прессингом со стороны многочисленных стационарных и движущихся источников загрязнения. При этом доля транспортного загрязнения постоянно возрастает и во многих городах достигает 70-90% всех загрязняющих атмосферу веществ. Так, по данным Аналитического центра облкомэкологии в г.Воронеже выбросы автотранспорта в 4 раза превышают выбросы промышленных предприятий и составляют 80% всех загрязнений, попадающих в окружающую среду города.
Актуальность темы. Оценка поступления вредных веществ от движущихся источников загрязнения представляет наибольшую сложность. Автомобильные газы представляют собой чрезвычайно сложную, недостаточно изученную смесь более 200 токсических компонентов. Из них экологическому контролю подвергаются только моноокись углерода и углеводороды в отработавших газах бензиновых двигателей и дымность дизелей. Таким образом, выбросы наиболее опасных компонентов -тяжелых металлов, окислов серы, азота, углеводородов и т.д. - никак не контролируются. Сложность в оценке воздействия автотранспорта на окружающую среду городов связана еще и с тем, что источниками вредных выбросов являются не только выхлопные газы, но и поступление тяжелых металлов (ТМ) и других поллютантов в результате коррозии деталей и механизмов, истирания шин и разрушения дорожного покрытия, утечек из систем смазки и питания двигателя. Кроме того, автотранспорт как источник загрязнения имеет ряд особенностей. Во-первых, в отличие от промышленных предприятий, производственные площади которых должны отделяться от жилых кварталов санитарно-защитными зонами, автотранспорт имеет доступ в места проживания и отдыха населения. Во-вторых, выхлопные газы поступают в приземный слой воздуха, т.е. непосредственно в зону дыхания человека.
Транспортная нагрузка на городскую среду не ограничивается выбросами от автомобилей. Трамваи и троллейбусы, хотя и не имеют горючего топлива, могут выделять в атмосферу загрязняющие вещества в результате истирания шин, износа контактных проводов, коррозии и т.д. В связи с вышесказанным, особую актуальность получают исследования, которые позволили бы оценить воздействие транспортного загрязнения на экосистему города.
В последние годы во многих крупных городах и промышленных центрах проводились биогеохимические и биоиндикационные исследования. Однако они имели узкозкоспециализированную направленность: изучалось либо содержание тяжелых металлов и других загрязняющих веществ в различных компонентах биосферы (Алещукин, 1980; Лукашев и др., 1980; Ржаксинская, 1980; Сает и др., 1885; Никодемус и др., 1988; Москаленко, Смирнова, 1989; Строганова, Агаркова, 1992; Тютюнник, 1994; Касимов, 1995; Бортник, Черванев, 1996 и др.), либо использовались методы фитоиндикации (Garber, 1970; Schonbeck, 1974; Скарлыгина, Уфимцева, 1980; Добровольский и др., 1988; Столяренкова, Кукушкин, 1988 и др.), причем исследований городской древесной растительности по морфометрическим показателям практически не проводилось. Для г.Воронежа имеются лишь единичные работы о содержании ТМ в почвах и растительности.
Основная иель представленной работы - выявить наиболее информативные индикационные показатели городской экосистемы в условиях преобладающего транспортного загрязнения, и на их основе оценить состояние транспортно-селитебных ландшафтов г.Воронежа.
Главным объектом исследования были выбраны транспортно-селитебные ландшафты, в пределах которых в качестве предмета исследования изучались следующие компоненты:
1) различные органы, а именно - листья, кора ветвей, корка ствола, цветки, наиболее распространенных (тополь черный, тополь пирамидально-осокоревый Камышинский, береза повислая) и чувствительных (липа мелколистная, каштан конский) древесных растений;
2) городские почвы, которые являются депонирующей средой практически для всех поллютантов.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Определить фитоиндикационную роль морфолого-физиологических показателей древесных растений (листьев и репродуктивных органов) в условиях транспортного загрязнения.
2. Определить уровни загрязнения тяжелыми металлами примагистральных пространств путем изучения их содержания в древесных растениях, растущих на улицах с различной интенсивностью движения, и сравнить их с региональным фоном.
3. Изучить биогеохимическую специализацию древесных пород, наиболее часто встречающихся в уличных посадках (тополя черного, тополя пирамидально-осокоревого Камышинского, каштана конского, липы мелколистной), их органов (листьев, коры ветвей, корки ствола) и возможность их использования для биоиндикации транспортного загрязнения.
4. Выявить преимущественные сроки использования древесной растительности для целей биогеохимического мониторинга.
5. Изучить биоиндикационное значение почв (морфологические показатели, гумусность, кислотность) и провести их биотестирование с помощью тест-растений, выявив степень токсичности почвенного загрязнения по их ответным реакциям.
6. Определить в поверхностных горизонтах почв валовое содержание тяжелых металлов и оценить вклад транспорта в их поступление в городскую экосистему.
7. Провести корреляционный анализ и выявить взаимосвязь между содержанием тяжелых металлов в почве и древесной растительности.
8. Выявить наиболее чувствительные биоиндикаторы среди тест-растений, выращенных на песчаном субстрате с добавлением различных концентраций тяжелых металлов. Определить наиболее токсичные концентрации тяжелых металлов.
9. Изучить роль кустарниковых изгородей в распространении тяжелых металлов вблизи автомагистралей.
Положения, выносимые на защиту.
1. При биоиндикационных исследованиях по морфометрическим признакам эффективно использовать асимметрию листьев наиболее распространенных и чувствительных видов (береза повислая, тополь черный, каштан конский, липа мелколистная), которая характеризует состояние среды за период вегетации.
2. При аккумулятивной биоиндикации наиболее информативными по накоплению ряда ТМ являются верхние слои корки ствола большинства изученных деревьев, отобранные в конце зимы, а также кора ветвей, которая дает информацию за точное время (от года до нескольких лет). Накопление ТМ в листьях дает информацию за текущий вегетационный период.
3. Высокой информативностью при геохимическом изучении транспортно-селитебных ландшафтов обладают приповерхностные слои почв, где в зоне неустойчивого увлажнения при нейтральных и слабощелочных значениях рН отмечается накопление тяжелых металлов I и II класса опасности в количествах, в 1424 раза превышающих фоновые значения и в 2-6 раз ПДК.
4. Придорожные кустарниковые изгороди высотой 1-2 м способны служить механическим барьером на пути тяжелых металлов, поступающих от автотранспорта, препятствуя их проникновению в рекреационные и пешеходные зоны, что снижает экологический риск для пешеходов и, особенно, детей.
5. Изученные тест-растения (пшеница, овес, кресс-салат, редис с белым кончиком) возможно использовать для оценки токсичности городских почв, благодаря их ответным реакциям (ингибированию роста надземной части проростков).
Научная новизна. Впервые проведено комплексное многокомпонентное исследование городских транспортно-селитебных ландшафтов с применением морфометрических и биогеохимических методов исследования. Проведен совместный анализ загрязнения почвенного и растительного компонентов городских ландшафтов, в результате чего выявлено наличие корреляционной связи между содержанием тяжелых металлов (Pb, Cd, Zn, Си, Ni, Fe) в почве и древесной растительности. Установлен новый источник значительного загрязнения городской среды медью и некоторыми другими металлами в виде истирания контактных проводов электротранспорта. Впервые определена роль кустарниковых изгородей в перераспределении тяжелых металлов вблизи автомагистралей города.
Научно-практическая значимость работы. Предложенные тест-объекты, как растения, так и почва, могут применяться для оценки транспортного загрязнения городов Центральной России. Полученные данные по содержанию тяжелых металлов могут быть использованы при составлении карты геохимического загрязнения почв и растительности города Воронежа. Результаты, полученные при обследовании городских транспортно-селитебных ландшафтов, используются в учебном процессе на кафедре геоэкологии и мониторинга окружающей среды Воронежского государственного университета. Материалы диссертационной работы внедрены в отделе экологического сопровождения проектов Воронежского филиала ОАО "ГипродорНИИ", а также были представлены в виде информации для внедрения (Информационный листок №22-99 "Экспресс-метод оценки состояния почвенного покрова при помощи биотестов", Воронежский ЦНТИ, 1999 г.).
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 2 Всероссийской студенческой конференции (Красноярск, 1995); Международной научной конференции "Геоэкологические проблемы устойчивого развития городской среды" (Воронеж, 1996); Международной научной конференции "Научная и практическая деятельность П.П.Семенова-Тян-Шанского и развитие современной России" (Воронеж, 1997); научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения С.В.Голицина (Воронеж, 1997); II (X) съезде Русского ботанического общества (Санкт-Петербург, 1998); XI межреспубликанской научно-практической конференции "Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий" (Краснодар, 1998); научно-практической конференции "Проблемы устойчивого развития и управления лесными экосистемами зеленой зоны города Воронежа" (Воронеж, 1999); Всероссийской научной конференции "Геоботаника XXI века" (Воронеж, 1999).
Исследования проводились при финансовой поддержке РФФИ в 1997-2000 гг. (проект № 97-05-65649) с предоставлением ежегодного отчета.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 12 научных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка используемой литературы. Работа содержит 245 страниц (из них 143 страницы текста), 42 таблицы, 51 рисунок, 13 фотографий. Список цитируемой литературы включает 143 источника.
Заключение Диссертация по теме "Экология", Шунелько, Елена Владимировна
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
В условиях интенсивного автотранспортного загрязнения на улицах города уже в начальный период вегетации (первая декада июня) наблюдаются значительные видимые изменения листьев древесных растений, которые выражаются в появлении обильной "медвяной росы", потере тургора, возникновении хлорозов, изменении окраски (пожелтение, побурение, побронзовение), появлении некрозов (точечных, межжилковых, краевых), искривлении листовой пластинки, возникновении уродливых форм листьев. Наиболее интенсивно эти изменения протекают у высокочувствительных древесных пород - липы мелколистной (Tilia cordata Mill) и каштана конского обыкновенного (Aesculus hippocastanum L.).
Изучение морфометрических показателей листьев древесных растений на улицах с различной интенсивностью движения автотранспорта выявило их высокую вариабильность. В целом характерно некоторое увеличение средней площади листьев в городских местообитаниях по сравнению с контролем. Имеющаяся тенденция уменьшения размеров листьев древесных растений с увеличением автотранспортной нагрузки подтверждается корреляционным анализом только для липы мелколистной на средне и сильнозагруженных улицах. Асимметрия листьев является более информативным показателем: у всех изученных растений она была выше в городских условиях, чем в контроле. Однако, достоверное превышение различия в городских условиях по сравнению с контролем отмечено только у тополя и березы, поэтому именно эти древесные породы можно с большей вероятностью использовать для оценки неблагополучия городской среды. Изучение репродуктивных органов липы позволило установить, что в наибольшей степени на улицах с различной автотранспортной нагрузкой уменьшается длина прицветного листа липы (на 22-34%), тогда как число цветков в соцветии практически не изменяется, а их размер даже несколько увеличивается по сравнению с контролем.
Определение содержания тяжелых металлов в органах наиболее распространенных древесных пород показало значительное загрязнение этими металлами транспортно-селитебных ландшафтов. Максимальное накопление поллютантов происходит на улицах с интенсивным движением транспорта при плотной средне- и высокоэтажной застройке. Прослеживается сильная корреляционная связь интенсивности движения автотранспорта с содержанием в органах деревьев Pb, Zn, Си, Ni, Fe, менее выражена она для Cd. Наиболее высокие уровни загрязнения растительности города отмечены для РЬ, Си, Ni, Zn.
Выявлен новый источник поступления меди в примагистральное пространство - износ контактных проводов трамваев и троллейбусов, в результате которого все части изучаемых растений, произрастающих в непосредственной близости от контактных линий, оказались загрязнены медью (в 4-15 раз выше фона).
Зольность органов и тканей изученных древесных растений можно применять как наиболее общий суммарный показатель содержания в них тяжелых металлов. Наиболее эффективно использовать в биоиндикационных исследованиях корку ствола, зольность которой, как показал корреляционный анализ, определяется наличием в ней Cd, Zn, Си, Ni и Fe.
Органы и ткани, находящиеся под влиянием транспортного потока более длительное время, содержат больше тяжелых металлов. Так, максимальное содержание Pb, Zn, Си, Ni, (у тополей также Fe) отмечается в корке ствола, меньше - в коре ветвей, и меньшее или равное количество в листьях. На первое место по накоплению Cd у всех пород выходит кора ветвей, у каштана и липы больше всего накапливают Fe листья. Преимущественное накопление в корке ствола и коре ветвей происходит в зимний период, тогда как в теплое время года ливневые осадки смывают часть осевших на поверхности частиц. Поэтому начало весны является наиболее информативным для проведения биогеохимических исследований коры ветвей и корки ствола, а конец вегетационного периода - для листьев.
Накопление Pb, Cd, Zn и Си в некоторых частях растений происходит параллельно с накоплением их в почве. Высокая корреляционная связь с содержанием РЬ в почве отмечена для коры ветвей тополя пирамидального, липы мелколистной, каштана конского, а также для корки ствола каштана; Cd - для корки ствола каштана и листьев липы; Zn - для коры ветвей каштана, корки ствола и листьев липы; Си - для всех органов каштана и липы, а также коры ветвей тополя пирамидального.
Наблюдается большая вариабильность в накоплении ТМ между видами и различными органами в пределах вида. Изученные древесные растения и их органы MOiyr служить эффективными биоиндикаторами содержания тяжелых металлов в экосистеме города. Гак, например, у тополя черного отмечено большее количество, чем у других пород, Pb, Cd, Zn и Fe в корке ствола, Cd и Zn в коре ветвей и в листьях.
Сильпонарушенные почвы транспортно-селитебных ландшафтов характеризуются перенасыщенностью строительным и бытовым мусором (до 2550%), нейтральной или слабощелочной реакцией среды (рН 6,2-7,6), сильным варьированием содержания органического вещества (от 1,3 до 9,6%). Верхний слой урбаноземов, примыкающих к городским автомагистралям, загрязнен тяжелыми металлами - Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, Fe. Доля нестандартных проб, превышающих ПДК, наиболее велика для РЬ и Си (82 и 50% соответственно). Наиболее высокие уровни загрязнения в пределах селитебно-транспортных ландшафтов отмечены для свинца (до 26 раз превышение фона и 6,5 раз ПДК) и цинка (14 и 2,3 раза соответственно). Истирание контактных проводов трамваев и троллейбусов в процессе эксплуатации приводит к загрязнению прилегающих территорий медью в количествах, в 15-57 раз превышающих фоновые значения и в 2-7 раз - ПДК.
Кустарниковые изгороди, расположенные вдоль транспортных магистралей, являются геохимическими барьерами и вызывают аномальное распределение тяжелых металлов. Отмечено накопление ряда тяжелых металлов в почвах в пределах одно- и двухрядной кустарниковых изгородей и снижение содержания поллю гантов во внутреннем пространстве скверов и бульваров.
Токсичность городских почв, обусловленная наличием в них разного рода загрязняющих веществ, в опытах по биотестированию проявилась в ингибировании роста надземной части тест-растений. Особенно показательны проростки пшеницы, рост которых в двухнедельном возрасте уменьшился по сравнению с контролем на 7-16%. Менее информативными являются проростки овса и кресссалата.
Для выявления загрязнения каким либо одним металлом можно использовать тест-растепия, проявившие наибольшую чувствительность к исследованным поллютантам: редис с белым кончиком - к загрязнению Cd, Zn, Си, Ni, кресс-салат -к загрязнению РЬ, пшеницу - к загрязнению Cd и Zn, что подтверждается модельными опытами с внесением ТМ в песчаные культуры.
Суммируя полученные результаты биогеоиндикационных исследований, можно сделать следующие выводы.
1. Проведенный комплексный многокомпонентный биомониторинг транспортно-селитебных ландшафтов позволил оценить ситуацию, сложившуюся на улицах с высокой интенсивностью движения автотранспорта, как крайне напряженную, что подтверждается сильными видимыми поражениями листьев древесных растений, а также накоплением в корке ствола, коре ветвей, листьях и почве высоких концентраций тяжелых металлов, в несколько раз превышающих фоновые значения и ПДК.
2. Для целей биоиндикации по морфометрическим признакам эффективно использовать листья нескольких наиболее распространенных и чувствительных видов (каштан конский, липа мелколистная, береза повислая, тополь черный), которые характеризуют загрязнение среды за период вегетации.
3. При аккумулятивной биоиндикации наиболее информативными по накоплению ряда ГМ являются верхние слои корки ствола большинства изученных деревьев, отобранные в конце зимы, а также кора ветвей, которая дает информацию за точное время (от года до нескольких лет). Накопление ТМ в листьях дает информацию только за текущий вегетационный период. Выявленные растения-накопители ТМ можно использовать для мониторинга транспортного загрязнения городов Центральной России.
4. Весьма важную информацию несут приповерхностные слои почв транспортно-селитебных ландшафтов, где в зоне неустойчивого увлажнения при нейтральных и слабощелочных значениях рН отмечается накопление тяжелых металлов I и II класса опасности в количествах, в 14-24 раза превышающих фоновые значения и в 2-6 раз ПДК.
5. Выявлена высокая экологическая роль придорожных кустарниковых изгородей высотой 1-2 м, которые задерживают вредные поллютанты, препятствуя их проникновению в рекреационные и пешеходные зоны, что снижает экологический риск для пешеходов и, особенно, детей.
6. Изученные тест-растения (пшеница, овес, кресс-салат, редис с белым кончиком) возможно использовать для оценки токсичности городских почв благодаря их ответным реакциям (ингибированию роста надземной части проростков).
Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Шунелько, Елена Владимировна, Воронеж
1. Александров В.Ю., Кузубова Л.Н., Яблокова Е.П. Экологические проблемы автомобильного транспорта: аналитический обзор. Новосибирск: ГПНТБ, 1995. -112 с.
2. Алексеева-Попова Н.В. Токсическое действие свинца на высшие растения (обзор)// Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Ленинград: Ботанический институт им. В.Л.Комарова АН СССР, 1991. - С.92-100.
3. Алексеева-Попова Н.В. Токсичность цинка для высших растений (обзор)// Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Ленинград: Ботанический институт им. В.Л.Комарова АН СССР, 1991. - С.23-32.
4. Алещукин Л. В. К методике определения уровней содержания металлов в почвах территорий, примыкающих к населенному пункту// Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. С.40-45.
5. Аржанова В С. Индикация пылевых атмосферных выпадений методом отмывки листьев древесной растительности// Геохимия зоны гипергенеза и техническая деятельность человека. Владивосток, 1976. - С.87-97.
6. Ахтырцев Б.П. Почвенный покров г.Воронежа и его экологические функции// Геоэкологические проблемы устойчивого развития городской среды. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1996. - С.94-97.
7. Батурин В. Кольцо для любимого города// Автомобильные дороги. 1998. - №7. -С.14-15.
8. Бериня Дз.Ж., Калвиня Л.К. Распределение выбросов автотранспорта и загрязнение почв придорожной полосы// Воздействие выбросов автотранспорта на природную среду. Рига: Зинатне, 1989. - С. 22-35.
9. Бериня Дз.Ж., Карелина Л.В., Цекулиня В.А. Нагрузки выбросов автотранспорта и загрязнение почв придорожной зоны металлами// Загрязнение природной среды выбросами автотранспорта. Рига: Зинатне, 1980. - С. 16-27.
10. Берзиня А.Я. Загрязнение металлами растений в придорожных зонах автомагистралей// Загрязнение природной среды выбросами автотранспорта. Рига: Зинатне, 1980. - С.28-45.
11. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем/Под ред. Р.Шуберта. М.: Мир, 1988. - 350 с.
12. Большаков В.А. и др. Загрязнение почв и растительности тяжелыми металлами. -М., 1978,- 52 с.
13. Бортник Л.Н., Черванев А.И. Исследования загрязнения города Харькова методом биоиндикации// Геоэкологические проблемы устойчивого развития городской среды. Воронеж, Изд-во Квадрат, 1996. - С.214-215.
14. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957.- 230 с.
15. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V-VIII групп. -JI.: Химия, 1989.- 592 с.
16. Гавриленко В В. О биогеохимической индикации участков накопления свинца и олова в лесных ландшафтах// Биогеохимическая индикация окружающей среды. -Л.: Паука, 1988. С.13-14.
17. Г утаревич Ю. Ф. Охрана окружающей среды от загрязнения выбросами двигателей. Киев: Урожай, 1989. - 224 с.
18. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1997 г. Москва, 1998.
19. Деревья, кустарники и лианы: справочное пособие/ Гроздова Н.Б., Некрасов
20. B.И. Глоба-Михайленко Д.А. М., Лесная промышленность, 1986. - 349 с.
21. Джувеликян Х.А. Экология, город, человек. Воронеж: Воронежский ун-т, 1996. - 104 с.
22. Добровольский В.В. Некоторые аспекты загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами// Биологическая роль микроэлементов. М.: Наука, 1983.1. C.44-5 5.
23. Добровольский В.В. Глобальная геохимия свинца// Свинец в окружающей среде.- М.: Наука, 1987. С.7-20.
24. Доклад о санитарно-эпидемиологической обстановке в г.Воронеже за 1995 г./ Под ред. Н.П.Мамчика; Центр Госсанэпиднадзора в г.Воронеже. Воронеж: Воронежское изд-во, 1996. - 60 с.
25. Доклад "О состоянии окружающей природной среды города Воронежа в 1997 году"/ под ред. Н.В.Стороженко. Воронеж, 1998. - 103 с.
26. Дорогань Л.В., Филлипов В.П. Экологический практикум. Воронеж: Б. и., 1994.- 39 с.
27. Елец В.М. Тяжелые металлы в лесных и пресноводных экосистемах Усманского бора// Природные ресурсы Воронежской области, их воспроизводство, мониторинг и охрана. Воронеж, Изд-во "Петровский сквер", 1995. - С.182-185.
28. Жевелева Е.М. Изучение экологического состояния городских газонов Москвы и Пущино// Экология и охрана природы Москвы и Московской области. М.: Изд-во МГУ, 1990. - С.73-76.
29. Загидуллин Р.Г. Сохранение тяжелых металлов в некоторых биокомпонентах водоемов придорожных территорий// Эколого-токсикологическая характеристика г.Казани и пригородной зоны. Казань, Изд-во Казанского ун-та, 1991. - С.70.
30. Загрязнение воздуха и жизнь растений/ Под ред. М.Трешоу. Пер. с нем. Л.: Гидромегсоиздат, 1988. - 536 с.
31. Закиров П.К., Гиршевич Е.И. Полифункциональная роль зеленых насаждений урбанизированной среды// Экологические основы оптимизации урбанизированной и рекреационной среды. Тольятти, 1992. - С.32-35.
32. Захаров В.М. Асимметрия животных (популяционно-феногенетический подход). М.: Наука, 1987. - 216 с.
33. Иванов Ю.В. Геохимический метод и математическое моделирование при оценке атмосферы городов// Геоэкологические проблемы устойчивого развития городской среды. Воронеж: Изд-во Квадрат, 1996. - С.190-192.
34. Ивашов П.В. Биогеохимическая индикация загрязнения окружающей среды химическими элементами: концепция и задачи// География и природные ресурсы. -1994. №2. - С.29-36.
35. Ильин В.Б., Степанова М.Д. Защитные возможности системы почва-растение при загрязнении почвы тяжелыми металлами// Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. - С.80-85.
36. Ильин В.Б., Степанова М.Д. Тяжелые металлы защитные возможности почв и растений - урожай// Химические элементы в системе почва-растение. -Новосибирск: Наука, 1982. - С.73.
37. Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения. Киев: Наукова думка, 1978. -246с.
38. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989.
39. Касимов И. С. и др. Проблемы и опыт регионального эколого-геохимического анализа ландшафтов// Географическое прогнозирование и охрана природы. М.: Изд-во МГУ, 1990. - С.59-74.
40. Климат Воронежа (справочник специалиста)/ Под ред. Ц.А.Швер, С.А.Павлова. -Л.: Гидромстеоиздат, 1986. 104 с.
41. Кондратюк Е.Н.и др. Промышленная ботаника. Киев: Наукова думка, 1980. -260 с.
42. Корженковский В. В. Современное состояние и уровни фитоиндикации. -Журнал общей биологии. 1992. - №5. - С.704-714.
43. Косицин А.В. Взаимодействие металлов с ферментами (обзор)// Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Ленинград: Ботанический институт им.
44. B.Л.Комарова АН СССР, 1991. С. 15-23.
45. Костюкевич И.И. и др. Оценка уровня содержания тяжелых металлов в почвах и растениях г.Альметьевска// Эколого-токсикологическая характеристика г.Казани и пригородной зоны. Казань, Изд-во Казанского ун-та, 1991. - 160 с.
46. Кочарян КС. Ассортимент древесных растений, рекомендуемых в различных чипах и категориях озеленения г.Москвы. м., 1999. - 204 с.
47. Кратцер П.А. Климат города/ Пер. с нем. М.: Изд-во Иностранной литературы, 1958.- 240 с.
48. Кучерявый В.А. Зеленая зона города. Киев: Наук, думка, 1981. - 248 с. Кучерявый В.А. Природная среда города. - Львов: Вища школа, 1984. - 143 с.
49. Ларина Г.Е., Обухов А.И. Тяжелые металлы в растительности с газонов вдоль автомагистралей// Вестник МГУ. Сер.17. - 1995. - №3. - С.41-48.
50. Лепнева О.М., Обухов А.И. Состояние свинца в системе почва-растение в зонах влияния автомагистралей// Свинец в окружающей среде. М.: Наука, 1987. - С. 149180.
51. Лепнева О М., Обухов А.И. Экологические последствия вляния урбанизации на состояние почв Москвы// Экология и охрана природы Москвы и Московского региона. М.: Изд-во МГУ, 1990. - 237 с.
52. Лукашев В.К. и др. Микроэлементы в растениях как индикаторы загрязнения среды// Геохимические методы мониторинга. Минск: Наука и техника, 1980.1. C.115-120.
53. Магоне И.Г. Биоиндикация фитотоксичности выбросов автотранспорта// Воздействие выбросов автотранспорта на природную среду. Рига, 1989. - С. 108116.
54. Магоне И.Г., Тейванс А.В. Значение защитных насаждений для оздоровления окружающей среды// Воздействие выбросов автотранспорта на природную среду. -Рига: Зинагне, 1989. С. 130-136.
55. Мамчик Н.П. и др. Состояние окружающей среды г.Воронежа// Экология и мониторинг здоровья города Воронежа. Воронеж: Воронежск. гос. ун-т, 1997. -С.70-109.
56. Машкин С.И. Дендрология Центрального Черноземья. Систематика, кариология, география, генезис, экология и использование местных и интродуцированных деревьев и кустарников. Том 1. Воронеж, Издательство воронежского университета, 1971. - 344с.
57. Мильков Ф.Н. Город Воронеж и Подворонежье// Природа и ландшафты Подворонежья. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1983. - С.4-24.
58. Миронов А.А., Евстигнеев И.Е. Автомобильные дороги и охрана окружающей среды. Томск, 1986. - 214 с.
59. Москаленко Н.Н. Биогеохимическое картирование городов// Биогеохимические методы при изучении окружающей седы. М.: ИМГРЭ, 1989. - С.147-153.
60. Москаленко Н.Н., Смирнова Р.С. Геохимическая оценка загрязнения окружающей среды Ленинского района Москвы// Экология и охрана природы Москвы и Московского региона. М.: Изд-во МГУ, 1990.
61. Москаленко Н.Н., Смирнова Р.С. Загрязнение лекарственных растений тяжелыми металлами в промышленных городах// Биогеохимические методы при изучении окружающей среды. М.: ИМГРЭ, 1989. - С.10-15.
62. Мотовилин Г.В. и др. Автомобильные материалы: Справочник. М.: Транспорт, 1989. - 464 с.
63. Мэннинг У.Д., Федер У.А. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 144 с.
64. Некрасов В.К. Как использовать полосу отвода//Автомобильные дороги. 1985. -№2. - С. 11-13.
65. Нестеров В.Г., Вакулин А.А., Джувеликян Х.А. Состояние зеленых насаждений в связи с загрязнением окружающей среды// Доклады ВАСХНИЛ. 1978. - №3. -С. 13-16.
66. Никифорова Е.М. Техногенные ореолы рассеяния свинца, связанные с выхлопными газами автотранспорта// Методология и методика почвенных и ландшафтно-гсохимических исследований. М.:Изд-во МГУ, 1979. - С. 126-150.
67. Никифорова Е.М. Свинец в ландшафтах придорожных экосистем// Техногенные потоки веществ в ландшафтах и состояние экосистем. М.: Наука, 1981. - С.220-230.
68. Никифорова Е.М., Лазукова Г.Г. Геохимическая оценка загрязнения тяжелыми металлами почв и растений городских экосистем Перовского района г .Москвы//Вестник Московского ун-та. Сер.География. - 1991. - №3. - С.
69. Никодемус О.Э., Роман К.К., Шарковский П.А. Растения кумулятивные индикаторы загрязнения городской среды// Биогеохимическая индикация окружающей среды. - J1.: Наука, 1988. - С.44-45.
70. Новиков Г.В., Негриенко К.В., Щербо А.П. Гигиеническое значение зеленых насаждений в связи с дорожно-транспортным загрязнением окружающей среды города// Проблемы фитогигиены и охрана окружающей среды. JL: Гидрометеоиздат, 1981. - С.200-205.
71. Обухов А.И., Лепнева О.М. Биогеохимия тяжелых металлов в городской среде// Почвоведение. 1989. - №3.- С.65-73.
72. Обухов А.И., Лобанова Е.А. Свинец в почвообразующих породах и почвах// Свинец в окружающей среде. М.: Наука, 1987. - С.38-48.
73. Парибок Т.А. Загрязнение растений металлами и его эколого-физиологические последствия (обзор)// Растения в экстремальных условиях минерального питания: жолого-физиологические исследования. J1.: Наука, 1983. - С.82-99.
74. Парибок Т.А. и др. Накопление металлов в травянистых и древесных растениях и почвах в условиях города// Растения в экстремальных условиях минерального питания: эколого-физиологические исследования. JL: Наука, 1983. - С.100-116.
75. Покровская С.Ф. Влияние загрязнения окружающей среды на продуктивность сельскохозяйственных культур. М.: Изд-во ВАСХНИИЛ, 1980. - 48 с.
76. Почва, город, экология/ Под ред. Г.В. Добровольского. М.: Фонд "За экономическую грамотность", 1997. - 320 с.
77. Ржаксинская М.В. Соотношение влияния естественных и антропогенных факторов на поглощение таежной растительностью тяжелых металлов// Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. - С.85-88.
78. Родзевич Н.Н. Окружающая среда и здоровье москвичей// Экология и жизнь. -1999.-№1.-С.53-57.
79. Сает Ю.Э., Смирнова Р.С. Геохимические принципы выявления зон воздействия промышленных выбросов в городских агломерациях// Ландшафтно-геохимическое районирование и охрана среды. М.: Мысль, 1983. - С.45-55.
80. Сает Ю.Е. и др. Город как техногенный субрегион биосферы// Биогеохимическое районирование и геохимическая экология. М.: Наука, 1985. -С.133-166.
81. Сает Ю.Е. Антропогенные геохимические аномалии свинца// Свинец в окружающей среде. М.: Наука, 1987. - С.130-149.
82. Савельева Л.Е. К оценке уровней содержания свинца в почвах техногенных ландшафтов (Белгородская и Курская области)// Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ. - С.63-69.
83. Сергейчик Е.А. Древесные растения и оптимизация промышленной среды. -Минск, 1984. 168 с.
84. Серебренникова Л.Н., Горбатов B.C., Старцева Е.Ф. Вариабильность содержания тяжелых металлов (свинца, цинка, меди, кадмия) в почвах, растениях техногенных ландшафтов// Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. - С.34-39.
85. Сидорович Е.А., Сергейчик С.А. Физиолого-биохимические критерии оценки влияния промышленных эмиссий на растения и биоиндикация загрязнения воздуха// Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. Пущино, 1984.- С.177-179.
86. Скарлыгина-Уфимцева М.Д. Техногенное загрязнение растений тяжелыми металлами и его эколого-биологический эффект// Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. - С.85-88.
87. Строганова М.Н., Агаркова М.Г. Городские почвы: опыт изучения и статистики (на примере почв юго-западной части Москвы)// Почвоведение. 1992. - №7.- С. 1624.
88. Терехина Н.В. Многокритериальная фитоиндикационная оценка экологического состояния городской среды мегаполиса (на примере Василеостровского района Санкт-Петербурга): Автореф. дис. канд. геогр. наук. Санкт-Петербург, 1998. - 21 с.
89. Тишков А.И., Гладких К.К. Миграция тяжелых металлов в органах и тканях рыб Воронежского водохранилища// Природные ресурсы Воронежской области, их воспроизводство, мониторинг и охрана. Воронеж: Изд-во "Петровский сквер", 1995. С. 177-179.
90. Тойкка М.А., Потахина JI.H. Содержание металлов в почвах и растительном покрове в районе г.Петрозаводска// Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. - С.51-54.
91. Триндюк Л.М., Петров Р.А. Материалы в автомобиле// Автомобильная промышленность. 1998. - №1. - С.30-32.
92. Тэмп Г.А. Никель в растениях в связи с его токсичностью (обзор)// Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Ленинград: Ботанический институт им. В.Л.Комарова АН СССР, 1991. - С.139-146.
93. Тютюнник Ю.Г. Количественная фитогеохимическая индикация загрязнения воздуха городов тяжелыми металлами// Экология. 1994. -№1,- С.84-85.
94. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль/ Пер. с англ. -М.: Мир, 1980. 554 с.
95. Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов/ Под ред. Н.В. Алексеевой-Поповой. Л., 1991. - 215 с.
96. Федорова А.И. Биоиндикация состояния городской среды по реакциям древесных растений//Геоэкологические проблемы устойчивого развития городской среды. Воронеж: Изд-во Квадрат, 1996. - С.212-213.
97. Федорова А.И., Царева Р.П., Шунелько Е.В. Устойчивость тополей к выбросам автотранспорта в условиях экосистемы г.Воронежа// Геоэкологические проблемыустойчивого развития городской среды. Воронеж: Изд-во Квадрат, 1996. -С.223-224.
98. Федорова А.И., Черкасова В.В. Возможности биомониторинга по реакциям древесных растений// Природные ресурсы Воронежской области, их воспроизводство, мониторинг и охрана. Воронеж: Изд-во "Петровский сквер", 1995. - С.156-162.
99. Федорова А.И., Шестопалова В.В. Устойчивость древесных пород к загрязнению воздуха Воронежа// Воронежское краеведение: опыт и перспективы развития. Воронеж, 1998. - С.33-35.
100. Федорова А.И., Шунелъко Е.В. Биоиндикация городской среды по морфолого-химическим признакам древесных растений// Геоботаника XXI века: Материалы Всероссийской научной конференции/ Под ред. проф. К.Ф.Хмелева. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1999. - С. 105-107.
101. Федорова А.И., Шунелъко Е.В. Кислотность почв под зелеными насаждениями г.Воронежа как индикаторный признак состояния городской экосисемы// Вестник Воронежского Государственного университета. География и геоэкология. 2000. -№4. - С. 77-83.
102. Федорова А.И., Шунелъко Е.В., Иванникова Е.М. Экспресс-метод оценки сос тояния почвенного покрова при помощи биотестов/ Информационный листок. -Воронеж, Воронежский центр научно-технической информации, 1999.
103. Фельдман Ю.Г. Гигиеническая оценка автотранспорта как источника загрязнения атмосферного воздуха. М.: Медицина, 1975. - 160 с.
104. Физиология листа/ Сытник К.М., Мусатенко Л.И., Боданова Т.Л. Киев: Наукова думка, 1978. - 392 с.
105. Харитонович Ф.Н. Биология и экология древесных пород. М., Лесная промышленность, 1968. - 304 с.
106. Хрипякова В.Я. О зонах контаменации и антропогенных отложениях// Природные ресурсы Воронежской области, их воспроизводство, мониторинг и охрана. Воронеж: Изд-во "Петровский сквер", 1995. - С.137-142.
107. Хрипякова В.Я., Федотов В.И. Природно-ресурсные предпосылки Воронежского градостроительства// Исследования городской среды. Воронеж, 1997. - С.33-41.
108. Черненькова Т.В. Тяжелые металлы в растениях и почве большого города// Биоиндикация в городах и пригородных зонах. М.: Наука, 1993. - С.49-54.
109. Шарковскис П.А., Никодемус О.Э. Содержание металлов в продуктах эмиссии на придорожной полосе автодорог Латвии// Воздействие выбросов автотранспорта на природную среду. Рига: Зинатне, 1989. - С. 5-21.
110. Шиманюк А.П. Дендрология. М., Лесная промышленность, 1974. - 264 с.
111. Шунелько Е.В. Индикационные показатели для характеристики компонентов городской экосистемы при транспортном загрязнении// Труды молодых ученых Воронежского Государственного университета. Выпуск 1. Воронеж, Изд-во ВорГУ, 1999. - С.265-267.
112. Шунелько Е.В. Оценка морфолого-физиологических показателей листьев древесных растений как индикационных признаков в городской экосистеме// Сборник научных работ аспирантов ВГУ. Воронеж, Изд-во "Истоки", 1999. - С.69.74.
113. Экогеохимия городских ландшафтов/Под ред. Н.С.Касимова. М.: Изд-во МГУ, 1995.- 336 с.
114. Экологическая безопасность транспортных потоков. М.: Транспорт, 1989. -128 с.
115. Экология и мониторинг здоровья города Воронежа/ Н.П.Мамчик, С.А.Куролап, О.В.Клепиков и др. Воронеж: Воронежск. гос. ун-т, 1997. - 180 с.
116. Якубовский К). Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. М.: Транспорт, 1979. - 198 с.
117. Cannon H.L. Lead in vegetation. Geol. Surv. Profess. Pap., 1976, № 957, P.53-72.
118. David D.A., Williams C.P. Heavy metall contance of soils and plants adjacent to the Hume Higway near Marulan. Ibid., 1975, 15, №74.
119. D Ussier H.-G. von. Die Bleibelastung der Vegetation durch Autobgase. Freiberg. Forschungsh. C„ 1976, №317, S.123-130.
120. Delcarte T. ei al. Recherche des causes de mortalite des arbres en milieux urbains. -Mem. Soc. roy bot. Belg., 1976, №7. P.59-67.
121. Fidora В. Bleigehalt von Pflanzen verkehrsnaher Standorte in Abhangigkeit von der Vegetationsperiode. Ber. Dtsch. bot. Ges., 1972, Bd 85, H. 5-6, S. 219-227.
122. Garber K. Luftverunreinigung durch schwermetllhaltige Staube Wirkungen auf Pflanzen. - Landwirt. Forsch., 1970, S.-H. 25/1, S.59-68.
123. Heichel G.H., Hankin L. Roadside coniferous windbreaks as sinks for vehicular lead emissions. J. Air Pollut. Contr. Assoc., 1976, vol. 26, № 8, p. 767-770.
124. Horak O., Huber I. Verunreinigung von Pflanzen und Boden durch Bleiruckstande. Bodenkultur, 1974, Bd 25, №1, S.34-47.
125. Lerche H., Breckle S.W. Untersuchungen zum Bleigehalt von Baumblattern im Bonner Raum. Angew. Bot., 1974, Bd 48, H.5/6, S.309-330.
126. Linzon S.N. Some effects of particulate matter on vegetation in Ontario. Proc. Third inicrn Clearn Air congr., DUsseldorf, 1973, А118-A120.
127. Little P.E. Deposition of exhoust lead and its impact on plants// TRRL Suppl. Rep. -1977. № 513. P. 49-54.
128. Minami K., Araki K. Disribution of trace element in arable soils affacted by automobile exausts. Science, 1976, 5, №1.
129. Myers P.S. Autotmobile Emissions. "A Study in Environmental Benefits versus Technological Costs". SAE Paper 700182, 1970.
130. Schonbeck H. Nachweis schwermetallhaltiger immissionen durchausgewahlte pflanzliche indikatoren. Staub-Reinhalt. Luft, 1974, Bd 34, №6, S.214-224.
131. Smith W.H. Lead and mercury burden of urban woody plants. Science, 1972, vol. ! 76. №4040, p. 1237-1239.
132. Ward N.I., Brooks R.R., Reeves R.D. Effect of lead from motorvehicle exhausts on trees along a major thoroughfare in Palmerston North, New Zealand. Environ. Pollut., 1974, vol. 6, №2, p. 149-158.
133. Ward N.I., Reeves R.D., Brooks R.R. Lead in soil and vegetation along New Zealand State highway with low traffic volume. Environ. Pollut., 1975, vol. 9, №4, p. 243-251.
-
Шунелько, Елена Владимировна
-
кандидата биологических наук
-
Воронеж, 2000
-
ВАК 03.00.16
- Геоэкология селитебных ландшафтов Республики Мордовия
- Сравнительная ландшафтно-экологическая характеристика городов Тамбова и Моршанска
- Сообщества почвенных водорослей и цианобактерий в экологической оценке городских почв
- Экологическая оценка серых лесных почв среднего Поволжья в условиях антропогенной нагрузки
- Анализ и оценка ландшафтно-экологической ситуации городских территорий
