Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Палинологический состав аэропланктона г. Ишимбая (Республика Башкортостан) и его окрестностей

ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Палинологический состав аэропланктона г. Ишимбая (Республика Башкортостан) и его окрестностей"

На правах рукописи

ПОЧУЕВА НАТАЛЬЯ НИКОЛАЕВНА

ПАЛИНОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ АЭРОПЛАНКТОНА Г. ИШИМБАЯ

(РЕСПУБЛИКА БАШКОРТОСТАН) И ЕГО ОКРЕСТНОСТЕЙ

03.02.01 — ботаника

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

4 0;<Т 2014

Уфа-2014

005553066

005553066

Работа выполнена на кафедре ботаники Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Ишбирдин Айрат Римович

Официальные оппоненты:

Новоселова Лариса Викторовна, доктор биологических наук, профессор кафедры ботаники и генетики растений Пермского государственного национального университета,

Посевина Юлия Михайловна, кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и природопользования Рязанского государственного университета им. С.А. Есенина.

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение "Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы».

Защита диссертации состоится «20» ноября 2014г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.013.11 при Башкирском государственном университете по адресу: 450076, г. Уфа , ул. Заки Валии, 32, биологический факультет, ауд.332.

факс (347)273-67-78, e-mail: disbiobsu@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке на сайте Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет» http://www.bashedu.ru/

Автореферат разослан «17» сентября 2014г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, Доктор биологических наук

Шарипова М.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Флора и растительность, как составная часть экосистем города является компонентом среды обитания человека. Особую роль играет растительный покров в решении не только проблемы эстетической составляющей среды, но и в улучшении ее санитарно-гигиенического состояния. Зеленые насаждения обладают целым комплексом оздоровительных и защитных свойств: создают микроклимат, очищают атмосферный воздух от пыли, поглощают поллютанты, являются важным средством защиты селитебных территорий от шума, некоторые растения обладают фитонцидными свойствами, подавляя развитие болезнетворных микроорганизмов. Однако у растений города есть еще и отрицательная роль в сложении санитарно-гигиенической ситуации городских экосистем - в их составе есть аллергенные растения. Основной вклад при этом вносят используемые в озеленении ветроопыляемые виды газонных трав и древесных насаждений. Велика роль как аллергенов заносных сорных видов. В работах многих исследователей (Горышина, 1991; Тимофеева, 2006 и др.) прослеживается, информация об интенсивном заносе вызывающих поллинозы адвентивных видов. Проблема заболеваемости поллинозами горожан усугубляется увеличением сенсибилизации к аллергенам общим загрязнением среды обитания городского жителя. Проблема

аэропалинологического мониторинга больших и малых городов России является актуальной и относится к разряду малоизученных и представляет, как теоретический, так и практический интерес для специалистов разных направлений (Елькина, 2008; Ненашева и др., 2011; Посевина, 2011). Выявление аэропалинологической ситуации в городах и ее региональных особенностей позволит проводить профилактические мероприятия, в ряду которых, и оптимизация состава городской растительности.

Цель работы: Выявление закономерностей состава и динамики численности

пыльцы в атмосфере города Ишимбая и его окрестностей.

Задачи:

1. Исследование растительного покрова города с оценкой ее пространственной структуры и участия отдельных видов.

2. Выявление таксономического разнообразия аллергенных видов флоры города Ишимбая и его окрестностей.

3. Выявление сезонной и разногодичной динамики содержания пыльцы в аэропланктоне.

4. Выявление зависимости содержания пыльцы в аэропланктоне от климатических факторов.

5. Оценка зависимости этиологического спектра пыльцевой сенсибилизации по данным медицинской статистики от аэропалинологического состава пыльцы.

Научная новизна. Впервые изучены палинологический состав аэропланктона г. Ишимбая и его окрестностей, динамика содержания пыльцы в сезон пыления растений. Выявлена статистически значимая связь между частотой пыльцевой сенсибилизации к пыльце отдельных таксонов и количественным составом пыльцы этих таксонов в аэропланктоне. Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при чтении спецкурсов студентам ботанического, экологического и медицинского профилей, а также в урочной и во внеурочной деятельности учителей биологии. Переданные в Центральную районную больницу г. Ищимбай результаты исследований - календарь пыления - могут быть использованы для профилактики поллинозов. Апробация. Результаты работы представлены на Всероссийской конференции учителей биологии лауреатов конкурса «Молодой учитель» (Москва, 2011); I Международной научно-практической конференции «Достижения вузовской науки» (Новосибирск, 2012); VII Международной научно-практической конференции «Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований» (Новосибирск, 2013); Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Актуальные вопросы науки и образования» (Уфа, 2013), V Международном слете учителей (Сочи, 2014).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе две статьи в изданиях, включенных в перечень научных изданий и журналов, рекомендуемых ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложения. Объем работы 155 страниц, в том числе 9 таблиц, 36 рисунков, в приложение входит 1 рисунок и 13 таблиц. Список литературы включает 292 источника, в том числе 112 иностранных авторов.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ГОРОДОВ Флора и растительность городов. В главе приведен обзор литературы, свидетельствующей о росте интереса к урбаноботаническим исследованиям как в России (Казанский, 1985; Шведов, 1997; Ilminskich, 1987; Вахненко, 2000; Раков, 2012; Рыжова, 2008; Тимофеева, 2005 и др.), так и за'рубежом (Ping-Sheng, 1992; Batharisch, 2000 др.). Значительное число работ посвящено вопросам изучения флоры (Пяк, 1994; Сальников, 2005 Науменко, 2005; Черосов, 2005, Голованов, 2011; Голуб, 2011; и др), растительности (Mucina, 1982; Sukopp, Weiler, 1983; Kopecky, 1987;

Krippelova, 1988; Jarolimek a al„ 1997; Sudnik-Wojcikowska, 1997; Ишбирдин, 1999; 2001, Григорьевская, 2000) городов, типизации городских местообитаний (Сахапов, Миркин, 1990; Ильминских,1998; Sudnik-Wojcikowska, Moraczewski, 1998), санитарно-гигиенической роли городской растительности (Горышина, 1991; Панин, Кулагин, 2005; Волкова, Ибатуллин, 2006; Березуцкий, 2007; Панин и др., 2008) и др.

Развитие аэропалннологни. Особое внимание в обзоре литературы уделено аэропалинологическим исследованиям. Интерес к ним связан с резким возрастанием числа аллергических заболеваний, обусловленным синергическим действием пыльцы растений и аэрозолей, содержащихся в атмосфере городов (Польнер, 2006; Северова, 2008, 2009; Ременниковой, 2009). В целях мониторинга состояния городской среды изучаются палиноморфологический спектр атмосферы (Мейер-Меликян, Бовина, Гапочка, Северова, 2000; Полевова, 2005), создаются календари пыления (Swapna, Sunirmal, 1990; Kok, 1995; Гандалипова, 2003; Severova, 2006, 2007; Посевина, 2011 и др.). За последнее десятилетие такие ученые, как I. Kasprzyk (2003, 2006), S.M. Hasnain (2005), L. Holmquist (2005), R. Gehrig (2006), H. Garcia-Mozo (2007), L. Makra (2007), О. Вахнина (2012) привнесли вклад в развитие аэропалинологии и в профилактику поллинозов.

В Республике Башкортостан аэропалинологические исследования начаты в 1996 (Сарыджи, 1998; Гандалипова, 2001, 2003) и были посвящены оценке аэропалинологической ситуации в г. Уфе.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Флористические исследования. Исследования проводились в 20082013 годы. Всего было выполнено 302 геоботанических описания растительности в различных зонах города: в зеленой зоне с древесными насаждениями (55), в зоне одноэтажной застройки с садово-огородными участками (34), в зоне многоэтажной застройки (154), в зоне останцев естественной растительности - рудеральные сообщества и рудерализированная пойменная растительность (64).

Описания выполнялись на площади 4-100 м2 в зависимости от типа и границ фитоценоза. Во флористический и экологический анализ были вовлечены виды активной флоры зон города и города в целом. Под активной флорой понимался состав видов, зарегистрированных в геоботанических описаниях (Ишбирдин, 2004). Для каждой из зон рассчитывались: постоянство (доля площадок, на которых встречается вид), среднее обилие и активность (произведение среднего обилия на постоянство) видов.

Аэропалниологическне исследования. Аэропалинологические исследования проводились по методике A.A. Чигуряевой (1987). Приборы для улавливания пыльцы были установлены на территории города Ишимбая на удаленных не менее чем на 10 м от древесных насаждений открытых

участках на высоте 170 см от поверхности земли. Всего было установлено по 3 прибора на каждом из четырех участков: в зонах многоэтажной (1) и одноэтажной (2) застроек и за пределами города в населенном пункте сельского типа (1).

Предметные стекла с нанесением на него глицерин-желатиновой смеси экспонировались с 1 апреля по конец сентября изаменялиск-каждые 10 дней в. апреле и 5 дней с мая по сентябрь. - Всепг-заг-период 2008-2012 гг. проанализировано более 840 аэропалинологических проб, в которых зарегистрировано - более 35000 пыльцевых,зерен-7.:.: /и^-ч:...

— г;г.д. Исследования препаратов проводилось при;:.помощи бинокулярного микроскопа Биолам. Для определения , видов; .пыльцы использовались

.контрольные препараты (более 50), микрофотографии: irрисунки пыльцевых зерен (Куприянова, 1972, 1978; Мейер-Меликан, 1999; Курманов, Ишбирдин, 2013). Таксономическая принадлежность пыльцы определялась до уровня семейства и рода.

Подсчет количества пыльцевых зерен в препаратах проводили на 12 трансектах, повторность опыта трехкратная. Затем количество подсчитанных пыльцевых зерен экстраполировалось на всю опытную площадь препарата.

Расчет концентрации (абсолютного содержания) пыльцевых зерен в атмосфере производили с учетом поправочного коэффициента (фактора F), который рассчитывается как величина, обратная проанализированному объему воздуха (У™): F= l/V^l).

Проанализированный объем воздуха рассчитывали по формуле:

Va« = Sa„ X Уобщ/Бобщ (2), где

SaH - проанализированная площадь препарата; Vo6ia - общий суточный объем воздуха (равный 14,4 м3); S^ - общая площадь препарата, равная 576 мм2 Проанализированная площадь препарата рассчитывалась по формуле:

SaH = L„ х L т х N (3), где

L„ - ширина ленты (14 мм); L т - ширина трансекты (диаметр поля зрения); N

- число трансект (12).

Абсолютное содержания пыльцы в 1 м3 (Са) рассчитано по формуле:

Са = С„3 х F (4), где

Спз - концентрации пыльцевых зерен в поле зрения препарата, F -поправочный коэффициент (равный 2,4).

Статистическую обработку данных проводили в программе "STATISTICA". Произведенные подсчеты среднего значения концентрации пыльцы и стандартной ошибки за каждую декаду. Для оценки связи изучаемого показателя с метеофакторами применили корреляционный анализ.

Календарь пыления составлялся по следующей методике: для каждого таксона рассчитывался основной период пыления (ОПП) - период времени с

б

момента, когда накопленная концентрация пыльцы составляет 5% от общего годового содержания пыльцы в спектре и до момента, когда она достигает 95% (Nilsson, Person, 1981).

ГЛАВА 3. ФИЗИКО-ГЕГОРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Район исследования расположен в юго-западной части республики в пределах Сакмаро-Бельской равнины, на правобережном коренном склоне долины реки Белой, при впадении в нее реки Тайрук. Западная граница определяется уступом, который четко отделяет равнины Предуралья от гор

Южного Урала (Кадильников, 1981). " : .. .

Ишимбай - административный центр Ишимбайского- . района Республики Башкортостан. Город находится между реками Белой и-Тайрук в 160 км от столицы республики г. Уфа. Входит в агломерацию с городам» • Стерлитамак и Салават. Численность-населения составляет -66«341-»гел.

(2013), площадь — 103,47 км2.

Город характеризуется разветвлённой инфраструктурой, определяемой отношением к южной промышленной зоне, где расположена значительная доля предприятий нефте- и газопереработки и химических производств. Для города Ишимбая злободневна проблема загрязнения воздушного и водного бассейнов.

Флора города насчитывает- 654 вида из 342 родов и 84 семейств высших растений (Голованов, 2011).

ГЛАВА 4. ЗОНИРОВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И АКТИВНОЙ

ФЛОРЫ

Зонирование городской растительности. Состав активной флоры города включает 251 вид из 189 родов и 54 семейств из них 42 вида из 16 семейств относятся к древесно-кустарниковым и 209 видов из 38 семейств к

травянистым растениям.

На основе характера застройки и сочетания определенных типов

растительности проведено зонирование территории города (рисунок 1).

Выделено 5 зон:

- зеленая зона с древесными насаждениями. К этой зоне отнесены территории двух городских парков (Центральный парк культуры и отдыха им А М. Матросова и парка Победы) и 11 скверов, расположенных в разных районах города и различающихся по площади, уровню антропогенно-техногенных нагрузок и доминантному составу растительности. Насаждения городских парков и скверов созданы в разные годы и сложены видами, как местного происхождения, так и интроду центам и. Доминируют в них следующие породы: Populus nigra, Acer platanoides, Ulmus laev.s, Betula

pendula, Pinns sylvestris.

- зона многоэтажной застройки. Видовое разнообразие древесно-кустарниковых растений невелико: за исследуемый период было выявлено 16 видов деревьев и 4 вида кустарника, объединенных в 11 семейств. Активная флора травянистых растений представлена 69 видами, в основном это предстабШкяи семейства Chenopodiaceae, Plantaginaceae, Poaceae, Fabaceae. В дре&есних "насаждениях наиболее активны -Populus nigra, Betula pendula, А1пиу.пптсста, Querciis robur, Acer platanoides. Газонная растительность

- представлена 2 типами: рудеральным и луговым (сеянные и спонтанные).

Растительность рудеральных газонов включает 67 видов травянистых • таксонов (70% от общего числа зарегестрированных на газонах видов). .Доминируют Atliplex patula, Polygonum av¡ciliare, Piatango major, Taraxacum affismalc, Capsella bursa pastoris, Vicia cracca, Artemisia absinthium, Cichorium " intybus На газонах лугового типа доминируют -Fvä^pratensis, Festuca pratensis, Festuca pseudovina, Dactylis glomerata'pETyln^iÏÏ^pfns.

- зона одноэтажной застройки с садово-огорЩЙЩ)«""'участками располагается в северо-западной части города. На .¿¿^территории из культивируемых видов преобладают Solanüm^utíWbmmW'>-kycopersicum esculentum, Malus domestica, Cerasus vulgaris, Ribes nigrum и др. Доминантами спонтанной растительности являются 9 видов, наибольшая активность отмечена для Роа pratensis, Amaranthus retroflexus, Urtica dioica, Dactylis glomerata. На территории зоны произрастает 14 видов деревьев, самыми активными из них являются Pinus sylvestris, Populus nigra. Активная флора рудеральной растительности представлена 54 видами, из которых преобладают Urtica dioica, Carlina vulgaris, Chelidonium majus, Lappula squarrosa, Melilotus albus, Piatango major.

- зона останцев естественной растительности. Здесь преобладают рудерализированная луговая и пойменная растительность. В поймах рек Белой и Тайрук активную флору составляют 10 видов деревьев, 2 вида кустарника и 106 видов трав. Наиболее часто из деревьев встречаются Populus nigra, Betida pendula, Alnus incana. Из трав самыми активными являются Artemisia glauca, Роа palustris, Calamagrostis epigeios, Festuca pratentis, Poten/illa anserina, Carex acuta.

Анализ флоры. Немалую долю видового разнообразия активной флоры составляют растения с аллергенной пыльцой. Список растений -основных продуцентов аллергенной пыльцы состоит из 37 видов растений из 10 семейств (таблица 1). Из них 8 древесно-кустарниковых и 29 травянистых видов. По приуроченности к фитоценозам преобладают лесные (16), луговые (17) и рудеральные (9) видов. Из культивируемых видов к аллергенным отнесены 3 вида - Helianthus annuus, Fraxinus lanceolata, Beta vulgaris.

По данным иммунологического анализа 6 видов растений считаются сильным аллергенами, 13 - средними, 5 - слабыми. Из прочих видов по литературным источникам выявлено 2 -сильных, 4 - средних, 6 - слабых аллергенов. Распространение адвентивных растений становится одной из

причин увеличения заболеваний поллинозом. Самый распространенный представитель из числа инвазивных видов-аллергенов - Лсвг пе8ипс1о.

Рисунок 1. Зонирование городской растительности г. Ишимбая и его окрестностей.

Í- зеленая зона с древесными насаждениями; II - зона многоэтажной застройки, рудсральные сообщества; III- зона одноэтажной застройки с садово-огородными участками; IV - зона останцев естественной . растительности (рудерализированная луговая и пойменная растительность)

- Ьреад сиулишвируемых в городе и пригородах видов большое тчстличсствр пыльцы* продуцируют -культивируемые Щпъшя-У НеИамИш

SeCüle СеГеЫе- Zea mayS- Из Реальных видов ZtTZ Р°ДУЦентами аллергенной пыльцы являются видь,

родов, Mcña' 'Chenopodiaceae (Atriplex, Chenopodium), Asteraceae (.Artemisia, Ambrosia и Cyclachaena xanthiifolia).

Таблица 1

таксона

Жизненная форма1

Poaceae

Agrosris canina

Deschampsia

caespilosa_

Festuca pratensis

В

Dactylis glomerata

Agropyrum repens

Festuca pseudovina

В

В

в

в

Роа palustris

Роа annua

Роа trívialis

Роа pratentis

Phleum phleoides

В

В

В

В

В

Phleum pratense

Chenopodiaceae

Atriplex nitens

Chenopodium album

В

В

в

Chenopodium urbicum

Asteraceae

Artemisia glauca

Artemisia absinthium

Artemisia vulgaris

Ambrosia trífida

В

в

Приуроченность к фитоценозу и

местообита-

Постоянство

W

LF

LF

LF

PS

L

W

LW

LF

RZ

WSL

WSL

33

19

26

38

22

27

10

32

41

43

17

33

33

22

23

20

36

56

Активность

1,0

0,7

1,1

1,4

0,6

1,1

0,5

1,3

1,5

2,1

1,3

1,1

0,7

0,6

0,9

1,3

1,4

0,2

Баллы активности

К.

Taraxacum officinale В

RL

19

0,6

Helianthus annuus

В

12

Lepidoteca sauveolens

0,4

В

RL

21

0,7

Botulaceae

Betulapendula-

-Ai— -

A/nus incana

FW FW

21

0,9

3*

36

A ce ra cea e

Лсег platanoides

A,

1,1

3*

27

2* —

Fagaceae

Quercuzrobur ■ - -

A,

Oleaceae

Fraxinus lanceolata

A,

14

14

0,5

0,5

Tiliaceae

Tilia cordata

Urticaceae

Urtica dioica

A,

10

0,24-

B

WFR

36

Plantaginaceae

2,0

Ptatango major

LFWR

47

1,5

2**

3"

Примечания:

'Жизненные формы (по Серебрякову): А - древесные растения А,-деревья; А2 - кустарник; В - травы.

Приуроченность к фитоценозу и местообитанию (по Минибаеву - и др., 1995): Р-лесные и опушечные местообитания; Ь- луга; Б- степи-пойменные и сырые местообитания; г- засоленные местообитания- Я-рудеральная растительность; М- меловые, известняковые и каменистые склоны; Р- песчаники и галечники; С- культивируемые виды.

Аллергенность пыльцы: * - аллергенность вида по иммунологическому анализу, баллы активности пропорциональны среднему многолетнему значению сенсибилизации пациентов: 1балл- 1-10 %; 2 - 11-20 %; 3 - 21% и выше; ** - аллергенность вида по литературным источникам.

ГЛАВА 5. СОСТАВ ПЫЛЬЦЫ В АТМОСФЕРЕ: СТРУКТУРА ДИНАМИКА

Таксономический состав. В аэропалинологическом спектре преобладает пыльца ветроопыляемых растений.

Анализ количественного соотношения пыльцевых зерен древесных и травянистых видов выявил, что в различные годы исследований пыльца древесных растении преобладает (рисунок 2).

В атмосфере города за 2008 год выявлена пыльца 28 таксонов из них 13 таксонов деревьев, 15 - трав, за 2009 год - 31 таксон, (соответственно деревьев и трав - 14 и 17), в 2010 - 30 таксонов (14 и 16) в 2011 год- 35 таксонов, (13 и 22), в 2012 год - 37, (13 и 24). Всего за годы наблюдений за

11

атмосферой города удалось диагностировать пыльцу' ^

таксонам Список- идентифицированных таксонов включает. 9 таксон°в деревьев и кустарников: (Betula, Corylus, Alnus, Quercus, Acer, Vlmus^T " pTus Larix Populus, Salix, Sorbus aucuparia, Padus avium, VtburnumPopulus Frax in us Lo n ice ra, CaprifoHaceae, Euonymus) и 27 таксонов трав: (Poaceae, Asteaceae Artemisia Achillea millefolium, Helianthus annUus, Arctium, TaZaZn mica, СаппаЬЫ, Amaranthus retrojlexus, Plantago, Rumex SenopodTaceae, Fabaceae, Apiaceae, Lamiaceae, Rosaceae Papaveraceae Brassicaceae, Ranunculaceae, Rubiaceae, Cyperacaeae, Caryophyllaceae, Malvaceae, Liliaceae, Solanaceae,).

Рисунок 2. Соотношение (%) растений в г. Ишимбай в годы исследования.

По результатам исследования отмечено три периода нарастания концентрации пыльцы в атмосфере, т. е. три пыльцевых периода, весенний весенне-летний, летне-осенний. Весенний период (апрель-май) характеризуете максимальным содержанием пыльцы древесных растении^ Второй период совпадает со временем массового цветения злаковых трав и

тпетий - цветением рудеральных растении.

Характер межсезонной динамики концентрации пыльцы в воздухе на протяжении 5 лет исследований варьирует (рисунок 3). Продолжительность и сроки пыления отдельных таксонов по годам различаются, это являйся результатом воздействия метеорологических факторов, оказывающих существенное влияние на начало, продолжительность и интенсивност пыления отдельных видов, что отражается на сезонной динамике содержания

"""зГп^^-ледования в Ишимбайском районе выявлено 20 таксоно^ в 2009 году и 24 таксона в 2010 году. При сравнении аэропалинологическогс спектра города и района исследования показали, особых различии н наблюдаются.

2008 2009 2010

20I1 2«|2

Рисунок 3. Разногодичная динамика конЩЩр аэропланктоне. :;,

пыльцы в

На количестве продуцированной пыльцы сказывается выпас скота и скашивание травостоя. Воздух за городом более чистый, поэтому пыльца менее аллергенная. В районе, в августе - сентябре, встречается в аэропланктоне в небольшом количестве пыльца рода Ambrosia, которая является одним из сильных аллергенов, но встречается в малом количестве. Анализ ритмики пыления показал, что появление пыльцы амброзии в аэропланктоне Ишимбайского района в эти годы имеет дальнезаносное происхождение.

Влияние метеофакторов. Ранее в литературе отмечалось, что количество пыльцы в атмосфере зависит от метеорологических факторов (Мейер-Меликян, 1999). Нами была поставлена задача, выявить зависимость содержания пыльцы в атмосфере от температуры, влажности, осадков и силы ветра. Результаты анализа зависимости подекадной концентрации пыльцы (шт. на 1 м 3) от метеорологических условий (данные Башкирской гидрометеорологической станции) за 2008 - 2012гг. представлены в таблице 2.

Таблица 2 Корреляции показателя концентрации пыльцы в атмосфере (шт. на 1 м3) с климатическими показателями по годам наблюдения

Период пыления

Апрель-май

Июнь-июль

Июль-август

Температура, С°

0,14

0,67

0,25

Влажность,%

-0,73

-0,20

-0,25

Осадки, мм

-0,85

0,20

0,73

Ветер, м/с

0,14

-0,92"

-0,39

■ связь статистически значима

Как статистически значимая, проявляется только связь концентрации пыльцы (основные поставщики пыльцы - злаки) во второй период с силой ветра. Положительную и относительно высокую зависимость концентрации пыльцы в аэропланктоне от температуры во второй период пыления и осадков в третий период пыления, а также отрицательную зависимость от

13

количества осадков и влажности в первый период можно рассматривать как тенденции. Анализ содержания пыльцы в аэропланктоне в различные периоды исследований при разных сочетаниях факторов позволил установить некоторые закономерности:

- некоторые смещения периодов„основной палинации связаны со смещением фенологических дат. "В 2009"году цветение растений-сместилось на 2 декады ввиду низкой температурывоздухаи не зависело от показателей

осадков и влажности; - ■

- максимальное количество пыльцевых зерен в гррапланкгаде;,во все • периоды пылешта-лнабяюдалось в 2011 и 2012 годах, при о.гпшалмнгм

сочетании умереншях—осадков и,-высокой температуры, что является

благоприятным условием для развития растений;

- минимальное содержание пыльцы в первый пик пыления наблюдалось:- шризхпнегании- обильных осадков и высоких показателях влажности с низкими температурамиг

- большое количество осадков, высокая влажность воздуха при высокой температуре во второй период пыления также отрицательно

повлияли на концентрацию пыльцы в атмосфере;

- в жаркий и засушливый период количество пыльцы в атмосфере снижается, так в экстремальном по метеоусловиям 2010 году по причине выгорания растений наблюдается тенденция к снижению этого показателя на 1 -8% относительно других лет наблюдения.

Изучена связь содержания пыльцы в аэропланктоне от метеоусловий для отдельных видов. Отмечена положительная и относительно высокая (статистически не значимая) корреляционная зависимость содержания в атмосфере пыльцы Alnus в первый и Artemisia в третий период пыления от влажности и осадков (г=0,53 и г=0,84, соответственно). Для содержания пыльцы Betula установлена отрицательная корреляционная зависимость от влажности воздуха (г=-0,59; статистически не значимая).

Пыльца как источник аллергии. Одной из задач исследований было изучение этиологического спектра поллинозов и анализ региональных особенностей структуры сенсибилизации к пыльце отдельных аллергенных растений. Результаты могут послужить основой как для связанной с сезонами пыления отдельных видов растений профилактики заболеваемости, так и для оптимизации состава городской растительности в целях повышения ее санитарно-гигиенической роли.

По Республике Башкортостан 49,1% от всех респираторных аллергозов занимают поллинозы, в г. Ишимбай 14,2% больных аллергией страдают аллергией на пыльцу растений. Для изучения этиологии поллинозов в регионе использованы результаты иммуноаллергологического анализа (скарификационные пробы), выполненные в районной поликлинике (г. Стерлитамак) за период с 2009 по 2012 гг.

За 4 учетных года в районной поликлинике было зарегистрировано 517 случаев обращения с клиническими проявлениями поллинозов. При этом если в 2009 г. их было 89, то в 2010 г. число больных увеличилось до 108 человек, в 2011 г. - до 142, а в 2012 г. возросло до 178. Увеличение заболеваемости вызвано, в том числе загрязнением окружающей среды различными аллергенами. Поллинозы занимают значительное место, среди аллергических заболеваний и частота их зависят от экологических и природно-климатических условий. - -

Анализ литературных источников по рассматриваемой проблеме показывает, что этиологический спектр пыльцевых. аллергенов в каждом регионе специфичен. К примеру, в Республике Коми (лесная зона) преобладает сенсибилизация на пыльцу Betula (Вахнина и др., 2012), в Оренбургской области (степная зона) — на Artemisia, а в Краснодаре на амброзию (Остроумов, 1972), в г. Уфе (лесостепная зона) - на злаки (Dactylis, Phleum, Festuca, Bromus, Elytrigia) (Фаюршин и др., 2008).

Исходя из этих данных, нами выдвинута гипотеза о зависимости картины пыльцевой сенсибилизации больных поллинозом от определяемого характером растительности региона состава доминирующих видов растений - потенциальных аллергенов.

Для проверки гипотезы нами проведен корреляционный анализ между показателями средних значений сенсибилизации к пыльце отдельных таксонов и среднемноголетним суммарным содержанием пыльцы этих таксонов в 1м3 воздуха. Установлена положительная статистически значимая корреляция этих показателей (г=0,67). В связи с тем, что идентификация видовой принадлежности пыльцы злаков затруднена, в анализ вовлечены средние данные по сенсибилизации пациентов к злакам (60%) и среднемноголетнее суммарное содержание пыльцы Роасеае в 1 м3.

Анализ спектра пыльцевой сенсибилизации больных поллинозом по результатам скарификационных проб показывает, что в нашем регионе преобладает чувствительность к пыльце деревьев (Corylus, Alnus, Betula, Quercus). На втором месте — сенсибилизация к пыльце злаков (Festuca, Phleum, Dactylis). на третьем месте - сенсибилизация к пыльце сорных трав (Atriplex). Весенняя и раннелетняя волны пыления могут быть отнесены к рискованным для больных поллинозом жителей города, обладающих высокой сенсибилизацией на пыльцу Betula и Роасеае.

Календарь пыления. Результатом аэропалинологических исследований является создание календаря пыления для г. Ишимбай и Ишимбайского района. Для составления календаря пыления отобраны 16 таксонов, пыльца которых доминирует в воздухе и/или обладает ярко выраженЕшми аллергенными свойствами (Betula, Alnus, Corylus, Populus, Ulmus, Acer, Quercus, Fraxinus, Salix, Artemisia, Urtica, Rumex, Plantago Chenopodiaceae, Роасеае, Pinaceae). Представители древесных и травянистых таксонов анализировались отдельно из-за различной пыльцевой

продуктивности. Усредненные календари пыления за весь период наблюдений представлен на рисунках 4-5.

Количество пыльцевых зерен (1 м"7декада) 1-10

Рисунок 4 Календарь пыления древесных растений для города Ишимбай

Рисунок 5. Календарь пыления трав для Ишимбайского района

Примечание: * Роасеае - лисохвост, ежа, тимофеевка, рожь, костер, овсяница, кукуруза, мятлик, пырей;** СЬепоросКасеае - лебеда, марь и

другие

Выводы

1. Активная флора г. Ишимбая включает 251 вид, относящихся к 189 родам 54 семейств. В составе флоры отмечено 37 аллергенных видов, из них 8 видов сильных аллергенов, 18 - средних, 11 - слабых.

2. Таксономический анализ пыльцевого состава аэропланктона г. Ишимбая и окрестностей показал более низкое разнообразие пыльцы в атмосфере за пределами города - 20 таксонов. В городском аэропланктоне встречается пыльца 45 таксонов, из которых 24 имеет аллергенную природу. В динамике количественного состава аллергенных таксонов (2008-2012 гг.) выявлена тенденция увеличения доли пыльцы синантропных трав: Chenopodiaceae, Urtica-, доля пыльцы доминирующего аллергена Betula в атмосфере города снижается, за счет санитарной рубки деревьев пораженных

бактериальной водянкой березы.

3 Аэропалинологический спектр на протяжении 5 лет наблюдении оставался относительно стабильным. Сезонная динамика, концентрация пыльцы в целом и отдельных видов имеют разногодичные отличия. В сезонной динамике количественного состава пыльцы в атмосфере г. Ишимбая отмечено 4 (2009 г.) и 3 (2008, 2010-2012 гг.) пика. Выделено три экологические волны пыления: апрель - май (анемофильные древесные таксоны), июнь - середина июля (злаки), конец июля - сентябрь (полынь, маревые). Наибольшее количество пыльцы в атмосфере зафиксировано в апреле-мае (55% от суммарного содержания), во второй период - 33%, в третий - 12%. Итогом исследований явилось создание календаря пыления для г Ишимбая и Ишимбайского района.

4 Анализ влияния температуры, ветра и относительной влажности воздуха на палинологический спектр аэропланктона выявил следующие закономерности: сочетание высокой температуры и умеренной влажности воздуха и усиление ветра увеличивает концентрацию пыльцы в атмосфере. Корреляция показателей концентрации пыльцы в атмосфере в период экологической волны пыления и пиков пыления отдельных видов с климатическими факторами показала, что на содержание в атмосфере пыльцы рода Betula наибольшее влияние оказывает влажность воздуха, а концентрация пыльцы родов Alnus и Artemisia положительно зависит в большей степени от температуры.

5 Выявлена статистически значимая связь между частотой пыльцевой сенсибилизации к пыльце отдельных таксонов и количественным составом пыльцы этих таксонов в атмосфере. Анализ спектра пыльцевой

сенсибилизации больных поллинозом по результатам скарификационных проб показывает, что в нашем регионе преобладает чувствительность к пыльце деревьев (Corylus, Alnus, Betula, Quercus). На втором месте — сенсибилизация к пыльце злаков (Festuca, Phleum, Dactylis), на третьем месте - сенсибилизация к пыльце рудеральных трав (Atriplex). Весенняя и раннелетняя волны пыления могут быть отнесены к рискованным для больных поллинозом жителей города, обладающих высокой сенсибилизацией на пыльцу Betula и Роасеае.

Статьи в изданиях, включенных в «Перечень научных изданий и журналов, рекомендуемых ВАК РФ»

1. Почуева H.H., Курманов Р.Г. Оценка особенностей пыления основных аллергенных таксонов г. Ишимбая // Вестник Башкирского университета.-2013,-Т. 18. №3,-С. 716-718.

2. Почуева H.H., Курманов Р.Г. Этиология поллинозов в Стерлитамакском районе Республики Башкортостан // Вестник Башкирского университета.-2013. - Т. 18. №4. - С. 1034 - 1036.

Другие публикации:

1.Почуева H.H. Анализ вегетационных закономерностей пыления при воздействии на них метеорологических факторов // Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований: сб. материалов VII Международной научно-практической конференции. - Новосибирск: Из-во ЦРНС,- 2013. -С.14- 18.

2.Почуева H.H. Механизм возникновения аллергической реакции и выявление случаев поллиноза в городе Ишимбае // Приволжский вестник,-2013.-№11(27).- С. 37-39.

3. Почуева Н. Н. Типизация городской растительности (на примере г. Ишимбай) // Наука и современность: сб. материалов XXVI Международной научно-практической конференции: часть 1. - Новосибирск: Из-во ЦРНС.-2013,- С.-22-27

4.Почуева H.H. Сравнительный таксономический анализ пыльцевого спектра атмосферы города Ишимбая за 1999 и 2009 гг.//Достижения вузовской науки: сб. материалов I Международной научно-практической конференции. -Новосибирск: Из-во НГТУ. - 2012. - С. 36 - 39.

5.Почуева H.H. Динамика содержания пыльцы в атмосфере г. Ишимбай и Ишимбайского района // Научная перспектива. - 2010. - №10. - С. 94 - 95.

Подписано в печать 11.09.2014г. Формат 60*84/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Тираж ЮОэкз. Гарнитура «Times New Roman». Отпечатано в типографии ГУП Ишимбайская городская типография. Адрес: 453210, Республика Башкортостан, г. Ишимбай, ул. Советская, 88.