Скрининговая оценка экологического состояния городской среды по древесным культурам

Дружкина, Татьяна Алексеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Скрининговая оценка экологического состояния городской среды по древесным культурам
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Скрининговая оценка экологического состояния городской среды по древесным культурам"

На правах рукописи

Дружкнна Татьяна Алексеевна

СКРИНИНГОВАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ ПО ДРЕВЕСНЫМ КУЛЬТУРАМ

Специальность: 03.00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Астрахань - 2007

003162295

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н И Вавилова»

Научный руководитель - Почетный работник высшего

профессионального образования РФ, доктор химических наук, профессор Гусакова Наталия Николаевна

Официальные оппоненты Доктор биологических наук, профессор

Пилипеико Владимир Николаевич Астраханский государственный университет

Доктор биологических наук, профессор Бакташева Надежда Мацаковна Калмыцкий государственный университет

Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Ульяновский государственный университет

Защита состоится «9» ноября 2007 года в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 009 02 при Астраханском государственном университете по адресу 414000, г Астрахань, пл Шаумяна 1, Естественный институт АГУ, E-mail ei@aspu ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Естественного института АГУ по адресу 414000, г Астрахань, пл Шаумяна 1, Естественный институт

Автореферат разослан « £ » октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

МИ Пироговский

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Города, как промышленные центры, характеризующиеся высокой концентрацией производства и населения, оказывают постоянно усиливающееся многостороннее воздействие на окружающую среду и здоровье населения В настоящее время имеется большой арсенал методов для выявления различных неблагоприятных воздействий на состояние окружающей среды Существующая система контроля качества среды базируется на данных по физико-химическому анализу объектов окружающей среды, по состоянию биоразнообразия и других Для проведения оценки качества окружающей среды на всех уровнях применяются различные подходы, но особенно важной является биологическая оценка Это связано с тем, что именно состояние живых организмов позволяет прогнозировать такие изменения в окружающей среде, которые могут привести к необратимым последствиям В трудах Центра Экологической Политики России (ЦЭПР) показано, что стабильность развития как способность организма к нормальному развитию является чувствительным индикатором состояния природных популяций и позволяет оценивать суммарную величину антропогенной нагрузки Наиболее простым и доступным для использования способом оценки стабильности развития является определение величины флуктуирующей асимметрии билатеральных морфологических признаков (ФА)

Учитывая, что экологический каркас любого города образован разными по происхождению, назначению и структуре зелеными насаждениями, перспективной и актуальной является оценка стабильности развития древесных культур, как маркеров состояния окружающей среды, вместе с тем в литературе имеется единичное количество работ по этому направлению

Актуальность данной тематики связана также с тем, что определение стабильности развития древесных культур дает возможность экспрессной оценки экологического состояния городской среды и принятия срочных решений по ее оздоровлению

Диссертация выполнена в соответствии с госбюджетными планами НИР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н И Вавилова» по теме «Разработка стратегии повышения эффективности биоиндикационных методов оценки состояния урбанизированных территорий»

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось комплексное изучение биоиндикационных свойств древесных культур и прогнозирование качества городской среды.

Для реализации этой цели необходимо было решить следующие задачи

> изучить стабильность развития семи древесных культур в условиях различных антропогенных нагрузок на основе расчета флуктуирующей асимметрии листьев,

> выявить древесные культуры, наиболее эффективные биоиндикаторы,

> исследовать ответную реакцию древесных культур на загрязнения, выражающуюся в накоплении суммы фенольных соединений в листьях,

> оценить состояние воздушного бассейна на территориях исследуемых ландшафтно-архитектурных ансамблей по физико-химическим характеристикам снегового покрова,

> определить состояние почвенного покрова на территориях исследуемых ансамблей по интегральным физико-химическим характеристикам почв,

> установить корреляционные зависимости между нарушением стабильности развития древесных культур и физико-химическими характеристиками объектов окружающей среды,

> составить биоиндикационный ряд древесных культур, который может быть использован для прогнозирования качества среды локальных городских биоценозов,

> предложить рациональный ассортимент древесных культур для скрининговой оценки экологического состояния городской среды по древесным культурам

Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование реакции древесных культур на антропогенное воздействие биологическими и физико-химическими методами, проведен сравнительных анализ ответных реакций древесных культур на схожих участках

■ Построен биоиндикационный ряд изученных древесных культур по степени чувствительности к городскому антропогенному прессингу,

■ Выявлены корреляционные связи показателей флуктуирующей асимметрии листьев древесных культур с концентрацией фенольных соединений образующихся в листьях, в качестве защитной реакции,

■ Установлена четкая аналогия в оценке качества локальных биоценозов, проведенная двумя независимыми методами - биологическом, основанном на морфометрическом анализе листьев и химическом, основанном на титриметрическом определении суммы фенольных соединений в листьях древесных культур,

■ Оценена кислотность и минерализация снежного покрова на изучаемых ландшафтно-архитектурных ансамблях ионометрическим методом,

■ Выявлена зависимость изменения флуктуирующей асимметрии листьев древесных культур от интегральных физико-химических характеристик почв,

■ Показана возможность прогнозирования качества почв на основе скрининговой оценки стабильности развития древесных культур,

■ Установлены древесные культуры, устойчивые к загрязнению, которые могут быть рекомендованы для озеленения антропогенно-депрессионных территорий,

" Определен круг древесных растений, чувствительных биоиндикаторов, которые могут быть использованы как маркеры качества антропогенно измененной городской среды

Получены новые знания о биоиндикационных свойствах древесных культур, которые могут служить показателями для экспрессной оценки городской среды, а также могу быть положены в основу экологического мониторинга на территориях промышленных центров

Практическая значимость работы. Результаты диссертационного исследования являются вкладом в разработку теоретических и практических основ экологического мониторинга антропогенно измененной городской среды

Выявленные закономерности могут быть реализованы в качестве методической основы для скрининговой оценки качества окружающей среды, экспрессного определения патогенных территорий

Полученные результаты имеют практический интерес для организации ландшафтно-архитектурного дизайна города и построения его экологического каркаса

Новый методологический подход может быть использован для выбора рационального ассортимента древесных культур при составлении программ озеленения города

В ходе исследования были получены обширные базы данных, включающие характеристики состояния древесных культур, воздушного бассейна, физико-химических характеристик почвенного покрова исследуемых ландшафтно-архитектурных ансамблей, которые представляют интерес для определения масштабов экологического риска от деятельности передвижных и стабильных источников загрязнения

Результаты исследования переданы в «Комитет охраны окружающей среды и природопользования Саратовской области» для корректировки, улучшения структуры и состояния существующих насаждений древесных культур, а также планирования и создания новых перспективных ландшафтно-экологических ансамблей

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс используются для чтения лекционного курса и проведения практикума по дисциплине «Экологическая химия» для студентов специальностей «Агроэкология», «Защита растений», «Лесное хозяйство», «Садово-парковое и ландшафтное строительство» в ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н И Вавилова», а также при чтении лекций, проведении лабораторных работ и курсового проектирования по дисциплинам «Экология растений», «Экологическая токсикология» для студентов архитектурно-строительного и энергетического, транспортного факультетов Саратовского государственного технического университета

Апробация результатов исследования Основные результаты диссертационного исследования были доложены и обсуждены на следующих конференциях: Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря (Астрахань, 2005, 2006), межвузовской научной конференции студентов, аспирантов, адъюнктов «Экологический кризис Закон. Человек» (Саратов, 2005), 10-й Пущинской школе-конференции молодых ученых, посвященной 50-летию Пущинского научного центра РАН «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2006); VI Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналити-ка-2006» (Самара, 2006), III Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии и охраны природы Пути их решения» (Ульяновск, 2006), II Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов, секция «Экология», (Екатеринбург, 2006), V Всероссийском научно-методическом семинаре «Модернизация современного образования к экологической компетентности - через экологическую деятельность» (Санкт-Петербург, 2006), X Докучаевских молодежных чтения «Почвы и техногенез» (Санкт-Петербург, 2007); Научно-практической конференции молодых ученых Приволжского федерального округа «Роль молодых ученых в реализации национального проекта «Развитие АПК» (Саратов, 2007), Международной конференции молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2006», секция «Почвоведение» (Москва, 2006), а также «Ломоносов-2007», секция «Биология» (Москва, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Вавиловские чтения», секция «Биология, Экология» (Саратов, 2005, 2006), I Международной интерактивной научной конференции «Современные аспекты экологии и экологического образования» (Астрахань, 2007), Международной научно-практической конференции «Экология биосистем проблемы изучения, индикации и прогнози-

рования» (Астрахань, 2007), ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы в СГАУ имени H И Вавилова (Саратов 2004 - 2006)

Основные положения, выносимые на защиту:

> результаты стабильности развития древесных культур в условиях различных антропогенных нагрузок на основе расчета флуктуирующей асимметрии листьев и определения концентрации фе-нольных соединений в листьях,

> биоиндикационный ряд древесных культур - эффективных маркеров экологического состояния городских биоценозов,

> количественная оценка интегральных физико-химических характеристик антропогенно измененных городских почв и снежного покрова,

> методология скрининговой оценки качества городской среды по древесным культурам,

> предложения к формированию ассортимента древесных культур для создания ландшафтно-экологических ансамблей

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, в том числе 1 статьи в центральном журнале по списку ВАК РФ, 10 статей в сборниках трудов и материалов конференций, 6 тезисов докладов общим объемом 2,78 п л , авторский вклад 1,94 п л

Личный вклад соискателя. Автор принимал личное участие в анализе и критической оценке литературных источников, сборе образцов листьев древесных культур, почвы и снега с 2004 по 2007 гг , постановке и проведении лабораторных исследований, обработке и анализе полученных экспериментальных данных, апробации и внедрении полученных результатов Самостоятельно подготовленные автором рукописи диссертации, статей и тезисов докладов были отредактированы научным руководителем Материалы диссертации изложены в работах, опубликованных в соавторстве с научным руководителем и студентами 2-4 курсов, занимающихся НИРС под руководством автора Доля личного участия автора в подготовке и написании всех публикаций составляет 70-80%

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложения Работа изложена на 191 странице компьютерного текста, иллюстрирована 13 таблицами и 120 рисунками Список литературы включает 185 источников, в том числе более 50% на иностранных языках

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, отмечается ее научная новизна и практическая значимость, формулируются цель и задачи исследования

Глава 1 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОИНДИКАЦИИ (обзор литературы)

В главе представлен обзор работ отечественных и зарубежных авторов, посвященный рассмотрению общих вопросов теории биоиндикации, рассмотрены антропогенные факторы, вызывающие стресс у биологических систем, показана возможность осуществления биоиндикации на различных уровнях организации живой материи, раскрыты биохимические и физиологические реакции растений на антропогенные стрессоры, обосновано значение морфологических изменений для биоиндикации состояния окружающей среды (Запрометов, 1993, Захаров, 1993, Каплин, 2001, Кряжева, 1996, Львов, 1992, Стрельцов, 2004, Jager, 1980, Gluch, 1980) На основе критического анализа литературных сведений определены основные направления исследования и обоснована актуальность комплексного изучения биоиндикационных свойств древесных культур различными методами

Глава 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Все исследования осуществлены автором в 2005-2007 гг на территории г Саратова, а также в лесхозе «Ново-Бурасский», расположенном примерно в 100 км от города

Объем и место сбора исследованного материала представлены в табл 1

За период исследования было проанализированного 31457 экземпляров листьев, 189 образцов почв с территории 12-ти ланд-шафтно-архитектурных ансамблей Полученные данные обрабатывали при помощи пакета Statistika -50, представляющего собой интегрированную систему статистического анализа и обработки данных

Для расчета флуктуирующей асимметрии листьев древесных культур использовали систему морфологических признаков по методике «Биотест» Захарова В М и Кларк Д М (1993)

Анализ суммы фенольных соединений в листьях древесных культур проводили титриметрическим методом с индикатором инди-гокармином по методике Левенталя в модификации А Л Курсанова.

Таблица 1 - Объем и места сборов исследованного материала

№п/п Место сбора материала Число учтенных листьев Количество образцов почв и снега

1 2 3 4

1 Сквер Дворца культуры «Саратовстройстекло» Береза повислая - Betula pendula Roth-100 (300) Каштан конский - Aesculus hippocastanum L -98 (294) Липа мелколистная - Tilia cordata Mill-91 (273) Клен остролистный - Acer platanoides L -89 (267) Тополь пирамидальный - Populus italika (Du Roí) Moench-100 (300) 9

2 Сквер ТЦ «Поволжье» Береза повислая - Betula pendula Roth-300 (900) Каштан конский - Aesculus hippocastanum L -300 (900) Липа мелколистная - Tilia cordata Mill-300(900) Клен остролистный - Acer platanoides L -300(900) Акация белая - Robmia pseudoacacia L -300 (900) Сирень обыкновенная - Synnga vulgaris L -300(900) Тополь пирамидальный -Populus italika (Du Roí) Moench -300 (900) 27

3 Сквер «Дружба народов» (ОАО «Авиационный завод») Береза повислая - Betula pendula Roth -300 (900) Липа мелколистная - Tilia cordata Mill-300 (900) Акация белая - Robmia pseudoacacia L -300 (900) Сирень обыкновенная - Synnga vulgaris L -300 (900) Тополь пирамидальный -Populus italika (Du Roí) Moench -300 (900) 27

4 Бульвар по улице «Большая Садовая» (ОАО «Электроисточник») Береза повислая - Betula pendula Roth -300 (900) Каштан конский - Aesculus hippocastanum L -300 (900) Липа мелколистная - Tilia cordata Mill-300 (900) Тополь пирамидальный - Populus italika (Du Roí) Moench -300 (900) 27

5 Бульвар по улице им ПГ Рахова и аллея Кадетов Береза повислая - Betula pendula Roth -100 (300) Каштан конский - Aesculus hippocastanum L -94(282) Тополь пирамидальный - Populus italika (Du Roí) Moench -100 (300) 9

6 Лаядшафтно-архитектурный ансамбль «Городок СГУ» Береза повислая - Betula pendula Roth -300 (900) Липа мелколистная - Tilia cordata Mill-300 (900) Клен остролистный - Acer platanoides L -300 (900) Акация белая - Robinia pseudoacacia L -300 (900) Тополь пирамидальный - Populus italika (Du Roí) Moench -300 (900) 27

Окончание табл 1

1 2 3 4

7 Парк «Липки» Береза повислая - Betula pendula Roth -200(600) Каштан конский - Aesculus hippocastanum L -200(600) Липа мелколистная - Tilia cordata Mill-200(600) Клен остролистный - Acer platanoides L -200(600) Тополь пирамидальный - Populus italika (Du Roi) Moench -200(600) 18

8 Сквер «Театральная площадь» Береза повислая - Betula pendula Roth -100 (300) Клен остролистный - Acer platanoides L -98 (294) Тополь пирамидальный - Populus italika (Du Roi) Moench -100 (300) 9

9 Ландшафтно- архитекгурный ансамбль «Набережная Космонавтов» Береза повислая - Betula pendula Roth -100 (300) Каштан конский - Aesculus hippocastanum L -94 (282) Липа мелколистная - Tilia cordata Mill-99 (297) Клен остролистный - Acer platanoides L -91 (273) Акация белая - Robinia pseudoacacia L -90 (270)

10 Сквер Театра «Оперы и балета» Береза повислая - Betula pendula Roth -100 (300) Липа мелколистная - Tilia cordata Mill-96(288) Клен остролистный - Acer platanoides L -93 (273) Акация белая - Acacia alba L -88 (279) Тополь пирамидальный - Populus italika (Du Roi) Moench -100 (300) 9

11 Сквер на площади С М Кирова Береза повислая - Betula pendula Roth -100 (300) Каштан конский - Aesculus hippocastanum L -98 (294) Липа мелколистная - Tilia cordata Mill-95 (285) Клен остролистный - Acer platanoides L -98 (294) Акация белая - Robinia pseudoacacia L -89 (267) Тополь пирамидальный - Populus italika (Du Roi) Moench -100 (300) 9

12 Лесхоз «Ново-Бурасский» Береза повислая - Betula pendula Roth -100 (300) Каштан конский - Aesculus hippocastanum L -99 (297) Липа мелколистная - Tilia cordata Ш1-98(284) Клен остролистный - Acer platanoides L -99(297) Акация белая - Robinia pseudoacacia L -89 (267) Тополь пирамидальный - Populus italika (Du Roi) Moench -100 (300) 9

Отбор проб снега и анализ снеговой воды проводили согласно руководству по контролю загрязнения атмосферы - РД 52 04 186-89 Для отбора проб использовали стандартный снегомер Измеряли рН талой снеговой воды потенциометрическим методом с помощью иономера И-500 в трехкратной повторности, минерализацию снеговой воды измеряли на приборе кондуктометр «Анион-7020», пересчет общего количества солей производили на хлорид натрия

Отбор проб проводили в соответствии с ГОСТ 28168-89, пробо-подготовку и анализ почв — по ГОСТ 26483-85 Измерения проводили потенциометрическим методом на ионометре И-500 При определении рН использовали электродную систему, включающую электрод сравнения ЭВЛ-1М 3 1 и стеклянный электрод с водородной функцией ЭСЛ-63-07 Окислительно-восстановительный потенциал почв измеряли в милливольтах как обратимый потенциал комбинированного электрода ЭСК- 10601/7

Глава 3 ПРИРОДОЮ-ЛАНДШАФТНАЯ И КЛИМАТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА САРАТОВА

Саратов расположен в широкой котловине, которая окружена грядами Приволжской возвышенности, город растянулся вдоль Волги на 33 км К специфике городского ландшафта относят плохую проветриваемость воздушного бассейна, наличие оползневых участков и зон близкого залегания подземных вод Площадь городской территории 377,9 км2, численность населения - 864,6 тыс человек

Климат континентальный, в городе выпадает в среднем 416 мм осадков, преобладают ветра северо-западного, западного и юго-восточного направлений, средняя скорость ветра 2,8 м/сек

По промышленному потенциалу г Саратов относится к крупнейшим городам России с многопрофильной промышленностью, главными среди отраслей которой являются нефтеперерабатывающая, химическая, электроэнергетическая, стройиндустрия и др Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников промышленных предприятий в 2006 г составил 26,234 тыс т

За исследуемый период 2005-2007 гг наблюдался рост уровня загрязнения атмосферного воздуха в г Саратове На рис 1 приведена динамика изменения индекса загрязнения атмосферы за 1998-2006 гг

В городе насчитывается около 270 га насаждений общего пользования, что составляет 3 м2 на одного жителя, при существующей норме 28 м2

Деятельность человека нарушила естественный почвообразовательный процесс в черте города, схематично все почвы можно объединить в 4 группы; черноземы южные, насыпные почвы, перемешанные почвогрунты, насыпные грунты, только 70 % ландшафтно-архитектурных ансамблей имеют почвогрунты с удовлетворительными лесорастнтельными условиями.

На территории ландшафтно-архитектурных ансамблей произрастает более 100 видов деревьев и 87 видов кустарников. Преобладающими древесными породами являются тополь пирамидальный, береза повислая, каштан конский, липа мелколистная, акация белая, клен остролистный и др. В связи со сказанным, нами были исследованы биоиндикационные свойства именно этих древесных культур.

годи

Рис. 1. Динамика измерения индекса загрязнения атмосферы

Глава 4. ИЗУЧЕНИЕ БИОИНДИКАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ДРЕВЕСНЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННО ЗАГРЯЗНЕННОЙ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ.

В настоящей главе приведены результаты исследования биоиндикационных свойств 7 древесных культур, выполненные на основе расчета флуктуирующей асимметрии их листьев.

Все многообразие ландшафтно-архитектурных ансамблей Саратова нами условно разделено на четыре группы, по аналогии с загрязнением атмосферного воздуха:

— группа «Промышленные» - ландшафтно-архитешурпые ансамбли, расположенные в непосредственной близости к крупным предприятиям различных отраслей: Сквер «Дружбы народов», расположенный около ОАО «Саратовский авиационный завод», Бульвар по ул. Большая Садовая, расположенный около ОАО «Электроисточник».

- группа «Авто» - ландшафтно-архитектурные ансамбли, окруженные со всех сторон автомагистралями с интенсивным движением автотранспорта ландшафтно-архитектурный ансамбль «Городок СГУ», сквер на пл СМ Кирова, сквер Театра «Оперы и Балета», бульвар по ул П Г Рахова и «Аллея Кадетов», сквер на «Театральной площади»

- группа «Промышленные и авто» - ландшафтно-архитектурные ансамбли Саратова, расположенные на расстоянии 0,5 - 1,0 км от промышленных предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный воздух города и вблизи автомагистралей с интенсивным движением грузового и пассажирского транспорта сквер ДК «Саратовст-ройстекло», сквер ТЦ «Поволжье»

- группа «Отдых» - ландшафтно-архитектурные ансамбли Саратова, являющиеся любимым местом отдыха горожан, к ним мы отнесли ландшафтно-архитектурный ансамбль «Набережная Космонавтов», парк «Липки»

- группа «Контроль» - ландшафтно-архитектурный ансамбль лесхоза «Ново-Бурасский»

По результатам трехлетнего исследования создан банк данных о состоянии древесных культур в целом по городу с учетом многообразия факторов действия

Нами установлено, что за истекший период 2005-2007 гг наблюдаются две тенденции для всех видов исследуемых культур в городских ландшафтно-архитектурных ансамблях

I Для ландшафтных ансамблей, отнесенных нами ранее к группе «Промышленные», можно проследить тенденцию по уменьшению ФА за период 2005-2007 гг Полученные данные коррелируют с данными Комитета государственного экологического контроля и природопользования Саратовской области, в которых показано, что ОАО «Авиационный завод» существенно снизил производство, а ОАО «Электроисточник» приобрел газопылеулавливающие установки, в результате чего повысил утилизацию выбросов Биологические системы — древесные культуры адекватно отреагировали на это небольшим уменьшением ФА листьев на двух ландшафтно-архитектурных ансамблях сквер «Дружбы народов» и бульвар по ул Большая Садовая (рис 2)

II Для ландшафтных ансамблей, отнесенных нами ранее к группам «промышленные и авто», а также «авто» и «отдых» можно проследить другую тенденцию в исследуемый период 2005-2007 гг для трех указанных типов ансамблей наблюдается четко выраженное уве-

личение ФА листьетз всех изучаемых нами культур (рис- 3). Нами установлено, что наибольшие усиления ФА наблюдаются для древесных культур — береза повислая, каштан конский, липа мелколистная. Их можно считать наиболее чувствительными биоиндикаторами,

ФА

2006 г. 2007 Г.

береза каштан лигз сирень тополь

2005 г.

Рис 2. Значения показателей ФА листьев древесных культур на бульваре по ул. Б. Садовая в 2005 - 2007 гг.

ФА

Рис. 3. Значения показателей ФА листьев древесных культур на территории сквера ДК «Саратоветройстекло» в 2005 - 2007 гг

2005 гщ

берега кайла н липа

клен

2006 год 2007годТОПС(ПЬ

Нами показано, что самой антропогенно устойчивой культурой является тополь советский, для него наблюдается увеличение ФА листьев за исследуемый период 2005 - 2007 гг, однако это увеличение меньше по абсолютной величине, чем для других культур

На всех 11 исследуемых городских ансамблях можно проследить симбатные тенденции в изменении ФА листьев березы повислой и других древесных культур (рис 4 и 5) Анализ полученных результатов позволяет выделить самые загрязненные ландшафтно-архитектурные ансамбли г Саратова сквер ДК «Саратовстрой-стеюю», ТЦ «Поволжье», сквер «Дружбы народов» Можно отметить, что самыми «чистыми» зелеными ансамблями г Саратова являются ландшафтно-архитектурный ансамбль «Набережная Космонавтов», сквер Театра «Оперы и Балета», сквер на пл им СМ Кирова. Нами исследовано изменение ФА древесных кулыур при удалении от источника загрязнения, показано, что на расстоянии 50 и более метров значение ФА уменьшается на 20 - 30 % Сравнительная характеристика значений ФА листьев исследуемых культур, с достаточной степенью уверенности, позволяет нам составить биоиндикационный ряд чувствительности древесных культур (рис 6) Береза > Каштан > Липа > Клен > Акация > Сирень > Тополь Одним из основных результатов настоящего исследования является вывод о том, что оценка качества городской среды, проведенная с помощью расчета ФА листьев различных древесных культур одинакова, это особенно важно в том случае, когда качество городской среды обитания можно оценить только по одному или ограниченному числу видов древесных культур

На основании вышеизложенного, нами предлагается группа древесных культур, присутствие которых в городских биоценозах обязательно, так как они являются эффективными биоиндикаторами состояния качества среды обитания, изменяющейся под воздействием антропогенных факторов (береза повислая, каштан конский, липа мелколистная) Нами доказано, что они являются маркерами качества среды обитания и могут быть использованы для скрининговой оценки городской среды

В целом, проведенные нами исследования позволяет оценить качество среды обитания в г Саратове как предкритическое или критическое, которое требует принятия неотложных мер Это согласуется с динамикой изменения индекса загрязнения атмосферы за 19982006 гг

ФА о

а, о, о, о, о, 0, о,

Рис. 6. Биоиндикациошшй ряд чувствительности: древесных: культур на примере сквера ТЦ «Поволжье» (2006г.)

Глава 5. ИЗУЧЕНИЕ ВАЖНЕЙШИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК. АНТРОПОГЕННО ЗАГРЯЗНЕННОЙ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ.

Изучение важнейших интегральных физико-химических характеристик антропогенно загрязненной городской среды, проведено нами в трех направлениях:

1. Исследована ответная реакция древесных культур на загрязнения, выражающаяся в накоплении суммы фенольных соединений в листьях.

Для этого использован титр и метрический метод анализа, в качестве индикатора применяли индигокармин. Объектами исследования были выбраны: береза повислая, каштан конский, тополь советский. Одним из критериев выбора именно этих древесных культур послужило наличие их в каждом из 12 исследуемых ансамблей. Детальный анализ полученных экспериментальных данных позволяет заключить, что в течение 2005-2007 гг. наблюдается увеличение содержания суммы фенольных соединений во всех трех культурах (рис. 7). Оценка качества городской среды, полученная с помощью титри-метрического определения суммы фенольных соединений сходна. Наиболее эффективно на антропогенные загрязнения «откликается» береза повислая.

Нами впервые установлено, что сумма фенольных соединений в листьях древесных культур может быть биоиндикационным признаком для прогноза качества конкретных локальных биоценозов (рис 8).

а б в

2Мб 2006 2007 2С05 2Х» 2»7 5О05 20® 2007

Рис. 7. Результаты определения суммы фенольных соединений в листьях древесных культур: а) на бульваре «Аллея Кадетов», б) в лесхозе «Ново-Бу расе кий», в) в парке «Липки»

—

I у^б.сигзх'15-2^

— —

1 2 3 4 5 6 Т 8 9 10 11 12

Рис. 8. Сравнительная характеристика значений суммы фенольных соединений в зависимости от места произрастания березы повислой

I Ia основании вышеизложенного можно сказать, что титриметрический способ определения суммы фенольных соединений в листьях древесных культур может быть достаточно эффективно использован в практике экологического мониторинга городской среды. Следует подчеркнута, что прослеживается четкая аналогия в оценке качества конкретных локальных биоценозов, основанная на двух независимых методах: биологическом, основанном па расчете ФА листьев древесных культур и химическом, основанном на титриметрическом определении СфЕн. а листьях. Например, листья березы, на загрязненных ансамблях, характеризуются повышенными значениями ФА, и защитная функция у них выражается в увеличении концентрации фенолов в листьях (рис.9).

ФА

Рис. 9. Изменения ФА листьев березы и С фен. в листьях березы в зависимости от места пробоотбора

2. Оценено состояние воздушного бассейна на территории исследуемых ландшафтно-архитектурных ансамблей по некоторым физико-химическим характеристикам снежного покрова.

Анализ полученных экспериментальных данных показал следующее: величина кислотности снежного покрова возрастает от периферии (5,84 ± 0,35) к центру (7,78 ± 0,38), особенно сильно подще-лачивание проявляется вдоль автомагистралей. Следует отметить, что по мере удаления от автомагистралей наблюдается снижение кислотности снежного покрова. Изменение минерализации снежного покрова имеет такую же тенденцию, диапазон определяемых содержаний в пересчете на хлорид натрия; составляет 18,72 - 293,52 мг/дм (рис. ¡0). Установлена тенденция возрастания ФА листьев (летом) на участках с повышенной минерализацией снежного покрова зимой. Показано совпадение оценок снежного покрова двумя не-

зависимыми методами потенциометрическим и кондукгометричс-ским. Полученные результаты могут быть использованы дня корректировки размещения зеленых насаждений в городе, а также принятию мер по сохранению и реконструкции ландшафтпо-архитектурных ансамблей Саратова для достижения устойчивого развития.

ёассшнние от дуриги, м

Рис. 10. Изменение минерализации снежного покрова и ФА листьев липы и зависимости от расстояния от дорог (парк <<Ли]1ки»)

3. Изучено состояние почвенного покрова выбранных ланд-шафтно-архитектурных ансамблей по интегральным физико-химическим характеристикам: Полученные экспериментальные данные приведены в табл. 2, рисЛ 1—13.

Нами установлено, что ландшафтно-архитектурные ансамбли, от-кесенные жми па основе биоиндакационных исследований к самым загрязненным, имеющие наибольшие значения ФА, характеризуются почвами с наименьшими значениями ОВП, что свидетельствует о неблагоприятных условий роста и развития древесных культур (рис. II).

Таблица 2 - Физико-химические характеристики почв некоторых ландшафтно-архитектурных ансамблей Саратова

(средние значения за три года)

Место отбора пробы рН (водная вытяжка) Буферная емкость по кислоте, ммоль/кг почвы Буферная емкость по основанию, ммоль/кг почвы Окислительно-востановительный потенциал, мВ

Сквер ДК «Саратовстройстекло» 8,44±0,63 4,74±0,33 3,86±0,027 475±27

Сквер ТЦ «Поволжье» 8,17±0,47 4,62±0,26 4,53±0,32 498±31

Сквер «Дружбы Народов» 8,06±0,41 4,48±0,31 3,91±0,44 513±25

Бульвар по ул Б Садовая 8,03±0,34 4,12±0,27 3,62±0,28 521±29

Бульвар по ул ПГ Рахова 8,05±0,36 4,83±0,29 4,18±0,25 526±33

Городок СГУ 7,92±0,41 5,48±0,38 4,70±0,32 534±23

Парк «Липки» 7,86±0,33 6,08±0,33 5,16±0,36 542±32

Сквер на Театральной площади 8,00±0,37 7,48±0,28 6,1±0,29 548±27

Набережная Космонавтов 7,68±0,35 6,16±0,44 7,11±0,31 546±28

Сквер Театра «Оперы и Балета» 7,83±0,29 7,16±0,34 8,09±0,37 550±36

Сквер напл им СМ Кирова 7,74±0,31 6,54±0,33 6,31±0,41 538±29

Лесхоз «Ново-Бурасский» 5,82±0,29 16,08±0,40 12,32±0,42 681±32

ОВП 580

560 540 520 500 480 460 440 420

_ ОВП

= 475,56хоов56 _ д , № т'ш -

* а V ^0.094^°23 м

ФА *

0,1 ФА 0,08 0,06 0,04 0,02 0

10 11

Рис 11 Динамика значений ОВП почв и ФА листьев березы на различных ландшафтно-архитектурных ансамблях города

Установлена корреляционная зависимость ФА листьев от ОВП почв ансамблей, которую можно использовать для прогноза качества локальных биоценозов (рис 12)

овп

Рис 12 Зависимость между показателем стабильности развития листьев березы и ОВП почв на различных участках пробоотбора

Выявлена зависимость между нарушением стабильности развития листьев древесных культур и интервалом буферной емкости почв, на которых они произрастают На почвах с пониженной буферной емкостью произрастают древесные культуры, листья которых характеризуются повышенным значением ФА

Из рис 13 следует, что чем больше буферность почв, тем более пологая кривая на графике (для почв, исследуемых в лесхозе «Ново-Бурасский») Кривая буферной емкости почв расположена в узком интервале значений, как по кислоте, так и по основанию (для почв в сквере «Саратовстройстеюю»), это может свидетельствовать о связывании почвенно-поглощающих комплексов ионами загрязнителей,

что приводит к невозможности удержать новые порции загрязняющих веществ Следовательно, при дальнейшем антропогенном прессинге загрязнители напрямую переходят из почвы в растения, что выражается в негативном развитии древесных культур

РН

мл 0,1 н на

О- О"

мл 0,1 н №ОН

Рис 13 Графики буферное™ почв в сквере ДК «Саратовстройстекло» (1) и лесхозе «Ново-Бурасский» (2)

Нами показано, что ландшафтно-архитектурные ансамбли с высоким уровнем ФА для древесных культур отличаются почвами с пониженной кислотностью, узким интервалом буферности и низким значением ОВП

ВЫВОДЫ

1 Изучена стабильность развития 7 древесных культур в условиях различных антропогенных нагрузок на основе расчета флуктуирующей асимметрии листьев Установлены изменения симметрии листьев древесных культур в 2005-2007 гг Обнаружены значительные нарушения стабильности развития на ландшафтно-архитектур-ных ансамблях, подверженных сильному антропогенному прессингу

2 Исследованы ответные реакции древесных культур на загрязнения, выражающиеся в накоплении суммы фенольных соединений в листьях Впервые установлено, что сумма фенольных соединений в листьях древесных культур, может быть биоиндикационным призна-

ком для прогноза качества городских локальных биоценозов Показана четкая аналогия в оценке качества городской среды, основанная на двух независимых методах биологическом (расчет ФА) и химическом (определение С фен ).

3 Оценено состояние воздушного бассейна на территориях 12 исследуемых ландшафтно-архитектурных ансамблей по двум физико-химическим характеристикам снегового покрова Показано совпадение оценок двумя независимыми методами потенциометрическим и кондук-тометрическим Полученные результаты могут быть использованы для корректировки размещения зеленых насаждений в городе, а также принятию мер по сохранению и реконструкции ландшафтно-архитектурных ансамблей Саратова для достижения устойчивого развития

4 Определено состояние почвенного покрова на территориях 12 исследуемых ландшафтно-архитектурных ансамблей по трем интегральным физико-химическим характеристикам почв - кислотность, окислительно-востановительный потенциал, буферность почв Установлены корреляционные зависимости между нарушением стабильности развития древесных культур и физико-химическими характеристиками почв Впервые показано, что ландшафтно-архитектурные ансамбли с высоким уровнем флуктуирующей асимметрии листьев древесных культур имеют почвы с узким интервалом буферности, низкими значениями ОВП и кислотности почв Установлена возможность прогнозирования роста и развития древесных культур на почвах с различными физико-химическими характеристиками

5 Впервые установлен биоиндикационный ряд чувствительности исследуемых древесных культур, в условиях городской среды Определен набор древесных культур устойчивых к загрязнению, которые могут быть рекомендованы для озеленения антропогенно — депрессионных территорий

6 Выявлены древесные культуры наиболее эффективные биоиндикаторы - береза повислая, липа мелколистная, каштан конский, которые являются маркерами качества среды обитания и могут быть использованы для скрининговой оценки экологического состояния городской среды

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для скрининговой оценки экологического состояния городской среды рекомендуется использовать новую методологию, основанную на использовании древесных культур, эффективных биоиндикаторов - береза повислая, липа мелколистная, каштан конский Предлагает-

ся определять показатели флуктуирующую асимметрию и содержание суммы фенольных соединений листьев Для этого исследуемые культуры рекомендуется использовать при составлении программ озеленения города и построения его экологического каркаса

Для организации ландшафтно-архитектурного дизайна города на антропогенно-загрязненных территориях рационально использовать устойчивые к загрязнению культуры, например тополь советский

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Дружкина, Т А Влияние автотранспорта на качество почвенного покрова [Текст] //Т А Дружкина, Н М Пчелинцева, Н А Бумарскова, Н Н Гусакова/матер XI11 Между нар науч конф «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» - Астрахань, 2005 - С 132-133

2 Дружкина, Т А Ответная реакция древесных культур на загрязнение атмосферы ионами свинца [Текст] //Т А Дружкина, Н Н Гусакова /матер Всерос конф , посвящ 118-й годовщине со дня рождения акад Н И Вавилова «Вавиловские чтения - 2005» - Саратов, 2005 - С 24 -25

3 Дружкина, Т А Применение новых методов диагностики загрязнителей в городских архитектурно-ландшафтных ансамблях [Текст]// Т А Дружкина, Н Н Гусакова, Л В Лебедь, Н М Пчелинцева - Тез докл VI Всерос конф по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2006» - Самара, 2006-С 124

4 Дружкина, Т А Влияние техногенеза на кислотность и буферную емкость почвенного покрова в городе Саратове [Текст] //Т А Дружкина, Д А Сахно - Тез докл X Докучаевских молодежных чтений «Почвы и техноге-нез» - С-Пб, 2007 - С 139-140

5 Дружкина, ТА Биоиндикационная оценка ландшафтно-архитектурного ансамбля ОАО «Маяк» [Текст]//Т А Дружкина, Л В Лебедь, Н Н Гусакова - матер конф , посвящ 119-й годовщине со дня рожд Н И Вавилова «Вавиловские чтения - 2006» - Саратов, 2006, - С 43-45

6 Дружкина, ТА Изучение влияния автомагистралей на состояние почвенного покрова г Саратова [Текст]//Т А Дружкина, Д А Сахно, Н М Пчелинцева — Матер Междунар конф молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2006» - Почвоведение, - М, 2006, - С 56

7 Дружкина, Т А Инновации в преподавании химических дисциплин в вузах аграрной направленности [Текст]// Н Н Гусакова, Г Е Рязанова, Т А Суслова, Л В Лебедь, Н М Пчелинцева, Т В Холкина, Ю В Самохина, Г А Пузаткина, Т А Дружкина - Второй Саратовский Салон изобретений, инноваций и инвестиций 4 2- Саратов, 2006 - С 28

8 Дружкина, ТА Интегративный подход как аспект модернизации практикума по дисциплине «Экологическая химия» [Текст]//Т А Дружкина, Н Н Гусакова, Л В Лебедь, Н М Пчелинцева - Инновации химического образования в учебных заведениях аграрной направленности сб тр - Саратов, 2006 - С 52-55

9 Дружкина, Т А Исследование биоиндикационных свойств древесных пород в городской среде [Текст]//Т А Дружкина, Н М Пчелинцева, Н Н Гусакова - Сб тез 10-й Пушкинской школы-конференции молодых ученых, посвященной 50-летию Пущинского научного центра РАН «Биология - наука XXI века» - Пущино, 2006 - С 273-274

10 Дружкина, ТА Исследование биоиндикационных свойств некоторых древесных культур в городской среде [Текст]//Т А Дружкина, А А Коваль, Ю В Володина, Н Н Гусакова - Матер II Всерос науч -техн конф студентов и аспирантов 4 2- Екатеринбург, 2006 - С 247-250

11 Дружкина, ТА Комплексный экомониторинг урбанизированных территорий на примере архитектурно-ландшафтного ансамбля «Парк Липки» г Саратова [Текст]//Т А Дружкина, Л В Лебедь, Д А Бурданов, Н Н Гусакова - Сб матер III Всерос науч -практ конф «Проблемы экологии и охраны природы Пути их решения» - Ульяновск, 2006 - С 101-102

12 Дружкина, ТА Определение фенольных соединений в листьях древесных культур на территории различных рекреационных зон г Саратова [Текст]//Т А Дружкина, Л В Лебедь, Н Н Гусакова — матер IX Междунар конф «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» -Астрахань, 2006 - С 231-232

13 Дружкина, ТА Проектный метод как средство развития познавательного интереса у студентов при изучении экологической химии [Текст]//Т А Дружкина, Л В Лебедь, Н Н Гусакова - матер V Всерос науч - метод семинара «Модернизация современного образования к экологической компетентности — через экологическую деятельность» - СПб, 2006 -С 216-218

14 Дружкина, Т А Исследование биоиндикационных свойств древесных пород на примере ОАО «Авиационный завод» [Текст]/ Матер науч -практ конф молодых ученых Приволжского федерального округа «Роль молодых ученых в реализации национально проекта «Развитие АПК» - Саратов, 2007 - С 71-74

15 Дружкина, ТА Исследование биоиндикационных свойств древесных пород в городской среде //Т А Дружкина, Л В Лебедь — Матер докл XIV Междунар конф студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоно-сов-2007» [Электронный ресурс] - М - 2007 - 1 электрон опт диск (CD-ROM), 12 см - Систем требования ПК с процессором 486 +, Windows 95, дисковод CD-ROM, Adobe Acrobat Reader

16 Дружкина, ТА Индикация состояния городской среды по древесным культурам [Текст]// Т А Дружкина, Л В Лебедь, Н Н Гусакова - Матер IX Междунар науч -практ конф, посвященной 75-летию Астраханского государственного университета «Экология биосистем проблемы изучения, индикации и прогнозирования», 4 2- Астрахань, 2007 - С 97-99

17 Дружкина, ТА Проблемы скрининговой оценки урбанизированных территорий на примере г Саратова [Текст] //Т А Дружкина, Л В Лебедь, Н Н Гусакова - Вестник Саратовского гос-агроуниверситета им Н И Вавилова, №1, 2007 - С 6-9.

Автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность и благодарность:

■ научному руководителю доктору химических наук, профессору Гусаковой НН за ценные советы и консультации, постоянное внимание к исследованиям, помощь при работе над диссертацией,

■ канд биол наук, доценту Лебедь Л В, канд биол наук, ст преподавателю Пчелинцевой Н М за участие в выполнении отдельных разделов диссертационного исследования,

■ ректорату и Ученому совету ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» за моральную и финансовую поддержку на всех этапах выполнения работы,

■ всем преподавателям и сотрудникам кафедры химии ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», кто своим вниманием, доброжелательностью, советами, замечаниями всегда помогали при работе над диссертацией

Подписано в печать 04 10 07 Формат 60x84 Печ л 1,0 Тираж 100 Заказ 271/385

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им Н И Вавилова» 410012, Саратов, Театральная пл, 1

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Дружкина, Татьяна Алексеевна

Введение

Глава 1. Экологические основы биоиндикации (Обзор литературы)

1.1. Биоиндикация, биоиндикаторы, типы биоиндикационных реакций организмов

1.2. Антропогенные факторы, вызывающие стресс у биологических систем

1.3. Биоиндикация на различных уровнях организации живой материи

1.4. Биохимические и физиологические реакции растений на антропогенные стрессоры

1.5. Воздействие антропогенных стрессоров на морфологическую структуру растений

1.6. Биоиндикация как средство контроля состояния окружающей среды

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Характеристика метода «Биотеста» и выбор тест-объектов

2.2. Реактивы

2.3. Пробоотбор, пробоподготовка и анализ почвенньгх образцов

2.4. Пробоотбор, пробоподготовка и анализ снега

2.5. Титриметрическое определение фенольных соединений в листьях древесных культур

Глава 3. Природно-ландшафтная и климатическая характеристика г. Саратова

3.1. Природно-ландшафтная характеристика г. Саратова

3.2. Климатические особенности Саратова

3.3. Характеристика атмосферного воздуха Саратова

3.4. Общая характеристика растительного мира г. Саратова

3.5. Почвенная характеристика города

Глава 4. Изучение биоиндикационных свойств древесных культур в условиях антропогенно загрязненной городской среды

4.1. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур на бульваре по улице Большая Садовая (ОАО «Электроисточник»)

4.2. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур в сквере «Дружба народов» (ОАО «Авиационный завод»)

4.3. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур на ландшафтно-архитектурном ансамбле «Городок СГУ»

4.4. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур в сквере на площади им. С.М. Кирова

4.5. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур в сквере Театра «Оперы и Балета»

4.6. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур на бульваре по ул. П.Г. Рахова и «Аллея кадетов»

4.7. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур в сквере «Театральная площадь»

4.8. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур в сквере Торгового Центра «Поволжье»

4.9. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур в сквере Дворца Культуры «Саратовстройстекло»

4.10. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур на ландшафтно-архитектурном ансамбле «Набережная Космонавтов»

4.11. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур в парке «Липки»

4.12. Исследование биоиндикационных свойств древесных культур на ландшафтно-архитектурном ансамбле лесхоз «Ново-Бурасский»

Глава 5. Изучение важнейших интегральных физико-химических характеристик антропогенно загрязненной городской среды

5.1. Оценка защитной реакции древесных культур на неблагоприятные условия городской среды, на основе содержания фенольных соединений в листьях

5.2. Оценка состояния воздушного бассейна на территории некоторых ландшафтно-архитекгурных ансамблей по физико-химическим характеристикам снега

5.3. Оценка состояния территорий исследуемых ландшафтно-архитектурных ансамблей по интегральным физико-химическим характеристикам почвенного покрова

Выводы

Предложения производству

Введение Диссертация по биологии, на тему "Скрининговая оценка экологического состояния городской среды по древесным культурам"

Актуальность темы. Города, как промышленные центры, характеризующиеся высокой концентрацией производства и населения, оказывают постоянно усиливающееся многостороннее воздействие на окружающую среду и здоровье людей. В настоящее время имеется большой арсенал методов для выявления различных неблагоприятных воздействий на состояние окружающей среды. Существующая система контроля качества среды базируется на данных по физико-химическому анализу объектов окружающей среды, по состоянию биоразнообразия, по степени деградации зеленых насаждений. Для проведения оценки качества окружающей среды на всех уровнях применяются различные подходы, но особенно важной является биологическая оценка. Это связано с тем, что именно состояние живых организмов позволяет прогнозировать такие изменения в окружающей среде, которые могут привести к необратимым последствиям. В трудах Центра Экологической Политики России (ЦЭПР) показано, что стабильность развития как способность организма к нормальному развитию является чувствительным индикатором состояния природных популяций и позволяет оценивать суммарную величину антропогенной нагрузки. Наиболее простым и доступным для использования способом оценки стабильности развития является определение величины флуктуирующей асимметрии билатеральных морфологических признаков (ФА).

Учитывая, что экологический каркас любого города образован разными по происхождению, назначению и структуре зелеными насаждениями, перспективной является оценка стабильности развития древесных культур как маркеров состояния окружающей среды.

Актуальность данной тематики связана также с необходимостью быстрой оценки экологического состояния городской среды и принятия срочных решений по ее оздоровлению.

Диссертация выполнена в соответствии с госбюджетными планами НИР

ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И.Вавилова» по теме «Разработка стратегии повышения эффективности биоиндикационных методов оценки состояния урбанизированных территорий».

Цель II задачи исследования. Целью настоящей работы явилось комплексное изучение биоиндикационных свойств древесных культур и прогнозирование качества городской среды.

Для реализации этой цели необходимо было решить следующие задачи: изучить стабильность развития семи древесных культур в условиях различных антропогенных нагрузок на основе расчета флуктуирующей асимметрии листьев, выявить древесные культуры, наиболее эффективные биоиндикаторы, исследовать ответную реакцию древесных культур на загрязнения, выражающуюся в накоплении суммы фенольных соединений в листьях, оценить состояние воздушного бассейна на территориях исследуемых ландшафтно-архитектурных ансамблей по физико-химическим характеристикам снегового покрова, определить состояние почвенного покрова на территориях исследуемых ансамблей по интегральным физико-химическим характеристикам почв, установить корреляционные зависимости между нарушением стабильности развития древесных культур и физико-химическими характеристиками объектов окружающей среды, составить биоиндикационный ряд древесных культур, который может быть использован для прогнозирования качества среды локальных городских биоценозов, предложить рациональный ассортимент древесных культур для скрининговой оценки экологического состояния городской среды по древесным культурам.

Построен биоиндикационный ряд изученных древесных культур по степени чувствительности к городскому антропогенному прессингу;

Выявлены корреляционные связи показателей флуктуирующей асимметрии листьев древесных культур с концентрацией фенольных соединений образующихся в листьях, в качестве защитной реакции;

Установлена четкая аналогия в оценке качества локальных биоценозов, проведенная двумя независимыми методами - биологическом, основанном на морфометрическом анализе листьев и химическом, основанном на титриметрическом определении суммы фенольных соединений в листьях древесных культур;

Оценена кислотность и минерализация снежного покрова на изучаемых ландшафтно-архитектурных ансамблях ионометрическим методом;

Выявлена зависимость изменения флуктуирующей асимметрии листьев древесных культур от интегральных физико-химических характеристик почв;

Показана возможность прогнозирования качества почв на основе скрининговой оценки стабильности развития древесных культур;

Установлены древесные культуры, устойчивые к загрязнению, которые могут быть рекомендованы для озеленения антропогенно-депрессионных территорий;

Определен круг древесных растений, чувствительных биоиндикаторов, которые могут быть использованы как маркеры качества городской среды.

Получены новые знания о биоиндикационных свойствах древесных культур, которые могут служить показателями для экспрессной оценки городской среды, а также положены в основу экологического мониторинга на территориях промышленных центров.

Практическая значимость работы. Результаты диссертационного исследования являются вкладом в разработку теоретических и практических основ экологического мониторинга антропогенно-измененной городской среды.

Полученные результаты имеют практический интерес для организации ландшафтно-архитектурного дизайна города и построения его экологического каркаса.

Новый методологический подход может быть использован для выбора рационального ассортимента древесных культур при составлении программ озеленения города.

В ходе исследования были получены обширные базы данных, включающие характеристики состояния древесных культур, воздушного бассейна, физико-химических характеристик почвенного покрова исследуемых ланд-шафтно-архитектурных ансамблей, которые представляют интерес для определения масштабов экологического риска от деятельности передвижных и стабильных источников загрязнения.

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс: используются для чтения лекционного курса и проведения практикума по дисциплине «Экологическая химия» для студентов специальностей «Агроэкология», «Защита растений», «Лесное хозяйство», «Садово-парковое и ландшафтное строительство» в ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова», а также при чтении лекций, проведении лабораторных работ и курсового проектирования по дисциплинам «Экология растений», «Экологическая токсикология» для студентов архитектурно-строительного и энергетического, транспортного факультетов СГТУ.

Апробация результатов исследования. Основные результаты диссертационного исследования были доложены и обсуждены на следующих конференциях: Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря (Астрахань, 2005, 2006); межвузовской научной конференции студентов, аспирантов, адъюнктов «Экологический кризис. Закон. Человек» (Саратов, 2005); 10-й Пущинской школе-конференции молодых ученых, посвященной 50-летию Пущинского научного центра РАН «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2006); VI Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2006» (Самара, 2006); III Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии и охраны природы. Пути их решения» (Ульяновск, 2006); II Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов, секция «Экология», (Екатеринбург, 2006); V Всероссийском научно-методическом семинаре «Модернизация современного образования: к экологической компетентности - через экологическую деятельность» (Санкт-Петербург, 2006); X Докучаевских молодежных чтения «Почвы и техноге-нез» (Санкт-Петербург, 2007); Научно-практической конференции молодых ученых Приволжского федерального округа «Роль молодых ученых в реализации национального проекта «Развитие АПК» (Саратов, 2007); Международной конференции молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломо-носов-2006», секция «Почвоведение» (Москва, 2006), а также «Ломоносов

2007», секция «Биология» (Москва, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Вавиловские чтения», секция «Биология, Экология» (Саратов, 2005, 2006), I Международной интерактивной научной конференции «Современные аспекты экологии и экологического образования» (Астрахань, 2007), Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007), ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы в СГАУ имени Н.И. Вавилова (Саратов 2004 - 2006). Основные положения, выносимые на защиту:

У" результаты стабильности развития древесных культур в условиях различных антропогенных нагрузок на основе расчета флуктуирующей асимметрии и определения концентрации фенольных соединений в листьях, биоиндикационный ряд древесных культур - эффективных маркеров экологического состояния городских биоценозов, количественная оценка интегральных физико-химических характеристик антропогенно-измененных городских почв и снежного покрова, методология скрининговой оценки качества городской среды по древесным культурам, предложения к формированию ассортимента древесных культур для создания ландшафтно-экологических ансамблей. Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, в том числе 2 статьи в центральном журнале по списку ВАК РФ, 9 статей в сборниках трудов и материалов конференций, 6 тезисов докладов общим объемом 2,78 п.л., авторский вклад 1,94 п.л.

Личный вклад соискателя. Автор принимал личное участие в анализе и критической оценке литературных источников, сборе образцов листьев и древесных культур, почвы и снега с 2004 по 2007 гг., постановке и проведении лабораторных исследований, обработке и анализе полученных экспериментальных данных, апробации и внедрении полученных результатов. Самостоятельно подготовленные автором рукописи диссертации, статей и тезисов докладов были отредактированы научным руководителем. Материалы диссертации изложены в работах опубликованных в соавторстве с научным руководителем и студентами 2-4 курсов, занимающихся НИРС под руководством автора. Доля личного участия автора в подготовке и написании всех публикаций составляет 70-80%.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложения. Работа изложена на 191 странице компьютерного текста, иллюстрирована 13 таблицами и 120 рисунками. Список литературы включает 185 источников, в том числе более 50% на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Дружкина, Татьяна Алексеевна

Выводы

1. Изучена стабильность развития 7 древесных культур в условиях различных антропогенных нагрузок на основе расчета флуктуирующей асимметрии листьев. Установлены изменения симметрии листьев древесных культур в 2005-2007 гг. Обнаружены значительные нарушения стабильности развития на ландшафтно-архитектурных ансамблях, подверженных сильному антропогенному прессингу.

2. Исследованы ответные реакции древесных культур на загрязнения, выражающиеся в накоплении суммы фенольных соединений в листьях. Впервые установлено, что сумма фенольных соединений в листьях древесных культур, может быть биоиндикационным признаком для прогноза качества городских локальных биоценозов. Показана четкая аналогия в оценке качества городской среды, основанная на двух независимых методах: биологическом (расчет ФА) и химическом (определение С фен.).

3. Оценено состояние воздушного бассейна на территориях 12 исследуемых ландшафтно-архитектурных ансамблей по двум физико-химическим характеристикам снегового покрова. Показано совпадение оценок двумя независимыми методами потенциометрическим и кондуктометрическим. Полученные результаты могут быть использованы для корректировки размещения зеленых насаждений в городе, а также принятию мер по сохранению и реконструкции ландшафтно-архитектурных ансамблей Саратова для достижения устойчивого развития.

4. Определено состояние почвенного покрова на территориях 12 исследуемых ландшафтно-архитектурных ансамблей по трем интегральным физико-химическим характеристикам почв - кислотность, окислительно-востановительный потенциал, буферность почв. Установлены корреляционные зависимости между нарушением стабильности развития древесных культур и физико-химическими характеристиками почв. Впервые показано, что ланд-шафтно-архитектурные ансамбли с высоким уровнем флуктуирующей асимметрии листьев древесных культур имеют почвы с узким интервалом буферно-сти, низкими значениями ОВП и кислотности почв. Установлена возможность прогнозирования роста и развития древесных культур на почвах с различными физико-химическими характеристиками.

5. Впервые установлен биоиндикационный ряд чувствительности исследуемых древесных культур, в условиях городской среды. Определен набор древесных культур устойчивых к загрязнению, которые могут быть рекомендованы для озеленения антропогенно - депрессионных территорий.

6. Выявлены древесные культуры наиболее эффективные биоиндикаторы - береза повислая, липа мелколистная, каштан конский, которые являются маркерами качества среды обитания и могут быть использованы для скри-нинговой оценки экологического состояния городской среды.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ Для скрининговой оценки экологического состояния городской среды рекомендуется использовать новую методологию, основанную на использовании древесных культур, эффективных биоиндикаторов - береза повислая, липа мелколистная, каштан конский. Предлагается определять показатели: флуктуирующую асимметрию и содержание суммы фенольных соединений листьев. Для этого исследуемые культуры рекомендуется использовать при составлении программ озеленения города и построения его экологического каркаса.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Дружкина, Татьяна Алексеевна, Астрахань

1. Аналитики зеленого мира// Экология и жизнь. 2002. - №4. - С. 35-37.

2. Астауров, Б.Л. Фенотипическая изменчивость гомодинамичных частей в пределах организма // Наследственность и развитие. М.: Наука, 1974.-С. 9-53.

3. Беклемешев, В.Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных. -М.: Наука, 1964.-С. 77.

4. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем. М.: Мир, 1988. 348 с.

5. Биоиндикация радиоактивных загрязнений /Под. ред. Д.А. Криволуц-кий. М.: Наука, 1999.-284 с.

6. Биоиндикация радиоактивных загрязнений /Ред. Д.А. Криволуцкий. М.: Наука, 2000. 264 с.

7. Бязров, Л.Г. Роль эпифитных лишайников в лесных биогеоценозах // Биогеоценологические исследования в широколиственно-еловых лесах. М.:Наука, 1971.-С. 225-251.

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

9. Ю.Вернадский, В.И. Философские мысли натуралиста. М.: Наука, 1988. -520 с.

10. П.Волынец, А.П., Прохорчик Р.А. Ароматические оксисоединения продукты и регуляторы фотосинтеза. Минск, 1983. - 157 с.

11. Гелашвили, Д.Б. Оценка качества среды в Нижнем Новгороде //Д.Б. Гелашвили, В.В. Логинов, И.В. Мокров, И.В. Лобанова / На пути к устойчивому развитию России. 2004. - №30, - С. 36 - 37.

12. Гродзинский A.M. Аллелопатия растений и почвоутомление: Избр. тр.1. Киев, 1991.-432 с.

13. Гудвин, Т. Введение в биохимию растений / Т. Гудвин, Э. Мерсер. М. -1986.-312 с.

14. Дружкина, Т.А. Влияние автотранспорта на качество почвенного покрова //Т.А. Дружкина, Н.М. Пчелинцева, Н.А. Бумарскова, Н.Н. Гусакова/ матер. 8 Междунар. науч. конф Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря Астрахань, 2005. - С.132-133.

15. Дружкина, Т.А. Влияние техногенеза на кислотность и буферную емкость почвенного покрова в городе Саратове //Т.А. Дружкина, Д.А. Сахно. Тез. докл. X Докучаевских молодежных чтений «Почвы и тех-ногенез». - С-Пб гос. унт. 2007. - С. 139-140.

16. Дружкина, Т.А. Проблемы скрининговой оценки урбанизированных территорий на примере г. Саратова //Т.А. Дружкина, Л.В. Лебедь, Н.Н. Гусакова. Вестник Саратовского гос-агроуниверситета им. Н.И. Вавилова, №1,2007. - С. 6-9.

17. Захаров, В.М. Асимметрия животных (популяционно-феногенетический подход). М., Наука, 1987. - 216 с.

18. Зб.Захаров, В.М. Асимметрия животных (популяционно-феногенетиче-ский подход). М., Наука, 1987. - 216 с.

19. Захаров, В.М. Асимметрия морфологических структур животных как показатель незначительных изменений состояния среды // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидроме-теоиздат, 1981. Т.4. - С. 59-66.

20. Захаров, В.М. Биотест. Интегральная оценка здоровья экосистем и отдельных видов / В.М. Захаров, Д.М. Кларк М.: Биотест, 1993. - 68 с.

21. Захаров, В.М. Здоровье среды: методика и практика оценки в Москве / В.М. Захаров, А.Т. Чубинишвили, В.И. Баранов, В.И. Борисов и др. -М.: Центр экологической политики России, 2001. 68 с.

22. Захаров, В.М. К оценке асимметрии билатеральных признаков как по-пуляционной характеристики /В.М. Захаров, В.В. Зюганов// Экология. -1980.-N1.-С. 10-16.

23. Захаров, В.М. Феногенетический аспект исследования природных популяций. М.: Наука, 1982. С. 45-55.

24. Использование пакета Statistica 5.0 для статистической обработки опытных данных: Методические указания к дипломному проектированию /Сост. С.В. Кабанов; СГАУ им. Н.И. Вавилова, Саратов 2000. - С. 64.

25. Кабиров. P.P. Почвенные водоросли городских газонов /P.P. Кабиров, Н.В. Суханова //Ботан. ж. Уфа, 1997. №3. - С. 46-57.

26. Каплин. В.Г. Биоиндикация состояния экосистем. Учеб. пособие для студентов биол. специальностей ун-тов и с.-х. вузов/ Самарская ГСХА. -Самара,2001.- 143 с.

27. Келлер, Б.А. Экологические ряды растительных ассоциаций на резко засоленных почвах полупустынь по данным почвенных анализов //Бюлл. почвоведа. 1927. - Вып. 5-7. - С. 45-56.

28. Кефели В.И. Природные ингибиторы роста и фитогормоны. М„ 1974. 252 с.

29. Климова, И. Оценка состояния окружающей среды с помощью морфологического подхода // И. Климова, Н. Климова, Экология и человек: Тез. докл. 4-й региональной конф. учащихся и учителей средних школ. Томск, 1997. - С. 19-20.

30. Кряжева, Н.Г. Анализ стабильности развития березы повислой в условиях химического загрязнения / Н.Г. Кряжева, Е.К. Чистякова, В.М. Захаров // Экология 1996. - N6. - С. 441-444.

31. Львов, Ю.А. Биоиндикационная экология // Экология промышленного города (Методические разработки). Томск, 1992. - С. 3-6.

32. Модернизация современного образования: к экологической компетентности через экологическую деятельность: матер. V Всерос. науч. -метод, семинара 8-12 ноября 2006 г. - СПб., 2006 - С. 216-218.

33. Надточий, П.П. Опыт составления картограммы кислотно-основной буферное™ почв //Агрохимия. 1996. - № 6. - С. 20-26.

34. Найденко, В.В. Состояние элементов биоты как показатель нарушенное™ природных экосистем при нефтехимическом загрязнении/ В.В. Найденко, О.М. Гречканев // Экология. 2002. - №1. - С.67-69.

35. Найденко, В.В. Состояние элементов биоты как показатель нарушенное™ природных экосистем при нефтехимическом загрязнении /В.В. Найденко, О.М. Гречканев //Экология. 2002. - №2. - С. 60-63.

36. Николаевский, B.C. Биологические основы газоустойчивостп растений. Новосибирск: Наука, 1979. - 236 с.

37. Оценка состояния атмосферного воздуха на автомагистралях г. Саратова /Т.М. Головкова, Н.С. Пряхина, Т.И. Губина и др. //Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. тр. Саратов, 2003. - С. 46-50.

38. Петин, А.Н. Белгородская область: состояние окружающей среды и тенденции ее развития //А.Н. Петинин, А.Г. Корнилов /На пути к устойчивому развитию России. 2004. - №30, - С. 31 - 32.

39. Петухов, С.В. Биомеханика, бионика и симметрия. М.: Наука, 1981. -239 с.

40. Полетаев, И. А. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем // ж. общ. биол., № 34, Т.З. 1973, С. 43-57.

41. Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье Среды./ Под ред. В.М. Захарова, Е.Ю. Крысанова. М., 1996. - 254 с.

42. Райе Э. Аллелопатия. М., 1978. 391 с.

43. Рыхлова, Т.А. Дендроиндикация состояния городской среды, Саратов, 2006. - 127 с.

44. Сибирякова, В.Д. Определитель типов леса по растениям-индикаторам /В.Д. Сибирякова, Т. Б. Вернандер. М. - 1957. - 148 с.

45. Снег /Под ред. Д.М. Грея, Д.Х. Мэйла. Д.: Гидрометеоиздат, - 1986. -358 с.

46. Состояние окружающей среды г. Саратова в 1996 г. // Доклад Государственного комитета по охране окружающей среды г. Саратова, 1997. -128 с.

47. Состояние окружающей среды г. Саратова в 1999 г. Гос. ком. по охране окружающей среды. Саратов: Добродея, 2000. С. 10-23.

48. Спасский, Н.Я. Эволюция животных и симметрия / Н.Я. Спасский, А.Г. Кравцов // Симметрия в природе Л., - 1971. - 157 с.

49. Стрельцов, А.Б. О практике работы по оценке здоровья среды на территории Калужской области (из опыта практической работы в регионе) /На пути к устойчивому развитию России. 2004. - №30, - С.27-30.

50. Дружкина, Т.А. Проектный метод как средство развития познавательного интереса у студентов при изучении экологической химии //Т.А. Дружкина, Л.В. Лебедь, Н.Н. Гусакова.

51. Телитченко, М.М., Остроумов С.А. Введение в проблемы биохимической экологии. М., 1990. 288 с.

52. Урбанизированная территория как Среда обитания человека / Доклад о состоянии окружающей среды г. Саратова в 1997 г. Саратов: Добродея, 1998. - 168 с.

53. Урбанизированная территория как среда обитания человека/ Гос. ком. по охране окружающей среды г. Саратова На правах Доклада о состоянии окружающей среды г. Саратова в 1997г. Саратов: Добродея, 1998. - С. 76-87.

54. Федоров, Б.В. Определение степени осолонения почвы по растительному покрову //Тр. голодностеп. опытн. ст., отд. солончаков. Вып. Ю.Ташкент, 1930.-С. 125-134.

55. Федорова, А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды /А.И. Федорова, А.Н. Никольская М.: ВЛАДОС, - 2001. - С. 101-110.

56. Федотов, И.С, Тихомиров Ф.А., Карабань Р.Т., Пристер Б.С, Труды инст. прикладной геофизики. М. №38 - 1979. С. 53-67.

57. Хан, Л. В. Использование хвойных деревьев в качестве биоиндикаторов экологического состояния городской среды // Экологические проблемы и пути их решения: сб. науч. тр. / Том. гос. ун-т. Томск, 2001. -С. 107-112.

58. Шадрина, Е.Г. Биоиндикационная оценка воздействия горнодобывающей промышленности на экосистемы севера (на примере Якутии) /Е.Г. Шадрина, Я.Л. Вольперт // На пути к устойчивому развитию России. -2004.-№30,-С. 45-47.

59. Штина, Э.А. Экология почвенных водорослей / Э.А. Штина, М.М. Гол-лербах. М.: Наука, - 1976. -. 143 с.

60. Экологическая обстановка в Калининграде: здоровье населения и окружающая среда/ И.А. Барсук и др. Администрация Калининграда Московской области. Секция "Экология города" Союза Российских городов,- Калининград. 1996. - 64 с.

61. Экологическая химия /Под ред. Ф. Корте. М.: Мир, 1997. - 396 с.

62. Экологическое состояние территории России/ Под ред. С.А. Ушакова, Я.Г. Каца. М., 2002. - С. 26-28.

63. Arndt, U. Konzenlrationsveranderungen bei Blattfarbstoffen unter dem Einfluss von Luftfcrunreinigungen. Ein Diskussionsbeitrag zur Pigmentanalyse, En-vironm. Pollut, 1971. № 2, P. 37-48.

64. Bauer, I. Zur Problematik der Pigmentanalyse als Rauehschadens-diagnose / I. Bauer, D. Grill, Angew. Bot. 51,1977. P. 241-250.

65. Benqart, H.W. Bioindikalion von Luftverunreinigungen durch

66. Photosynthese in einem massig belastelen Gebiet, Angew. Bot. 55, 1981. -P. 187-194.

67. Biacs, P., A study of tobacco lipids / P. Biacs, K. Gruiz, J. Mollo. Ada Alimcnlaria, 1976. - 5, P. 403-423.

68. Blanc, f. Relation between industrialization and the distribution and growth of epiphytic lichens and mosses in Montreal // Can. J. Bot. 1970. - Vol.48. -P. 1485-1496.

69. Borlitz, S. Physiologische und biochemische Beitrage zur Rauchschadensforschung / S. Borlitz, M. Vogl, 9 Milt, hysiologische Unlersuchungen zur individuellen Rauch-harte von Pinus sylvestris, Arch. Forstwes, 1969. - 18, - P. 55-60.

70. Buszman, B. Reakcija fenologiczna Vaccinium myrtillus L. i Vaccinium vitis-idaea L. na przemyslowe zanieszyszczenia srodowiska Arch, ochr srodow, 1980. - P. 153-158.

71. Claussen, T. Die Reaklionen der Pflanzen auf Wirkungen des photochemischen Smogs, Acta Phytomed., 1975. 3, P. 1-132.

72. Czuba, M. Effects of cadmium- and zinc- and ozone-induced phytotoxicily in cress and lettuce / M. Czuba, D.P. Onnrod, Canad. J. - Bot. 52, 1974. -P. 645-649.

73. Dassler, H.G. Rcaktionen von Geholzen auf Immissionen und Schlussfolgerungen fur den Anbau. Begrunung in Induslricgebieten, Ref. d. VII. Dendrol. Kongr. soz Lander 29. Juni bis 3. Juli 1979 in Dresden, KB d. DDR, Graph. Werkst. Zittau, 1981. P. 31-36.

74. Diamantoglou, S. Das jahresperiodische Verhalten des Rohfettes und der Fettsauren in Rinden und Blattern von Ceratonia siliqua L., Z. / S. Diamantoglou, M.S. Melitiou-Christou. Pflanzenphysiol., 1977. - 85, P. 95-101.

75. Doyle, W.J. On the meaning of increased fluctuating dental asymmetry: A cross populational study / W.J. Doyle, O. Johnston // Amer. J. Phys.

76. Anthropol. 1977. - Vol.46, No 1. - P. 127-134.

77. Feige, G.B. Niedere Pflanzen speziell Flechten - als Bioindikaloren, Declieniana, Beih., 1982. - 26, P. 23-30.

78. Garber, K. Luflverunrcinigungen, cine Lileralunmyrsicht, Eidgen. Ansl. forstl. Vyrsucliswesen, Birmensdori (Schweiz), Bcriciit, 1973. 102 p.

79. Gilbert, O.L. Further studies on the effect of sulphur dioxide on lichens and bryophytes // New Phytol. 1970 - Vol.69, 13. - P. 605-627.

80. Gilbert, 0. L. Bryophytes as indicators of air pollution in the Tyne Valley, New Phytol, 1968. G7, - P. 15-36.

81. Glnch, W. Bioindikation mit produktionsbiologischen und morphometrischen Verfahren, Arch Naturschutz u. Landschaftsforsch., Berlin, 1980.-20,-P. 99-116.

82. Godzik, S. Concentration change of free amino acides in primary bean leaves after continous and interrupted S02 fumigation and recovery /, S. Godzik, H.F. Linskens, Environm. Pollut., 1974. 7, P. 25-38.

83. Godzik, S. The scanning and transmission electron microscopes in use of plants as bioindicators. In: L. Stcubing, H.-J. Jager (Eds.). Monitoring of Air Pollution with Plants, Junk Publ., The Hague-Boslon-London, 1982. P. 79-84.

84. Goring, H. Reaktionen der Pilanzen auf extreme physikalische und chemische Umweltbedingungen In: Umwelt-Stress, Wiss. Beitr. Martin-Luther-Univ, Halle-Wittenberg, 1982. 35, - P. 152-160.

85. Goring, H. Zyloplasmalische Osinoregulalion durch prolin bei Wurzeln von Zea mays L. / H. Goring, W. Dreier, F. Heinke, Biol. Rdsch., 1977,- 15,-P. 377-380.

86. Grill, D. Mikroskopische Untersuchungen an Fichtennadeln nach Begasung mit S02 /D. Grill, O. Hiirtel, Mikroskopie, Wien, 1969. 25, P. 115-122.

87. Grill, D. Pufferkapazitat gesunder und rauchgeschadigler

88. Fichtennadeln, Z. Pflanzenkrankh., Pflanzensch., 1971. 78, - P. 612-622.

89. Gschliffner, C. Modellversuche zur Weitungsfahigkeit der Stomata an stadtbewoh-nenden Pilanzen, Ada Bol. Acad. Sci. slovacae, Scr. A, 1978. -3,P. 133-137.

90. Halbwachs, G. Physiologische Probleme der Vegetationsschadigung duixh gasformige lmmissionen, Ber. Dtsch. Bot. Ges., 1971. 84, P. 507514.

91. Hallgren, J.-E. Effects of S02 on photosynthesis and ribulose bisphosphate carboxylase in pine tree seedlings / J.-E. Hallgren, K. Gezetius, Physiol. Plant., 1982. 54, P. 153-161.

92. Hallgrenn, J.-E. Effects of S02 on photosynthesis and nitrogen fixation/J.-Е. Hallgrenn, K. Huss, Physiol. Plant., 1975.-34, P. 171-176.

93. Hartel, O. Uber den Einfluss von S02 auf Pflanzenzellen / O. Hartel, S. Mildau-Grnssl, Pliyton, 1974. 16, P. 81-99.

94. Haul, H. Farbtafelatlas fiber Schwefeldioxid-Wirkungen an Pflanzen / H. Haul, H. Stralmaim, Girardel, Essen, 1970. P. 124-135.

95. Heath, R.L. Initial events in injury lo plants by air pollutants, Ann. Rev. Plant Physiol., 1980. 31. P. 395-431.

96. Heath, R.L. Ozone. In: J.B. Mudd, T.T. Kolzowski (Eds.). Rcsponces of Plants to Air Pollution, Acad. Press, New York-London, 1975. P. 23-55.

97. Hilbig, W. Die Wasser- und Verlandungsvegetation im NSG «Sarcnbruch» bei Klieken / W. Hilbig, L. Reichhoff, Kreis Roslau, Natursehutz u naturkundl, Heimalforsch. Bez. Halle u. Magdeburg, 1971. -8, P. 1-2,33-48.

98. Hocking, D. Equilibrium solubility of trace atmospheric sulphur dioxide in water and its bearing on air pollution injury to plants / D. Hocking, Hocking, M.B., Enviroiim. Pollul., 1977. 13, P. 57-64.

99. Hollwarth, M. Beitrage zur Immissionssitualion in Hessen / M. Hollwarth, H.H. Rumpp, Schriflenr. lust. f. Nalurschulz, Darmstadt, 1979.1. XI/4, P. 45-49.

100. Hollwarth, M. Physiologische Reaklionen in Pflauzen stadtiseher Slandorte unterschiediicher immissionsbelaslung, Angew, 1981. Bot. 55, P. 21-27.

101. Hollwarth, M. Zum Verhallen ciniger Kohlenhydrale aus Nadeln von Tnxus baccata L. an stadlischen Slandorten mlerschiedlichor Immissiousbelastung, Angew, 1977. Bot. 51, P. 277-285.

102. Horn, K. Luflhygiene. Medizinische Aspekte des Uniweitschutzes, VEB Verlag Volk und Gesundheit, Berlin, 1979. P. 132-154.

103. Hosier, H.R. Jahresringe als Indikaloren fur Umweltbelastungen, Verh. Ges. Okol. Munster, 1979. 7, P. 337-348.

104. Jager, E.J. Indikation von Luftverunrcinigungen durch morphometrisclie Uulcrsucliungen an Hoheren Pflanzen. In: R. Schubert, J. Schuh (llrsg.). Bioiu-dikalion, Teil 3, Wiss. Bcitr. Martin-Lulhcr-Univ., HalleAVitlcnbcrg 1980. 20, - P 10,43-52.

105. Jager, H.J. Mechanismen der S02-Schadigung von Pflanzen. IX. Internal. Tagung uber die Luflverunreinigung und Forslwirlschaft Maraiuske Lazne (CSSR), 1974. P. 415-425.

106. Jahn, H.M. Flechlenwachslum in Frankfurter Raum / H.M. Jahn, K. Neumann, Natur und Museum, Frankfurl, 1981. -111, P. 353-338.

107. Keller, H. Beitrage zur Erfassung der durch schweflige Saure herforge-rufenen Rauchschadeu an Nadelholzern / H. Keller, J. Miiller, Forstwiss Forsch, 1958. 10, P. 5-63.

108. Keller, T. Begriff und Bedeulung der «latenlen Immissiousschadigung», Allg. Forst- u. Jagdztg., 1977. 148, P. 115-120.

109. Kinzel, H. Enzvmaktivitays-Muster als Indikatoren fur den physiologische Zustand der Pflanzen unter Mineralstoff-Mangel / H. Kinzel, H. Stammerer, Ber. Dtsch. Bot. Ges., 1974. 86, P. 505-512.

110. Klee, R. Die Wirkung von gas- und staubformigen Immissionen auf

111. Respiration und Inhaltsstoffe von Parmelia physodes, Angew. Bot., 1970. -44, P. 253-261.

112. Knabe, W. Beziehungeu zwischen der Benadelung herrschender Fichten und den Schwefel-, Fluor- und Chloridgehalten 1- und 2 jahrigen Fichtennadeln in Nordrhein-Westfalen. Mitt. Forstl. Bundesversuchsanst, Wien, 1981,- 137, P. 267-279.

113. Kostir, L. Einfluss von S02, auf den Gehalt freier Saccharide und Aminosauren in Erbsenkeimpflanzen / L. Kostir, I. Machackova, V. Jiracek, R. Buchar, Experientia, 1970. 20, P. 605-600.

114. Kutschera-Mitter, L. Vegetationswandel und Schadgasbelastung auf Grun- und Ackerland / L. Kutschera-Mitter, E. Lichtenegger, M. Sobotik. Das Immissionsokologische Projckt Arnoldslein, Carinthia II, Sonderh.,1982.-39, P. 121-168.

115. LeBlanc, F. Fluoride injury symptoms in epiphytic lichens and mosses / F. LeBlanc, G. Comeau, D.N. Rao, Canad. J. Bot., 1971. 49, P. 16911098.

116. Lee, T.T. Effect of ozone on swellimg of tobacco mitochondria, Plant Physiol., 1968.-43, P. 133-139.

117. Levitt, J. Responses of Plants to Environmental Stresses. 2. Aufl., Acad. Press, New York-London, 1980. P. 124-136.

118. Lohs, K. Luftverunreinigung als chemischer Stress, Umwelt-Stress, Wiss. Beitr., Martin-Luther-Univ., Halle-Wittienberg, 1982. 35, P 17, 1625.

119. Luttge, U. Bisulfite compounds as metabolic inhibitors: nonspecificeffects on menbranes / U. Luttge, C.B. Osmond, E. Ball, E. Brinckmann, G. Kurze, Plant and Cell Physiol., 1972. 13, P. 504-514.

120. Lux, H. Die forstlichen Immissionssehadgebiele im Lee des Ballungsraumes Halle und Leipzig / H. Lux, G. Stein, Hercynia N. F., 1977. -14, P. 413-421.

121. Malhotra, S.S. Biochemical and cytological effects of sulphur dioxide on plant metabolism / S.S. Malhotra, D., Hocking New Phytol., 1976. 76, P. 227-237.

122. Malhotra, S.S. Effects of aqueous sulphur dioxide on chlorophyll destruction in Pinus contorta. New Phytol., 1977. 78, P. 101-109.

123. Malhotra, S.S. Ozone and nickel effects on pea leaf cell ultrastructure / S.S. Malhotra, D. Hocking, Bull. Environm. Tox., 1979. 22, P. 379-385.

124. Neumann, M. Untersuchumgen uber Auswirkungen gasformiger Immissionen auf Waldbestande im Raum Gailitz-Arnoldstein / M. Neumann, J. Pollanschutz, Das immissionsokologische Projekt Arnoldsiein, Klagenfurt Carinthia II, Sonderh., 1982. 39, P. 265-288.

125. Ormrod, D.P. Pollution in Horticulture (Fundamental aspects of pollution control and environmental sciences). Elsevier, Amsterdam, 1978. -P. 142-158.

126. Pahlich, E. Uber den Hemm-Mechanismus mitochondrialer Glutamat-Oxalacetat-Transaminase in S02-begasten Eerbsen,Planta, 1973. 110, P. 267-278.

127. Puckett, K.J. Phoiosynthetic 14C fixation by the lichen Umbilicaria muhlenbergii (Ach.) Tuck, following short exposures to aqueous sulphur dioxide / K.J. Puckett, D.H.S. Richardson, W.P. Flora, E. Nieboer, New Phytol., 1974.-73, P. 1183-1192.

128. Puckett, K.J. Sulphure dioxide: Its effect on photosynthelic I4C fixation in lichens and suggested mechanisms of phytotoxicity / K.J. Puckett, E. Nieboer, W. P. Flora, D. H. S. Richardson, New Phylol., 1973.72, P. 141-154.

129. Rabe, R. Der Nachweis von Luftverunreinigungen und ihrer Wirkungen durch Bioindikatoren, Forum Stadte-Hygiene, 1982. 33, P. 1521.

130. Rabe, R. Enzyme activities and chlorophyll and protein content in plants as indicators of air pollution / R. Rabe, K.H. Kreeb, Environm. Pollut., 1979.- 19, P. 119-137.

131. Robb, J. Early cytological effect of zinc toxicity in white bean leaves, Ann. Botany, 1981. 47, - P. 829-834.

132. Ro-Poulsen, H. Elevated ozone levels in amebient air in and around Copenhagen indicated by means of tobacco indicator plants / H. Ro-Poulsen, B. Andersen, L. Mortensen, L. Moseholm, Oikos, 1981, 36, P. 171-176.

133. Schiewer, U. Zur Salzresislenz limnischer Blaualgen, Umwelt-Stress Wiss. Beitr Martin-Luther-Unimv., Halle-Wittenberg, 1982. 35, P 17, 363366.

134. Schinninger-Rothschedl, R. Der Einfluss isolierter und kombinierler Schadstoffe aul Austrocknungsresistenz und Transpiration bei Fesluca rubra L., Z. Pflanzenphysiol, 1979. 94, P. 351-362.

135. Schlee, D. Biochemische Wechselbeziehungen zwischen Organismen und der sie umgebenden Umwelt. In: Schubert R. (Hrsg.). Lehrbuch der Okologic, VEB Gustav Fischer Veiiag, Jena, 1984. P. 235-245.

136. Schubert, R. Allgcmeme Grundlagen der Okosyslenilehre. Lehrbuch der Okologie, VEB Gustav Fischer Verlag, Jena, 1984. P. 132-142.

137. Schumm, F. Die Nettophotosynthese von Flechtenlrausplantaten als Mass fur die Immissionsbelastung der Lufl / F. Schumm, K.H. Kreeb, Angew. Bot, 1979.-53, P. 31-39.

138. Selye, H. Stress in Health and Disease, Butlerworth, London, 1976. -P. 64-72.

139. Sij, J.W. Short-term kinetic studies on the inhibition of photosynthesis by sulphur dioxide/J. W. Sij, C.A. Swansea, Qual, 1974. 3, P. 103-107.

140. Silvius, J.E. Sulfur dioxide inhibition of photosynthesis in isolated spinach chloroplasts / J.E. Silvius, M. Ingle, C.H. Baer, Plant Physiol., 1975. 56, P. 434-437.

141. Singh, T.N. Stress metabolism / T.N. Singh, D. Aspinall, L.G. Paleg, Austr J. boil. Sci., 1973. 26, P. 45-76.

142. Steubing, L. Bedcutung der lufthygienischen Bedingungen in der Region Untermain mittels niederer und hoherer Pflanzen, Slaub, 1974. 34, P. 206-209.

143. Steubing, L. Wirkungserhebungen uber die Verbreitung von Pholooxidantien in der Region Untermain mit dem Bioindikalor Tabak Bel W 3, Angcw. Bot, 1982. 56, P. 1-8.

144. Stewart, D. Pathological anatomy of conifer needle necrosis / D. Stewart, M. Treshow, F.M. Harner, Canad. J. Bot., 1973. 51, P. 983-988.

145. Stjernquist, J. Photosynthesis, growth and competitive ability of sonic coniferous forest mosses and the influence of herbicides and heavy metals (Cu, Zn), Diss., Lund, 1981. P. 25-35.

146. Stocker, G. Zu cinigen thcoretischen und methodischen Aspckten der Bioindikation In: R. Schubert, J. Schuh (Hrsg). Bioindikation. Teil 1, Wiss. Beitr. Marlin-Luther-Univ., Halle Wittenberg 1980. 24, P 8,10-21.

147. Stolzer, J. Anatomische Reaktionen auf die Einwirkung unlerschicdlicher Schadstoffe an Blattern von Tilia plattjphyllos Scop., Arch. Naturschutz u. Land-schaftsforsch., Berlin, 1983. 23, P. 99-106, 127131.

148. Stolzer, J. Zur Anatomic gesunder und durch gasformige Immissionen geschadigter Blatter von Betula pendula Roth., Wiss. Z. Martin-Luther-Univ., Halle, inathnat., R. 1980. 29, P. 95-101.

149. Storeiy, R. Quarternary ammonium compounds in plants in relation to salt resistance / R. Storeiy, R.G. Wyn Jones, Phytochemistry, 1977. 16, P. 447-453.

150. Sundstrom, K.R. Using lichens as physiological indicators of sulfurous pollutants / K.R. Sundstrom, J.E. Hallgren, Ambio, 1973. 2, P. 13-21.

151. Swanson, E.S. The effect of ozone on lief cell membranes / E.S. Swanson, W.W. Thomson, J.B. Mudd, Canad. J. Bot., 1973. 51, P. 12131219.

152. Swiecki, T.J. Flistological effects of aqueous acids and gaseous hydrogen chloride on bean leaves / T.J. Swiecki, A.G. Endress, O.C. Taylor, Amer. J. Bot., 1982.-P. 141-149.

153. Thomson, W. W. Effects of ozone on the fine structure of the palisade parenchyma cells of bean leaves / W.W. Thomson, W.W. Dugger, R.L. Palmer, Canad. J. Bot., 1966. 44, P. 1677-1682.

154. Todd, G.W. An evaluation of methods used to determine injury to plant leaves by air pollutants / G.W. Todd, W.M. Arnold, Bot. Gaz. 1961. -123, P. 151-154.

155. Treichel, S. Der Einfluss von NaCl auf den Prolinstoffwechscl bei Halophyten. Ber. Dlsch. Bot. Ges., 1979. 92, P. 73-85.

156. Turk, R. C02-Gaswechseluntersuchungen zur S02-Resistenz von Flechten / R. Turk, V. Wirth, O.L. Lange. Oecologia, Berlin, 1974. 15, P.33.61.

157. Tyankova, L. The influence of proline on the resistivity of wheat plants to drought, Dokl. Bolg. Akad, Nauk, Sofia, 1966. 19, P. 847-850.

158. Vacek, S. Der Gesitndheitszusland und die verminderle Fruktifikation von autochthonen Fichleubestanden als Peaktion auf die Immissionsbelastimg ini Be-reich des anemo-orographischen Systems des Mumlava-Flusses, Opera Cor-contica, 1981. -18, P. 89-103.

159. Van, Valen L. A study of fluctuating asymmetry // Evolution. 1962. Vol. 16, N2. P. 125-142.

160. Wellburn, A.R. Biochemical effects of atmospherie pollutants on plants / A.R. Wellburn, T.M. Capron, U.S. Chan, D.C. Horsman. In: Mansfield T. A. (Ed.). Effects of Air Pollutants on Plants, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1976. P. 105-114.

161. Wellburn, A.R. Effects of S02 and N02 polluted air upon the ultrastructure of chloroplast / A.R. Wellburn, O. Majernik, F.A. Wellburn, Enviromn. Pollut., 1972. 3, P. 37-49.

162. Werner, G. Zur Funktion der Umweltindikatoren und Umweltmodelle historischer Abriss. In: Umweltindikatoren als Planungsinslrumenle, Bcitrage zur Umweltgestaltung, Hefl II, Erich Schmidt Verlag, Berlin, 1977. -P. 124-145.

163. Wit, T. Permanent plots, cryptogamic plant species and air pollution. In: L. Steubing, H.J. Jager Monitoring of Air Pollutants with Plants, Junk. Publ., The Hague-Boston-London, 1982. P. 53-58.

164. Wolff, G. Untersuchungen zur chronischen Rauchschadigung eines Fichten-Kicfernreviers unter Verwendung von Spektrozonalluftbildern Beilr Forst-wirtsch., Berlin, 1973. 7, P. 4, 181-185.

165. Ziegler, I. The effect of SO2 pollution on plant metabolism, Residue Rev., 1975.-56, P. 79-105.

Информация о работе

Дружкина, Татьяна Алексеевна
кандидата биологических наук
Астрахань, 2007
ВАК 03.00.16

Диссертация

Скрининговая оценка экологического состояния городской среды по древесным культурам - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы