WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Влияние нефти на прорастание семяносновных лесообразующих видовдревесных растений подзоны южной тайги омской области

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ДОНЕЦ Евгения Владимировна

ВЛИЯНИЕ НЕФТИ

НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН
ОСНОВНЫХ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ВИДОВ
ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ ПОДЗОНЫ ЮЖНОЙ ТАЙГИ

ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

03.00.16 – экология

АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук

Омск – 2008

Работа выполнена на кафедре экологии и природопользования
ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Григорьев Аркадий Иванович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Махнёв Африкан Кузьмич;

доктор биологических наук

Баженова Ольга Прокопьевна

Ведущая организация: Томский государственный университет

Защита состоится 6 ноября 2008 г. в 14.00 часов на заседании дис­сертационного совета ДМ 212.177.05 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Омском государственном педагогическом университете по адресу: 644099, Омск, наб. Тухачевского, 14; тел./факс: 8 (3812) 24-37-95.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государ­ственного педагогического университета.

Автореферат разослан 3 октября 2008 г.

Отзывы, заверенные печатью можно отправлять по адресу: 644099, Омск, наб. Тухачевского, 14; тел./факс: 8 (3812) 24-37-95.

Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат биологических наук, доцент Колпакова Т. Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее время вопросы охраны окружаю­щей среды при освоении нефтегазовых месторождений приобретают осо­бую остроту в связи с расширением масштабов и увеличением объемов добычи углеводородного сырья. Предприятия отраслей нефтяного энерге­тического комплекса оказывают значительное техногенное воздействие на окружающую среду. Последствия такого воздействия нередко проявляют­ся на значительных расстояниях от источника загрязнения.

Западная Сибирь относится к числу регионов, в наибольшей степени пострадавших от различных экологических нарушений в период индуст­риализации и широкомасштабного вовлечения природных ресурсов стра­ны в хозяйственный оборот. В результате строительства буровых устано­вок и деятельности нефтедобывающих предприятий и объектов производ­ственной инфраструктуры значительные площади лесных экосистем севера Омской области нарушены и постепенно теряют способность к самовосстановлению. Степень сохранения современных южно-таёжных лесных экосистем на нефтезагрязнённых территориях в этом случае во многом будет определяться успешностью прохождения лесовозобновительных процессов доминантных видов.

В соответствии с целями и задачами биогеоценологических иссле­дований по А. И. Уткину (1974) в районе наших исследований с особым вниманием следует проводить анализ лесовозобновительного процесса, так как это позволит выявить негативные изменения на более ранних ста­диях развития лесных экосистем. Однако закономерности динамики эко­систем в условиях нефтяного загрязнения в подзоне южной тайги Запад­ной Сибири почти не изучены. По настоящее время ещё недостаточно изучены характер и степень влияния нефтяного загрязнения на древесные растения и почти не изучено воздействие сырой нефти на прорастание семян лесообразующих видов древесных растений, как первостепенную основу естественного восстановления лесных экосистем в нефтезагряз­нённых районах.

Литературные источники, содержащие сведения о характере влияния нефти на семена растений немногочисленны и в значительной степени противоречивы. Одни авторы считают, что нефть не влияет на прораста­ние семян растений (Blankenship, Larson, 1978), тогда как по наблюдениям других исследователей нефть, а именно нефтяное ростовое вещество (НРВ), оказывает благоприятное влияние на прорастание семян и рост пророст­ков (Гюльхамедова, 1956; Данилова, 1967, 1972; Комиссаров, 1962, Се­дых, Тараканов, 2001, 2004). В экспериментах большинства следующих исследователей (Абдуев, Аскеров, 1979; Алиев и др., 1981; Гайнутдинов и др., 1979, 1982; Гусейнов, Гвозденко, 1973; Митчелл, 1979; Невзоров, 1976; Седых, 1996) прорастание семян резко падало при воздействии нефти.

Однако эти данные не дают достаточных оснований для заключения о полном положительном или отрицательном влиянии сырой нефти на семена растений. В связи с этим возникла необходимость изучения влия­ния сырой нефти на всхожесть семян древесных видов растений, а также установить особенности их реакции на нефтяное загрязнение и отбора среди них наиболее перспективных для рекультивации нефтезагрязнён­ных территорий.

Цель исследования: Выявить закономерности влияния сырой неф­ти на рост и развитие древесных растений в фазе прорастания семян в ла­бораторных условиях для прогнозирования лесовозобновительного про­цесса.

Задачи исследования:

  1. Установить эффект воздействия сырой нефти на всхожесть се­мян древесных растений в условиях лабораторного проращива­ния;
  2. Изучить динамику роста проростков исследуемых видов древес­ных растений в зависимости от концентраций нефти;
  3. Установить предельно допустимые нагрузки нефти на основные лесообразующие виды древесных растений в фазе прорастания семян.

Научная новизна и теоретическая значимость результатов ис­следований:



1.Впервые исследовано влияние нефти на стадии прорастания се­мян, в наиболее уязвимый период жизни древесных растений.

2.Выявлены предельно допустимые нагрузки нефти для основных лесообразующих видов древесных растений в фазе проростков. Получен­ные результаты позволяют дополнить эколого-биологическую характе­ристику изученных видов древесных растений данными по их устойчи­вости и являются основой для создания нормативной базы по контролю нефтяного загрязнения в лесных экосистемах.

Практическая значимость работы.

Практические рекомендации по использованию материалов иссле­дований для организации мониторинга состояния природной среды пред­ставлены в Главное управление лесного хозяйства Омской области.

Материалы исследований используются в преподавании экологичес­ких дисциплин (экология, геоэкология и основы рационального природо­пользования, прикладная экология, экологический мониторинг, методы экологических исследований) на химико-биологическом, географичес­ком факультетах Омского государственного педагогического универси­тета и лесобиологических дисциплин (мониторинг лесных экосистем, лесоведение) на аграрном факультете Омского государственного аграрно­го университета, и легли в основу методического пособия «Полевой прак­тикум по экологическим и естественнонаучным дисциплинам» (2008).

Основные положения, выносимые на защиту:

1.Концентрации нефти более 1,0 мг/л снижают всхожесть семян и угнетают рост проростков исследованных видов древесных растений (бе­резы повислой (Betula pendula Roth.), сосны обыкновенной (Pinus sylves­tris L.), лиственницы сибирской (Larix sibirica L.) и ели сибирской (Picea obovata L.)).

2. Динамика прорастания семян и роста проростков исследованных видов древесных растений от концентрации нефти имеет прямую отрица­тельную зависимость.

Оценка личного вклада. Исследования выполнены автором само­стоятельно.

Апробация результатов исследований. Материалы основных ре­зультатов исследований по теме диссертации были доложены и обсуждены на международных научно-практических конференциях: «Эколого-эконо­мическая эффективность природопользования на современном этапе раз­вития Западно-Сибирского региона» (Омск, 2006, 2008); на V Всероссий­ской научно-практической конференции «Проблемы биологической науки и образования в педагогических вузах» (Новосибирск, 2008); и на регио­нальных научно-практических конференциях (Тара, 2005).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 15 работ, в т. ч. две статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образо­вания и науки.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, практических рекомендаций и приложений. Изложе­на на 125 страницах машинописного текста, включает 13 таблиц, 15 ри­сунков и 11 приложений. Список литературы содержит 241 названия, в том числе 24 иностранные.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности изучения нефтяного загрязнения как источника экологических проблем окружающей среды на современном этапе развития общества. Отмечена необходимость более детального изучения нефтяного загрязнения на стадии прорастания семян, в наиболее уязвимый период жизни древесных растений. Сформулирова­ны цели и задачи исследования, рассмотрена практическая значимость полученных результатов.

Методика и объекты исследований.

Объектом исследования являлись семена доминантных видов лесных экосистем подзоны южной тайги Западной Сибири в пределах Омской области: березы повислой (Betula pendula Roth.), ели сибирской (Picea obovata L.), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и лиственницы си­бирской (Larix sibirica L.). Выбор видов древесных растений проводился
с учетом их участия в составе лесов подзоны южной тайги.

Для закладки опыта были использованы семена березы повислой класса качества, собранные в сентябре 2006 г. и семена ели сибирской, сосны обыкновенной и лиственницы сибирской и класса качества, соб­ранные в январе-феврале 2007 г. в Тарском районе (северо-восток Омской обл.), в древостоях, расположенных на территории Западно-Крапивин­ского нефтяного месторождения.

В работе была использована сырая нефть с Западно-Крапивинского месторождения, относящаяся к легким нефтям (бензиновые, керосиновые фракции составляют 50–55 %), и имеющая по составу низкое содержание гетеросоединений, серы (0,05–0,37 %), парафина (3–4 %), смол (8–9 %) и удельный вес 0,85 г/см.

Лабораторное изучение всхожести семян и роста проростков березы повислой, ели сибирской, сосны обыкновенной и лиственницы сибир­ской проводилось в двух сериях опытов. В первой серии использовалась сырая нефть в концентрациях (мг/л): I – (0,0) контроль; II – 0,01; III – 0,05; IV – 0,10; V – 1,00; VI – 5,00; VII – 10,00., и исследовалась суточная динамика роста зародышевых корешков.





Во второй серии эксперимента концентрация нефти составляла (мг/л): I – кон­троль; II – 0,01; III – 0,05; IV – 0,10; V – 1,00; VI – 5,00; VII – 10,00; VIII – 15,00; IX – 20,00; X – 25,00; XI – 30,00; XII – 35,00; XIII – 40,00.

Соответствующие вариантам опыта концентрации нефти разбавля­лись отстоянной водопроводной водой. Эта же вода использовалась в ка­честве контроля.

Лабораторные опыты проводились в трехкратной повторности по 100 штук семян в каждой, с раскладкой на фильтровальной бумаге в чаш­ках Петри с закрытыми крышками, в соответствии с ГОСТ 13056.6-97.

Перед закладкой опытов проводилось замачивание семян хвойных видов древесных растений в течение суток в водопроводной воде при комнатной температуре (20 °С). Продолжительность опытов составляла 15 суток, в течение которых во все чашки Петри добавлялась нефть концен­трацией, соответствующей вариантам опыта. При определении всхожести семян в лабораторных опытах проводился подсчет проросших семян от общего числа здоровых семян, разложенных на фильтровальной бумаге. Проросшими считали семена, которые дали корешки размерами более 1 мм. Всего было высеяно 24,0 тыс. семян, обмерено около 11,2 тыс. про­ростков хвойных видов древесных растений и около 3,0 тыс. проростков берёзы. Динамика роста проростков изучалась путём ежедневного замера длины зародышевых корешков из расчёта по 50 штук на повторность. Ежедневно прорастающие семена объединялись в отдельные группы по срокам прорастания для изучения динамики их роста.

В практических целях при изучении прорастания семян проводилась оценка интенсивности роста проростков по зародышевому корешку. Ре­зультаты исследований были обработаны стандартными методами вариа­ционной статистики, корреляционного, регрессионного и дисперсионного однофакторного анализов с использованием пакета Statistica. Сравнение вариантов опыта проводилось по критериям Стьюдента и Фишера.

Экологические особенности видов древесных растений лесных экосистем подзоны южной тайги Омской области.

Рассмотрены общие сведения о растительном покрове района нефте­добычи. Анализируется эколого-биологическая характеристика доминант­ных видов древесных растений лесных экосистем подзоны южной тайги Западной Сибири в пределах Омской области: березы повислой (Betula pendula Roth.), ели сибирской (Picea obovata L.), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и лиственницы сибирской (Larix sibirica L.) по комп­лексу свойств (анатомо-морфологических, цитологических, физиологи­ческих и биохимических признаков) и их роли в лесных биогеоценозах. По данным лесоустроительных материалов А. И. Григорьевым с соавто­рами (2005) выявлено, что за вторую половину XX в. увеличение площади темнохвойных лесов произошло за счет еловых и пихтовых насаждений; их доля участия в структуре древостоев данной группы лесов к концу рас­сматриваемого периода составила 49 %. За этот же период площадь лист­венничников возросла в 2,3 раза. Лесные экосистемы с преобладанием хвойных видов древесных растений в подзоне южной тайги Омской области занимают 36,81 % от общей площади лесов, а лиственные леса с преобла­данием видов берез (березы повислой и березы пушистой) – 49,57 % и осины – 13,36 %.

Эколого-физиологические особенности прорастания семян.

Особое место в экологических исследованиях древесных растений занимает оценка качества семян, которое рассматривается как показатель потенциальных возможностей их семенного возобновления. Этот показа­тель использован нами как критерий в характеристике адаптации и устой­чивости видов в условиях нефтяного загрязнения. Для прорастания семян древесных растений наряду с этим важными являются наследственные свойства семян, от которых зависит успешность естественного семенного возобновления в лесных биогеоценозах.

Таким образом, всхожесть семян и скорость прорастания являются диагностическими критериями для оценки их качества, а также могут слу­жить прямым показателем экологических условий прорастания.

Влияние нефтяного загрязнения на природную среду.

В предоставленной главе по литературным данным рассматриваются основные научные направления исследований по влиянию нефтяного за­грязнения на природную среду (водные и болотные экосистемы, почвен­ный покров, травянистые и древесные растения, а также на семена).

Влияние нефти на всхожесть семян и рост проростков хвойных видов древесных растений.

Выявлено наличие стимулирующего эффекта на прорастание семян хвойных видов древесных растений при концентрациях нефти до 1,00 мг/л. Достоверно стимулирующий эффект проявился при концентрации сырой нефти 0,05 мг/л (P < 0,01) (табл. 1). Наиболее положительной для семян сосны оказалась кон­центрация нефти 0,10 мг/л, при которой всхо­жими оказались все заложенные в опыте семена (т. е. абсолютная всхо­жесть составила 100 %).

Резкое снижение величины всхожести семян сосны на 12 % наблю­далось с уровня концентрации нефти более 5,0 мг/л. В последующем, при более высоких концентрациях нефти наблюдалась устойчивая тенденция в падении всхожести семян и роста проростков. Наиболее резкий спад по этим показателям отмечается при концентрации нефти 30,0 мг/л.

Стимуляция роста зародышевых корешков сосны нефтью была вы­явлена достоверно при 5 %-ном уровне значимости критерия Стьюдента
в условиях ІІІ варианта опыта (0,05 мг/л) (tфакт > tтеор).

У лиственницы уменьшение показателя всхожести семян наблюда­лось при всех дозах сырой нефти. Наиболее резкое падение всхожести се­мян лиственницы отмечалось при максимальных концентрациях нефти (35,0–40,0 мг/л) и составляло 7 %, тогда как у семян сосны и ели сохра­нялось соответственно на более высоком уровне 28 % и 24%.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.