WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

Сравнительный анализ состояния древостоев сосны обыкновенной (pinus sylvestris l.) и березы повислой (betula pendula roth) в условиях казанского промышленного центра

-- [ Страница 4 ] --

В условиях многолетней аэротехногенной нагрузки интенсивный рост листьев отмечается лишь в первой половине лета. Наиболее интенсивный по сравнению с предыдущими экотопами рост листьев березы бородавчатой отмечался на контрольных участках в пределах Волжско-Камского биосферного заповедника. Здесь общее увеличение площади листьев за сезон составило более чем 400%. В целом для условий загрязнения характерным является явление мелколистности и интенсивного преждевременного листопада по сравнению с контрольными условиями.

Анализируя характер роста побегов в условиях многолетней хронической аэротехногенной нагрузки на лесные экосистемы и в условиях контроля необходимо отметить тот факт, что между длинами одно- и двулетних побегов в течение вегетационного сезона, после проведения математической обработки полученных данных достоверных различий не обнаружено.

Береза бородавчатая произрастает во всех исследуемых биотопах, тем самым, оценивая характеристики приростов стволовой древесины, мы можем оценить успешность развития растений в различных условиях (рис. 4).

 Многолетняя динамика изменения приростов стволовой древесины березы-8

Рис. 4. Многолетняя динамика изменения приростов стволовой древесины березы бородавчатой (Betula pendula Roth) при произрастании на территории Казанского промышленного центра.

Установлено, что средний возраст растений березы, обитающих в непосредственной близости от ОАО «Казаньоргсинтез» по данным анализа древесных кернов составляет 45 лет. При характеристике древесных кернов нами были получены результаты, указывающие на исключительную стабильность величины годичных приростов стволовой древесины. Значения приростов стволовой древесины колеблются в пределах от 1 до 1,3 мм в течение всего онтогенеза. Этот факт может быть объяснен тем, что несмотря на жесткие условиях произрастания их значительных колебаний на протяжении многих лет не происходит, таким образом, растения находятся практически в стационарных условиях близких к условиям вегетационного эксперимента. Небольшие, но стабильные приросты стволовой древесины обуславливают наличие плотной структуры, которая характеризуется отсутствием сердцевинной гнили. При достаточно малом значении приростов толщина коры наибольшая среди деревьев всех исследуемых местообитаний – более 9 мм.

Возраст культур березняков, созданных в санитарно-защитной зоне г. Казань, составляет 50 лет. Необходимо отметить, что за весь период онтогенеза величина приростов стволовой древесины не превышает 1,7 мм. Толщина коры деревьев березы составляет 4,8 мм. Одной из серьезных проблем деревьев березы бородавчатой, являющейся следствием ослабления под действием техногенеза, становится наличие сердцевинной гнили у всех исследованных нами растений.

Характеризуя изменения приростов стволовой древесины у растений березы на ПП№3 и №4 следует отметить, что разница между наибольшим и наименьшим значением невелика и составляет 1 мм – 0,6 мм и 1,6 мм. Толщина коры при этом составляет 5,5 мм. Необходимо отметить, что несмотря на незначительный возраст у 30% растений отмечается сердцевинная гниль. Кора у растений, произрастающих на ПП№4, довольно тонкая – около 4,6 мм, но сердцевинной гнили не обнаруживается.

При развитии растений березы бородавчатой в условиях контроля наблюдается постоянное увеличение значений приростов стволовой древесины. Значение размеров коры составляет 4,5 мм, что соответствует минимуму среди всех исследуемых кернов. Сердцевинная гниль стволов березы бородавчатой не обнаруживается, что свидетельствует об удовлетворительном состоянии отдельных деревьев.

Основной особенностью березы бородавчатой является то, что данный вид древесных растений одинаково успешно произрастает как в искусственно созданных санитарно-защитных насаждениях промзоны г. Казань, так и формирует первичные растительные группировки. Эти и другие обстоятельства стали основой для проведения работ по определению ряда важнейших показателей, таких как плодоношение, естественное возобновление и относительное жизненное состояние, характеризующих популяционные особенности формирования и развития древостоев, а также выявлению лесохозяйственной ценности и пригодности этих насаждений.

При характеристике ОЖС древостоев березы бородавчатой (Betula pendula Roth) во многом определено истинное состояние насаждений с учетом всех действующих на растения факторов. Необходимо отметить, что определяющими в данном случае являются именно лесорастительные условия района. Показано, что с увеличением степени техногенной нагрузки ОЖС насаждений березы бородавчатой снижается.

Березняки на ПП№1 и ПП№2 Казанского промышленного центра, произрастающие в санитарно-защитных насаждениях, по своему состоянию отнесены к категории «ослабленных» - ОЖС составляет 66,8% и 75,7% соответсвенно. Необходимо отметить, что отсутствие энтомоповреждений и видимых повреждений на поверхности побегов, высокая густота кроны (0,7) при средней высоте деревьев 13 м и диаметре ствола 18 см, несомненно являются позитивными обстоятельствами при характеристике ОЖС древостоев. Но на поверхности листьев обнаруживаются точечные диффузные межжилковые хлорозные и некрозные пятна, скручивания, размер которых может достигать 20% общей площади листа. В качестве негативного момента необходимо отметить наличие большого количества мертвых сучьев на стволе – до 30%.

При оценке ОЖС формирующихся древостоев березы на ПП№3 и ПП№4 установлено, что данные насаждения относятся к категории «ослабленных» и показатели ОЖС составляют 69,8% и 73,1% соответственно. Причины, по которым насаждения были отнесены к категории «ослабленных» сходны. На ПП№3 при средней высоте деревьев 15 м, диаметре ствола 18 см, густоте кроны 0,5 энтомоповреждения и другие повреждения побегов и стволов не обнаружены. Для листьев характерным являются мелкие размеры и локализация повреждений в основном в виде некрозов по периферии листа, но на некоторых листьях (не более 10% от всех листьев растений) отмечается наличие межжилковых перфораций, являющихся следствием некрозных пятен. Количество мертвых сучьев не превышает 10%, сухостоя или суховершинных деревьев не обнаружено.



Оценивая плодоношение березняков, произрастающих в различных условиях отмечается, что несмотря на отсутствие техногенного пресса в контрольных условиях плодоношение соответствует 1-2 баллам. В то же время, в условиях интенсивного загрязнения на ПП№1 и ПП№3 плодоношение березы в культуре определяется на уровне 2-3 баллов. Максимальный уровень плодоношения нами отмечается на ПП№2 и ПП№4, который соответствует 3-4 баллам. Отмечается, что, несмотря на значительный уровень плодоношения (2-3 балла) в культурах березы, произрастающих на ПП№1 и ПП№3 естественного подпологового возобновлению не происходит. Связано это с тем, что растения травянистого яруса, бурно разрастаясь, не дают возможности прорастать семенам березы.

В наибольшей степени возобновление, которое может быть квалифицировано как зарастание, отмечается на ПП№2 и ПП№4. Так, на ПП№2 отмечается большое количество мелкого подроста, высота которого не превышает 0,5 м – до 1400 шт./га, при этом количество растений выше 0,5 м, относящихся к группе крупного подроста составляет не более 100 шт./га. Необходимо отметить, что около 50% всех исследуемых растений, отнесенных к категории мелкого или крупного подроста порослевого корнеотпрыскового происхождения.

Характеризуя возобновление березы на ПП№4 отмечается, что не более 5% всех исследованных растений, отнесенных к крупному или мелкому подросту порослевого происхождения. Количество мелкого подроста составило 200 шт./га и крупного - га.

Насаждения березы, произрастающие в условиях контроля характеризуются как «здоровые» - показатель их ОЖС составляет 96,2%. Такие высокие показатели ОЖС определяются отсутствием видимых повреждений на листьях и стволах растений, несмотря на достаточно небольшую густоту кроны (в среднем около 50%) при среднем диаметре стволов 22 см, высоте деревьев 19 м и полноте 0,5. Отмечается хорошая очищаемость стволов от мертвых сучьев, количество которых не превышает 15%. В условиях заповедника при отсутствии действия антропогенных факторов процесс естественного возобновления березы бородавчатой идет неудовлетворительно. Это связано со слабым плодоношением и особенностями лесорастительных условий, выражающихся в первую очередь в жестких конкурентных взаимоотношениях. Несмотря на трудности возобновительного процесса, отмечено наличие незначительного количества растений березы только семенного происхождения в количестве 40 шт./га крупного подроста и 100 шт./га мелкого подроста.

Оценивая хозяйственную ценность обследованных насаждений необходимо отметить, что данные древостои выполняют санитарно-защитные функции. Хозяйственное использование данных лесных насаждений ограничивается рекреационным и научно-просветительским направлениями, поскольку запасы деловой древесины незначительны. Данные ограничения не касаются насаждений, развивающихся на ПП№5, но их использование ограничивается действующим природоохранным законодательством Российской Федерации, регламентирующим природопользование на территории биосферных заповедников.

5. ВЫВОДЫ

  1. Береза повислая успешно произрастает во всех исследуемых экотопах. По сравнению с растениями сосны обыкновенной состояние насаждений березы оценивается как наилучшее. Тем не менее, при формировании санитарно-защитных насаждений предпочтительным является создание многовидовых лесных фитоценозов.
  2. Состояние хлорофилл-белкового комплекса растений во многом определяется количественными характеристиками содержания пигментов. Показано, что по мере усиления антопогенного пресса на лесные экосистемы в листьях березы происходит увеличение содержания вспомогательных пигментов (хлорофилла В и каротиноидов). Отмечается, что в первую очередь за счет каротиноидов происходит увеличение количества пигментов фотосинтеза в листьях березы (в некоторых случаях выше контрольных значений). Для сосны обыкновенной, также как и для березы, характерным является наличие флуктуаций вспомогательных пигментов относительно хлорофилла А. Установлено, что суммарное количество пигментов фотосинтеза в хвое текущего в условиях техногенного загрязнения в среднем меньше, чем в контрольных условиях и составляет 7,5 и 8,5 мг/г сырой массы соответственно.
  3. У растений березы отмечается высокая поливариантность ответных реакций, проявляющаяся в значительных изменениях водного режима листьев. При развитии растений в контрольных условиях интенсивность транспирации постепенно снижается на фоне отсутствия изменений показателей содержания свободной воды и водного дефицита. Интенсивность транспирации нарастает в течение вегетации в условиях смешанного и автотранспортного типов загрязнения на фоне не изменяющегося водного дефицита и содержания свободной воды. В условиях хронического полиметаллического и углеводородного загрязнений показана тенденция к снижению всех показателей водного режима растений, что свидетельствует о наибольшей угнетенности растений именно в этих экотопах.
  4. Для хвои сосны характерным является отсутствие изменений, либо увеличение водопотерь независимо от изменения других параметров водного режима. При этом только в контрольных условиях отмечается увеличение содержания свободной воды. Самая сложная ситуация отмечается в условиях острого нефтехимического загрязнения (ПП№1), где увеличение водопотери сопровождается нарастанием водного дефицита и снижением содержания свободной воды.
  5. Ростовые процессы более интенсивно осуществляются у растений, в наименьшей степени подверженных негативному воздействию. Это утверждение относится к росту ассимиляционных органов, побегов и стволовой древесины. Повреждения растений фиксируются в виде появления некрозных и хлорозных пятен на хвое и листьях, а также серцевинной гнили древесины. Для хвои сосны характерным является сокращение сроков жизни хвои до трех лет, а для березы – явление мелколистности в сочетании с преждевременным опадом в середине вегетационного сезона. Также для исследованных видов растений установлено снижение приростов стволовой древесины при одновременном увеличении толщины коры. Данные изменения носят адаптивных характер и направлены на снижение концентрации токсикантов внутри организма.
  6. Для экспресс-анализа состояния отдельных деревьев и насаждений в целом может использоваться показатель содержания хлорофилла А в листьях или хвое растений. Необходимо отметить, что 30% флуктуации данного параметра характеризуют биологический запас прочности хлорофилл-белкого комплекса и являются нормальными для растений. В случае, если количество хлорофилла А в ассимиляционных органах в течение вегетации изменяется в пределах 30-60% можно утверждать, что насаждение находится в ослабленном состоянии. Флуктуации хлорофилла А более 60% указывают на значительную деградацию как отдельных деревьев, так и насаждения в целом.
  7. При характеристике состояния древостоев в зоне влияния промышленных предприятий, автотранспорта и иных источников загрязнения окружающей среды необходимо учитывать физиологический статус растений. Критерием устойчивости насаждений может быть признана способность растений нивелировать колебания различных жизненно важных параметров, к которым в первую очередь относятся физиологические, на уровне, не превышающем 30%.

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ





Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России:

  1. Бикмуллин Р.Х., Ямалеев Р.Х., Кулагин А.А. Функциональная экспресс-диагностика состояния растений как биоиндикация загрязнения тяжелыми металлами // Вестник Оренбургского государственного университета, 2009. - №10. – С. 536-538.
  2. Бикмуллин Р.Х., Ямалеев Р.Х., Кулагин А.А. Определение содержания пигментов фотосинтеза в листьях березы повислой (Betula pendula Roth) и хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в условиях аэротехногенного загрязнения окружающей среды (на примере Казанского промышленного центра Республики Татарстан) // Аграрная Россия. – 2009. – Специальный выпуск. – С. 114-115.
  3. Бикмуллин Р.Х., Ямалеев Р.Х., Кулагин А.А. Оценка состояния древостоев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в пределах Казанского промышленного центра // Известия Самарского научного центра РАН, 2011. – Том 13. Номер 1 (4). – С. 964-970.

Публикации в сборниках и материалах конференций:

  1. Кулагин А.А., Рыбакова Е.А., Бикмуллин Р.Х. Анализ возможности использования экофизиологических параматров для определения состояния древесных растений в условиях урбосреды // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Экология в высшей школе: синтез науки и образования». – Челябинск, 2009. Ч. 1. – С. 249-253.
  2. Бикмуллин Р.Х., Кулагин А.А. Об эколого-физиологических особенностях березы повислой (Betula pendula Roth) в условиях нефтехимического загрязнения окружающей среды на примере г. Казань // Материалы Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения член-корреспондента АН СССР П.И. Лапина – Москва, 2009. – С. 678-682.
  3. Кулагин А.А., Бикмуллин Р.Х., Ямалеев Р.Х., Рыбакова Е.А. Состояние пигментного комплекса древесных растений как индикатор их состояния в урбосреде // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы качества природной и техногенной среды». - Тамбов: Издательский дом ТГУ им. Г.Р. Державина, 2009. С. 24-29.
  4. Кулагин А.А., Ямалеев Р.Х., Бикмуллин Р.Х., Исмагилов Р.Р. Древесная растительность промышленных центров: устойчивость и природоохранная значимость // Материалы региональной научно-практической конференции «Уральский регион Республики Башкортостан: человек, природа, общество» (8 октября 2009 г.). - Сибай, 2009. - С. 251–253.
  5. Бикмуллин Р.Х., Ямалеев Р.Х., Кулагин А.А. К вопросу о дендромониторинге урбанизированных территорий // Материалы VIII Международной научно-практической конференции «Природоресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России». – Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 14 – 16.
  6. Кулагин А.А., Бикмуллин Р.Х., Ямалеев Р.Х. Анализ состояния и изменений древесной  растительности антропогенно трансформированных территорий (на примере г. Казань)  // Проблемы изучения и сохранения растительного мира Евразии: Материалы Всероссийской конференции с международным участием, посвященной памяти Л.В. Бардунова (1932-2008 гг.) (Иркутск, 15-19 сентября 2010 г.). - Иркутск: Изд-во Института географии им В.Б. Сочавы СО РАН, 2010. С. 500-502.
  7. Бикмуллин Р.Х., Ямалеев

    Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
     


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.