Влияние различных загрязнителей на состояние древесных растений в городской среде

     Но  загрязнение атмосферы и вод  является следствием не одного лишь бурного развития промышленности. Проблема обострилась и в результате демографического взрыва; это особенно ощущается вблизи агломераций, где долгое время проходил процесс концентрации промышленных предприятий и где отходы коллективной жизни нередко создают критические ситуации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Глава 2. Результаты исследований в г. Чита

     2.1 Климатические условия

     Город Чита расположен в зоне умеренных широт в глубине материка Азии, удален от океанов и морей и значительно приподнят над уровнем моря. Это и определяет основные черты ее климата.

     Климат  Читы резко континентальный. Зима в  Чите длительная и суровая, малоснежная  с устойчивой ясной сухой погодой. Для нее характерны затишья, сильные  морозы, резкие перепады температуры и атмосферного давления в течении суток и ото дня ко дню.

     Лето  короткое и теплое, в отдельные  годы жаркое. Весна короткая, ясная  и сухая, весенние заморозки могут  затягиваться до конца июня. Для  осени характерны ранние заморозки; ясная, в основном сухая погода. Среднегодовая температура воздуха отрицательная /-3,1⁰С/. Солнце светит в Чите более 2350 часов в году. За год выпадает 334 мм осадков. В начальный период вегетации осадков выпадает очень мало. Сухим является июнь. Основное количество осадков выпадает во второй половине вегетационного периода. Большая часть осадков выпадает летом.

     В течении всего года суточная амплитуда  колебаний температуры воздуха  в отдельные дни может превышать 20⁰С, иногда в течение 3-х часов температура может измениться на 15⁰С и более, особенно в дополуденные часы, когда происходит интенсивное нагревание воздуха и почвы.

     Среднемесячная  температура января в Чите наблюдается  в пределах   -20…- 33⁰С, а температура июня  + 15… + 22⁰С.

     Для ведения городского хозяйства, охраны зеленых насаждений и т.п. представляют интерес и сведения о заморозках и наступлении и  прекращении устойчивых морозов. Осенние заморозки в Чите наступают в среднем в начале сентября, а весенние прекращаются в конце мая – начале июня. Устойчивые морозы наступают в первых числах ноября, прекращаются в середине марта. В пригороде устойчивые морозы наступают на неделю позже и прекращаются на неделю раньше, чем в городе.

     Среднегодовая температура поверхности почвы  в Чите -2⁰С, т.е. на 1⁰С выше средней годовой температуры воздуха. В летние месяцы средняя температура поверхности почвы на 4-5⁰С превышает среднюю температуру воздуха. В летние ночи температура почвы в городе может понижаться до 7-12⁰С, /бывает и до 0⁰С/. Зимой температура поверхности почвы /снега/ составляет в декабре-феврале -24… -29⁰С, что примерно на 1⁰С ниже температуры воздуха.

     Тепловой  режим городских растений определяется весьма сложным и специфическим  микроклиматом города. Для растений весьма существенны такие его  особенности, как дневное нагревание асфальта и каменных стен домов, а ночью усиленное тепловое излучение от них. Это делает города более удобными местообитаниями для растений по сравнению с естественным зональным фоном.

     Фактическая продолжительность сияния в среднем  в Чите равна 2353 часов в год. Наибольшая непрерывная продолжительность солнечного сияния /16 ч/ наблюдается в мае-июне.

     В условиях Читы преобладает довольно низкая влажность воздуха. Даже в отдельные годы она не превышает 85%, и только иногда ночью влажность может повыситься до 100%.

     Количество  осадков в Чите составляет в среднем  за год 320-350 мм, только в теплое время  года в Забайкалье наблюдается дождливые  периоды, продолжительность которых  невелика: от 2 до 5 дней /очень редко 11-15 дней/.

     Водный  режим в городе характеризуется ограниченным поступлением воды в почву из-за асфальтовых покрытий. Большая часть влаги атмосферных осадков теряется для растений, поступая в канализационную систему.

     В Чите в среднем за год отмечается 52 дня с туманом. Наиболее часто возникают радиационные туманы, связанные с ночным выхолаживанием приземного слоя воздуха.

     Дымка в Чите бывает гораздо чаще, чем туман. За год в среднем отмечается 138 дней с дымкой, причем ¾ приходится на холодное полугодие.

     Пыльные бури возникают в основном летом, в июне. Чем малоснежнее зимы, тем более вероятность возникновения пыльной бури и ее продолжительность.

     Туман, дымка и пыльные бури влияют на приход фотосинтетической активной радиации, снижая ее. Что отрицательно сказывается на фотосинтетической  активности растений.

     Загрязнение воздушного бассейна городов, обусловленное  развитием промышленности, транспорта и ростом населения также отрицательно сказывается на росте и развитии растительных организмов. В выхлопных  газах автомобилей содержится более 200 различных химических веществ: основная доля приходится на окись углерода, углеводороды и окислы азота, сажу. Выброс вредных веществ в атмосферу осуществляется непосредственно у поверхности земли и на разных высотах – до 120 м. Скоплению примесей в приземном слое воздуха способствует то, что город расположен в котловине, слабые ветра и температурные инверсии. Содержание пыли в воздухе обусловлено выбросами отопительных систем и промышленных предприятий. Существенное влияние на запыленность воздуха оказывает грунтовое пылящее покрытие улиц. Наибольшая запыленность воздуха отмечается в весенние месяцы /апрель-май/, что связано с ветрами и иногда пыльными бурями.

     Наибольшее  содержание серного газа наблюдается  в холодное время года, когда сжигается  наибольшее количество топлива. Также происходит небольшое увеличение окиси азота в зимние месяцы, попадающего в атмосферу с выбросами ГРЭС и ТЭЦ. Содержание углекислого газа увеличивается: при низких температурах воздуха, увеличивается количество выбросов от отопительных котельных. Концентрация углекислого газа, а в зимнее время в среднем на 20% выше, чем в теплый период года.

     Метеорологические условия по-разному влияют на уровень  загрязнения воздуха: они могут  способствовать накоплению вредных  примесей или, наоборот, их рассеиванию.

     За счет перемещения выбросов в городе формируется фоновое загрязнение воздуха. В холодный период увеличение загрязнения воздуха наблюдается при северных, восточных и северо-восточных ветрах, а также при повышении температуры воздуха. Содержание примесей возрастает также при относительно слабом ветре у земли и на высоте 500 м. Туманы являются дополнительным фактором, приводящим к повышению концентраций примесей в воздухе. /Дегтев А.В., Задорожный В.Ф., 1988, Климат Читы, 1982; Горышина Т.К.,1979/.

     Климатические условия Хэнтэй - Чикойского нагорья очень своеобразны, но мало изучены. Характерны большие амплитуды суточных и годовых перепадов температур, обильное солнечное сияние, большие различия в количесте выпадающих осадков в межгорных понижениях и на гребнях хребтов.

     Свежегодовое  количество осадков в долинах 340 мм, а в горах – 650-700 мм. Наибольшее количество осадков /60-80%/ выпадает в  июле-августе. Зима же практически бесснежна в лесостепном и малоснежна в нижней части лесного поясов.

     Средняя температура января для нижней части лесного и лесостепного поясов – 2- 28⁰С, июля - +13 - + 18 ⁰ С. Среднегодовая температура /- 30⁰ С/ .   

      2.2 Основные методы  определения биометрических  показателей

     Морфологические и физиологические исследования проводились с помощью общепризнанных методик /Сказкин Ф.Д., 1958; Сулеманов, 1964; Баславская С.С., 1964/.

     Анатомические исследования проводились с использованием микроскопа /марки Биолам/ на большом увеличении /ок х 15; об х 40/.

     В ходе практической работы перед нами встала проблема целесообразности использования нескольких методик определения хлорофилла на различных приборах /СФ-4, колориметре Дюбоска, КФК-2/ и определения металлов загрязнителей различными методами /полярографическим, анатомо-абсорбционным и спектральным/ Нами использовались методы определения хлорофилла: колориметрический визуальный и фотоэлектроколориметрический; методы определения тяжелых металлов – спектральный, полярографический, анатомо-абсорбционный/. /Физико-химические методы анализа, 1971; Ковальский А.Л., 1979/. 

     2.3 Объекты исследования

     Исследовались растения, произрастающие как в естественных, так и в искусственных насаждениях. Для наблюдения были избраны следующие морфологические признаки:

     а) длина побегов

     б) облиственность

     в) площадь листовой поверхности

     г) удельная плотность листа

     д) количество устьиц на единицу площади

     и физиологические:

     а) содержание хлорофилла

     б) продуктивность фотосинтеза

     в) содержание и фракционный состав воды

     г) транспирация

     Выбранные показатели достаточно полно могут  характеризовать состояние растений. С целью оценки качества окружающей среды нами определялся % пылевого загрязнения листовой поверхности и содержания группы тяжелых металлов /Pb, Zn, Cu, Cr/ в растениях. 

     В качестве объектов исследования были избраны виды наиболее массово представленные в озеленении города. 

     Тополь бальзамический – Populus balsamifera (L)         

     Дерево  до 30 м высотой. В культуре известен по всей территории России. Зимостоек. Засухоустойчив, олиготроф, среднетеневынослив, рост быстрый.

     Употребляется в посадках улиц, скверов, площадей и дворов. Это самый массовый вид, используемый в озеленении. 

     Береза  плосколистная  - Betula platyphylla sukarz                      

Дерево  до 20 м высотой. В посадках растения в основном из пригородных лесов. Мезофит. Мезотроф, средне газоустойчив. Зимостоек.

     Используется  главным образом в парках, скверах, в уличных насаждениях встречается реже. Растет в Забайкалье, почти по всему бассейну Амура, на Сахалине. 

     Боярышник кроваво-красный – Crataegus sanguineaPallas

Кустарник или деревце до 3-5 м высотой. В  культуре встречается очень широко. Зимостоек, засухоустойчив, мезотроф, солеустойчив, светолюбив, газоустойчив, рост быстрый. В городе употребляется во всех видах посадок. 

     Яблоня Палласа – Malus pallasiana Juz.

Дерево  до 3-4 м высотой. В Сибири в культуре встречается широко. Зимостойкость. Мезотроф. Засухоустойчива, светолюбива, довольно хорошо стрижется. В городских насаждениях употребляется повсеместно. 

     Ильм приземистый –Ulmus pumila L., manchurica Nakai

Дерево  до 16 м высотой. Вид широко известен в культуре. Зимостойкость – I. Ксерофит, олиготроф, соле - газоустойчив, светолюбив. Употребляется в посадках различного назначения. 

     Карагана древовидная – Caragana arborescens Lam.

Кустарник до 4-5 м высотой, один из самых употребляемых  в озеленении видов. Зимостойкость- I. Засухоустойчив, светолюбив, олиготроф, рост быстрый. Используется в посадках всех видов. Довольно часто стрижется.

      Сирень  венгерская – Syringa josikaca

Довольно  крупный кустарник. Широко распространен. Зимостоек. Засухоустойчив. Теневынослив. Мезофит, рост быстрый.

      Достаточно  декоративна, разводится в садах и парках повсеместно. 

      Черемуха  обыкновенная – Padus racemosa (L.) Gilib, Prunus padush.

Дерево  до 17 м высотой. Широко распространенный вид. Зимостоек. Теневынослив в молодости, быстро растет. Влаголюбива. Мезофит. Используется в основном в парках, скверах. 

      Спирея  средняя - Spireaea media schmidt

Кустарник до 2 м высотой, с гладкими побегами. Листья продолговато – элептические, с клиновидным  основанием, на цветущих побегах цельнокрайные. Цветки белые.

      Растет  на открытых сухих склонах и по опушкам лесов повсеместно. Светолюбивы, засухоустойчивы, морозостойки, к почвам не требовательны. Разводится как декоративное и для живых изгородей. 

      Пятилистник кустарниковый – Pentaphylloides Duhamel fruticosa(L.) O. Schusars

Кустарник 20-150 см высотой. Молодые веточки шелковисто-волосистые, взрослые покрыты красновато- коричневой или серой отслаивающейся корой. Листья с 5 листочками /редко 7/. Листочки 10-25 мм.

      Растет  по берегам рек, среди кустарников, по каменистым склонам и обнаружениям. 

      Жимолость татарская – Lonicera tatarika L.