CC BY
118
Эм кронный научно-жтодичес t$tit яурнал
Омского ТЯуЩШ
Иеронова В.В. Оценка экологического состояния древесной растительности в условиях городской среды // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2018. -№3 (14) июль - сентябрь. - URL http://e-journal.omgau.ru/images/issues/2018/3/00618.pdf. - ISSN 2413-4066
УДК: 58.01+504.54
Иеронова Виктория Викторовна
Кандидат биологических наук, старший преподаватель ФГАОУВО Тюменский ГУ, г. Тюмень v.v.ieronova@utmn.ru
Оценка экологического состояния древесной растительности в условиях
городской среды
Аннотация: Определено видовое разнообразие древесно-кустарниковой растительности на примере одного из районов г. Тюмень. Изучено жизненное состояние 5 наиболее распространенных видов (Betula pendula; Populus balsamifera; Acer negundo; Malus baccata; Pinus sylvestris). Рассмотрено влияние автотранспорта на экологическое состояние изученных деревьев.
Ключевые слова: жизненное состояние, зеленые насаждения, городская среда, антропогенная нагрузка
Древесные растения существенно влияют на микроклимат города понижая температуру, тем самым предохраняя почву от чрезмерного перегрева, а также обладают большой испаряющей поверхностью, существенно влияя на влажность воздуха, поглощают вредные газы и абсорбируют пыль. Однако неблагоприятные условия городской среды заметно влияют на экологическое состояние зеленых насаждений, отражаясь как на отдельных физиологических и морфологических показателях, так и на общей жизненности растений снижая сопротивляемость к негативным факторам антропогенного воздействия [1, 3, 6].
Изучение ответных реакций древесных растений на условия города весьма важно, не только для оценки их состояния и устойчивости, но и для создания и сохранения зеленых насаждений с высокой функциональной способностью. Очень важны подобные исследования в условиях конкретных регионов, с целью подбора наиболее перспективных видов для озеленения улиц.
Цель исследований - оценить влияние автотранспорта на экологическое состояние атмосферного воздуха и древесной растительности на примере города Тюмень.
Исследования проводились г Тюмень на следующих улицах - ул. Барнаульская, ул. Ямская, ул. Почтовая, ул. Объездная дорога, ул. Клары Цеткин, ул. Пролетарская и одна точка находилась в лесопарке «Затюменский» на 100 м удаления от дороги.
Для изучения экологической структуры растительности использовались унифицированные фитоиндикационные шкалы Д.Н. Цыганова [8].
Для оценки жизненного состояния деревьев использовалась следующая шкала: 1 -здоровые деревья (0 баллов); 2 - ослабленные деревья (1 балл); 3 - сильно ослабленные деревья (2 балла); 4 - усыхающие деревья (3 балла); 5 - свежий сухостой (4 балла); 6 - старый сухостой, образовавшийся более года назад (5 баллов).
На основании полученных данных рассчитывался суммарный индекс жизненного состояния деревьев, по следующей формуле:
ls =
1S0 +2SX +3S2 +4S3 + 5S4-5 N
(1)
где Ls - индекс состояния древостоя;
S0...., S5 - число деревьев соответственно здоровых, ослабленных, сильно ослабленных, усыхающих и сухостойных;
N - общее число деревьев данного вида на участке.
На основе полученных средних индексов выделяют здоровые (1,0-1,5); слабо ослабленные (1,6-2,5), сильно ослабленным (2,6-3,5), усыхающим (3,6-4,5) и сухостой (4,6 и выше) [7].
Также была проведена оценка экологического состояния атмосферного воздуха на территории проведения исследований, в ходе которой определялись концентрации загрязняющих веществ (азота диоксид (азот (IV) оксид; азот (II) оксид (азота оксид); углерод (сажа); сера диоксид (ангидрид сернистый); углерод оксид; бензин (нефтяной, малосернистый); керосин). Для данных соединений были рассчитаны удельные выбросы загрязняющих веществ, годовое выделение загрязняющих веществ M, т/год, максимально разовое выделение загрязняющих веществ G, г/с [2, 5].
Флористический список древесно-кустарниковых растений на изученных участках включает 29 видов, относящихся к 25 родам и 15 семействам. Преобладающая жизненная форма - деревья (65,5%), кустарники составили 34,5%. В наибольшей степени на изученных улицах города представлены семейства Розовые (Rosaceae), Ивовые (Salicaceae) и Сосновые (Pinaceae). При этом количественно преобладали следующие виды: берёза повислая (Betula pendula Roth.); тополь бальзамический (Populus balsamifera L.); клён ясенелистный (Acer negundo L.); яблоня ягодная или сибирская (Malus baccata (L.) Borkn.); сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), в связи с чем данные породы были изучены более детально. Всего обследовано 1332 деревьев этих 5 видов. Единично встречаются семейства Cupressaceae (Thuja occidentalis L. ) и Fagaceae (Quercus robur L.).
Эколого-ботаническая оценка древесных растений показала, что наиболее многочисленной группой являются мезофитные растения, доля которых составила 74,0%. В наименьшей степени представлены ксерофиты (6,3%). Подобное распределение по экологическим группам наблюдалось и среди травянистых растений (рис. 1).
%
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
78,6
74
14,3
7,1
10,7
гигромезофиты
мезофиты
ксеромезофиты
6,3
ксерофиты
экологические группы
древесно-кустарниковая растительность
травянитстая растительность
Рис. 1. Распределение видов древесно-кустарниковых и травянистых растений по
экологическим группам Анализ жизненного состояния деревьев показал, что по всем точкам, в которых проводились исследования, доминировали сильно ослабленные деревья (их доля варьировала
9
0
от 66,0% (ул. Объездная) до 87,7% (ул. Клары Цеткин). Кроме того, только на этих улицах были зарегистрированы деревья Betula pendula и Acer negundo, состояние которых было оценено нами в 5 баллов (старый сухостой). Также ул. Объездная характеризовалась наличием самого высокого процента усыхающих (26,6%) и недавно засохших (5,5%) деревьев (3 и 4 балла соответственно).
Наиболее благоприятная обстановка отмечена в лесопарке «Затюменский» (100 м от дороги), где преобладали (65%) деревья с наименьшей степенью ослабленности (1 балл), а также присутствовали здоровые растения (5,5%). В целом, суммарный индекс жизненного состояния (Ls) составил здесь 2,4, что является лучшим показателем по всей исследованной территории. Максимальное значение данного индекса (3,3) пришлось на древостой с ул. Объездная (табл. 1).
Таблица 1
Жизненное состояние древостоя в разных точках проведения исследования
(Betula pendula; Populus balsamifera; Acer negundo; Malus baccata, Pinus sylvestris ), %
№ Точка проведения исследования Жизненное состояние, баллы Ls
0 1 2 3 4 5
1 ул. Почтовая - 4,8 81,3 10,0 3,9 - 3,1
2 ул. Клары Цеткин - 0,6 87,7 9,0 0,6 2,1 3,1
3 Ул. Ямская - 4,3 86,8 8,1 0,8 - 3,0
4 Ул. Объездная - 1,7 66,0 26,2 5,5 0,6 3,3
5 Ул. Пролетарская - 3,4 87,0 8,8 0,8 - 3,0
6 Ул. Барнаульская - 10,2 86,4 3,4 - - 2,9
7 Лесопарк «Затюменский» (100 м от дороги) 5,5 65,0 28,0 1,5 2,4
Итоги изучения жизненного состояния разных видов, показали, что наиболее многочисленной была группа сильно ослабленных деревьев (2 балла). Доля таких растений изменялась от 62,7% (Malus baccata) до 77,0% (Betulapendula). Второе место занимает группа ослабленных деревьев (1 балл). Наименьшее значение отмечено у Betula pendula (11,7%), а наибольшее у Malus baccata (22,3%). Здоровые растения составили незначительную часть (092%) и отмечались только в лесопарке «Затюменский» (рис. 2).
% 120 100 80 60 40 20 0
Б
77 71,6 70,5 62,7 68
11,7 19,3 17 22,3 14
Т К Я
0 1 2 3 4 5
С
Б - Betula pendula; Т - Populus balsamifera; К - Acer negundo; Я - Malus baccata; С - Pinus sylvestris Рис. 2. Распределение изучаемых видов деревьев по классам повреждения
(от 0 до 5 баллов)
В целом же можно сказать, что растения в значительной степени страдают от оказываемой на них антропогенной нагрузки. Можно выделить большое количество негативных факторов городской среды: механические повреждения, переуплотнение и загрязнение почв, особенно вдоль дорог. Однако на территории наших исследований ведущим фактором является воздействие автотранспорта на атмосферный воздух.
Надо отметить, что в Тюмени эксплуатируется 305 тыс. транспортных средств с общей протяженностью улиц 1002,4 км [4].
При анализе данных по загрязнению атмосферного воздуха установлено, что максимальный разовый выброс оставался в пределах нормы по всем изучаемым веществам (азота диоксид (азот (IV) оксид); азот (II) оксид (азота оксид); углерод (сажа); сера диоксид (ангидрид сернистый); углерод оксид; бензин (нефтяной, малосернистый); керосин). Наиболее приближены к значениям ПДК оказались выбросы диоксида азота (0,067 г/с на ул. Ямская и 0,059 г/с на ул. Объездная; ПДК = 0,085 г/с) и оксида углерода (2,87 г/с на ул. Клары Цеткин и 2,77 г/с на ул. Объездная; ПДК = 5,0 г/с). Однако расчет годового выброса загрязняющих веществ показал превышение ПДК по некоторым из них. Так, количество диоксида азота составило 0,011; 0,010 и 0,019 т/год (ПДК=0,09 т/год) на улицах Почтовая, Ямская и Объездная соответственно. Также на ул. Объездной был превышен показатель по диоксиду серы (0,004 т/год, ПДК=0,002 т/год) и оксида углерода (0,43 т/год, ПДК=0,31). Остальные показатели не превышали ПДК. При этом максимальные значения отмечались на улицах Почтовая, Клары Цеткин и Объездная. Необходимо отметить, что в точках характеризующихся самыми неблагоприятными параметрами по количеству выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух отмечена наиболее угнетенная древесная растительность по результатам оценки её жизненного состояния для всех изученных видов.
Таким образом, все изученные растения по суммарному значению индекса жизненного состояния можно отнести к сильно ослабленным зеленым насаждениям ^ = 2,51-3,5), за исключением участка, находящегося в лесопарке Затюменский, где Ls =2,4 (ослабленный древостой). Анализ результатов загрязняющих веществ в атмосферном воздухе позволяет говорить о том, что даже не превышая ПДК, поллютанты могут негативно влиять на экологическое состояние растительного покрова. При этом снижаются эстетические свойства растений и их сопротивляемость к неблагоприятным факторам. В результате древесно-кустарниковая растительность не может реализовать весь свой потенциал в улучшении качества городской среды. На исследованной нами территории можно рекомендовать проведение мероприятий по уходу, обновлению и омоложению зеленых насаждений.
Ссылки на источники
1. Беляков Т.В. Экологическое состояние зеленых насаждений в условиях городской среды / Т.В. Беляков, Ю.А. Макарова // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена, 2012. - с. 112-117.
2. Дополнения и изменения к Методике проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортом (расчетным методом). / М.: Гос. Комитет РФ по охране ОС и гидрометеорологии, 1999.
3. Киселева Л.Л. Видовой состав и устойчивость древесных насаждений как основа экологического благополучия урбанизированной среды (на примере г. Орла) / Л.Л. Киселева, Е.А. Парахина, Ж.Г. Силаева // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, Том 18, №2(3). - 2016. - с.702-706.
4. Константинова Е.Ю. Эколого-геохимическая оценка загрязнения почвенного покрова города Тюмени тяжелыми металлами и полициклическими ароматическими углеводородами / Автореф. дисс. канд. геогр. наук. - Тюмень, 2018. - 25 с.
5. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортом (расчетным методом). / М.: Гос. Комитет РФ по охране ОС и гидрометеорологии, 1998. - 73 с.
6. Рысин С.Л. Особенности организации мониторинга ценных древесных растений на урбанизированных территориях / С.Л. Рысин, Н.А. Трусов, И.О. Яценко // Лесной вестник. -№5. - 2015. - с. 140-144.
7. Смирнова О.В. Методологические подходы и методы оценки климаксового и сукцессионного состояния лесных экосистем (на примере восточноевропейских лесов) / О.В. Смирнова // Лесоведение. - 2004. - № 3. - С. 15-27.
8. Цыганов, Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов / Д.Н. Цыганов. - М: Наука, 1983. - 196 с.
Viktoriia Ieronova
Candidate of Biological Sciences, Senior Lecturer
FSAEI Tyumen SU, Tyumen
Assessment of Ecological State of Tree Vegetation in the Urban Environment
Abstract: The species diversity of tree and shrub vegetation is specified by the example of one of Tyumen districts. The germinating power of the 5 most common species (Betulapendula, Populus balsamifera, Acer negundo, Malus baccata, Pinus sylvestris) has been studied. The vehicles influence on the ecological state of the trees under consideration is analyzed.
Keywords: germinating power, green planting, urban environment, anthropogenic load
