CC BY
24
Исследовательские работы учащихся
Комплексная экологическая оценка Дёмского дендропарка
Comprehensive Environmental Assessment of the Demsky Arboretum
Аннотация. Работа выполнена в рамках федерального проекта «Экологический патруль в Республике Башкортостан», проект «ЭкоПост». Работа — лауреат XXVIII Всероссийского конкурса юношеских исследовательских работ имени В. И. Вернадского в 2021 году на секции «Охрана природы и окружающей среды». Цель работы состояла в проведении комплексной оценки эколо гического состояния Дёмского дендропарка в Уфе. Ключевые слова: экология, экологическое состояние, антропо генное воздействие
Abstract. This work was carried out within the framework of the federal project 'Environmental Patrol in the Republic of Bashkortostan', as part of the 'EcoPost' project. The work was a laureate of the XVIII Vernadsky All-Russian Contest of Youth Research Works in 2021 at the 'Nature and Environment Protection' section. The purpose of the work was to conduct a comprehensive assessment of the ecological state of the Demsky arboretum in the city of Ufa. Keywords: ecology, ecological state, anthropogenic impact
Введение
Уфа, при нормативе зеленой зоны 295,1 тысяч гектар, имеет территорию, равную лишь 68,2 тысяч гектаров. Дёмский административный район до недавнего времени считался одним из самых зеленых, однако в последние годы он активно застраивается. К 2024 году население здесь должно вырасти до 150 тысяч человек, что в три раза больше, чем в 2010 году (54 тысячи) ^готЬ].
27 мая 2017 года региональное отделение Российского географического общества совместно с молодежным клубом РГО при ДЭБЦ «Росток», администрацией, активистами,
Автор:
Морозов Максим,
ученик 8 класса МБОУ Школа № 104 им. М. Шаймуратова, г. Уфа Республики Башкортостан
Научные руководители:
Морозова
Ираида Михайловна,
педагог ДО МБОУ ДО «ДЭБЦ «Росток»;
Байбурина Виктория Павловна,
учитель биологии МБОУ Школа № 104 им. М. Шаймуратова, г. Уфа Республики Башкортостан
e-mail: sc104@mail.ru
Author:
Maxim Morozov,
Student of Grade 8, M. Shaimuratova School 104, Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia
Scientific Advisers:
Iraida Morozova,
Teacher of the 'Rostok' center of additional education;
Viktoria Bayburina,
Biology Teacher, M. Shaimuratova School 104, Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia
школьниками в парковой зоне села Баланово высадили 280 саженцев сибирских кедров и 68 саженцев каштана конского (фото 1). Ежегодно количество таких саженцев увеличивается.
Закладка дендропарка приурочена к историческому событию: 130-летию прохождения первого железнодорожного состава по станции Дёма.
Цель нашего исследования: провести комплексную оценку экологического состояния Дёмского дендропарка. Задачи:
• Определить степень антропогенного воздействия на территорию дендропарка.
• Дать оценку группового и видового состава, а также жизненного состояния древесных растений Дёмского дендропарка.
• Выявить основные показатели атмосферного воздуха с использованием приборной базы.
• Определить состояние почвенного покрова дендропарка.
• Разработать рекомендации по дальнейшей эксплуатации дендропарка.
Актуальность исследования. В настоящее время на территории района имеется единственный парк культуры и отдыха площадью около 5 гектаров. Сегодня жителям Дёмского района необходимы новые парки, прежде всего, как места активного отдыха, поскольку с ростом новостроек увеличивается население и возрастает антропогенная нагрузка на территорию.
Обзор литературы
Парки, сады, скверы среди внутригородских зеленых насаждений занимают одно из ведущих мест в озеленении города. В истории озеленения Уфы значимое место занимает создание городских садов на территории уже существующих лесов. Одновременно осуществлялось и озеленение отдельных улиц. Уже к 1958 году площадь парков и садов Уфы составляла 71 гектар [Нагибина 2014].
С ростом численности городского населения возникает задача решить проблемы, связанные с оптимизацией городской среды, повысить степень комфортности для человека [О нормативах].
Система озеленения города и создание мест для отдыха населения происходит по определенным правилам и включает следующие виды рекреационной системы:
1) парки, сады, скверы, бульвары - основные элементы системы;
2) лесопарки, специальные насаждения, уличное и квартальное озеленение — дополнительные элементы системы.
Российская классификация озеленения делит объекты озеленения на три категории: 1) общего пользования;
Комплексная экологическая оценка Дёмского дендропарка 1 /£
Морозов Максим
2) ограниченного пользования; 3) специального назначения. Насаждения категории общего пользования (СНиП 2.07.01 - 89) подлежат нормированию. Зеленые насаждения, объединяемые в систему, должны органически включаться в общую структуру города, увязываться с его общей архитектурно-планировочной композицией, типом застройки и благоустройством, а также с рельефом местности, водными пространствами и загородными лесными массивами [Нагибина 2014].
Городской воздух загрязняется топочными газами, угольной и дорожной пылью, бытовыми и производственными отходами. Наиболее загрязненными при этом оказываются нижние слои воздуха, имеющие важное значение для жизни населения. Зеленые насаждения являются мощным средством борьбы за чистоту воздуха. Они сильно уменьшают запыленность, причем различные виды деревьев обладают свойством задерживать пыль в разной степени. Деревья и кустарники с обильной листвой представляют механическую преграду, не только уменьшая их скорость, но и способствуя выпадению аэрозолей из нижних слоев воздуха [ЕсогЬ].
Системы озеленения в городах включают в себя искусственно озелененные территории, которые, совместно с водными акваториями и открытыми пространствами природного типа образуют экологический каркас планировочной структуры города (поселка). Зеленая зона Уфы была выделена в 1943 году [Хайретдинов, Хамзин, Янбухтин 1981]. Она включает в себя две системы озеленения: пятнами и воднозеленым диаметром. При этом водно-зеленый диаметр сложился в результате исторического становления и развития города вдоль рек. Также известна модель системы озеленения крупного и крупнейшего города, которая была предложена советским градостроителем Н. В. Барановым и его учениками. Н. В. Баранов предложил делить городскую территорию на зоны: промышленную и селитебную. Данные территории следует отделять санитарно-защит-ными разрывами, величина которых зависит от количества и степени токсичности выбросов промышленных предприятий. Жилые районы предлагается отделять друг от друга городскими или районными улицами, вдоль которых предусматривать различные устройства защитных озелененных конструкций. Озеленение микрорайона рекомендуется представлять в виде озеленения самостоятельной жилой группы, включающей детские дошкольные учреждения, школы и микрорайонный сад, который располагается в центре микрорайона с целью обеспечения доступности для всего населения. В жилом районе предусматривается районный парк с нормируемым радиусом доступности. Общегородские объекты озеленения представляются в виде различных городских парков и садов, которые располагаются, как правило, в центре города (по отношению к жилым районам) или у акваторий (при их наличии) [Государственный доклад 2019].
Характеристика района, объект и методика исследований
Характеристика района исследований
Географическое положение. Уфа, столица республики Башкортостан, находится на 54° 43° с. ш. 73° 35 в. д. Дёмский район — один из семи районов, находится обособленно, в юго-западной части города Уфы, в междуречье рек Белая и Дёма [Башкортостан 1996].
Природные условия. Уфа расположена на границе северной и южной лесостепной зоны. Дёмский район находится в южной лесостепной зоне.
Климат.. Климат континентальный, достаточно влажный, лето теплое, зима умеренно холодная и продолжительная. Среднегодовая температура воздуха +3,4 Среднее количество осадков — 577 мм [Уфа].
Поверхностные воды. Границы Дёмского района проходят по р. Дёма на западе, по р. Белой на севере района [Башкортостан 1996].
Почвы аллювиальные, характеризуются большим разнообразием, пестротой механического состава, сочетанием типов почв [Башкортостан 1996].
Растительность. В Дёмском районе широко выражена пойменная растительность, представленная пойменными лугами с видами: полевицей побегообразующей, кострецом безостым и пойменными лесами из тополя, ивы, черемухи, вяза и др. ^готЬ].
Методы исследований:
метод оценки антропогенного воздействия на территорию [Боголюбов 2002];
маршрутный метод определения видового состава деревьев [Миркин, Наумова 2005];
определение относительного жизненного состояния древостоя (ОЖС) [Ашихмина 2012];
определение основных параметров воздуха и почвы с помощью полевой цифровой лаборатории «Релеон»; определение токсичности снежного и почвенного покрова [Кабиров 2000];
определение содержания некоторых элементов в почве
[Муравьев, Пугал, Лаврова 2012].
Подробно методики даны в приложении к работе (здесь не публикуются).
Комплексная экологическая оценка Дёмского дендропарка 1 /£
Морозов Максим
Результаты исследований
Элементы антропогенного воздействия на территории дендропарка
Географические координаты места исследования: 54.699487, 55.809287.
Территория дендропарка (рисунок 1) ограничена переулком П. Морозова, улицами Грозненская, Гатчинская и занимает площадь более 2 квадратных километров. Дендропарк постоянно испытывает значительную антропогенную нагрузку: здесь проводятся различные соревнования, тренировки спортсменов, мотогонки. Регулярные субботники по уборке территории свидетельствуют о замусоренности территории. Ежегодно под деревьями появляются ямы — это уносят почву садоводы.
Весной во время карантина спортсмены вывезли 15 КАМАЗов накопившегося в оврагах многолетнего мусора, тем самым повысив эстетическую и рекреационную привлекательность данной зеленой территории.
Антропогенные нарушения почвенного покрова. Площадь снятого плодородного слоя почвы равна 224 квадратных метра или 1,1 %. Велодорожки занимают 0,15%, спортивные сооружения и площадки — 0,02 %. Тропиночная сеть — 0,01%. Кострищ не обнаружено. Доля антропогенных измененной площади равна 1,28% (рисунок 2).
Рисунок 1. Карта района исследований
Рисунок 2. Диаграмма антропогенных нарушений почвы
Групповой и видовой состав и относительное жизненное состояние древесных растений Дёмского дендропарка
Видовой состав древесных растений представлен 22 видами из 16 родов в составе 7 семейств (рисунок 3, таблица 1 на стр. 260). Из них в Красную Книгу республики Башкортостан занесена яблоня лесная, лат. Malus sylvestris [Ведение Красной книги]. Кустарники представлены малиной обыкновенной, ежевикой сизой и смородиной черной.
Рисунок 3. Диаграмма распределения видов по семействам
Таблица 1. Состав древесных насаждений дендропарка
№ Вид Лат. название Семейство Род
1 Черемуха обыкновенная Prúnus pádus Розовые Черемуха
2 Рябина обыкновенная Rosaceae Розовые Рябина
3 Яблоня лесная Málus sylvéstris Розовые Яблоня
4 Яблоня садовая Malus domestica Розовые Яблоня
5 Вишня садовая, обыкн. Cerasus vulgaris Mill. Розовые Вишня
6 Боярышник красный Crataégus sanguínea Розовые Боярышник
7 Береза пушистная Bétula pubéscens Березовые Береза
8 Береза повислая Bétula péndula Березовые Береза
9 Ольха черная Álnus glutinósa Березовые Ольха
10 Липа сердцелистная Tília cordáta Мальвовые Липа
11 Клен американский Ácer negúndo Сапиндоввые Клен
12 Клен остролистный Ácer platanoídes Сапиндоввые Клен
13 Каштан конский Sapindaceae Сапиндовые Каштан
14 Осина, тополь дрожащий Pópulus trémula Ивовые Тополь
15 Тополь бальзамический Populus balsamifera Ивовые Тополь
16 Тополь пирамидальный Populus pyramidalis Ивовые Тополь
17 Сирень обыкновенная Syrínga vulgáris Маслиновые Сирень
18 Ясень обыкновенный Fráxinus excélsior Маслиновые Ясень
19 Кедр, сосна сибирская Pínus sibírica Сосновые Сосна
20 Ель европейская Pícea ábies Сосновые Ель
21 Лиственница сибирская Lárix sibírica Сосновые Лиственница
22 Сосна обыкновенная Pínus sylvéstris Сосновые Сосна
Под пологом берез произрастает Дремлик широколистный, семейство орхидные, занесен в Красные книги 30 регионов России [Дремлик широколистный].
Средообразующими деревьями являются береза пушистая, береза повислая. Относительное жизненное состояние (ОЖС) березовых насаждений, определенное по 38 деревьям, оценивается как здоровый древостой, К <1,5. ОЖС других видов не определялось.
Пример расчета: ^33х1+5х2+0х3/38= 1,13.
Состояние атмосферного воздуха
Измерения основных параметров атмосферного воздуха проводились цифровой лабораторией «Релеон» (таблица 2).
Комплексная экологическая оценка Дёмского дендропарка
Морозов Максим
Таблица 2. Содержание газов в атмосферном воздухе, средние данные по трем измерениям
Центр парка Дорога Мечеть Промзона Ж/д станция Норма
Окись углерода Ш, ppn 2,23 1,43 1,33 3,40 2,27
мг/м3 2.59 1.66 1.54 3.95 2.64 5,00
Углекислый газ СО2/ ppn 493,88 554,72 444,42 424,55 538,35
мг/м3 573.87 644.56 516.40 493.31 625.55 < 800
Кислород, % 21,52 21,66 21,65 21,55 22,02 20,8%.
По всем параметрам качество воздуха во всех точках Дёмского района оценивается как высокое. Содержание окиси углерода составляет от 1,5 мг/м3 в дендропарке до 4 мг/м3 в промзоне при норме 5; углекислого газа от 424 в промзоне до 554 в дендропарке. Возможно, в солнечный день активно идет процесс фотосинтеза, поэтому СО2 больше в зеленой зоне, чем в промзоне. Содержание кислорода во всех точках от 21,5 до 22 при норме 20,8%. Законодательно утвержденный «эталон» свежего воздуха равен 21%. Ионизирующее излучение от 0 до 14 мк Р/ч при норме 20.
Параметры токсичности снежного и почвенного покрова дендропарка
Атмосферный воздух по степени токсичности оценивается как чистый. Класс токсичности по тест-растению (пшеница) равен 1-2 (рисунок 4).
Содержание органического вещества и некоторые химические параметры почвы
Содержание органического вещества в почвенных образцах примерно одинаковое, равно 0,1 или 10%.
Химические параметры почвы
Электропроводность и рН почвенных вытяжек определены при помощи цифровых датчиков, набор «Наука с развлечением». Нитраты, железо общее, хроматы определены при помощи лаборатории ЭХБ «Пчелка».
Все измеренные параметры находятся в пределах нормы. Нитраты и хроматы отсутствуют. Fe общее > 30.
ьт
| □ вес корней ■ всхожесть
Рисунок 4. Класс токсичности по ИТФ
Выводы
1. На исследуемой территории выявлены следующие виды прямого и косвенного антропогенного воздействия: снятый плодородный слой, спортивные сооружения, велодорожка, тройничная сеть. В целом доля антропогенно измененной площади составляет 1,28%.
2. Видовой состав древесных насаждений представлен 22 видами в составе 16 родов и 7 семейств. Средообразующими деревьями являются береза пушистая, береза повислая. Относительное жизненное состояние (ОЖС) березовых насаждений оценивается как здоровый древостой. Яблоня лесная, Malus sylvestris занесена в Красную Книгу Республики Башкортостан. Дремлик лесной занесен в Красные Книги многих регионов.
3. Атмосферный воздух по степени токсичности оценивается как чистый. Класс токсичности по тест-растению (пшеница) равен 1-2.
Содержание кислорода, окиси углерода и углекислого газа в летний период находятся в пределах нормы.
4. Почвы классифицируются как серые лесные, с содержанием органического вещества около 10%. Водородный показатель во всех пробах равен 7. Электропроводность — 0,7. Нитраты, хром отсутствуют, железо общее меньше 30.
Рекомендации:
Благоустройство территории должно проводиться с учетом сохранения мест произрастания редких видов яблони лесной, дремлика широколистного. Учитывая то, что только на данной территории сохранились материнские, серые лесные почвы, необходима их охрана. И"
Комплексная экологическая оценка Дёмского дендропарка 1 /£
Морозов Максим
Литература
Ашихмина 2012 - Ашихмина Т. Я. Школьный экологический мониторинг. Изд-во «Агар», 2012. С.80-83.
Боголюбов 2002 - Боголюбов А. С. Методика исследования анропо-генного воздействия. Изд-во «Учебные материалы», 2002. С. 3-16.
Башкортостан 1996 - Башкортостан. Краткая энциклопедия. Уфа, 1996. С. 20, 24-25.
Государственный доклад 2019 - Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и окружающей среды Республики Башкортостан в 2019 г. МПР, 2020. С. 286.
Кабиров 2000 - Кабиров Р. Р. Методика определения токсичности снежного покрова. БГПУ, Уфа, 2000. С. 57.
Миркин, Наумова 2005 - Миркин Б. М., Наумова Л. Г. Экология для устойчивого развития Башкортостана. Уфа, 2005. С.48-50.
Муравьев, Пугал, Лаврова 2012 - Муравьев А. Г., Пугал Н. А., Лаврова В. Н. Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций. Под ред. к.х.н. А. Г. Муравьева. 2-е изд., испр. СПб.: Крисмас+, 2012. 176 с.
Мукатанов 1994 - Мукатанов А. Х Почвенно-экологическое районирование Республики Башкортостан (почвенно-экологические округа). Уфа, 1994. 33 с.
Нагибина 2014 - Нагибина И. Ю. Значение парковых зон для жителей городской среды / И. Ю. Нагибина, Е. Ю. Журова. — Текст: непосредственный. Молодой ученый. 2014. №№ 20 (79). С. 84-85. [Электронный ресурс] URL: https://moluch.ru/archive/79/14035/ (Дата обращения: 12.09.2020).
Хайретдинов, Хамзин, Янбухтин 1981 - Хайретдинов А. Ф, Хамзин М. Р., Янбухтин У. И. Природа и насаждения зеленой зоны города Уфы. Башк. кн. изд-во. Уфа, 1981. 80 с.
Ecorb - Ecorb. [Электронный ресурс] URL: http://www.ecorb.ru.
Сайт города Уфа - Сайт города Уфа. [Электронный ресурс] URL: http://www.ufacity.info/ufa.
Уфа - Уфа. Путешественники.ру. [Электронный ресурс] URL: www. travellers.ru/city-ufa-6.
О нормативах - О нормативах градостроительного проектирования городского округа город Уфа РБ [Электронный ресурс] URL: http:// docs.cntd.ru/document/438917085 (с изменениями на: 22.02.2017).
Дремлик широколистный - Дремлик широколистный. Вики-педия. [Электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Дремлик_широколистный.
Ведение Красной книги - Ведение Красной книги Республики Башкортостан. Министерство природопользования республики Башкортостан. [Электронный ресурс] URL: ecology.bashkortostan.ru.
Комментарий специалиста
Марина Николаевна Рубцова, экостанция «Чистое»
Требования к тексту работы в целом выполнены. Список источников насчитывает 16 наименований, 14 из них — цитируемые. На все источники есть ссылки в тексте работы.
Цель сформулирована грамотно.
В качестве задачи №1 вместо «Определить степень антропогенного воздействия на территорию дендропарка» могло бы быть предложено следующее — «Выявить виды антропогенного воздействия и оценить долю антропогенно измененной площади дендропарка». Ведь именно такой формулировке задачи соответствует вывод №1. Задача же об определении степени антопогенного воздействия — более общая, относится ко всем остальным задачам работы.
Остальные задачи сформулированы четко и грамотно. Каждой задаче соответствует вывод.
Раздел Методика, видимо, для экономии места, вынесен в Приложение. Прописан качественно, каждая методика содержит ссылку на источник, описана достаточно подробно. На будущее рекомендуется данный раздел — как один из главных разделов работы — прописывать все же в тексте работы. Вместе с тем таблицы к этому разделу со ссылками на источники, из которых они взяты, вполне могут остаться в Приложении, Раздел Результаты прописан хорошо. Только Элементы — лучше бы заменить опять же на виды антропогенного воздействия. Это вполне устоявшийся термин, не стоит им пренебрегать.
Раздел Выводы прописан очень хорошо, это явная заслуга автора и руководителей работы. Язык работы в целом простой, сжатый, все выводы понятны и логично вытекают из полученных результатов.
Вместе с тем, в работе есть ряд мелких недостатков, которые желательно исправить.
Работе немного не хватает наглядности. Желательно было бы поместить в работу карту более крупного масштаба, чтобы можно было увидеть зоны парка с максимальной нагрузкой, тропиночной сетью и прочими деталями.
В работе неоднократно упоминается довольно редкое растение семейства орхидные — дремлик. Но в одних разделах работы он Дремлик широколистный, в других — Дремлик лесной. При этом латинское название вида не приводится вовсе, тогда как для яблони лесной приводится латинское название везде, где она упоминается в работе. Лучше при упоминании растений (тем более, имеющих несколько синонимичных русских названий) обязательно писать латинское название вида.
Не очень понятно в контексте данной работы, почему ОЖС определялось только для березы. Это обстоятельство требует пояснения. Если автор имел в виду, что береза наиболее быстро реагирует на загрязнение и прочие антропогенные факторы — то это нужно было специально обсудить в тексте. Указано, что береза является средообразующим видом для парка — но не более того. Гораздо больший интерес с точки зрения ОЖС может вызвать состояние ели европейской, которая как раз относительно плохо переносит городские условия. Но о ней в работе в контексте ОЖС не упоминается.
В целом работа производит очень приятное впечатление. Не часто встретишь такую четкую постановку цели и задач, хорошо прописанную методику, результаты, и особенно — выводы. Желаю автору творческих успехов и надеюсь еще увидеть Ваши работы на конкурсе!
