CC BY
23
УДК 504.7.062.2
НАКОПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ В ОЗЕЛЕНЕНИИ Г. КРАСНОЯРСКА
М. С. Новикова, Е. В. Игнатова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: eva-ignatova2008@yandex.ru
Изучено содержание тяжелых металлов в фитомассе (древесной зелени и галлах) лиственницы сибирской в г. Красноярске в посадках разного жизненного состояния. Высказано мнение о значительном влиянии поглощения тяжелых металлов и большой лиственничной почковой галлицы на патологическое состояние деревьев.
Ключевые слова: городские насаждения, антропогенные факторы, загрязнение, поглощение, тяжелые металлы, большая лиственничная почковая галлица
ACCUMULATION OF HEAVY METALS IN WOOD GREENS OF LARIX SIBIRICA, USED IN THE LANDSCAPING OF KRASNOYARSK
M. S. Novikova, E. V. Ignatova
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: eva-ignatova2008@yandex.ru
The content of heavy metals in phytomass (wood green and Halle) of Larix sibirica plantations in Krasnoyarsk city was studied in different life condition. Suggested a significant influence of heavy metals absorption and a big larch Dasyneura rozkovi on the pathological condition of the trees.
Key words: urban areas, anthropogenic factors, pollution, absorption, heavy metals, big larch Dasyneura rozkovi
Одним из направлений улучшения экологической ситуации в крупных городах является сохранение различных типов и категорий зеленых насаждений. В условиях Сибири целесообразным является использование в озеленении городов местных пород, в том числе и лиственницы сибирской (Larix sibirica Ldb.), являющейся одной из основных лесообразующих пород лесов Средней Сибири [1]. Лиственница занимает особое положение среди хвойных. Брахибласты ее живут от 2 до 40 лет, ежегодно возобновляя хвою, что явилось важным фактором приспособления к суровым условиям среды [2].
В г. Красноярске в уличных насаждениях лиственница составляет 5 %, присутствует во всех районах города, особенно левобережной его части, в посадках разного типа, в том числе в парках, скверах, внутридворовых насаждениях, в виде придорожных рядовых насаждений.
Изменение любого компонента окружающей среды влечет уменьшение или увеличение содержания тяжелого металла в растении. Наибольший стресс испытывают придорожные посадки по причине интенсивного загрязнения со стороны автомобильного транспорта [3].
Загрязнение городов может провоцировать падение резистентности древесных растений к грибным болезням и энтомовредителям. На фоне антропогенного ослабления основным биотическим фактором неудовлетворительного состояния деревьев лиственницы выступает большая почковая галлица. Данный энтомовредитель индуцирует образование множества деформированных почек - терат, что приводит к постепенному усыханию ветвей в кроне [4].
Секция «Экологияпромышленного региона »
Деревья лиственницы, поврежденные почковой галлицей, встречаются в городских насаждениях повсеместно. Встречаемость и степень повреждения деревьев галлицей на обследованных участках соответствует распределению деревьев по категориям состояния. Последние устанавливались по степени усыхания ветвей в кронах деревьев. Усохшие ветви практически всегда покрыты деформированными галлицей почками (тератами). Средняя степень повреждения лиственницы на обследованных участках галлицей до 25 %.
Для оценки содержания тяжелых металлов в фитомассе (охвоенных побегах и галлах) лиственницы сибирской, находящейся под воздействием выбросов автомобильного транспорта сопоставляли фоновые (контрольные) значения на пробных площадях с содержанием тяжелых металлов в побегах насаждений, прилегающих непосредственно к дорожной трассе.
Отбор проб проводили в августе 2016 г. в лиственничных насаждениях г. Красноярска, произрастающих на газонах вдоль дорог с различной интенсивностью движения автотранспорта. Возраст деревьев 20-40 лет, расстояние между ними 5-6 м. Живой напочвенный покров в хорошем состоянии, без существенных следов вытаптывания. При проведении исследований в городской черте был выделен сильнозагрязненный участок насаждений, подверженных интенсивному воздействию нагруженных автомагистралей (ул. Игарская) и слабозагрязненный участок с низкой транспортной нагрузкой (о.Татышев). Контролем служила площадка естественного лесного древостоя, удаленная от транспортных дорог на расстоянии 1000 м.
Отбор фитомасссы проводился в трехкратной повторности с 8-10 деревьев разного возраста и типа древостоя в каждой зоне загрязнения и контрольном участке. С каждого дерева отбиралось не менее 10 побегов из кроны на разной высоте. Составление объединенной пробы и выделение средней пробы осуществляли по ГОСТ 27262-87.
Для определения в тканях растений тяжёлых металлов проводили атомно-абсорбционную спектроскопию при помощи многоканального анализатора эмиссионных спектров «Спектро-скан». Метод основан на минерализации продукта способом сухого озоления при температуре 450 °С и определения концентрации элемента в растворе минерализата методом пламенной атомной абсорбции [5].
Таблица 1
Содержание золы и тяжелых металлов__
Площадка насаждений, Тяжелые металлы, мк/кг а.с.с. Общая зола,% а.с.с.
тип древостоя Мм Си Бе Мп РЬ гп еа
1. Лесной массив (фоновая площадка) - побеги 4,45 9,09 45,24 1,88 0,93 5,54 0,11 8,70
2. Ул. Игарская:
2.1) ослабленный
- побеги 2,15 1,45 52,35 2,02 1,16 8,45 0,63 6,46
- галлы 3,16 3,07 186,15 4,55 2,86 15,8 0,41 14,07
2.2) сильно ослабленный - хвоя 1,02 1,18 64,55 3,15 1,58 9,16 0,82 7,02
- галлы 4,15 8,30 329,12 6,55 3,15 13,7 1,05 18,24
3. Остров Татышев
ослабленный
- побеги 0,91 6,48 54,25 2,16 1,03 6,16 0,73 4,23
- галлы 2,15 2,11 48,02 5,66 1,08 2,64 0,96 2,64
Содержание тяжелых металлов в древесной зелени лиственницы сибирской находится в прямой зависимости от степени антропогенной нагрузки. Так, наибольшее количество железа, марганца, свинца, кадмия, цинка отмечено на расстоянии 10 м от дороги на ул. Игарская в ослабленных и сильно ослабленных деревьях. Эти элементы могут накапливаться в растениях из-за выбросов продуктов сгорания топлива. Основным компонентом моторного топлива является
нефть, которая содержит различные примеси, в том числе и металлорганические соединения до 8 %.
Количество магния и меди в побегах увеличивается с отдалением от дороги (о. Татышев), т.е. в растениях, находящихся в более благоприятных экологических условиях. Основная физиологическая роль магния связана с его вхождением в молекулу хлорофилла. Также он входит в состав запасного вещества - фитина, который используется в энергетическом обмене и как источник фосфорной кислоты. Медьсодержащий белок пластоцианин участвует в процессе фотосинтеза. Возможно, количество магния и меди в растениях придорожной зоне уменьшается из-за ингибирования фотосинтетических процессов. Концентрация цинка практически не меняется в зависимости от степени удаленности от автотрассы.
Анализ зараженности исследуемых насаждений лиственницы лиственничной почковой галлицей показывает, что в более загрязненных районах (ул. Игарская) число галлов на 10 см побега существенно выше, чем в районах с низким уровнем загрязнения (О.Татышев). Следует обратить внимание, что в лесном массиве не обнаружено зараженных деревьев. Отмечены лишь единичные галлы у отдельных деревьев, не попавших в выборку.
Насаждения не различаются по относительному числу живых брахибластов, однако отмечается достоверное увеличение количества отмерших брахибластов в загрязненном районе (ул. Игарская,) по сравнению с относительно чистыми. Среднее число хвоинок в пучке варьирует в насаждениях от 22 шт. (ул.Игарская) до 38 шт. (о. Татышев). Наибольшая средняя длина хвои отмечена в насаждении о.Татышев, наименьшая - в насаждении ул. Игарская.
Проведенные нами экспериментальные исследования позволяют высказать предположение о значительном влиянии поглощения тяжелых металлов и большой лиственничной почковой гал-лицы на патологическое состояние деревьев. Пораженные деревья в значительной мере теряют декоративность не только из-за сохраняющихся на деревьях почерневших галлов, но и вследствие раннего оголения ветвей и снижения числа хвоинок в пучке.
Библиографические ссылки
1 Авдеева, Е. В. Зеленые насаждения городов Сибири / Е. В. Авдеева. - Красноярск: Сиб-ГТУ, 2000. - 148 с.
2 Громадин, А.В. Дендрология / А.В. Громадин - М.: Академия, 2007. - 368 с.
3 Фролов, А.К. Окружающая среда крупного города и жизнь растений в нем / А. К. Фролов. - СПб.: Наука, 1998. - 328 с.
4 Алексеев, В. А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев / В. А. Алексеев // Лесоведение. - 1989. - № 4. - С. 51-57.
5 Методика выполнения измерений массовой концентрации тяжелых металлов в биологических объектах на рентгено-флуоресцентном спектрометре «Спектроскан». - СПб. : ГП ВНИ-ИФТРИ, 1994. - 102 с.
© Новикова М. С., Игнатова Е. В., 2017
