CC BY
192
УДК 570.45
Е. Г. Шадрина, Е. Н. Луцкан, И. П. Луцкан, В. С. Макаров
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГОРОДА АЛДАНА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ФЛУКТУИРУЮЩЕЙ АСИММЕТРИИ БЕРЕЗЫ ПЛОСКОЛИСТНОЙ
Как отмечено в Экологической доктрине РФ (2002 г.), в современных условиях в связи с постоянно растущими темпами антропогенного влияния на природные комплексы требуются совершенствование системы показателей, создание методологии экологического мониторинга, включая комплексную оценку состояния окружающей среды. Одним из удобных способов оценки интенсивности негативного воздействия является метод оценки качества среды по показателям стабильности развития организмов. При этом наиболее широко применяется морфогенетический подход, основанный на оценке внутрииндивидуальной изменчивости морфологических структур, в частности, степени выраженности флуктуирующей асимметрии (ФА).
Проведен анализ состояния окружающей среды на территории г. Алдана за период 2010-2012 гг. по данным природоохранных органов РС (Я) и по биоиндикационным показателям березы плосколистной.
Материал собран в период 2010-2013 гг. на территории г. Алдана в его окрестностях. За период исследований собрано и промерено около 4260 листьев березы плосколистной. Листья собирались с 20 точек, различающихся по транспортной нагрузке, качеству дорожного покрытия и на разном расстоянии от источника загрязнения.
Интегральные показатели ФА в точках, расположенных вдоль дорог, оцениваются как существенные отклонения от нормы. Наиболее значительно показатель ФА превышает критическое значение на участках с сильной запыленностью и в местах, предназначенных для стоянки автомобилей. При анализе годовых изменений повышенные показатели ФА были отмечены в 2011 г.
По данным мониторинга санитарно-гигиенической лаборатории г. Алдана, приоритетными загрязняющими веществами являются взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, дигидросульфид. Наиболее значительное загрязнение атмосферного воздуха также отмечено в 2011 г.
Полученные результаты свидетельствуют о неблагополучном состоянии среды на территории г. Алдана. На показатель ФА березы в условиях города большое влияние оказывают: интенсивность движения транспорта, качество дорожного покрытия, близость к проезжей части. Важную буферную роль играют зеленые насаждения. Для повышения эффективности мероприятий по улучшению качества среды и обеспечения санитарного и экологического благополучия населения,
ШАДРИНА Елена Георгиевна - д. б. н., профессор ЛУЦКАН Иван Петрович - к. м. н., доцент кафедры кафедры биологии Института естественных наук общественного здоровья и организации здравоохране-
СВФУ им. М.К. Аммосова. ния, общей гигиены и биоэтики Медицинского
E-mail: e-shadrina@yandex.ru института СВФУ им. М.К. Аммосова.
SHADRINA Elena Georgiyevna - Doctor of Biological E-mail: lutskan@mail.ru
Sciences, Professor of the Department of Biology of LUTSKAN Ivan Petrovich - Candidate of Medical
Institute of Natural Sciences the North-Eastern Federal Sciences, Associate Professor of the Department of
University named after M.K. Ammosov. Public Health and Health Care Organization, Common
E-mail: e-shadrina@yandex.ru Hygiene and Bioethics of the Medicine Institute,
ЛУЦКАН Евгения Николаевна - аспирант Северо- the North-Eastern Federal University named after
Восточного федерального университета им. М.К. M.K. Ammosov.
Аммосова, ведущий специалист отдела государствен- E-mail: lutskan@mail.ru
ного экологического надзора, мониторинга и МАКАРОВ Виктор Семенович - к. б. н., старший
экологической экспертизы Министерства охраны научный сотрудник Научно-Исследовательского инсти-природы РС (Я). тута прикладной экологии Севера СВФУ им. М.К.
E-mail: ELutskan@mail.ru Аммосова.
LUTSKAN Evgeniya Nikolaevna - Postgraduate E-mail: mvs379@yandex.ru
of the North-Eastern Federal University named after MAKAROV Viktor Semyonovich - Candidate of
M.K. Ammosov, Leading Specialist of the Office of Biological Sciences, Senior Scientific Researcher of the
Government Environmental Oversight, Monitoring and Scientific-Research Institute of Applied Ecology in the
Environmental Expertise of the Ministry of Environmental North, the North-Eastern Federal University named after
Protection of the Republic of Sakha (Yakutia). M.K. Ammosov.
E-mail: ELutskan@mail.ru E-mail: mvs379@mail.ru
необходимо регулярное проведение мониторинговых исследований как состояния атмосферного воздуха населенных пунктов, так и биологический мониторинг.
Ключевые слова: биоиндикация, фитоиндикация, флуктуирующая асимметрия, морфогенетический подход, береза плосколистная, загрязняющие вещества, город Алдан, качество среды, экология, мониторинг, качество атмосферного воздуха, выбросы в атмосферу.
E. G. Shadrina, E. N. Lutskan, I. P Lutskan, V. S. Makarov
Assessment of Aldan City Environmental ^ndition by Means of the Betula Platyphylla Fluctuating Asymmetry Analysis
As noted in the Environmental doctrine of the RF (2002 year), today due to constantly increasing pace of anthropogenic influence on natural ecosystems it is necessary to improve characteristics systems and develop methods of environmental monitoring including integrated assessment of environmental state. One of convenient ways of estimating the intensity of negative influence is estimating environmental quality by assessment of organism developmental stability. Morphogenetic approach is used most often; it is based on measuring individual variability of morphogenetic structures, among them fluctuating asymmetry (FA) level.
An analysis of environmental state on the territory of Aldan city over the period of 2010-2012 years using data provided by environmental agencies of the Republic of Sakha (Yakutia) and bioindication characteristics of the Betula platyphylla was held.
The material in the territory of Aldan and its outskirts was collected in 2010-2013 years. Approximately 4260 leaves of the Betula platyphylla were collected and measured. Leaves were collected from 20 points with different traffic load, quality of road surface, and on different distance from pollution sources.
Integral FA values in points located near roads demonstrated significant abnormalities. Critical level of FA was most significantly exceeded in points with high levels of dust pollution and near parking lots. Analysis of annual FA variations showed that an increase in overall level took place in 2011 year.
According to monitoring data provided by the laboratory of the Aldan sanitation service, major atmosphere pollutants were particulate matter, sulfur dioxide, carbon dioxide, nitrogen dioxide, and hydrogen sulfide. Again, the highest level of atmospheric pollution was registered in 2011 year.
The results demonstrate that the environmental state of Aldan territory is problematic. FA level of birch in conditions of the city environment is affected by traffic load, quality of road surface and proximity to roadways. An important role as a buffer element is played by roadside planting. In order to enhance the efficiency of measures for amelioration of environmental quality and ensure safe and sanitary environment for population sustained monitoring program, including both atmosphere sampling and bioindication-oriented studies is necessary.
Key words: bioindication, phytoindication, fluctuating asymmetry, morphogenetic approach, Betula platyphylla Sukacz, pollutants, Aldan city, environmental quality, ecology, monitoring, air quality, atmospheric emissions.
Введение
Для современного состояния развития человеческого общества характерна интенсивная урбанизация. Условия жизни в городах своеобразны: с одной стороны, в городе легче решаются социальные проблемы, с другой — в городах наиболее выражены преобразования человеком природной среды, что часто приводит к отрицательным последствиям.
Город Алдан занимает площадь 5130 га земли, из них на жилые и общественные постройки приходится 785 га (15,3 %), под земли промышленности, транспорта, связи и энергетики - 534 га (10,5 %). Незначительны площади земель рекреационного назначения, 178 га (3,5 %). Наиболее значительные площади занимают городские леса - 2454 га и земли запаса - 1144 га, соответственно - 48 и 22 %%. В Алдане проживают 23250 человек [1].
По данным государственного доклада о состоянии и охране окружающей среды Республики Саха
(Якутия) за период 2010-2012 гг., экологическая обстановка на территории г. Алдана характеризуется как неблагополучная по уровню загрязнения атмосферного воздуха и стоит на третьем месте по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу. Сеть мониторинга загрязнения атмосферы в республике состоит из 7-и станций регулярных наблюдений в гг. Мирном, Нерюнгри, Якутске и п. Усть-Нере и не включает город Алдан. Данные мониторинговые наблюдения проводятся ежедневно Федеральным государственным бюджетным учреждением «Якутское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды». Существующая в г. Алдане система контроля состояния окружающей среды относится к категории санитарно-гигиенического мониторинга и проводится лабораторией ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Саха (Якутия)». Производственный экологический контроль проводится не на всех предприятиях, имеющих
стационарные источники загрязнения атмосферы. По существующей классификации природно-антропогенных ландшафтов Ф. Н. Милькова на территории Алданского района можно выделить различные классы антропогенных ландшафтов (селитебные, промышленные, сельскохозяйственные, водные, лесные, рекреационные) [1; 2]. Из этого следует, что даже применение исключительно традиционных химикоаналитических методов анализа будет неэффективным и не даст прямого ответа о качестве среды и ее пригодности для обитания живых организмов.
В связи с увеличивающейся нагрузкой на природные экосистемы важным является разработка критериев для оценки качества окружающей среды. Одним из удобных способов оценки интенсивности негативного воздействия является метод оценки качества среды по показателям стабильности развития организмов. При этом наиболее широко применяется морфогенетический подход, основанный на оценке внутри-индивидуальной изменчивости морфологических структур, в частности, степени выраженности флуктуирующей асимметрии (ФА) [3, 4]. ФА
представляет собой незначительные направленные различия между правой и левой сторонами различных морфологических структур и является результатом ошибок в ходе индивидуального развития организма. При нормальном состоянии окружающей среды их уровень минимален, при возрастающем стрессирую-щем воздействии он увеличивается, что соответственно приводит и к повышению асимметрии. Данный метод нашел широкое применение для оценки степени антропогенных воздействий на окружающую среду [3-6].
Целью проведенного исследования явилась оценка состояния среды на территории г. Алдана по данным государственного доклада о состоянии и охране окружающей среды Республики Саха (Якутия) об экологической обстановке на территории г. Алдана за период 2010-2012 гг. и по биоиндикационным показателям, полученным при исследованиях за период 2010-2013 гг.
Материалы и методы исследования
Оценка качества среды проведена по показателям нарушения стабильности развития березы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz.), в качестве основного критерия рассматривали показатель ФА строения и жилкования листовой пластинки [4-6].
Сбор материала. Сбор материала проводили после остановки роста листьев (в Якутии это период с середины июля). У березы плосколистной собирали листья из нижней части кроны дерева с максимального количества доступных веток равномерно вокруг дерева и только с укороченных побегов. Размер листьев сходен со средним для данного растения. Поврежден-
ные листья использовались для анализа, если были не затронуты участки, с которых снимались измерения. С растения собирали несколько больше листьев, чем требуется, на тот случай, если часть листьев из-за повреждений не сможет быть использована для анализа [7].
Объем выборки. Каждая выборка включила в себя от 50 до 100 листьев (по 10 листьев с 5-10 растений). Листья с одного растения хранились отдельно, чтобы мы смогли проанализировать полученные результаты индивидуально для каждого экземпляра (собранные с одного дерева листья связывали за черешки). Все листья, собранные для одной выборки, складывали в полиэтиленовый пакет, туда же вкладывали этикетку. В этикетке указывали номер выборки, место сбора (делая максимально подробную привязку к местности), дату сбора [7].
Выбор деревьев. При выборе деревьев мы учитывали, во-первых, четкость определения
принадлежности растения к исследуемому виду. По данным некоторых авторов, береза плосколистная способна скрещиваться с другими видами берез,
образуя межвидовые гибриды, которые обладают признаками обоих видов. Во избежание ошибок
выбирали деревья с четко выраженными признаками березы плосколистной. Во-вторых, листья собраны с растений, находящихся в сходных экологических условиях (учитывался уровень освещенности, увлажнения и т. д.). В-третьих, при сборе материала учитывали возрастное состояние деревьев. Для исследования выбирали деревья, достигшие генеративного возрастного состояния [7].
Подготовка и хранение материала. Для длительного хранения зафиксировали материал в 60%-ном растворе этилового спирта.
Листья промерялись в программе Bio после сканирования с помощью программы ABBYY Fine Reader 9.0 на сканере Brother DCP-7057R, линейные измерения производили с точностью до 0,1 мм и угловые - до 0,1°.
Для оценки величины ФА выбирали признаки, характеризующие общие особенности листа, удобные для учета. При исследовании выполняли следующие операции. Для измерения лист березы поместили перед собой брюшной (внутренней) стороной вверх (брюшной стороной листа называют сторону листа, обращенную к верхушке побега). С каждого листа снимали показатели по пяти промерам с левой и правой сторон листа (рис. 1). Показатель флуктуирующей асимметрии оценивался с помощью интегрального показателя - среднего относительного различия на признак (средняя арифметическая отношения разности к сумме промеров листа слева и справа, отнесенная к числу признаков) [5, 7].
Рис. 1. Схема промеров листа березы, использованная для оценки величины флуктуирующей асимметрии. Обозначения: 1 - ширина полулиста; 2 - длина второй от основания жилки второго порядка; 3 - расстояние между первой и второй жилок второго порядка; 4 - расстояние между концами первой и второй жилок второго порядка; 5 - угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка
Обработка материала. Для занесения и хранения числовых значений измерений используется компьютерное программное обеспечение Microsoft Ехсе1.
Величина ФА у растений оценивалась с помощью интегрального показателя - величины среднего относительного различия на признак (среднего арифметического отношения разности к сумме промеров листа слева и справа, отнесенные к числу признаков).
FA = ABS
(L - R)
(^ + R)’
где: FA - интегральный показатель ФА,
ABS - абсолютная величина,
L - значение признака на левой стороне листа,
R - значение признака на правой стороне листа.
Чем выше уровень значений показателя ФА,
тем ниже уровень гомеостаза развития [5]. Такой интегральный показатель делает возможным сравнение и усреднение значений признаков с разной абсолютной величиной, а также сравнение признаков, выражающихся линейными и угловыми единицами. Для каждого из растений и каждой выборки вычисляют среднеарифметическое значение этого показателя. Обсчет среднего арифметического, среднеквадратичного отклонения, ошибки среднего проведены в программе Microsoft Excel по общепринятым формулам. Для оценки значимости различий между выборками использовали критерий Стьюдента [8].
Для полной оценки качества среды на территории г. Алдана мы использовали пятибалльную шкалу оценки отклонений состояния организма от условий нормы, разработанную Н. Г. Кряжевой, Е. К. Чистяковой и В. М. Захаровым [5].
Таблица І
Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы
Показатель ФА Балл Качество среды
<0,040 I Условно нормальное
0,040-0,044 II Начальные, незначительные отклонения от нормы
0,045-0,049 III Средний уровень отклонений от нормы
0,050-0,054 IV Существенные отклонения от нормы
0,055 и > V Критическое состояние
Таблица 2
Показатели ФА березы плосколистной на территории г. Алдана и его окрестностей за 2010-2013 гг
№ Точка сбора Показатели ФА
п м т
1 2 3 4 5
2010 г.
А1 ул. 26 Пикет, 5 м от дороги (асфальт) 100 0,048 0,002
А2 АЦРБ, ул.Комарова 27, 300 м от дороги (асфальт) 100 0,051 0,002
А3 дет. сад «Дюймовочка», 50 м от дороги (асфальт) 100 0,047 0,002
А4 Котельная АРМЗ, 5 м от дороги (асфальт) 100 0,054 0,002
А5 ул. Билибина 48, 5 м от дороги (асфальт) 100 0,052 0,002
А6 ул. Билибина 12, 20 м от дороги 100 0,049 0,002
А9 СОТ «Тамарак», 600 м от трассы (асфальт) 100 0,055 0,002
А11 Поликлиника, ул. Слепнева 59, 5-20 м от дороги (асфальт) 100 0,052 0,002
А13 мкр. «Васино поле», 500 м от дороги (лесная дорога) 100 0,055 0,003
А21 Сопка В. Куранах 100 0,050 0,002
2011 г.
А2 АЦРБ, ул. Комарова 27, 300 м от дороги (асфальт) 100 0,054 0,002
А3 дет. сад «Дюймовочка», 50 м от дороги (асфальт) 100 0,051 0,003
А5 ул. Билибина 48, 5 м от дороги (асфальт) 100 0,052 0,002
А6 ул. Билибина 12, 20 м от дороги 100 0,051 0,002
А9 СОТ «Тамарак», 600 м от трассы (асфальт) 100 0,054 0,003
А11 Поликлиника, ул. Слепнева 59, 5-20 м от дороги (асфальт) 100 0,054 0,002
А13 мкр. «Васино поле», 500 м от дороги (лесная дорога) 100 0,058 0,002
2012 г.
А2 АЦРБ, ул. Комарова 27, 300 м от дороги (асфальт) 100 0,052 0,002
А3 дет. сад «Дюймовочка», 50 м от дороги (асфальт) 100 0,048 0,002
А4 Котельная АРМЗ, 5 м от дороги (асфальт) 100 0,051 0,002
А5 ул. Билибина 48, 5 м от дороги (асфальт) 100 0,05 0,002
А6 ул. Билибина 12, 20 м от дороги 100 0,051 0,002
А7 Совх. поле, 150 м от трассы 100 0,054 0,003
А11 Поликлиника, ул. Слепнева 59, 5-20 м от дороги (асфальт) 100 0,051 0,002
А12 ул. 2 Квартал, 5 м от дороги (гравий) 100 0,061 0,005
2013 г.
А1 ул. 26 Пикет, 5 м от дороги (асфальт) 100 0,049 0,002
А2 АЦРБ, ул. Комарова 27, 300 м от дороги (асфальт) 50 0,052 0,004
А3 дет. сад «Дюймовочка», 50 м от дороги (асфальт) 100 0,048 0,002
А4 Котельная АРМЗ, 5 м от дороги (асфальт) 100 0,052 0,003
А5 ул. Билибина 48, 5 м от дороги (асфальт) 100 0,054 0,003
А6 ул. Билибина 12, 20 м от дороги 50 0,051 0,003
А7 Совхозное поле, 150 м от трассы 100 0,055 0,002
А8 Совхозное поле, 5 м от трассы (асфальт) 60 0,053 0,002
А9 СОТ «Тамарак», 600 м от трассы (асфальт) 100 0,055 0,002
А10 СОТ «Тамарак», 5 м от трассы (асфальт) 100 0,061 0,004
А11 Поликлиника, ул. Слепнева 59, 5-20 м от дороги (асфальт) 100 0,048 0,002
А12 ул. 2 Квартал, 5 м от дороги (гравий) 50 0,059 0,003
А13 мкр. «Васино поле», 500 м от дороги (лесная дорога) 100 0,062 0,003
А14 ВСТО, 15 м от дороги (песок) 50 0,051 0,003
А15 р. «Тамарак», 500 м от трассы 50 0,055 0,003
А16 р. «Тамарак», 5 м от трассы, 9 км М56 (асфальт) 100 0,061 0,004
А17 Н. Куранах, ул. Шахтерская 88, 50 м от дороги (асфальт) 50 0,056 0,004
А18 Н. Куранах, 5 м от трассы (асфальт) 100 0,056 0,003
А19 с.Улуу, 100 м от трассы (гравий) 50 0,052 0,005
А20 с. Улуу, 15 м от трассы (гравий) 50 0,058 0,003
А21 Сопка В. Куранах 100 0,047 0,002
Примечание: п - число листьев, М - среднее арифметическое интегрального показателя асимметрии, т - ошибка среднего
Результаты и их обсуждение
На территории города Алдана в период с 2010 по 2013 гг. для анализа были взяты выборки 4360 листьев березы плосколистной (табл. 2). Листья собирались из 20 точек, различающихся по транспортной нагрузке, качеству дорожного покрытия и на разном расстоянии от источника загрязнения (рис. 2).
Нами проанализированы данные об экологической обстановке на территории г. Алдана за период 2010-2012 гг. В 2012 г. насчитывалось 29 предприятий, загрязняющих атмосферу. Выбросы вредных
веществ в атмосферу от 481 стационарного источника загрязнения составили 5,571 тыс. тонн веществ, в т. ч. уловлено и обезврежено 0,957 тыс. тонн загрязняющих веществ. По отчетным данным, в 2012 г. 578 единицами автотранспорта выброшено в атмосферу 1,481 тыс. тонн загрязняющих веществ (ЗВ). При сравнении данных по выбросам загрязняющих веществ от стационарных источников загрязнения атмосферы за 2010 и 2012 г. выявлено увеличение в 3,3 раза (рис. 3). Таким образом, наиболее значимой причиной увеличения выбросов загрязняющих
Рис. 3. Сведения об источниках негативного воздействия на атмосферу в г. Алдане за период с 2010 по 2012 гг.: а - выбросы ЗВ от стационарных ИЗА, тыс. т; б - улавливание и обезвреживание ЗВ, тыс. т; в - выбросы от
автотранспорта ЗВ, тыс. т
Таблица 3
Выбросы наиболее распространенных ЗВ в атмосферу, отходящих от стационарных источников г. Алдана, тыс. тонн [1]
Годы Всего В том числе:
диоксид серы оксид углерода оксид азота углеводороды
2009 13,631 0,754 10,435 0,613 1,740
2010 1,441 0,086 0,720 0,207 0,002
2011 3,344 0,628 2,717 1,04 0,890
2012 14,213 0,786 10,894 1,703 1,973
Примечание: данные 2010-2011 г. взяты без учета данных Алданского филиала ГУП «ЖКХ РС (Я)»
веществ можно отметить увеличение количества стационарных источников загрязнения: в 2010 г.
их количество составило 457 единиц, а в 2012 г. -481 единицу [1].
Основную долю в атмосферных выбросах ЗВ от стационарных источников составляют оксид углерода и углеводороды (табл. 3). Основным источником загрязнения являются многочисленные котельные г. Алдана, которые работают на твердом топливе -угле. Анализ показывает, что выбросы загрязняющих веществ в атмосферу практически не сокращаются и это может быть связано, прежде всего, с работой котельных, работающих на Нерюнгринском угле с зольностью до 35 % и более повышенной спекаемостью. Это требует дополнительных средств на очистку отходящих от котлов газов, при этом более 90 % котельных не оборудованы системами газоочистки, приборами контроля над процессом горения.
Ситуацию усугубляет и неритмичность завоза угля, что приводит к форсированию процесса горения и, соответственно, залповому выбросу в атмосферу твердых веществ. В таблице 3 приведены данные за период 2009-2012 гг. по выбросам в атмосферу оксида углерода и углеводородов с учетом данных Алданского филиала ГУП «ЖКХ РС (Я)» и без них. Таким образом, основные выбросы ЗВ в атмосферу от стационарных источников на территории г. Алдана дают именно предприятия Алданского филиала ГУП «ЖКХ РС (Я)» [9; 10].
В качестве контрольной точки мы рассматривали листья, собранные с деревьев, произраставших на территории детского сада «Дюймовочка». Величина интегрального показателя в контрольной точке составила 0,047, т. е. средний уровень отклонения от нормы (рис. 4).
Полученные нами результаты говорят о следующем.
Рис. 4. Схема зонирования территории г. Алдана, построенная на основе оценки качества среды по показателям стабильности развития березы плосколистной
Рис. 5. Зависимость величины показателя флуктуирующей асимметрии березы плосколистной от близости к проезжей части дороги в 2013 г.: а - 20-100 м, б - 5-10 м от проезжей части дороги
Интегральные показатели флуктуирующей асимметрии в точках, расположенных вдоль дороги, находящихся в зоне с высокой транспортной нагрузкой и соответственно повышенного воздействия выхлопов автотранспорта, имеют 4 или 5 баллов по шкале оценки отклонений состояния организма от условий нормы, например, участок ул. Билибина 48 в 5 м от дороги (0,050-0,054). Во много раз показатель ФА превышает критическое значение на участках с сильной запыленностью: участок с. Улуу в 15 м
от трассы (0,058), ул. 2-ой Квартал в 5 м от дороги (0,059) и в местах, предназначенных для стоянки автомобилей: участок СОТ «Тамарак» в 5 м от трассы (0,061), участок руч. Тамарак в 5 м от трассы (0,061).
Критические значения на участках с сильной запыленностью объясняются тем, что запыленность атмосферы нарушает работу устьичного аппарата растений. В. И. Артамонов указывает, что вследствие этого ограничивается процесс транспирации, ослабевает процесс фотосинтеза, понижается уровень сахаров в тканях, темпы накопления сухого вещества и роста растений [11].
Нарушения гомеостаза развития растений как следствие близости дорог с высокой транспортной нагрузкой и в зависимости от расстояния между точкой и дорогой, расстояния от источника загрязнения, открытости и защищенности участка, а также уровня качества дороги ранее уже отмечалось в литературе [6; 12].
При анализе данных за 2013 г. нами выявлена зависимость величины показателя ФА березы
плосколистной от близости к проезжей части дороги (рис. 5), где важную буферную роль играют зеленые насаждения. Ранее в литературе уже отмечались защитные и фильтрующие функции устойчивых и высокопродуктивных видов деревьев с большой листовой поверхностью и, возможно, большим объемом газопоглощения и осаждения пыли [13].
Природные территории могут существенно различаться по показателям нарушения стабильности развития организмов вследствие воздействия биотических и абиотических факторов. Так, критическое состояние уровня асимметрии, что соответствует 5 баллу, наблюдалось у листьев, собранных на участке Лесхоз п. Томмот с деревьев, произрастающих в условиях усиления межвидовой и внутривидовой конкуренции, на сильно затененном участке более высокими деревьями, в лесной стации с высокой густотой древостоя. На этом же участке были получены результаты, соответствующие 4 баллу, т. е. существенные отклонения от нормы, листья были собраны с деревьев, произрастающих в условиях с полной освещенностью и низкой густотой древостоя.
Сведения о влиянии биотических и абиотических факторов на показатели ФА березы плосколистной в природных биотопах были ранее представлены в исследованиях А. Б. Стрельцова, Е. Г. Шадриной, В. Ю. Солдатовой [6; 14].
4-й и 5-й баллы были отмечены нами у деревьев, произрастающих на обедненных почвах, на каменистом склоне сопки на участке Алданской центральной
районной больницы (0,051-0,054), мкр. «Васино поле» (0,058-0,062).
Кроме того, из-за прикрепленного образа жизни на растения в большей степени, чем на животных, могут влиять локальные загрязнения, геохимические аномалии и микроклиматические условия [15].
Сравнение ФА 2010-2013 гг. показало, что качество среды в целом по г. Алдану сохраняется примерно на одном уровне. При этом наиболее значительное повышение показателя ФА на большинстве исследуемых участков отмечено в 2011 г. По данным мониторинга, проведенного санитарногигиенической лабораторией ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в РС (Я)», город Алдан является неблагополучной территорией по уровню загрязнения атмосферного воздуха, приоритетными загрязняющими веществами являются взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота. Удельный вес проб с превышением ПДК в 2010 г. составил 1,0 %, в 2011-м - 2,3 %, 2012-м - 1,9 %. Сопоставление результатов биоиндикации с данными по загрязнению атмосферного воздуха позволяет предположить, что данные загрязняющие вещества неблагоприятно воздействуют на показатель стабильности развития организмов.
На участке, который находится на территории городской поликлиники (ул. Слепнева), наблюдается существенное отклонение до 3 баллов, что является средним уровнем отклонения от нормы.
Выводы
Величина показателя ФА березы плосколистной на территории г. Алдана в период исследований варьировала от 0,047 (что соответствует 3 баллу -среднему уровню отклонения от нормы) до 0,062 (что соответствует 5 баллу - критическому состоянию).
Полученные нами результаты позволяют сделать выводы, что на показатель ФА березы в городской среде огромное влияние оказывает насыщенность транспортной нагрузки, качество дорожного покрытия, например, показатель ФА на ул. Билибина в 5 м от дороги - 0,052, в 20 м от дороги - 0,049.
При сопоставлении показателей ФА за период 2010-2013 гг. отмечено, что наиболее существенные отклонения от нормы зарегистрированы в 2011 г.
По данным мониторинга санитарно-гигиенической лаборатории г. Алдана, приоритетными загрязняющими веществами атмосферного воздуха являются взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота. Наиболее значительное загрязнение атмосферного воздуха также отмечено в 2011 г.
Полученные результаты свидетельствуют о неблагополучном состоянии среды на исследуемой территории. На показатель ФА березы в условиях города большое влияние оказывают интенсивность транспортной нагрузки, качество дорожного покрытия,
близость к проезжей части. Важную буферную роль в улучшении качества среды играют зеленые насаждения. Для повышения эффективности мероприятий по улучшению качества среды и обеспечения санитарного и экологического благополучия населения необходимо регулярное проведение мониторинговых исследований состояния атмосферного воздуха населенных пунктов и биологический мониторинг.
Л и т е р а т у р а
1. Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды Республики Саха (Якутия) в 2012 г.: Правительство Респ. Саха (Якутия), М-во охраны природы Респ. Саха (Якутия). - Якутск: Компания «Дани-Алмас», 2013. - 143 с.
2. Мильков Ф. Н. Физическая география: учение
о ландшафте и географическая зональность. -Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1986. - 224 с.
3. Захаров В. М., Чубинишвили А. Т., Дмит-
риев С. Г. и др. Здоровье среды: практика оценки. - М.: Центр экологической политики России, 2000. - 318 с.
4. Последствие Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. - М.: Центр экологической политики России, 1996.
- 170 с.
5. Кряжева Н. Г., Чистякова Е. К., Захаров В.
М., Анализ стабильности развития березы повислой в условиях химического загрязнения // Экология. - 1996.
- № 6. - С. 441-444.
6. Шадрина Е. Г., Солдатова В. Ю. Флуктуирующая асимметрия березы плосколистной
(ВеМа platyphyUa Sukacz.) как показатель качества
городской среды // МИТС-НАУКА: Международный
научный вестник: сетевое электронное научное
издание - Ростов-на-Дону: РГУ - № 3. - 2006; Иден. Номер 0420600032/0122. (0,37 п. л.).
7. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур). - М., 2003. - 25 с.
8. Лакин Г. Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1980.
- 293 с.
9. Государственный доклад о состоянии и
охране окружающей среды Республики Саха (Якутия)
в 2008 г.: Правительство Респ. Саха (Якутия), М-во охраны природы Респ. Саха (Якутия). - Якутск:
Компания «Дани Алмас», 2009. - 121 с.
10. Государственный доклад о состоянии и
охране окружающей среды Республики Саха (Якутия)
в 2011 г.: Правительство Респ. Саха (Якутия), М-во охраны природы Респ. Саха (Якутия). - Якутск:
Компания «Дани-Алмас», 2012. - 131 с.
11. Артамонов В. И. Растения и чистота природ-
ной среды. - М.: Наука, 1986. - 172 с.
12. Константинов Е. Л. Особенности ФА листовой
пластинки березы повислой (Betula Pendula) как вида биоиндикатора / Автореф. ... к. биол. наук. - Калуга, 2001. -19 с.
13. Илькун Г. М. Загрязнители атмосферы и растения. -Киев: Наукова думка, 1978. - 246 с.
14. Стрельцов А. Б. Региональная система биологического мониторинга. - Калуга: изд-во Калужского ЦНТИ, 2003.
- 158 с.
15. Шадрина Е. Г., Вольперт Я. Л., Данилов В. А., Шадрин Д. Я. Биоиндикация воздействия горнодобывающей промышленности на наземные экосистемы Севера (морфогенетический подход). - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 2003. - 110 с.
R e f e r e n c e s
1. Gosudarstvennyj doklad o sostojanii i ohrane
okruzhajushhej sredy Respubliki Saha (Jakutija) v 2012 g.: Pravitel’stvoResp. Saha (Jakutija), M-vo ohrany
prirody Resp. Saha (Jakutija). - Jakutsk: Kompanija «Dani Almas», 2013. - 143 s.
2. Mil’kov F. N. Fizicheskaia geografiia: uchenie o landshafte i geograficheskaia zonal’nost’. - Voronezh: Izd-vo Voronezh. un-ta, 1986. - 224 s.
3. Zaharov V. M., Chubinishvili A. T. Dmitriev S. G. i dr. Zdorov’e sredy: praktika ocenki. - M.: Centr jekologicheskoj politiki Rossii, 2000. - 318 s.
4. Posledstvie Chernobyl’skoj katastrofy: Zdorov’e
sredy. - M.: Centr jekologicheskoj politiki Rossii, 1996.
- 170 s.
5. Krjazheva N. G., Chistjakova E. K., Zaharov
V. M., Analiz stabil’nosti razvitija berezy povisloj v
uslovijah himicheskogo zagrjaznenija // Jekologija. - 1996. - № 6.
- S. 441-444.
6. Shadrina E. G., Soldatova V. Ju. Fluktuirujushhaja asimmetrija berezy ploskolistnoj (Betula platyphylla
Sukacz.) kak pokazatel’ kachestva gorodskoj sredy // MITS-NAUKA: Mezhdunarodnyj nauchnyj vestnik:
setevoe jelektronnoe nauchnoe izdanie - Rostov-na-Donu: RGU. - № 3. - 2006; Iden. Nomer 0420600032/0122. (0,37 p. l.).
7. Metodicheskie rekomendacii po vypolneniju ocenki kachestva sredy po sostojaniju zhivyh sushhestv (ocenka stabil’nosti razvitija zhivyh organizmov po urovnju asimmetrii morfologicheskih struktur). - M., 2003. - 25 s.
8. Lakin G. F. Biometriia. - M.: Vysshaia shkola, 1980. - 293 s.
9. Gosudarstvennyj doklad o sostojanii i ohrane
okruzhajushhej sredy Respubliki Saha (Jakutija) v 2008 g.: Pravitel’stvo Resp. Saha (Jakutija), M-vo ohrany
prirody Resp. Saha (Jakutija). - Jakutsk: Kompanija «Dani Almas», 2009. - 121 s.
10. Gosudarstvennyj doklad o sostojanii i ohrane
okruzhajushhej sredy Respubliki Saha (Jakutija) v 2011 g.: Pravitel’stvo Resp. Saha (Jakutija), M-vo ohrany prirody Resp. Saha (Jakutija). - Jakutsk: Kompanija «Dani
Almas», 2012. - 131 s.
11. Artamonov V. I. Rasteniia i chistota prirodnoi sredy. - M.: Nauka, 1986. - 172 s.
12 Konstantinov E. L. Osobennosti FA listovoi plastinki berezy povisloi (Betula Pendula) kak vida bioindikatora / Avtoref. diss. na soiskanie uch. step. kand. biol. nauk. Kaluga, 2001. - 19 s.
13 Il’kun G. M. Zagriazniteli atmosfery i rasteniia. - Kiev: Naukova dumka, 1978. - 246 s.
14. Strel’cov A. B. Regional’naja sistema biologicheskogo monitoring. - Kaluga: izd-vo Kaluzhskogo CNTI, 2003. - 158 s.
15. Shadrina E. G., Vol’pert Ia. L., Danilov V. A., Shadrin D. Ia. Bioindikatsiia vozdeistviia gorno-dobyvaiushchei promyshlennosti na nazemnye ekosistemy Severa (morfogeneticheskii podkhod). - Novosibirsk: Nauka. Sib. otd-nie, 2003. - 110 s.
