CC BY
3
УДК 58.01+504.54
DOI: 10.24412/1728-323X-2024-2-48-51
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ УРБАНИЗИРОВАННОЙ СРЕДЫ НА ЖИЗНЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДРЕВЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ Г. ТЮМЕНИ
В. В. Иеронова, кандидат биологических наук, доцент, кафедра геоэкологии и природопользования, Школа естественных наук ФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет» (ШЕН ТюмГУ), [email protected], г. Тюмень, Россия,
Э. И. Исламова, магистр, кафедра геоэкологии и природопользования, Школа естественных наук ТюмГУ, [email protected], г. Тюмень, Россия
Аннотация. В городах сокращаются площади зеленых насаждений в связи с постоянным увеличением плотности городской застройки. Зеленые насаждения — важная часть урбоэкосистемы, выполняющая экологическую и эстетическую функцию. Проведено исследование древостоев в Центральном административном округе г. Тюмени. Обследовано 2189 древесных растений, 60 % которых относятся к интродуцентам. Определен видовой состав древостоя на изученной территории. Древесно-кустарниковые растения относятся к 14 родам, которые входят в 10 семейств. В древесных насаждениях доминируют Betula pendula Roth, Tilia cordata Mill, Malus baccata Lunell и Ulmus pumila Lunell (59,3 % от всех изученных растений). Значения показателя индекса жизненности у разных видов варьирует от здоровых до усыхающих. Наибольшую уязвимость к антропогенному воздействию проявили липа седцевидная (Ln 1,25—2,36) и сосна обыкновенная (Ln 1,67—3,47).
Abstract. Green spaces intensely decrease in many cities due to an increasing housing density. They are an essential part of the urban ecosystem and perform a key environmental and aesthetic function. We analyzed forest stands in the Central Administrative District of Tyumen and examined 2,189 arboreal plants, 60 % of which were introduced species. There are 14 genera of trees and shrubs belonging to 10 families. Betula pendula Roth, Tilia cordata Mill, Malus baccata Lunell, and Ulmus pumila Lunell (59.3 % of all studied plants) dominate in the area. Vitality index values vary in different species, from healthy to drying out. Tilia cordata (Ln 1.25—2.36) and Pinussylvestris (Ln 1.67—3.47) showed the greatest vulnerability to anthropogenic impact.
Ключевые слова: жизненное состояние, зеленые насаждения, экологический группы растений, городская среда, антропогенная нагрузка, инт-родуценты.
Keywords: germinating power, green planting, plant, ecological groups, urban environment, anthropogenic load, introduced species.
Введение
Зеленые насаждения являются важной составляющей частью экологических каркасов современных городов [1]. Выполняя важнейшие средо-образующие и средостабилизирующие функции, они способны нивелировать и оптимизировать неблагоприятные условия для проживания человека на урбанизированных территориях [2]. Для этого очень важно, чтобы помимо санитарно-экологической функции городская растительность выполняла и эстетическую роль, которая предполагает высокий бонитет и хороший жизненный статус растений [3].
Однако неотъемлемой характеристикой любой городской среды является загрязнение всех географических оболочек на урбанизированной территории [4, 5]. Что сказывается на общем состоянии зеленых насаждений, снижая их общую устойчивость, вследствие чего они становятся более уязвимыми к провокационным факторам окружающей среды, что приводит к нарушению их роста и развития и усилению различного рода фитопатологий [6]. Также в урбоэкосистемах увеличивается интенсивность биологического круговорота в сравнении с местными природными биоценозами [7].
Далеко не все виды и сообщества растений способны выдерживать высокие антропогенно-
техногенные нагрузки, присущие городским экосистемам. В связи с этим важными научными и практическими задачами сегодня являются разработка рациональной системы зеленых насаждений в городе и создание научно обоснованного ассортимента видов растений и их сообществ, способных обеспечить комфортные условия, необходимые для проживания городского населения [3].
Методика
Полевые работы проводились в 2021—2023 годы на территории Центрального административного округа г. Тюмени (Цветной бульвар, сквер Немцова, Европейский мкр., 2-й Заречный мкр.). Всего обследовано 2189 древесных растений, относящихся к искусственным зеленым насаждениям.
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 (Ьи), результаты расчета которого позволяют
48
№2,2024
распределить древостой по следующим категориям: здоровый (1,0—1,5) (I), слабо ослабленный (1,6—2,5) (II), сильно ослабленный (2,6—3,5) (III), усыхающий (3,6—4,5) (IV) и сухостой (4,6 и выше) (V) [8].
Для изучения экологической структуры растительности использовались унифицированные фитоиндикационные шкалы Д. Н. Цыганова [9].
Результаты исследований
Обследованные 20 видов древесно-кустарни-ковых растений относятся к 14 родам, которые входят в 10 семейств. В древесных насаждениях доминируют Betula pendula (20,0 %), Tilia cordata (18,7 %), Malus baccata (11,1 %) и Ulmus pumila (9,5 %), которые суммарно составили более половины всех изученных растений (табл. 1).
Изученные растения отличаются по параметрам жизненного состояния достаточно сильно. Наибольшую уязвимость к неблагоприятным факторам городской среды проявили липа сед-цевидная, (Ln 1,25—2,36), сосна обыкновенная (Ln 1,67—3,47) и клен остролистный (Ln 1,00— 3,00). Наиболее стабильными показателями здорового древостоя характеризовалась береза повислая (Ln 1,00—1,47). Это достаточно закономерно, в природных экосистемах данный вид также отличается хорошей экологической пластичностью и является растением первых рядов восстановительных сукцессий лесных фитоцено-зов после их деградации.
Необходимо отметить, что внутри изучаемых популяции городских насаждений, даже при общем высоком значении индекса жизненности, отдельные особи одного вида могут достаточно сильно варьировать по данному параметру. Различия могут наблюдаться, даже когда деревья произрастают на расстоянии нескольких метров друг от друга. Видимо, такая дифференциация жизненности зависит не только от химического загрязнения окружающей среды. Скорее всего, причиной такого явления является высокая степень контрастности микроклиматических условий на урбанизированной территории. Микроклиматические условия напрямую влияют на физиологические параметры растений, в частности на характеристики фотосинтеза. Так, по данным Бухариной И. Л. [10] абиотические (микроклиматические) условия локальных мест произрастания в городских насаждениях могут оказывать существенное влияние на процессы синтеза фотосинтетических пигментов (хлорфиллов и кара-тиноидов) у древесных растений и, как следствие, на устойчивость растений. Так, в наших исследованиях в парковых зонах состояние деревьев и кустарников закономерно снижалось на периферии по мере приближения места произрастания к дорогам и по краям растительных групп.
В связи с чем улучшение условий произрастания городских зеленых насаждений путем оптимизации микроклиматических условий, например, за счет увеличения площади газонов и под-
Таблица 1
Жизненное состояние древесных насаждений территории Центрального административного округа г. Тюмени
№ Вид Общее кол-во, шт. Индекс жизненного состояния
Цветной бульвар Сквер Немцова Европейский мкр. 2-й Заречный мкр.
1 Pinus sylvestris Lunell 35 3,47 — 2,00 1,67
2 Larix sibirica Ledeb 112 — 1,45 — —
3 Picea abies Lunell 72 1,54 — — 1,25
4 Picea pungens Engelm 36 1,47 — — —
5 Betula pendula Roth 398 1,47 1,19 1,00 1,03
6 Crataegus sanguinea Pall 22 1,54 — — —
7 Sorbus aucuparia Lunell 116 1,44 1,27 — 1,53
8 Prunus padus Lunell 24 2,36 3,00 — —
9 Malus baccata Lunell 261 1,92 2,38 — 1,51
11 Ulmus pumila Lunell 221 2,32 1,94 — 1,05
12 Quercus robur Lunell 23 1,62 — — 1,00
13 Salix fragilis Lunell 74 — — 3,12 —
14 Populus balsamifera Lunell 15 1,53 — — —
15 Acer platanoides Lunell 4 1,0 3,0 — —
16 Acer tataricum Lunell 5 1,8 — — —
17 Acer negundo Lunell 192 1,91 1,50 — 1,61
18 Tilia cordata Mill 438 2,36 1,60 1,25 1,56
19 Elaeagnus angustifolia Lunell 7 1,00 — — —
20 Syringa vulgaris Lunell 128 4,05 — 3,01 —
Рис. 1. Распределение древесно-кустарниковых видов
A) по месту происхождения; Б) по отношению к влаге;
B) по отношению к свету; Г) по отношению к питанию
держания оптимального жизненного состояния травянистых растений на данной территории, в том числе поддержание оптимальной высоты травянистых растений. Все это влияет на температурный режим и уровень влажности атмосферного воздуха.
Изученные городские популяции на 60 % состоят из интродуцентных видов. При этом отдельные местные виды показывают наиболее высокую степень неустойчивости к антропогенным факторам в отдельных районах проведения исследования, характеризуясь при этом III и IV категорией состояния (липа сердцевидная, Ln 1,25—2,36; сосна обыкновенная, Ln 1,67—3,47). При выборе мест для высадки данных пород мы рекомендуем избегать придорожных полос. Более эффективно высаживать данные виды в скверах, парках и лесопарках. Исследованные интродуцированные виды в большинстве случаев характеризовались хорошими показателями и их категория жизнен-
ности не превышала II (слабо ослабленный древостой). Исключение составили насаждения сирени обыкновенной, для которых Ьи варьировал от 3,01 (III категория — сильно ослабленный древостой) (сквер Немцова) до 4,05 (IV категория — усыхающий древостой) (Цветной бульвар) (табл. 1; рис. 1).
Анализ распределения древесных насаждений по отношению к основным экологическим факторам (влага, свет и условия питания) показал, что преобладают виды, относящиеся к группам мезофитов, гелиофитов и мезотрофов (65, 60 и 84,5 % соответственно). Все остальные породы деревьев способны переносить некоторый дефицит рассматриваемых факторов. Исключение составил клен татарский, который предпочитает богатые питательными веществами почвы и относится к группе эвтрофов. В наших исследованиях данный вид зарегистрирован только на территории Цветного бульвара, где его древостой характеризовался II категорией жизненного состояния (слабо ослабленный).
Заключение
Качество древостоя в городе достаточно сильно зависит не только от грамотно подобранного ассортимента видов и сортов растений по устойчивости к поллютантам, но и от микроклиматических условий. В связи с этим необходимо проводить работы по уменьшению переуплотнения почвы, увеличения площади полноценных газонов и другие мероприятия, направленные на улучшение экологических условий произрастания, а также отбор видов для озеленения с учетом их экологической пластичности к экологическим факторам среды.
Считаем, что необходим регулярный мониторинг жизненности городской растительности, для которого наши исследования могут послужить хорошей основой. В дальнейшем — в ходе такой работы возможно создание базы данных о текущем состоянии дендрофлоры города. Это сделает более эффективной разработку мероприятий по сохранению, содержанию зеленых насаждений, выполнению ими своих экологических и эстетических функций, а также дальнейшей оптимизации городской среды.
Библиографический список
1. Разникова А. К. Оценка состояния зеленых насаждений детского парка «Орленок» г. Воронежа / А. К. Разникова, Е. Н. Перелыгина // Лесотехнический журнал. — 2016. — № 1. — С. 104—115.
2. Шихова Н. С. Оценка функционального состояния зеленых насаждений и аккумуляции ими тяжелых металлов на городских озелененных территориях различного назначения / Н. С. Шихова // Сибирский экологический журнал. — 2019. — № 5. — С. 612—626.
3. Шихова Н. С. Оценка функциональной эффективности древесно-кустарниковых видов в городском озеленении на примере Владивостока / Н. С. Шихова // Лесоведение. — 2023. — № 1. — С. 277—289.
50
№2,2024
4. Nowak D. J. Air pollution removal by urban trees and shrubs in the United States / D. J. Nowak, D. E. Crane, J. C. Stevens // Urban Forestry & Urban Greening. — 2006. — V. 4. — P. 115—123.
5. Rucandio, M. I. Biomonitoring of chemical elements in an urban environment using arboreal and bush plant species / M. I. Rucandio, M. D. Petit-Domínguez, C. FidalgoHijano, R. García-Giménez // Environmental science and pollution research. — 2010. — Vol. 18, № 1. — P. 51—63.
6. Shiryaev A. G., Kiseleva O. A. Greenway planning in Ekaterinburg city: unaccounted phytopathological problems of the urban strategy project / A. G. Shiryaev, O. A. Kiseleva // Contemporary Problems of Ecology. — 2023. — Vol. 16, № 4. — P. 509—527.
7. Семенюк О. В. Роль зеленых насаждений в адаптации урбоэкосистем к изменениям климата / О. В. Семенюк, В. М. Телеснина, Л. Г. Богатырев, О. Ю. Баранова // Лесоведение. — 2023. — № 4. — С. 339—352.
8. 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.
9. Цыганов Д. Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойношироколиственных лесов / Д. Н. Цыганов. — М.: Наука, 1983. — 196 с.
10. Бухарина И. Л. Содержание фотосинтетических пигментов в листьях липы мелколистной в городской среде Набережных Челнов / И. Л. Бухарина, И. И. Гибадулина // Лесоведение. — 2021. — № 1. — С. 52—64.
ASSESSMENT OF THE IMPACT OF THE URBANIZED ENVIRONMENT ON THE VITAL CONDITION OF TREE PLANTATIONS IN TYUMEN
V. V. Ieronova, Ph. D. (Biology), Associate Professor, The Department of Geoecology and Environmental Management, Tyumen State University,
E. I. Islamova, М. Sc., The Department of Geoecology and Environmental Management, Tyumen State University References
1. Raznikova A. K. Ocenka sostoyaniya zelenyh nasazhdenij detskogo parka "Orlenok" g. Voronezha [Assessment of green trees children's park "Orlenok" in Voronezh]. Lesotehnicheskij Zhurnal. 2016, No. 1, P. 104—115 [in Russian].
2. Shikhova N. S. Ocenka funkcionalnogo sostoyaniya zelenyh nasazhdenij i akkumulyacii imi tyazhelyh metallov na gorodskih ozelenennyh territoriyah razlichnogo naznacheniya [Assessment of the functional state of green spaces and the accumulation of heavy metals by vegetation in urban green areas of various purpose]. Sibirskij ekologicheskij zhurnal. 2019, No. 5, P. 612—626 [in Russian].
3. Shikhova N. S. Ocenka funkcionalnoj effektivnosti drevesno-kustarnikovyh vidov v gorodskom ozelenenii na primere Vladi-vostoka [The analysis of functional significance of tree and shrub species in urban gardening of Vladivostok]. Lesovedenie. 2023. No. 1, P. 277—289 [in Russian].
4. Nowak D. J. Air pollution removal by urban trees and shrubs in the United States. Urban Forestry & Urban Greening, 2006, Vol. 4, P. 115—123.
5. Rucandio M. I. Biomonitoring of chemical elements in an urban environment using arboreal and bush plant species. Environmental science and pollution research. 2010. Vol. 18. No. 1, P. 51—63.
6. Shiryaev A. G., Kiseleva O. A. Greenway planning in Ekaterinburg city: unaccounted phytopathological problems of the urban strategy project. Contemporary Problems of Ecology, 2023, Vol. 16, No. 4, P. 509—527.
7. Semenyuk O. V. Rol zelenyh nasazhdenij v adaptacii urboekosistem k izmeneniyam klimata [The role of green spaces in adaptation of urban ecosystems to climate change]. Lesovedenie, 2023, no. 4, pp. 339—352 [in Russian]
8. Smirnova O. V. Metodologicheskie podhody i metody ocenki klimaksovogo i sukcessionnogo sostoyaniya lesnyh ekosistem (na primere vostochnoevropejskih lesov) [Methodological approaches and methods of assessment of climax and succession state of forest ecosystems: a case of East European forests). Lesovedenie, 2004, No. 3, pp. 15—27 [in Russian]
9. Cyganov D. N. Fitoindikaciya ekologicheskih rezhimov v podzone hvojnoshirokolistvennyh lesov [Phytoindication of ecological regimes in the subzone of coniferous-deciduous forests]. Moscow: Nauka. 1983. 196 p. [in Russian]
10. Bukharina I. L. Soderzhanie fotosinteticheskih pigmentov v listyah lipy melkolistnoj v gorodskoj srede Naberezhnyh Chelnov [The content of the photosynthetic pigments in the small-leaved linden leaves in urban environment of Naberezhnye Chelny City]. Lesovedenie, 2021, no. 1, pp. 339—352 [in Russian]
