Научная статья на тему 'Пылеочищающая роль зеленых насаждений в городе'

Пылеочищающая роль зеленых насаждений в городе Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
2056
301
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УРБОЛАНДШАФТ / ПЫЛЕЗАДЕРЖИВАЮЩИЕ СВОЙСТВА / ФИТОНЦИДЫ / ПИЛОЗАТРИМУЮЧі ВЛАСТИВОСТі / ФіТОНЦИДИ / URBOLANDSCAPE / DUST-PURIFYING ABILITY

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Анисимова Cветлана Викторовна, Дмитренко Н. В., Ведмидь А. Н.

Изучается пылезадерживающая способность различных видов древесной растительности в урболандшафте и применение этой способности для очищения воздуха вблизи рекреационных зон, жилых районов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Анисимова Cветлана Викторовна, Дмитренко Н. В., Ведмидь А. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DUST-PURIFYING ROLE OF URBAN GREEN PLANTING

The ability of different types of wood vegetation to detain dust in urbolandscape and the application of these abilities for air purifying near recreation zones, residential areas is studied.

Текст научной работы на тему «Пылеочищающая роль зеленых насаждений в городе»

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

УДК 628.313:543.34

ПЫЛЕОЧИЩАЮЩАЯ РОЛЬ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ГОРОДЕ

C.B. Анисимова, доцент, к. геогр. н., Н.В. Дмитренко, студентка, А.Н. Ведмидь, студент, ХНАДУ

Аннотация. Изучается пылезадерживающая способность различных видов древесной растительности в урболандшафте и применение этой способности для очищения воздуха вблизи рекреационных зон, жилых районов.

Ключевые слова: урболандшафт, пылезадерживающие свойства, фитонциды.

ПИЛЕОЧИЩУЮЧА РОЛЬ ЗЕЛЕНИХ НАСАДЖЕНЬ У М1СТ1

С.В. Аншмова, доцент, к. геогр. н., Н.В. Дмггренко, студентка, О.М. Ведмщь, студент, ХНАДУ

Анотаця. Вивчаеться пилозатримуюча здаттсть р1зних вид1в деревног рослинност1 в урбола-ндшафт1 i застосування цгег здатност1 для очищення повтря поблизу рекреацтних зон, жит-лових райотв.

Ключов1 слова: урболандшафт, пилозатримуючi властивостi, фтонциди.

DUST-PURIFYING ROLE OF URBAN GREEN PLANTING

S. Anisimova, Associate Professor, Candidate of Geographical Sciences, N. Dmitrenko, student, A. Vedmid', student, KhNAHU

Abstract. The ability of different types of wood vegetation to detain dust in urbolandscape and the application of these abilities for air purifying near recreation zones, residential areas is studied.

Key words: urbolandscape, dust-purifying ability.

Введение

Система зеленых насаждений - основное средство оздоровления воздуха населенных пунктов. Многочисленными научными исследованиями установлена их решающая роль в улучшении состава воздуха - обогащении кислородом и очищении от токсичных примесей. Зеленые растения благотворно влияют на температурный режим и влажность воздуха, защищают от сильных ветров, уменьшают городской шум. Сады, скверы, бульвары, парки в жилых кварталах - лучшее место для отдыха населения.

Программой мониторинговых наблюдений за составом атмосферы на стационарных постах предусматривается измерение оксидов серы, азота, углерода, азота, диоксидов углерода, азота, озона, сажи, углеводородов, ртути, свинца, кадмия, специфических веществ, а также концентраций пыли.

Пыль - обобщенное название аэрозолей твердых веществ (древесная, абразивная, цементная, почвенная и др.).

Частицы почвы, золы, сажи и цемента, песок и др. являются обычными естественными

загрязнителями растений. Вызываемое ими загрязнение - нередко следствие пыльных бурь, вихрей, эрозии и дефляции почв, разрушения горных пород, селей, лесных пожаров и т.д. В увеличении в атмосфере количества механических частиц, загрязняющих поверхность органов растений и, в связи с этим, нарушающих процессы их функционирования, значительную роль играет автомобильный транспорт, поставляющий в атмосферу твердые частицы с выхлопными газами и создающий вихревые потоки при движении, которые поднимают пыль с проезжей части дороги.

Анализ публикаций

Зеленые насаждения в городе находятся в условиях, значительно отличающихся от природных. Здесь иной световой и тепловой режим, нарушен водный баланс, во многих случаях естественные почвы заменены малоплодородными насыпными. Пыль и зола городов поглощают значительную часть солнечной радиации, ухудшая освещенность растений; дым и пыль увеличивают облачность над городом, уменьшают количество водяного пара в воздухе, что является причиной сухости воздуха в городе. Сажа прочно оседает на листья и не смывается дождем [1].

Растения не обладают сформировавшейся в ходе эволюции системой адаптации к газам и аэрозолям токсичных веществ. Газы и аэрозоли достаточно легко проникают в ткани растений через устьица, приобретая возможность влиять на обмен веществ клеток, вступая в химические взаимодействия на уровне клеточных мембран и клеточных стенок. Пыль, оседая на поверхности растения, закупоривает устьица, что ведет к ухудшению газообмена, нарушению водного режима, а также затрудняет поглощение света [2].

Очистка городского воздуха от пыли и газов происходит следующим образом. Загрязненный воздушный поток, встречающий на своем пути зеленый массив, замедляет скорость, в результате чего под влиянием силы тяжести 60-70 % пыли, содержащейся в воздухе, оседает на деревья и кустарники. Некоторое количество пыли выпадает из воздушного потока, наталкиваясь на стволы, ветви, листья. Значительная часть пыли оседает на поверхность листьев, хвои, веток, стволов. Во время дождя эта пыль смывается на зем-

лю. Под зелеными насаждениями, вследствие разности температур, возникают нисходящие потоки воздуха, которые также увлекают пыль на землю.

Распространению или движению пыли препятствуют не только деревья и кустарники, но и газоны, которые задерживают поступательное движение пыли, перегоняемой ветром из разных мест. Древесные насаждения уменьшают запыленность воздуха, даже при отсутствии лиственного покрова.

Плохие экологические условия отрицательно сказываются на росте и развитии растений, сокращают срок их жизни. По наблюдениям ученых, продолжительность жизни ясеня, вяза, тополя, липы мелколистной в условиях города не превышает 40-80 лет (в парках -до 150-200 лет, в природных лесах - 300400 лет). Еще меньше срок жизни у кустарников - 20-40 лет [3].

Лесные культуры площадью 1 га способны осадить из воздуха 25-34 т взвешенных веществ в год, усвоить огромное количество углекислого газа и других вредных веществ, очистить около 18 млн. м3 воздуха за год. Фитонциды, выделяемые деревьями, очищают воздух городов от бактериального загрязнения. Оказывая большое влияние на чистоту воздуха, растительность сама при этом повреждается и гибнет.

Цель и постановка задачи

Целью исследования являлось изучение пы-лезадерживающей способности различных видов древесной растительности в урбо-ландшафте, для чего была определена методика проведения исследований и выбора объекта исследований.

Сравнение пылезадерживающей способности растений различных пород

В качестве объекта исследований необходимо было выбрать группы древесных растений, каждая из которых состоит из растений различных видов, но произрастающих в однородных условиях и расположенных на различном расстоянии от источника антропогенного воздействия (автомобильной дороги).

При выборе растительных видов руководствовались следующими соображениями:

- биологический вид должен быть традиционно используемым при озеленении в городских условиях;

- требования к почвам, освещенности и увлажненности растений в группе должны быть приблизительно одинаковыми;

- в каждую группу должен входить одинаковый набор растений различных биологических видов.

При подборе групп древесных растений был обследован участок ул. Пушкинской в районе Молодежного парка, характеризующийся высокой интенсивностью дорожного движения и наличием зеленой зоны шириной более 100 м вдоль автодороги.

Как объекты исследования были отобраны 5 видов деревьев, которые используются повсеместно в урболандшафтах для озеленения: ясень обыкновенный, вяз гладкий, клен остролистный, береза бородавчатая, липа крупнолистная.

Ясень обыкновенный, или Ясень высокий (лат. Fráxinus excélsior) - вид рода Ясень семейства Маслиновые.

Дерево высотой 20-30 м (иногда до 40 м) и диаметром ствола до 1 м. Крона высокопод-нятая, ажурная. Ясень обыкновенный успешно переносит уплотнение почвы, загрязнение воздуха пылью, копотью, вредными газами. По этой причине его разводят в садах, парках, вдоль железных дорог, высаживают на терриконах. Мощная корневая система прочно удерживает грунт, предотвращая его снос ветром. После дуба черешчатого ясень обыкновенный считается одной из самых ценных лиственных пород европейской части.

Вяз гладкий, или обыкновенный, или ильм (лат. Ulmus laevis Pallas) - вид рода Вяз семейства Вязовые.

Мощное дерево высотой до 25-30 м с толстым стволом в диаметре до 1,5 м и широкораскидистой кроной. Вяз гладкий распространен повсеместно в широколиственных и смешанных лесах. Растет по холмистым возвышенным местам и в поймах рек. Широко используется в парках, садах, в аллейных и бульварных посадках как декоративное дерево, а также в полезащитных лесных полосах. Древесина по своим техническим свойствам близка к древесине вяза шершавого и используется для тех же целей.

Клён остролистный, или Клён платановид-ный, или Клён платанолистный (лат. Acer platanoídes)

Вид клёна, широко распространённый в Европе и Юго-Западной Азии. Обыкновенное растение во всех областях Средней полосы. Листопадное дерево высотой 12-28 м с широкой, густой шаровидной кроной. В природе растёт в лиственных или смешанных лесах одиночно либо небольшими группами, на опушках; чистые насаждения образует редко, в основном на склонах речных долин. Предпочитает влажные, плодородные, хорошо дренированные почвы. Чувствителен к низкому содержанию азота, засолённым почвам и застою влаги. Плохо растёт на песчаных, глинистых или богатых известью почвах. Клён остролистный широко высаживается в садах, парках и вдоль дорог городов. Декоративен всё время вегетации. Даёт обильную поросль от пня. Хорошо выдерживает пересадку и городские условия, ветроустойчив. В пределах ареала - одна из главных пород для садово-паркового строительства в Украине.

Берёза повислая, или берёза бородавчатая (лат. Bétula péndula, Bétula verrucosa) - дерево рода Берёза.

При благоприятных условиях достигает 2530 м в высоту и до 80 см в диаметре. Сравнительно недолговечна, живёт до 120 лет, реже - до более взрослого возраста. Широко распространённая лесообразующая порода, формирующая мелколиственные леса по всем климатическим зонам, кроме тундры; однако берёзовые леса, большей частью, не являются коренными, а возникают на месте сведённых лесов, в первую очередь хвойных. Чаще связана с бедными, хорошо дренированными почвами. Так как берёза светолюбива, легко вытесняется более долгоживу-щими и крупными деревьями; во многих случаях присутствует в лесах только как примесь, по более светлым участкам.

Липа крупнолистная (лат. Tília platyphyllos) -лиственное дерево рода Липа семейства Мальвовые.

Естественно произрастает в лесах западной части Украины, в Молдове, на Кавказе, в Западной, Центральной и Южной Европе. В Украине разводится в садах и парках. Широко применяется в ландшафтной архитектуре и озеленении [4].

Методика проведения исследований включает:

- объединение выбранных видов древесной растительности в 3 группы и составление плана их расположения на местности;

- выбор временного периода для проведения исследований;

- отбор пробного материала;

- обработка пробного материала;

- аналитическая обработка результатов исследования.

Выбранные для исследования древесные растения были сгруппированы в 3 группы, расположенные на расстоянии 10-12 м, 22-25 м и 33-35 м от проезжей части автомобильной дороги по ул. Пушкинской в районе Молодежного парка.

Для отбора пробного материала был выбран бездождевой летний период (август 2009 г.), поскольку накопление загрязняющих веществ на листовом аппарате деревьев в этот период максимально.

Отбор пробного материала (листьев) осуществлялся на высоте 2-2,5 м от уровня почвы в промытые, высушенные и взвешенные емкости, которые сразу закупоривались.

Обработка пробного материала производилась следующим образом:

- отобранные листья и емкости, в которых листья транспортировались, подвергались

3-кратному смыванию загрязняющих веществ дистиллированной водой;

- полученная вода, содержащая взвешенные вещества, была профильтрована;

- фильтры с задержанными загрязняющими веществами были высушены в сушильном шкафу и взвешены;

- у промытого и высушенного пробного материала определялась площадь листового аппарата;

- полученные результаты сведены в таблицу для дальнейшей аналитической обработки.

Результаты исследований приведены в табл. 1.

Как видно из таблицы, по мере удаления древесной растительности от источника загрязнения (автодороги) количество сорбируемой лиственным аппаратом деревьев пыли значительно уменьшается.

Степень снижения количества сорбируемой пыли определялась по формуле (1)

П = (1 - тп / т)-100 %, (1)

где п - степень снижения количества сорбируемой пыли, %; т - удельное количество пыли, осевшей на листьях древесной растительности 1-й группы растений, г/см2; тп -удельное количество пыли, осевшей на листьях древесной растительности соответственно 2-й и 3-й групп растений, г/см2.

Расстояние от проезжей части автодороги

« <и 10-12 м 22-25м ы 33-35 м ы

№ п/п Л в е р е д ч и т Масса пыли, мг Площадь листьев, см2 Удельное кол-во пыли, мг/см2 Масса пыли, мг Площадь листьев, см2 Удельное кол-во пыли, мг/см2 Снижение масс: пыли, % Масса пыли, мг Площадь листьев, см2 Удельное кол-во пыли, мг/см2 Снижение масс пыли, %

1 Ясень 250 15,00 16,66 60 10,51 5,7 65,8 59,13 13,73 4,3 74,2

2 Вяз 40 5,43 7,41 30 10,72 2,8 62,2 20,25 10,28 1,97 73,4

3 Береза 20 6,02 3,32 12 9,67 1,24 62,7 7,15 8,51 0,84 74,7

4 Клен 60 7,83 7,66 40 13,42 2,98 61,1 15,54 9,65 1,61 79,0

5 Липа 710 6,32 112,3 200 7,36 27,17 75,8 153,7 10,18 15,1 86,6

Таблица 1 Показатели пылеочищающей способности древесных растений

Поскольку в каждой группе присутствуют идентичные виды растений, произрастающие в одинаковых условиях и обладающие одинаковыми сорбирующими свойствами, предполагаем, что удельное количество сорбиро-ваной пыли зависит от запыленности воздуха, а снижение его значений говорит об уменьшении концентрации пыли в атмосферном воздухе по мере удаления от источника загрязнения.

Выводы

По результатам исследований были сделаны следующие выводы:

Количество пыли, осаждаемой на листве древесной растительности, резко снижается с увеличением расстояния от источника пыли - автодороги. Так, количество пыли, задержанной деревьями, расположенными на расстоянии 22-25 м от дороги, в среднем на 63 %, а на расстоянии 33-35 м в среднем на 75 % меньше, чем такими же деревьями на расстоянии 10-12 м, что указывает на существенное уменьшение концентрации пыли в атмосферном воздухе в глубине зеленого массива.

Пылезадерживающие свойства различных пород деревьев не одинаковы и зависят от морфологических особенностей листьев. Лучше всего задерживают пыль густо облиственные деревья, например, ясень и деревья, имеющие шершавые листья (вяз) и листья, поверхность которых покрыта клейко-

образными выделениями из устьиц или выделениями насекомых (тли), как у липы.

При планировании расположения рекреационных зон, детских дошкольных и школьных заведений, лечебных учреждений необходимо оставлять резервную полосу с зелеными насаждениями вдоль источника пылеобразо-вания шириной не менее 30 м.

Литература

1. Сергейчик С. А. Древесные растения и

окружающая среда / С. А. Сергейчик. -Минск : Ураджай, 1985. - 111 с.

2. Артамонов В. И. Растения и чистота

природной среды / В. И. Артамонов // Проблемы фитогигиены и охрана окружающей среды; под ред. Э. И. Слепяна. -Зоологический институт АН СССР, 1981. - 18 с.

3. Вронский В. А. Прикладная экология : учеб.

пособие / В. А. Вронский. - Ростов-на-Дону : Феникс, 1996. - 512 с.

4. Маевский П. Ф. Флора средней полосы

европейской части СССР / П. Ф. Маев-ский. - Ленинград : Нева, 1964. - 456 с.

Рецензент: А. В. Гриценко, профессор, д. геогр. н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 2 октября 2009 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.