CC BY
132
6. Glebov, V.V. Psikhofiziologicheskaya adaptaciya populyacii cheloveka k usloviyam megapolisa: monografiya / V.V. Glebov, K.Yu. Mikhayjlichenko, A.Ya. Chizhov. - M., 2013.
7. Vjetnam. Spravochnik. - M., 1993.
8. Mosyakov, D.V. Istoriya Yugo-Vostochnoyj Azii / D.V. Mosyakov, V.A. Tyurin. - M., 2004.
9. Polyakov, A. Vjetnam na puti peremen // Mezhdunarodnaya zhiznj. - 2000. - № 11.
10. Senin, R.A. Sopernichestvo - sotrudnichestvo v politicheskikh otnosheniyakh Vjetnama i stran Zapada na sovremennom ehtape // Vestnik RUDN. - 2008. - № 3. - Ser.: Politologiya.
11. Trigubenko, M.E. Narodnokhozyayjstvennihyj kompleks SRV: problemih formirovaniya. - M., 2008.
12. Chernihkh, N.A. Ehkologicheskaya attestaciya prirodno-khozyayjstvennihkh territoriyj: metodich. posob. po sudebno-ehkologicheskoyj ehkspertize / N.A. Chernihkh, V.N. Zihkov, V.I. Chernihshov. - M., 2013.
13. Statistical Yearbook of Vietnam 2012. Hanoi, 2013.
Статья поступила в редакцию 20.09.14
УДК 613.863
Glebov V.V,, KirichukA.A. POSSIBILITIES OF BIOMONITORING IN THE ASSESSMENT OF THE ECOLOGICAL CONDITION OF ECOSYSTEMS OF THE CAPITAL MEGALOPOLIS. In article possibilities of carrying out complex researches of an ecological condition of the urbanized territories by means of biological indication of environment are considered. In an assessment of an ecological state plants bioindicators such, for example as the poplar and a linden which are often growing in Moscow were used. Comparative studying on extent of pollution of territories of the Southwest administrative district and Southeast administrative district by means of plants of indicators confirmed the different level of anthropogenesis influence of the studied territories. The analysis of the received results showed a significant difference of chemical impurity of the Southeast administrative district in comparison of the Southwest administrative district. Researches were revealed by the most often met toxicants of the Moscow megalopolis. Pb, Fe, Sr, Zn were basic elements of seasonal pollution of the Southeast administrative district.
Key words: bioindication, plants indicators, megalopolis, environment, toxicants.
В.В. Глебов, канд. психол. наук, доц. РУДН, г. Москва, E-mail: [email protected];
А.А. Киричук, канд. сельскохоз. наук, доц. РУДН, г. Москва, E-mail: [email protected]
ВОЗМОЖНОСТИ БИОМОНИТОРИНГА В ОЦЕНКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМ СТОЛИЧНОГО МЕГАПОЛИСА
В статье рассмотрены возможности проведения комплексных исследований экологического состояния урбанизированных территорий с помощью биологической индикации окружающей среды. В оценке экологического состояния были использованы растения биоиндикаторы такие, например, как часто произрастающие в Москве тополь и липа. Сравнительное изучение по степени загрязнения территорий Юго-Западного административного округа и Юго-Восточного административного округа с помощью растений индикаторов подтвердило разный уровень антропогенного воздействия исследуемых территорий. Анализ полученных результатов показал значимую разницу химической загрязненности Юго-Восточного административного округа по сравнению Юго-Западного административного округа. Исследования выявили наиболее часто встречаемые токсиканты Московского мегаполиса. Основными элементами сезонного загрязнения Юго-Восточного административного округа были Pb, Fe, Sr, Zn.
Ключевые слова: биоиндикация, растения индикаторы, мегаполис, окружающая среда, токсиканты.
Биоиндикация - научное, междисциплинарное направление, которое изучает состояние окружающей среды, где оценка комплексных факторов осуществляется с помощью растений индикаторов [1; 2].
Растительные сообщества урбанизированных территорий (лесопарковые зоны) как функциональный компонент урбогео-систем по своей сути являются объектами, в которых происходят сложные геохимические особенности сопряженных сред, и в которых отражается воздействие антропогенных факторов хозяйственной деятельности человека. В этом заключается принципиальное отличие фитогеохимических методов от мониторинга выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Методологические основы биомониторинга основаны на синтезе фундаментальных теоретических положений триады наук: биогеохимии В.И. Вернадского, геохимии ландшафтов Б.Б. Полынова, и ботанической географии А.Н. Бекетова и А.А. Корчагина [10]. Важно отметить, что оценка интенсивности загрязнения городской среды на основе фитогеохимической индикации имеет свою специфику и дает интегральную оценку экологического состояния городской территории [12].
Для выявления степени воздействия антропогенного воздействия на экосистемы города нами в течение ряда лет (20062013) проводился биомониторинг экологического состояния городской среды разных административных округов г. Москвы (Юго-Западного и Юго-Восточного административных округов). Иссле-
дования реакций городских растений проводились фитогеохи-мическим и дендрогеохимическим (по содержанию химических элементов в годичных кольцах древесины) методами, которые успешно используются коллегами кафедры биогеографии и охраны природы СПбГУ [12; 13; 16].
Картирование реакций сообществ зеленых посадок на техногенное загрязнение проводилось по разработанной методике [12-16]. Определение принадлежности зеленных насаждений к конкретному классу функционирования дает определенное представление об общей экологической обстановке в исследуемых территориях столичного мегаполиса. В этой связи нами определялось соотношение типов биологических реакций зеленных насаждений, которое является критерием устойчивости деревьев и кустарников к загрязнению среды [13].
Для понимания реакций древесно-кустарникового сообщества на техногенное загрязнение нами были взяты часто встречаемые городские посадки тополя и липы. Исследование показало, что тополь берлинский Populus berolinensis (C. Koch) Dipp. более устойчив к антропогенным факторам городской среды, чем липа мелколистная Tilia cordata Mill. На основании коэффициентов концентрации (Кс — отношение содержания элемента в растениях исследованной территории к содержанию элемента в растениях фона) позволил выявить приоритетные загрязнители городских растений.
При исследовании листьев и коры основных древесных пород (Populus berolinensis и Tilia cordata) Юго-Восточного административного округа, который по официальной статистики является загрязненной территорией, были составлены ряды коэффициентов концентрации (в порядке их уменьшения. Они выглядели следующим образом:
Populus berolinensis (кора): Sr20 > Pb19 > Co15 > Fe6 >Cu12 > Cr10 > Zn7 > Mn5> Ba4 Populus berolinensis (листья): Pb12 > Zn9 > Fe7 > Sr5 > Ba3, Co3 > Cu2, Cr2, Ni2 > Mn1
Tilia corda ta (корка): Cr174 > Sr169 > Cu12 > Ba10 > Fe9 > Pb7 > Co6 > Ni4 > Zn3.5 > Mn2 Tilia cordata (листья): Pb10 > Fe9 > Sr7 > Cu5 > Ba4 > Cr2, Zn2, Ni2, CCo2 Mn1
Приведенные ряды полученных нами результатов показали, что главными элементами сезонного загрязнения (по листьям) Юго-Восточного административного округа являются Pb, Fe, Sr, Zn. В коре изучаемых деревьев, характеризующей многолетнее загрязнение, отмечался более широкий спектр элементов, значительно превышающих фоновые значения: Sr, Cu, Pb, Cr, Co, Ba, Fe [5].
Проведенные исследования на благополучной территории по экологическим условиям Юго-Запада столицы на тех же видах зеленных насаждений показало, что данные по тяжелым металлам исследуемых растений не превышали ПДК [8; 9].
Необходимо отметить, что при биомониторинге огромное значение приобретает видовые особенности аккумуляции химических элементов [11]. В нашем случае тополь характеризуется большей аккумулятивной способностью, так как содержание в его органах (листья, кора) активных химических элементов -Mn, Sr, Co, Ni, Cu, Zn превышал концентрации этих элементов в органах липы. Содержание Pb и Cr в листьях липы было выше, чем в листьях тополя. Интересно также отметить, что, несмотря на высокие содержания многих химических элементов в листьях и коре тополя, мы не наблюдали ни хлороз не некроз листьев, за редким исключением в зонах, где происходила активная строительная деятельность.
Полученные нами результаты исследования совпадают с данными наблюдений, проведенными биомониторингом в Санкт-Петербурге [13; 14].
Исходя из вышесказанного можно отметить, что метод биоиндикационных параметров является перспективным при интегральной экологической оценке городской среды. Биомониторинг позволяет связывать и рассматривать в комплексе все живые организмы в системе урбосреды [11]. Поэтому изменение соотношений химических элементов регионального круговорота под влиянием техногенеза является индикатором реакций фитособ-
ществ урбосреды, а также маркером популяционного здоровья городского населения [4; 6; 16].
Выявление зон экологического риска необходимо осуществлять по наиболее чувствительным экофитоиндикаторам. При этом экобиоиндикация, включает два сопряженных блока: фи-тоцентрический и антропоцентрический [18].
Фитоцентрический блок является интегральным, в котором экофитоиндикация представлена широким спектром параметров, получаемых при системном анализе взаимосвязей зеленых насаждений и городской среды [7-9]. Антропоцентрический блок базируется на оценке факторов среды, влияющих на здоровье человека, по параметрам, полученных на основе анализа биосубстратов [13, 17].
Таким образом, метод фитоиндикации, способен обеспечивать комплексный подход при оценке биомониторинга степени загрязнения городской среды и определять уровень антропогенного воздействия на течение адаптационных процессов разных возрастных популяций человека, например иностранных и иногородних студентов прибывших из разных регионов мира и Российской Федерации [3; 5; 18].
Также важно отметить, что в практике медицинских исследований часто используются результаты анализов крови и урины на предмет присутствия токсических химических элементов при оценке здоровья разных групп населения. Исследования в этой части находят подтверждение [4; 17] в том, что концентрации большинства химических элементов присутствующих в организме животных и человека действительно отражаются в биосубстратах (кровь, урина), однако в волосяном покрове концентрация токсических веществ значительно выше [17]. Исходя из современных методов исследования, принято считать, что химический состав волос отражает интегрированное состояние минерального обмена веществ в организме человека и животных в связи с их содержанием в воздухе, почвах, продуктах питания и кормах [4; 6; 13].
Биомониторинг является важным методом в оценке качества среды обитания и её отдельных характеристик по состоянию биоты в антропогенных территориях. Для учёта изменения среды под действием антропогенного фактора главную роль играют растения-биоиндикаторы. В нашем исследовании в качестве растений биоиндикторов выступили часто встречаемые тополь и липа. Сравнительное изучение по степени загрязнение ЮЗАО и ЮВАО подтвердило значительную загрязненность ЮВАО. Исследования позволило выявить приоритетные загрязнители городских растений. Основными элементами сезонного загрязнения (по листьям) ЮВАО являются РЬ, Fe, Sr, Zn.
Библиографический список
1. Банарь, С.А. Экобиоиндикационная оценка изменений городской среды под влиянием техногенеза: автореф. дис. ... канд. г. наук. -СПб., 2005.
2. Вайнерт, Э. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Э. Вайнерт, Р. Вальтер, Т. Ветцель [и др.]. - М., 1988.
3. Глебов, В.В. Китайские и африканские студенты в московских вузах // Азия и Африка сегодня. - 2013. - № 12(677).
4. Ермаков, В.В. Индикация биохимических аномалий по химическому составу волос // Биохимическая индикация аномалий: Материалы V Биохимических чтений, посвящ. памяти В.В. Ковальского. - М., - 2004.
5. Кузьмина, Я.В. Динамика адаптации иногородних студентов к условиям экологии столичного мегаполиса / Я.В. Кузьмина, В.В. Глебов // Мир науки, культуры, образования. - 2010. - № 6-2.
6. Куриленко, В.В. Основы экогеологии, биоиндикации и биотестирования водных экосистем / В.В. Куриленко, О.В. Зайцева, Е.А. Новикова [и др.]. - СПб., 2003.
7. Мауринь, A.M. Зеленые насаждения как индикатор качества городской среды / A.M. Мауринь, О.Э. Никодемус, К.К. Раман // Проблемы качества городской среды. - М., 1989.
8. Николаевский, В.С. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации. - Пушкино, 2002.
9. Опекунова, М. Г. Биоиндикация загрязнений. - СПб., 2004.
10. Северцов, А.С. Направленность эволюции. - М., 1990.
11. Сунцова, Л.Н. Древесные растения в условиях техногенной среды / Л.Н. Сунцова, Е.М. Иншаков // Хвойные бореальной зоны. - 2007. - № 1. - Т. 24.
12. Терехина, Н.В. Биогеохимия травянистых растений в городе // Материалы 4 Российской биогеохимической школы «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы». - М., 2003.
13. Уфимцева, М.Д. Биогеохимические критерии оценки экологического риска для здоровья городского населения / М.Д. Уфимцева, С.А. Банарь // Вестник СПбГУ. - 2003. - Вып. 1 (№7). - Сер. 7.
14. Уфимцева, М.Д. Фитоиндикация экологического состояния урбогеосистем Санкт-Петербурга / М.Д. Уфимцева, Н.В. Терехина. -СПб., 2005.
15. Цыганов, Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. - М., 1983.
16. Чернышенко, О.В. Древесные растения как аккумуляторы и показатели загрязнения атмосферы // Мониторинг состояния лесных и городских экосистем: моногр. / под ред. В.С. Шалаева, Е.Г. Мозолевской. - М., 2004.
17. Черняева, Т.К. Содержание Тм в волосах детей в промышленном городе / Т.К. Черняева, Н.А. Матвеева, Ю.Г. Кузьмичев // Гигиена и санитария. - 1997. - № 3.
18. Шандала, М.Г. Определение роли отдельных факторов в комплексном влиянии окружающей среды на здоровье населения / М.Г. Шандала, Я.И. Звиняцковский // Гигиена и санитария. - 1981. - № 9.
Bibliography
1. Banarj, S.A. Ehkobioindikacionnaya ocenka izmeneniyj gorodskoyj sredih pod vliyaniem tekhnogeneza: avtoref. dis. ... kand. g. nauk. - SPb., 2005.
2. Vayjnert, Eh. Bioindikaciya zagryazneniyj nazemnihkh ehkosistem / Eh. Vayjnert, R. Valjter, T. Vetcelj [i dr.]. - M., 1988.
3. Glebov, V.V. Kitayjskie i afrikanskie studentih v moskovskikh vuzakh // Aziya i Afrika segodnya. - 2013. - № 12(677).
4. Ermakov, V.V. Indikaciya biokhimicheskikh anomaliyj po khimicheskomu sostavu volos // Biokhimicheskaya indikaciya anomaliyj: Materialih V Biokhimicheskikh chteniyj, posvyath. pamyati V.V. Kovaljskogo. - M., - 2004.
5. Kuzjmina, Ya.V. Dinamika adaptacii inogorodnikh studentov k usloviyam ehkologii stolichnogo megapolisa / Ya.V. Kuzjmina, V.V. Glebov // Mir nauki, kuljturih, obrazovaniya. - 2010. - № 6-2.
6. Kurilenko, V.V. Osnovih ehkogeologii, bioindikacii i biotestirovaniya vodnihkh ehkosistem / V.V. Kurilenko, O.V. Zayjceva, E.A. Novikova [i dr.]. - SPb., 2003.
7. Maurinj, A.M. Zelenihe nasazhdeniya kak indikator kachestva gorodskoyj sredih / A.M. Maurinj, O.Eh. Nikodemus, K.K. Raman // Problemih kachestva gorodskoyj sredih. - M., 1989.
8. Nikolaevskiyj, V.S. Ehkologicheskaya ocenka zagryazneniya sredih i sostoyaniya nazemnihkh ehkosistem metodami fitoindikacii. - Pushkino, 2002.
9. Opekunova, M. G. Bioindikaciya zagryazneniyj. - SPb., 2004.
10. Severcov, A.S. Napravlennostj ehvolyucii. - M., 1990.
11. Suncova, L.N. Drevesnihe rasteniya v usloviyakh tekhnogennoyj sredih / L.N. Suncova, E.M. Inshakov // Khvoyjnihe borealjnoyj zonih. -2007. - № 1. - T. 24.
12. Terekhina, N.V. Biogeokhimiya travyanistihkh rasteniyj v gorode // Materialih 4 Rossiyjskoyj biogeokhimicheskoyj shkolih «Geokhimicheskaya ehkologiya i biogeokhimicheskoe izuchenie taksonov biosferih». - M., 2003.
13. Ufimceva, M.D. Biogeokhimicheskie kriterii ocenki ehkologicheskogo riska dlya zdorovjya gorodskogo naseleniya / M.D. Ufimceva, S.A. Banarj // Vestnik SPbGU. - 2003. - Vihp. 1 (№7). - Ser. 7.
14. Ufimceva, M.D. Fitoindikaciya ehkologicheskogo sostoyaniya urbogeosistem Sankt-Peterburga / M.D. Ufimceva, N.V. Terekhina. -SPb., 2005.
15. Cihganov, D.N. Fitoindikaciya ehkologicheskikh rezhimov v podzone khvoyjno-shirokolistvennihkh lesov. - M., 1983.
16. Chernihshenko, O.V. Drevesnihe rasteniya kak akkumulyatorih i pokazateli zagryazneniya atmosferih // Monitoring sostoyaniya lesnihkh i gorodskikh ehkosistem: monogr. / pod red. V.S. Shalaeva, E.G. Mozolevskoyj. - M., 2004.
17. Chernyaeva, T.K. Soderzhanie TM v volosakh deteyj v promihshlennom gorode / T.K. Chernyaeva, N.A. Matveeva, Yu.G. Kuzjmichev // Gigiena i sanitariya. - 1997. - № 3.
18. Shandala, M.G. Opredelenie roli otdeljnihkh faktorov v kompleksnom vliyanii okruzhayutheyj sredih na zdorovje naseleniya / M.G. Shandala, Ya.I. Zvinyackovskiyj // Gigiena i sanitariya. - 1981. - № 9.
Статья поступила в редакцию 20.09.14
