В статье показаны особенности морфометрических показателей, а также степень поражения хвои сосны обыкновенной хлорозами и некрозами в пределах города Минска. Выявлено, что в зависимости от удаленности от крупных промышленных объектов и оживленных проспектов наблюдается улучшение состояния хвойных сообществ.
Ключевые слова: биоиндикация, экология, окружающая среда, загрязнение воздуха, индикаторные виды, сосна обыкновенная.
The article shows features of morphometric indicators, as well as the degree of infection of needles with Scots pine chlorose and necrosis within the city of Minsk. It is revealed that depending on the remoteness from large industrial facilities and busy avenues there is an improvement in the condition of coniferous communities.
Keywords: bioindicator, ecology, environment, air pollution, indicator species, Scots pine.
Идея биологической индикации окружающей среды с помощью растений сформулирована еще Колумеллом Л. Ю. М. в 1 в. н. э. [1]. Теоретическое обоснование растительного покрова как индикатора условий среды было дано в начале XX в. Вармингом Е. [2]. Однако, активное использование фитоиндикации, как полноценного метода началось с
середины XX в. [3].
Отличительной особенностью растений как биоиндикаторов является их высокая восприимчивость к загрязнению окружающей среды, особенно в отношении газов и тяжелых металлов [4]. При помощи растений возможна индикация воды, почвы и воздуха [3, 5].
Применение методов фитоиндикации по хвойным породам деревьев позволяет определить состояние биоресурсов, определить допустимые нагрузки для экосистем региона; выявить зоны экологического бедствия, оценить эффективность природоохранных мероприятий [6]. На атмосферное загрязнение воздуха более остро реагируют хвойные породы, по сравнению с лиственными. Повышенная чувствительность хвойных связана с длительным сроком жизни хвои, поглощением ею газов, а также снижением массы хвои. Хвойные растения удобны тем, что могут служить биоиндикаторами в течение всего календарного года [7]. В качестве биоиндикатора в условиях природных экосистем и урбоценозов может использоваться сосна обыкновенная ( Pinus sylvestris L., 1753) [3, 7, 8].
Материалы и методы. Материалом для исследования послужили обследования сосны обыкновенной в условиях зеленые насаждения г. Минска в течении 2021–2023 гг. При этом рандомно осуществлялся отбор многолетних побегов P. sylvestris при помощи секатора, материал помещался в пакеты c zip-lock различных размеров и снабжался этикеткой. Материал сразу анализировался в лабораторных условиях при этом оценивали морфологические изменения и вычисляли процент пораженной хвои. Для этого вся хвоя была поделена нами на три части (неповрежденная хвоя, хвоя с пятнами и хвоя с признаками усыхания) и подсчитано количество хвоинок в каждой группе (рандомная выборка с каждого участка: n=10). Хлороз и некроз хвои оценивался в баллах [5, 9]. При этом хлороз сосновой хвои под влиянием минирующих насекомых не учитывался [10]. Исходя из локации и характера поражения определялось загрязняющее вещество, преобладающее в воздухе [11]. Далее при помощи линейки и миллиметровой бумаги были произведены измерения длины и ширины (в середине хвоинки) проанализированной хвои. Результаты фиксировались в таблицы Microsoft Excel, где и проводился последующий анализ.
Результаты исследований. В результате проведенных исследований проанализированы нижние кроны сосны обыкновенной на 15 стационарных участках. Помимо отмеченных некрозов и хлорозов хвои зарегистрированы повреждения чешуекрылых представителей семейств Gelechiidae и Yponomeutoidea. В некоторых случаях отмечались листогрызущие насекомые: гусеницы чешуекрылых и ложногусеницы перепончатокрылых.
По показателям наличия хлорозов и некрозов на хвое сосны обыкновенной проблемная ситуация складывается на участке парка Уго Чавеса, насаждения сосны обыкновенной в районе Ждановичей, а также в парке имени 50-летия Октября, наименьшая встречаемость хлорозов и некрозов — на участке Центрального парка имени М. Горького, микрорайона Курасовщина и на ул. Куйбышева.
Результаты морфометрических измерений хвои участков и проведенные расчеты свидетельствуют, что найденные значения ее поверхности и объема находятся в найденных пределах. Наилучшие показатели и приближенные к эталонному участку были выявлены в пределах парка Курасовщина, и составили 8,23 см, самая неблагоприятная ситуация наблюдается в парке 900-летия г. Минска, где средняя длина хвои при подсчетах 7,07 см. Также хорошие показатели длины были выявлены на участке Центрального парка имени М. Горького и в районе ул. Куйбышева. Наименьшие показатели ширины хвои были выявлены на участке парка Уго Чавеса — 0,098 мм. Данная территория находится в пределах микрорайона Каменная горка. Самые высокие показатели ширины хвои — 0,104 мм — наблюдается на участке пересечения ул. Воронянского и ул. Жуковского.
Таким образом, проанализировав данные полученные на участках исследования можно сказать, что степень загрязнения атмосферного воздуха в городе отличается в зависимости от места взятия образцов. Самая благоприятная ситуация внутри города наблюдается в Центральном парке имени М. Горького, по данным хвои сосны обыкновенной воздух на изучаемой территории характеризуется, как «идеально чистый» и «чистый». Пробные площади, заложенные внутри рассматриваемой парковой зоны, характеризуются достаточной степенью отдаленности от крупных промышленных объектов и оживленных проспектов.
Литература:
1. Columella, L. J. M. On Agriculture. Vol. 1–4 / L. J. M. Columella. — Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press, London: William Heinemann LTD, 1941. — 461 p.
2. Вармингъ, Е. Распредѣленіе растеній въ зависимости отъ внѣшнихъ условій (экологическая географія растеній) / Е. Вармингъ. — СПб: Типографія Акц. Общ. Брогкаузъ-Ефронъ, 1902. — 522 с.
3. Булохов, А. Д. Фитоиндикация и ее практическое применение / А. Д. Булохов. — Брянск: Издательство БГУ, 2004. — 245 с.
4. Тучкова, П. А. Биоиндикация с помощью растений / П. А. Тучкова, А. А. Данилова // «Выстовка инноваций — 2018 (весенняя сессия)» [Электронный ресурс]: сборник материалов XXV Республиканской выставки-сессии студенческих инновационных проектов (Ижевск, 25 апреля 2018 г.). Ижевск: Издательство ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2018. — С. 169–173.
5. Каплин, В. Г. Биоиндикация состояния экосистем. Учебное пособие для студентов биологических специальностей университетов и сельскохозяйственных вузов / В. Г. Капилин. — Самара: Самарская ГСХА, 2001. — 143 с.
6. Ашихмина, Т. Я. Экологический мониторинг / Т. Я. Ашихмина. — Москва: Академический проект, 2005. — 416 с.
7. Приступа, Г. К. Анатомо-морфологические изменения хвои сосны в техногенных условиях / Г. К. Приступа // Лесоведение. — 1997. — № 1. — С. 58–60.
8. Леонова, Н. А. Фитоиндикация загрязненных лесных экосистем / Н. А. Леонова, В. Ю. Ильин // Нива Поволжья. — 2017. — № 1 (42). — С. 39–47.
9. Гиззатуллина, А. Ш. Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию Сосны обыкновенной / А. Ш. Гиззатуллина, М. А. Попкова // Экология и защита окружающей среды: сб. тез. докл. II Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 25 марта 2015 г. — Минск, 2015. — С. 93–97.
10. Ellis, W. N. Plant Parasites of Europe: leaf miners, galls and fungi / W. N. Ellis. 2001–2021. URL: https://bladmineerders.nl (дата обращения: 12.08. 2023).
11. Экологические тесты для общественного экологического мониторинга: метод. пособие для обществ. экол. орг. по проведению простейших локал. измерений и оценок состояния природ. экосистем в ближайших окрестностях / В. А. Аблеева [и др.]. — Пущино: Окский экологический центр, 1998. — 44 с.
