Оценка влияния автомобильного транспорта на
качество окружающей среды методом флуктуирующей асимметрии листовой пластины Padus avium Mill.
научный руководитель д-р. биол. наук
Сибирский федеральный университет
Вторая половина двадцатого века характеризуется резким увеличением антропогенного воздействия на окружающую среду, что привело к появлению и развитию экспресс-методов экологического мониторинга. Конечно, наиболее широко используются традиционные химические методы контроля определения качества среды (исследование химического состава проб почв, воды, воздуха), однако нельзя забывать и о возможностях методов биоиндикации, в частности основанных на отклонении от строгой билатеральной симметрии живых организмов [, 1974].
Урбанизированные территории претерпевают комплексное антропогенное воздействие, включающее в себя не только выбросы и сбросы промышленных предприятий, но и воздействие автотранспорта. При этом достаточно сложно определить значимость только одного из вышеприведенных факторов. Оценка воздействия автотранспорта на состояние окружающей среды может быть произведена на примере сельских территорий, в частности, Дзержинского района Красноярского края, имеющего слабо развитую структуру промышленного производства. В тоже время стоит отметить привлекательность данного района с точки зрения запасов растительного сырья [, 2002] и возможности организации малых предприятий по его заготовке и переработке.
Объектом исследования служили листья черемухи обыкновенной (Padus avium Mill.). Сбор образцов листьев осуществляли в середине лета (июль) с нижней части кроны на территории д. Чурюково Дзержинского района Красноярского края. Для исследований были подобраны деревья, произрастающие в различных условиях по отношению к улично-дорожной сети. Образцы взяты из трех характерных мест: 1 выборка – вдоль проезжей части (пробные площадки 1 и 2); 2 - в посадках, расположенных на удалении 50-100 м от автотрасс (пробные площадки 3-6), 3 - в посадках, расположенных на удалении не менее 200 м от автотрасс (пробные площадки 7-10). С них собирали листья в количестве 10 шт. в трёхкратной повторности. Для оценки величин флуктуирующей асимметрии, согласно существующим методикам [, 2000; Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды…, 2003], исследованы 5 билатеральных признаков, характеризующих общие особенности листа, удобные для учета и дающие возможность однозначной оценки: ширина левой и правой половинок листа; расстояние от основания до конца жилки второго порядка, второй от основания листа; расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка; расстояние между концами первой и второй жилок второго порядка; угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка. Измерения проводили на гербаризованном материале с помощью штангенциркуля, линейки и транспортира в соответствии с [5].
Для оценки степени нарушения, стабильности развития организма растения использовали пятибалльную шкалу, предложенную в [3]. Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития организма приведена в табл. 1.
Таблица 1 - Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития организма по [3]
Балл | Величина показателя стабильности развития | Характеристика |
I | < 0,040 | Условная норма. Наблюдаются в выборках растений из благоприятных условий произрастания |
II | 0,040–0,044 | Относительная норма. Растения испытывают слабое влияние неблагоприятных факторов |
III | 0,045–0,049 | Среднее нарушение. Растения, находясь в загрязнённых районах, испытывают существенное воздействие неблагоприятных факторов |
IV | 0,050–0,054 | Существенные нарушения. Растения, находясь в загрязнённых районах, испытывают значительное воздействие неблагоприятных факторов |
V | > 0,054 | Критическое состояние. Растение находится в сильно угнетённом состоянии |
Результаты исследований обрабатывались методом математической статистики с использованием программы STATISTICA 6.0.
В таблице 2 представлены результаты исследований величины флуктуирующей асимметрии листовых пластинок черемухи обыкновенной.
Таблица 2 – Средние значения в исследуемых признаков в выборках Padus avium Mill
Признак | Пробные площадки | сv,% | |||||||||
ПП1 | ПП2 | ПП3 | ПП4 | ПП5 | ПП6 | ПП7 | ПП8 | ПП9 | ПП10 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
Ширина листовой пластинки слева | 20,5 | 23,6 | 24,4 | 23,4 | 23,7 | 24,8 | 23,5 | 24,2 | 22,4 | 19,0 | 4,1 |
Ширина листовой пластинки справа | 20,3 | 23,8 | 24,2 | 23,6 | 23,5 | 25,1 | 23,2 | 24,1 | 22,8 | 18,9 | 4,5 |
Длина 2-ой жилки 2-го порядка слева | 12,7 | 16,9 | 17,0 | 15,4 | 15,8 | 17,0 | 16,6 | 15,2 | 16,9 | 13,7 | 3,1 |
Длина 2-ой жилки 2-го порядка справа | 12,5 | 15,4 | 17,7 | 15,8 | 16,3 | 17,0 | 16,5 | 15,9 | 18,5 | 13,6 | 3,0 |
Расстояние между основаниями 1-й и 2-й жилок слева | 3,3 | 3,6 | 4,2 | 4,1 | 3,7 | 4,4 | 3,8 | 4,6 | 4,3 | 3,7 | 11,4 |
Расстояние между концами 1-й и 2-й жилок справа | 3,6 | 3,3 | 4,6 | 3,9 | 3,8 | 4,5 | 4,0 | 4,6 | 4,2 | 3,8 | 10,8 |
Расстояние между основаниями 1-й и 2-й жилок слева | 9,8 | 11,1 | 10,6 | 10,0 | 10,2 | 10,4 | 11,4 | 9,9 | 11,6 | 10,3 | 8,3 |
Продолжение табл.2
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
Расстояние между концами 1-й и 2-й жилок справа | 9,4 | 10,0 | 10,3 | 9,8 | 10,0 | 10,2 | 11,6 | 9,8 | 12,0 | 10,2 | 8,7 |
Угол между главной и второй жилкой слева | 46,7 | 63,0 | 56,0 | 56,0 | 66,4 | 59,9 | 59,0 | 57,5 | 54,5 | 60,7 | 5,4 |
Угол между главной и второй жилкой справа | 47,1 | 64,4 | 56,6 | 56,6 | 65,1 | 61,8 | 58,2 | 57,3 | 55,8 | 61,1 | 5,7 |
Одно из основных требований к признакам, по которым ведется определение ФА, – относительно равная их величина. Изучение вариабельности признаков листовой пластинки черемухи обыкновенной показало, что все признаки характеризуются низкими значениями коэффициента вариации (3,1%-11,4%), что говорит о низком уровне их изменчивости. С увеличением расстояния от растения до источника загрязнения (автотранспорт) уменьшаются значения флуктуирующей асимметрии (табл.3)
Таблица 3 – Величина флуктуирующей асимметрии листовых пластинок черемухи.
Пробные площадки | Величина ФА пяти интегральных показателей, мм | Величина ФА выборки | ||||
Ширина половинок | Длина жилки 2-го порядка | Расстояние между основаниями 1-й и 2-й жилок | Расстояние между концами 1-й и 2-й жилок | Угол между главной и 2-й от основания листа жилок 2-го порядка | ||
ПП1 | 0,015±0,002 | 0,026±0,003 | 0,040±0,003 | 0,051±0,004 | 0,030±0,003 | 0,044±0,006 |
ПП2 | 0,012±0,002 | 0,050±0,004 | 0,107±0,01 | 0,050±0,004 | 0,023±0,003 | 0,048±0,006 |
ПП3 | 0,008±0,001 | 0,037±0,004 | 0,089±0,008 | 0,032±0,003 | 0,016±0,002 | 0,038±0,004 |
ПП4 | 0,004±0,001 | 0,033±0,003 | 0,065±0,007 | 0,022±0,003 | 0,018±0,002 | 0,036±0,004 |
ПП5 | 0,010±0,002 | 0,020±0,003 | 0,071±0,01 | 0,032±0,003 | 0,013±0,002 | 0,028±0,003 |
ПП6 | 0,010±0,002 | 0,018±0,003 | 0,076±0,01 | 0,009±0,001 | 0,017±0,002 | 0,025±0,003 |
ПП7 | 0,011±0,002 | 0,020±0,003 | 0,054±0,007 | 0,026±0,002 | 0,022±0,003 | 0,023±0,003 |
ПП8 | 0,011±0,002 | 0,023±0,003 | 0,045±0,004 | 0,015±0,001 | 0,008±0,002 | 0,020±0,003 |
ПП9 | 0,009±0,002 | 0,045±0,004 | 0,036±0,003 | 0,014±0,001 | 0,017±0,003 | 0,024±0,003 |
ПП10 | 0,008±0,001 | 0,021±0,003 | 0,039±0,003 | 0,005±0,001 | 0,009±0,002 | 0,016±0,002 |
Из табличных данных видно, что значения коэффициента флуктуирующей асимметрии листьев черемухи обыкновенной, произрастающих на расстоянии более 50 м от автотрассы свидетельствуют о благоприятных условиях произрастания (экологическом благополучии территории) - I балл. Растения, расположенные вблизи автотрасс испытывают слабое влияние неблагоприятных факторов и соответствуют оценке «относительная норма» - II балла.
Таким образом, полученные результаты подтверждают повышенный уровень загрязнения участков, расположенных вблизи автотрассы и показывает возможность использования древесных растений в качестве биоиндикаторов антропогенного загрязнения территории.
