Главная Работы на конкурс Предметное образование Естественно-научные дисциплины
Научное исследование «Представители семейства Rosaceae Juss., используемые в озеленении города Бузулука, их биологические особенности и экология»
Автор: Щебланова Марина Александровна
Место работы/учебы (аффилиация): Бузулукский гуманитарно-технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет», доцент кафедры биоэкологии и техносферной безопасности
Научный руководитель: Русанов Александр Михайлович, Савин Евгений Захарович
Актуальность темы. Бузулук является крупнейшим городом западной части Оренбургской области, ее индустриальным, культурным, деловым центром.В качестве улучшения городской среды в озеленении ландшафта активно используются следующие виды представителей семейства Rosaceae Juss.: Sоrbus aucupаria L., Malus cerasifera Likh., Rosa majalis Herrm. Данное эстетическое воздействие благотворно влияет на психологическое состояние человека, организует микроклимат и приближает условия окружающей человека среды к оптимальным.Однако концентрация на ограниченной площади предприятий и активное передвижение автомобильного и железнодорожного транспорта обусловило наличие загрязнения как атмосферного воздуха, так и почвы.
В пределах городской черты имеются заводы машиностроения, нефтеперерабатывающие предприятия. Особенностью их является прежде всего то, что они находятся непосредственно в центре города. В результате такой нагрузки в почвы поступает значительное количество соединений тяжелых металлов. Поэтому вопросы оценки состояния зеленых насаждений и их устойчивости особенно актуален при использовании растений, имеющих плоды, в целях озеленения. Расположенные на улицах города и окруженные дорогами с интенсивным движением автотранспорта, а также под давлением работы промышленного комплекса, они в полной мере испытывают негативное влияние загрязненной городской среды. Имеющиеся насаждения городского ландшафта изначально находятся в экстремальных условиях произрастания ввиду контрастности и резкости природно – климатических условий, а дополнительная антропогенная нагрузка со стороны города ухудшает их общее состояние и, как следствие, становятся экологически небезопасными для окружающих людей.
К настоящему времени различные аспекты загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами освещены в работах Алексеева Ю. В., Николаевского В. С., Рябухиной М. В., Брежневой И.Н., Кулагина А.Ю., Левкина Е.М., Трубкина Д.В.и др.
Однако, избирательность аккумуляции вегетативными и плодовыми частями растений, восприимчивость данных растений к тяжелым металлам остается под вопросом и требует дальнейшего, детального изучения.
Цель работы – проведение оценки комплексного влияния климатических факторов и тяжелых металлов, содержащихся в урбанизированных почвах, на видовой состав представителей семейства Rosaceae Juss., улиц г. Бузулука и получение результатов, дающие основание для рекомендации по дальнейшему их использованию их в озеленении городских территорий.
Задачи:
- выявить степень устойчивости и адаптации древесно-кустарниковых насаждений к неблагоприятным климатическим факторам региона;
- исследовать почвы урбанизированных территорий на предмет содержание в них тяжелых металлов;
- определить наиболее восприимчивые и устойчивые группы представителей семейства Rosaceae Juss. к поглощению тяжелых металлов;
- выявить наиболее экологически безопасную группу представителей семейства Rosaceae Juss. для практического использования их в целях озеленения урбанизированных территорий.
Исследовательская работа проводилась на территории города Бузулука в период 2008 – 2013 гг.
Были определены базовые участки наблюдения, приуроченные к участку улиц Серго – 13 Линия по направлению с запада на восток. Это улицы старой части города со средней нагрузкой транспортных средств и наличием участка санитарно-защитной зоны мельзавода.
Объектами исследования послужили:
- представители семейства Rosaceae Juss., в большинстве случаев используемые в озеленении улиц г. Бузулука — Rosa majalis Herrm., Sоrbus aucupаria L. и Malus cerasifera Likh. Число изучаемых образцов данного вида составляет не менее 5 растений. Местонахождение образцов:
- Rosa majalis Herrm.: № 1 – д.77 ул. 13 Линия; № 2 – д.73 ул. 13 Линия; № 3 – д.51 ул. 13 Линия; № 4 – д. 21 ул. 13 Линия; № 5 — д.10 ул. 13 Линия.
- Sоrbus aucupаria L.: № 1 – д.66 ул. 13 Линия; № 2 – д.83 ул. 13 Линия; № 3 – д.77 ул. 13 Линия; № 4 – д. 38 ул. 13 Линия; № 5 — д.54 ул. 13 Линия.
- Malus cerasifera Likh.: № 1 – д.66 ул. Серго; № 2 – д.86 ул. 13 Линия; № 3 – д.85 ул. 13 Линия; № 4 – д. 8 ул. 13 Линия; № 5 — д.56 ул. 13 Линия.
- почвы урбанизированных территорий г. Бузулука.
Материалы и методы исследования. Отбор проб листьев, стеблей и зрелых плодов производился в летне — осенний период. Почвенные образцы отбирались ежегодно в весенне — летний период на глубине отбора 0 – 10 см и 30 – 40 см.
За условный контроль (объект сравнения) принималась не подверженная техногенному воздействию площадка, расположенная на территории сада с. Курманаевка, расположенного в 35 км. от г. Бузулука и 20 км. от трассы «Бузулук — Уральск», Почвенный покров всех объектов исследования представлен черноземом обыкновенным.
Для выявления степени устойчивости изучаемых насаждений к неблагоприятным факторам внешней среды и успешность их адаптации к условиям региона были использованы следующие общепринятые методики:
- оценка жизненного состояния растений по Алексееву (1989);
- фенологические наблюдения по методике И.Н. Бейдемана (1974);
- оценка засухоустойчивости растений на основании модификации трех методик, предложенных Ю.М.Карпун (1995), М.Р.Дюваль-Строевым (1966), Н.А.Кохно (1983);
- оценка степени устойчивости древесных растений к высоким температурам по Ф. Ф. Мацкову;
- оценка зимостойкости по Тюриной М.М. (1978);
- методика кодирования декоративных признаков лиан (Калмыкова, 2008), и проведенной кодировки шкалы оценки декоративных особенностей Malus (Нигматянова, 2012).
- атомно – абсорбционный метод определения ТМ в образцах вегетативных и генеративных частях растений, на спектрофотометре FORMULA FM 400 в соответствии с требованиями ГОСТ 23957.1-2, ГОСТ 30178;
Определение содержания подвижных форм ТМ в почве проводилось при использовании метода экстракции проб почв аммонийно-ацетатным буфером (ААБ) с рН 4,8 (МУ 08-47/152).
Все результаты экспериментальных исследований были сведены в компьютерную базу данных и подвергнуты статистической обработке с использованием общепринятых методов по Доспехову Б.А. и пакета прикладных программ MS Excel for Windows.
Выводы
- Malus cerasifera Likh., Sоrbus aucupаria L. , Rosa majalis Herrm., используемые в озеленении г. Бузулука, обладают декоративными качествами (высокодекоративные — образцы № 2 и № 5 Sоrbus L.; декоративные – образцы № 1- 5 Rosa L., образцы № 3, № 4 Sоrbus L. , образец № 2 Malus Mill.). Растения можно характеризовать как здоровые, высокозимостойкие, приспособленные к климатическим ритмам данной местности. Отдельные формы подвержены воздействию засухи и дефициту влаги с выраженным признаком увядания листьев. Установлено, что самыми устойчивыми к температурным стрессам являются образцы Malus cerasifera Likh.. В целом растения адаптированы к естественным стрессовым условиям резко континентального климата.
- Установлено, что характер загрязнения урбаноземов тяжелыми металлами имеет нестабильный и локальный характер. Превышения ПДК наблюдаются по Zn, Pb, Cd, Cu. Значительный разброс концентраций по годам исследования свидетельствует о значительном поступлении в почву загрязняющих элементов и о их высокой миграционной способности. Pb среди элементов характеризуется доминированием.
- На содержании Pb и Zn в растениях отразилось их повышенное содержание в почве на участках г. Бузулука, отмеченное за период с 2009 – 2011 гг. Наблюдается корреляция между содержанием элементов в почве и вегетативных и генеративных органах растений. Степень накопления ТМ различными органами растений не одинакова. Аккумуляция ТМ происходит предпочтительно в стеблях и объясняется, прежде всего, тем, что ткани стебля являются одним из первых барьеров для ТМ и каналом передвижения ТМ в растениях. В плодах исследуемых деревьев и кустарников отмечено накопление ТМ в дозах, превышающих уровни ПДК.
- Использование в озеленении Malus cerasifera Likh. должно быть исключено, так как ее образцы отличаются способностью к аккумуляции ТМ, особенно в плодах. Форма № 4 Sоrbus aucupаria L. является экологически безопасной, так как ее плоды устойчивы к накоплению Zn, Cu и Pb. Формы № 1 и 2 для городских посадок не пригодны, в них отмечаются наибольшие превышения ПДК по Pb, Zn и Сd. Плоды форм № 2, 3, 4 и 5 Rosa majalis Herrm. отличаются устойчивостью к Pb, однако не устойчивы к аккумуляции Zn, для озеленения безопасными являются формы № 2 и 4.
- Результаты исследований показывают необходимость пересмотра существующей системы норм ПДК ТМ в почвах и приведение их в соответствие с уровнями ПДК ТМ в плодах.
- Установлено, что в дальнейшем необходимо проведение более детального подхода к каждому из изучаемых видов представителей семейства Rosaceae Juss., имеющих плоды. Все декоративные культуры следует проверить на экологическую чистоту для создания паспортов с указанием их восприимчивости и устойчивости к поглощению тяжелых металлов и экологической безопасности для практического использования их в целях озеленения урбанизированных территорий.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
Декоративные растения, имеющие плоды, используемые в озеленении в городских условиях способны накапливать в плодах ТМ. В связи с этим для озеленения городских территорий рекомендуется использовать формы в плодах которых нет превышений ПДК ТМ.
Среди изучаемых образцов Sоrbus aucupаria L. рекомендуем форму № 4, плоды которой устойчивы к накоплению Zn, Cu и Pb. Формы № 1 и 2 для озеленения не пригодны, в них отмечаются наибольшие превышения ПДК по Zn, Cd и Pb.
Плоды форм № 2, 3, 4 и 5 Rosa majalis Herrm. отличаются устойчивостью к Pb, однако не устойчивы к аккумуляции Zn. К использованию в озеленении более экологически безопасными являются формы № 2 и 4.
Во всех образцах Malus cerasifera Likh. обнаружено превышение содержания ПДК ТМ в плодах или находится на уровне, поэтому советуем воздержаться от использования Malus cerasifera Likh. в озеленении населенных пунктов.
В целом использование представителей семейства Rosaceae Juss. без сравнительной оценки накопления ТМ в городских условиях не рекомендуем.
Смотреть похожие работы
Естественно-научные дисциплины
Проект «Борщевик сосновского на территории города Нижний Тагил»
Естественно-научные дисциплины
Научно-исследовательская работа «Исследование антиоксидантной активности листовых чаев популярных брендов»
Естественно-научные дисциплины
Презентация «Исследование аллелопатии клëна ясенелистного (Acer negundo L.)»
Естественно-научные дисциплины
Научно-исследовательская работа «Проблема близкородственного скрещивания волнистых попугайчиков (Melopsittacus undulatus) и ее решение»
Естественно-научные дисциплины
Научно-исследовательская работа «Изучение влияния напитков на ферментацию активности амилазы слюны»
Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы
Естественно-научные дисциплины
Исследовательский проект «Повышение качества воздуха в жилом помещении средствами натуральной ароматерапии»
Мероприятие завершено
Добавить комментарий