Влияние загрязнения атмосферного воздуха на состояние рябины обыкновенной
Таким образом, из результатов нашей работы видно, что существует прямая
зависимость между содержанием сернистого ангидрида в воздухе и содержанием серы
в листьях. Данная зависимость установлена с помощью корреляционного анализа r = 0,94 (Р<0,005) (рис. 6).
Рис. 6. Зависимость между содержанием
сернистого ангидрида в воздухе и серы в листьях рябины обыкновенной.
Одним из перспективных подходов в изучении компонентов экосистем является
оценка состояния их популяций и стабильности развития, которая обеспечивается
сложным регуляторным аппаратом, защищающим нормальное формообразование от
возможных нарушений как со стороны отклонений во внутренних факторах, так и со
стороны изменений в факторах внешней среды (Влияние загрязнения.., 1989). Различные
показатели могут быть использованы для оценки состояния организма и выявления
его возможных изменений (Илькун, 1978, Косулина, 1993).
Мы проследили
изменение длины годичного побега у рябины обыкновенной и получили следующие результаты.
Самый высокий прирост длины годичного побега наблюдался у растений,
произрастающих в Сосновой роще, и составил 81,8±3,13 мм. Важно отметить, что на данной улице
нами выявлено минимальное содержание сернистого ангидрида в воздухе – 0,001 мг/м3 (прил. 2). Чуть ниже прирост длины
годичного побега наблюдался в Парке культуры и отдыха XXX-летия ВЛКСМ и равнялся 71±3,54 мм, а содержание SO2 в воздухе составило 0,09 мг/м3. Аналогичная зависимость была
характерна и для улиц Героев Сталинградской Битвы и Суворова, но отметим, что разница
между этими тремя точками статистически незначима (табл. 7). Самый маленький
прирост был замечен на улицах Крылова и Карла Маркса и составил 48±1,67 и 52±1,96 мм
соответственно, а содержание сернистого ангидрида на этих улицах было самым
высоким (0,45 и 0,37 мг/м3)
(прил. 2). Отмечено, что разница между этими двумя точками статистически
незначима (Р>0,05). Разница в длине годичного прироста рябины обыкновенной между всеми остальными точками
статистически значима (Р<0,05) (табл. 7).
Таблица 7 - Результаты множественных сравнений длины годичного прироста
Годичный
прирост
|
ул. Крылова
|
ул.Карла Маркса
|
ул.
Суворова
|
ул.
ГСБ
|
Парк ВЛКСМ
|
Сосновая роща
|
ул.Крылова
|
|
0,123037
|
0,000003
|
0,000002
|
0,000001
|
0,0000001
|
ул.Карла Маркса
|
|
|
0,000309
|
0,000011
|
0,000009
|
0,0000001
|
ул.Суворова
|
|
|
|
0,922774
|
0,370383
|
0,001333
|
ул. ГСБ
|
|
|
|
|
0,261347
|
0,000129
|
Парк ВЛКСМ
|
|
|
|
|
|
0,024286
|
Таким образом, рассматривая изменение длины прироста годичного побега у рябины
обыкновенной, мы видим четкую обратную зависимость данного параметра от
концентрации сернистого ангидрида в воздухе, так как по литературным данным
(Николаевский, 1979; Сергейчик, 1984; Гелашвили, 2000) известно, что SO2 оказывает тормозящее действие на
ростовые процессы.
Зависимость установлена с помощью корреляционного анализа, r = -0,95 (P<0,005). При построении графика
зависимости взят десятичный логарифм длины годичного побега (рис 7).
Рис. 7. Зависимость между содержанием сернистого ангидрида в воздухе и
длиной годичного побега.
3.4 Изменение морфометрических показателей листовой
пластинки рябины обыкновенной
Растения как продуценты экосистем в течение всей жизни, привязанные к
локальной территории и подверженные влиянию двух сред – почвенной и воздушной,
наиболее полно отражают весь комплекс воздействий на систему (Рунова, 2001).
Наглядными морфометрическими показателями состояния древесных популяций
являются: длина и ширина листовой пластинки, длина черешка, площадь листовой
поверхности и удельная плотность листа, отражающие все многообразие действующих
факторов. Нами
было проанализировано изменение этих показателей на примере рябины
обыкновенной.
Изменение длины и ширины листовой пластинки
Уже давно
замечено, что вблизи предприятий, выбрасываемых в атмосферу большое количество
пылевидных частиц, линейные размеры ассимиляционных органов и прирост побегов
растений меньше в 2 – 5 раз по сравнению с растениями вне зоны запыления
(Илькун, 1978).
Проведенные нами измерения длины сложного листа рябины обыкновенной показывают,
что максимальная
длина листовой пластинки отмечена у деревьев, произрастающих в Сосновой роще и в
Парке ХХХ-летия ВЛКСМ (190,5±2,19
и 185,2±2,82мм),
и разница между этими точками незначима (Р>0,05) (табл. 8). На этих же улицах
нами выявлено самое минимальное содержание сернистого ангидрида в воздухе (прил.
3). Близкие
значения имеют показатели, полученные на улицах Героев Сталинградской Битвы
(183,4±2,78мм) и Суворова (183,2±2,97мм) (рис. 8). Достоверная разница
в изменении длины листа на этих улицах статистически значимо отличается от
условного контроля (табл. 8). И, наконец, самая минимальная длина листовой
пластинки была замечена в самых загрязненных районах исследования, на улицах
Крылова (171±2,71мм) и Карла Маркса (170,8±1,96мм), где обнаружено самое
высокое содержание SO2 (прил. 3). Эти значения
статистически значимо различаются от всех остальных (табл.8).
Рис. 8. Изменение длины листа рябины обыкновенной.
Таблица 8 - Результаты множественных сравнений значения длины листовой
пластинки
Длина листа
|
ул. Крылова
|
ул.Карла Маркса
|
ул.
Суворова
|
ул.
ГСБ
|
Парк ВЛКСМ
|
Сосновая роща
|
ул.Крылова
|
|
0,482531
|
0,002857
|
0,001678
|
0,000362
|
0,000001
|
ул. Карла
Маркса
|
|
|
0,002191
|
0,001251
|
0,000259
|
0,000006
|
ул.Суворова
|
|
|
|
0,95302
|
0,141261
|
0,047651
|
ул. ГСБ
|
|
|
|
|
0,645001
|
0,046115
|
Парк ВЛКСМ
|
|
|
|
|
|
0,613902
|
Аналогичная картина характерна и для признака – «ширина листовой
пластинки». Также нами замечено, что наиболее широкие листья на деревьях в Сосновой
роще и Парке культуры и отдыха (185±3,32 и 180±3,10мм) (рис. 9). А наименьший размер ширины листовой
пластинки рябины обыкновенной снова отмечен на улицах Крылова (158,6±3,26мм) и Карла Маркса (162,4±2,77мм) (прил. 3). Двухфакторный
дисперсионный анализ показал статистически значимую разницу по ширине листа
рябины обыкновенной между двумя последними районами исследования и остальными
районами (табл. 9).
Рис. 9. Изменение ширины листа рябины обыкновенной.
Таким образом, данные двухфакторного дисперсионного анализа показывают
статистически значимое влияние района исследования на длину и ширину листовой
пластинки рябины обыкновенной.
Таблица 9 - Результаты множественных сравнений значения ширины листовой
пластинки
Ширина листа
|
ул. Крылова
|
ул.Карла Маркса
|
ул.
Суворова
|
ул.
ГСБ
|
Парк ВЛКСМ
|
Сосновая роща
|
ул. Крылова
|
|
0,376061
|
0,004142
|
0,000258
|
0,000371
|
0,000022
|
ул. Карла
Маркса
|
|
|
0,0261
|
0,002268
|
0,000371
|
0,000186
|
ул.Суворова
|
|
|
|
0,520017
|
0,58621
|
0,140605
|
ул. ГСБ
|
|
|
|
|
|
0,883456
|
Парк ВЛКСМ
|
|
|
|
|
|
0,282404
|
Также нами установлена
обратная корреляционная зависимость между содержанием сернистого ангидрида в
атмосферном воздухе и изменением длины (r = - 0,97) и ширины (r = -
0,99) листа рябины обыкновенной. Кроме того, мы видим, что эти признаки
скорелированы между собой (r = 0,98)
(рис.10).
Рис. 10. Зависимость между длиной и шириной листа рябины обыкновенной.
Изменение площади листовой пластинки и удельной поверхностной плотности
листа рябины обыкновенной
По литературным данным известно, что площадь листовой поверхности и удельная
поверхностная плотность листа (УППЛ) являются диагностическими признаками
устойчивости древесных растений в условиях городской среды (Андреева, 2005).
Интенсивность фотосинтеза зависит от площади листовой пластинки, которая влияет
и на продуктивность (Briggs, 1999; Ahmad, 1999; Lin, 2000). Косвенным показателем
продуктивности является УППЛ.
При изучении такого морфометрического показателя, как площадь листовой
пластинки нами получены следующие результаты: наименьшее значение площади листа
характерно для района завода Искож (727,7±35,42 мм2), где и обнаружено высокое содержание диоксида серы
(прил. 4), затем по возрастанию площади и уменьшению содержания SO2 в воздухе идут улица Суворова (932,43±31,16 мм2) и район Мясокомбината (936,16±40,19 мм2) с почти одинаковыми результатами
(рис. 11) Парк, улица Героев Сталинградской Битвы и Сосновая роща – это районы
с наибольшей площадью листовой пластинки и наименьшим количеством сернистого
ангидрида в воздухе (рис. 11).
Рис. 11. Изменение
площади листа рябины обыкновенной
Двухфакторный дисперсионный
анализ показал достоверную разницу в изменении площади листа и влияния районов
исследования (Р<0,05) (табл. 10).
Таблица 10 - Результаты множественных
сравнений значения площади листовой пластинки
Площадь листа
|
ул. Крылова
|
ул.Карла Маркса
|
ул.
Суворова
|
ул.
ГСБ
|
Парк ВЛКСМ
|
Сосновая роща
|
ул.Крылова
|
|
0,162458
|
0,000035
|
0,000182
|
0,000253
|
0,000004
|
ул. Карла
Маркса
|
|
|
0,941682
|
0,000043
|
0,013985
|
0,000003
|
ул.Суворова
|
|
|
|
0,021634
|
0,005149
|
0,000001
|
ул. ГСБ
|
|
|
|
|
0,063519
|
0,003308
|
Парк ВЛКСМ
|
|
|
|
|
|
0,158310
|
Проведя корреляционный анализ данного признака, мы увидели, что
существует обратная зависимость между площадью листовой пластинки и содержанием
диоксида серы в воздухе. (r = -
0,904). При построении графика зависимости взят десятичный логарифм площади
листовой поверхности (рис.12).
Рис. 12. Зависимость
между содержанием сернистого ангидрида в воздухе и площадью листовой пластинки
Существуют сведения, что удельная поверхностная плотность листа связывает
процессы роста и фотосинтеза, так как отражает накопление сухого вещества
единицей поверхности. Чем выше УППЛ, тем эффективнее идут процессы фотосинтеза,
так как в расчете на единицу поверхности листа синтезируется большая биомасса.
(Кузьмина, Кузьмина, 2001). Увеличение сухой массы листьев можно объяснить
изменением первичных процессов фотосинтеза, связанных со скоростью электронного
транспорта в хлоропластах (Черыгин, 2005).
Наши исследования по измерению УППЛ показали, что с увеличением
содержания сернистого ангидрида и пыли в воздухе увеличивается плотность листа.
Так, на улицах Крылова и Суворова отмечены максимальные значения УППЛ, которые составили
76,13 мг и 61,7 мг
соответственно, тогда как в Парке и Сосновой роще всего 40,8 мг и 44,4 мг, что
в 1,5-2 раза больше (прил. 4). Кроме того, именно на Крылова и Суворова нами обнаружено
самое высокое содержание SO2 и пыли (прил. 1). Также мы
видим, что на улице Карла Маркса плотность листа составила 55,9 мг (рис. 13),
что примерно в 1,3 раза больше чем в Сосновой роще. Статистическая обработка
результатов показала, что улицы Крылова и Суворова значимо отличается от всех
исследуемых районов (Р<0,05),
за исключением улицы Карла Маркса (Р>0,05). А Сосновая роща отличается от
всех точек, за исключением Парка ВЛКСМ (табл. 11).
Рис. 13. Удельная
поверхностная плотность листа рябины обыкновенной.
Таблица 11 - Результаты множественных
сравнений значения УППЛ
УППЛ
|
ул. Крылова
|
ул.Карла Маркса
|
ул.
Суворова
|
ул.
ГСБ
|
Парк ВЛКСМ
|
Сосновая роща
|
ул.Крылова
|
|
0,058426
|
0,013361
|
0,000488
|
0,000074
|
0,000002
|
ул. Карла
Маркса
|
|
|
0,069068
|
0,012082
|
0,003473
|
0,000008
|
ул.Суворова
|
|
|
|
0,000521
|
0,000026
|
0,0001
|
ул. ГСБ
|
|
|
|
|
0,341307
|
0,006337
|
Парк ВЛКСМ
|
|
|
|
|
|
0,344876
|
Двухфакторный дисперсионный анализ показал достоверную разницу в
изменении удельной поверхностной плотности листа и влияния районов исследования
(Р<0,05) (табл. 11). Проведя корреляционный анализ данного признака, мы увидели, что
существует обратная зависимость между УППЛ листовой пластинки и содержанием
диоксида серы в воздухе. (r = -
0,82). При построении графика зависимости взят десятичный логарифм УППЛ
листовой поверхности (рис. 14).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|
|