Комплексная характеристика растений и растительных группировок в целях фитоиндикации экологической среды в малом городе : на примере г. Балашова
Диссертация
Автор: Бухенко, Юлия Александровна
Название: Комплексная характеристика растений и растительных группировок в целях фитоиндикации экологической среды в малом городе : на примере г. Балашова
Справка: Бухенко, Юлия Александровна. Комплексная характеристика растений и растительных группировок в целях фитоиндикации экологической среды в малом городе : на примере г. Балашова : диссертация кандидата биологических наук : 03.00.16 Балашов, 2006 210 c. : 61 07-3/458
Объем: 210 стр.
Информация: Балашов, 2006
Содержание:
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1 СОСТОЯНИЕ АНТРОПОГЕННО НАРУШЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ И МЕТОДЫ ЕГО МОНИТОРИНГА
11 Экологические проблемы малых городов и поселений
12 Методы оценки состояния окружающей среды
121 Фитоиндикация
122 Влияние биотопических условий на реакцию фитоиндикатров
13 Флористические и популяционно-динамические изменения, вызываемые антропогенными стрессорами
2 ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ
21 Географическое положение и рельеф
22 Климат
23 Почвы
24 Растительность
25 Экономико-географическое положение района исследований
251 Западный регион
252 Город Балашов и Балашовский район
253 Экологическое состояние г Балашова и его рекреационной зоны
3 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ
31 Объекты исследований
32 Методы исследований
321 Методы полевых исследований
322 Методы лабораторного исследования проб почвенного и растительного материала
33 Математическая обработка результатов исследований
4 ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ Г БАЛАШОВА ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ И НАКОПЛЕНИЕ ИХ В РАСТЕНИЯХ
41 Оценка интенсивности транспортного движения
42 Содержание тяжелых металлов в почвах, листьях Salix alba f 'Vitellinapendula и фитомассе Bryum capillare Hedw
5 МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ РАСТЕНИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ АНТРОПОГЕННОГО СТРЕССА
51 Изменения репродуктивных органов
52 Изменения вегетативных органов
53 Фитоиндикация состояния окружающей среды по частотам встречаемости фенов Trifolium repens L
6 ДИНАМИКА ФЛОРИСТИЧЕСКОГО СОСТАВА И
СТРУКТУРЫ СИНАНТРОПНЫХ СООБЩЕСТВ
ВЫВОДЫ
Введение:
Актуальность темы. Экологическая обстановка малых городов (на примере г. Балашова) остается неблагополучной из-за износа технологического, очистного оборудования, аварий, бурного роста численности автомобилей, накопления отбросов производства, торговли и жизнедеятельности человека. Происходит загрязнение воды, воздуха, почвы и продуктов питания, что отрицательно сказывается на здоровье населения. Недостаточен полноценный оперативный социально-гигиенический мониторинг. В этих условиях целесообразно проводить оценку состояния окружающей природной среды всеми доступными методами.
Перспективной является фитоиндикация, которая ускоряет и облегчает обычные методы физико-химических исследований загрязнений. Растения чувствительны ко всему комплексу неблагоприятных условий среды. По фитоиндикации накоплен большой научный материал и разработаны различные методы ее проведения (Б.В. Виноградов, С.В. Викторов, Л.Г. Раменский, Д.Н. Цыганов, Н.М. Матвеев, Л.М. Кавеленова, Н.В. Прохорова). Вместе с тем, недостаточно изучены реакции отдельных видов растений и фитоценозов на антропогенный стресс в условиях малых городов, что и определило актуальность темы диссертационной работы.
Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Работа выполнялась в соответствии с плановой тематикой кафедры биологии и экологии Балашовского филиала Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского «Структура, состояние и охрана экосистем Прихоперья» в период с 2001 по 2006 гг.
Цель и задачи исследований.
Цель проведенного исследования заключалась в комплексной оценке растений и растительных группировок как объектов фитоиндикации экологической среды в малом городе.
Задачи исследования включали:
1. Определение содержания тяжелых металлов в почвенных образцах, фитомассе мхов и высших растений при разной степени антропогенной нагрузки.
2. Исследование репродуктивной способности Acer negundo L., Salix alba f. 'Vitellina pendula' и Betula pendula Roth по количеству цветов на модельных ветвях, длине соцветий и фертильности пыльцы в зависимости от степени загрязнения окружающей среды.
3. Изучение динамики морфометрических показателей древесных растений (размеры почек, флуктуирующая асимметрия листьев) при разной интенсивности воздействия урбанизированной среды.
4. Исследование изменения частот встречаемости фенов Trifolium repens L. в г. Балашове и его рекреационной зоне.
5. Оценить состояние окружающей среды по изменению синантропной флоры в пределах г. Балашова и его рекреационной зоны.
Научная новизна. Впервые для малого города (Балашова) и его рекреационной зоны определено содержание тяжелых металлов в образцах почв, листьев Salix alba f. 'Vitellina pendula' и талломов мха Bryum capillare Hedw., которые в 1,5-2,5 раза превышают фоновые значения. Установлено уменьшение количества и размеров соцветий Acer negundo L., S. alba f. 'Vitellina pendula' и Betula pendula Roth в среднем на 20.30% и незначительное увеличение доли стерильных пыльцевых зерен В. pendula Roth, при усилении антропогенной нагрузки. Разработана шкала для оценки уровня антропогенного прессинга по числу соцветий S. alba f. 'Vitellina pendula . Обнаружено увеличение размеров почек Aesculus hippocastanum L., Syringa vulgaris L., Sorbus aucuparia L. на 20.30% в загрязненных местообитаниях. В условиях урбанизированной среды максимальное значение флуктуирующей асимметрии листьев В. pendula Roth, отмечено по признаку «расстояние между основаниями первой и второй жилок». На участках с выраженной антропогенной нагрузкой и загрязненной тяжелыми металлами почвой формируются сорно-рудеральные фитоценозы с редуцированным видовым составом, преобладанием однолетних и корневищных растений и значительной долей адвентивных видов. Они находятся на начальных стадиях восстановительных сукцессий. Установленная реакция отдельных растений, их органов и растительных сообществ может быть использована для фитоиндикации экологических условий малого города.
Достоверность результатов. Достоверность полученных в работе результатов и выводов подтверждается обширным материалом, собранным в результате многолетних исследований, использованием современных методов в области биологии и экологии, а также математическим анализом результатов исследований с применением компьютерной программы Microsoft Excel.
Практическая значимость. Полученная информация может быть использована природоохранными организациями для разработки мероприятий, направленных на нейтрализацию отрицательного антропогенного прессинга и восстановление нарушенных экосистем, а также при изучении дисциплин экологической направленности. Изученные параметры изменения растений и растительных сообществ можно использовать для организации мониторинга состояния окружающей природной среды малого города.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях молодых ученых в 2003 - 2005 гг.: «Актуальные проблемы науки и образования» (Балашов, 2003, 2004, 2005,), межвузовской конференции «Структура, состояние и охрана экосистем Прихоперья» (Балашов, 2003, 2006), международной научно-практической конференции «Состояние биосферы и здоровье людей» (Пенза, 2003), международном студенческом форуме «Образование. Наука. Производство» (Белгород, 2004).
Декларация лнчного участия автора. Настоящая диссертационная работа является результатом комплексных исследований, выполненных лично автором в 2001 - 2006 гг. Автором диссертации проведена закладка опытов, сбор, обработка и анализ полевых и лабораторных материалов, разработаны основные теоретические положения диссертационной работы, выводы и практические рекомендации. Все опубликованные работы написаны автором или при непосредственном его участии. Доля личного участия автора в написании публикаций составляет 60-90%. Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Комплексный фитомониторинг показал, что в городе Балашове сформировалась неблагоприятная урбанизированная среда, что обусловлено в той или иной мере повышенным накоплением тяжелых металлов в почве и другими факторами.
2. Состояние техногенной среды в малом городе можно индицировать по динамике морфологических признаков растений (размеров почек, асимметрии листьев, фертильности пыльцы, количеству соцветий, индексу соотношения фенов клевера белого).
3. Степень синантропизации флоры в городе Балашове зависит от , интенсивности антропогенной нагрузки и может быть использована для комплексной оценки состояния окружающей среды малого города.
4. Набольшие нарушения структуры отдельных растений и растительных сообществ в городе Балашове приурочены к деградированным и загрязненным местообитаниям (к обочинам дорог, промышленным зонам, замусоренным участкам, стройплощадкам и др.). Совместное исследование реакции отдельных растений и растительных сообществ повышает надежность фитоиндикации и перспективно для дальнейшей разработки.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 статей.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 6 глав, основных выводов, списка литературы и приложения. Общий объем работы 255 страниц в компьютерном варианте. Работа включает 25 таблиц и 14 рисунок, В списке литературы 288 источников, в т.ч. 19 - на иностранных языках. Приложение содержит 30 таблиц.
|
