В атмосферном воздухе современных городов присутствуют сотни органических и неорганических веществ различных химических классов, поступающих из многочисленных источников, как правило, антропогенного характера. Основными источниками поступления вредных веществ в атмосферный воздух городов являются промышленные предприятия и автотранспорт, а наиболее распространенными загрязняющими веществами:

  • пыль (взвешенные вещества различной природы),
  • сернистый ангидрид,
  • окислы азота,
  • окись углерода,
  • различные углеводороды.

Среди компонентов биосферы наиболее существенным фактором нейтрализации загрязнения воздушной среды является растительность, особенно древесно-кустарниковые насаждения и естественные лесные массивы. Зеленые насаждения выполняют разные функции в формировании городской среды:

  • санитарно-гигиеническую,
  • архитектурно-эстетическую,
  • эмоционально-психологическую и др.

Для создания благоприятных условий жизнедеятельности человека наиболее важна санитарно-гигиеническая роль растений. Работая как своеобразный живой фильтр, они поглощают из воздуха химические токсины и задерживают на поверхности ассимиляционных органов значительное количество пыли. Древесные растения очищают, увлажняют и обогащают кислородом атмосферу городов, изменяют радиационный и температурный режимы, снижают силу ветра и шума. Выполняя санитарно-гигиенические, архитектурные, хозяйственно-экономические и другие функции, зеленые насаждения несут огромную нагрузку.

Вышеуказанные возможности древесных растений велики, но не беспредельны. Растения отрицательно реагируют на наличие в воздухе даже в малых дозах токсических веществ. Иногда они реагируют на такие концентрации вредных веществ, которые у людей и животных не вызывают видимых нарушений, т.е. выполняют индикаторную функцию. В зонах повышенной загазованности, запыленности и перегрева атмосферного воздуха выявлена тотальная поврежденность растений. Установлено, что велика повреждаемость их дымом со значительной концентрацией двуокиси серы, окиси азота и углерода, сероводорода, аммиака и др. Многие из этих соединений, растворяясь в воде, образуют вредные для растений кислоты.

У растений в условиях урбанизированной (техногенной) среды при сохранении внешне неизменного вида наблюдаются значительные изменения биохимического состава и физиологических процессов. Промышленные газы и аэрозоли могут оказывать на растения комплексное и индивидуальное воздействие. Но нередко негативный эффект вызывается одним, преобладающим в среде, соединением. Для оценки и прогноза состояния древостоя необходима ранняя диагностика нарушения жизненных функций древесных растений, подвергнутых воздействию газовых токсикантов. В первую очередь повреждения проявляются на физиолого-биохимическом уровне, затем распространяются на ультраструктурный и клеточный уровни, и лишь после этого развиваются видимые признаки повреждения:

  • хлорозы и некрозы тканей листа,
  • опадение листьев,
  • торможение роста снижается биологическая продуктивность,
  • сокращается продолжительность жизни растений.

Газоустойчивость растений, способность растений расти и размножаться без существенных изменений в условиях повышенной концентрации вредоносных газов (SO2, NH3, H2S, СО, окислы азота). Газоустойчивость обеспечивается главным образом способностью тканей ограничивать проникновение ядовитых веществ внутрь растит, организма и осуществлять их внутриклеточное обезвреживание. У более газоустойчивых растений, как правило, покровные ткани имеют кутикулу, воск, опушение, пробку, обычно плотное сложение внутренних тканей, пониженный газообмен и т. д. У всех растений имеются критические периоды низкой газоустойчивости, когда у них слабо развиты покровы, повышается газочувствительность растущих побегов, теряется способность к повторному облиствению.

Виды растений обладают избирательной чувствительностью к различным газам. Так, липа сердцевидная устойчива к аммиаку и неустойчива к хлору, оксидам серы и азота, к которым устойчив ильм гладкий; жимолость татарская устойчива к оксидам серы и азота и неустойчива к хлору и аммиаку. Повышенной газоустойчивостью отличаются некоторые виды тополя (канадский, чёрный и бальзамический), ель колючая, лох серебристый, роза морщинистая, дёрен белый. Значительная индивидуальная изменчивость древесных растений позволяет вести селекцию с использованием гибридизации и отбора на повышение гозоустойчивости, например, ели европейской, сосны обыкновенной, берёзы повислой, лиственницы европейской и японской. Чем благоприятнее условия роста и выше плодородие почвы, тем выше газоустойчивость и тем эффективнее оздоровляющее действие древесных растений на окружающую среду. Газообразные ядовитые вещества адсорбируются на поверхности крон и стволов, интенсивно поглощаются листьями и частично вымываются дождями.

По степени газоустойчивости растения подразделяются на:

  • очень устойчивые — белая акация, боярышник, ива белая, роза, сирень, тополь бальзамический и канадский, ясень зеленый;
  • устойчивые — ель колючая, можжевельники казацкий, сибирский и обыкновенный, вяз, дуб, карагана древовидная, разные виды клена, липа крупнолистная и войлочная, рябина обыкновенная, сирень, тополь белый, черный, крупнолистный, яблоня, ясень американский, обыкновенный и пушистый;
  • относительно устойчивые — можжевельник виргинский, береза пушистая, граб, конский каштан, клен остролистный, липа мелколистная, орех, тополь китайский, лавролистный;
  • малоустойчивые — ель восточная, сибирская, пихта белая, сибирская, барбарис обыкновенный, береза бородавчатая;
  • неустойчивые — лиственница, сосна обыкновенная, Банкса, веймутова.

Н. П. Красинский (1937-1959) предложил концепцию фотоокисления. Сернистый и другие газы преступают фотосинтез, при этом на свету начинается фотоокисление белков, аминокислот и других веществ, что приводит к их разрушению и отмиранию клеток. Он выделил 3 вида газоустойчивости:

  • Биологическая - быстрорастущие растения энергично замещают испорченные органы - регенерирующая способность; анатомо-морфологическая - если растение быстро связывает квашеные газы, оно нестабильно; физиологическая - количество окисляемых веществ у стабильных видов незначительно, у нестабильных их много Ю. 3. Кулагин (1974) разглядывал загрязнение воздуха как новейший экологический фактор. Им выделено 9 форм стабильности. Анатомическая форма стабильности связана с особенностями построения покровных и внутренних тканей, обеспечивающих защиту от проникновения и распространения по всему растению ядовитых соединений. Физиологическая форма зависит от особенностей жизнедеятельности растений - фотосинтеза, дыхания, газообмена, транспирации. Биохимическая форма обусловливается особенностями обмена веществ, кой исключает вероятность повреждения ферментных систем, белкового, углеводного, азотного, фосфорного и др. обменов.
  • Габитуальная форма связана с морфологическими особенностями древесных растений. Феноритмическая форма проявляется в случае несовпадения небезопасного действия газов и критических периодов вегетации. Анабиотическая близка к физиологической и феноритмичеекой формам и связана с состоянием покоя растений зимой и летом. Регенерационная форма обусловлена способностью растений к возрождению утраченных органов (вторичное облиствение, формирование новейших побегов). Популяционая форма стабильности связана с неоднородностью биотипического и возрастного состава популяции.
  • Ценотическая форма обусловлена особенностями построения растительного сообщества и обусловливается вертикальной и горизонтальной неоднородностью фитоценоза, густотой и сомкнутостью ярусов, препятствующих проникновению газа. В. С. Николаевский (1979) доказал воздействие экологических факторов на газоустойчивость: газоустойчивость обусловливается скоростью поглощения газа, уровнем летальной дозы, скоростью устранения вредоносных ингредиентов, устойчивостью мембран клетки к вредоносным соединениям.

Электронный адрес для связи admin@vseobiology.ru

© 2015-2018 https://vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать реферат

^ Наверх