Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ВЛИЯНИЕ СЕРНИСТОГО ГАЗА НА ДЕКОРАТИВНЫЕ КУСТАРНИКИ (НА ПРИМЕРЕ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ И СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ БАЛАШОВСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА)

Ларионов М.В. 1 Любимов В.Б. 2 Логачёва Е.А. 1 Сергадеева М.Ю. 1
1 Балашовский институт (филиал) Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского
2 Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского
Актуальной научной и практической задачей сейчас является поиск эффективных способов по повышению устойчивости зеленых насаждений и одновременно их экологической значимости в городах и поселках. Для современных городов Саратовской области характерно аэротехногенное загрязнение окружающей среды рядом опасных экотоксикантов, к числу которых принадлежит сернистый газ, который способен вызывать деградацию и гибель растений. В статье представлены результаты экспериментальных исследований влияния данного токсиканта на листья декоративных кустарников (22 вида), произрастающих в городских и сельских условиях Балашовского муниципального района (Саратовская область). Анализ и обобщение результатов позволили выделить 4 группы устойчивости кустарников к загрязнению воздушного бассейна сернистым газом: высокоустойчивые (8 видов), устойчивые (7 видов), среднеустойчивые (3 вида) и неустойчивые (4 вида). Представителей последней группы ввиду их биологии и экологии предлагается использовать при осуществлении экологического мониторинга в качестве биоиндикаторов состояния окружающей среды населенных мест. В последующем в установленных местах с высоким уровнем аэротехногенного загрязнения окружающей среды необходимо создавать древесно-кустарниковые насаждения защитного назначения, в том числе с участием кустарников с декоративными свойствами из групп высокоустойчивых, устойчивых и средней устойчивости к загрязнению воздуха диоксидом серы.
сернистый газ
кустарники
урбанизированные территории
группы устойчивости кустарников к загрязнению
1. Биологические основы газоустойчивости растений / В.С. Николаевский. – Новосибирск: Наука, 1979. – 278 с.
2. Кизеев А.Н. Влияние промышленных загрязнений на состояние ассимиляционного аппарата сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на Кольском полуострове: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. – Апатиты, 2006. – 205 с.
3. Ларионов М.В. Важнейшие экотоксиканты почв в условиях малого города / М.В. Ларионов, Н.В. Ларионов // Формирование культуры безопасности жизнедеятельности у участников образовательного процесса: материалы Всерос. науч.-практ. конференции с международным участием. – Саратов: Саратовский источник, 2014. – С. 87–91.
4. Ларионов М.В. Динамика сезонного накопления свинца в листьях древесных растений в городской среде / М.В. Ларионов, Н.В. Ларионов // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. – 2015. – № 2. – С. 51–54.
5. Ларионов М.В. Зеленые насаждения как фактор экологической стабилизации антропогенной среды и сохранения здоровья населения / М.В. Ларионов, Н.В. Ларионов // Проблемы и мониторинг природных экосистем. Сборник статей Международной научно-практической конференции. – Пенза, 2014. – С. 85–88.
6. Ларионов М.В. Обзор научной литературы по проблеме влияния экологических факторов на здоровье человека / М.В. Ларионов, В.Б. Любимов, Т.А. Перевозчикова // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 2–6. – С. 1204–1210.
7. Ларионов М.В. Оценка экологического состояния и устойчивости древесных насаждений урбанизированных территорий; Минобрнауки России, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования «Брянский гос. ун-т им. акад. И.Г. Петровского» (БГУ). – Брянск, 2012. – 182 с.
8. Николаевский В.С. Газоустойчивость местных и интродуцированных древесных растений в условиях Свердловской области // Тр. УФАН СССР. ИЭРиЖ. – 1967. – Вып.  54. – С. 85–91.
9. Николаевский В.С. Методика определения предельно допустимых концентраций вредных газов для растительности / В.С. Николаевский, Т.В. Николаевская. – М., 1988. – 15 с.
10. Сазонова Т.А. Эколого-физиологическое исследование реакции хвойных растений Северо-Запада России на действие природных и антропогенных факторов: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. – Петрозаводск, 2006. – 311 с.
11. Сотникова О.В. Влияние аэрогенного загрязнения на рост и химический состав вегетативных органов сосны обыкновенной: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. – Красноярск, 2004. – 105 с.

Современные города, с геоэкологической точки зрения, являются уникальными и при этом довольно специфическими, сложными природно-техническими системами. На экологические показатели городской среды в значительной степени влияют степень «окультуренности» и освоенности ландшафтов, специфика антропогенной нагрузки, эффективность работ по благоустройству и зеленому строительству в разных функциональных зонах, а также немаловажную роль играют природно-климатические и географические факторы местности. Важным условием для создания и поддержания экологически благоприятной обстановки на территории современных городов являются зеленые насаждения различного целевого назначения, главным образом, защитного [5, 7]. Главными оценочными критериями здесь выступают фактор постоянства соблюдения указанного условия, а также параметры экологической значимости самих растений в насаждениях [1, 4, 8]. От экологического состояния окружающей среды в поселениях во многом зависят и соответствующие показатели здоровья населения [5, 6].

Из специфических загрязнителей городской среды области и растений в составе насаждений в условиях Саратовской области ведущие позиции занимают соединения, содержащие тяжелые металлы [3, 4, 7].

В то же время существенную роль в ухудшении состояния насаждений играет насыщенный некоторыми газообразными веществами воздух. К числу наиболее вредных компонентов атмосферного воздуха относится сернистый газ (SO2↑).

Очень большое число исследований посвящено анализу действия сернистого ангидрида на представители хвойных растений [2, 12, 13]. Воздействие этого поллютанта на лиственные растения, в частности, на декоративные кустарники из состава зеленых насаждений в населенных пунктах изучено слабо.

Дело в том, что сернистый газ (сернистый ангидрид) – один из наиболее распространенных загрязнителей воздуха в городах Саратовской области. Он выделяется разнообразными энергоустановками при сжигании топлива. Это вещество является токсичным. При непосредственном воздействии сернистого газа на растения происходит резкое замедление фотосинтеза, поражение листьев, что выражается в проявлении хлорозных и некрозных пятен, резком подавлении роста и развития. В итоге наблюдается утрата растениями жизнестойкости, общее угнетение и иногда (при высоких концентрациях данного поллютанта в воздухе) гибель [1, 8].

Все выявляемые повреждения от воздействия диоксида происходят в двух основных направлениях:

1) визуально определяемые, т.е. видимые повреждения в форме некрозных пятен ассимиляционных органов и их деформации;

2) скрытые проявления, заключающиеся в падении продуктивности за счет подавления ряда физиологических процессов в клетках и тканях (обмена веществ, фотосинтеза и др.).

Особенности токсического влияния диоксида серы, по мнению B.C. Николаевского, проявляются в изменении физиологической активности растений [1]. Известно, что он повреждает древесные растения в концентрации до 0,05 мг/м3 [9].

Цель исследований: выполнить оценку устойчивости кустарников в условиях урбанизации и сельской местности Балашовского муниципального района Саратовской области к диоксиду серы и определить наиболее газоустойчивые растения среди декоративно цветущих кустарников.

Экспериментальные исследования толерантности кустарников к действию сернистого ангидрида проводились на образцах листьев декоративных видов кустарников, от отобранных на улицах города Балашова Саратовской области с различным уровнем антропогенного пресса на окружающую среду и в различных частных посадках, а также на примере кустарников, произрастающих на пришкольной территории МОУ СОШ села Хопёрское (Балашовский муниципальный район). Для получения диоксида серы в лабораторных условиях применялся сульфит натрия (Na2SO3) и серная кислота (Н2SO4). В длинные лабораторные пробирки насыпалось равное количество сульфита. На пробирку насаживалась колба донышком вверх таким образом, чтобы пробирка касалась дна. Затем колба переворачивалась и пробирка вынималась. На дне колбы оставалась небольшая горка сульфита. Рядом с сульфитом натрия длинным пинцетом на дно устанавливался тигелек с кислотой. Пучок листьев (5–7 г) и черешки конкретного вида обматывались нитью, опускались в колбу. При этом так листья оставались на вису. Колба закрывалась пробкой, чтобы нитка оказывалась между пробкой и горлышком. Пробка изолировалась пластилином. Далее резким движением колбы опрокидывался тигелек с серной кислотой на сульфит и отмечалось время начала реакции. Наблюдения за изменениями листьев растений проводились перманентно. Через фиксированный период времени (2–3 часа) растения вынимались, выявлялись и фиксировались все повреждения (хлорозы, некрозы, изменения растений после помещения их в воду).

Затем выявлялась устойчивость растений к диоксиду серы. Среди анализируемых образцов выявлялись наиболее чувствительные растения, которые можно использовать в экологических исследованиях в качестве индикаторных организмов.

Толерантность к сернистому газу изучалась на примере 22 видов декоративных кустарников из 10 семейств, что отражено ниже в таблице. Лабораторные эксперименты показали, что исследуемые виды кустарников по-разному реагируют на воздействие диоксида серы. Выявлена четкая видоспецифичность степени подверженности кустарников к указанному загрязнителю.

В результате полученных данных исследуемые виды декоративных кустарников следует разделить на следующие группы толерантности к загрязнению атмосферного воздуха диоксидом серы:

1) высокоустойчивые виды (в первые 60 минут исследования повреждается менее ¼ листовой пластинки): Crataegus sanguinea Pall., Rosa cinnamomea L., Spiraea crenata L., Sorbaria sorbifolia (L.), Tamarix gracilis Willd., Amorpha fruticosa L., Ligustrum vulgare L., Syringa vulgaris L.;

2) устойчивые виды (в первые 60 минут исследования повреждается более ¼, но менее ⅓ площади листовых пластинок): Cotoneaster lucidus Schlecht., Philadelphus coronarius L., Berberis vulgaris L., Physocarpus opulifolius L., Corylus avellana L., Cornus alba L., Symphoricarpos albus (L.) Blake.;

3) среднеустойчивые виды (в начальные 60 минут исследования повреждается более ⅓, но менее ½ листовой пластинки): Amelanchier alnifolia Nutt., Cotinus coggygria Scop., Weigela floribunda C. Koch.;

4) неустойчивые виды (в первые 60 минут исследования повреждается ½ и более листовой пластинки): Spiraea japonica L. Fil, Dasiphora fruticosa (L.) Rydb., Hydrangea arborescens L., Lonicera caprifolium L.

По истечении 120 минут лабораторных экспериментов наблюдалась 100 %-я гибель листьев всех видов исследуемых декоративных кустарников, что свидетельствует о том, что длительное воздействие сернистого газа угнетающе действует на них и может быть летальным для них.

Выводы:

– среди культивируемых в Балашовском муниципальном районе декоративных кустарников на городских улицах, дворах и в сельской местности четко выделяются три группы видов по степени устойчивости к загрязнению воздушного бассейна SO2↑;

– среди исследованных видов кустарников наиболее приспособлены к произрастанию в городе, а также в условиях значительного загрязнения атмосферы этим токсикантом растения из состава первых двух групп – высокоустойчивые, устойчивые – и отчасти представители группы кустарников со средней степенью устойчивости;

– при планировании работ по озеленению урбанизированных территорий, в том числе по созданию декоративных посадок из кустарников требуемых видов, необходимо учитывать близость расположения источников токсичных выбросов в окружающую среду от объектов теплоэнергетики и промышленности (т.к. в составе техногенных выбросов содержатся сернистый газ и другие токсичные вещества) и уровень устойчивости самих растений к данному экотоксиканту;

– в качестве биоиндикаторных организмов, чувствительных к загрязнению атмосферного воздуха диоксидом серы, можно рекомендовать кустарники из группы неустойчивых (S. japonica L. Fil, D. fruticosa (L.) Rydb., H. Arborescens L., L. Caprifolium L.) к данному загрязнителю, по ответным реакциям которых можно достаточно достоверно диагностировать степень техногенной нагрузки на различные городские территории;

– в местах наибольшего уровня воздействия аэротехногенных выбросов целесообразно создавать, в первую очередь, защитные насаждения из древесных растений и кустарников, устойчивых к химическому загрязнению окружающей среды [8], а также посредством создания газонов и посадок из кустарников с декоративными свойствами из первых трех экспериментально установленных групп устойчивости и с учетом ландшафтно-географических условий местности (характер рельефа, наличие открытого грунта и его физико-химические признаки, степень застроенности территории, близость расположения автомобильных, железных дорог и предприятий, ширина улиц, параметры дворов, сеть коммуникаций, интенсивность автомобилепотоков).

Рецензенты:

Лысенко И.О., д.б.н., доцент, зав. кафедрой экологии и ландшафтного строительства, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь;

Агафонов В.А., д.б.н., доцент, заведующий кафедрой ботаники и микологии, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет», г. Воронеж.


Библиографическая ссылка

Ларионов М.В., Любимов В.Б., Логачёва Е.А., Сергадеева М.Ю. ВЛИЯНИЕ СЕРНИСТОГО ГАЗА НА ДЕКОРАТИВНЫЕ КУСТАРНИКИ (НА ПРИМЕРЕ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ И СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ БАЛАШОВСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА) // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 7-1. – С. 35-38;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38721 (дата обращения: 27.11.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074