WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |

На правах рукописи

Донец Евгения Владимировна

ВЛИЯНИЕ НЕФТИ

НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН ХВОЙНЫХ

ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ВИДОВ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ
ПОДЗОНЫ ЮЖНОЙ ТАЙГИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

03.00.16 – экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Омск – 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Омский государственный

педагогический университет»

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Григорьев Аркадий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Степанова Ирина Петровна;

кандидат сельскохозяйственных наук, Максимов Сергей Викторович

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Уральский государствен­ный лесотехнический университет»

Защита состоится 12 ноября 2009 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.177.05 по защите докторских и кан­дидатских диссертаций при Омском государственном педагогическом университете по адресу: 644099, Омск, наб. Тухачевского, 14, ауд. 212; тел./факс: 8 (3812) 24-37-95.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на офици­альном сайте (http://www.omgpu.ru) Омского государственного педаго­гического университета.

Автореферат разослан 10 октября 2009 г.

Отзывы, заверенные печатью, можно отправлять по адресу: 644099, Омск, наб. Тухачевского, 14; тел./факс: 8 (3812) 24-37-95.

Ученый секретарь

диссертационного совета Т. Ю. Колпакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее время проблемы охраны окру­жающей среды при освоении нефтегазовых месторождений приобре­тают особую остроту в связи с расширением масштабов и увеличением объемов добычи углеводородного сырья. Предприятия отраслей неф­тяного энергетического комплекса оказывают значительное техноген­ное воздействие на окружающую среду. Последствия такого воздейст­вия нередко проявляются на значительных расстояниях от источника загрязнения.

Западная Сибирь относится к числу регионов, в наибольшей сте­пени пострадавших от различных экологических нарушений в период индустриализации и широкомасштабного вовлечения природных ре­сурсов страны в хозяйственный оборот. В результате строительства буровых установок и деятельности нефтедобывающих предприятий и объектов производственной инфраструктуры значительные площади лесных экосистем севера Омской области нарушены и постепенно те­ряют способность к самовосстановлению. Степень сохранения совре­менных южно-таёжных лесных экосистем на нефтезагрязнённых тер­риториях в этом случае во многом будет определяться успешностью прохождения лесовозобновительных процессов доминантных видов.

В соответствии с целями и задачами биогеоценологических ис­следований, по А. И. Уткину (1974), в районе наших исследований с особым вниманием следует проводить анализ лесовозобновительного процесса, так как это позволит выявить негативные изменения на бо­лее ранних стадиях развития лесных экосистем. Однако закономернос­ти динамики экосистем в условиях нефтяного загрязнения в подзоне южной тайги Западной Сибири почти не изучены. По настоящее время ещё недостаточно изучены характер и степень влияния нефтяного за­грязнения на древесные растения и почти не изучено воздействие сы­рой нефти на прорастание семян лесообразующих видов древесных растений как первостепенную основу естественного восстановления лесных экосистем в нефтезагрязнённых районах.

Литературные источники, содержащие сведения о характере вли­яния нефти на семена растений, немногочисленны и в значительной степени противоречивы. Одни авторы считают, что нефть не влияет на прорастание семян растений (Blankenship, Larson, 1978), тогда как по наблюдениям других исследователей нефть, а именно нефтяное росто­вое вещество (НРВ), оказывает благоприятное влияние на прорастание семян и рост проростков (Гюльхамедова, 1956; Данилова, 1967, 1972; Комиссаров, 1962, Седых, Тараканов, 2001, 2004). В экспериментах большинства исследователей (Абдуев, Аскеров, 1979; Алиев и др., 1981; Гайнутдинов и др., 1979, 1982; Гусейнов, Гвозденко, 1973; Мит­челл, 1979; Невзоров, 1976; Седых, 1996) прорастание семян резко падало при воздействии нефти.

Однако эти данные не дают достаточных оснований для заключе­ния о полном положительном или отрицательном влиянии сырой нефти на семена растений. В связи с этим возникла необходимость изучения влияния сырой нефти на всхожесть семян древесных видов растений,
а также установления особенностей их реакции на нефтяное загрязнение
и отбора среди них наиболее перспективных для рекультивации неф­тезагрязнённых территорий.

Цель исследования: выявить закономерности влияния сырой нефти на рост и развитие древесных растений в фазе прорастания се­мян в лабораторных условиях для прогнозирования лесовозобнови­тельного процесса.

Задачи исследования:

1. Выявить воздействие сырой нефти на всхожесть семян хвойных древесных растений в условиях лабораторного проращивания.

2. Изучить динамику роста проростков исследуемых видов дре­весных растений в зависимости от концентраций нефти.

3. Установить предельно допустимые дозы нефти на основные ле­сообразующие виды древесных растений в фазе прорастания семян.

Научная новизна и теоретическая значимость результатов ис­следования:

1. Впервые исследовано влияние сырой нефти в наиболее уязви­мый период жизни хвойных древесных растений – на стадии прорас­тания семян.

2. Выявлены предельно допустимые концентрации сырой нефти для основных лесообразующих видов древесных растений в фазе про­ростков. Полученные результаты позволяют дополнить эколого-био­логическую характеристику изученных видов древесных растений дан­ными по их устойчивости и являются основой для создания норма­тивной базы по контролю нефтяного загрязнения в лесных экосистемах.

Практическая значимость работы.

Практические рекомендации по использованию материалов иссле­дования для организации мониторинга состояния природной среды представлены в Бюджетное учреждение Омской области «Омское управление лесами» («Омсклес»).

Материалы исследования используются в преподавании экологи­ческих дисциплин (экология, геоэкология и основы рационального природопользования, прикладная экология, экологический монито­ринг, методы экологических исследований) на химико-биологичес­ком, географическом факультетах Омского государственного педа­гогического университета и легли в основу методического пособия «Полевой практикум по экологическим и естественно-научным дис­циплинам» (2008).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Концентрации нефти более 1,0 мг/л снижают всхожесть семян и угнетают рост проростков исследованных видов древесных растений: сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), лиственницы сибирской (Larix sibirica L.) и ели сибирской (Picea obovata L.).

2. Динамика прорастания семян и роста проростков иссле­дованных видов древесных растений от концентрации нефти имеет обратную, прямую зависимость.

Оценка личного вклада. Исследования выполнены автором са­мостоятельно.

Апробация результатов исследований. Материалы основных ре­зультатов исследований по теме диссертации были доложены и обсуж­дены на международных научно-практических конференциях «Эколо­го-экономическая эффективность природопользования на современ­ном этапе развития Западно-Сибирского региона» (Омск, 2006, 2008); на V Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы биологической науки и образования в педагогических вузах» (Новоси­бирск, 2008); на региональных научно-практических конференциях (Тара, 2005; Омск, 2009).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 16 ра­бот, в том числе две статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минис­терства образования и науки РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введе­ния, шести глав, выводов, практических рекомендаций и приложений. Изложена на 117 страницах машинописного текста, включает 11 таб­лиц, 15 рисунков и 6 приложений. Список литературы содержит 221 название, в том числе 24 иностранные.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности изучения нефтяного загрязнения как источника экологических проблем окружающей среды на современном этапе развития общества. Отмечена необходимость более детального изучения нефтяного загрязнения в наиболее уязви­мый период жизни древесных растений – на стадии прорастания се­мян. Сформулированы цели и задачи исследования, рассмотрена прак­тическая значимость полученных результатов.

Методика и объекты исследования.

Объектом исследования являлись семена доминантных видов лес­ных экосистем подзоны южной тайги Западной Сибири в пределах Омской области: ели сибирской, сосны обыкновенной и лиственницы сибирской. Выбор видов древесных растений проводился с учетом их участия в составе лесов подзоны южной тайги.

Для закладки опыта были использованы семена ели сибирской, сосны обыкновенной и лиственницы сибирской, собранные в январе-феврале 2007 и 2008 гг. в Тарском районе (северо-восток Омской об­ласти), в древостоях, расположенных на территории Западно-Крапи­винского нефтяного месторождения.

В работе была использована сырая нефть с Западно-Крапивин­ского месторождения, относящаяся к легким нефтям (бензиновые, ке­росиновые фракции составляют 50–55 %) и имеющая по составу низкое содержание гетеросоединений, серы (0,05–0,37 %), парафина (3–4 %), смол (8–9 %), и удельный вес 0,85 г/см.

В экспериментах использовалась сырая нефть в концентрациях (мг/л): I – контроль; II – 0,01; III – 0,05; IV – 0,10; V – 1,00; VI – 5,00; VII – 10,00; VIII – 15,00; IX – 20,00; X – 25,00; XI – 30,00; XII – 35,00; XIII – 40,00. Для разбавления и в качестве контроля использовалась отстоянная водопроводная вода.

Лабораторные опыты для определения всхожести семян проводи­лись в трехкратной повторности по 100 штук семян в каждой, с рас­кладкой на фильтровальной бумаге в чашках Петри с закрытыми крышками, в соответствии с ГОСТ 13056.6–97.

Перед закладкой опытов проводилось замачивание семян хвойных видов древесных растений в течение суток в водопроводной воде при комнатной температуре (20 °С). Продолжительность опытов для всех видов древесных растений составляла 15 суток, в течение которых во все чашки Петри добавлялась сырая нефть концентрацией, соответст­вующей вариантам опыта. При определении всхожести семян в лабо­раторных опытах проводился подсчет доли проросших семян от общего числа здоровых семян, разложенных на фильтровальной бумаге. Про­росшими считали семена, которые дали корешки размерами более 1 мм. В целях изучения устойчивости прорастания семян к нефтяному загрязнению проводилась оценка интенсивности роста проростков по их корешку. Прорастающие семена объединялись в группы по дням прорастания для изучения динамики роста их корешков.

Всего было высеяно и обмерено около 11,7 тыс. проростков хвой­ных видов древесных растений. Динамика роста проростков изучалась путём ежедневного замера длины их корешков. Цитологический ана­лиз клеток меристемы корешка проростков сосны проводился по ме­тодике, модифицированной применительно к хвойным видам древес­ных растений (Правдин и др., 1972; Буторина, Калаев, Вострикова, Мягкова, 2000; Калашник, 2008).

Результаты исследований были обработаны стандартными методами вариационной статистики, корреляционного, регрессионного и дисперси­онного однофакторного анализов с использованием пакета Statistica. Срав­нение вариантов опыта проводилось по критериям Стьюдента и Фишера.

Экологические особенности видов древесных растений лесных экосистем подзоны южной тайги Омской области.

Рассмотрены общие сведения о растительном покрове района нефтедобычи. Анализируется эколого-биологическая характеристика доминантных видов древесных растений лесных экосистем подзоны южной тайги Западной Сибири в пределах Омской области: ели си­бирской, сосны обыкновенной и лиственницы сибирской по комплексу свойств (анатомо-морфологических, цитологических, физиологичес­ких и биохимических признаков) и их роли в лесных биогеоценозах. По данным лесоустроительных материалов А. И. Григорьевым с соав­торами (2005) выявлено, что за вторую половину XX в. увеличение площади темнохвойных лесов произошло за счет еловых и пихтовых насаждений; доля их участия в структуре древостоев данной группы лесов к концу рассматриваемого периода составила 49 %. За этот же пе­риод площадь лиственничников возросла в 2,3 раза. Лесные экосистемы с преобладанием хвойных видов древесных растений в подзоне южной тайги Омской области занимают 36,81 % от общей площади лесов.

Эколого-физиологические особенности прорастания семян.

Особое место в экологических исследованиях древесных растений занимает оценка качества семян, которое рассматривается как показа­тель потенциальных возможностей семенного возобновления. Этот по­казатель использован нами как критерий в адаптации и устойчивости видов в условиях нефтяного загрязнения. Для прорастания семян дре­весных растений наряду с этим важными являются наследственные свойства семян, от которых зависит успешность естественного семен­ного возобновления в лесных биогеоценозах.

Таким образом, всхожесть семян и скорость их прорастания яв­ляются диагностическими критериями для оценки их качества, а также могут служить прямыми показателями экологических условий их про­растания.

Влияние нефтяного загрязнения на природную среду.

В представленной главе по литературным данным рассматрива­ются основные научные направления исследований по влиянию неф­тяного загрязнения на природную среду (водные и болотные экоси­стемы, почвенный покров, травянистые и древесные растения), а также на семена.

Влияние нефти на всхожесть семян хвойных видов древесных растений.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»