WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Образцы почвы (в трехкратной повторности) для проведения анализа отбирали следующим образом. Верхний пересохший слой почвы, или мульчу, на 3-4 см снимали и отбрасывали в сторону. Лопатой на полный штык выкапывали ямку с отвесной стенкой. Затем из отвесной стенки вырезали столбик шириной 3-4 см. Таким же образом отбирали порции почв из других мест тех же участков.

Содержание меди, цинка и свинца в растениях P. major L. и P. media L. определяли способом сухой минерализации (Специальный практикум по биохимии и физиологии растений, 1974; ГОСТ 26929-94, 1996).

При изучении морфоструктурной неоднородности в ценопопуляциях P. major L. и P. media L., выборки растений брали на пробных площадях, на типичных участках в характерных растительных сообществах с обильным участием P. major L. и P. media L. в травостое и с разной степенью антропогенной нагрузки. Рассматривали признаки, характеризующие особи в целом. В процессе онтогенеза на каждом участке на 25 растениях наблюдаемого вида разного возраста учитывали основные статистические параметры размерных морфологических признаков (Жукова, 2001). Описание онтогенеза проводили по Т. А. Работнову (1950), А. А. Уранову (1975) и Л.А. Жуковой (1983) в следующих возрастных состояниях растений: ювенильные (J), имматурные (im), виргинильные (V), молодые генеративные (g1), средневозрастные генеративные (g2), старые генеративные (g3).

Описание состава травостоя и фитоценотических параметров, а также числа особей всех растений, проводили на специально выделенных площадках (S=1м2) в трехкратной повторности на каждом модельном участке, по возможности равномерно расположенных в пределах каждой ценопопуляции согласно общепринятой методике (Алехин, 1961).

2. 4. Лабораторные исследования

В связи с преимущественно семенным размножением видов P. major L. и P. media L. проведены лабораторные исследования с целью изучения биологических свойств семян по рекомендациям С.А. Котта (1937), П. Веллингтона (1973) и др. При проращивании определялась энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян по соответствующему ГОСТу (ГОСТ 12038-66, 1973). В анализ было вовлечено 9370 семян, собранных с растений шести модельных участков.

В процессе лабораторного опыта фиксировали частоту аномальных и нормальных митозов в клетках корневых меристем лука репчатого (Allium cepa L.), обработанного экстрактами тканевых соков P. major L. и P. media L., собранных на участках с разной степенью антропогенной нагрузки. Применяли различную концентрацию (0,5%, 1%, 5,0%), используя стандартную ацетоорсеиновую методику (Паушев, 1980).

Глава 3. Результаты исследований

3.1. Характеристика модельных ландшафтных участков

В шести районах города Тобольска с учетом близости-удаленности от центра города, основных промышленных объектов и автомагистралей, были подобраны по одному типичному для района, города участку с различной степенью антропогенной нагрузки от малозначимой (контроль – участок № 3) до сильной (участок №1). Участки, в разной степени подверженные техногенному загрязнению, располагались на значительном удалении друг от друга.

Модельный участок № 1 восточная часть города, прилегающая к промышленной зоне ТНХК (Тобольский Нефтехимический комбинат); модельный участок № 2 обочина автодороги, прилегающая к промышленной зоне ТГМЗ (Тобольский Гормолзавод); модельный участок № 3 опушка смешанного леса, около д. Винокурово (контроль); модельный участок № 4 северная часть города, пустырь, примыкающий к промышленной зоне ТЗЖБИ (Тобольский завод железобетонных изделий); модельный участок № 5 обочина автодороги, южная часть города около Никольского взвоза; модельный участок № 6 жилой микрорайон №9, с современной, плотной высокоэтажной городской застройкой.

3.1.1. Состояние окружающей среды на участках исследования

Антропогенная нагрузка на участках исследования оценивалась по степени загрязнения атмосферного воздуха, снежного покрова и почв приоритетными загрязнителями. В атмосферном воздухе в 2003 г. проведено 180 замеров CО, NО2, SО2 два раза в сутки на протяжении месяца в весенний период (май) в летний период (июнь) и осенью (сентябрь). Верхняя граница ПДК зафиксирована по оксиду углерода (СО) на модельных участках № 1, 2, 4 (весь период наблюдений). Превышение ПДК по оксиду углерода было зафиксировано в июне на территории участков № 1, 2 и 4 и в сентябре на территории участков №1 и №5. По содержанию сернистого ангидрида превышение ПДК не отмечено, что нельзя сказать о NO2. Его превышение ПДК обнаружено на всех участках, во все месяцы наблюдения, кроме мая на территории участка №3, где содержание NO2 было на уровне пограничного.

В снежном покрове определялось содержание Pb (февраль 2003 г.). Увеличение доли свинца в почве достигало максимальных величин в приграничных с автомагистралями модельных участках (№ 1 – 0,025; № 2 – 0,210; № 5-0,018 мг/ кг).

В почве анализировалось содержание тяжелых металлов (Zn, Cu, Pb), а также нефтепродуктов. В почвах наблюдаемых модельных участков (2003г.), подверженных техногенным воздействиям, тяжелые металлы варьировали в пределах: цинк от 3,09 до 80,10 мг/кг (контроль 2,06), медь от 0,28 до 1,50 (контроль 0,3), свинец от 1,20 до 7,10 (контроль 1,02), нефтепродукты от 84,21 до 410,60 мг/кг (контроль 33,40).

Тяжелые металлы накапливаются не только в почве, но и в растениях. Путем химического анализа золы растений P. major L. и P. media L. (рис. 1) выявлена степень накопления анализируемых химических элементов (2003 г.).

Цинк

Медь

Свинец

Рис. 1. Вынос тяжелых металлов растениями двух видов подорожников в зависимости от их содержания в почвах на различных участках.

Условные обозначения: – – P. major L.; – P. mеdia L.; - почва.

Содержание цинка в растениях наиболее загрязненных районов изменялось от 5,60 до 11,20 мг/кг (P. major L.) и от 2,04 до 9,05 мг/кг (P. media L.). Накопление меди варьировало у P. major L. от 0,69 до 1,00 мг/кг, а у P. media L. от 0,20 до 0,88 мг/кг. Содержание свинца у P. major L. также значительно превышало показатели P. media L. Таким образом, исследованные растения различаются между собой по способности аккумулировать тяжелые металлы. Во всех случаях Plantago major L. значительно больше аккумулирует тяжелые металлы в сравнении с Plantago media L., но аккумулирующая способность изученных видов растений максимально проявляется к меди (из трех изученных металлов), а минимально по отношению к свинцу.

По результатам анализа почвы, снежного покрова и воздуха исследованные участки г. Тобольска выстраиваются в следующий ряд по мере усиления антропогенных нагрузок, в том числе по содержанию тяжелых металлов: участок №3 (контроль) участок № 6 участок №5участок №4 участок №2 участок №1.

Выявлена высокая положительная корреляция между содержанием тяжелых металлов в почве и растениях (P. major L. r=0,58-0,99; P. media L. r=0,48-0,98). В согласии с этим, в названном ряду участков закономерно повышается содержание Сu, Zn и Pb в растениях P. major L. и P. media L.

3. 1. 2. Фитоценотические особенности изученных модельных выделов

Разделение растений по видам и подсчет особей каждого вида позволили сопоставить структуру растительных сообществ, сформировавшихся на каждом модельном участке. По общему количеству выросших растений на учетных площадках (n=3) модельные участки в 2005 году распределились в следующем порядке: №3 (контроль) 373, №6 (9 мик-он) 244, №5 (Никольский взвоз) 208, №1 (ТНХК)179, № 2 (ТГМЗ) 175 и №4 (ТЗЖБИ) 173 экземпляра растений. Примерно в таком же порядке участки занимали места по видовому разнообразию: участок № 3 25 видов, участок № 6 22, участок № 5 и №4 по 19, участок № 2 17, участок № 1 15 видов растений. При одинаковом числе видов растений (по 19), зарегистрированных на участках № 4 и № 5, общими для них являются 12 видов. Во всех сообществах доминирующее положение занимают представители трех видов: Рlапtаgо majоr L., Plantago media L., Polygonum aviculare L.

Участие каждого вида в формировании подорожниковых фитоценозов характеризовалось обилием и покрытием. В целом Рlапtаgо majоr L. и Plantago media L. встречались с 30 сопутствующими видами растений. На пробных площадках (1 кв. м, в трехкратной повторности) число сопутствующих растений всех видов варьировало от 173 до 373 экземпляров. Антропогенная нагрузка приводила к уменьшению количества экземпляров растений на наиболее загрязненных участках.

Анализ спектра ведущих семейств (рис. 2) показал: на контрольном участке растения семейств Plantaginaceae составляют (34,6%), Poaceae 14,7%, от общего числа экземпляров. На участке средней степени загрязнения (№6) преобладали растения семейства Plantaginaceae 32,4%; Poaceae – 16,7%. На участке c сильной степенью загрязнения растения семейства Plantaginaceae составляют – 32,2%, семейства Poaceae – 18,1% от общего числа экземпляров растений. На долю семейства Polygonaceae приходилось 15,5%, семейства Asteracеae 13,2%.

Рис. 2. Спектр ведущих семейств изучаемых модельных участков, 2003-2005 г.г.

На участке средней степени загрязнения (№6) преобладали растения семейства Plantaginaceae 32,4%; Poaceae – 16,7%. На участке c сильной степенью загрязнения растения семейства Plantaginaceae составляют – 32,2%, семейства Poaceae – 18,1% от общего числа экземпляров растений. На долю семейства Polygonaceae приходилось 15,5%, семейства Asteracеae 13,2%. По мере увеличения антропогенной нагрузки происходит увеличение числа особей растений семейств Poaceae и Polygonaceae и уменьшение роли растений семейств Asteracеae и Fabaceae. На загрязненных участках, в отличие от контроля, в годы наблюдений (2003-2005) произошло выпадение следующих видов: Melilotus albus Medik., Prunella vulgaris L., Lathyrus pratensis L.

На участках с наибольшей антропогенной нагрузкой происходит уменьшение видовой насыщенности (рис. 3).

Рис. 3. Видовая насыщенность изучаемых модельных участков.

При анализе соотношения экологических групп отмечено, что антропогенная нагрузка на наблюдаемых участках приводит к увеличению численности растений с ксероморфной структурой (ксеромезофитов). На контрольном участке доля растений с ксероморфной структурой в 2003 году составляла 41% от общего числа экземпляров, на наиболее загрязненном участке (№1) 13%. В 2005 году соотношение растений с ксероморфной структурой на контрольном и загрязненном участках составляло 35% и 23% соответственно. Данная характеристика, в общем, согласуется с показателями антропогенного загрязнения модельных участков в наших исследованиях. Сопоставление видовой структуры растительных сообществ, сформировавшихся в условиях шести модельных участков, указывает, с одной стороны, на негативное влияние загрязнителей на формирование растительных сообществ и, с другой стороны, на неоднозначный адаптивный ответ представителей разных видов растений на совокупность экологических условий разных модельных участков. Ценопопуляции P. major L.и P. media L. активный компонент растительного сообщества, демонстрировавшие достаточно высокое положительное ассоциирование с большинством других видов, произрастающих в сообществе.

3. 2. Морфологические особенности P. major L. и P. media L. при различной антропогенной нагрузке

В полевые сезоны 2003-2005 гг. исследовано 5400 экземпляров растений из шести ценопопуляций P. major L. и P. media L., произраставших на участках с разным техногенным воздействием. На шести модельных участках отбирались по 25 растений (n=25) каждой наблюдаемой стадии онтогенеза обоих видов. Замерялись основные морфометрические параметры (табл.1).

Таблица 1.

Характеристика P. media L. на разных этапах онтогенеза по комплексу количественных признаков (2003-2005 гг.) на фоне различных антропогенных нагрузок

Модельный участок

Возрастное состояние, х±mх

j

im

v

g1

g2

g3

1

2

3

4

5

6

7

Масса растения (без корня), г

№1 (ТНХК)

0,09±0,003*

0,22±0,01*

1,20±0,07*

5,60±0,40*

8,34±0,40*

10,84±0,47*

№2 (ТГМЗ)

0,10±0,005*

0,25±0,01*

1,47±0,09*

6,22±0,35*

10,26±0,40*

14,43±0,51*

№3 (Контроль)

0,15±0,005

0,36±0,01

3,12±0,15

8,01±0,45

13,99±0,75

17,49±0,40

№4 (ЖЗБИ)

0,11±0,005*

0,28±0,01*

1,63±0,10*

6,94±0,41

11,29±0,66*

14,46±0,76*

№5(Никольский взвоз)

0,06±0,005*

0,29±0,02*

1,83±0,09*

7,06±0,50

11,55±0,55*

13,18±0,64*

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |






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