Оценка состояния дендрофлоры насаждений искусственного происхождения: на примере г. Новодвинска тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.03.01, кандидат сельскохозяйственных наук Хрущева, Светлана Владимировна

• Хрущева, Светлана Владимировна
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Хрущева, Светлана Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Глава 1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ.

1.1 Проблема загрязнения окружающей среды города.

1.2 Роль зелёных насаждений в оздоровлении городской среды и влияние на них неблагоприятных экологических факторов.

1.3 Влияние аэротехногенных выбросов наэпифитную лихенофлору.

1.4 Особенности формирования, функции и классификация городских почв.

Глава 2. ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И

СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НОВОДВИНСКА.

2.1 История формирования территории города.

2.2 Климат района исследований.

2.3 Состояние окружающей среды и чувствительность лихенофлоры к атмосферному загрязнению.

2.3.1. Загрязнение атмосферы города.

2.3.2 . Эпифитная лихенофлора города, как показатель распространения атмосферного загрязнения.

Глава 3. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ, МЕТОДИКА

И ОБЪЁМ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Краткая характеристика объектов исследований.

3.2 Методика проведения исследований.

3.2.1 Методика исследования почв города.

3.2.2 Методика исследования насаждений.

3.3 Методика обработки исходного материала.

3.4 Объём выполненных исследований.

Глава 4. ПОЧВЕННЫЕ УСЛОВИЯ ГОРОДА.

4.1 Морфологические особенности городских почв.

4.2 Живой напочвенный покров объектов.

4.3 Содержание основных элементов питания в почве.

Глава 5. ВИДОВОЙ СОСТАВ И ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ

ДРЕВЕСНОЙ И КУСТАРНИКОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ.

5.1 Видовой состав, жизненное и эстетическое состояние деревьев.

5.1.1 Количество плодоносящих экземпляров тополя бальзамического на улицах города.

5.2 Видовой состав и качественное состояние кустарников.

5.3 Повреждения ассимиляционного аппарата лиственных пород.

Глава 6. СОДЕРЖАНИЕ СЕРЫ И СВИНЦА В ЛИСТЬЯХ

ДЕРЕВЬЕВ И СПОСОБНОСТЬ ДЕНДРОФЛОРЫ АККУМУЛИРОВАТЬ ПЫЛЬ.

6.1 Содержания серы в ассимиляционном аппарате деревьев.

6.2 Содержание свинца в почве и листьях древесных пород.

6.3 Пылезадерживающая способность древесной растительности.

Глава 7. РЕПРОДУКТИВНАЯ СПОСОБНОСТЬ ДЕРЕВЬЕВ

И КУСТАРНИКОВ.

7.1 Биометрические показатели семян.

7.2 Качество семян исследуемых видов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка состояния дендрофлоры насаждений искусственного происхождения: на примере г. Новодвинска»

Актуальность темы. В настоящее время уровень антропогенного воздействия на биосферу в целом и отдельные экосистемы, в частности, непрерывно возрастает, что влечет за собой их деградацию. С экологических позиций, территорию города необходимо рассматривать как рукотворную урбо-экосистему, существующую за счет постоянного внешнего воздействия человека. Вода, воздух, почва в условиях урбанизированной среды города являются лишь «буферами» загрязнения, а при сильной степени загрязнения сами являются источниками экологической опасности, не поддающимися быстрому восстановлению (Строганова, 1997). Загрязнение атмосферы, учитывая его комбинированное влияние, широкое распространение и множественность эффектов воздействия, является одним из самых опасных факторов деятельности человека.

На улучшение качества городской среды влияет общая площадь и состояние зелёных насаждений. Деревья и кустарники очищают воздух от пыли, загрязняющих веществ, обогащают его кислородом, снижают содержание в нём углекислого газа, ослабляют городской шум и в целом создают комфортную среду для человека. Антропогенные загрязнения городской среды сказывается на состоянии зелёных насаждений: длительное воздействие вредных выбросов даже в малых дозах вызывает необратимые изменения в растениях. Патология повреждений сначала проявляется на физиолого-биохимическом уровне, в дальнейшем приводит к развитию видимых симптомов: поражаются ткани листьев хлорозом и некрозом, лиственные породы сбрасывают листья раньше окончания вегетационного периода, снижается устойчивость к естественным неблагоприятным факторам среды (Уфимцева, Терёхина, 2000). Поэтому оценка состояния деревьев и кустарников и степени влияния на них антропогенных факторов, в том числе на воздушную и почвенную среды обитания дендрофлоры, становится особенно актуальной. t

Цель диссертационной работы — проведение комплексной оценки состояния дендрофлоры искусственно созданных насаждений в условиях городской среды Европейского Севера.

Для решения поставленной цели разрабатывались следующие программные вопросы:

1. Оценка видового разнообразия древесной и кустарниковой растительности и её состояния;

2. Исследование повреждений ассимиляционного аппарата;

3. Изучение репродуктивной способности деревьев и кустарников;

4. Характеристика почвенных условий произрастания растений (морфологи ческие характеристики и агрохимические свойства городских почв);

5. Определение содержание серы и свинца в листьях деревьев;

6. Исследование видовой представленности и состояния эпифитной лихе-нофлоры.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использованы общепринятые методики, частично видоизменённые автором и адаптированные к городским условиям.

Научная новизна результатов исследований. В условиях города Но-водвинска проведена комплексная оценка состояния дендрофлоры, произрастающей в условиях загрязнения атмосферы города. Исследованы репродуктивные свойства деревьев и кустарников. Дана характеристика почвенных условий произрастания растений в городской среде. Изучена эпифитная ли-хенофлора как показателя индикации загрязнения воздушной среды.

Обоснованность и достоверность результатов исследований обеспечивалась применением современных методик проведения исследований и достаточно обширным объёмом экспериментального материала, обработанного с применением современных компьютерных технологий.

Личный вклад. Автором сформулированы цель и программные вопросы, выбран методический подход к их решению. Соискателем в течение

2003-2009 гг. собран экспериментальный материал, выполнен анализ результатов исследований, сформулированы выводы и практические рекомендации.

Апробация и публикации работы. Основные положения и результаты исследований доложены на XII и XIII молодёжных научных конференциях института биологии Коми НЦ УрО РАН «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2005, 2006), на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ (С(А)ФУ). По материалам исследований опубликованы 6 работ, в том числе одна в издании по перечню ВАК России.

Практическая значимость работы заключается в том, что с помощью материалов исследований возможно определить степень ослабленности древесных и кустарниковых растений и меры по предотвращению влияния неблагоприятных факторов на них. Своевременное выявление патологических изменений в состоянии зелёных насаждений, позволит дать оценку и прогноз развития ситуации. Данная работа может быть использована для разработки комплекса мер, направленных на создание, сохранение и повышение устойчивости городских насаждений. Полученные данные о видовом разнообразии эпифитной лихенофлоры могут служить исходной точкой начала биологического мониторинга за состоянием городских зелёных насаждений.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 200 страницах машинописного текста и состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций, приложений. Список литературы содержит 224 наименования, в том числе 10 на иностранных языках. Текст иллюстрирован 37 таблицами и 18 рисунками.

Заключение диссертации по теме «Лесные культуры, селекция, семеноводство», Хрущева, Светлана Владимировна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Ассортимент древесных пород насчитывает 16 видов деревьев и 14 видов кустарников. Самыми многочисленными являются: тополь бальзамический (51%), берёзы пушистая и повислая (27 %), акация жёлтая (55 %), жимолость татарская (14 %).

2. Жизненное состояние большинства деревьев относиться к категориям: условно здоровые, ослабленные, сильно ослабленные. Ослабленное состояние имеют осина и тополь бальзамический. Состояние тополя бальзамического ухудшают: отмирание ветвей первого и второго порядка (40 % деревьев), некроз ствола (29 %), наличие водяных побегов на стволе (45 %), бурая пятнистость листьев (61 %). Для осины характерно отмирание ветвей (42 %), поражение листьев, ветвей и ствола некрозами (39 %). Удовлетворительное эстетическое состояние имеют тополь «бальзамический (3 балла), осина (3) и вяз гладкий (2,5). Лучшие показатели у берёзы пушистой (2,4) и липы мелколистной (1,1).

Среди кустарников (большинство из которых жимолость татарская и акация желтая) хорошее состояние имеют 50 % кустарников, удовлетворительное — 32 %, неудовлетворительное — 18 %.

3. Высокими показателями качества семян отличается жимолость татарская (84 %) . Семена хорошего качества продуцируют акация жёлтая (68 %), сирень венгерская (75 %), роза иглистая (75 %). Средними показателями качества обладают боярышник кроваво-красный (59 %) кизильник блестящий (55 %), липа мелколистная (46 %) и берёза повислая (41 %).

4. Наибольшей аккумулирующей способностью обладает тополь бальзамический, валовое содержание серы в его листве достигает 0,461 %, что в 1,5 раза больше фонового значения. По уменьшению содержания серы в абсолютно сухом веществе листьев все исследованные древесные породы располагаются в следующий ряд: тополь бальзамический, осина, берёза пушистая.

В среднем осина и берёза пушистая содержат в листьях 0,88 и 0,73 мг/кг свинца, а тополь бальзамический в два раза меньше (0,32 мг/кг).

5. На территории города распространены урбанозёмы и реплантозёмы, они являются достаточно благоприятными для роста и развития растений. Почвы характеризуются повышенным содержанием в корнеобитаемом слое органического вещества (3,24-27,5 %), подвижных форм фосфора (178-805 мг/кг) и калия (31-514 мг/кг). Концентрация свинца в почве города составляет от 9 до 22,4 мг/кг, что значительно ниже ПДК.

6. Распространение эпифитных лишайников по территории города неоднородно, что говорит о мозаичном рассеивании аэротехногенных выбросов. Всего выявлено 12 видов эпифитных лишайников, относящихся к 10 родам.

С целью улучшения ведения зелёного хозяйства города предлагаем обратить внимание на обогащение породного состава насаждений; улучшение санитарного состояния дендрофлоры путём своевременной обрезки больных ветвей и водяных побегов; в отдельных случаях на обработку крон против возбудителей болезней листьев и насекомых-вредителей.

Для улучшения почв города рекомендуем на вытоптанных и уплотнённых участках планирование пешеходно-дорожной сети, создание или увеличение плодородного слоя почв, их рыхление и травосеяние, а также внесение ор-гано-минеральных удобрений в наиболее нуждающиеся почвы зелёных насаждений.

Полученные данные могут быть учтены при комплексной оценке биоразнообразия и состояния городских ландшафтов, что важно для прогнозирования дальнейших изменений, зонирования территории по уровню техногенного загрязнения, разработки практических рекомендаций по предотвращению возможных негативных явлений

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Хрущева, Светлана Владимировна, 2010 год

1. Абрамова Г.И. О качественных показателях семян некоторых пород в дендрарии АЛТИ. Текст. /Г.И. Абрамова //Вопросы биологии, роста и таксации древостоев/ Труды АЛТИ XXXIV Архангельск, 1972. с. 38-41.

2. Агаркова М. Г. Морфолого-генетические особенности городских почв и их систематика Текст. / М.Г. Агаркова, Л.К. Целищева, М.Н. Строганова // Почвоведение, 1991. -№ 2. — М.: Изд-во «Наука». С. 11-16.

3. Амиров Ф.А. Изменения почв и растительности под влиянием рекреационного лесопользования Текст. / Ф. А. Амиров, В. К. Казанфарова, 3. А. Баланбеков // Лесоведение, 1982. — № 6. С. 21-26.

4. Арестова, Е. А. Интродукция Биоты восточной и Туи западной в г. Саратове Текст. / Е. А. Арестова // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений: Материалы VI Международной научной конференции. Красноярск: СибГТУ, 2003. — С. 7-9.

5. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. Текст. /Е.В. Аринушкина,- М.; Изд-во МГУ.- 1962- с. 488

6. Астрологова Л.Е. Определитель лесных травянистых растений: учебное пособие Текст. / Л.Е. Астрологова, Г.Б. Гортинский. Часть 1. —Л.: Изд-во ЛТА, 1978.-80 с.

7. Астрологова Л.Е. Определитель лесных травянистых растений: учебное пособие Текст. / Л.Е. Астрологова, Г.Б. Гортинский, Часть 2. -Л.: Изд-во ЛТА, 1979.- 80 с.

8. Астрологова JI.E. Формирование газонов на набережной г. Архангельска Текст. / Л.Е. Астрологова // Экологические проблемы Севера: Межвуз. сб. науч. трудов. Архангельск, 2008. - № 11. — С. 28-30.

9. Атлас Архангельской области / под. ред. А.Ф. Трепшикова. — М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1976. -110с.

10. П.Бабич Н.А. Интродуценты в зелёном строительстве северных городов: монография Текст. / Н.А. Бабич, О.С. Залывская, Г.И. Травникова Архангельск: АГТУ, 2008. - 144 с.

11. Бакулин В.Т. Использование тополя в озеленении промышленных городов Сибири: краткий анализ проблемы Текст. / В.Т. Бакулин //Сибирский экологический журнал. Новосибирск, 2005 - №4 - С.563-571.

12. Байтурина, Р. Р. Фильтрационная способность городских насаждений Текст. / Р. Р. Байтурина // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений: Материалы VII Международной научной конференции. Красноярск: СибГТУ, 2004. - С. 21-24.

13. Белов С.В.Оценка гигиенической роли леса Текст. / С.В. Белов //Лесное хозяйство, 1964 № 1.- С. 8-12.

14. Белов С.В. Количественная оценка гигиенической роли леса и нормы лесов зелёных зон Текст. / С.В. Белов.- Л.: Изд-во Лен НИИЛХ, 1964.-65 с.

15. Бессонова В.П., Юсупова Т.И. Влияние загрязнения природной среды на плодоношение древесных растений Текст./ В.П. Бессонова, Т.И. Юсупова // Лесное хозяйство, 1998.- №2 С.39-40.

16. Беспаленко, О.Н. Использование семеношения сосны в качестве биоиндикатора Текст. / О.Н. Беспаленко // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений: Материалы

17. Болотова М.В. Определитель высших растений Коми АССР Текст. /В.М. Болотова, А.А. Дедов, А.Н. Лащенкова, А.И. Толмачёв, Т.П. Шоленикова -М.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. С. 360.

18. Белоусов В.Н. Борьба с шумом в городах. Текст. / В.Н. Белоусов, Б.Г. Прутков, А.П. Шицкова и др.; — М.: Стройиздат, 1987. — С. 248.

19. Вызова Н.М. Рекреационный потенциал Архангельской области Текст. /Н.М. Вызова // Экологические проблемы Севера: Межвузовский сборник научных трудов Архангельск: СОЛТИ, 2001- № 4 - С. 73-77.

20. Бязров Л.Г. Видовой состав и распространение эпифитных лишайников в лесных насаждениях Москвы Текст. / Н.М. Бязров // Лесоведение, 1994 — №1 -с.45-54.

21. Бязров Л.Г. Распределение фитомассы эпифитных лишайников некоторых типах лесных биогеоценозов в подзоне широколиственно-еловых лесов Текст. / Л.Г. Бязров //Лесоведение, 1971-№5 С. 85-89.

22. Бязров Л.Г. Лишайники в экологическом мониторинге: монография Текст. / Л.Г. Бязров М.: «Научный мир», 2002. - С. 336.

23. Вергунов А.П. Озеленение центров крупных городов Текст. /А.П. Вер-гунов.-М.; 1976.-С. 43.

24. Владимиров В.В. Урбоэкология. Курс лекций. М.: Изд-во МНЭПУ, 1999.- 204 с.

25. Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв Текст. /Под ред. Л.А. Гришиной.— М.;Изд-во МГУ, 1990 — С. 205.

26. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР Текст. / Отв. ред. М.В. Горленко —М.: «Мысль», 1978.-С. 365; 28 л. ил.

27. Войчаль, П. И. К вопросу сортирования семян ели и сосны Текст. / П. И. Войчаль // Сборник научно-исследовательских работ. Архангельск: Издание АЛТИ, 1946. - С. 77-83.

28. Воронцов А. И. Технология защиты леса Текст. / А. И. Воронцов, Е. Г. Мозолевская, Э. С. Соколова. М.; 1991. - С.ЗОЗ.

29. Галактионов И. И. Декоративные деревья и кустарники для озеленения городов Европейской части РСФСР Текст. / И. И. Галактионов, А. В. By, М. JI. Стельмахович. М.; Стройиздат, 1966.- 265с.

30. Герасимов М. И. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация Текст. / М. И. Герасимов, М. Н. Строганова, Н. В. Можарова, Т. В. Прокофьева. Смоленск: Ойкумена, 2003. - С. 268.t!

31. Голицын А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды. Учебник. Текст. / А.Н. Голицин. М.: Изд-во ОНИКС, 2007.-328 с.

32. Голубкова Н. С. Лишайники Текст. / Н. С. Голубкова, X. X. Трасс //Жизнь растений Л.: Просвещение, 1977. - Т. 3. - С. 379-470.

33. Городков А.В. Ландшафтно-средозащитное озеленение и его влияние на экологическое состояние крупных городов Центральной России: Текст. : автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора с.-х. наук / А.В. Городков. Брянск, 2000 - 40 с.

34. ГОСТ 13056.1 67 - 13056.11 - 68. Семена деревьев и кустарников. Правила отбора образцов и методы определения посевных качеств семян Текст. -Введ. 1990-02-01. -М.: Изд-во стандартов, 1998. - 195 с.

35. ГОСТ 17.4.1.02 83. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения Текст. - Введ. 1983-01-01. — М.: Изд-во стандартов, 1989 - 4 с.

36. ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки почв для химического, бактериологического игельминтологического анализа Текст. Введ. 19.12.1984. № 4731.-М.; Изд-во стандартов 16 с.

37. ГОСТ 13056.1 67 - 13056.11 - 68. Семена деревьев и кустарников. Правила отбора образцов и методы определения посевных качеств семян Текст. Введ. 1990-02-01. -М.: Изд-во стандартов, 1998. - 195 с.

38. ГОСТ 13056.6-97. Семена деревьев и кустарников. Метод определения всхожести Текст., Минск: Изд-во стандартов, 1998-27с.

39. Горшков В.В Использование эпифитных лишайников для индикации атмосферного загрязнения. Методические рекомендации Текст. / В.В. Горшков Апатиты, 1991. —52 с.

40. Гусев, И. И. Моделирование экосистем Текст. / И. И. Гусев. -Архангельск: Изд-во АГТУ, 2002. С.112.

41. Гусев И. И., Статистические показатели распределения: Методические указания к проведению практических работ по вариационной статистике

42. Текст. / И.И. Гусев. Архангельск; РИО АЛТИ, 1980. - С.36.

43. Гусев М.И. Пылезадерживающая способность листьев некоторых пород древесных насаждений Текст. / М.И. Гусев // Гигиена и санитария — № 6 -1952.-С. 17-19.

44. Денисов С.А. Влияние леса на газовый состав, чистоту и гигиеничность атмосферы. Учебное пособие Текст. / С.А. Денисов Йошкар-Ола: Издание МарГУ, 1982.- С. 48.4