ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА НА ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА НА ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ
Автор: Меркулов Илья, ученик 11 «Б» класса, муниципальное образовательное
учреждение лицей №8, г. Н.Новгород, E-mail: [email protected]
Научный руководитель: учитель биологии Меркулова Н.Н.
Консультант: учитель информатики Канянина Т.И..
АННОТАЦИЯ
В работе 15 страниц, 48 фотографий, источников 10.
В настоящей работе рассмотрены:
влияние факторов внешней среды на высшие растения,
современное состояние природной среды,
основные источники загрязнения биосферы,
анатомо-морфологические изменения растений в зависимости от степени загрязненности
атмосферы.
В результате практических исследований получены результаты, свидетельствующие о
том, что степень загрязненности воздуха прямо пропорциональна количественному
изменению со стороны листьев высших растений.
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.
1.1 Актуальность темы, цель и задачи исследования.
Актуальность данной темы состоит в том, что из-за увеличения масштабов антропогенного
воздействия (хозяйственной деятельности человека), особенно в последнее столетие,
нарушается равновесие в биосфере, что может привести к необратимым процессам и
поставить вопрос о возможности жизни на планете. Это связано с бурным развитием
промышленности, энергетики, транспорта, сельского хозяйства и других видов деятельности
человека без учета возможностей биосферы Земли. Уже сейчас перед человечеством
встали серьезные экологические проблемы, требующие незамедлительного решения.
Целью настоящей работы является изучение анатомо–морфологических изменений
растений под влиянием антропогенных воздействий, по которым можно было бы судить о
степени загрязненности атмосферы. Основной задачей исследования было установить
отличия в количественных признаках анатомо–морфологической структуры листьев,
шести представителей высших растений: дуб, тополь, липа, акация, сосна, ель – методом
визуальной оценки, обитающих при различной степени загрязнения атмосферы в районах
города.
1.2 Современное состояние природной среды.
Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако,
в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на
биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием
хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине
нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на
человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек
постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях.
При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде
отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и
существованию биосферы, и самого человека. Настоящие сдвиги в биосферных процессах
начались в XX веке в результате очередной промышленной революции. Бурное развитие
энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая
деятельность
стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и
материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления
человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности
населения и даже опережает его прирост. Предупреждая о возможных последствиях
расширяющегося вторжения человека в природу, ещё полвека назад академик В.И.
Вернадский писал: «Человек становится геологической силой, способной изменить лик
земли». Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной
(производимой человеком) деятельности проявляются в истощении природных ресурсов,
загрязнении биосферы
отходами производства, разрушении природных экосистем,
изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия
приводят
к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов. В
результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около
двадцати миллиардов тонн углекислого газа и поглощается соответствующее количество
кислорода. Природный запас С02 в атмосфере составляет величину порядка 50 000
миллиардов тонн. Эта величина колеблется и зависит, в частности, от вулканической
активности. Однако антропогенные выбросы углекислого газа превышают естественные и
составляют в настоящее время большую долю его общего количества. Увеличение
концентрации углекислого газа в атмосфере, сопровождающееся ростом количества аэрозоля
(мелких частиц пыли, сажи, взвесей растворов некоторых химических соединений), может
привести к заметным изменениям климата и соответственно к нарушению складывавшихся в
течение миллионов лет равновесных связей в биосфере. Итогом нарушения прозрачности
атмосферы, а, следовательно, и теплового баланса может явиться возникновение
«парникового эффекта», то есть увеличения средней температуры атмосферы на несколько
градусов. Выброс в атмосферу промышленных газов, включающих такие соединения, как
окись углерода СО (угарный газ), окислы азота, серы, аммиака и других загрязнителей,
приводит к угнетению жизнедеятельности растений и животных, нарушениям обменных
процессов, к отравлению и гибели живых организмов.
Загрязнение природной среды, появление в ней новых компонентов, вызванное
деятельностью человека или каким – либо грандиозными природными явлениями (например,
вулканической деятельностью), характеризуют термином загрязненность. В общем
виде, загрязненность – это наличие в окружающей среде вредных веществ, нарушающих
функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих
качество среды с точки зрения проживания человека или ведения им хозяйственной
деятельности.
Экологическое действие загрязняющих агентов может проявляться по-разному; оно может
затрагивать либо отдельные организмы, либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже
биосферу в целом.
Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в
результате естественных причин – извержения вулканов, землетрясений, катастрофических
наводнений и пожаров. Антропогенное загрязнение – результат деятельности человека. В
настоящее время общая мощность источников антропогенного загрязнения во многих
случаях превосходит мощность естественных. Так, природные источники окиси азота
выбрасывают 30 млн. тонн азота в год, а антропогенные – 35 – 50 млн. тонн; двуокиси серы,
соответственно, около 30 млн. тонн и более 150 млн. тонн. В результате деятельности
человека свинца попадает в биосферу почти в 10 раз больше, чем в процессе природных
загрязнений. Загрязняющие вещества, возникшие в результате хозяйственной деятельности
человека, и их влияние на среду очень разнообразны. К ним относятся: соединения углерода,
серы, азота, тяжелые металлы, различные органические вещества, искусственно созданные
материалы, радиоактивные элементы и многое другое.
Различные негативные изменения атмосферы Земли связаны главным образом с
изменением концентрации второстепенных компонентов атмосферного воздуха. Существует
так же два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный.
Естественный источник – это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары,
процессы разложения растений и животных. К основным антропогенным источникам
загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса,
транспорт, различные машиностроительные предприятия.
Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии природных
экосистем, особенно на зеленом покрове нашей планеты. Одним из самых наглядных
показателей состояния биосферы служат леса и их самочувствие. Кислотные дожди,
вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред
лесным биоценозам. Установлено, что хвойные породы страдают от кислотных дождей в
большей степени, чем широколиственные. Особенно сильно страдают зелёные насаждения в
промышленных городах, атмосфера
которых
содержит
большое
количество
загрязняющих веществ.
1.3. Основные источники загрязнения биосферы.
В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность,
бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении
воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее
сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений –
теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и
углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые
выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора,
частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы
попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления
жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.
Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в
атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так,
поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который
взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии
серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным
образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между
загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные
признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые
электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки.
Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:
- Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он
попадает в результате сжигания твёрдых отходов, с выхлопными газами и выбросами
промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250
млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными
частями атмосферы, и способствует повышению температуры на планете, и созданию
парникового эффекта.
- Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива
или переработки сернистых руд (до 170 млн.т. в год). Часть соединений серы выделяется при
горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество
выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 процентов от общемирового
выброса.
- Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом
реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который
подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля
серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой
облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих
на расстоянии менее одиннадцати километров от таких предприятий, обычно бывают густо
усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах соединения капель
серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а
также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.
- Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими
соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по
изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие,
а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями
подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.
- Окислы
азота. Основными
источниками
выброса
являются предприятия,
производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители,
нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в
атмосферу, составляет 20 млн.т. в год.
-Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по
производству
алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие
вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений – фтороводорода или
пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом.
Производные фтора являются сильными инсектицидами.
- Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих
соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный
спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и
паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений
и
их
концентрацией. В
металлургической промышленности при выплавке чугуна и при
переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и
ядовитых газов.
Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой
зависимости от промышленного развития города. Загрязнение воздуха специфическими
веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе
размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий
уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических
веществ до сих пор остается нерешенной.
1.4. Реакция высших растений на основные загрязнители воздуха.
Если рассматривать наиболее важные загрязняющие воздух вещества с точки зрения их
потенциальной опасности для растительности, то ведущую роль здесь займет S02, благодаря
своему широкому распространению в мире и своей потенциальной фитотоксичности. Второе
место по фитотоксичности после S02 занимает газообразный фтористый водород НF, хотя
его количество в воздухе на несколько порядков ниже, чем S02. В загрязненных фторидами
районах содержание фтора в растениях, особенно в листьях значительно возрастает.
Многочисленные анализы растений и почвы показывают, что высокое содержание фторидов
вызвано их поступлением из атмосферы, а не из почвы. Видимые проявления выбросов
S02 и НF на высшие растения, такие как некроз, обесцвечивание, штриховатость, хлороз
листьев, преждевременное сбрасывание листьев, изменение режима роста, замедление роста,
снижение урожайности, преждевременное старение; - не являются типичными именно для
этих веществ. Однако, симптомология, совместно с другими методами может помочь
оценить влияние эмиссии загрязняющих веществ. Процесс определения природы и
особенностей
появления болезненного состояния живого организма – называется
диагностикой. Если причины болезни связаны с действием какого – либо организма, то она
называется биотической; если она связана с некоторым физическим стрессом, то она
является абиотической. Правильная диагностика включает много связанных элементов.
Описание симптомов – особенно важный элемент и средство диагностики. Но, кроме того,
необходимо рассматривать наличие или отсутствие организма, пораженных частей растения
и видов, распределение пораженных растений, характеристика местности и почвы. Вместе
они составляют элементы диагностики и дают общий синдром – общую модель заболевания,
включающую все связанные параметры.
Любые заметные изменения в ожидаемом внешнем виде, структуре или функции организма,
предполагающие, что с ним что-то не в порядке называются симптомами. Появление
симптомов – результат действия физических или биологических агентов, вызывающих
стресс. Но независимо от характера стресса, потеря зеленого пигмента листа – хлорофилла,
является
первым
показателем нарушения нормальной жизнедеятельности растений.
Зеленый цвет выцветает, и все части листа становятся хлоротическими или пожелтевшими,
то есть хлороз захватывает все части листа. В связи с ослаблением функций тканей, они
становятся некротическими, приобретают различные оттенки коричневого цвета. Такой
некроз, выраженный как суховершинность, особенно типичен для игл хвойных. Появление
хлоротических и некротических клеток может вызываться загрязняющими веществами, а
также патогенами. Реже листья могут быть скручены и иметь наросты, – что чаще бывает
при повреждении насекомыми.
Давно замечено, что если сосны растут поблизости от промышленных предприятий, то хвоя
опадает тем раньше, чем сильнее загрязнен воздух. Хвойные породы особенно сильно
страдают от сернистого газа. Чувствительность к нему убывает в такой последовательности:
ель, пихта, сосна, лиственница. Продолжительность жизни хвои сосны в нормальных
условиях составляет три – четыре года. За это время она накапливает такое количество S02,
которое существенно превышает пороговое значение. Под влиянием токсиканта хвоя
сосны в зонах сильного загрязнения приобретает темно – красную окраску, которая
распространяется от основания иглы к ее острию, затем отмирает и отпадает,
просуществовав всего 1 год. Лиственница, ежегодно сбрасывая листву – значительно
устойчивее к S02. Поэтому по продолжительности жизни хвои сосны и характеру некрозов
можно определить степень поражения сосновых насаждений сернистым газом. Важным
критерием при этом является содержание хлорофилла. Сосны являются также наиболее
чувствительными к действию фотохимических соединений (например, Оз). К характерным
симптомам относится появление на старых иглах хлоротических пятен, которые заменяются
рыжевато – коричневыми некрозами, распространяются от кончиков игл. Чувствительность
хвойных растений к Оз убывает в следующем порядке: кедр, сосна скрученная,
широкохвойная, сосна горная, пихта, сосна Веймутова, желтая сосна, пихта одноцветная.
Хвойные деревья обладают особой чувствительностью к поражающему воздействию
соединений фтора. Действие НF вызывает у них постоянный некроз кончиков игл.
Обычно различают два типа видимых повреждений листьев: острые и хронические (причем,
оба типа могут наблюдаться одновременно). Острое поражение листьев происходит при
кратковременном воздействии высокими концентрациями загрязняющих веществ. В этом
случае у растений появляются некротические или обесцвеченные участки листа.
Хронические
же
поражения вызываются многократными выбросами сублетальных
концентраций загрязнителя и обычно проявляются в виде хлороза листьев. Поражение
листьев начинается с проникновением загрязняющего вещества в лист и последующего его
воздействия на различные клеточные процессы. Поэтому основной интерес вызывают
изменения органов ассимиляции, которые вследствие интенсивного газообмена, в основном,
и абсорбируют загрязняющие вещества. Для острого повреждения двудольных трав растений
и лиственных деревьев типично появление некротических участков, в основном между
жилок листа, но иногда, у растений с узкими листьями, на кончиках листьев и по краям.
Некротические поражения видны с обеих сторон листа. Поглощение большого количества
S02 при кратковременном воздействии вызывает быструю аккумуляцию внутриклеточного
сульфита (S0з), который мешает процессам метаболизма, происходящим в клетках
мезофилла. Разрушенные участки ткани выглядят сначала серовато – зелёными, как бы
смоченными водой, затем становятся сухими и меняют цвет на красновато – коричневый.
Цвет листьев наиболее интенсивный на верхней поверхности. Кроме того, могут появиться
точки цвета бледной слоновой кости. Некроз появляется в виде большого количества
некротических
пятен, которые
сливаются, образуя полосатость между жилками.
Поскольку пораженная некрозом ткань листа становится хрупкой, она рвется и выпадает из
окружающей ткани, листья приобретают перфорированную форму. Наиболее общим
видимым признаком острого повреждения однодольных растений является слабый,
желтовато – белый цвет или цвета слоновой кости некроз, начинающийся у кончиков листа и
затем распространяющийся на всю листовую пластинку. Можно также наблюдать
некротические края листа и точечные пятна или определённого вида межжилковую
штриховатость на листовой пластинке.
Хронические повреждения являются результатом действия двух механизмов:
после попадания в листья S02 реагирует с Н20, образуя ион сульфита (S0з), который затем
окисляется в сульфат. Повышение концентрации сульфатов в ткани после длительной
аккумуляции приводит к хлорозу;
сульфит, который считается в тридцать раз токсичнее сульфата, может обесцветить
хлорофилл даже при сублетальной концентрации после кратковременного выброса S02.
В обоих случаях хлорозы очень похожи, но листья остаются набухшими и выполняют свою
функцию. Продолжительный выброс небольшого количества S02 не вызывает необратимых
изменений клеток; но замедляет их рост.
У двудольных травянистых растений и широколиственных деревьев некроз кончиков и краев
листьев является типичным симптомом поражения НF. Сначала поверхность листьев как бы
смочена водой, серо-зеленая, а затем коричневая. Некротическая ткань может отделяться от
поврежденной узкой красновато – коричневой полосой, образованной в результате
отложения смолы и танинов. Некротические ткани часто ломаются и отпадают. От краёв
некроз обычно распространяется между жилками листа и к средней жилке листа. Хлороз и
некроз могут появиться одновременно, цвет различается в зависимости от вида растений, У
однодольных доминирует поражение кончиков листа, некроз часто распространяется на края
одной стороны листа и дальше вниз, а не на другую сторону. У злаковых часто кончики
листьев приобретают бледно-коричневый и белый цвет. Иногда между жилками образуются
хлоротические полосы. К HF особенно чувствительны гладиолусы. Четкая черно-белая
полоса отделяет мертвую ткань от живой. Общий признак поражения Оз – появление у
листьев «пятнистости» с металлическим блеском, которые затем обесцвечиваются до
коричневого или белого.
В районах, в которых в течение нескольких лет происходил выброс S02 и НF, у многолетних
растений (у деревьев) не только поражаются листья, но и изменяется режим роста. Эти
фенотипические изменения приводят, в основном, к снижению скорости роста. Снижается
радикальный прирост, прирост в высоту, рост побегов, размер и количество листьев. В
экстремальных условиях при воздействии повторяющихся пиковых концентраций развитие
некоторых сосен, берёз и осин было нарушено таким образом, что произошло образование
карликовости в загрязненном НF районе, вблизи алюминиевого завода. Постоянное
воздействие фторидов в течение нескольких лет, вызвало биометрически определяемые
отклонения в анатомической структуре древесины карликовых деревьев. Они проявились в
виде изменения числа и размеров различных типов клеток древесины.
2. МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ
2.1 Методика и техника исследования.
Мною проведена научно - исследовательская работа, основанная на изучении анатомоморфологических изменений высших растений в зависимости от уровня загрязнённости
атмосферы в различных районах города Нижнего Новгорода. Учитывая отсутствие
достаточного количества оборудования и средств, проводилась оценка лишь таких
показателей, как визуальное повреждение растений (появление хлорозов, некрозов,
опущение листьев, снижение тургора, суховершинность).
Изучение макроскопических изменений проводилось на шести представителях высших
растений: дуб, ель, сосна, тополь, липа, акация. На листьях этих растений мною выявлены
изменения окраски листьев, так называемые неспецифические реакции на различные
стрессоры;
- хлороз - бледная окраска листьев между жилками (например, у растений на отвалах в
местах добычи тяжелых металлов, у сосновой хвои при слабой загазованности атмосферы);
- пожелтение краев или определенных участков листьев (например, у лиственных деревьев
под влиянием хлоридов);
- побурение или побронзовение (у лиственных деревьев нередко начальная стадия тяжелых
некротических повреждений), у елей и сосен служит для дальней индикации зон дымовых
повреждений;
- покраснение (накопление антоциана в виде пятен на листьях под действием S02);
- изменения окраски, при которых листья производят впечатление пропитанных водой
(сходство с повреждениями морозом; часто - первые стадии некрозов);
серебристая окраска поверхности листьев.
Некрозы - отмирание ограниченных участков ткани. Это важные симптомы повреждений,
иногда довольно специфичные. Следует различать:
- точечные и пятнистые некрозы: отмирание тканей листовой пластинки в виде точек и пятен
(например, после воздействия озона);
- межжилковые некрозы: отмирание листовой пластинки между боковыми жилками первого
порядка (часто при воздействии S02);
- краевые некрозы: сочетание межжилковых и краевых некрозов приводит к появлению
узора наподобие «рыбьего скелета» (например, у лип, поврежденных поваренной солью,
применяемой для таяния льда);
- верхушечные некрозы, особенно характерны у однодольных и хвойных (например, темно бурые некрозы кончиков хвои у пихты и сосны после воздействия S02;
При развитии некрозов сначала изменяется окраска (при действии S02 обычно образуются
грязно-зелёные, пероксиацетилнитрата - пропитанные водой, Оз - металлически блестящие
пятна, хлоридов - хлорозы). После гибели клеток поражённые участки оседают, высыхают и
могут окрашиваться в бурый цвет за счет выделения дубильных веществ или через
несколько дней выцветать до беловатой окраски. Некротические пятна обычно имеют
темные края, особенно у двудольных. Позднее в месте некроза появляются разрывы
(преимущественно на сочных нежных листьях). Разрывы напоминают погрызы или
повреждения градом.
2.2 Результаты исследования.
Наиболее загрязненным районом в Н. Новгороде является Автозаводский. Объём
выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников и автотранспорта в 2003
году составил 25 тысяч тонн.
Учитывая ведущую роль в фитотоксичности S02, НF и Оз в основном рассматривались
типичные для них повреждения. Под влиянием этих веществ у растений появлялись
характерные симптомы. У дуба - в виде появления краевых, срединных некрозов,
межжилковых некротических пятен, хлороза, крапчатости верхней поверхности листьев, что
отражено на объекте 4 фотография № 1 .
Листовые пластинки липы густо усеяны мелкими некротическими пятнами, наблюдаются
краевые некрозы переходящие в краевую перфорацию (объект 1 фотография № 3).
На листьях тополя определяется выраженный краевой и срединный некроз, видно
омертвление ткани листа в виде точек и небольших пятен, рассыпанных по всей поверхности
листа, разрушенные участки имеют красновато - коричневый цвет (объект 2 фотография №
4).
У листьев акации определяется краевой некроз, отмирание листовой ткани между жилками,
крапинки на верхней поверхности листа, краевая перфорация (объект 3а фотография № 4).
На хвое сосны и ели под влиянием загрязнителей видны хлоротические пятна, рыжевато коричневые некрозы, распространяющиеся от кончиков игл, некрозные полосы и пятна на
хвоинках, суховершинность (объект 5 фотография № 7, объект 6 фотография № 8).
Сормовский район по загрязнению воздушного бассейна стоит на втором месте. Суммарный
выброс загрязняющих веществ в 2003 году составил 11,1 тысяч тонн. Видимые признаки
повреждения лиственных и хвойных пород выражены так же достаточно сильно и
разнообразно.
У дуба видны выраженные краевые и срединные некрозы, иногда сливающиеся между собой
(объект 4 фотография № 5).
Листья тополя так же поражены некрозом, но в меньшей степени, имеется и срединный и
краевой некроз, в центральной части листьев видно омертвление ткани листа в виде точек и
небольших пятен желто - коричневого цвета (объект 2 фотография № 3).
На листьях липы видны множественные мелкие некротические пятна, имеются краевые
некрозы (объект 1 фотография № 4).
На листьях акации отмечается в основном выраженный краевой некроз, некротические пятна
(объект 3а фотография № 1).
Хвоя сосны и ели имеет рыжевато - коричневые некрозы, в большинстве на кончиках игл,
некрозные пятна (объект 5 фотография № 6, объект 6 фотография №1 ).
В Московском, Канавинском, Ленинском районах выброс вредных веществ за 2003 год
составил в среднем 3,2 тысяч тонн. В этих районах специфические изменения листьев очень
схожи.
У листьев дуба отмечается отмирание ткани по краям листа и между жилками, виден так же
точечный некроз. Хлороз выявлен в меньшем количестве (объект 4 фотографии № 2, 7, 3).
У липы в основном выражены краевые некрозы а так же омертвление ткани листа в виде
точек и небольших пятен по всей поверхности листа (объект 1 фотографии № 2, 7, 8).
У тополя имеются те же специфические изменения в виде краевых и срединных некрозов,
точечных некрозов (объект 2 фотографии № 2, 1, 5).
Изменения на листьях акации выражены в значительной степени. Отмечается краевой,
срединный и точечный некрозы, хлороз листьев (объект 3а, 3б фотографии № 8, 7, 3).
Хвоя сосны и ели имеет характерные для всех районов города изменения в виде уменьшения
роста хвои, коричневых некрозов, распространяющихся от кончиков игл, некротических
пятен на хвоинках (объект 5 фотографии № 8, 5, 4, объект 6 фотографии №2, 6, 4).
Самыми экологически чистыми в городе являются Советский, Приокский и Нижегородский
районы. Суммарный выброс загрязняющих веществ в среднем за 2003 год составил 1,6
тысяч тонн. Несмотря на значительно меньший процент загрязненности в этих районах
изменения со стороны листьев высших растений представлены в полном спектре, хотя
выражены в меньшей степени. У дуба отмечается типичный краевой и срединный некрозы,
имеются межжилковые некрозы (объект 4 фотографии № 8, 4, 6). Листья липы в основном
поражены точечным некрозом - омертвление листа в виде точек и небольших пятен
рассыпанных по всей поверхности листа (объект 1 фотографии № 6, 5, 1). У тополя
специфические изменения - срединный и точечный некроз выражены менее значительно
(объект 2 фотографии № 8, 7, 6). У листьев акации доминирует поражение кончиков
листа, некротические изменения выражены незначительно (объект 3а,3б фотографии № 5, 6,
2). У хвойных пород отмечается постоянный некроз кончиков игл, распространяющийся к
основанию, в средней части игл видны очечные некротические пятна (объект 5 фотографии
№ 2, 3, 1, объект 6 фотографии №5, 3, 7).
Объект 1 (листья липы).
Объект 2 (листья тополя).
Объект 3а (листья акации).
Объект 3б (листья акации).
Объект 4 (листья дуба).
Объект 5 (хвоя сосны).
Объект 6 (хвоя ели).
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Появление высокоиндустриального общества резко усилило опасное вмешательство
человека в природу, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и
сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Человеку приходится все
больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой
существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему
антропогенному воздействию. Оно приводит к нарушению практически всех природных
биогеохимических циклов. Выброс в атмосферу промышленных газов, включающих такие
соединения, как окись углерода, окислы азота, серы, аммиака и других загрязнителей,
приводит к угнетению жизнедеятельности растений нарушениям обменных процессов,
изменению окраски листьев. Изучение изменений биохимических и физиологических
реакций растений под влиянием антропогенных воздействий требует специальных
лабораторий и обученного персонала, дорогостоящих реактивов и приборов. Поэтому и в
наше время, несмотря на бурное развитие физико-химической биологии, в практике
фитоиндикации часто учитывают анатомо-морфологические изменения растений. Такие
исследования привлекают в первую очередь незначительными затратами труда и средств при
наблюдении и оценке наблюдаемых явлений.
Проведенная мною научно - исследовательская работа по изучению анатомоморфологических изменений листьев высших растений в районах города показала, что
полученные результаты могут послужить для оценки уровня загрязненности атмосферы и
степени влияния его на высшие растения. Исследования установили, что степень
загрязненности воздуха прямо пропорциональна количественному изменению со стороны
листьев высших растений.
Особо хочется отметить роль данных исследований для пропаганды здорового образа жизни
и для привлечения внимания общественности к необходимости решения проблемы
загрязнения воздуха.
Список литературы
1. Никаноров А.М., Хоружая Т.А. Экология.- М.:
« Издательство приор»,2001.
2. Экологический мониторинг. Учебное пособие / Под ред. Проф. Гелашвили Д.Б.
Н.Новгород: Изд-во ННГУ, 1995.
3. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2000 г.
Ежегодный доклад. Н.Новгород, 2001 г.
4. Небел Б. Наука об окружающей среде. В 2-х т.- М.:Мир. 1993 г.
5. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. - С.- Петербург: Гидрометеоиздат
1991 г.
6. Болбас М.М. Основы промышленной экологии.- М.:Высшая школа, 1993 г.
7. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.- Рост.н/Д. изд."Феникс", 2001 г.
8. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Л.:Гидрометеоиздат,
1984г.
9. Лосев К.С., Горшков В.Г., Кондратьев К.Я. и др. Проблемы экологии России. М.:
Федеральный экологический фонд, 1993 г.
10. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986, Т. 1, 2.