ДЕНДРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИПЫ МЕЛКОЛИСТНОЙ (TILIA CORDATA MILL.) В РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ УСЛОВИЯХ

DENDROECOLOGICAL CHARACTERISTICS OF TILIA CORDATA IN VARIOUS TECHNOGENIC CONDITIONS

Seidafarov Rustem Adylevich

PhD Biol. sciences, biology teacher, School No. 2005, Russia, Moscow

Koroleva Anastasia Sergeevna

School No. 2005, Russia, Moscow

Alexandrova Zlata Igorevna

School No. 2005, Russia, Moscow

Chesnokova Polina Dmitrievna

School No. 2005, Russia, Moscow

Аннотация. Изучены эколого-биологические особенности липы мелколистной всех классов возраста в условиях нефтехимического и полиметаллического загрязнения окружающей среды. Показано, что адаптивный потенциал данного вида реализуется на различных структурно-функциональных уровнях организации. Выявлена специфичность адаптивных реакций липы в зависимости от типа загрязнения и возраста древостоев. На основе многочисленных количественных данных составлены схемы реализации адаптивного потенциала липы мелколистной к техногенным условиям и разработаны рекомендации по ее использованию в качестве фитофильтра.

Abstract. Ekological and biological features of Tilia cordata all classes of age in the conditions of petrochemical and polymetallic pollution are studied. It is shown that the adaptive potential of this tree is realized in various structural functional levels of the organization. Specificity of adaptive reactions depending on type of pollution and age of forest stands is revealed. On the basis of the numerous quantitative data schemes of realization of adaptive potential of a Tilia cordata to technogenic conditions are made and recommendations about its use as the phytofilter are developed.

Ключевые слова: техногенез; жизненное состояние; ассимиляционный аппарат; масса корней; длина корней; аккумулирующая способность; адаптивный потенциал; фитофильтр.

Keywords: technogenesis; vital status; assimilation apparatus; the mass of roots; root lenghs; storage capacity; adaptative capacity; fitofiltr.

На протяжении последних нескольких десятилетий ведутся работы по изучению роли растений в улучшении качества урбанизированной и техногенной сред обитания в связи с их способностью поглощать промышленные эксгалаты, и тем самым снижать их содержание в окружающей среде, прежде всего – в атмосферном воздухе [1].

На территории Республики Башкортостан произрастает свыше 30 % липняков России [3]. Ранее были исследованы эколого-биологические особенности липы мелколистной приспевающего возраста. Однако характеристика других возрастов не была проведена. Данные же по г. Стерлитамак полностью отсутствуют.

Районами исследования служили Уфимский и Стерлитамакский промышленный центры. Исследования проводились в течение 2008-2011 годов. Исследованы эколого-биологические особенности липы мелколистной пяти классов возраста: молодняк (0-10 лет), жердняк (10-20 лет), средневозрастной (20-30 лет), приспевающий (30-40 лет), спелый (40-50 лет). Каждый промышленный центр был условно разделен на две зоны – загрязнения и контроля. В каждой зоне заложена сеть постоянных и временных пробных площадей.

Жизненное состояние древостоев оценивали методом визуальной оценки, морфометрические параметры ассимиляционного аппарата измеряли штангенциркулем и методом палетки, устьичный индекс и длину жилок определяли на влажных микропрепаратах при 100-кратном увеличении микроскопа, различные параметры водного режима – методом быстрого взвешивания, содержание металлов в листьях – атомно-абсорбционным методом, концентрацию пигментов – при помощи спектрофотометра, корненасыщенность почвы – методом монолитов [2].

Относительное жизненное состояние древостоев липы в условиях нефтехимического загрязнения характеризуется как ослабленное. Гибели древостоев не происходит. Не наблюдается также ухудшение жизненного состояния по мере взросления деревьев. Для полиметаллического загрязнения отмечено существенное ухудшение жизненного состояния при усилении загрязнения, отмирание деревьев старше 30-40 лет.

Морфометрические параметры ассимиляционного аппарата в целом уменьшаются в ответ на усиление уровня загрязнения. В то же время в условиях нефтехимического загрязнения отмечено увеличение размеров листьев для деревьев в возрасте 10-30 лет. Влияние различных типов загрязнения на устьичный индекс различно. Так, в условиях Уфимского промышленного центра наблюдается в целом увеличение количества устьиц, в условиях Стерлитамакского промышленного центра – уменьшение. Относительная длина жилок в целом уменьшается при усилении загрязнения. Листья липы в условиях Уфимского промышленного центра характеризуются высокими значениями относительного содержания воды. Данный параметр практически не изменяется при увеличении возраста дерева. В то же время для Стерлитамакского промышленного центра отмечено существенное уменьшение степени оводненности листьев по мере старения деревьев. Интенсивность транспирации в целом уменьшается при увеличении уровня техногенной нагрузки. В то же время приспевающий возраст является особенным для транспирационных процессов.

В условиях нефтехимического загрязнения для деревьев этого возраста отмечено нарушения хода транспирационных процессов. Для полиметаллического загрязнения – увеличение испарения влаги листьями. В целом отмечено уменьшение концентрации обоих видов хлорофилла в зоне загрязнения. В то же время для деревьев при старении деревьев отмечено увеличение синтеза каротиноидов, в особенности – для Стерлитамакского промышленного центра.

Установлено, что в условиях полиметаллического загрязнения липа мелколистная способна накапливать многие металлы в листьях и корнях. Аккумулирующая способность поглощающих корней практически равна нулю. В то же время полускелетные и в особенности скелетные корни хорощо накапливают металлы. Отмечена миграция свинца меди и кобальта из листьев в корни в течение вегетационного периода.

В условиях Уфимского промышленного центра происходит увеличение корненасыщенности почвы и увеличение доли полускелетных и скелетных корней. Для Стерлитамакского промышленного центра для деревьев старше 30 лет установлен факт уменьшения корненасыщенности почвы и уменьшение доли поглощающих и полускелетных корней.

Таким образом, липа мелколистная хорошо приспособлена к произрастанию в условиях нефтехимического типа загрязнения и может быть рекомендована для создания санитарно-защитных насаждений в промышленных центрах Предуралья подобного типа (рис. 1).

Рисунок 1. Схема адаптационных реакций липы мелколистной в условиях Уфимского промышленного центра

В условиях полиметаллического типа загрязнения липа мелколистная обнаруживает существенные признаки дигрессии. Адаптационные реакции характерны лишь до 30-40 летнего возраста. В более поздние этапы онтогенеза происходит отмирание деревьев, ухудшение их жизненного состояния и уменьшение аккумуляционной способности (рис. 2).

Рисунок 2. Схема адаптационных реакций липы мелколистной в условиях Стерлитамакского промышленного центра

Соответственно, липа мелколистная не может быть рекомендована в качестве основного средостабилизирующего вида в условиях полиметаллического загрязнения. Необходима регулярная реконструкция насаждений липы старше 30-40 лет и проведение лесотехнических мероприятий по очистке стволов от мертвых ветвей.