Статья " Определение степени стрессоустойчивости древесных растений к городской среде обитания". Автор: Бубнова Дарья Алексеевна, 11-3 класс, МАОУ СОШ№10, г. Чайковский, Пермский край

Изучение влияния загрязнителей воздуха на листья древесных растений

Автор: Бубнова Дарья Алексеевна, 11 «3» кл., МАОУ «СОШ №10» (НОЦ)

Руководитель: Пархоменко Надежда Степановна, учитель биологии

Консультант: Мусихин Артем Владимирович, инженер КИПиА компании «ЭРИС»

Тезисы.

Актуальность. Одна из актуальных проблем современности- загрязненность воздуха в городах. Загрязненность атмосферы отрицательно сказывается на растительности городов и их окрестностей. Особенно большой вред растениям наносит присутствие в воздухе диоксида серы, фтора, хлора, их соединений, окислителей, угарного газа и др. Промышленные газы воздействуют на ассимилирующий аппарат зеленых растений. Они разрушают корневую систему растений, цитоплазму и хлоропласты в клетках листьев, угнетают деятельность устьиц, в 1,5-2 раза снижая интенсивность транспирации, фотосинтеза. Особенно подвержены вредному воздействию загрязнителей атмосферы хвойные деревья: сосна, ель, пихта, кедр, которые первыми погибают от загрязнения атмосферы в крупных промышленных районах.

Растения, которые используются в озеленении, должны обладать рядом важнейших свойств: они должны быть декоративны, их листва должна задерживать пыль и шум, хорошо отрастать после подрезки; растения должны быть устойчивыми к задымлению и перепадам температуры, ветру, к выхлопным газам; они не должны быть травмоопасными (неломкая древесина); не вызывать аллергию.

У автора возник личный интерес к данной теме, и автор решил провести собственное исследование и выяснить, какие растения обладают устойчивостью к загрязнителям воздуха. Изучив реакцию растений, можно рекомендовать некоторые древесно-кустарниковые растения для использования в озеленении города. Исследования проводились с 17.07.2024 - 27.10. 2024.

Цель исследований: разработка рекомендаций по подбору древесных пород, устойчивых к загазованности городских территорий по реакции листьев деревьев на загрязнители. Объекты исследования – листья древесно-кустарниковых пород растений: клен ясенелистный (Acer negundo L.); сирень обыкновенная (Syringa vulgaris L.); липа сердцевидная (Tilia cordata), ель обыкновенная (Picea abies); тополь бальзамический (Populus balsamifera L.).

Предметом исследования являлась реакция листьев древесно-кустарниковых пород растений на действие загрязнителей в модельном опыте. В качестве загрязнителей в данном эксперименте использовались: сероводород (Н₂S) - опыт 1; хлор (Cl₂) - опыт 2; аммиак (NH₃) - опыт 3.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить принцип работы газоанализатора и электро-химических сенсоров, изготавливаемых в Чайковской компании «ЭРИС»; а также цифрового газоанализатора КТ 601 (серия «ЕСОLINE») школьной химико-биологической лаборатории НОЦ;

2. Провести модельный опыт по влиянию загрязнителей воздуха на листья разных древесно-кустарниковых пород;

3. Выяснить сравнительную устойчивость древесных пород, составить ряд биоиндикаторов по чувствительности к загрязнителям.

4. Предложить список стрессоустойчивых растений, которые можно использовать для озеленения городских улиц.

Гипотеза исследования: предполагаем, что сосна, как представитель хвойных, наиболее остро отреагирует на загрязнители. Ценность и практическая значимость данной работы в том, что автор данной работы дает практические советы и рекомендации по возможности использования растений в зависимости от их устойчивости к загрязнителям воздуха.

Работа актуальна и значима: выбор перечисленных загрязнителей не случаен, он основывается на ежегодном отчете Отдела охраны окружающей среды и природопользования администрации Чайковского муниципального района.

Работа имеет краеведческую составляющую, так как изучается не только экология малой Родины - города в котором живет автор работы, но и знакомит с одним из градообразующих предприятий – компанией ООО «ЭРИС». Проведение исследование стало возможным благодаря использованию материально-технической базы ГК «ЭРИС» и оборудованию, которое выпускает данное предприятие. Проведя исследование по изучению устойчивости древесных пород к загрязнителям воздуха, мы получили следующие результаты:

1) При воздействии сероводорода, все листья, используемые в опыте, стали темными, повреждения относятся к некрозам - омертвление участка тканей листа. Визуально расположив листья по степени изменения окраски, мы составили ряд устойчивости древесных пород к сероводороду: липа ----Сирень -----тополь----клен ясенелистный----ель

В нашем опыте самыми устойчивыми оказались тополь и клен ясенелистный.

2) При воздействии хлора на листья видимые изменения произошли со всеми листьями, через 30 минут эксперимента наблюдались пожелтение листьев у сирени, липы и клена ясенелистного, точеные хлорозы – разрушение хлорофилла у тополя. Растения по степени реакции на хлор мы расположили следующим образом:

сирень --- липа----клен ясенелистный---- тополь ----ель

Следующие наблюдения производились через сутки. Было отмечено обесцвечивание листьев из-за разрушения пластид у всех древесных растений.

Наиболее устойчивым к действию хлора оказался тополь, самым чувствительным, а, следовательно, и неустойчивым – сирень.

3) При воздействии аммиака мы составили следующий ряд по степени появления некрозов (потемнение листьев): сирень---- липа----клен ясенелистный---тополь----ель

Наиболее устойчивым к действию аммиака является тополь, а самым стрессонеустойчивым - сирень. На листьях сирени отмечались хлорозы и некрозы по всей листовой пластинке.

При составлении рекомендаций по использованию растений для озеленения города, следует учитывать не только их газоустойчивость к загрязнителям, но и некоторые биологические особенности:

• Тополь легко переносит подрезку, листовые пластинки крупные, задерживают городской шум и пыль. Эта порода очень стрессоустойчивая к действию агрессивной городской среды, прежде всего к газовым загрязнителям. В нашем исследовании тополь занял лидирующие позиции. Однако, следует учитывать его травмоопасность, ломкость древесины, аллергичность «пуха» (плоды) тополя женских особей. Мы рекомендуем для озеленения городов использовать тополя при правильной, своевременной подрезке, а также тополя с мужскими цветами.

• Клен ясенелистный мы исключили из этого списка, так как это опасный инвазионный вид, натурализовавшийся интродуцент. Широко распространён, вышел из парков и внедрился в аборигенный растительный покров. Представляет угрозу биологическому разнообразию. В городских и прочих культурных условиях — злостный древесный сорняк. Пыльца мужских экземпляров клёна ясенелистного является сильным аллергеном. По исследованиям О.В. Чемариной, является канцерогеном. Листья при растирании издают неприятный запах. Не рекомендуем для озеленения городских улиц.

• Липа и сирень оказались неустойчивыми к действию загрязнителей атмосферы. Но мы рекомендуем эти породы для озеленения парков и внутридомовых территорий, но не высаживать вдоль автомобильных дорог. Достоинством этих растений является их декоративность в течение всего года, особенно во время цветения и в осенней окраске. Они хорошо возобновляются после подрезки, не вызывают аллергии, не затеняют окна жилых домов, не грозят обрушением припаркованным машинам. Оба растения прекрасные медоносы, источающие нежный запах.

Корме того, эти древесные культуры хорошо выдерживают пересадку в городских условиях, ветроустойчивы.

Липа образует густую крону, используется для аллейных посадок, в тени которых могут отдохнуть городские жители, издает аромат во время цветения. Для озеленения нами рекомендована.