Микроэлементы в дикорастущих растениях национального парка "Нижняя Кама"

Биогеохимические исследования растений и почвенного покрова на особо охраняемых природных территориях - процесс, необходимый для проведения фонового геохимического мониторинга. Характеристика основных диагностических показателей состояния экосистем.

Рубрика Биология и естествознание
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 27.02.2021
Размер файла 43,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Микроэлементы в дикорастущих растениях национального парка «Нижняя Кама»

М.Ш. Сибгатуллина, В.С. Валиев

Сибгатуллина Мадина Шавкатовна - кандидат биологических наук; ученый секретарь, Институт проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан, г. Казань

Валиев Всеволод Сергеевич - старший научный сотрудник лаборатории биогеохимии, Институт проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан, Казань

Биогеохимические исследования растений и почвенного покрова на особо охраняемых природных территориях необходимы для проведения фонового геохимического мониторинга с целью определения содержания микроэлементов в растениях природных экосистем и установления связи микроэлементного состава с факторами среды. Методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии определено содержание микроэлементов Mn, Fe, Zn, Cu, Cr, Co, Ni, Cd, Pbв дикорастущих травянистых растениях и корнеобитаемом слое почвы национального парка «Нижняя Кама» (долина р. Камы и ее притоков). Обнаружены виды с повышенным содержанием Ni. Выявлены высокие концентрации Fe, Cr, Pbв фитомассе мхов, что может свидетельствовать об аэрогенном поступлении их с близлежащих промышленных предприятий. Установлено, что почвенный покров национального парка в пределах Елабужского района характеризуется повышенным содержанием Mnи Co. Определены микроэлементы, энергично поглощаемые растениями, а также виды, характеризующиеся высокой биогеохимической активностью: Aegopodiumpodagraria L., Fragariavesca L., Paris quadrifolia L., Anemonoidesranunculoides L., Dicranum Hedw.

Ключевые слова: микроэлементы, дикорастущие растения, национальный парк, особо охраняемая природная территория, аккумуляция химических элементов растениями, биогеохимическая активность, фоновый геохимический мониторинг, национальный парк «Нижняя Кама»

M. Sibgatullina, V. Valiev Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, Kazan, 420087, Russian Federation

Madina Sh. Sibgatullina - PhD in Biology; scientific secretary at the Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, Kazan

Vsevolod S. Valiev - senior researcher, Laboratory of Biogeochemistry, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, Kazan

Trace elements in wild plants of the Lower Kama national park

Biogeochemical studies of plants and soil cover in specially protected natural areas are necessary for conducting background geochemical monitoring in order to determine the content of trace elements in plants of natural ecosystems and to establish the relationship between trace element composition and environmental factors. The atomic absorption spectrophotometry was used to determine the content of trace elements Mn, Fe, Zn, Cu, Cr, Co, Ni, Cd, Pb in wild herbaceous plants and the root layer of soil in the Nizhny Kama National Park (Kama valley and its tributaries). Species with a high content of Ni were found. High concentrations of Fe, Cr, Pb in the phytomass of mosses were revealed, which may indicate their aerogenic supply from nearby industrial enterprises. It was established that the soil cover of the national park within the Yelabuga region is characterized by an increased content of Mn and Co. The trace elements that are vigorously absorbed by plants, as well as species characterized by high biogeochemical activity have been identified - Aegopodiumpodagraria L., Fragariavesca L., Paris quadrifolia L., Anemonoidesranunculoides L., DicranumHedw.

Key words: trace elements, wild plants, national park, specially protected natural area, accumulation, biogeochemical activity, background geochemical monitoring, Lower Kama National Park

Национальный парк «Нижняя Кама» является одной из самых крупных особо охраняемых природных территорий Республики Татарстан (26 601 га), функционирование которой обеспечивает экологическое равновесие в регионе Нижнего Прикамья и Татарстана в целом [Лукьянова, Бекмансуров, 2009]. Национальный парк расположен в пределах Вятско-Камского равнинного региона темнохвойно-широколиственных лесов, долинных гигрофитных неморальных лесов и болот, а также Восточно-Закамского региона широколиственных лесов Высокого Заволжья [Бакин и др., 2000]. Типологически природно-обусловленными лесами в пределах национального парка являются хвойно-широколиственные (сосново-широколиственные, елово-широколиственные), хвойные (сосновые, сосново-еловые с пихтой), и в меньшей степени широколиственные леса [Лукьянова, 2011].

Особенностью национального парка является то, что его территория расположена в центре промышленного региона (г. Набережные Челны, г. Менделеевск, г. Елабуга, г. Нижнекамск), где высоко развита машиностроительная и нефтехимическая промышленность, что обусловливает возросшие антропогенные нагрузки на природную среду и, прежде всего, на лесные массивы парка [Комплексное изучение лесных..., 2009]. Территорию национального парка пересекают автомобильные и железные дороги, трассы линий электропередач, газо- нефтепроводы [Карташева, 2007], имеются участки, пострадавшие от разливов нефти в результате аварий на нефтепроводах [Матвеева, 2008]. Ввиду этого оценка состояния лесных фитоценозов национального парка продолжает оставаться одним из приоритетных мероприятий природоохранной деятельности в Прикамском регионе.

Одним из диагностических показателей состояния экосистем является содержание микроэлементов в травянистых растениях лесных массивов, определяемое комплексным действием эдафических и климатических факторов. В связи с этим целью работы было выявление особенностей микроэлементного состава травянистых дикорастущих растений национального парка «Нижняя Кама».

Материалы и методы

Исследования проводили на территории национального парка, расположенной в пределах Елабужского района, для почвенного покрова которой характерно преобладание дерново-подзолистых почв. Изучались также растения, произраставшие на серой лесной, дерновокарбонатной и болотной почвах. Следует отметить, что исследование проводилось на территории национального парка с естественными непреобразованными почвами, вдали от объектов нефтедобывающей промышленности.

Материалом для работы послужили 14 наиболее распространенных видов растений травянисто-кустарничкового яруса: вороний глаз четырехлистный Paris quadrifolia L., сныть обыкновенная Aegopodiumpodagraria L., ветреница лютиковидная Anemonoidesranunculoides L., ортилия однобокая Orthiliasecunda (L.) House, хвощ луговой Equisetum pratense Ehrh.,зимолюбка зонтичная Chimaphilaumbellata (L.) W.P.C. Barton, чистотел большой Chelidoniummajus L., кирказон обыкновенный Aristolochiaclematitis L., ежевика Rubuscaesius L., земляника обыкновенная Fragariavesca L., черника Vaccinium myrtillus L., костяника Rubussaxatilis L., плаун годичный Lycopodiumannotinum L., брусника Vaccinium vitisidaea L., мхи Dicranum Hedw. и Pleurozium Mitt., а также образцы почв, на которых вышеперечисленные растения произрастали. Номенклатура латинских видов растений дана по П.Ф. Маевскому [Маевский, 2014], мхов - по М.С. Игнатову и Е.А. Игнатовой [Игнатов, Игнатова, 2003, 2004].

Биологическая повторность в одной пробе - 3-20 экземпляров. Всего проанализированы 31 проба растений и 31 проба почвы из корнеобитаемого слоя. Образцы отбирали в течение одного вегетационного сезона - в мае 2010 г. Подземные органы тщательно отмывали от частиц почвы сначала водопроводной, затем дистиллированной водой. Растения высушивали до воздушно-сухого состояния, измельчали в лабораторной мельнице, навески сухого материала озоляли в муфельной печи при температуре 500 °С в соответствии с ГОСТ 30692-20001. В почве определяли актуальную кислотность, содержание валовых форм микроэлементов по РД 52.18.191-89 ГОСТ 30692-2000. Межгосударственный стандарт. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Атомно-абсорбционный метод определения содержания меди, свинца, цинка и кадмия.: http://docs.cntd.ru/document/1200013014 РД 52.18.191-89. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом. : http://docs.cntd.ru/document/1200048597 и подвижных форм микроэлементов - по РД 52.18.2 8 9-90 РД 52.18.289-90. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов (меди, цинка, свинца, никеля, кадмия, кобальта, хрома, марганца) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом.: http://docs.cntd.ru/document/1200048596. Концентрации Mn, Fe, Zn, Cu, Cr, Co, Ni, Cd, Pbопределяли атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре AAnalyst400 фирмы «Perkin Elmer».

Статистическую обработку данных проводили на базе пакета Statistica8.0. Для описания распределения переменных в работе использовалась медиана.

Результаты и их обсуждение

Содержание микроэлементов в травянистых растениях национального парка характеризуется значительным разбросом значений (табл. 1), что обусловлено как эдафическими факторами, так и анатомо-физиологическими особенностями конкретного вида. Максимальное варьирование характерно для Сг (156%) и N1 (106%), минимальное - для Си (46%) и 2п (49%) (табл. 1).

Усредненное содержание большинства микроэлементов в растениях национального парка сопоставимо с мировыми кларками [Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Ильин, 1991]. Однако в растениях костяники, земляники, кирказона обнаружено повышенное по сравнению с мировым кларком содержание №. В растениях кирказона обнаружено также высокое содержание Си по сравнению с остальными видами. Практически во всех растениях наблюдается повышенное относительно мирового кларка содержание Сг. Согласно данным А.А. Озола с соавторами, Елабужский район Республики Татарстан относится к аномалии с повышенным содержанием Сг [Озол и др., 1999]. Вместе с тем, превышений валовых и подвижных форм Сг в почве относительно регионального фона выявлено не было (табл. 2). Р.Х. Сунгатуллиным с соавторами также было выявлено повышенное содержание ряда микроэлементов в растениях национального парка, в том числе №, связанное с воздействием на лесной ландшафт крупных промышленных предприятий г. Набережные Челны. Содержание РЬ, Сг, №, Со, Си в растениях связывается с промышленно-урбанизированной нагрузкой региона и поступлением с пылью, атмосферными осадками и грунтовыми водами [Сунгатуллин и др., 2009].

Сопоставление с ранее установленным региональным фоном микроэлементов в травянистой растительности, произраставшей на дерново-подзолистой почве в условиях Волжско-Камского государственного природного биосферного заповедника [Оценка биогеохимического состояния..., 2014], показало, что микроэлементные ряды в растениях национального парка и заповедника отличаются местоположением Бе, Мп, РЬ, Сг:

национальный парк - Мп (291) >Бе (154) > 2п (33,35) > Си (5,90) > N1 (3,11) >Сг (1,68) > РЬ (1,06) > Со (0,46) > Сё (0,21);

заповедник - Бе (129) >Мп (127) > 2п (30) > Си (4,55) > N1 (1,96) > РЬ (1,31) >Сг (0,38) > Со (0,29) > Сё (0,21).

биогеохимический почвенный природный экосистема

Таблица 1. Содержание микроэлементов в травянистых растениях национального парка «Нижняя Кама», мг/кг, и его сравнение с мировыми кларками

Вид [Type]

N

Mn

Fe

Zn

Cu

Ni

Co

Cr

Pb

Cd

Paris quadrifoliaL.

1

55

92

22,33

3,71

2,50

0,21

0,61

0,77

0,06

AnemonoidesrammculoidesL.

1

73

92

29,26

3,37

0,54

0,24

0,32

0,19

0,12

AegopodiumpodagrariaL.

1

197

251

26,41

5,90

2,28

0,40

0,90

0,87

0,15

Orthiliasecunda(L.) House

2

301

75

28,52

4,96

3,05

0,36

1,93

0,92

0,09

VaccimummyrtillusL.

3

769

134

14,52

5,53

2,07

0,39

2,04

0,41

0,15

Equisetum pratenseEhrh.

4

114

140

33,98

4,43

1,53

0,54

1,00

0,84

0,41

CMmaphilaumbellata(L.) W.P.C. Barton

1

319

97

52,28

5,71

2,98

0,76

1,40

0,61

0,36

LycopodiumamiotinumL.

1

353

596

18,36

6,08

1,46

3,42

9,41

1,23

0,56

ChelidoniummajusL.

3

111

154

33,01

6,08

3,62

0,50

1,32

1,06

0,15

RubiissaxatilisL.

3

433

241

53,60

8,20

8,28

0,46

1,54

1,48

0,24

R. caesiusL.

1

57

196

24,13

6,83

2,13

0,17

1,38

0,26

0,13

AristolochiaclematitisL.

2

51

188

34,08

14,73

18,34

0,38

1,13

1,36

0,34

Vacdmumvitis-idaeaL.

1

785

94

13,74

3,29

1,86

0,13

1,74

0,85

0,15

FragariavescaL.

2

307

570

82,08

9,89

5,62

0,71

6,55

1,60

0,26

PleuroziumMitt.

3

511

1416

42,77

6,78

5,77

0,99

19,91

2,55

0,30

DicranumHedw.

2

447

1542

35,22

6,06

5,63

1,34

26,83

2,02

0,24

Мировые кларки

N

Mn

Fe

Zn

Cu

Ni

Co

Cr

Pb

Cd

[Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989]

20-300

-

27-150

5-30

0,1-5

0,02-1

0,1-0,5

5-10

0,05-0,2

[Ильин, 1991]

15-150

20-300

15-150

3-40

0,1-1

0,01-0,3

0,1-0,5

0,1-5

0,05-0,2

Предельно-допустимые концентрации в сухих чаях (требования СанПиН 2.3.2.1078-01)

6

1

Содержание Мп в растениях национального парка выше, чем содержание Бе, а содержание Сг выше, чем содержание РЬ, в то время как в растениях заповедника наблюдается обратная закономерность. Растения национального парка отличаются от растений заповедника более высоким содержанием Мп, N1, Сг, РЬ.

Сравнение полученных концентраций микроэлементов с санитарно-гигиеническими нормативами СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».: Шр://дос8.сп1д.ги/доситеп1/901806306 для БАД на растительной основе не выявило превышений РЬ и Сё.

Следует отметить, что концентрации Бе, Сг, РЬ в фитомассе мхов Бюгапит и Нвигогшт оказались максимальными по сравнению с видами сосудистых растений, а концентрации Бе иСг - значительно превышающими региональный фон. Во мхах Волжско-Камского природного заповедника также было зафиксировано повышенное содержание ряда микроэлементов [Оценка биогеохимического состояния., 2014]. Известно, что отсутствие корневой системы у мхов практически исключает вклад других источников, кроме атмосферных выпадений, в связи с чем их элементный состав в обобщенном виде отражает состав элементов в атмосфере. Мхи и лишайники считаются лучшими биоиндикаторами качества воздуха, поскольку они могут накапливать элементы в количествах, значительно превышающих необходимые для их физиологических потребностей [ИИс е! а1., 2013].

В последние десятилетия мхи эффективно использовались в качестве биомониторов загрязнения атмосферы тяжелыми металлами. В 1987 г. была учреждена Международная кооперативная программа по изучению воздействия атмосферного загрязнения на природную и культурную растительность (1СР Vegetation), в рамках которой в 50 странах, в том числе в Российской Федерации, одномоментно каждые 5 лет отбирают пробы мха и проводят экспертные модельные расчеты воздействия загрязнения воздуха на растительность.

Таблица 2. Содержание микроэлементов в почве национального парка «Нижняя Кама», мг/кг

Микроэлемент

Форма

Кларк в почвах мира

Региональный фон

Mini

Me

25Q

75Q

У

V, %

Mn

В

850

570 (720)*

1030,90 ± 123,93

907,67

685,46

1136,88

689,99

67

П

55 (45)

252,13 ±37,43

208,94

178,21

240,35

208,40

83

Fe

в

38 000

-

11 503,68 ±348,52

11 083,73

10395,18

11 988,51

1940,47

17

п

-

144,10 ± 13,89

160,56

87,28

210,96

77,32

54

Zn

в

50

40 (50)

22,32 ±2,35

19,01

15,23

21,12

13,10

59

п

2,5(1)

2,24 ± 0,43

1,38

1,08

2,44

2,41

108

Cu

в

20

14 (22)

5,34 ± 0,73

4,04

3,48

4,84

4,06

76

п

0,4 (0,2)

0,05 ± 0,01

0,04

0,02

0,06

0,04

77

Ni

в

40

25 (45)

18,44 ± 1,54

16,21

15,12

16,95

8,58

47

п

1

0,74 ± 0,05

0,76

0,58

0,94

0,28

38

Co

в

8

8(12)

4,78 ± 0,32

4,27

3,94

4,79

1,77

37

п

0,1

0,47 ± 0,05

0,44

0,28

0,53

0,30

64

Cr

В

200

22 (32)

13,11 ± 0,60

12,66

11,64

13,97

3,34

25

П

0,6 (0,3)

6,92 ±4,51

0,45

0,21

0,71

25,12

363

Pb

в

10

12

11,95 ± 1,03

11,39

8,31

12,67

5,74

48

п

2(1)

2,05 ± 0,21

1,83

1,20

2,81

1,17

57

Cd

в

0.5

0,5

0,18 ± 0,01

0,17

0,12

0,19

0,08

47

п

0,1

3,32 ± 3,26

0,06

0,03

0,08

18,13

546

Примечание. М - среднее арифметическое; m - ошибка среднего; Me - медиана; у - среднеквадратическое отклонение;

V - коэффициент вариации; 25Q - нижний квартиль; 75Q - верхний квартиль; В - валовая форма микроэлемента; П - подвижная форма микроэлемента.

- значения без скобок для песчаной, супесчаной, легкосуглинистой группы почв, в скобках - для среднесуглинистой, тяжелосуглинистой и глинистой группы почв.

Note.М - arithmetic mean; m is the error of the mean; Me is the median; у is the standard deviation; V is the coefficient of variation; 25Q - lower quartile; 75Q - upper quartile; В - the gross form of the trace element; П- mobile form of trace element.

- values without brackets are for sandy, sandy loam, light loamy soil group, in brackets are for medium loamy, heavy loamy and clay soil group.

Полученные результаты используются для информирования международных политических структур об эффективности контроля загрязнения воздуха и разработки требований, приводящих к улучшению качества воздуха во всей Европе. В рамках данной программы установлено, что с 1990 г. во мхах наблюдается снижение концентрации на 52-72% мышьяка, кадмия, железа, свинца и ванадия, на 20-30% - меди, никеля и цинка, что свидетельствует об эффективности общемировой стратегии борьбы с загрязнением воздуха. При этом не наблюдалось значительного снижения концентрации ртути (на 12% с 1995 г.) и хрома (на 2%).

Таким образом, пассивный биомониторинг с использованием растений и мхов показывает эффективность индикации изменений в окружающей среде при отсутствии прямых источников загрязнения и видимых поражений живых систем. Выше было упомянуто, что пробные площади были заложены на естественных непреобразованных почвах, на территории заповедной и особо охраняемой зон национального парка. Следовательно, выявленное в результате исследования высокое содержание микроэлементов во мхах, а также повышенное содержание N1 и Сг в растениях, может свидетельствовать об аэрогенном поступлении микроэлементов на лесные массивы от окружающих национальных парк промышленных предприятий.

Особенности микроэлементного состава растений необходимо рассматривать в сопряжении с характеристиками их источника питания - почвы (табл. 2).

Среднее содержание валовых форм микроэлементов в почве национального парка значительно не отличается от общемировых кларков [Виноградов, 1949] и располагается в следующем убывающем порядке: Бе (11084) >Мп (908) >гп (19) > N1 (16,2) >Сг (12,7) > РЬ (11,4) > Со (4,3) > Си (4,0) > Сс1 (0,2). Полученные концентрации гп, N1, Сг, РЬ, Си оказались значительно ниже установленных ранее на территории Республики Татарстан значений тяжелых металлов в почве [Владимиров и др., 2014], а содержание Мп и Со выше. Содержание валовых форм Мп в почве национального парка выше региональных фоновых значений Приказ Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан от 30 декабря 2015 г. № 1134-п «Об утверждении региональных нормативов «Фоновое содержание тяжелых металлов в почвах Республики Татарстан».: http://docs.cntd.ru/432897014. Считается, что валовый химический состав почвы на 90% и более определяется почвообразующей породой. Почвы национального парка сформированы преимущественно на верхнепермских почвообразующих отложениях, в коре выветривания которых концентрируется Мп [Сунгатуллин и др., 2009], что обусловливает повышенное содержание Мп в верхних горизонтах почвы.

Таблица 3. Индекс аккумуляции микроэлементов (1А) растениями национального парка «Нижняя Кама» и их биогеохимическая активность

Вид

Fe

Mn

Zn

Cu

Ni

Co

Cr

Pb

Cd

Биогеохимическая активность

Paris quadrifoliaL.

1,95

0,07

2,02

61,84

2,04

0,52

2,10

0,36

0,26

835

Anemonoidesram mculoidesL

0,38

0,10

3,56

16,85

0,61

1,19

0,54

0,11

0,62

812

AegopodiumpodagrariaL.

8,40

0,18

3,28

147,40

1,80

10,11

1,19

0,50

0,69

1264

Orthiliasecunda(L.) House

0,12

1,36

18,86

102,53

3,79

1,59

137,17

0,46

2,16

678

VaccimummyrtillusL.

0,13

3,76

13,45

258,10

2,62

1,10

9,77

0,12

2,65

694

Equisetum pratenseEhrh.

0,19

0,56

14,30

98,41

2,40

1,12

1,87

0,37

27,28

505

CMmaphilaumbellata (L.) W.P.C. Barton

0,18

1,32

37,34

142,75

3,91

1,66

1,70

0,13

9,45

685

PleuroziumMitt.

0,79

2,59

26,36

113,08

6,92

2,31

36,17

1,47

7,39

663

Lycopodiumam iotinumL.

0,23

1,83

16,69

76,00

2,47

6,47

19,38

0,75

30,90

511

DicranumHedw.

0,64

2,06

35,46

212,64

12,71

2,86

116,53

5,13

39,31

856

ChelidoniummajusL.

0,37

1,52

21,13

69,75

8,20

1,67

5,23

0,44

2,50

314

RubussaxatilisL.

0,15

2,32

27,63

205,02

11,08

1,56

5,95

2,12

6,71

636

R. caesiusL.

0,11

0,22

11,71

341,40

6,99

0,20

5,33

0,07

1,87

719

Aristolochia clematitisL.

1,02

0,64

47,61

368,19

34,60

1,46

23,17

2,28

5,65

583

Vacchuumvitisidaea L.

0,09

3,38

10,11

82,35

1,70

0,62

7,61

0,28

2,06

555

FragariavescaL.

0,58

1,80

99,03

494,41

7,27

2,21

14,10

8,10

4,87

965

Среднее [Mean]

0,30

1,52

21,13

113,08

4,55

1,54

7,61

0,52

3,69

698

Аналогично содержание подвижных форм микроэлементов в почве исследованных участков значительно ниже установленных региональных фоновых значений, за исключением Мп и Со, содержание которых выше регионального фона.

В качестве показателей интенсивности и видоспецифичности аккумуляции микроэлементов в работе использовались индекс аккумуляции и биогеохимическая активность вида. Индекс аккумуляции (1А) рассчитывается как отношение содержания микроэлемента в сухой массе растения к содержанию подвижной формы микроэлемента в почве [Экогеохимия Западной Сибири..., 1996]. 1А учитывает физиолого-биохимические функции микроэлементов и конкретные почвенно-геохимические условия и, соответственно, отражает актуальную интенсивность поглощения.

Для количественного выражения общей способности вида к концентрации микроэлементов рассчитывали биогеохимическую активность вида (БХА), представляющую собой суммарную величину, получающуюся при сложении отдельных индексов аккумуляции микроэлементов [Авессаломова, 1987]. Результаты расчетов биогеохимических показателей приведены в таблице 3.

Величина БХА зависит, главным образом, от количества и состава микроэлементов, наиболее энергично поглощаемых растениями, в меньшей степени - от элементов, которые слабо захватываются ими.

Согласно полученным данным, к элементам сильного захвата относятся и наиболее интенсивно поглощаются растениями национального парка Си и гп, наименее интенсивно поглощаются Бе и РЬ: Си (113,08) >гп (21,13) >Сг (7,61) > N1 (4,55) > Сё (3,69) > Со (1,54) >Мп (1,52) > РЬ (0,52) >Бе (0,30). В соответствии с классификацией А.И. Перельмана, к растениям-концентраторам Бе относится сныть обыкновенная, Мп - черника и брусника, гп - зимолюбка зонтичная, кирказон обыкновенный, земляника обыкновенная, дикранум, Си - ежевика, кирказон обыкновенный, земляника обыкновенная, N1 - кирка- зон обыкновенный, Со - сныть обыкновенная, Сг - ортилия однобокая, дикранум, РЬ - земляника обыкновенная, дикранум, Сё - дикранум, чистотел большой [Перельман, 1975].

Среди видов изученных растений национального парка «Нижняя Кама» наибольшая биогеохимическая активность свойственна сныти обыкновенной, землянике обыкновенной, мху Бгогапит, вороньему глазу четырехлистному, ветренице лютиковидной, наименьшая - чистотелу большому.

Таким образом, в ходе проведенных исследований было определено среднее содержание 9 микроэлементов (Мп, Бе, 2п, Си, Сг, Со, N1, Сё, РЬ) в дикорастущих травянистых растениях и почвах национального парка «Нижняя Кама». Среднее содержание микроэлементов в дикорастущих растениях национального парка «Нижняя Кама» отличается более высоким содержанием Мп, N1, Сг, РЬ по сравнению с ранее установленным региональным фоном микроэлементов. Концентрации нормируемых элементов - РЬ и Сё - не превышают ПДК. Однако повышенное содержание Бе, Сг, РЬ в фитомассе мхов, а также повышенное содержание N1 и Сг в растениях может свидетельствовать о том, что территория национального парка испытывает негативное воздействие выбросов от объектов машиностроительной и нефтехимической промышленности. Обнаружены виды с повышенным относительно регионального фона содержанием N1: костяника, земляника обыкновенная, кирказон обыкновенный.

Результаты биогеохимического исследования травянистой растительности национального парка «Нижняя Кама» являются первоосновой для необходимых последующих мониторинговых исследований на данной территории, в том числе мониторинга регионального и локального переноса тяжелых металлов в атмосфере, а также могут стать частью общеевропейского мониторинга трансграничного загрязнения атмосферными выпадениями тяжелых металлов.

Литература

1. Авессаломова И.А. Геохимические показатели при изучении ландшафтов. М., 1987.

2. Бакин О.В., Рогова Т.В., Ситников А.П. Сосудистые растения Татарстана. Казань, 2000.

3. Виноградов А.П. Биогеохимические провинции // Труды Юбилейной сессии, посвященной 100-летию со дня рождения В.В. Докучаева. М.; Л., 1949. С. 59-84. [Vinogradov A.P. Biogeochemical provinces.Trudy Yubileinoisessii, posvyashchennoi 100-letiyu so dnyarozhdeniya V.V. Dokuchaeva. Moscow; Leningrad, 1949. Pp. 59-84. (In Russ.)]

4. Владимиров К.В., Лукманов А.А., Бектимиров Р.И. Содержание тяжелых металлов в почвах Республики Татарстан и экологическая роль регуляторов роста при возделывании картофеля // Плодородие. 2014. № 3. С. 45-47. [Vladimirov K.V., Lukmanov A.A., Bektimirov R.I. Contents of heavy metals in soils of the Tatarstan Republic and the ecological role of plant growth regulators at the cultivation of potato. Plodorodie.2014. No. 3. Pp. 45-47. (In Russ.)]

5. Игнатов М.С., Игнатова Е.А. Флора мхов средней части европейской России. Т. 1. Sphagnaceae- Hedwigiaceae. М., 2003.

6. Игнатов М.С., Игнатова Е.А. Флора мхов средней части европейской России. Т. 2. Fontinalaceae - Amblystegiaceae. М., 2004.

7. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск, 1991. [Il'in V.B. Tyazhelye metally v sisteme pochva-rastenie [Heavy metals in the soil- plant system]. Novosibirsk, 1991.(In Russ.)]

8. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М., 1989. [Kabata-Pendias A., Pendias H. Mikroelementy v pochvakhirasteniyakh [Trace elements in soils and plants]. Moscow, 1989.(In Russ.)]

9. Карташева Л.Б. Места заповедные. Казань, 2007. [Kartasheva L.B. Mesta zapovednye [Reserved places]. Kazan, 2007.]

10. Комплексное изучение лесных экосистем национального парка «Нижняя Кама» и оценка воздействия на них объектов нефтедобычи / Гареев Р.М., Кулагин А.В., Блатт Л.В. и др. // Экологический консалтинг. 2009. № 1. С. 2-10. [Gareev R.M., Kulagin A.V., Blatt L.V. et al. Comprehensive study of forest ecosystems of the Lower Kama National Park and assessment of the impact of oil production facilities on them. Ekologicheskiikonsalting.2009. No. 1. Pp. 2-10. (In Russ.)]

11. Лукьянова Ю.А. Динамика растительного покрова лесных фитоценозов Национального парка «Нижняя Кама» в условиях рекреационного воздействия // Труды Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г. Смидовича. 2011. № 9. С. 72-82. [Lukyanova Yu.A. The dynamics of the vegetation cover of forest phytocenoses of the Nizhny Kama National Park under conditions of recreational impact. Proceedings of the Mordovia State Nature Reserve.2011. No. 9. Pp. 72-82. (In Russ.)]

12. Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. М., 2014.

13. Матвеева Е.В. Современные проблемы развития экологической системы в условиях техногенного воздействия // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2008. Т. 7. № 1. С. 142-146. [Matveeva E.V. Modern problems of the development of the ecological system under the conditions of anthropogenic impact. Vestnik of Kazan State Agrarian University. Vol. 7.No. 1. Pp. 142-146. (In Russ.)]

14. Озол А.А., Беговатов Е.А., Мухарамова С.С. Что таит в себе геохимический состав почв // Научный Татарстан. 1999. № 2. С. 57-64. [Ozol A. A., Begovatov E.A., Mukharamova S.S. What is fraught with the geochemical composition of soils. Nauchnyi Tatarstan. 1999. No. 2. Pp. 57-64. (In Russ.)]

15. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М., 1975.

16. Оценка биогеохимического состояния травянистых растений и почв Волжско-Камского заповедника / Сибгатуллина М.Ш., Александрова А.Б., Иванов Д.В.,

17. Валиев В.С. // Ученые записки Казанского университета. Естественная серия. 2014. Т. 156. Кн. 2. C. 87-102.

18. Лукьянова Ю.А., Бекмансуров Р.Х. Сказ о Национальном парке «Нижняя Кама». Казань, 2009.

19. Сунгатуллин Р.Х., Сунгатуллина Г.М., Хазиев М.И. Биогеохимические исследования при изучении геологического пространства // Ученые записки Казанского государственного университета. Серия: Естественные науки. 2009. Т. 151. Кн. 1. С. 196-217.

20. Тяжелые металлы в поверхностном слое почвы Тукаевского района Республики Татарстан / Дворяк С.В., Фазуллина Л.И., Фазуллин Д.Д., Маврин Г.В. // Экология промышленного производства. 2011. № 4. С. 33-41. [Dvoryak S.V., Fazullina L.I., Fazullin D.D., Mavrin G.V. Heavy metals in the surface soil Tukaevsky district Republic of Tatarstan. Industrial Ecology.2011. No. 4. Pp. 33-41. (In Russ.)]

21. Экогеохимия Западной Сибири. Тяжелые металлы и радионуклиды. Новосибирск, 1996.

22. Harmens H., Norris D.A., Steinnes E. et al. Mosses as biomonitors of atmospheric heavy metal deposition: Spatial patterns and temporal trends in Europe. Environmental Pollution. 2010. Vol. 158 (10). Pp. 3144-3156.

23. Harmens H., Mills G., Hayes F. et al. Air Pollution and Vegetation ICP Vegetation. Annual Report 2015/2016.Bangor, Gwynedd, 2016.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Пищевая ценность дикорастущих растений. Характеристика биогологически активных веществ лекарственных растений. Распределение дикорастущих пищевых, лекарственных и ядовитых растений по природным зонам. Правила сбора и употребления пищевых растений.

    реферат [24,3 K], добавлен 22.03.2010

  • Экологические группы растений. Адаптации к стрессовым условиям обитания. Типы ареалов и факторы, обусловливающие их границы. Ботаническая и экологическая характеристика дикорастущих видов растений (Гравилат речной Geum rivale) семейство (Розоцветные).

    контрольная работа [1,3 M], добавлен 09.04.2019

  • Характеристика видового состава, суточной активности насекомых-опылителей растений кальцефильной степи в Донском природном парке, консортивные связи между ними. Экологическая структура энтомонаселения и разработка рекомендации по охране растений.

    реферат [33,7 K], добавлен 07.06.2010

  • Характеристика арктических, тундровых, таежно-лесных и лесотундровых ландшафтов. Природно-ресурсный потенциал лесостепных, степных, субтропических и пустынных ландшафтов. Изучение растительного и животного мира. Исследование рельефа и почвенного покрова.

    презентация [1,5 M], добавлен 25.05.2015

  • Регуляция экспрессии у генетически модифицированных растений. Исследование функционирования промоторов бактериального и вирусного происхождения в трансгенных растениях. Регуляторные последовательности, используемые в генетической инженерии растений.

    курсовая работа [39,4 K], добавлен 03.11.2016

  • Анализ геологического строения, климатических условий, почвенного покрова, флоры Красноселькупского района. Изучение биологии психрофитных растений. Анатомические особенности строения побегов вечнозеленых и листопадных кустарничков семейства вересковых.

    курсовая работа [9,1 M], добавлен 09.08.2010

  • Понятие и отличительные особенности образования олиготрофных болот. Общие характерные черты в строении растений, распространенных на их территориях. Методика исследования основных фитоценозов олиготрофного типа, их свойства и экологическое значение.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.07.2015

  • Систематический, экологический, биоморфологический и хозяйственно-ботанический состав двух луговых экосистем поймы реки Сож. Анализ погодных условий. Классификация растительности луговых экосистем по определителю высших растений Республики Беларусь.

    курсовая работа [82,0 K], добавлен 30.08.2011

  • Плодово-ягодные культуры как группа многолетних дикорастущих и культурных растений, дающих съедобные плоды. Систематическое положение семейства Розановые, его ботаническая характеристика. Флористический состав растений, описание некоторых их типов.

    контрольная работа [1,3 M], добавлен 17.06.2014

  • Физико-географическая характеристика парка, особенности и виды изучаемых растений. Методика заложения геоботанических площадок и трансекты при изучении флоры. Биоморфологический, экологический, фитоценотический и геоморфологический анализ флоры парка.

    курсовая работа [33,8 K], добавлен 06.06.2011

  • Формы азота, используемые растением. Восстановление нитратов растениями. Стерильные культуры покрытосеменных растений. Представители насекомоядных растений. Симбиоз и паразитизм у растений. Усвоение молекулярного азота микроорганизмами, бактерии в почве.

    реферат [887,9 K], добавлен 20.07.2010

  • Исследование строения и основных свойств экосистем. Изучение экологических связей в естественных и искусственных экосистемах. Анализ взаимоотношений в системе "организм-среда". Пищевая цепь растений. Приспособленность растений к условиям среды обитания.

    практическая работа [136,3 K], добавлен 23.10.2014

  • Основные формы фитохрома, характеристика их свойств. Физиологические процессы, которые регулируются в растениях светом с помощью фитохромной системы. Принципы фоторегулирования метаболизма растений и регуляторное действие красного цвета на фотосинтез.

    контрольная работа [586,9 K], добавлен 28.06.2015

  • Характеристика основных групп растений по отношению к воде. Анатомо-морфологические приспособления растений к водному режиму. Физиологические адаптации растений, приуроченных к местообитаниям разной увлажненности.

    курсовая работа [20,2 K], добавлен 01.03.2002

  • Географический анализ Зилаирского района Республики Башкортостан. Изучение климата, почвенного покрова, растительного мира и основы гидрографической сети района. Современные исследования лихенобиоты Урала. Методика определения и классификации лишайников.

    дипломная работа [625,8 K], добавлен 24.11.2014

  • Ткань как группа клеток, сходных по строению, функциям и имеющих общее происхождение. Типы тканей растений, их функциональные особенности и структура. Поперечный разрез листа, его элементы: верхняя и нижняя кожица, основная и механическая ткань.

    презентация [1,7 M], добавлен 13.10.2014

  • Опыление как жизненно важный процесс для всех цветковых растений, разновидности. Приемы адаптации растений к насекомым. Селекция цветов, алгоритм наследования нужных признаков у растений. Секреты опыления плодовых культур. Роль пчел в процессе опыления.

    реферат [263,6 K], добавлен 07.06.2010

  • Явления в жизни растений, связанные с наступлением лета. Роль человека, влияющего на жизнь растений в природных сообществах. Связь растений с окружающей средой. Луговая флора Республики Беларусь. Геоботаническое описание луговой растительности.

    реферат [39,7 K], добавлен 01.07.2015

  • Общее описание царства растений, характеристика их органов: корень, лист, побег, цветок, плод и семя. Отличительные черты водорослей, лишайников, мхов, хвощей, папоротников, голосеменных и покрытосеменных растений, их роль в природных сообществах.

    шпаргалка [26,5 K], добавлен 15.03.2011

  • Микробно-растительные взаимодействия при росте растений. Симбиоз актиномицетов и растений. Грибо-растительный симбиоз, микориза. Паразитизм микроорганизмов на растениях. Численность микроорганизмов различных физиологических групп в различных типах почвы.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 28.03.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.