Эколого-биологические особенности вяза приземистого и яблони ягодной в условиях города Читы

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Специальность 03.00.16 - экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЯЗА ПРИЗЕМИСТОГО (Ulmus pumila L.) И ЯБЛОНИ ЯГОДНОЙ (Malus baccata (L.) Borkh.) В УСЛОВИЯХ ГОРОДА ЧИТЫ

Ковалёва С.В.

Улан-Удэ - 2009

Работа выполнена в Институте природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения РАН, г. Читы

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Намзалов Бимба-Цырен Батомункуевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Анцупова Татьяна Петровна кандидат биологических наук, с.н.с.

Сэкулич Ирина Романовна

Ведущее учреждение: Забайкальский государственный гуманитарно-педагогический университет (г. Чита)

Защита состоится «25 ноября» 2009 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.022.03 по защите докторских диссертаций при Бурятском государственном университете по адресу: 670000, г. Улан-Удэ ул. Смолина, 24а, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке

Бурятского государственного университета

Автореферат разослан «23» октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук Н.А. Шорноева

1. ОСНОВНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: заключается в необходимости планирования зеленого благоустройства при строительстве крупного населенного пункта. В связи с высокими темпами урбанизации, обусловливающими рост городов, изменяется качество среды, в которой находится население. Негативное воздействие так же испытывает дендрофлора данного населенного пункта, выполняющая рад функций: эстетическую, оздоровление санитарно-гигиенического состояния и улучшение качества атмосферы, повышение уровня влажности, пылеулавливание, шумовых барьеров.

При сложившейся планировочной инфраструктуре города, выделяются участки с различным уровнем загрязнения почвенного и снежного покрова, атмосферного воздуха. Совокупность условий урбанизированной среды негативно сказывается на состоянии габитуса, росте и развитии растений, а так же выполняемых ими функциях. Работы по изучению влияния условий произрастания на разных участках на объекты, используемые в качестве озеленения, не проводились. Таким образом, возникает необходимость подбора растительности, с учетом воздействующих факторов, для озеленения города при его благоустройстве.

Работы по изучению городской среды проводились недостаточно, ограничиваясь химическим составом почвенного и снегового покрова, атмосферного воздуха (Волосиков и др., 1999). Существует недостаток в изученности отдельных представителей дендрофлоры при различных условиях произрастания. В частности, в пределах Читы приоритет принадлежит Populus balsamifera, Ulmus pumila, Malus baccata, Padus avium, несмотря на различие ландшафтов внутри самого города. Отсутствуют работы благоустройства города при различных условиях произрастания.

Цель работы - провести комплексные эколого-биологические исследования Ulmus pumila и Malus baccata в условиях крупного города.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

· дать характеристику изучаемым объектам исследования, учитывая специфику природных условий, ландшафта и уровня загрязнения почвенного и снежного покрова;

· изучить влияние урбанизированной среды на эколого-биологические особенности изучаемых видов, на примере фенологического развития, морфометрических показателей вегетативных и генеративных органов и качественных особенностей семян;

· оценить факторы среды, оказывающие угнетающее воздействие на рост и развитие исследуемых объектов;

· рекомендовать наиболее пригодные для данных условий произрастания объекты, для дальнейшего использования их в качестве элементов озеленения.

Научная новизна. Комплексные биоэкологические исследования яблони ягодной и вяза приземистого по уровню загрязнения почвенного и снежного покрова в различных районах г. Читы проводятся впервые. Новизна работы заключается в проведении фенологических наблюдений и морфометрических исследований яблони ягодной и вяза приземистого с учетом различных условий произрастания на территории города. Выявлено, что сроки вступления в последующую из фенологических фаз развития и характер их протекания различаются в зависимости от экспозиции и суммарного загрязнения почвенного и снегового покрова. Морфометрические исследования вегетативных и генеративных органов растений позволили выделить признаки изменчивости наиболее и наименее подверженные воздействию окружающей среды. Проведение анализа биологии семян исследуемых объектов, позволило установить их качественные характеристики: при каких условиях окружающей среды развиваются наиболее жизнеспособные семена яблони ягодной, а также при каких условиях произрастания формируются семена, обладающие лучшими качественными показателями - энергией прорастания и всхожестью.

Практическая значимость.

1. Полученные данные могут быть использованы при озеленении различных районов с разным уровнем загазованности атмосферного воздуха.

2. Даны предложения и рекомендации для замены некоторых посадок, подверженных значительному влиянию поллютантов, находящихся в воздухе и оседающих на поверхности почвы, на идентичные виды растений; возможны предложения по замене некоторых экземпляров растений, длительно произрастающих на определенной территории, в меньшей степени приспособленных к условиям урбанизированной среды.

3. Возможное использование полученных результатов в качестве рекомендаций при озеленении территорий различной нагрузки (парки, скверы, детские сады, школы, живые изгороди).

4. Материалы проведенных исследований могут быть использованы в учебном процессе преподавателями педагогических институтов, лесотехнических колледжей.

Защищаемые положения:

1. Ритмы фенологического развития яблони ягодной и вяза приземистого отражают различную степень приспособленности к условиям произрастания в пределах города, которые отражаются в характере и степени протекания фенологических ритмов развития, в частности сроках вступления и завершения фенофаз развития, обилии цветения и плодоношения, завершении листопада.

2. Морфометрические показатели вегетативных и генеративных органов объектов озеленения могут служить дополнительными данными при определении влияния урбанизированной среды на их рост и развитие. При этом наиболее информативными признаками изменчивости подверженными воздействию окружающей среды являются лист и годичный прирост побега яблони ягодной и вяза приземистого.

3. Качественные показатели семян яблони ягодной и вяза приземистого отражают степень воздействия урбанизированной среды при различных условиях произрастания. Они выражаются в степени жизнеспособности семян при трех категориях СПЗ (суммарного показателя загрязнения) от допустимого до чрезвычайно опасного на различных экспозициях в пределах города. При этом наиболее информативны отличия в показателях энергии прорастания и всхожести семян.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на ряде международных, всероссийских и региональных конференций, в том числе: «Географические исследования в Забайкалье: материалы II региональной конференции» (Чита, 2006); «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований: Материалы научной конференции» (Чита, 2006); «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи» (Улан-Удэ, 2007); «Биоморфометрические исследования в современной ботанике. Материалы международной конференции» (Владивосток, 2007); «Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения»: Материалы международной конференции, посвященной 135-летию со дня рождения И.И. Спрыгина» (Пенза, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе одна в издании из перечня ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, приложения. Работа изложена на 142 страницах, содержит 42 таблицы и 36 рисунков. Список литературы включает 121 источник, из них 6 иностранных.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. Воздействие городской среды на зеленые насаждения

Проведен обзор литературных данных по влиянию урбанизированной среды на состояние древесных растений города, описаны функции, выполняемые растительностью. Выявлены наиболее и наименее устойчивые объекты к пыли и газам, находящимся в атмосфере и оседающим на поверхности почвы (Андреев и др., 1992, Herbert, 1961). Выделены компоненты урбанизированной среды, оказывающие особенно негативное влияние на дендрологический состав насаждений города (Ярославцев, 1954, Илькунин, 1971, 1978, Гудериан, 1979, Николаевский, 1979,1983,1988, Пастернак и др., 1985, Чельцова, 1987, Гавриленко, 1992, Черненькова, 2002). Дано описание характерным повреждениям в зависимости от концентрации и категории поллютантов, поступающим в воздух от многофакторного антропогенного воздействия. Показано, что в работах по изучению растительности в пределах города исследование протекало по одному или нескольким параметрам, при этом в меньшей степени учитывалась степень техногенного загрязнения (Поповичев, 1980, Пащенко, 1984, Jurasek, 1993, Ведерников и др., 2007).

Городская среда, оказывающая воздействие на состояние зеленых насаждений, складывается из ряда факторов, к которым относятся особенности рельефа, перепады температур и инверсии, различные условия увлажнения атмосферными осадками и отличным уровнем залегания грунтовых вод, а также удаленность и приближенность к естественным водоемам. (Бурова, 1975, Ильин и др., 1980, Алексеев, 1982, Журкова, 2003, Кухта, 2003, Павлов, 2006). В пределах города Чита выделяется несколько природных зон, при этом дендрофлора представлена малым видовым разнообразием (Бобринев и др., 1991). Таким образом, все ландшафтное сочетание природных зон и сложившаяся планировочная структура обязывают к более полному изучению элементов озеленения, как естественно произрастающих в пределах данных условий, так и интродуцентов. В работе дана При этом дана эколого-биологическая характеристика вяза приземистой и яблони ягодной, отображая их функциональные свойства, достоинства и недостатки при введении их в городские условия (Тахтаджян, 1980, Жуковский, 1982, Коропачинский, 1983, Мартынов, 1992, Неверова, 2001, Кузнецов, 2005).

ГЛАВА 2. Район, объекты и методы исследования

2.1 Характеристика района и объектов исследования

Исследования, касающиеся изучению эколого-биологических особенностей вяза приземистого и яблони ягодной, проведены на территории г. Читы Забайкальского края. Город расположен на территории Читино-Ингодинской впадины, приподнят над уровнем моря на 640-650 м., окаймлен Яблоневым хребтом и хребтом Черского. Рельеф местности в районе Читы разнообразен, колебания высот в черте города составляют более 100 м. Наиболее низкая центральная и южная части города расположены у берегов рек Читы и Ингоды. Климат резко континентальный. Для города характерна температурная инверсия и низкая рассеивающая способность, особенно в зимнее время года (Напрасников и др., 1968, Швер и др., 1982, Дёгтев, 1991).

Выделенные пробные площадки отличаются между собой по уровню загрязнения почвенного и снежного покрова, согласно эколого-геохимической карты города Читы (Волосиков и др., 1999), а так же географическим положением экспозиций: терраса долины реки Чита, подножье юго-восточного склона Титовской сопки, пологий предгорный шлейф хребта Черского северо-западного склона (Кулаков, 2001).

В качестве объектов наблюдения выбраны яблоня ягодная и вяз приземистый широко используемые в качестве озеленения города. Возраст растений варьирует в пределах 30-35 лет. Насаждения формируют однорядные аллеи около изгородей предприятий, одиночные посадки в скверах и парках, в местах ограниченного пользования (дошкольные и школьные учреждения). К числу достоинств вяза и яблони, используемых при озеленении относятся: подходящий к условиям среды вегетационный период развития, экономичность в посадке, быстрая приживаемость, толерантность к условиям урбанизированной среды, способность поддаваться обрезке при дизайнерской обработке, декоративность видов в период цветения и плодоношения. Отрицательной чертой использования яблони в качестве элемента озеленения является значительное повреждение яблоневой молью.

Для наблюдений за вязом приземистым выделено десять, а за яблоней ягодной девять пробных площадок. С 2007 года выделена контрольная площадка терраса в долине реки Ингода, где растения находятся в естественных условиях произрастания.

2.2 Методика проведения работ

Влияние урбанизированной среды на эколого-биологические особенности вяза и яблони изучалось по нескольким методикам. Фенологическое наблюдение проводилось по методическим рекомендациям Б.И. Иваненко (1962), И.Н. Бейдеман (1974), В.А. Морякиной (1975) и др. Сбор и изучение морфологических признаков побега, листа, плодов и семян осуществлялось по методикам Ю.А. Злобина (1989), Г.И. Соколовой (1993) с использованием практикума О.А. Поповой (2002) и рекомендациям лесной таксации (1967). Осуществлялось морфометрическое измерение семян вяза с крылатками и без них, длины и ширины плодов яблонь, длины семян яблонь, взвешивание 1000 штук семян по ГОСТу 13056.4-67 и плодов.Глазомерная оценка цветения и плодоношения, дана по шкале В.Г. Каппера (Наставления…, 1980), ежегодно производилось определение количества цветков и плодов на исследуемых объектах. Изучение биологии семян яблони и вяза проходило на лесосеменной станции. Проращивание семян вяза приземистого для определения энергии прорастания и всхожести осуществлялось по ГОСТу 13056.6-97 (1998) с соблюдением всех требований. Определение жизнеспособности семян яблони ягодной проводилось по ГОСТу 13056.7-93 (1995). Статистическая обработка полученных данных реализовывалась с использованием пакета программ Microsoft Excel-2000 и Statistica 6.0.

ГЛАВА 3. Зависимость фенологического развития исследуемых объектов от абиотических и антропогенных факторов среды

Анализ ритмов фенологического развития у вяза и яблони при различных условиях произрастания показал, что большинство деревьев развивается по типу, характерному для растений естественных условий

Примечание: А - 2006г, допустимый СПЗ долины реки Чита; В - 2007г, умеренно опасный СПЗ юго-восточного склона Титовской сопки; С - 2008г, опасный СПЗ северо-западного склона хребта Черского.

Рис. 2 Фенологические спектры вяза приземистого (фрагмент)

При этом отмечаются схожие сроки наступления фазы осеннего расцвечивания листвы и листопад. Данные наблюдения, характеризующие особенности фенологического развития, совпадают с работами Г.В. Ярославцева (1954) и М.Ф. Ефимова (1959).

Период вегетации яблони ягодной короче, чем у вяза, и составляет в среднем до 160 дней. Распускание почек начинается у большей части растений в первой декаде мая, на отдельных пробных площадках данная фенофаза начинается в конце второй - начале третьей декады апреля и продолжается до двух недель. Развитие листовой пластины приходится на второю - начало третьей декады мая и продолжается до середины июля. Период бутонизации и цветения длятся 30-35 дней. Развитие плодов и их созревание протекает в течение двух месяцев. Начало осеннего изменения окраски листвы на отдельных пробных участках наблюдается в конце третьей декады августа, в основном данная фаза начинается в середине первой - начале второй декады сентября. Листопад продолжается до конца октября.

Фенологическое развитие яблони ягодной в условиях города отличается по экспозициям в зависимости от условий произрастания (рис. 3). В ходе проведенных наблюдений выявлено, что лучше выглядят и развиваются яблони, находящиеся при лучшем освещении (в долине реки Чита - при допустимом и опасном СПЗ, на юго-восточном склоне Титовской сопки - при допустимом СПЗ). Наиболее угнетены растения, произрастающие либо под пологом высоких деревьев (на юго-восточном склоне Титовской сопки - при умеренно опасном и опасном СПЗ), либо затененные со всех сторон зданиями (долина реки Чита - при умеренно опасном СПЗ).

Примечание: А - 2006г, умеренно опасный СПЗ юго-восточного склона Титовской сопки; В - 2007г, контрольная площадка; С - 2008г, опасный СПЗ северо-западного склона хребта Черского.

Рис. 3 Фенологические спектры яблони ягодной (фрагмент)

Несмотря на то, что растения, произрастающие на северо-западном склоне хребта Черского, имеют схожие сроки вступления в некоторые фенологические фазы развития и продолжительность их протекания, именно эти объекты подвергаются значительному воздействию вредителей. Интенсивное нападение насекомых-вредителей связано с пониженной влажностью городского воздуха, что вызывает увядание, ослабление роста и физиологических процессов у растений согласно наблюдениям В.М. Журавлева (1966).

К растениям, наиболее подходящим для замены яблонь при трех категориях СПЗ на северо-западном склоне хребта Черского, относятся Armeniaca sibirica, Aser ginnala, Aser platanoides, Padus ussuriensis, которые произрастая на данной экспозиции, не повреждаются вредителями, имеют лучшее состояние габитуса, декоративны в период различных фаз вегетации.

ГЛАВА 4. Влияние факторов урбанизированной среды на морфометрические показатели вегетативных и генеративных органов яблони ягодной и вяза приземистого

При оценке жизненного состояния исследуемых объектов в условиях городской среды проведены морфометрические измерения вегетативных и генеративных органов. Результаты исследования габитуса яблони показали, что на протяжении всего периода наблюдается радиальный прирост кроны в среднем от 0,26 до 0,53 м2. В высоту объекты увеличиваются на 0,20-0,41 м. в зависимости от условий произрастания. Диаметр ствола в 2006 году изменился на 1,5±0,4 см у яблонь, произрастающих при допустимом СПЗ на всех трех экспозициях. В 2007 году прироста стволовой части растений не отмечалось. В 2008 году - у яблонь, растущих при допустимом СПЗ в долине реки Чита и на юго-восточном склоне Титовской сопки на 0,8±0,07 см и при опасном СПЗ в долине реки Чита на 0,5±0,04см, на остальных пробных площадках прироста не отмечалось.

Измерение параметров вегетативных органов Malus baccata при различных условиях произрастания показывают, что максимальных размеров растения достигают в долине реки Чита при воздействии допустимого СПЗ (прирост побега одного года - 28,59±1,57, средняя длина междоузлий - 3,44±0,17, количество листьев на побеге - 20±1, количество плодов на побеге - 29±2 и в кисти - 5±1). Минимума размеров по данным параметрам достигают растения, произрастающие под воздействием опасного СПЗ на экспозиции северо-западного склона хребта Черского: прирост побега за один год составляет 13,51±1,34, средняя длина междоузлий - 2,3±0,19, количество листьев на побеге - 9±1, количество плодов на побеге - 14±3, количество плодов в кисти - 2±0,24.

Морфометрия параметров генеративных органов данного вида (на примере цветка, плодов и семян) отражает то, что максимальные размеры характерны для яблонь, находящихся под воздействием опасного СПЗ в долине реки Чита, а наименьшие размеры по данному признаку отмечаются у растений, произрастающих при умеренно опасном СПЗ на северо-западном склоне хребта Черского (табл. 1).

Таблица 1 Основные показатели морфометрии генеративных органов яблони ягодной за исследуемый период (фрагмент)

Примечание: экспозиция 1 - долина реки Чита, 2 - юго-восточный склон Титовской сопки; 3 - северо-западный склон хребта Черского.

Проведенные исследования позволили установить, что лучшими морфометрическими данными обладают яблони, произрастающие при допустимом СПЗ в долине реки Чита и на юго-восточном склоне Титовской сопки. Достаточно низкими показателями характеризуются растения, находящиеся при умеренно опасном СПЗ в долине реки Чита, при опасном СПЗ на юго-восточном склоне Титовской сопки. Вследствие того, что яблони на северо-западном склоне хребта Черского подвержены воздействию яблоневой моли, то данные объекты обладают меньшими морфометрическими размерами, по сравнению с фоновыми объектами. При определении количественных показателей плодов и семян яблони выявлено, что максимальные размеры характерны для растений, находящихся под воздействием опасного СПЗ в долине реки Чита; наименьшие размеры по данным параметрам наблюдаются у объектов, произрастающих при умеренно опасном СПЗ на северо-западном склоне хребта Черского. Отсутствие результатов по данному признаку в 2007 году на экспозиции северо-западного склона хребта Черского при всех категориях СПЗ связано с полным повреждением вредителями органов растений.

При исследовании насаждений Ulmus pumila, отличающихся специфическими условиями произрастания, использовались вегетативные и генеративные органы. Визуальное обследование габитуса вяза позволило выявить ряд особенностей развития: радиальное увеличение кроны варьировало от 0,4 м2 у вязов, произрастающих при чрезвычайно опасном СПЗ до 2,2 м2 у растений, находящихся при опасном СПЗ в долине реки Чита. У контрольных объектов данный показатели составляет 1,3 м2; в высоту деревья увеличиваются на 0,20-0,63 м; динамика радиального прироста диаметра ствола на протяжении наблюдаемого периода не отмечено среди всех объектов. ландшафт загрязнение почвенный урбанизированный

В ходе проведенных исследований выявлено, что наиболее устойчивы к условиям городской среды вязы, произрастающие при опасном СПЗ в долине реки Чита (прирост - 46,10 ± 1,34, количество листьев на побеге одного года - 36 ± 1, длина междоузлий - 4,80 ± 0,26, диаметр побега в основании годичного прироста - 0,46 ± 0,011). У деревьев контрольного варианта данные параметры имеют следующие размеры - 31,51 ± 1,93; 21 ± 2; 4, 48 ± 1,44; 0,42 ± 0,02 соответственно. Наименьшими размерами вегетативных органов обладают вязы, произрастающие при чрезвычайно опасном СПЗ в долине реки Чита: в отдельные годы прирост - 6,35 ± 0,51; количество листьев на побеге - 8 ± 0,52; длина междоузлий - 1,04 ± 0,11; диаметр побега - 0,19 ± 0,015 (рис. 4).

Рис. 4 Зависимость прироста побега вяза от количества осадков (фрагмент)

Исследование генеративных органов вяза дало следующие результаты: наилучшими морфометрическими данными обладают семена с растений, произрастающих при допустимом СПЗ в долине реки Чита и на юго-восточном склоне Титовкой сопки, среди трех пробных площадок различного уровня загрязнения на северо-западном склоне хребта Черского наилучшая морфометрия семян отмечена у вязов, находящихся под воздействием опасного СПЗ (табл. 2).

Морфометрические измерения черешка листьев растений, позволили обнаружить закономерность между его длиной и визуальной освещенностью экспозиции. Причем данная особенность отмечена как у вязов, так и у яблонь. Наибольшей длиной черешка обладают растения, находящиеся под меньшим количеством солнечного света, где растения затенены либо строительными сооружениями, либо произрастают под пологом высоких деревьев (объекты, в долине реки Чита и на северо-западном склоне Титовской сопки при умеренно опасном СПЗ); наименьшая длина черешка листовой пластины отмечена у объектов, произрастающих на экспозициях с большим количеством естественной освещенности (растения в долине реки Чита при допустимом и опасном СПЗ).

Таблица 2 Основные показатели морфометрии генеративных органов вяза приземистого за исследуемый период (фрагмент)

Примечание: экспозиция 1 - долина реки Чита, 2 - юго-восточный склон Титовской сопки; 3 - северо-западный склон хребта Черского.

При определении условий, оказывающих наибольшее воздействие на линейный прирост побега (Ловелиус, 1979; Лайранд и др., 1980; Юкнис, 1988; Павлов, 2006), установлено, что на данный показатель влияют как уровень загрязнения почвенного покрова и атмосферного воздуха, так и летние температуры и осадки, поступившие в период с мая по август.

ГЛАВА 5. Эколого-биологические особенности семян

Ulmus pumila и Malus baccata при различном СПЗ среды

Определение жизнеспособности семян яблони ягодной проводилось по ГОСТу 13056.7 - 93 (Минск, 1995). Эксперимент проводился на 100 штуках семян, взятых в трехкратной повторности. Подготовка семян к анализу проходила в следующей последовательности: семена замачивались на 3-4 суток, после чего семена извлекались из семенной кожуры с обнаженным зародышем. В лабораторных условиях проводилось окрашивание зародышей красителем индиго-кармин (в течение двух часов). По степени окраски определялся уровень жизнеспособности зародышей. Результаты определения жизнеспособности семян яблони за три года отображены на рис. 2 (А, В).

Рис. 5 Жизнеспособность семян яблони ягодной за исследуемый период.

А - при допустимом СПЗ, В - при опасном СПЗ

По результатам анализа отмечается, что среди пробных площадок, расположенных в долине реки Чита и на юго-восточном склоне Титовской сопки при допустимом и опасном СПЗ, происходит снижение показателей жизнеспособности семян от 2006г. к 2007г. и увеличение данного показателя в 2008г. На тех же экспозициях, при умеренно опасном СПЗ и на северо-западном склоне хребта Черского при всех категориях загрязнения, наблюдается увеличение жизнеспособности семян в течение трех лет. На экспозиции северо-западного склона хребта Черского отсутствуют данные за 2007г., вследствие полного повреждения растений яблоневой молью в период завершения цветения и образования плодов.

Влияние урбанизированной среды на вязы определялось при проведении биологии семян по ГОСТу 13056.6-97 (Минск, 1998). Эксперимент проходил на 100 штуках в трехкратной повторности. К качественным характеристикам семян относилось определение энергии прорастания и всхожесть. Подготовка и проведение анализа семян проходили следующим образом: семена очищались от крылаток, раскладывались на влажную бумагу, помещались на контейнер с водой определенной температуры и освещенностью. Результаты проведения биологии семян вяза отображены на рисунке 6.

В результате проведенных исследований было выявлено, что наибольшей энергией прорастания и всхожестью обладают семена с растений, находящихся под воздействием допустимого СПЗ в долине реки Чита - 95% и 98%, наименьшими показателями по данному признаку характеризуются семена с растений, произрастающих при чрезвычайно опасном СПЗ в долине реки Чита - 69% и 81%. У деревьев контрольной площадки по данным параметрам отмечены следующие показатели: всхожесть - 97%, энергия прорастания - 99%.

Рис. 6 Энергия прорастания семян вяза за исследуемый период

При измерении длины проростка, полученные результаты сформированы в несколько групп - до 0,5 см., 0,51-0,99 см., 1,0-3,0 см., от 3,1см. В 2006г. среди всех пробных площадок по длине проростка преобладали значения до 0,99 см., что составляло 54%; семян с длиной проростков 1,0-3,0 см - 32%, семян с длиной проростка от 3,1 см. около 24 %. У вязов, произрастающих при чрезвычайно опасном СПЗ, отмечено 43 % семян с длиной проростка до 0,5 см и 57 % семян с длиной проростка 0,51-0,99см (рис. 7).

Для 2007 года характерно снижение показателей с длиной проростка до 0,5 см. На отдельных пробных площадках, отмечено увеличение числа семян с проростком 0,51-0,99 см. и длиной проростка 1,0-3,0 см до 40%. Наблюдается уменьшение количества семян с длиной проростка от 3,1 см до 10 %. Наибольшее количество проростков с длиной до 0,5 см характерно для вязов, произрастающих при чрезвычайно опасном СПЗ в долине реки Чита (53%), наименьшее - у вязов, находящихся под воздействием опасного СПЗ на той же экспозиции. Преобладают проростки с длиной 0,51-0,99 см у растений, произрастающих при опасном СПЗ в долине реки Чита (64%), меньшее количество семян по данному параметру отмечено у вязов, растущих при опасном СПЗ на северо-западном склоне хребта Черского (20%). У растений фонового контроля длина проростка варьировала от 0,5 см - 18%, 0,51-0,99 см. - 26%, 1,0-3,0 см - 51%, от 3,1 см - 5%.

Изменения в показателях длины проростка семян произошли в 2008году. Преобладание семян с длиной проростков до 0,5 см отмечено у вязов, растущих при допустимом и умеренно опасном СПЗ в долине реки Чита, при умеренно опасном и опасном СПЗ на северо-западном склоне хребта Черского, при чрезвычайно опасном СПЗ в долине реки Чита. У вязов контрольной площадки наблюдалось следующее распределение полученных данных по длине проростка: одинаковое количество проростков с длиной до 0,5 см и 0,51-0,99 см (по 27%), 33% проростков с длиной 1,0-3,0 см., 13% проростков с длиной от 3,1 см.

Рис. 7 Длина проростков семян вяза (фрагмент)

Изучением влияния различного уровня и вида атмосферного загрязнения на биологию семян занимался И.Н. Павлов (2006), в работе которого выделены такие показатели биологии семян, как энергия прорастания и всхожесть, изменяющиеся в зависимости от удаления исследуемых объектов от промышленной зоны и крупных автострад.

Таким образом, на биоморфометрических показателях семян отражается, как экологическая обстановка условий произрастания (уровень загазованности и загрязнения атмосферного воздуха; количество поллютантов, оседающих на поверхности почвы и снежном покрове), так и особенности ландшафта (экспозиция, тип почвы, эдафические свойства, перемещение воздушных масс, освещенность, гидрография) и особенности районной планировки города.

ВЫВОДЫ

1. При планировании благоустройства населенного пункта и подборе видового ассортимента в качестве элементов озеленения необходимо учитывать не только нагрузку данного района от стационарного и передвижного видов загрязнителей, но и специфику ландшафтных структур крупного города. Фенологические наблюдения выявили, что среди выделенных экспозиций внутри города начало и завершение фенофаз варьирует в течение 4-6 дней в пределах одного вида, при этом распускание почек у вяза приземистого начинается на 10 дней раньше, чем у яблони ягодной; завершается фенологические развитие данных видов практически одновременно - в конце октября.

2. Изучение морфометрических показателей яблони ягодной и вяза приземистого позволили выделить наиболее и наименее подверженные городской среде объекты в пределах одного вида. Так менее приспособились к условиям урбанизированной среды яблони, произрастающие на северо-западном склоне хребта Черского при трех категориях СПЗ; среди вяза приземистого наилучшими морфометрическими характеристиками обладают растения, находящиеся под воздействием опасного СПЗ в долине реки Чита, наиболее угнетены растения, произрастающие при чрезвычайно опасном СПЗ в долине реки Чита.

3. Проведенный анализ биологии семян дает возможность определить жизнеспособность семян у яблони ягодной, энергии прорастания и всхожести у вяза приземистого, а также доказывает, что наименьшими показателями у яблони обладают семена, собранные с растений, произрастающих при всех категориях загрязнения на северо-западном склоне хребта Черского, у вяза наименьшими характеристиками обладают семена, собранные с объектов, находящихся при чрезвычайно опасном СПЗ в долине реки Чита.

4. На состояние габитуса, фенологическое развитие, радиальный и линейный прирост, морфометрические показатели листовой пластины, семян и плодов в большей степени оказывает место произрастания изучаемых объектов, а так же количество поллютантов находящихся в атмосфере, оседающих на поверхность почвы и снежного покрова, а также освещенность.

5. Результаты исследований показали, что необходима замена яблонь на северо-западном склоне хребта Черского при всех категориях загрязнения и вязов в долине реки Чита при чрезвычайно опасном СПЗ по причине угнетенности посадок, состоянию габитуса и подверженности воздействию вредителей. В качестве элементов озеленения более пригодны на экспозициях северо-западного склона хребта Черского такие виды, как Armeniaca sibirica (имеющий естественный ареал распространения, используемый в озеленении в настоящее время в небольшом количестве), Aser ginnala, Aser platanoides, Padus ussuriensis, произрастающие на данной территории в единичных экземплярах.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Ковалёва С.В. Определение жизнеспособности семян Malus baccata, собранных с растений в черте г. Читы // Вестник Крас ГАУ. Вып. № 6 - Красноярск: Изд-во Красс ГАУ, 2008. - С. 68-70

Публикации в других изданиях:

1. Ковалёва С.В. Озеленение города, как создание его эстетического облика // Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований: Материалы научной конференции. - Чита: ЗабГГПУ, 2006 - С. 78-79

2. Ковалёва С.В. Изучение эколого-биологических особенностей интродуцентов в условиях городской среды // Географические исследования Забайкалья: материалы II региональной конференции. - Чита: ЗабГГПУ, 2006 - С.53-56

3. Ковалёва С.В. Влияние городской среды на развитие семян Ulmus pumila Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии: материалы V Международной научно-практической конференции. - Барнаул: Изд-во «АзБука», 2006 - С. 112-114

4. Ковалёва С.В. Зависимость морфометрических параметров листовой пластины Malus baccata от уровня загрязнения воздуха // Экология в современном мире: взгляд научной молодежи. - Улан-Удэ: Изд-во ГУЗ РЦМП МЗ РБ, 2007 - С. 43-45

5. Ковалёва С.В. Развитие побега Malus baccata при различном уровне загрязнения городской среды // Экология в современном мире: взгляд научной молодежи. - Улан-Удэ: Изд-во ГУЗ РЦМП МЗ РБ, 2007 - С. 45-46

6. Ковалёва С.В. Результаты наблюдений за зелеными насаждениями в условиях городской среды // Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития : Материалы II международной научно-практической конференции / отв. ред. Н.Н. Никитина. - Ишим: ИГПУ им. П.П. Ершова, 2007 - С. 97-100

7. Ковалёва С.В., Макаров В.П., Захаров А.А. Фенология и морфометрия Ulmus pumila // Биоморфометрические исследования в современной ботанике. Материалы международной конференции / ред. О.В. Хропко. - Владивосток: БСИ ДВО РАН, 2007 - С. 231-235

8. Захаров А.А., Макаров В.П., Ковалёва С.В. Анализ изменчивости видов Ulmus в Читинской области // Биоморфометрические исследования в современной ботанике. Материалы международной конференции / ред. О.В. Хропко. - Владивосток: БСИ ДВО РАН, 2007 - С. 185-188

9. Ковалёва С.В. Влияние городской среды на яблоню ягодную, используемую в озеленении / Сборник трудов первого международного экологического конгресса (третьей международной научно-технической конференции) «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ELPIT - Тольятти: - Т.III, 2008 - С. 44-48

10. Ковалёва С.В Анализ фенологии Malus baccata Экологические системы: фундаментальные и прикладные исследования. Ч.1: сб. материалов I Всерос. научно-практической конференции/ отв. ред. Т.В. Жуйкова, О.А. Тимохина. - Нижний Тагил: Нижнетагильская гос. соц.-пед. акад., 2008 - С. 183-188

11. Ковалёва С.В. Фенологическое развитие Ulmus pumila в пределах города «Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения»: Материалы международной конференции, посвященной 135-летию со дня рождения И.И. Спрыгина, Часть 1. ПГПУ им. В.Г. Белинского. - Пенза, 2008 - С. 43-44

12. Ковалёва С.В., Захаров А.А. Экологическая изменчивость семейства Ulmaceae в Забайкальском крае (на примере нескольких видов) Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения»: Материалы международной конференции, посвященной 135-летию со дня рождения И.И. Спрыгина, Часть 1. ПГПУ им. В.Г. Белинского. - Пенза, 2008 - С. 44-45

13. Ковалёва С.В. Морфометрическая изменчивость побегов Ulmus pumila в зависимости от условий урбанизированной среды Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития : Материалы III международной научно-практической конференции / отв. ред. Н.Н. Никитина. - Ишим: изд-во ИГПИ им. П,П, Ершова. - 2008 - С. 100-102

14. Ковалёва С.В. Морфометрическая изменчивость растений в условиях города на примере побега и листовой пластины Malus baccata Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии: материалы VII Международной научно-практической конференции. - Барнаул: 2008 - С.141-145

15. Ковалёва С.В., Намзалов Б.Б. Некоторые особенности развития и фенологии яблони ягодной Malus baccata в условиях г. Читы (Восточное Забайкалье) // Вестник БГУ. Биология. География. Вып. № 4 - Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2009. - С. 118-121

Размещено на Allbest.ru