Оцінка інтенсивності антропогенного впливу за рівнем флуктуаційної асиметрії морфологічних структур

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оцінка інтенсивності антропогенного впливу за рівнем флуктуаційної асиметрії морфологічних структур

О.В. Барабаш,

Т.М. Лозова,

Т.А. Козлова

Національний транспортний університет Україна

Анотація

Найбільш простим і доступним для широкого використання прийомом оцінки стабільності розвитку живих організмів є визначення величини флуктуаційної асиметрії (ФА) білатеральних морфологічних ознак, які виявляють незначні ненаправлені відмінності між правою і лівою сторонами органу, що закладаються під час онтогенезу. Стабільність розвитку як здатність організму до проходження всіх стадій онтогенезу є чутливим індикатором стану природних популяцій і дозволяє оцінювати сумарну величину антропогенного навантаження.

У статті висвітлено результати інтегральної оцінки якості середовища (атмосферного повітря) урбосистеми за ступенем порушення стабільності розвитку організмів, визначеним на основі показників ФА листкових пластинок Betula pendula Roth. Збір матеріалу проводили на території м. Києва у 4 -х районах із різним техногенним навантаженням: зона інтенсивного транспортного потоку (проспект Перемоги), район ПАТ НВЦ "Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод", район розташування Київської телевежі та територія парку "Нивки". Листкові пластинки збирали з дерев, розташованих на відстані 10-20 м від об 'єктів впливу.

Розрахунок бальних оцінок якості урбосередовища за показниками ФА показав, що листкові пластинки дерев у районах паркових зон та територій підприємств із позитивним природоохоронним іміджем сформувались в умовах, які мінімально впливають на індивідуальний розвиток, на відміну від листкових пластинок дерев м. Києва, районом зростання яких є автотранспортні магістралі, що істотно порушують стан атмосферного повітря і тим самим формують критичний IVклас стану середовища.

Подальшого дослідження потребує оцінка стану якості середовища (атмосферного повітря) інших районів для створення карти, що надасть дані по рівню забруднення території м. Києва на основі показника ФА.

Ключові слова: екологічний моніторинг, біоіндикація, флуктуаційна асиметрія інтегральна оцінка якості, Betula pendula Roth.

Е.В. Барабаш, Т.М. Лозовая, Т.А. Козлова

Национальный транспортный университет

ОЦЕНКА ИНТЕНСИВНОСТИ АНТРОПОГЕННОГО ВЛИЯНИЯ ПО УРОВНЮ ФЛУКТУИРУЮЩЕЙ АСИММЕТРИИ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР

Наиболее простым и доступным для широкого использования приемом оценки стабильности развития живых организмов является определение величины флуктуационной асимметрии (ФА) билатеральных морфологических признаков, которые определяют незначительные ненаправленные различия между правой и левой сторонами органа, закладываются в ходе онтогенеза. Стабильность развития как способность организма к прохождению всех стадий онтогенеза является чувствительным индикатором состояния природных популяций и позволяет оценивать суммарную величину антропогенной нагрузки.

В статье отражены результаты интегральной оценки качества среды (атмосферного воздуха) урбосистемы по степени нарушения стабильности развития организмов на основании показателей ФА листовых пластинок Betula pendula Roth. Сбор материала проводили на территории г. Киева в 4-х районах с различной техногенной нагрузкой: зона интенсивного транспортного потока (проспект Победы), район ПАО НПЦ "Борщаговский химико-фармацевтический завод", район расположения Киевской телебашни и территория парка "Нивки". Листовые пластинки собирали с деревьев, расположенных на расстоянии 10-20 м от объектов воздействия.

Расчет бальных оценок качества урбосреды по показателям ФА продемонстрировал, что листовые пластинки деревьев в районах парковых зон и территорий предприятий с положительным природоохранным имиджем сформировались в условиях, которые минимально влияют на индивидуальное развитие, в отличие от листовых пластинок деревьев г. Киева, районом роста которых являются автотранспортные магистрали, существенно нарушающие состояние атмосферного воздуха и тем самым формирующие критическое (IV класса) состояние среды.

Дальнейшего исследования требует оценка состояния качества среды (атмосферного воздуха) других районов для создания карты, которая предоставит данные уровня загрязнения территории г. Киева на основе показателя ФА. асиметрія білатеральний онтогенез

Ключевые слова: экологический мониторинг, биоиндикация, флуктуирующая асимметрия, интегральная оценка качества, Betula pendula Roth.

O.V. Barabash, T.M. Lozova, T.A. Kozlova

National transport University

ASSESSMENT OF ANTROPOGENIC INFLUENCE INTENSITY BY THE LEVEL OF FLUCTUATION ASYMMETRY OF MORPHOLOGICAL STRUCTURES

The easiest and most commonly used method for the evaluation of living organism's development stability is the determination of the fluctuation asymmetry (FA) value of bilateral morphological features that indicate minor undirected differences between the right and the left sides of the body which are formed during ontogenesis. Stability of the development as the ability of an organism to pass all stages of ontogenesis is a sensitive indicator of the state of natural populations and allows assessing the total amount of anthropogenic load.

The article highlights the results of the integrated evaluation of the environmental quality (atmospheric air) of the urban system by the degree of the organism's development stability impairment defined basing on the parameters of the FA of the Betula pendula Roth leaflets. The material was collected in 4 areas of Kyiv with different technogeneous loads: the area with heavy traffic (Peremohy Avenue), the area of the PJSC Scientific Production Center "Borschagivskyi Chemical and Pharmaceutical Plant", the area of the Kyiv television tower and the territory of the "Nyvky" park. The leaflets were collected from the trees located within 10-20 m from the objects of impact.

The calculation of the scoring of the urban environmental quality by the FA indicators showed that the leaflets of the trees in the park and enterprises areas with a positive environmental image are formed in conditions that minimally impact the individual development, unlike the leaflets of the trees of Kyiv which are grown in the highway areas that essentially impair the state of the atmospheric air and form the critical IV class of the environmental status.

The evaluation of the environmental quality (atmospheric air) of other areas require further research to create a map that will provide data on the pollution level of the territory of Kyiv based on the FA values.

Keywords: environmental monitoring, bioindication, fluctuating asymmetry, development stability parameter, Betula pendula Roth.

Як відомо, державний моніторинг навколишнього природного середовища - це система спостережень, збору, обробки, передачі, збереження й аналізу інформації про стан навколишнього середовища, прогнозування його змін і розробка науково обґрунтованих рекомендацій для розробки управлінських рішень [2]. Достатня кількість робіт зарубіжних вчених спрямовані на вирішення питань щодо визначення сфер і напрямків моніторингу, показників оцінки, методів і засобів його проведення [3].

У зв'язку зі збільшенням антропогенного впливу на навколишнє середовище набуває особливої актуальності екологічний моніторинг за біологічними об'єктами (біоіндикація). Деякі автори пропонують використовувати в якості об'єктів біоіндикації трав'янисті однорічні і багаторічні рослини [9], але більшість із них вважають, що для характеристики великих територій найефективніше використовувати деревні рослини [4, 6, 8].

Мета дослідження - оцінка якості урбосередовища м. Києва методом біоіндикації. Для досягнення мети були поставлені такі завдання: виявити морфологічні особливості деревних рослин в умовах урбосередовища та вплив антропогенних чинників на формування морфологічних структур деревних рослин шляхом визначення показників ФА листкової пластинки у різних районах міста; оцінити стан рослин за величиною інтегрального показника стабільності розвитку організмів; визначити залежність рівня ФА рослини від інтенсивності забруднення середовища.

Матеріали і методика досліджень. Об'єктом дослідження для визначення ступеню порушення стабільності розвитку обрана береза повисла (Betulapendula Roth.), яка досить часто використовується для озеленення міст [5]. Цей вид є однією з найбільш швидкозростаючих деревних порід. При сприятливих умовах досягає 25-30 м у висоту і до 80 см у діаметрі. Рослина світлолюбна, її крона ажурна, пропускає багато світла. Коренева система сильно розвинена, але проникає у ґрунт неглибоко.

Збір матеріалу проводився 2017 р. відповідно до методики оцінки стану організмів за показниками порушення стабільності розвитку [1]. Матеріалом досліджень слугували листкові пластинки B. pendula, відібрані після зупинки росту листя (в кінці серпня). Кожна вибірка складалася із 100 листкових пластинок (по 10 листків з одного дерева). При зборі листя враховували його розмір і функціональний стан.

Збір матеріалу на території м. Києва проходив у 4-х районах із різним техногенним навантаженням: зона інтенсивного транспортного потоку (проспект Перемоги), район ПАТ НВЦ "Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод", район розташування Київської телевежі та територія парку "Нивки". Листкові пластинки збирали з дерев, розташованих на відстані 10-20 м від об'єктів впливу.

Для оцінки величин ФА, згідно з існуючими підходами [1], досліджено 5 білатеральних ознак: 1 - ширина лівої і правої половинок листка; 2 - відстань від основи до кінця жилки другого порядку, другої від основи листка; 3 - відстань між основами першої і другої жилок другого порядку; 4 - відстань між кінцями першої і другої жилок другого порядку; 5 - кут між головною жилкою і другою від основи листка жилкою другого порядку.

Для розрахунку інтегрального показника застосовували методику В.М. Захарова [1] у такій послідовності: 1) для кожної листкової пластинки обчислювали відносні величини асиметрії за кожною з ознак; 2) розраховували показник асиметрії для кожного листка; 3) визначали інтегральний показник стабільності розвитку.

Для оцінки ступеня виявлених відхилень від норми використовували бальну шкалу, що характеризує рівень забруднення території на основі показника ФА [1] (табл. 1).

Шкала оцінки відхилень стану організму від умовної норми за величиною інтегрального показника стабільності

Таблиця 1